摘要 

香菇營養豐富、風味獨特，是餐桌上的常客，卻有著“采后易腐爛、易褐變"的保鮮痛點，大大限制了它的貨架期和流通范圍。氣調包裝（MAP）作為延長新鮮果蔬貨架期的有效手段，早已在多種農產品中落地應用。而溫度作為影響農產品呼吸速率的關鍵因素，更是氣調包裝設計時的考量點。可惜的是，氣調包裝在新鮮香菇中的研究與應用尚未普及，亟待通過系統研究確定包裝條件。為此，一項針對香菇氣調包裝保鮮的專項研究應運而生。

筑波大學生命環境科學研究科的LI Yanjie在SCIE 上發表了一篇題為“Research on modified atmosphere packaging (MAP) with high oxygen concentration of fresh shiitake mushrooms (Lentinus edodes)"的論文。核心圍繞溫度對香菇呼吸速率的影響及模型建立、氣體成分對香菇呼吸代謝、生理特性和營養成分的作用兩大方向展開。

該研究介紹了氣調包裝的基本信息、香菇的生理特性、營養成分及采后貯藏特性，綜述了氣調包裝在部分果蔬中的應用研究以及新鮮香菇的貯藏與包裝方法。并對七種不同包裝類型的蔬菜進行調查，研究了溫度對其氧氣消耗率、二氧化碳產生率及呼吸商的影響。結果表明，香菇、舞茸和金針菇的包裝因氧氣濃度低于1%易引發厭氧發酵，溫度對七種蔬菜的二氧化碳產生率均有影響，且薄膜的氣體透過率隨溫度變化符合指數規律。此外，研究還采用不同初始氧氣濃度的主動氣調包裝（高氧、中氧、低氧及空氣組）貯藏香菇，發現低氧和空氣組易引發厭氧發酵，高氧和中氧組可延緩乙醇積累，所有主動氣調包裝均能促進游離氨基酸含量增加。在探究80%和100%氧氣濃度的高氧包裝對香菇呼吸生理和感官品質的影響中，結果顯示高氧包裝可延緩厭氧代謝，提升香氣評分，保持較好的硬度和色澤。并且，在對比了高氧包裝與不同穿孔數量的穿孔介導氣調包裝的保鮮效果后發現高氧包裝在貯藏8天以上時仍能有效維持香菇品質。

 研究材料/儀器/過程 

材料

1. 新鮮蔬菜：香菇、舞茸、金針菇、長豆角、青辣椒、毛豆、混合嫩葉

2. 包裝材料：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物薄膜、聚丙烯薄膜、低密度聚乙烯薄膜、鋁塑復合包裝膜、聚苯乙烯托盤；

3. 實驗氣體：純氧、50% O?+50% N?、3% O?+15% CO?+N?、空氣，以及氦氣、氫氣、空氣；

4. 化學試劑：99.5%乙醇、80%乙醇、75%乙醇、6%苯酚溶液、濃硫酸、福林-喬卡梯烏試劑、2.5%碳酸鈉溶液、葡萄糖標準品、沒食子酸標準品、氨基酸標準混合液等；

5. 輔助材料：去離子水、無菌玻璃樣品瓶、干燥器、Millipore 0.2 µm注射器過濾器等。

儀器

傅里葉變換紅外光譜儀、數字厚度測試儀、GTR Tec  GTR-30氣體滲透率測試儀、氣相色譜儀、配備熱導檢測器、氫火焰離子化檢測器、ZY-2填充柱、PEG 20M柱、電導儀、冷凍干燥機、離心機、分光光度計、自動氨基酸分析儀、質構儀、數字折射儀、色差儀、混合顯微鏡、恒溫恒濕貯藏室、3 L密封有機玻璃罐、1 L密封有機玻璃容器、打孔器、恒溫水浴鍋。

GTR Tec  GTR-30氣體滲透率測試儀

過程

商業蔬菜包裝分析實驗

1. 樣品制備：采購七種蔬菜，迅速運回實驗室，在10°C、15°C、20°C恒溫恒濕貯藏室中放置2小時，直至樣品核心溫度與貯藏室溫度一致；

2. 薄膜鑒定與性能檢測：采用傅里葉變換紅外光譜儀鑒定包裝薄膜類型，數字厚度測試儀測定薄膜厚度，GTR Tec GTR-30氣體滲透率測試儀結合氣相色譜儀檢測不同溫度下薄膜的氧氣透過率和二氧化碳透過率；

3. 氣體濃度與呼吸速率測定：使用氣相色譜儀測定包裝內氧氣和二氧化碳濃度；采用密封系統法，將樣品置于3 L密封有機玻璃罐中，定期抽取氣體樣品，通過氣相色譜儀檢測并計算氧氣消耗率、二氧化碳產生率及呼吸商；

4. 數據分析：所有數據以平均值±標準差表示，采用方差分析進行統計分析。

不同初始氣體組成的MAP對香菇生理和營養成分影響實驗

1. 樣品處理與包裝：新鮮香菇采收后24小時內運回實驗室，在10°C、90% RH條件下放置2小時，選取大小和色澤均勻的香菇，分別采用高氧、中氧、低氧及空氣組進行包裝，包裝材料為LDPE薄膜，每組設置3個重復；

2. 貯藏條件：所有包裝樣品在10°C、90% RH環境下貯藏7天；

3. 指標測定：每日測定包裝內氧氣、二氧化碳和乙醇濃度；貯藏結束后，測定香菇組織的電解質滲漏率；通過冷凍干燥、提取、離心、顯色等步驟，分別測定水溶性粗多糖、總酚和游離氨基酸含量；

4. 數據分析：采用方差分析和LSD檢驗進行差異分析，p≤0.05為差異顯著。

高氧包裝對香菇呼吸生理和感官品質影響實驗

1. 樣品處理與包裝：選取70±5 g大小均勻的新鮮香菇，采用25cm×15cm×100µm的LDPE薄膜包裝，分別注入80% O?+N?平衡、100% O?及空氣，真空熱封后置于10°C、90% RH環境下貯藏9天；

2. 指標測定：在貯藏0、2、4、7、9天，測定包裝內氣體成分、呼吸速率；測定香菇的硬度、總可溶性固形物含量和色澤參數；由3名經過訓練的評價員對香菇的香氣、質地、菌蓋顏色、菌褶顏色進行感官評分，并評估可接受性；

3. 數據分析：采用方差分析進行統計分析，p≤0.05為差異明顯

高氧包裝與穿孔介導氣調包裝對比實驗

1. 樣品處理與包裝：選取70±5 g新鮮香菇，設置三組包裝：高氧組采用鋁塑復合膜包裝，注入100% O?；穿孔介導氣調包裝采用LDPE薄膜，分別設置4個、8個、20個微穿孔；對照組為帶4個大穿孔（直徑6mm）的LDPE薄膜包裝，初始均為空氣環境，每組3個重復；

2. 貯藏條件：所有樣品在10°C、90% RH環境下貯藏8天；

3. 指標測定：在貯藏0、2、4、6、8天，測定包裝內氣體成分和乙醇濃度；測定香菇的L*值（亮度）、硬度、TSS含量和質量損失率；在0、4、8天進行感官評價，包括整體視覺品質、香氣、質地、菌蓋顏色、菌褶顏色和菌褶完整性；

4. 數據分析：采用方差分析和LSD檢驗進行差異分析，p≤0.05為差異明顯。

 結論 

溫度對香菇、金針菇和青辣椒的氧氣消耗率影響較大，且對七種供試蔬菜的二氧化碳產生率均有作用，呼吸商隨溫度升高而增大，同時薄膜氣體透過率隨溫度變化呈指數規律，不同蔬菜對商業包裝的適用性存在差異，其中香菇、舞茸和金針菇因包裝薄膜氧氣透過率低、自身呼吸消耗高，易出現氧氣濃度過低的問題，需通過提高薄膜氣體透過率或初始氧氣濃度改善；低氧包裝及空氣組易引發香菇厭氧發酵，低氧環境還會升高香菇電解質滲漏率、損傷組織，高氧與中氧包裝則能有效延緩乙醇積累，所有氣調包裝雖無法阻止香菇多糖含量下降，但可提升游離氨基酸含量；80%和100%氧氣濃度的高氧包裝均能延緩香菇厭氧代謝、減少乙醇與乙醛積累，較好保持其硬度、色澤及香氣評分，提升產品可接受性，且100% O?包裝保鮮效果更優；穿孔介導氣調包裝僅能在貯藏4天內維持香菇品質，延長貯藏后易引發厭氧發酵和明顯褐變，而高氧包裝在貯藏8天以上時，仍可保持較高的亮度、硬度及感官品質，展現出延長香菇貨架期的良好潛力。