全 文 ：园 艺 学 报 2010，37（11）：1851–1856
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期：2010–07–29；修回日期：2010–10–19
基金项目：江苏省科技厅农业支撑计划项目（BE2008387）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：xhm@njau. edu. cn）
不同包装材料自发气调对冷藏金针菇活性氧代
谢的影响
边晓琳，张艳芬，冯 莉，肖红梅*
（南京农业大学食品科技学院，农业部农畜产品加工与质量控制重点开放实验室，南京 210095）
摘 要：以金针菇为试验材料，分别采用纳米材料和普通聚乙烯（PE）材料包装后置于（2 ± 1）℃
冷库贮藏，通过观察外观变化并定期测定包装袋内气体成分、相对湿度（RH）和自由基清除剂相关酶等
指标，探索适于金针菇冷藏的气体条件。结果表明，纳米材料包装袋内气体为 CO211.5%，O2 1.6%，
RH 89.2%，而 PE 材料包装袋为 CO2 9.7%，O2 2.4%，RH 87.9%，纳米材料显著提高了包装袋内 CO2，降
低了 O2（P < 0.05），同时发现此环境可以显著提高和保持超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、
过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性；抑制超氧阴离子、过氧化氢（H2O2）的累
积，延缓丙二醛（MDA）含量的升高（P < 0.05）；保持金针菇外观品质，贮藏期从 12 d 延长至 20 d。
关键词：金针菇；纳米包装材料；自发气调贮藏
中图分类号：S 646.1+5 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2010）11-1851-06

Effects of Different Packaging Material on Active Oxygen Metabolism of
Flammulina velutipes During Cold Storage
BIAN Xiao-lin，ZHANG Yan-fen，FENG Li，and XIAO Hong-mei*
（Key Laboratory of Agricultural and Animal Products Processing and Quality Control，Ministry of Agriculture/College of
Food Science and Technology，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China）
Abstract：Postharvested Flammulina velutipes were packed with nano-packaging material or
polyethylene（PE）material，and then stored at（2 ± 1）℃. To explore the right atmosphere conditions of
cold storage for F. velutipes，O2 and CO2 contents of different packages and active oxygen metabolism
were detected，and the changes of the quality were observed. The results showed that nano package could
maintain hypoxia and hypercapnia storage environment（CO2 11.5%，O2 1.6%），so as to keep the
appearance of mushroom quality，prolong the storage time from 12 to 20 days. Meanwhile，the
microenvironment of nano package effectively inhibited the levels of superoxide anion and hydrogen
perotride（H2O2），and decreased malonaldehyde（MDA）content，while enhanced the activities of
superoxide dismutase（SOD），catalase（CAT），peroxidase（POD）and ascorbate peroxidase（APX）.
It suggested the condition of CO2 11.5% and O2 1.6% is better than CO2 9.7% and O2 2.4% for F.
velutipes cold storage.
Key words：Flammulina velutipes；nano-packaging material；modified atmosphere storage

1852 园 艺 学 报 37 卷
金针菇（Flammulina velutipes）含水量较高，采收后呼吸代谢旺盛，易受微生物的入侵，菌体
变黄，菌盖变粘，甚至产生异味，引起败坏，室温只能贮藏 1 ~ 2 d。目前市场上金针菇保鲜通常采
用 PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）薄膜包装密封后低温保藏，但货架期只有 3 ~ 4 d。杨艳婷等（2009）
研究发现采用纳米材料包装能够保持金针菇的感官品质和营养成分，维持较低的膜透性和氧化程度，
延缓劣变，延长贮藏期。纳米材料作为一种新的包装材料，其微观结构较一般材料排列紧密有序，
具有低透氧率、低透湿率、阻隔 CO2 等特性（Daisuke et al.，2005；Bauer et al.，2007），因而在果
蔬贮藏中有大量应用研究。张瑶等（2007）研究发现纳米材料包装可以抑菌，提高杨梅好果率以及
保持维生素 C 含量，较好地维持杨梅果实的商品价值，延长货架期。黄媛媛和胡秋辉（2006）报道
新型纳米包装材料与普通包装材料相比可以降低透氧率和透湿率，提高绿茶的贮藏品质。因此深入
研究采用纳米包装材料贮藏金针菇具有重要意义。
近年来研究发现，薄膜包装保鲜食用菌可以起气调作用，而气调可以改变食用菌体内超氧化物
歧化酶（superoxide distmuase，SOD）、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、过氧化物酶（peroxidase，
POD）、苯丙氨酸裂解酶（phenylalanine ammonia-lyase，PAL）的活性，从而减少腐烂，并提高对病
原菌的抗性（边晓琳 等，2010）。作者以金针菇为材料，进一步研究纳米材料和 PE 材料包装对其
冷藏微环境和活性氧代谢生理的影响，以寻找合适的金针菇自发气调包装材料和贮藏条件，同时为
金针菇采后贮藏保鲜技术研发提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与处理
金针菇于 2010 年 4 月 18 日早晨 6 时采摘后立即运至南京农业大学食品科技学院农业部农畜产
品加工与质量控制重点开放实验室，挑取无机械损伤，色泽乳白，未开伞的作为试验材料。纳米包
装材料由 21%纳米母粒（含纳米银、纳米二氧化钛、凹凸棒土、聚乙烯、偶联剂等）加入聚乙烯（PE）
中吹制而成，厚度为 50 μm，以普通 PE 材料（厚度为 50 μm）为对照，制成大小为 40 cm × 60 cm
的包装袋（有带止血夹的乳胶管，用于取气），样品装入塑料筐后置于包装袋中，每袋 2 kg，密封，
于（2 ± 1）℃冷库贮藏。每隔 3 d 测定袋内气体成分、相对湿度及活性氧代谢相关指标。每处理设
3 个重复，结果取平均值。试验自 2010 年 4 月 18 日至 8 月 20 日重复 3 次。
1.2 指标测定
CO2、O2 和 RH：处理和对照的包装袋中 CO2 和 O2 浓度采用奥氏气体仪分析法测定，通过乳胶
管分别从密封的包装袋中取气体 100 mL，以 KOH 溶液吸收 CO2，以焦性没食子酸碱性溶液吸收 O2，
分别测定包装袋内 CO2 和 O2 含量；相对湿度用温湿度测量仪测定。测定完成后，开袋换气，再密
封冷藏。每隔 3 d 测定 1 次。
感官品质：每日观察菇体颜色、气味、软硬程度、菌盖粘性、开伞程度及腐烂变质情况，金针
菇开伞，菌柄黄化，出现异味为贮藏结束，并以此计算贮藏寿命。褐变度（BD）：采用消光值法（程
建军 等，2000）。MDA（丙二醛）：硫代巴比妥酸（TBA）比色法（朱广廉和钟诲文，1990）。H2O2
（过氧化氢）：采用比色法（阮英 等，2006）。超氧阴离子生成速率：采用盐酸羟胺比色法（陆巍 等，
2004）。SOD（超氧化物歧化酶）：氮蓝四唑（NBT）法（朱广廉和钟诲文，1990）。POD（过氧化物
酶）：愈创木酚法（朱广廉和钟诲文，1990）。APX（抗坏血酸过氧化物酶）采用连续比色法（朱广
廉和钟诲文，1990）。CAT（过氧化氢酶）：采取紫外吸收法（胡琼英和狄洌，2007）。
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数据处理用 SAS 8.2 统计软件进行 Duncan’s 差异分析（P = 0.05）。
2 结果与分析
2.1 冷藏金针菇感官品质及褐变度的变化
金针菇在冷藏初期外观变化不明显；随着贮藏时间的延长，菇体逐渐变黄，菌盖增大，并出现
斑点，粘性增加，菌柄变软，有白色绒毛状微生物生长，出现严重异味，失去商品价值。试验发现，
PE 袋冷藏 12 d，金针菇即腐烂变质，而纳米材料包装的金针菇贮藏期可以延长至 20 d（图 1）。
金针菇菇体在冷藏 0 ~ 4 d 褐变明显增加（图 2），随后对照组褐变度仍快速上升，而纳米材料
包装的则变化较为缓慢，贮藏 12 d 时，褐变度为 0.51，显著低于对照组（0.84），表明纳米材料包
装可以延缓采后金针菇的外观变化，保持较好的商品价值。

图 1 冷藏 12 d 的金针菇 图 2 冷藏金针菇褐变度的变化
Fig. 1 F. velutipes after 12 d of cold storage Fig. 2 Changes of browing degree during cold storage

2.2 包装袋内气体成分和相对湿度的变化
从表 1 可以看出，在金针菇冷藏期间，由于呼吸作用，包装袋内的 O2 减少，CO2 和相对湿度增
加，纳米包装材料可以维持低 O2 和高 CO2 的环境，与普通 PE 材料相比，具有显著差异（P < 0.05）；
包装材料均有一定的保湿性和透湿性，不同处理袋内相对湿度差异不显著。11.5% CO2、1.6% O2、
RH 89.2%的气体条件比 9.7% CO2、2.4% O2、RH 87.9%更有利于金针菇的贮藏。

表 1 不同材料包装袋内气体成分及相对湿度的变化
Table 1 Effects of different package materials on gas components and relative humidity during cold storage
贮藏时间/d Storage time 项目
Item
材料
Material 4 8 12 16 20 平均 Average
CO2/% PE 9.6±0.31 a 9.7±0.51 a 9.8±0.39 a – – 9.7±0.84 a
纳米材料 Nano material 11.4±0.41 b 11.5±0.55 b 11.6±0.37 b 11.4±0.41 11.5±0.43 11.5±0.46 b
O2/% PE 3.4±0.76 a 2.3±0.51 a 1.6±0.39 a – – 2.4±0.52 a
纳米材料 Nano material 2.1±0.41 b 1.5±0.55 b 2.0±0.37 a 1.4±0.15 1.5±0.15 1.6±0.49 b
RH/% PE 87.3±0.01 a 88.5±0.03 a 88.0±0.02 a – – 87.9±0.02 a
纳米材料 Nano material 87.7±0.01 a 89.3±0.01 a 89.5±0.02 a 89.7±0.02 89.9±0.02 89.2±0.01 a
注：不同字母表示存在显著差异（P = 0.05）。
Note：Different small letters mean significant difference at P = 0.05 based on Duncan’s multiple range test.

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2.3 冷藏金针菇 MDA 含量的变化
在整个贮藏期间，纳米材料包装的金针菇
MDA 含量显著（P < 0.05）低于对照（图 3）。
对照的金针菇 MDA 含量在冷藏初期上升缓
慢，在贮藏 4 d 时开始急剧增加，表明细胞膜
已受到伤害；而纳米材料包装的金针菇 MDA
含量变化缓慢。至贮藏结束时（贮藏后 12 d），
对照的金针菇 MDA 高达 5.43 μmol · g-1FW，处
理的仅为 3.28 μmol · g-1FW。纳米材料包装有
效抑制了细胞膜脂的过氧化作用，减轻细胞膜
的伤害。
2.4 冷藏金针菇 H2O2 含量的变化
从图 4 可以看出，金针菇在冷藏期间，H2O2 含量表现为上升趋势。对照上升迅速，贮藏 12 d
时已达 1.05 μmol · g-1FW，是初始值的 3.5 倍；而纳米材料包装的增加平缓，12 d 时仅为 0.58
μmol · g-1FW，是对照的 60%。在贮藏期间，两者始终具有显著（P < 0.05）差异，表明纳米材料包
装可以维持菇体内 H2O2 的代谢平衡，抑制其含量的增加。

图 4 冷藏金针菇 H2O2 含量和超氧阴离子生成速率的变化
Fig. 4 Changes of H2O2 content and superoxide anion production rate during cold storage
2.5 冷藏金针菇超氧阴离子生成速率的变化
金针菇超氧阴离子产生速率呈现先升高后降低的趋势（图 4）。冷藏前 4 d 急剧增加，8 d 时对照
达到最大值（0.52 μmol · min-1 · g-1FW），是纳米材料包装的 1.2 倍；而纳米材料包装的在 12 d 时出
现峰值。在整个贮藏期间，两种处理具有显著（P < 0.05）差异，表明纳米材料包装可以抑制超氧阴
离子的生成速率，降低对菇体的伤害。
2.6 冷藏金针菇抗氧化酶活性的变化
植物细胞中的 SOD、POD、CAT 和 APX 抗氧化酶可以在一定程度上清除各种衰老过程中产生
的活性氧，从而有效阻止其在植物体内的积累以及所引起的 MDA 的大量产生以及膜透性的升高。
从图 5 可以看出，在金针菇冷藏过程中，各种抗氧化酶活性均呈现先升高后下降的趋势。在冷藏初
期，金针菇通过提高自身 SOD 活性来抵御超氧自由基的胁迫，但是随着产生过量超氧阴离子，大大
超过了 SOD 的清除能力，导致酶活性降低，对照贮藏结束时 SOD 仅为 14.92 U · h-1 · g-1FW，此时
图 3 冷藏金针菇 MDA 含量的变化
Fig. 3 Changes of MDA content during cold storage
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纳米材料包装的为 28.32 U · h-1 · g-1FW，两者具有显著差异。H2O2 的清除则是由 CAT、POD 和 APX
共同完成的，贮藏期间，对照 POD 活性达到峰值后开始下降，贮藏 12 d 时仅为 7.67 U · h-1 · g-1FW，
而纳米材料包装的始终维持较高酶活性，贮藏末期与初始值没有显著差异。APX 变化规律与 POD
相似，在整个贮藏期间，纳米材料包装的金针菇酶活性显著高于对照。与对照相比，纳米材料包装
可以明显推迟 CAT 活性峰值出现的时间，在贮藏 12 d 时出现最大值 221.91 U · h-1 · g-1FW，是对照
的 1.4 倍。试验结果表明，与 PE 材料相比，纳米材料包装可以维持较高的抗氧化酶活性，有利于活
性氧自由基的清除，减少对细胞膜的损害，延缓衰老。

图 5 冷藏金针菇抗氧化酶活性的变化
Fig. 5 Changes of antioxidant enzyme activities during cold storage
3 讨论
本试验中金针菇冷藏期间，相较于 PE 材料包装袋内 CO2 9.7%、O2 2.4%、RH 87.9%气体环境，
纳米材料可以维持包装袋内更低 O2、更高 CO2 及较高的相对湿度（CO2 11.5%、O2 1.6%、RH 89.2%），
此环境下金针菇外观劣变减慢，贮藏寿命由 12 d 延长至 20 d。纳米材料和 PE 材料包装均有气调功
能，其气调效果不同，本试验中纳米材料气调效果显著优于 PE 材料（P < 0.05）。薄膜包装依赖于
膜材料高分子链热振动随机形成的间隙（< 1 nm），作为透过气体分子的通道（陈丽和李喜宏，2001），
纳米粒子颗粒小，分布均匀，改变了包装材料的渗透半径，因而具有特殊的气体选择性和良好的机
械性能（Henriette & de Azeredo，2009），进而改变不同气体的通透性，调节袋内的气体成分，使 CO2
和 O2 达到更适当的比例，抑制产品采后衰老、保持产品品质、延长贮藏保鲜寿命。
食用菌采后由于氧化作用不断加强，导致活性氧等自由基累积。在抗氧化酶防御体系中 SOD、
CAT、POD 和 APX 是最为重要的 4 种保护酶。SOD 是清除活性氧系统的第一道防线，其主要功能
是催化体内超氧阴离子发生歧化反应生成 O2 和 H2O2，避免对细胞膜造成伤害；CAT、POD、APX
均可以催化 H2O2 或有机过氧化物，从而加速植物体内多种有机物和无机物的氧化分解。本研究发
现，与 PE 材料包装相比，纳米材料包装金针菇的 SOD、POD 和 APX 活性均不同程度的增加，而
且 CAT 酶活性高峰延迟，过氧化氢和超氧阴离子等活性氧的积累降低。此试验结果与金针菇气调贮
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藏结论相似（边晓琳，2010），因此适宜的气体条件下冷藏可通过促进金针菇体内抗氧化酶活性的提
高，加强活性氧和自由基的清除能力，减少 MDA 的累积，从而延缓金针菇的衰老，延长贮藏寿命。
本试验中纳米材料包装形成的微环境 CO2 11.5%、O2 1.6%、RH 89.2%比普通 PE 材料形成的 CO2
9.7%、O2 2.4%、RH 87.9%更有利于金针菇冷藏。

References
Bauer C，Buchgeister J，Hischier R，Poganietz W R，Schebek L，Warsen J. 2007. Towards a framework for life cycle thinking in the assessment of
nanotechnology. Journal of Cleaner Production，1–17.
Bian Xiao-lin，Zhang Yan-fen，Feng Li，Xiao Hong-mei. 2010. Effect of modified atmosphere storage on sensory quality and physiological
characteristics of postharvest Flammulina velutipes. Food Science，31 (6)：283–287. (in Chinese)
边晓琳，张艳芬，冯 莉，肖红梅. 2010. 自发气调对采后金针菇生理生化的影响. 食品科学，31 (6)：283–287.
Chen Li，Li Xi-hong. 2001. Preparation of nano structure TiO2/PVC film on the storage of‘Fuji’apples. Food Science，22 (7)：74–76. (in Chinese)
陈 丽，李喜宏. 2001. 富士苹果 PVC/TiO2 纳米保鲜膜研究. 食品科学，22 (7)：74–76.
Daisuke F，Giyuu K，Masahiro T，Michiko Y，Yasushi Y. 2005. Characterization of artificial nano-structures and nano-materials. Applied Surface
Science，241 (1)：1–3.
Henriette M C，de Azeredo. 2009. Nanocomposites for food packaging applications. Food Research International，(42)：1240–1253.
Huang Yuan-yuan，Hu Qiu-hui. 2006. Effect of a new fashion nano-packing on preservation quality of Green Tea. Food Science，27 (4)：244–246.
(in Chinese)
黄媛媛，胡秋辉. 2006. 纳米包装材料对绿茶保鲜品质的影响. 食品科学，27 (4)：244–246.
Hu Qiong-ying，Di Lie. 2007. Biochemical experiment. Beijing：Chemical Industry Press. (in Chinese)
胡琼英，狄 洌. 2007. 生物化学实验. 北京：化学工业出版社.
Lu Wei，Xu Xiao-ming，Zhang Rong-xian，Dai Xin-bin. 2004. Effece of adding acetic acid on improvement of determination of superoxide anion
content in plants. Journal of Nanjing Normal University：Natural Science Edition，27 (1)：82–84. (in Chinese)
陆 巍，许晓明，张荣铣，戴新宾. 2004. 冰醋酸对于测定植物材料中超氧阴离子含量的灵敏度的影响. 南京师大学报，27 (1)：82–84.
Ruan Ying，Liu Kai-lang，Shen Lin，Tian Hui-qin，Sheng Ji-ping. 2006. Metabolism of dynamic changes of the reactive oxygen in tomato pericarp
and seed tissues during fruit ripening and senescence. Acta Horticulturae Sinica，33 (1)：63–67. (in Chinese)
阮 英，刘开朗，申 琳，田慧琴，生吉萍. 2006. 番茄果实成熟衰老过程中果肉和种子活性氧代谢的变化. 园艺学报，33 (1)：63–67.
Cheng Jian-jun，Wang Zhen-xin，Yu Jing-hai，Teng Jian-min. 2000. Study on the enzyme browning mechanism of Pingguo pear and Duck pear. Food
Science，21 (2)：71–74. (in Chinese)
程建军，王震新，于静海，滕健敏. 2000. 苹果梨和鸭梨酶促褐变机理的研究，食品科学，21 (2)：71–74.
Yang Yan-ting，Yang Qin，Yang Fang-mei，Xin Zhi-hong，Zhao Li-yan，Yu Zhi-fang，Hu Qiu-hui. 2009. Effect of Nano-Packaging material on quality
of Flammulina velutipes. Scientia Agricultura Sinica，42 (9)：3250–3258. (in Chinese)
杨燕婷，杨 芹，杨方美，辛志宏，赵立艳，郁志芳，胡秋辉. 2009. 纳米包装材料对金针菇的保鲜作用. 中国农业科学，42 (9)：3250–
3258.
Zhang Yao，Yang Jing-ping，Lu Lu，Zhang Fang. 2007. The application of Ag nanometer antimicrobial on the preservation of waxberry. Journal of
Agricultural Mechanization Research，(3)：111–114. (in Chinese)
张 瑶，杨京平，杨莹跃，陆 禄，张 放. 2007. 添加纳米粒子的塑料包装材料在杨梅保鲜中的作用. 农机化研究，(3)：111–114.
Zhu Guang-lian，Zhong Hui-wen. 1990. Plant physiology experiment. Beijing：Beijing University Press. (in Chinese)
朱广廉，钟诲文. 1990. 植物生理学实验. 北京：北京大学出版社.