【研究意义】竹笋是竹子根茎上膨大的芽和幼嫩的茎，在我国南方广泛生长^[1]，富含纤维素、多酚等营养物质，且脂肪含量低，深受消费者喜爱^[2]。竹笋具有较强的季节性，集中上市则价格低廉，目前主要加工为笋干或者笋罐头^[3]，但传统加工采用的高盐高防腐剂的腌制工艺存在食品安全问题，导致市场竞争力下降，产品利润降低^[4]。鲜食竹笋是不经烫漂杀青、腌制处理的竹笋产品，其酚类物质含量高，易被氧化褐变并造成细胞损伤产生木质化^[5]，同时旺盛的呼吸会促使其失水老化，通常在常温下贮藏48~72h就会失去食用价值^[6]。竹笋褐变、木质化、失水老化等问题极大限制了鲜食竹笋的销售周期、销售范围^[7]，亟需通过保鲜技术研发高附加值的新鲜竹笋产品。

【前人研究进展】目前竹笋保鲜常采用低温冷藏结合真空包装和气调包装^[8]。低温结合真空冷藏竹笋，对于经过烫漂、腌制等酶钝化工艺处理的竹笋有较好的保鲜效果。但对于未经处理的鲜活农产品，真空的无氧条件反而会促进呼吸作用，产生CO₂，随着CO₂的积累进一步促进无氧呼吸，其代谢产物乙醇、乙醛等物质破坏组织结构，从而引发褐变^[9-11]。梁小娥等^[12]在梨枣贮藏研究时发现，超过5% 的CO₂浓度会促进鲜枣的酒精积累，导致“酒化”。Foyer等^[13]发现，高浓度CO₂会促进细胞内自由基和活性氧增加，破坏细胞膜结构，促进褐变。孔凡春等^[14]研究气调包装保鲜竹笋时发现，透气性低的包装材料会让竹笋在袋内氧气消耗完后，其呼吸转为无氧呼吸，代谢出的乙醇使竹笋加速劣变。适度的O₂浓度能够保持果蔬适当的生理活动，避免无氧呼吸，保留营养成分^[15-16]。

【本研究切入点】自发气调保鲜技术的包装材料具备气体选择透过性，可以及时排出袋内的CO₂，维持低O₂、低CO₂浓度的贮藏环境^[17-18]，使果蔬进入休眠状态，有利于竹笋保鲜。与烫漂灭活后的加工笋相比，鲜食竹笋的口感、营养品质更佳，更受市场欢迎。但鲜食竹笋组织清脆、水分含量高，需要抑制其呼吸、延缓其木质化^[19-20]。【拟解决的关键问题】本试验采用自发气调包装袋保鲜竹笋，以传统真空包装作对照，研究鲜食竹笋贮藏期间的感官、生理、木质化及其关键酶活性变化，探索鲜食竹笋的最佳气调保鲜方式，为鲜食竹笋保鲜提供技术参考。

1　材料与方法 1.1　试验材料

供试竹笋为广东揭阳揭东地区种植的麻竹笋（Dendrocalamus latiflorus），挑选长度35~40cm，质量接近，表面无褐变、无虫害、无机械损伤的粗笋作为原材料。自发气调包装袋MP20气调袋（厚度20μm，O₂渗透率11 643 cm³/m²·d·atm，水蒸气透过率62.586 g/m²·d）为广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所研发；尼龙真空袋（厚度16 μm）购于深圳市川琦包装制品有限公司。

供试试剂：乙酸钠、硼酸、邻苯二胺、邻苯二胺、草酸（分析纯，源叶生物科技有限公司），维生素C标准品、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、聚乙烯吡咯烷酮（分析纯，上海生工生物工程有限公司）；主要仪器设备有UV1800型紫外可见分光光度计（日本岛津公司）、CARYEclipse荧光分光光度计（美国VARIAN公司）、SorvallStratos冷冻高速离心机（美国ThermoFisher公司）、JW-1042低速离心机（安徽嘉文仪器装备有限公司、TA-XTPlus质构仪（英国StableMicroSystem公司）、PB-10 pH计（德国赛多利斯公司）、RFM340+ 糖度仪（英国Bellingham Stanley公司）、PAL-BX/ACID F5糖酸度计（日本ATAGO公司）、UltraScan VIS色差仪（美国Hunter Lab公司）、DZQ-520C真空包装机〔安盛科电子（深圳）有限公司〕、Checkmate9900型顶空气体分析仪（丹麦MOCON公司）。

1.2　试验方法

竹笋采摘后在1h内运送至揭阳竹笋工厂进行处理，经过剥壳、清洗、冰水预冷（预冷至芯部温度15±1 ℃）、添加抑菌剂（0.5% 柠檬酸、0.1% 抗坏血酸和100 mg/L次氯酸钠）浸泡、晾干。竹笋控制长度为25~30 cm，底部直径为20~25 cm，分别采用自发气调包装袋MP 20气调袋与尼龙真空袋进行包装，每袋装入长度接近的竹笋1根，其中真空包装通过真空包装机设置真空度为0.1 MPa。低温（4±1 ℃）贮藏21 d，每隔7 d对竹笋取样，切碎后使用液氮浸泡、冻硬，将样品转移至研磨设备打粉后装管存于液氮罐中运送至广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所实验室，-80℃贮存备用。后取粉检测相关生理指标，每种处理取样3袋，测试重复3次。

1.3　测定指标及方法

1.3.1 色泽　从每袋中选取1根竹笋使用色度仪测定其表面亮度值L^*，每根竹笋以底部中心、根部四周每90°记录1个数值，取平均数作为底部亮度值；在长度1/2处切开竹笋，以切面中心、尖部四周每90°记录1个数值，取平均数作为顶部亮度值。

1.3.2 丙二醛（Malondialdehyde, MDA）　含量采用Chen等^[21]的方法测定并加以改进。取竹笋冻样2.0 g，加入6 mL 10% 三氯乙酸溶液，冰浴研磨，4 ℃、10 000 g离心15 min。取1 mL上清液与3 mL 0.6% 硫代巴比妥酸（溶于10% 的三氯乙酸）混匀，盖上橡皮塞，于沸水浴中煮沸15 min后快速冷却，以10 000 g离心10 min。取上清液测定波长450、532、600 nm处的吸光值。

1.3.3 贮藏过程中袋内环境气体成分　用垫片贴于保鲜袋上，将采样探头扎透垫片贴，采用顶空气体分析仪测定保鲜袋内气体成分。

1.3.4 呼吸强度　采用静置法，从每袋中选取1根竹笋，控制长度粗细接近，称重后置于样品瓶中，静置后利用CO₂浓度测定仪测定呼吸强度。

计算公式为：

式中，C为CO₂浓度（%），V₁为样品瓶体积（L），V₂为样品体积（L），W为样品鲜重（kg），t为测定时间（h）。

1.3.5 丙酮酸含量　采用2,4-二硝基苯肼法测定丙酮酸含量。丙酮酸与2,4-二硝基苯肼反应生成丙酮酸-2,4-二硝基苯腙，该物质在碱性条件下呈樱桃红色，在520 nm波长处有最大吸收峰。

1.3.6 蛋白质含量　采用考马斯亮蓝G-250法测定蛋白质含量，在595nm下测定吸光度。

1.3.7 可溶性糖及总糖含量　使用苯酚硫酸比色法测定可溶性糖及总糖含量。

1.3.8 木质素含量　参考Huang等^[22]的方法并加以修改，在280 nm处测定样品提取液吸光值，根据标准曲线计算木质素含量。

1.3.9 木质化关键酶活性　苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine ammonia-lyase, PAL）活性测定参考Koukol等^[23]的方法并加以改进；肉桂醇脱氢酶（Cinnamyl alcohol dehydrogenase, CAD）的活性测定根据Goffner等^[24]的方法并加以改进；4-香豆酸-辅酶A连接酶（4-coumarate CoA ligase, 4CL）的活性测定根据Solarbio生化试剂公司4CL活性检测试剂盒说明书的方法；过氧化物酶（Peroxidase, POD）的活性测定根据Fang等^[25]的方法并加以改进。采用DPS7.05统计软件对所得试验数据进行统计分析，用邓肯氏多重比较进行差异显著性检验。

2　结果与分析 2.1　不同包装处理对竹笋感官品质的影响

2.1.1 对竹笋外观品质的影响　新鲜竹笋剥皮后，整体洁白光亮，随着贮藏时间增加会逐渐褐变、根部发生木质化。鲜食竹笋经过包装处理于冷库（4±1 ℃）贮藏21 d后，其外观如图 1所示，两种包装处理的竹笋根部均发生一定程度的褐变和木质化，但自发气调包装处理的褐变及木质化程度低于真空包装；但两种包装均能保持竹笋芯部的洁白色泽，未出现褐变。在笋尖部分，真空包装袋内竹笋的笋尖部分有明显的自溶现象，呈水渍状，并有汁液渗出；自发气调包装下竹笋笋尖保持较好的脆性和嫩性，色泽光亮，无汁液渗出，竹笋的组织结构保持完好。

2.1.2 对竹笋色泽的影响　竹笋中发生的褐变主要为酶促褐变，而剥壳竹笋失去外皮保护，表面与空气接触，酚类物质迅速被氧化成醌，并聚合形成黑色物质造成褐变^[17]，亮度值降低^[7]。因此，可以通过竹笋外表的亮度（L^*值）评价竹笋的新鲜程度。如图 2所示，剥壳竹笋贮藏期间L^*值呈下降趋势，两种包装下竹笋的L^*值均随时间下降，贮藏21 d时真空包装竹笋芯部L^*值与采收时相比下降17.74%；气调包装则较好保持了竹笋组织的完整性，芯部色泽下降6.17%。贮藏21 d时，两种包装处理下竹笋的根部均发生褐变，其中真空包装的竹笋根部L^*值与初始相比下降23.52%，气调包装下降15.94%。

2.2　不同包装处理对竹笋包装内气体浓度的影响

竹笋的呼吸和营养成分受气体环境的影响。如图 3所示，贮藏期间两种包装内的O₂浓度均低于5%，其中真空包装内的O₂浓度降低至1%左右，而气调包装可保持O₂浓度在5% 左右。同时真空包装的密封性强，贮藏期间竹笋的无氧呼吸加剧积累CO₂，7 d时CO₂浓度可达85% 以上并在贮藏期间一直维持在80% 以上，而高于20% 的CO₂浓度会对植物造成损伤^[15]。气调包装则可排出袋内积聚的CO₂，控制CO₂浓度低于20%，可通过较高的CO₂浓度抑制竹笋的呼吸强度，结合低O₂浓度维持果蔬适度的营养积累和生理代谢^[16]。

2.3　不同包装处理对竹笋生理指标的影响

2.3.1 对竹笋呼吸强度的影响　采后竹笋的呼吸强度会受到加工方式和贮藏环境的影响，鲜食竹笋经过剥壳清洗处理，相比未去壳竹笋的呼吸强度约高出40%^[26]。贮藏期间竹笋的呼吸变化如 图 4所示，在贮藏期间呈现先增加后下降的趋势。真空包装下竹笋的呼吸强度显著高于气调包装下的竹笋。真空包装竹笋的呼吸强度在贮藏14 d时达到高峰，为气调包装竹笋呼吸强度的2.13倍，在21 d时随着竹笋老化呼吸降低；气调包装竹笋的呼吸在贮藏7 d时达到高峰后缓慢下降，贮藏期间呼吸变化平稳，有利于竹笋保留营养成分。

2.3.2 对竹笋MDA含量的影响　MDA是膜脂过氧化的最终产物，可用于评价植物细胞组织结构的完整性。如图 5所示，结合图 1中真空包装内竹笋出现的自溶现象，真空包装竹笋的膜脂过氧化程度较高，产生积累的MDA含量显著高于气调包装的竹笋，贮藏21 d时真空包装竹笋的MDA含量是气调包装竹笋的2.93倍。

2.3.3 对竹笋丙酮酸含量的影响　植物组织的呼吸作用，无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，都会通过糖酵解形成丙酮酸，无氧呼吸中丙酮酸代谢不产生能量，不利于维持竹笋的基本生理代谢。如 图 6所示，两种包装处理下竹笋的呼吸代谢消耗还原糖等底物产生丙酮酸，在贮藏期间丙酮酸含量随时间增加。而真空包装下竹笋的丙酮酸含量在贮藏7 d后开始急剧增加，显著高于气调包装下的竹笋。

2.3.4 对竹笋蛋白质含量的影响　竹笋在贮藏过程中蛋白质不断消耗和分解，蛋白流失会造成竹笋口感下降。如图 7所示，蛋白质总量呈下降趋势，两种包装处理下竹笋的蛋白质均被代谢消耗，贮藏21 d时，气调包装内竹笋蛋白质含量为采收时的60.7%，而真空包装仅为42.5%。

2.3.5 对竹笋糖含量的影响　由图 8可见，真空包装竹笋的还原糖含量随着贮藏时间延长呈上下波动的趋势，而气调包装竹笋的还原糖含量则随时间下降，在贮藏21 d时，真空包装竹笋的还原糖含量要高于气调包装竹笋；两种包装处理下竹笋的总糖含量均随时间下降，其中真空包装竹笋在贮藏7 d后总糖含量出现快速下降，在贮藏21 d时气调包装竹笋的总糖含量显著高于真空包装。

2.4　不同包装处理对竹笋木质化的影响

2.4.1 对竹笋木质素含量的影响　木质化本身是一种植物的应激反应，为植物细胞组织提供足够的强度和硬度，避免生物侵害，同时具有抗菌、抗氧化等功能^[27]，但竹笋木质化会使其难以咀嚼，口感下降。如图 9所示，两种包装处理下的竹笋木质素含量均随贮藏时间的增加而增加，且随着竹笋老化后组织受损而增速加快。在贮藏21 d时，真空包装下竹笋的木质素含量显著高于气调包装处理的竹笋，说明气调包装处理能够抑制竹笋木质素积累，保持竹笋口感鲜脆。

2.4.2 对竹笋木质化关键酶活性的影响　木质素的变化规律与PAL和POD活性的变化规律具有较强的相关性。PAL是木质素生物合成中的关键酶和限速酶，其活性水平制约着木质素3种芳香醇的产量，POD则把这3种芳香醇聚合成木质素^[7]。由图 10可见，在贮藏过程中，各包装处理竹笋的PAL活性和POD活性变化趋势一致，在贮藏前期活性不断增大，后期由于酶逐渐失活，PAL和POD活性逐渐降低。其中PAL酶活性在真空包装下出现活性高峰，而气调包装内则保持较低活性。通过气调包装能抑制PAL活性，降低木质素含量^[27]。

CAD是木质素单体合成过程中的最后一个酶。其中CAD的底物肉桂醛减少，参与木质素聚合^[29]。由图 10可见，两种包装处理竹笋的CAD活性在贮藏期间呈现前期下降、中期上升、后期下降的趋势，其中真空包装处理竹笋的CAD活性整体高于气调处理竹笋。

4CL是苯丙烷类代谢途径中的最后一个酶，在木质素合成途径中是连接苯丙烷代谢途径和木质素单体合成特异途径的关键酶^[30]。由图 10可见，真空包装处理竹笋的4CL活性呈现前期增加、后期平缓下降的趋势，而气调包装下竹笋的4CL活性呈现先下降、后增加的趋势，整个贮藏期间气调包装竹笋的4CL酶活性均显著低于真空包装竹笋。贮藏14 d时，两种包装处理的竹笋4CL活性达到高峰，随后竹笋的木质素积累速度增加。

3　讨论

与传统烫漂、盐腌制处理的竹笋产品相比，通过预冷工艺结合复合抑菌剂处理的鲜食竹笋可以更好地保持其口感的鲜嫩性，并减少抗氧化物质和营养物质的加热损耗。但鲜食竹笋的保鲜性能下降，其酶活性、呼吸作用旺盛，传统的冷藏结合真空包装的保鲜形式不适用于鲜食竹笋的长期贮藏。

根据前人研究，采摘后竹笋仍然维持着生命活动和呼吸作用。在氧气充足的情况下，竹笋进行有氧呼吸，消耗糖、酸等呼吸底物，影响其风味品质^[17]；而在无氧条件下，竹笋的无氧呼吸会加强，对呼吸底物的消耗比有氧呼吸更多^[31]，且分解的产物不彻底，产生乙醇、乙醛、乳酸等物质损害细胞膜完整性，加速竹笋腐败。避免果蔬发生无氧呼吸的O₂阈值浓度为1%~5%^[32-33]，本研究发现，真空包装中氧气浓度处于1% 左右，竹笋以无氧呼吸为主。同时高CO₂浓度同样会促进无氧呼吸，控制低CO₂浓度，果蔬在低氧条件下贮藏也能抑制无氧呼吸^[34]。

结合糖等呼吸底物的变化趋势，贮藏期间竹笋呼吸优先消耗还原糖，而蔗糖仅在竹笋还原糖供应不足的情况下加快转化；贮藏前期，两种包装处理的竹笋总糖、还原糖均被消耗，但总糖含量无显著性差异；真空包装下贮藏14 d时，竹笋呼吸加剧造成还原糖底物供应不足，淀粉和纤维开始加速降解导致竹笋还原糖含量上升，总糖含量开始快速减少；贮藏后期，真空包装下竹笋无氧呼吸加剧，糖酵解增加，还原糖被快速消耗并形成丙酮酸，含量快速下降，丙酮酸在无氧呼吸条件下只能分解为乙醇等有害物质，未能为贮藏期间竹笋的基本生理活动提供能量。而还原糖的增加量与总糖的减少量在总量上有一些差异，推测还原糖参与了竹笋的褐变过程^[17]。气调包装下，竹笋的呼吸受到抑制，减少多糖等物质的降解，能够保持竹笋细胞壁等结构的稳定。

真空包装内竹笋的褐变自溶程度更高，MDA含量显著高于气调包装的竹笋。结合前人研究，高浓度的CO₂可通过在细胞内反应生成的CO₃^2-与细胞膜周围的Ca²⁺结合形成CaCO₃，导致细胞膜、细胞壁的Ca²⁺含量下降，组织结构容易受损并引起褐变^[35]。而MDA的积累也伴随着不饱和脂肪酸降解、自由基和活性氧积累，这不仅会促进竹笋的表皮褐变，还会加速木质化进程，提高植物组织的木质化程度^[25]。

贮藏期间真空包装竹笋的木质化相关酶和氧化酶活性增加，木质素显著积累。Dean等^[36]采用真空包装处理花瓜，导致其自身应激保护发生，加速木质素合成。Tao等^[37]用真空冷藏的方法贮藏蘑菇，发现蘑菇的硬度显著上升。向超远等^[5]研究发现，相比气调包装，真空、低氧和高氧等处理均促进杏鲍菇的木质素积累。结合本研究结果，推测对于鲜切、鲜食的根茎类蔬菜产品，真空环境是一种逆境胁迫^[38]，会引其木质化等防御反应，导致食用品质下降。本研究中，气调包装竹笋的相关酶活性均低于真空包装竹笋，相关酶的活性在贮藏14 d达到峰值，同时竹笋的木质素积累增速增加，木质化程度加剧。

4　结论

本研究采用气调包装保鲜竹笋，通过膜本身的透过性结合竹笋自身呼吸，可以调节包装内环境为低O₂、低CO₂（O₂ < 5%，CO₂ < 5%），降低呼吸代谢，竹笋的呼吸峰值强度仅为真空处理的46.93%，维持了休眠状态；气调包装可以更好地保留竹笋营养物质，减少膜结构损伤。贮藏21 d气调时包装竹笋较真空包装的芯部褐变率降低11.57%，根部褐变率降低7.58%。木质化方面，气调包装抑制木质化和氧化相关酶的活性，减少竹笋的木质素积累，保持鲜嫩的口感并抑制褐变发生。本研究采用的自发气调保鲜袋（厚度20 μm，O₂渗透率11 643 cm³/m²·d·atm，水蒸气透过率62.586 g/m²·d）包装剥壳鲜竹笋，能够有效排出袋内积累的CO₂，透入适量的O₂，避免竹笋发生无氧呼吸，可延长竹笋保鲜期5~7日，通过预冷杀菌工艺结合气调包装可为市场提供食用口感、风味营养良好，且具备较好保鲜品质的竹笋产品。