纳米包装抑制双孢菇木质化劣变的研究开题报告

1. 研究目的与意义

双孢菇又名白蘑菇、洋蘑菇，由于其具有良好的口感和独特的风味，并且相比较于大多数蔬菜含有更高的蛋白质和更易吸收的碳水化合物，深受广大消费者的喜爱。双孢蘑菇在欧美国家是消费者的主要食用菌，是目前唯一全球性栽培的食用菌，也是世界上栽培面积最大的食用菌，其产量占食用菌总量的 50％。相比于其他食用菌，双孢菇子实体含水量高，贮藏期间呼吸速率更高，蒸腾作用更为旺盛，在贮运过程中容易造成大量水分散失和菇体的后生长，以及子实体的木质化和自溶等品质劣变现象，双孢菇采后的保鲜问题成为制约双孢菇产业发展的一个重要瓶颈。目前，对于食用菌采后保鲜技术主要集中在气调保鲜、涂膜保鲜、辐照处理、臭氧保鲜等，在实际生产销售中应用较多的是自发性气调结合冷藏的方式。然而如今由于栽培方式的改进以及物流水平的提高,农产品受产量和季节性影响越来越弱,保藏的要求已经从静态长期保鲜转向流通运输环节中的动态保鲜。而食用菌作为一种活鲜农产品，采用新型包装技术实现保鲜成为了一种趋势。而纳米包装材料作为新型保鲜包装能够很好的运用于动态保鲜环节。纳米材料由于其特殊的组成和结构，使它具备了传统普通PE材料所不具备的性能，表现出良好的抗菌性能、抑制乙烯产生、阻湿性等，同时前期对纳米保鲜材料的物理性能的研究结果显示，添加了纳米银、纳米二氧化钛和纳米凹凸棒土可有效降低包装材料的透湿量和透氧量，提高其纵向拉伸强度，显著改善了包装材料的机械性和功能。所以相比较于普通PE包装材料，纳米包装材料更适合鲜活农产品的贮藏保鲜。本课题组在前期已经制备了一种添加了纳米Ag、纳米TiO2、纳米凹凸棒土和纳米SiO2的新型复合纳米包装袋，并应用于绿茶，猕猴桃和生菜中。并对双孢菇进行保鲜效果的研究，结果显示该纳米包装材料能够通过抑制水分散失、褐变、呼吸强度等达到延长其保质期的作用。而关于在贮藏期间细胞壁代谢的机制还缺乏深入的研究。细胞壁是维持细胞形态的支撑物质，有研究表明，果实的成熟、软化、衰老与细胞壁结构及成分的变化密切相关。目前关于双孢菇采后保鲜技术更多的注重于对子实体褐变，活性氧等方面研究，而对于纳米包装材料包装后的双孢菇在贮藏期间的细胞壁代谢研究较少。本实验在前期纳米保鲜实验的基础上，通过前期已经制备的纳米保鲜袋，研究其在双孢菇的低温贮藏过程中，对双孢菇硬度，褐变度等表观品质和细胞壁主要成分含量变化的影响，从细胞壁代谢方面初步研究，来探索纳米包装材料保鲜作用的机理。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：以双孢菇为研究对象，研究并对比双孢菇在纳米包装与普通PE材料包装下，贮藏期中各项指标的变化，包括CO2含量、硬度、褐变度、总酚含量、木质素、纤维素含量、几丁质含量、苯丙氨酸解氨酶酶活、过氧化物酶酶活。

拟解决关键问题：阐明与普通聚乙烯（PE）包装材料相比，添加纳米粒子的包装材料对保持双孢菇的质地，抑制子实体的自溶、木质化劣变是否有更积极的意义。

3. 国内外研究现状

关于新鲜果蔬贮藏方式的研究现状：新鲜果蔬等鲜活农产品的贮藏主要分为物理贮藏和化学贮藏两大方面，依托不同的保鲜原理和栅栏技术的运用，每一方面又各自衍生出许多新技术手段。物理贮藏保鲜技术注重对果蔬所处环境的各项指标的调节，如温度湿度、压力及环境中的气体组分等等，例如低温保藏、CA/MA气调保鲜、高压保鲜、低剂量辐照保鲜等；化学方法则主要是以化学试剂对果树的代谢及微生物的活动等进行调控，如涂膜保鲜、使用抗菌剂和保鲜剂等等。另外生物工程技术也逐渐成为果蔬保鲜研究的热点。生物工程技术主要以遗传和分子生物学为手段、对农产品的基因表达进行相应修饰和调控，从而调节农产品的生理活动，延长产品货架期、维持贮藏品质。虽然各种保鲜方法的侧重点不同，但是它们的保鲜机理主要归纳为以下三点：第一，通过调节果蔬的呼吸作用和新陈代谢速率来抑制衰老过程；第二，抑制微生物活动，特别是对果蔬品质有极大影响的腐败菌和致病微生物；第三，控制内部水分蒸发，这主要通过对环境相对湿度的控制和细胞间水分的结构化来实现。在国内外果蔬等鲜活农产品的贮运保鲜中，微生物保鲜、减压贮藏、超声波处理、基因工程技术保鲜等技术领域有一定探索和研究，但是在食用菌保鲜的应用上少有报道。

关于纳米包装材料的研究现状：近年来研究最多的是纳米复合包装材料，它是高分子聚合物基纳米复合材料（PNMC），以高分子聚合物（如PA、PE、PP、PVC、PET、LCP等）和纳米材料，主要有金属、金属氧化物、无机聚合物等为原料，将纳米材料以纳米级粒子的形式分散在柔型高分子聚合物中而形成的复合材料，通过不同分子间的相互作用形成的具有多孔性网络结构。多种纳米材料的复合，使纳米复合包装材料具有不同于单一纳米材料的复合性能。

4. 计划与进度安排

2022年10月-2022年12月，查阅国内外关于纳米包装以及双孢菇木质化劣变影响因素的研究现状，完成开题报告。

2022年1月-3月，设计实验方案，掌握相关试验方法，准备好所需材料仪器，按照既定实验步骤进行一系列操作。

2022年3月-5月，对实验所得的两组数据进行对比分析以及结果讨论，得出实验结论，并撰写论文。

5. 参考文献

[1] hu y h ,chen c m , et al. postharvest application of 4-methoxy cinnamic acid for extending the shelf life of mushroom (agaricus bisporus)[j]. postharvest biology and technology,2015,104(1): 33-34. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.postharvbio.2015.03.007

[2] 王德宇.双孢蘑菇多糖的分离、纯化及结构研究[d].长春:东北师范大学. 2008.

[3] 杨燕婷.食品纳米包装材料的制备及对金针菇、猕猴桃的保鲜作用[d].南京：南京农业大学，2009.