通过结合低电压静电场与PBAT/PLA可生物降解包装技术，实现对海鲜蘑菇（Hypsizygus marmoreus）的协同保存

《Food Bioscience》：Complementary preservation of seafood mushroom ( Hypsizygus marmoreus) by coupling low voltage electrostatic field with PBAT/PLA biodegradable packaging

本研究通过结合低电压静电场（LVEF）与可降解PBAT/PLA包装，有效延长了海鲜蘑菇的货架期至15天（4℃），显著抑制了水分流失和酶活性，维持了细胞膜稳定性和多糖水平，为高呼吸真菌的保鲜提供了环保方案。

　　

曹梦轩|刘旭宁|白瑞华|王军|刘凤仪|段芳

中国江南大学先进食品制造设备与技术江苏省重点实验室，无锡，214122

摘要

采后海鲜蘑菇（Hypsizygus marmoreus）极易发生快速脱水、腐烂和软化，单一的保鲜技术难以有效解决这些问题。本研究采用了一种互补策略，将低电压静电场（LVEF）与可生物降解的聚（丁酸乙二醇酯-对苯二甲酸乙二醇酯）/聚乳酸（PBAT/PLA）包装材料结合使用，以延长蘑菇的保质期。结果表明，与传统低密度聚乙烯（LDPE）薄膜相比，PBAT/PLA薄膜能有效防止水分凝结并保持较低的二氧化碳（CO₂）浓度。同时，LVEF处理可以抑制呼吸作用强度，调节相关酶的活性，并显著减轻PBAT/PLA薄膜导致的过度水分流失。实验结果表明，这种联合处理方法有效提高了蘑菇的抗氧化能力，保持了细胞膜稳定性，维持了细胞壁多糖的含量，并在储存过程中保持了最佳的外观和质地。LVEF与PBAT/PLA包装材料的联合应用使蘑菇在4°C下的保质期从6天延长到了15天，为高呼吸速率的可食用真菌的保鲜提供了一种有前景且环保的解决方案。

引言

海鲜蘑菇（Hypsizygus marmoreus）因其富含蛋白质和多酚等生物活性化合物而具有很高的营养价值和商业价值，目前在中国年产量超过52万吨（Cao等人，2024年；Zhao等人，2023年）。然而，其细长的菌柄和薄薄的菌盖导致其具有较大的比表面积，从而在采后过程中呼吸作用和蒸腾作用非常旺盛。因此，这些蘑菇在室温（25 ± 2°C）下的保质期仅为不到3天（He等人，2023年；Lai等人，2024年）。不当的采后处理可能导致高达40%的损失，这在发展中国家尤为严重（Dai等人，2024年）。因此，开发高效的保鲜技术对于减少经济损失和确保该行业的可持续发展至关重要。

目前用于可食用真菌的采后保鲜技术包括低温储存（Ye等人，2024年）、臭氧处理（Wang等人，2024年）、可食用涂层（Moradi等人，2025年）和化学处理（Jin等人，2024年）。其中，被动调节气氛包装（MAP）因通过农产品呼吸作用与薄膜透气性的相互作用形成低氧（O₂）和高二氧化碳（CO₂）环境而得到广泛应用（Qi等人，2025年；Shinde等人，2024年）。然而，对于高呼吸速率的真菌，传统的石油基薄膜（如PE/PP）通常具有较低的水蒸气透过率（WVTR），这会促进水分凝结并导致微生物腐败和自溶软化（Yang等人，2022年）。虽然微孔处理可以改善空气流通，但难以从根本上解决局部凝结问题，并且存在孔隙堵塞导致的稳定性风险（Mahajan & Lee，2023年；Shonte等人，2024年）。因此，除了气体调节外，包装内的水分管理也是延长蘑菇保质期的关键因素。最近，可生物降解的聚（丁酸乙二醇酯-对苯二甲酸乙二醇酯）/聚乳酸（PBAT/PLA）复合材料因其优异的水蒸气透过率和加工性能而受到广泛关注（Laorenza & Harnkarnsujarit，2023年），显示出在保鲜香菇、西兰花和石榴等新鲜农产品方面的潜力（He等人，2022年；Lorente-Mento等人，2024年；Paulsen等人，2022年）。然而，这些材料本身的高水蒸气透过率导致的过度水分流失仍然是一个普遍存在的问题。对于H. marmoreus来说，这一问题尤为严重，因为其结构脆弱，表皮屏障较弱。过度的水分流失可能会引发氧化应激等生理压力，加速品质下降（Ding等人，2024年；Zuo等人，2025年）。综上所述，蘑菇包装面临的一个实际挑战是在减少凝结的同时避免过度水分流失。

低电压静电场（LVEF）是一种新兴的绿色、无残留的物理技术，能耗低，适用于采后保鲜（Liu等人，2025年）。先前的研究表明，LVEF可以抑制呼吸作用/蒸腾作用和微生物繁殖，调节酶活性和氧化状态，从而延缓衰老过程（Liu等人，2023年；Shen等人，2025年；Xu等人，2022年）。然而，对于高蒸腾速率的农产品，单独使用LVEF往往不足以抑制过度的水分流失（Liu等人，2023年）。此外，将LVEF与传统的低水蒸气透过率薄膜结合使用可能无法防止包装内的水分积聚，从而影响LVEF的保鲜效果。

因此，本研究提出了一种假设：将LVEF与PBAT/PLA可生物降解包装材料结合使用，可以为H. marmoreus提供互补的保鲜效果。PBAT/PLA主要改善包装内的微环境，而LVEF则进一步抑制与劣化相关的代谢过程，从而克服单一技术的局限性。为了验证这一假设并区分联合效应与简单叠加效应，本研究系统评估了联合处理对H. marmoreus采后品质的影响，使用2×2因子分析量化了非叠加效应，并探讨了其背后的保鲜机制。

材料

新鲜蘑菇购自江南大学附近的农场，并在4°C下运输至实验室，运输时间不超过2小时。在4 ± 0.5°C下预冷12小时后，选取大小均匀、无机械损伤和褐变斑点的样品进行后续实验。所使用的PBAT/PLA（80/20）和低密度聚乙烯（LDPE）薄膜尺寸相同（30厘米×20厘米×0.02毫米），均由福建 Lvge 新材料科技有限公司提供。

外观、颜色变化、褐变度（BD）和视觉品质评分

蘑菇的外观决定了其商业价值，其颜色变化可以通过L*值和BD来定量表征。如图2B和C所示，随着储存时间的延长，L*值下降而BD值上升。虽然所有处理方法都减缓了L*值的下降并抑制了BD值的上升，但在后期阶段，包含LVEF的处理组（PE-L和PBAT/PLA-L）表现出更优异的效果。这凸显了LVEF的积极作用

结论

总之，LVEF与PBAT/PLA包装材料的联合应用成功将H. marmoreus在4°C下的商业保质期从6天延长到了15天以上。研究结果表明，PBAT/PLA通过抑制凝结和降低二氧化碳（CO₂）浓度有效改善了包装内的微环境，而LVEF则参与调节蘑菇的代谢过程，进一步抑制了与劣化相关的生理过程

作者贡献声明

段芳：撰写、审稿与编辑、监督。白瑞华：方法学研究。刘旭宁：方法学研究。刘凤仪：撰写、审稿与编辑、监督、概念构思。王军：撰写、审稿与编辑、监督、资源提供。曹梦轩：撰写初稿、数据整理、概念构思

未引用参考文献

Chang等人，2023年；Liu等人，2024年；Wang等人，2025年；Zhang等人，2024年。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

数据获取

数据可应要求提供。

利益冲突声明

? 作者声明以下财务利益/个人关系可能被视为潜在的利益冲突：王军的科研工作得到了中国国家重点研发计划的支持。如果还有其他作者，他们也声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本项工作得到了中国国家重点研发计划（2022YFA1203604 和 2023YFF1105200）以及江苏省的研究生研究与实践创新计划（KYCX24_2507）的资助。