纳米保鲜技术是一种绿色、高效、节能的新型保鲜技术，在果蔬保鲜领域中已逐渐成为研究热点。与传统包装材料相比，纳米食品包装材料在抑菌、抑制乙烯产生、气体选择透过性等方面具有明显优势，尤其适合鲜活农产品的保鲜贮藏。
浙江工业大学食品科学与工程学院的马清华、蔡铭*和谢春芳等人研制了不同浓度的聚乙烯醇(PVA)基SiO2/TiO2纳米包装膜，并分析其结构特性及其对双孢菇贮藏品质的影响。从而探明纳米包装材料在双孢菇保鲜中的应用优势，为食用菌的保鲜提供参考。
1 纳米包装膜的微结构特征
由图1A可见，未添加纳米粒子的膜表面平滑无裂痕。纳米粒子添加量为1%时，纳米SiO2和纳米TiO2粒子均匀分散在PVA中(图1B、D)。而当纳米粒子添加量为2%时，两种纳米粒子均出现严重的团聚现象(图1C、E)。纳米粒子的团聚可能会影响薄膜的致密性。这表明无论是SiO2还是TiO2纳米粒子，在添加量为1%时相容性较好。
2 纳米包装膜的阻隔性
图2为处理组纳米包装膜与未添加纳米粒子的PVA膜(空白对照)、市售PE膜(阳性对照)的透气性比较。就CO2透过率而言，PVA膜比PE膜低约1 000 倍；而对于水蒸气透过量，PVA膜比PE膜高约100 倍。PVA分子链上存在大量的羟基，属于极性聚合物，因此对非极性的CO2有较强的阻隔性，而对弱极性的水的阻隔性较差。相比纯PVA膜，1%纳米SiO2和TiO2粒子的包装膜水蒸气透过量分别降低9.05%和13.96%(P<0.05)，CO2透过率分别降低35.66%和12.58%。
3 纳米包装膜的机械性能
杨氏模量是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量，与抗拉强度、断裂伸长率均为表征膜材料力学性能的常用指标。添加量为1%的纳米SiO2和纳米TiO2复合膜机械性能最佳，其抗拉强度、断裂伸长率和杨氏模量分别比纯PVA膜高23.86%、1.59%、72.89%和23.41%、0.84%、96.24%。
4 纳米包装膜对双孢菇的贮藏效果
如图4A所示，随贮藏时间的延长，不同包装材料处理的双孢菇质量损失率均上升。其中，PE膜处理的双孢菇质量损失率始终处于较低水平，明显低于PVA包装膜处理组，第5天时仅为3.45%。P0组双孢菇质量损失率最高，第5天高达17.96%。贮藏期间，不同纳米包装膜处理组双孢菇质量损失率明显低于P0组。贮藏3 d后S1组和T1组质量损失率的增加趋势变缓，至第5天，S1组和T1组双孢菇质量损失率分别为12.39%和12.06%，但二者之间差异不明显，比纯PVA包装贮藏双孢菇的质量损失率分别减少31.06%和32.87%。而S2组和T2组双孢菇的质量损失率在第4天已达10.61%和12.16%，至第5天分别为13.83%和14.93%，说明S1组和T1组纳米包装膜对双孢菇质量的保持优于S2组和T2组纳米包装膜。由膜阻隔性实验可知，PVA包装膜中添加纳米粒子可减少水蒸气和CO2的透过，且纳米粒子添加量为1%的S1和T1组的CO2透过率低于2%的S2和T2组，能更好地抑制双孢菇贮藏期间水分的蒸发，抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，从而保持双孢菇的品质。
双孢菇在不同包装膜中的硬度变化如图4B所示。随贮藏时间的延长，PE组的双孢菇硬度呈逐渐下降趋势，第5天硬度达201.52 g，由于PE膜透水性差，蒸腾作用逸失的水分保留在包装袋中，这为腐败微生物提供了高湿的环境，且由于双孢菇开伞到一定程度木质化明显，进一步加速双孢菇变软。P0组及4 种纳米包装膜处理组的双孢菇硬度变化趋势均呈先上升后下降。贮藏第5天， S1、S2、T1组双孢菇硬度值较PE组分别高13.16%、 15.22%、13.05%。由图4C可以看出，贮藏期间双孢菇的白度整体呈下降趋势。PE膜、无包装的双孢菇白度下降迅速，在第5天白度分别降到77.41±1.86、81.62±0.79。在贮藏期间，纳米包装膜处理的蘑菇白度高于P0和PE组。不同处理组双孢菇在包装后0～3 d白度均保持在87以上，说明双孢菇具有良好 的色泽。第5天不同纳米包装膜处理组白度在83～86之间，处于可接受范围。贮藏第5天，经T1膜包装的蘑菇白度(86.18±2.63)略高于T2组(84.79±1.16)、S1组(84.23±1.06)，且差异不明显；T1、T2组显着高于S2组(83.01±1.53)，说明纳米包装膜可有效延缓双孢菇表面颜色变暗，抑制酚类化合物氧化引起的褐变。
如图4D所示，在贮藏期间，PE组、P0组与处理组双孢菇的感官评价得分差异明显。第2天，PE组膜内壁便出现细微水珠，并且蘑菇发生褐变，P0组和4 种纳米膜包装的双孢菇子实体出现变硬的现象至第4天，PE组双孢菇出现开伞现象，并产生异味；P0组轻微开伞，褐变加重；而4 种纳米膜组均出现菌柄伸长、产生少量气生菌丝的现象。4 种纳米膜CO2透过率最低，导致包装袋内的CO2浓度相对较高，抑制双孢菇的开伞、褐变与腐败。至贮藏第5天，PE组双孢菇品质最差，如图4E所示，在贮藏的第5天，PE包装袋内壁布满水珠，是水蒸气透过量较低所致，双孢菇表面的水分为微生物提供了适宜生存的环境，致使褐变严重、产生腐臭气味。由于纳米TiO2具有抗菌作用，T1组双孢菇综合评分较高，整个贮藏期间未出现腐败现象。
结 论
通过在PVA中添加不同量的SiO2和TiO2纳米粒子来赋予PVA膜一定的功能性，改善PVA膜的透气性及增强机械性能。相比添加量为2%的SiO2/TiO2纳米粒子，添加量为1%的SiO2/TiO2纳米粒子能够更均匀地分散在PVA膜中，降低水蒸气的透过量，增加抗拉强度、断裂伸长率和降低杨氏模量。
PVA基纳米包装膜对双孢菇具有较好的自发气调保鲜效果。与纯PVA相比，1% SiO2、1% TiO2纳米包装膜能明显降低双孢菇的质量损失率。纳米粒子的添加改变了包装袋内气体成分，与PE包装膜相比保持了双孢菇较高的硬度及白度。通过感官综合评价，1%的TiO2纳米PVA包装膜对双孢菇的保鲜效果最好。
