甜龙竹（Dendrocalamus brandisii）俗称甜竹、大甜竹，属禾本科牡竹属竹种，是一种集笋材两用的大型丛生竹。在我国云南西南部至东南部广泛种植，其竹笋肉质脆嫩、风味鲜甜、生熟皆宜，具有优异的食用价值和经济价值，在食品加工领域应用前景广阔。然而，甜龙竹笋采后呼吸代谢旺盛，生理活动剧烈；若无有效贮藏措施，常温下两天内即发生腐烂变质，迅速失去食用价值与商品价值。同时，其采收期集中于夏季高温高湿时段，进一步加剧其品质腐败。因此，当前亟须研发甜龙竹笋高效保鲜技术，为其产业发展提供保障。
目前竹笋保鲜技术研究主要包括低温贮藏、气调包装、臭氧处理等。气调包装因能调节包装内气体，抑制采后生理活动和微生物生长而实现保鲜效果，其中微孔气调包装通过化学发泡、激光穿孔等技术手段在包装膜上穿孔，使包装具有气调功能，成为果蔬保鲜领域的研究热点。孔径、孔数等微孔参数对于微孔气调包装发挥保鲜作用起着至关重要的作用，合适的微孔参数有利于包装“呼吸能力”与内容物（果蔬）呼吸强度精确匹配。前人总结并利用Fick扩散定律、Del-Valle表达式、Stephan-Maxwel扩散定律等数学模型量化确定微孔参数，如Cui Xinzhi等基于Del-Valle模型确定了保存冬枣的最佳微孔参数；白静怡基于菲克定律和果蔬呼吸速率建立包装内相对湿度变化模型，从而推导出微孔参数和包装薄膜的方程。
云南农业大学食品科学技术学院的杨婷、王秋萍*，云南省农业科学院农产品加工研究所的于丽娟*等以甜龙竹笋为对象，通过Del-Valle模型优化激光微孔膜（LMF）参数；以无孔膜为对照，观察LMF包装的甜龙竹笋在常温贮藏过程中外观、生理生化和微生物代谢的变化，并对LMF贮藏过程中甜龙竹笋样品内微生物之间的互作关系进行相关性分析。以期系统评价适宜微孔气调包装对甜龙竹笋的保鲜效果，阐明其延缓品质劣变及调控微生物群落的潜在机制，为利用LMF气调包装技术促进甜龙竹笋保鲜提供理论依据和技术支撑。
1 甜龙竹笋微孔参数推导及优化
1.1 甜龙竹笋稳态呼吸强度确定
呼吸强度与果蔬采后品质维持密切相关，高呼吸强度意味着新陈代谢旺盛，会加速营养物质消耗与品质劣变。本研究首先分析常温下甜龙竹笋呼吸强度的变化，由图1可知，在10 min时，Peeled组呼吸强度为476.96 mg/（kg·h），高于Shell组呼吸强度 （389.47 mg/（kg·h））。随后Peeled和Shell组呼吸强度均急速下降；至20 min时，Peeled组降至 293.15 mg/（kg·h），降幅约38%；Shell组则降至266.50 mg/（kg·h），降幅约31%。该变化符合呼吸跃变型果蔬采后初期出现呼吸高峰后迅速下降的特征。20～50 min期间，两组呼吸强度呈波动状态；至60 min时，Shell和Peeled组分别稳定在184.46 mg/（kg·h）和131.22 mg/（kg·h），组间无显著差异（P＞0.05），表明呼吸强度趋于稳态。微孔气调包装的核心是使包装的“呼吸能力”与内容物（果蔬）的呼吸强度在目标储存条件下精确匹配，因此，本研究分别以两组的稳态呼吸强度（Shell组184.46 mg/（kg·h）、Peeled组 131.22 mg/（kg·h））为依据，推导甜龙竹笋微孔参数。
1.2 LMF参数推导
微孔参数（包括孔径、孔数）对微孔气调包装实现保鲜效果起着至关重要的作用，可借助多种数学模型量化确定微孔参数，如Fick扩散定律、Del-Valle表达式、Stephan-Maxwel扩散定律等。本研究将平衡顶空气体（O2 80%；CO2 20%）、贮藏温度25 ℃、呼吸强度（Shell组184.46 mg/（kg·h），Peeled组131.22 mg/（kg·h））等参数代入Del-Valle方程，结合空气CO2分子扩散系数D（CO2），推导甜龙竹笋气调包装微孔参数。推算结果如表1所示。Shell组与Peeled组在相同孔径下所需孔数不同，这可能是两组样品呼吸强度差异导致。
1.3 LMF参数优化
硬度是反映新鲜程度的关键指标，也是消费者判断果蔬品质的重要依据。由图2A可知，贮藏第5天，CK组硬度显著低于各LMF处理组（P＜0.05）。其中3 孔（Shell组）、2 孔（Peeled组）孔径200 μm LMF组硬度（Shell组113.16 N，Peeled组116.86 N）与0 d（126.26 N）最为接近，说明在该LMF参数条件下，甜龙竹笋硬度变化最小，新鲜程度较高。电导率是评价植物组织细胞膜完整性及离子渗漏程度的重要指标。由图2B可知，贮藏第5天，3 孔、孔径200 μm LMF处理Shell组和2 孔、孔径200 μm LMF处理Peeled组相对电导率分别为27.89%和30.41%，不仅低于CK组（Shell组61.92%，Peeled组54.73%），也显著低于其他LMF处理组（P＜0.05）。MDA作为细胞膜脂质过氧化的关键终产物，其含量变化能够精确反映细胞氧化性损伤水平。由图2C可知，第5天时，各组样品MDA含量均有不同程度的升高，但LMF组均低于CK组。在Peeled组中，2 孔、孔径200 μm LMF处理组样品MDA含量最低，仅为441.1 μmol/g。综上所述，3 孔（Shell组）、2 孔（Peeled组）孔径200 μm LMF处理能维持完整或剥壳甜龙竹笋硬度、延缓甜龙笋相对电导率和MDA含量上升。因此，以3 孔（Shell组）、2 孔（Peeled组）孔径200 μm为最优LMF参数，制备微孔气调包装膜，用于后续探究微孔气调包装对甜龙竹笋贮藏品质的影响。
2 微孔气调包装对甜龙竹笋外观及生理生化指标的影响
2.1 外观
图3展示了无孔膜（CK）和3 孔（Shell组）、2 孔（Peeled组）孔径200 μm LMF条件下甜龙竹笋贮藏0～6 d外观变化规律。如图3所示，CK组在贮藏第2天底部切面外围已有褐变迹象，至贮藏第4天已呈现明显软烂迹象，至第6天腐烂程度加剧，部分样本难以维持组织形态。而LMF组至第4天竹笋切面外围才显现轻微褐变；至第6天外围褐变加重，但中心部分仍保持良好状态，未发生褐变。初步表明，LMF气调包装在一定程度上延缓了甜龙竹笋褐变和腐烂进程，这与倪春雨研究微孔自发气调包装对鲜切芫荽叶贮藏品质影响的结果一致。
2.2 色差
颜色是消费者判断果蔬品质的最为直接的依据之一。如图4A所示，随贮藏时间延长，Shell样品CK组和LMF组L*值均呈下降趋势。贮藏至第6天，CK组L*值下降至56.84，LMF组下降至77.73；LMF组L*值显著高于CK组（P＜0.05），表明LMF能有效减缓Shell样品L*值下降。如图4B所示，LMF对Peeled组的L*值影响与对Shell组相似。图4C、D分别展示了贮藏过程Shell、Peeled样品b*值变化规律。如图4C所示，随贮藏时间延长，各组Shell样品b*值均呈上升趋势。但贮藏第6天时，CK组b*值下降为18.93；LMF组b*值上升至24.86；CK组显著低于LMF组（P＜0.05）。如图4D所示，LMF对Peeled样品的影响与对Shell样品相似。L*值和b*值变化规律反映了微孔气调包装在一定程度上延缓甜龙竹笋褐变。冯天琳的研究也表明气调包装对小青菜的颜色有一定保留效果。
2.3 呼吸强度与质量损失率
因呼吸作用和蒸腾作用，竹笋采后营养物质消耗、水分大量流失，品质迅速下降。由图5A、B可知，随着贮藏时间延长，各处理组甜龙竹笋呼吸强度均呈下降趋势，但不论是Shell样品还是Peeled样品，CK组呼吸强度均显著高于LMF组（P＜0.05）。由图5C、D可知，随着贮藏时间延长，CK组甜龙竹笋质量损失率呈上升趋势，贮藏至第6天，CK组质量损失率大幅度上升，其中Shell样品质量损失26.35%，Peeled样品质量损失27.78%；而LMF组水分流失较少，质量损失率基本维持不变，Shell、Peeled样品质量损失率分别仅为1.27%、6.33%，质量损失率显著低于CK组（P＜0.05）。综合表明，微孔气调包装能够延缓甜龙竹笋水分流失，提升贮藏保鲜效果。陆一菲等在气调包装对薄荷品质影响的研究中也观察到类似现象。
2.4 硬度
从图6可看出，贮藏过程中，各处理组甜龙竹笋硬度均呈下降趋势；尤其是第4～6天，呈急速下降趋势，Shell样品中CK组硬度从101.42 N下降至13.56 N；Peeled样品中CK组从105.89 N下降至0 N，这可能与其严重腐烂软化有关。而LMF处理则显著减小了下降幅度；LMF处理贮藏至第6天，Shell样品、Peeled样品硬度分别维持在98.22、80.54 N。这可能是因为微孔气调包装抑制了果胶酶、纤维素酶、多聚半乳糖醛酸酶等细胞壁降解酶，从而减缓了细胞壁降解，维持了竹笋硬度。
2.5 相对电导率和MDA含量
由图7A、B可知，不论是Shell样品还是Peeled样品，整个贮藏过程中LMF组相对电导率均显著低于CK组。其中Shell样品贮藏第6天时CK组相对电导率显著上升至72.67%，而LMF组仅为44.67%，接近贮藏初期。Peeled样品贮藏第4天时CK组相对电导率急剧上升至62.67%，显著高于同期LMF组（28.00%）（P＜0.05）；贮藏第6天，尽管LMF组相对电导率升高至68%，但CK组腐烂严重，无法测定相对电导率。总体而言，整个贮藏期内，相对电导率呈下降趋势，且与CK组相比，LMF组在贮藏后期（4～6 d）显著抑制了相对电导率快速升高。
由图7C可知，Shell样品贮藏第2天，CK组MDA含量急剧上升至585.33 μmol/g，而LMF组显著低于CK组（P＜0.05）。贮藏第6天，CK组MDA含量进一步升高至616.05 μmol/g，而LMF组则维持在315.65 μmol/g，与贮藏初始样品接近且显著低于CK组（P＜0.05）。如图7D所示，Peeled样品贮藏第6天时CK组MDA含量高达1 204.60 μmol/g，显著高于LMF组（286.86 μmol/g）（P＜0.05）。这表明微孔气调包装能够有效抑制甜龙竹笋的MDA积累，有利于减缓细胞膜脂质氧化反应，减少细胞膜损伤或者细胞死亡。
3 微孔气调包装对甜龙竹笋微生物多样性代谢的影响
3.1 细菌、霉菌和酵母菌总数
如图8所示，在整个贮藏期中，甜龙竹笋细菌、霉菌和酵母菌总数均呈上升趋势，且不论是Shell样品还是Peeled样品，LMF组细菌、霉菌和酵母菌总数均显著低于CK组（P＜0.05）。结果表明，LMF能在一定程度上抑制微生物繁殖。这与樊爱萍等分析微孔气调包装对鲜切波罗蜜影响的结论相似。
3.2 菌群结构分析
3.2.1细菌和真菌OTU
取贮藏初期即第0天样品（Fresh）、贮藏第4天CK组样品、贮藏第4天LMF组样品分别进行16S和ITS分析，得到各样品细菌和真菌OTU数目并绘制Venn图。如图9所示，Shell和Peeled样品3 个时期共有的细菌OTU数量分别为133、138 个，共有的真菌OTU数量分别为89、84 个。图9A显示Shell甜龙竹笋贮藏4 d后，LMF组有28 个特有细菌OTU，CK组为7 个，二者均比Fresh组特有细菌OTU（36 个）少，LMF组与Fresh组共有细菌OTU数量为43 个，比CK组与Fresh组共有细菌OTU数量多16 个，说明在Sheel组中，随着贮藏时间的延长，LMF及CK组中的细菌生长皆被抑制，但LMF组的细菌种类更接近Fresh组。由图9B可以看出，LMF组细菌特有OTU数量仅有18 个，低于CK组与Fresh组，与Fresh组共有细菌OTU数量为53 个，说明在剥壳组中，随着贮藏时间的延长，LMF组中的细菌生长被抑制，且LMF组的细菌种类更接近Fresh组细菌种类。由图9C、D可知，Shell、Peeled甜龙竹笋LMF组真菌OTU数量均低于对照，特别是在Peeled样品中，CK组真菌特有OTU数量比LMF组多46 个。这表明微孔气调包装不仅能调控甜龙竹笋贮藏过程中细菌群落多样性变化，还能有效抑制剥壳竹笋中细菌种类增加，对真菌的生长繁殖抑制效果尤为显著。
3.2.2微生物群落组成
分析贮藏4 d后CK组、LMF组甜龙竹笋样品微生物群落结构，并分别从门、属水平分析其丰度变化规律。细菌门水平分析结果如图10A所示，Fresh、CKS组、LMFS组均保持了以变形菌门（Proteobacteria）为主导的群落结构，相对丰度维持在90%左右。然而，CKP组中厚壁菌门（Firmicutes）迅速成为优势菌门，相对丰度上升至52%，显著高于LMFP组；这表明微孔气调包装在一定程度上能抑制Firmicutes繁殖，维持以Proteobacteria为主导的细菌群落结构稳定性。真菌门水平分析结果如图10B所示，CK和LMF组中主要优势真菌菌群均为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）；LMF组中Ascomycota相对丰度上升（Shell组93%，Peeled组74%），Basidiomycota相对丰度则相应降低至6%和25%；CK组中（CKS和CKP）Basidiomycota相对丰度分别上升至51%和60%，而Ascomycota相较于Fresh组仅下降了2%和11%。这表明微孔气调包装处理甜龙竹笋对Basidiomycota有抑制效果，但对Ascomycota影响较小。
细菌属水平分析结果如图10C所示，LMFS组主要菌属为肠杆菌属（Enterobacter），同时寡养杆菌属（Paucibacter）相对丰度降至45%左右，低于CKS组，且CKS组还新增了相对丰度15%的克雷伯氏菌属（Klebsiella）；CKP组中Enterobacter、乳球菌属（Lactococcus）、明串菌属（Leuconostoc）相对丰度分别较Fresh样品上升至45%、22%、9%，成为主要优势菌属；LMFP组中，Enterobacter、Lactococcus与Leuconostoc的相对丰度仅上升至37%、8%、1%，特别地，Lactococcus与Leuconostoc的相对丰度显著低于CKP组（P＜0.05）。这说明LMF处理能有效抑制Firmicutes的Lactococcus与Leuconostoc的增长，这与Li Qiang等研究主动和自发控制的O2/CO2气氛贮藏对松露挥发性风味成分及微生物群落影响的结果一致。真菌属水平分析结果如图10D所示，LMFS组中念珠菌属（Candida）和地霉属（Geotrichum）相对丰度分别为75%和11%，均高于CKS组，成为主要优势菌属；但CKS组新增了光黑壳属（Preussia）（相对丰度6%），且枝孢菌属（Cladosporium）和unidentified丰度均高于LMFS组，表明LMFS处理可阻断Preussia生长。CKP组以unidentified为主要优势菌属，Candida与Geotrichum相对丰度相较于Fresh组均有所增加且均高于LMFP组。
3.3 相关性网络分析
为探究LMF贮藏过程中甜龙竹笋样品微生物之间的互作关系，在属水平上根据微生物丰度进行Spearman秩相关分析并筛选相关系数＞0.1且P＜0.05的数据构建相关性网络。如图11A所示，细菌相关性网络平均聚类系数为0.696，得到35 个节点和100 条边，共有Firmicutes、Proteobacteria、拟杆菌门（Bacteroidetes）3 个菌门。其中Proteobacteria（相对丰度60%）和Firmicutes（相对丰度20%）节点总数占比最大。整个网络中正相关关系占89%，负相关关系占11%，表明在整个贮藏过程中，细菌之间主要为协同作用。正相关性最大的两组分别是明串珠菌属与梭菌属（Clostridium_sensu_stricto_1）、克吕沃尔氏菌属（Kluyvera）与类芽孢杆菌属（Paenibacillus），相关系数分别为0.946、0.942。负相关性最大的两组分别是糖芽孢杆菌属（Saccharibacillus）与戴尔福特菌属（Delftia）、毛杆菌属（Lachnotalea）与Paucibacter，其相关系数分别为-0.884、-0.900。如图11B所示，真菌相关性网络平均聚类系数为0.432，得到47 个节点和100 条边，共有Basidiomycota、毛霉菌门（Mucoromycota）、Ascomycota、未分类真菌（unclassified_Fungi）4 个菌门。其中Ascomycota（相对丰度40.43%）和（Basidiomycota）（相对丰度29.79%）节点总数占比最大。整个网络中正相关关系占93%，负相关关系占7%，表明在整个贮藏过程中，真菌之间主要为协同作用。正相关性最大的两组分别是丝盖伞属（Inocybe）与黑粉菌属（Ustilago）、unclassified_Dothideomycetes与Ustilago，其相关系数分别为0.990、0.990。负相关性最大的两组分别是木霉属（Trichoderma）与帚枝霉属（Sarocladium）、unclassified_Metschnikowiaceae科与梅耶酵母属（Meyerozyma），其相关系数分别为-0.560、-0.582。说明LMF不仅加剧了负相关菌属之间的竞争和拮抗关系，而且为正相关的菌属组合提供了适宜的生存环境，使得它们能够发挥协同作用。
结 论
本研究以甜龙竹笋为研究对象，通过Del-Valle模型优化得到最优微孔参数（孔径200 μm、Shell组孔数3、Peeled组孔数2）；进一步以无孔膜为对照，观察在常温贮藏过程中以孔径200 μm、孔数为3（Shell组）、孔数为2（Peeled组）的LMF包装的甜龙竹笋外观、生理生化和微生物代谢的变化，以探究LMF气调包装对甜龙竹笋的采后保鲜作用。结果表明，3 孔（Shell组）、2 孔（Peeled组）孔径200 μm LMF处理不仅能有效延缓甜龙竹笋L*值、b*值下降，维持较高硬度，降低呼吸强度与质量损失率，减缓电导率和MDA含量升高，而且能有效抑制甜龙竹笋细菌、霉菌及酵母菌繁殖，调控甜龙竹笋细菌群落多样性。在细菌群落中，LMF Peeled组有效抑制了Firmicutes中Leuconostoc与Lactococcus的增长，LMF Shell组中Paucibacter的相对丰度降低至45%，并阻断了Klebsiella的生长。在真菌群落中，LMF Peeled组中优势菌群Basidiomycota相对丰度降低至25%，LMF Shell组阻断了Preussia等致病菌的生长。对微生物代谢的调控有利于维持甜龙竹笋的硬度与亮度等品质指标，同时还抑制了电导率和MDA含量等生理生化指标，从而将甜龙竹笋货架期在常温贮藏中延长至6 d以上。综上所述，LMF包装可有效延缓甜龙竹笋外观品质劣变、抑制采后生理生化作用、抑制菌落总数、霉菌和酵母菌总数增长，并调控微生物群落结构。相关结果可为利用微孔气调包装技术促进甜龙竹笋保鲜提供理论依据和技术支撑。与其他保鲜技术相比，LMF技术具有绿色安全、低成本等优势。未来可针对甜龙竹笋，进一步探索LMF与其他保鲜技术联用的保鲜效果及相应作用机制，以促进利用LMF这一绿色安全、低成本技术充分支撑甜龙竹笋产业发展。
作者简介
通信作者：
王秋萍 副教授
王秋萍， 博士，副教授，硕士生导师，入选云南省“兴滇英才支持计划”青年人才，云南省国际科技特派员、云南省科技特派员。主要从事茶叶化学、功效及其活性成分生物制造；食品微生物资源挖掘与利用。主持1 项国家自然科学基金，5 项省级课题，4 项校企合作项目，参与5 项国家基金项目；参编专著《Modernization of Traditional Food Processes and Products》《茶叶微生物产品学》《辣木精准食疗学》《农产品的保鲜与加工》4 部；以第一或通信作者在国内外核心刊物发表论文27 篇，其中SCI/EI收录17 篇（包括《International Journal of Biological Macromolecules》《European Journal of Nutrition》《Experimental Gerontology》《Journal of Functional Foods》《Journal of Biotechnology》等杂志）；获4 项授权发明专利；已参加14 个国际会议并做口头汇报 。
通信作者：
于丽娟 副研究员
于丽娟，云南省农业科学院农产品加工研究所，副研究员，博士，长期从事农产品加工研究和科技服务工作，围绕云南省农产品加工技术需求，积极开展相关技术研究和科技服务工作。主持“云南省盈江县苏典镇、卡场乡科技特派队”，“云南省李普旺专家工作站”，另外参与省部级农产品保鲜与加工相关项目十余项。获授权专利11 件，其中发明专利5 件，实用新型专利6 件。在《Carbohydrate Polymers》《Food Chemistry》《Postharvest Biology and Technology》《食品工业科技》《现代食品科技》等国内外知名期刊发表论文40余篇。
第一作者：
杨婷 硕士研究生
杨婷， 云南农业大学食品科学技术学院硕士研究生，研究方向为果蔬品质分析 。
引文格式：
杨婷, 罗栩钿, 申挥, 等. 微孔气调包装参数优化及其对甜龙竹笋贮藏特性与微生物群落的影响[J]. 食品科学, 2026, 47(12): 293-303. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251028-213 .
YANG Ting, LUO Xutian, SHEN Hui, et al. Optimization of microporous modified atmosphere packaging parameters and their effects on storage characteristics and microbial community in Dendrocalamus brandisii shoots[J]. Food Science, 2026, 47(12): 293-303. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251028-213 .
实习编辑：彤禾；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
为进一步促进动物源食品科学理论的完善与创新，加速科研成果向实际生产力的转化，助力产业实现高质量、可持续发展，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、中国食品杂志社与海南大学、海南热带海洋学院、江西农业大学共同举办的“2026年动物源食品科学与人类健康研讨会”，将于2026年11月14-15日（11月13日报到）在中国 海南 海口召开。
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