食用菌保鮮技術(shù)的研究進(jìn)展

李福后，王偉霞，孫強(qiáng)，劉偉，尹丹慧，沈薇，張春玲

（1.淮海工學(xué)院江蘇省海洋資源開發(fā)研究院，江蘇連云港222005；2.連云港永強(qiáng)食用菌有限公司，江蘇連云港223500；3.連云港可為食用菌有限公司，江蘇連云港223500）

食用菌（edible fungi），俗稱“蘑菇”，是大型真菌的子實(shí)體，主要栽培種類有香菇、木耳、雙孢蘑菇、金針菇和杏鮑菇等。我國是食用菌生產(chǎn)大國，2016年總產(chǎn)量達(dá)到3 596.7萬噸，占世界總產(chǎn)量的70%以上[1]。食用菌味道鮮美，營養(yǎng)豐富，富含多糖、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)以及人體必需氨基酸等，且脂質(zhì)含量低，是名副其實(shí)的健康食品。

目前，鮮菇是國內(nèi)食用菌最主要的流通方式，消費(fèi)者普遍以鮮菇作為主要食用方式。與一般的果蔬等農(nóng)產(chǎn)品不同，采摘后的食用菌子實(shí)體缺乏有效的組織保護(hù)，在貯運(yùn)過程中易受到機(jī)械損傷和腐敗微生物侵染，導(dǎo)致組織褐變、風(fēng)味變劣，嚴(yán)重的可完全喪失食用價(jià)值[2]。近年來，國內(nèi)外對食用菌保鮮技術(shù)與工藝進(jìn)行了大量研究，也取得了一些進(jìn)展，本文對這些食用菌保鮮技術(shù)進(jìn)行了綜述，并對食用菌保鮮技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討。

1 食用菌采后生理特性及保鮮原理

新鮮的食用菌子實(shí)體含水量高，質(zhì)地脆嫩，采收后極易喪失商品價(jià)值，具體表現(xiàn)為褐變、失重、菌柄伸長、菌蓋開傘和直徑增大、品質(zhì)變劣以及孢子形成等[3-4]。造成這些特征改變的因素主要有采后呼吸作用、蒸騰作用、酶活性變化（多酚氧化酶、苯丙氨酸氨裂解酶和過氧化物酶等），以及微生物侵染等[3]。在這一系列因素的作用下，新鮮的食用菌貨架期非常短，室溫下一般只有1 d～3 d，不僅給食用菌的運(yùn)輸和銷售造成了困難，也給食用菌生產(chǎn)企業(yè)帶來了巨大損失，嚴(yán)重影響食用菌產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

為了有效延長食用菌的貨架期，人們開發(fā)了多種保鮮技術(shù)和方法，這些保鮮技術(shù)和方法的原理主要集中在4個(gè)方面[5]：第一，降低子實(shí)體的呼吸強(qiáng)度，減緩其衰老過程；第二；降低蒸騰作用，控制子實(shí)體的水分蒸發(fā)；第三，抑制代謝轉(zhuǎn)化，減少醌類物質(zhì)的形成；第四，抑制假單胞菌、酵母菌以及部分霉菌的活動(dòng)。

2 食用菌保鮮技術(shù)

2.1 低溫保鮮

低溫能夠有效降低子實(shí)體的新陳代謝，抑制酶促褐變和微生物活動(dòng)，延長子實(shí)體的保鮮期。不同的食用菌，其適宜的貯藏溫度不同，一般以0℃～8℃為宜；草菇為高溫菌類，其適宜的貯藏溫度為13℃～15℃，低于10℃容易產(chǎn)生凍害。

在低溫貯藏的基礎(chǔ)上，人們相繼開發(fā)了真空預(yù)冷（vacuum pre-cooling）和減壓冷藏（hypobaric cold storage）技術(shù)[6]。李保國等研究了不同真空壓力和預(yù)冷溫度處理對雙孢蘑菇保鮮效果的影響，發(fā)現(xiàn)在1 000 Pa預(yù)冷壓力下，經(jīng)5℃真空預(yù)冷處理的雙孢蘑菇質(zhì)量、硬度、色差變化率最低，表明真空預(yù)冷可顯著延長貯藏期[7-8]。宋婷等研究了不同真空度、貯藏溫度及包裝厚度對杏鮑菇生理生化變化的影響，確定最適合杏鮑菇的貯藏條件為：真空度0.06 MPa，溫度2℃～4℃，聚乙烯（polyethylene，PE）包裝厚度 0.07 mm[9]。

He等研究了真空預(yù)冷處理對雙孢蘑菇貯藏后部分物理和化學(xué)指標(biāo)的影響，表明真空預(yù)冷處理能夠顯著降低多酚氧化酶活性以及膜滲透性[10]。Mittal等比較了冷水預(yù)冷、冷室預(yù)冷、冷風(fēng)預(yù)冷以及真空預(yù)冷方式對雙孢蘑菇保鮮的影響，通過考察失重、顏色、感官以及酪氨酸酶活性等指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)真空預(yù)冷是延長保鮮期的最佳方式[11]。

2.2 輻照保鮮

輻照技術(shù)是指利用60Co、137Cs等放射源產(chǎn)生的γ射線，或10 MeV以下的高能電子束，或短波紫外線（ultraviolet C，UV-C），對食品和農(nóng)副產(chǎn)品進(jìn)行加工處理的技術(shù)[12]。輻照處理能夠殺滅腐敗微生物，延長鮮菇的貨架期，且具有衛(wèi)生安全性高、營養(yǎng)成分損失小等優(yōu)點(diǎn)[13]。根據(jù)輻照源的不同，輻照處理主要有3種類型，紫外輻照、γ射線輻照以及電子束輻照。

2.2.1 紫外輻照保鮮

徐麗婧等研究了不同劑量的UV-C對雙孢蘑菇低溫貯藏期間部分生理及品質(zhì)指標(biāo)的影響，表明0.6 kJ/m2劑量可以抑制細(xì)胞膜透性的增加，延緩可溶性固形物含量的降低，在一定程度上延緩軟化和褐變[14]。方蕾等發(fā)現(xiàn)，7.5 kJ/m2劑量UV-C輻照平菇后，其丙二醛（malonaldehyde，MDA）最低，感官品質(zhì)評分整體高于對照組[15]。Lu 等以 0.5、1.0、2.0 kJ/m2劑量 UV-C 輻照雙孢蘑菇后，發(fā)現(xiàn)紫外輻照能夠抑制蘑菇褐變，提高總酚含量和總抗氧化能力；4℃貯藏18天后，蘑菇褐變指數(shù)分別為 33.52±1.41、32.83±0.80 和 34.76±1.18，而對照組蘑菇褐變指數(shù)為44.9±1.22[16]。

2.2.2 γ射線輻照保鮮

多年的研究表明，γ射線輻照后的食品沒有放射性污染，也不存在致癌致畸致突變的作用，是一種安全的食品或農(nóng)副產(chǎn)品加工技術(shù)[12]。吳海霞等研究了γ射線輻照對平菇采后生理及貯藏品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)0.5 kGy～1.0 kGy的輻照處理可以延緩平菇的褐變及衰老，延長其貨架期至10 d～12 d[17]。斯琴圖雅等發(fā)現(xiàn)480 Gy和750 Gy劑量的輻照能夠有效延緩猴頭菇的褐變和延緩呼吸高峰的出現(xiàn)，在20℃以上的環(huán)境溫度下可比對照延長貨架期2 d～5 d[18]。

Fernandes等研究了γ射線輻照對松乳菇（Lactarius deliciosus）、高大環(huán)柄菇（Macrolepiota procera）等多種蘑菇物理化學(xué)及營養(yǎng)指標(biāo)的影響，表明適量的射線輻照能夠延長蘑菇貨架期，且對蘑菇的感官特征影響較小[19-21]。Mami等指出1.0 kGy和1.5 kGy γ射線輻照有利于雙孢蘑菇酚類物質(zhì)的積累和營養(yǎng)物質(zhì)的保持，與對照相比，1.5 kGy輻照后的蘑菇具有最高含量的可溶性固形物[22]。Akram等發(fā)現(xiàn)1 kGy γ射線輻照最有利于杏鮑菇采后的保鮮，而3kGy輻照能夠引起菇體的微小結(jié)構(gòu)變化，表現(xiàn)為褐變、失重以及外觀變劣等[23]。

2.2.3 電子束輻照保鮮

電子束輻照是利用低能或高能電子束射線（＜10 MeV），直接破壞活體生物的DNA，或使水和某些小分子發(fā)生輻解，產(chǎn)生-OH、-H等自由基，與核內(nèi)物質(zhì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而有效殺滅微生物[24]。張娟琴等以不同劑量的電子束（1.0、2.0、3.0、4.0 kGy）輻照雙孢蘑菇，發(fā)現(xiàn)2.0 kGy輻照處理可有效延長保藏時(shí)間；而維生素C（Vitamin C，VC）對輻照處理比較敏感，當(dāng)劑量為4.0 kGy時(shí)，較對照組顯著降低 31.1%（P＜0.01）[25]。Mami等研究了不同劑量的電子束（0.5、1.0、2.0、4.0kGy）輻照對雙孢蘑菇采后保鮮的影響，在貯藏溫度4℃，相對濕度80%條件下，測定了顏色、失重、電解質(zhì)滲出率、可溶性固形物、VC、蛋白質(zhì)含量、總酚含量以及抗氧化能力等指標(biāo)，結(jié)果表明，輻照后的蘑菇均可以產(chǎn)生較高的抗氧化能力，但VC含量顯著下降；另外，1.0、2.0 kGy輻照具有較高的L*值，2.0 kGy輻照具有最低的電解質(zhì)滲出率，而4.0 kGy輻照具有最高的蛋白質(zhì)含量[26]。

2.3 氣調(diào)保鮮

氣調(diào)保鮮是通過合理調(diào)整貯藏環(huán)境中O2和CO2的濃度配比，從而達(dá)到延緩鮮菇衰老，延長貨架期的目的。氣調(diào)保鮮是目前果蔬、食用菌等農(nóng)產(chǎn)品規(guī)?；A藏的主要方式之一，根據(jù)控制方式的不同，可以分為控制性氣調(diào)（controlled atmosphere，CA）和自發(fā)性氣調(diào) （modified atmosphere，MA）[2]。自發(fā)性氣調(diào)包裝（modified atmosphere packaging，MAP）技術(shù)是目前研究的熱點(diǎn)，研究內(nèi)容主要集中在包裝材料的選擇、高氧氣調(diào)包裝、吸濕劑的使用、以及氣調(diào)包裝數(shù)學(xué)模型和參數(shù)優(yōu)化等方面[27-28]。

包裝材料的選擇是MAP技術(shù)能否推廣應(yīng)用的關(guān)鍵，透氣性和透濕性是包裝材料的2個(gè)重要參數(shù)，合適的透氣性和透濕性能夠有效控制包裝內(nèi)的氣體成分、比例以及相對濕度，從而延長鮮菇的貨架期。目前國內(nèi)用于鮮菇保鮮的包裝膜主要有高密度聚乙烯（high density polyethylene，HDPE）、低密度聚乙烯（low density polyethylene，LDPE）、聚氯乙烯 （polyvinyl chloride，PVC）、聚丙烯（polypropylene，PP）以及聚乙烯（polyethylene，PE）等。謝麗源等采用主成分分析法，定量分析了5種氣密性、透明度、阻隔性不同的薄膜對雙孢蘑菇品質(zhì)影響，發(fā)現(xiàn)HDPE薄膜的保鮮效果最佳，其規(guī)格為厚度0.03 mm，O2滲透系數(shù)0.83 mL/（m2·d·Pa），透濕率10.3 g/（m2·d）[29]。Sun等發(fā)現(xiàn)LDPE薄膜更有利于延長杏鮑菇的貨架期，LDPE膜能夠保持杏鮑菇呼吸作用、乙烯生成量以及膜通透性的平穩(wěn)[30]。在傳統(tǒng)MAP包裝的基礎(chǔ)上，納米材料逐漸應(yīng)用于鮮活農(nóng)產(chǎn)品的保鮮，與普通薄膜相比，納米材料表現(xiàn)出良好的保鮮和抗菌性能[31-32]。李志嘯等制備了多種納米PE包裝袋，探討了納米包裝材料對雙孢蘑菇細(xì)胞壁代謝及品質(zhì)的影響，表明納米包裝材料能夠較好地保持貯藏品質(zhì)，抑制子實(shí)體自溶、褐變等現(xiàn)象[33]。尹敏等指出聚乳酸中添加載銀TiO2對雙孢蘑菇的微生物生長，呼吸強(qiáng)度，還原糖及VC含量的減少等都有一定的抑制作用，3%納米載銀TiO2薄膜能在16 d貯藏期內(nèi)保持雙孢蘑菇品質(zhì)[34]。Fang等以LDPE為基質(zhì)，分別制備了納米-Ag、納米-TiO2、納米凹凸棒土和納米-SiO2包裝薄膜，發(fā)現(xiàn)這些納米薄膜能夠有效調(diào)節(jié)O2和CO2的水平，防止金針菇菌蓋開采和菌柄伸長，貨架期能維持14 d 以上[35]。

在傳統(tǒng)低氧MAP研究的基礎(chǔ)上，高氧MAP技術(shù)也備受人們關(guān)注，其在食用菌、果蔬保鮮中的應(yīng)用研究也日漸增多[36-37]。李云云、程曦等系統(tǒng)研究了高氧氣調(diào)包裝對雙孢蘑菇微生物數(shù)量、抗氧化活性以及褐變等指標(biāo)的影響，發(fā)現(xiàn)80%O2+20%N2高氧氣調(diào)能夠維持較高的過氧化物酶（peroxidase，POD）活性和總酚含量，提高雙孢蘑菇的抗氧化能力；高氧氣調(diào)還能明顯抑制貯藏過程中霉菌及酵母菌的生長，對假單胞菌屬總數(shù)也有明顯的抑制作用[38-39]。王洪霞等認(rèn)為80%O2+20%CO2高氧氣調(diào)最有利于金針菇的貯藏保鮮，可有效抑制金針菇的呼吸作用和細(xì)胞膜透性增加，貯藏15 d時(shí)，仍能保持較好的商品品質(zhì)[40]。Gantner等發(fā)現(xiàn)利用39 μm高透氣性PVC膜，50%O2+50%N2氣調(diào)能夠有效延長雙孢蘑菇的貨架期，保鮮效果要高于100%O2或 5%O2+5%CO2+90%N2氣調(diào)處理[41]。Li等分別比較了100%O2高氧氣調(diào)包裝（high oxygen packaging，HOP）、50%O2+50%N2中氧氣調(diào)包裝（medium oxygen packaging，MOP）、3%O2+5%CO2+92%N2低氧氣調(diào)包裝（low oxygen packaging，LOP）等氣調(diào)包裝處理對香菇水溶性多糖、總酚含量以及游離氨基酸含量的影響，結(jié)果表明HOP和MOP氣調(diào)包裝有利于保持營養(yǎng)物質(zhì)的穩(wěn)定[42]。

由于鮮菇的呼吸和蒸騰作用，導(dǎo)致氣調(diào)包裝內(nèi)相對濕度較高，易凝結(jié)水汽，高濕環(huán)境不僅有利于雜菌生長，且冷凝水回滴使菇體表面易出現(xiàn)斑點(diǎn)褐變[43]。研究表明，MAP結(jié)合吸濕劑處理是控制包裝袋內(nèi)相對濕度的可行方法[44]。趙東方等考察了多種吸濕劑對高氧氣調(diào)包裝香菇品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)復(fù)合吸濕劑（山梨醇∶皂土=1∶3，質(zhì)量比）能夠降低香菇的呼吸強(qiáng)度，延緩香菇白度值的下降[45]。Prerna等也認(rèn)為山梨醇是一種良好的吸濕劑，100 g包裝中加入5 g山梨醇，可以延緩雙孢蘑菇成熟，抑制雜菌生長[46]。

MAP數(shù)學(xué)模型是MAP包裝設(shè)計(jì)的理論依據(jù)，目前國內(nèi)外已經(jīng)建立了果蔬呼吸理論、包裝內(nèi)外氣體交換、包裝內(nèi)濕度變化以及貯藏壽命預(yù)測等模型[47]。由于食用菌種類的不同，建立與之相適應(yīng)的MAP數(shù)學(xué)模型至關(guān)重要。曹冬潔等采用酶動(dòng)力學(xué)方程，建立了雙孢蘑菇呼吸速率隨貯藏時(shí)間變化的數(shù)學(xué)模型，模型與實(shí)測值進(jìn)行配對T檢驗(yàn)差異不顯著（P＞0.05）[48]。Oliveira等研究不同溫度和不同打孔玻璃紙膜對雙孢蘑菇切片保鮮的影響，在此技術(shù)上，建立了貯藏壽命動(dòng)力學(xué)模型，也探討了產(chǎn)品數(shù)量、孔數(shù)、二氧化碳清除劑重量等參數(shù)對保鮮的影響[49-50]。

2.4 涂膜保鮮

涂膜保鮮是在食用菌表面均勻噴涂一層無色、無味、透明的涂膜劑，從而達(dá)到抑制呼吸強(qiáng)度，減少水分蒸發(fā)，以及降低氧化和褐變速度等目的；涂膜劑不僅能夠延緩鮮菇的衰老，還能夠改善鮮菇的色澤和質(zhì)地，提高商品價(jià)值[51]。目前常用的涂膜劑主要有多糖類（殼聚糖、褐藻酸鹽、卡拉膠等），脂類（脂肪酸蔗糖酯、礦物油、乙酰單甘脂等），蛋白類（大豆蛋白、玉米蛋白、乳清蛋白等）[52]；在此基礎(chǔ)上，國內(nèi)外也開發(fā)了一些新型涂膜劑。Jiang等制備了多種涂膜劑，如海藻酸鈉/納米-Ag、海藻酸鈉/納米-TiO2、殼聚糖-葡萄糖等，在香菇保鮮領(lǐng)域得到了初步應(yīng)用[53-55]。Liu等制備了一種原兒茶酚-殼聚糖型涂膜劑，該涂膜劑對杏鮑菇的保鮮效果要優(yōu)于殼聚糖，能夠有效的降低呼吸速率和抑制褐變的發(fā)生[56]。

2.5 柵欄技術(shù)

食用菌保鮮是一項(xiàng)綜合技術(shù)，依靠單一的保鮮方法很難取得良好效果。近年來，人們逐漸引入柵欄技術(shù)（hurdle technology），利用多種柵欄因子及其協(xié)同效應(yīng)來延長鮮菇的貨架期，這些柵欄因子涉及成熟度、溫度、濕度、輻照、氣調(diào)、包裝材料、防腐劑等[57-58]。榮瑞芬等以溫度、防褐變試劑、包裝方式和成熟度為因子，采用正交試驗(yàn)來篩選草菇綜合保鮮技術(shù)，發(fā)現(xiàn)采用13℃貯溫、八成成熟度、不同包裝方式和保鮮劑相結(jié)合的方法，草菇可保鮮貯藏至少9 d[59]。

3 展望

我國是食用菌生產(chǎn)大國，食用菌已經(jīng)成為繼糧、油、果、蔬之后的第五大種植產(chǎn)業(yè)。食用菌易腐爛變質(zhì)，做好保鮮和貯藏工作，對促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和提高菇農(nóng)收入具有重要意義，建議加強(qiáng)以下幾方面的研究：1）建立健全從栽培、采收、分級、貯運(yùn)、保鮮、銷售于一體的產(chǎn)業(yè)體系，減少中間流動(dòng)環(huán)節(jié)對鮮菇的傷害。2）加強(qiáng)柵欄技術(shù)研究，通過多種柵欄因子及其組合效應(yīng)，建立一套完善的保鮮工藝。3）強(qiáng)化多種保鮮技術(shù)機(jī)理的研究，通過建立呼吸速率、氣體交換、貯藏壽命預(yù)測等模型，實(shí)現(xiàn)食用菌保鮮工藝的標(biāo)準(zhǔn)化、信息化和智能化。