食用菌輻照保鮮技術研究進展

金宇東　董飛

摘要 食用菌又稱蘑菇，是一類營養豐富、風味獨特的健康食品，新鮮蘑菇最大的缺點是不耐儲藏。近年來，國際上食用菌輻照保鮮技術取得了長足進步。本文對近年來食用菌輻照保鮮技術的最新研究進展（包括輻照裝置、輻照種類、輻照對食用菌的物理和化學效應）進行綜述，以期為食用菌輻照保鮮貯藏和國內相關研究工作者提供參考。

關鍵詞 食用菌；輻照；保鮮 ；研究進展

中圖分類號 S646 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）15-0085-05

Abstract The mushroom is a kind of health food which is rich in nutrition and has unique flavor.The short shelf-life of mushrooms is an major obstacle to the preservation of the fresh product.In recent years，the technology of mushroom irradiation has been made great progress worldwide.This article reviewed advances of the irradiation preservation of mushroom including irradiation devices，irradiation species and irradiation effects on mushroom，in order to provide reference for fresh mushroom preservation and domestic related researchers.

Key words mushroom；irradiation；preservation；research advances

食用菌，又稱蘑菇（mushroom），形美味鮮，且富含蛋白質、氨基酸、維生素以及生理活性物質，如多糖、多肽、生物堿、萜類化合物、甾醇、甙類等，經常食用能夠降低血壓和膽固醇，預防腫瘤，增強人體免疫力[1-2]，深受人們的喜愛。但新鮮食用菌屬于呼吸躍變型產品，采摘后代謝活動和呼吸作用仍較為強烈，容易導致褐變、菌柄伸長、變色、軟化、萎縮、風味與質地下降等，最終腐爛變質，影響產品的感官和食用價值。為了延長食用菌的貨架期，人們采用冷藏保鮮、氣調保鮮、比九（B9）保鮮、氯化鈉（食鹽）保鮮、臭氧保鮮、米湯饃保鮮、速凍保鮮、抗壞血酸與檸檬酸混合液保鮮、負離子保鮮以及其他方法進行保鮮，但這些方法仍存在一些缺陷，比如安全性、變色、變味和病原物的污染等[3-4]。因此，探索合適的保鮮方法和技術是食用菌保鮮和貯藏亟待解決的問題，具有重要的現實意義。

由于輻照殺菌幾乎對加工產品不升溫，被稱為“cold pasteurization”。輻照殺菌主要是利用高能射線在食品中產生-H、-OH等活性自由基，與核內物質作用，殺死病原微生物和寄生蟲等有害生物、抑制食品組織結構的劣變，從而延長食品的貨架期。在適宜的輻照劑量下，食品中常見的致病菌如沙門氏菌、大腸桿菌O157：H7、李斯特菌屬等皆被殺死。因此，近年來在國內外得到廣泛重視和推廣[5-6]。食品輻照技術經過幾十年的發展，其安全性、可靠性和最大限度地保持食品原有風味與品質，得到廣泛認同[7]。近年來，國內外許多學者在食用菌輻照方面做了大量研究工作，在輻照的食用菌種類、輻照裝置、技術方法和輻照對食用菌感官與品質影響等方面都取得了一些可喜的研究成果。本文從輻照殺菌對食用菌的微生物效應、感官品質和營養指標等方面的影響以及食用菌輻照劑量的確定進行綜述，以期為食用菌輻照保鮮貯藏研究提供參考。

1 輻照裝置

目前，國際上食品輻照采用的輻照源主要有4種：一是放射性核素60Co和137Cs的γ射線；二是機械源產生的X射線；三是機械源產生的電子束；四是紫外燈產生的紫外線。在這些輻射源中，60Co產生的γ射線與電子加速器產生的電子束實際應用最廣泛。近年來，我國已經完全掌握了輻射源的生產關鍵技術和大型工業輻照裝置的建造技術，相關技術標準和行業規范也日益完善，極大地促進了我國輻照加工產業的發展。據中國同位素與輻射行業協會統計，我國現有商業化運行輻照裝置達到300余座，其中設計裝源能力在1.11×1016 Bq（30萬居里）以上的γ輻照裝置已達140余座，實際裝源量約為1.48×1018 Bq；工業電子加速器輻照裝置超過160座，總束功率超過9 000 kW[8]。這些輻照裝置均可以進行食用菌的輻照研究和工業化輻照。

2 輻照的食用菌種類

目前，國際上已經對雙孢菇（Agaricus bisporus）[9-10]、草菇（Volvariella volvacea）[11]、香菇（Lentinus edodes）[12]、白靈菇（Pleurotu nebrodensis）[13]、平菇（Pleurotus ostreatus）[14]、松乳菇（Laclarius deliciosus）[15]、金針菇（Enokitake）[16]和杏鮑菇（Pleurotus eryngii）[17]等進行了輻照保鮮研究，這些食用菌物種來自世界各地，包括北美和南美（阿根廷、加拿大、日本和美國）、亞洲（中國、印度、韓國、菲律賓和新加坡）和歐洲（丹麥、荷蘭、西班牙和瑞典）。食用菌輻照采用的輻照源有γ射線、電子束與紫外線等。

3 輻照效應

3.1 輻照對食用菌貨架期的影響

輻照處理可以顯著延長食用菌的貨架期。一般食用菌在常溫下的貨架期只有1～3 d。雙孢菇經3 kGy的γ射線照射后，在（10±2）℃、（94±6）% RH下貯藏，可以將貯藏壽命延長至11 d，且風味無顯著差異，貯藏壽命約為對照組的3倍[18]。雙孢菇經1.2 kGy的γ射線輻照，在4 ℃的低溫下貯藏，貨架期可達30 d左右[19]。雙孢菇結合保鮮膜包裝，經2.0 kGy電子束輻照，在4 ℃低溫下貯藏，可延長貨架期9 d[20]。香菇經γ輻照1.0 kGy和1.5 kGy，結合氣調包裝可以增加存儲香菇貨架期20 d[12]。低劑量率有利于延長雙孢菇的貨架期，如累積輻照2.0 kGy，采用4.5 kGy/h比32 kGy/h的輻照劑量率，可增加雙孢菇貨架期2 d[10]。輻照劑量率越高，輻照延長雙孢菇的貨架期效果越不明顯，主要是因為高劑量率對食用菌細胞膜的完整性破壞較為嚴重，改變細胞膜的通透性，造成食用菌細胞防御功能衰減和外界有害物的侵入。endprint

3.2 輻照對食用菌中微生物負載的影響

食用菌腐爛變質的重要原因是微生物侵染。輻照處理可以殺滅或降低食用菌中的各種微生物負載，特別是對一些致病菌敏感性更高。Guan等[5]用UV-C（254 nm）和過氧化氫聯合UV-C處理雙孢菇可使大腸桿菌O157：H7分別下降0.85和0.87對數值。UV-C和過氧化氫聯合UV-C處理雙孢菇表面可使菌落總數減少0.2～1.4對數值。γ輻照（1.0、1.5、2.0 kGy）聯合氣調包裝比單獨使用氣調包裝能更有效減少香菇中的微生物含量。γ輻照2.0 kGy聯合氣調包裝可使香菇中的微生物降到10 cfu/g以下至少保持4 d。γ輻照1.0 kGy和1.5 kGy聯合氣調包裝處理的樣品中微生物恢復的時間比單獨使用氣調包裝要晚[12]。Hopkins[21]報道，電子束輻照食用菌劑量1.5 kGy和3.1 kGy可減少有氧和耐冷菌1.75對數值，減少酵母和霉菌1.5～3.0對數值。

3.3 輻照對食用菌感官品質的影響

輻照處理對食用菌感官品質的影響與輻照劑量關系密切。一般低輻照劑量有利于保持食用菌感官品質，高輻照劑量則有害于食用菌感官品質的保持。劉 鵬等[22]研究表明，0.8 kGy電子束輻照處理杏鮑菇樣品不僅可以延遲氣生菌絲的產生，抑制褐變，對菇體表面及抗氧化能力損傷較小，減緩衰老，而且還具有較小的失重率。1.6 kGy和2.0 kGy電子束輻照處理會給杏鮑菇菇體表面造成很大損傷，一方面給菇體內抗氧化系統造成損害，另一方面也激發了褐變過程，從而不利于菇體的保藏。張娟琴等[20]采用2.0 kGy的電子束輻照雙孢菇結合保鮮膜包裝，在4 ℃低溫貯藏，發現：電子束輻照雙孢菇后第4天，4.0 kGy輻照樣品開始出現褐變、開傘、異味的現象；第7天，對照組和1.0 kGy輻照樣品也開始出現上述現象，且對照組有輕微的腐爛現象；第13 天，2.0 kGy輻照樣品也出現褐變、軟化現象。輻照處理可以抑制雙孢菇的后熟作用，雙孢菇經60Co γ射線輻照處理（0.4、1.2、1.6、2.0 kGy），在破膜、開傘、褐化、腐爛、鮮重損失等方面都明顯低于對照。Fernandes等[15]報道，0、0.5、1.0 kGy輻照處理和5 ℃存儲0～8 d，松乳菇的顏色在存儲期間，隨著輻照劑量增加，發紅略有減少，帽直徑也略有減少，輻照處理和對照樣品存儲8 d的失重沒有顯著差別。謝福泉等[23]研究指出，輻照處理減少了草菇菇體在貯藏期間的水分散失。草菇經γ射線輻照處理，貯藏第6天，對照草菇樣品鮮重損失率為26.0%；輻照處理草菇樣品鮮重損失率明顯低于對照，鮮重損失率從高到低次序為2.0 kGy（16.3%）>0.8 kGy>1.6 kGy> 0.4 kGy>1.2 kGy。

3.4 輻照對食用菌營養成分的影響

3.4.1 輻照對食用菌中蛋白質和氨基酸的影響。輻照處理使杏鮑菇樣品中可溶性蛋白質含量出現下降。劉 鵬等[22]研究表明，在整個保藏過程中經過電子束輻照處理的杏鮑菇樣品中可溶性蛋白質含量均不斷下降，第16天對照樣品中可溶性蛋白質含量降低了52.49%，0.8 kGy輻照樣品中可溶性蛋白質含量降低了48.81%，1.2 kGy輻照樣品中可溶性蛋白質含量下降30.76%，1.6 kGy和2.0 kGy輻照樣品中可溶性蛋白質含量分別下降38.59%和44.72%，由此表明，輻照處理能夠延緩杏鮑菇的衰老。白靈菇經60Co γ射線輻照后，貯藏期間的可溶性蛋白質含量呈下降趨勢。從第4天開始，1.2 kGy輻照樣品的可溶性蛋白含量一直最高，其次分別是1.6 kGy、對照、0.8 kGy，2.0 kGy輻照樣品的可溶性蛋白含量最低，且1.2、2.0 kGy與其他處理間可溶性蛋白含量差異顯著[24]。雙孢菇經1.0、2.0、3.0、4.0 kGy電子束輻照后，4 ℃儲藏，結果表明，輻照對雙孢菇中氨基酸含量無顯著影響。雙孢菇含有18種氨基酸，其中必需氨基酸為2.29%，支鏈氨基酸為1.16%，芳香族氨基酸僅為0.45%，電子束輻照后氨基酸的含量變化不顯著[20]。草菇經60Co γ射線輻照后，貯藏第6天，0.4 kGy輻照處理草菇樣品基本保持其采收時的氨基酸總量，對照草菇比新鮮草菇氨基酸總量減少了35.03%，0.8 kGy和1.2 kGy輻照處理的草菇氨基酸總量分別比新鮮草菇氨基酸總量減少了28.53%和27.78%。此外，草菇經輻照處理后，其谷氨酸含量明顯高于對照草菇和新鮮草菇的谷氨酸含量；其蛋氨酸含量則明顯低于新鮮草菇，而對照草菇的蛋氨酸含量明顯比新鮮草菇高，這表明輻照處理抑制了貯藏期間草菇蛋氨酸的形成，抑制了草菇內源乙烯的生成[23]。香菇經60Co γ射線輻照結合氣調包裝處理，其可溶性蛋白質含量下降幅度低于單獨氣調包裝處理樣品[12]。

3.4.2 輻照對食用菌中糖類物質的影響。雙孢菇中游離糖有海藻糖、葡萄糖、果糖和甘露糖等，其中海藻糖是主要的可溶性糖，含量占90%以上。與對照組相比，電子束輻照處理會使雙孢菇中的海藻糖含量增加，但各劑量之間的差異不顯著。在貯藏的1～7 d，雙孢菇中果糖和海藻糖的含量迅速上升，而葡萄糖含量一直在下降，且對照組中這種現象比輻照組更加明顯。雙孢菇經1.0、2.0、3.0、4.0 kGy的電子束輻照后，4 ℃儲藏，結果表明，輻照處理對雙孢菇中水溶性糖含量無影響[20]。白靈菇經60Co γ射線輻照后，在貯藏期間，白靈菇的總糖含量不斷下降，下降速度為貯藏前期（第1～13 天）慢于貯藏后期（第13～22天）。從第7天開始，2.0 kGy輻照組的總糖含量一直明顯低于其他各組，對照組的總糖含量最高，但與0.8、1.2、1.6 kGy輻照組之間無顯著差異。在貯藏期間，白靈菇多糖含量一直在下降，下降速度前期較慢（第1～10天），后期較快（第10～22天）。對照組的多糖含量一直是最高，其次分別是1.6、1.2、0.8 kGy輻照組，2.0 kGy輻照組的多糖含量最低[24]。60Co γ射線輻照結合氣調包裝處理香菇，使其可溶性總糖含量增加幅度與單獨氣調包裝無顯著差異，但在20 d后單獨氣調包裝樣品中總糖含量要高10%左右[12]。endprint

3.4.3 輻照對食用菌中脂肪酸類物質的影響。雙孢菇中游離的脂肪酸有油酸、硬脂酸、棕櫚酸、亞油酸，在13 d的貯藏期中，不同劑量電子束輻照后雙孢菇中亞油酸的含量均較對照組的高一些。油酸的含量隨著貯藏期的延長不斷變小，到第7天時已經檢測不到了。棕櫚酸、硬脂酸和亞油酸的變化趨勢一樣先升高后降低，變化不明顯。電子束輻照會影響到雙孢菇中脂肪酸的含量，隨著輻照劑量的增大，輻照對脂肪酸含量的影響增大。其中變化最明顯的為棕櫚酸，電子束輻照處理前后變化顯著[24]。白靈菇中游離的脂肪酸有油酸、硬脂酸、棕櫚酸，在21 d的貯藏期中不同劑量電子束輻照后白靈菇油酸的含量較對照組的高一些，變化顯著[24]，棕櫚酸和油酸的變化趨勢一樣先升高后降低，結論與雙孢菇的結論相似。

3.4.4 輻照對食用菌中核酸類物質的影響。雙孢菇經60Co γ射線輻照后，隨著輻照劑量的增加（0、1、3、5 kGy），腺苷酸的含量逐漸下降，但這種下降只有到輻照劑量達到3 kGy以上，才開始有顯著差異，5 kGy輻照處理可使腺苷酸含量減少46%；不同輻照劑量處理均可使鳥苷酸二磷酸含量下降，而鳥苷酸單磷酸含量沒有顯著變化[8]。

3.4.5 輻照對食用菌中維生素的影響。紫外線輻照處理食用菌可增加其麥角固醇轉化為V■。在35 ℃、80%左右的濕度下，UV-B輻照處理平菇、香菇、雙孢菇、杏鮑菇中，平菇V■含量最高；在紫外輻照下，雙孢菇中V■含量最低。對于雞油菌和雙孢菇，紫外線UV-A（366 nm）照射僅略影響麥角固醇和V■的含量。相比之下，紫外線UV-C（254 nm，0～2 h，20 cm的距離）照射新鮮雙孢菇和凍干管形雞油菌，麥角固醇含量無顯著下降，而V■分別增加了9倍（管形雞油菌）和14倍（雙孢菇/白色）[25]。雙孢菇經1.0、2.0、3.0、4.0 kGy的電子束輻照，4 ℃儲藏，結果表明，輻照對雙孢菇中V■、V■、煙酸含量無顯著影響，對VC含量影響顯著。當輻照劑量為4.0 kGy時，輻照組VC含量較對照組顯著降低了31.1%[20]。γ輻照（1.0、1.5、2.0 kGy）聯合氣調包裝與單獨使用氣調包裝均使香菇樣品中VC含量下降，儲存20 d后比初始含量下降1/2[12]。白靈菇中主要含有VC、煙酸、V■、V■等4種水溶性維生素。電子束輻照會造成白靈菇中維生素含量的下降，并且隨劑量的增大下降率增大，在第1天，當輻照劑量為4.5 kGy時，VC、煙酸、V■、V■ 4種維生素的下降率分別為23.%、14.7%、38.9%、17.0%。在4～19 d的貯藏過程中，4種維生素的含量隨時間的延長一直在下降，但是第5天后輻照組的維生素含量要高于對照組，特別是3.0 kGy的輻照組，具有最高的維生素含量[24]。因此，在適宜的輻照劑量下，輻照處理對食用菌的蛋白質、糖類、脂肪、核酸和維生素等營養成分基本沒有影響。

3.5 輻照對食用菌中酶活性的影響

輻照對食用菌中各種酶活性影響較大。輻照處理杏鮑菇，在整個保藏過程中，除0.8 kGy和2.0 kGy輻照處理樣品之外，對照和其他輻照處理杏鮑菇樣品中多酚氧化酶（PPO）活力均呈先升高再降低的趨勢，在第11天出現了峰值，對照樣品中PPO活力一直處于較高水平，且第21天時樣品中PPO活力顯著高于輻照處理樣品。對照樣品中過氧化氫酶（CAT）活力均顯著高于輻照處理樣品的CAT活力；第1～11天，各處理樣品中CAT活力均呈下降趨勢，隨后，對照和0.8 kGy輻照處理樣品中CAT活力呈上升趨勢，且均顯著高于其他輻照劑量處理樣品中CAT活力，而1.2 kGy和1.6 kGy輻照處理樣品中CAT活力基本保持穩定，2.0 kGy輻照處理樣品中CAT活力繼續下降[22]。也有研究表明，輻照處理雙孢菇導致其多酚氧化酶（PPO）活性比對照明顯降低，并且高輻照劑量率下降的更顯著[24]。

3.6 輻照對食用菌中其他有毒有害物的控制

輻照處理對食用菌中的有毒有害物質也有一定的控制作用。張娟琴等[26]研究了電子束輻照處理對雙孢菇中農藥的降解效果和不同濃度農藥對輻照降解率的影響。結果表明，電子束輻照對百菌清、毒死蜱、氯氰菊酯和溴氰菊酯4種農藥的降解作用顯著。當輻照劑量為4.0 kGy時，毒死蜱的最大降解率為46.8%，百菌清的最大降解率為55.4%，氯氰菊酯的最大降解率為34.7%，溴氰菊酯的最大降解率為32.6%。輻照劑量增大，降解率增大；不同劑量之間差異極顯著；在相同的輻照劑量下，農藥濃度越大，降解率越小。

4 食用菌的輻照吸收劑量

產品輻照吸收劑量是食品輻照的最重要參數，也是輻照加工過程控制的關鍵。從表1可以看出，食用菌的輻照方式主要有γ輻照、電子束輻照和紫外輻照，其中紫外輻照又分為UV-A（400～315 nm）、UV-B（315～280 nm）和UV-C（280～100 nm）輻照，UV-C輻照由于能量較高，應用較多。根據食用菌樣品的狀態，一般新鮮食用菌輻照吸收劑量為0.1～5.2 kGy，干食用菌及其制品輻照吸收劑量為2～50 kGy[27-36]。從表1還可以看出，對于食用菌的紫外輻照，目前還沒有較為統一的劑量標準，僅作為食用菌產品表面殺菌的一種技術手段。對于食用菌的γ輻照和電子束輻照，目前國際上在產品的輻照吸收劑量方面已經有較為一致的認識[37-46]。以延長新鮮食用菌貨架期為目的，各國推薦的產品輻照吸收劑量為1～3 kGy；以去除食用菌干制品污染為目的，各國推薦的產品輻照吸收劑量為10～50 kGy[47]。

5 結語

綜上所述，食用菌輻照保鮮技術在最近10年取得了明顯的進步，為食用菌輻照處理大規模商業化應用奠定了基礎。食用菌輻射保鮮技術屬于物理殺菌技術，殺菌效果好，無污染無殘留，能耗低，能最大程度保持食用菌的感官和品質，是一種具有廣闊前景的食用菌保鮮方法。對于新鮮食用菌，一般采用1～3 kGy輻照劑量輻照處理，就可顯著延長其貨架期，而不會改變其感官和營養品質；對于干食用菌，一般采用10 kGy以下輻照劑量輻照處理，不會對其產品的安全性和營養價值有不利影響。因此，食用菌輻射保鮮在技術和安全性上是完全可行的。食用菌輻照保鮮技術大規模推廣和應用還有待進一步的深入研究。endprint

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