食用菌保鮮技術的研究進展

李福后，王偉霞，孫強，劉偉，尹丹慧，沈薇，張春玲

（1.淮海工學院江蘇省海洋資源開發研究院，江蘇連云港222005；2.連云港永強食用菌有限公司，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。我國是食用菌生產大國，2016年總產量達到3 596.7萬噸，占世界總產量的70%以上[1]。食用菌味道鮮美，營養豐富，富含多糖、蛋白質、維生素、礦物質以及人體必需氨基酸等，且脂質含量低，是名副其實的健康食品。

目前，鮮菇是國內食用菌最主要的流通方式，消費者普遍以鮮菇作為主要食用方式。與一般的果蔬等農產品不同，采摘后的食用菌子實體缺乏有效的組織保護，在貯運過程中易受到機械損傷和腐敗微生物侵染，導致組織褐變、風味變劣，嚴重的可完全喪失食用價值[2]。近年來，國內外對食用菌保鮮技術與工藝進行了大量研究，也取得了一些進展，本文對這些食用菌保鮮技術進行了綜述，并對食用菌保鮮技術的發展趨勢進行了探討。

1 食用菌采后生理特性及保鮮原理

新鮮的食用菌子實體含水量高，質地脆嫩，采收后極易喪失商品價值，具體表現為褐變、失重、菌柄伸長、菌蓋開傘和直徑增大、品質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，不僅給食用菌的運輸和銷售造成了困難，也給食用菌生產企業帶來了巨大損失，嚴重影響食用菌產業的可持續發展。

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

2 食用菌保鮮技術

2.1 低溫保鮮

低溫能夠有效降低子實體的新陳代謝，抑制酶促褐變和微生物活動，延長子實體的保鮮期。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℃容易產生凍害。

在低溫貯藏的基礎上，人們相繼開發了真空預冷（vacuum pre-cooling）和減壓冷藏（hypobaric cold storage）技術[6]。李保國等研究了不同真空壓力和預冷溫度處理對雙孢蘑菇保鮮效果的影響，發現在1 000 Pa預冷壓力下，經5℃真空預冷處理的雙孢蘑菇質量、硬度、色差變化率最低，表明真空預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等研究了真空預冷處理對雙孢蘑菇貯藏后部分物理和化學指標的影響，表明真空預冷處理能夠顯著降低多酚氧化酶活性以及膜滲透性[10]。Mittal等比較了冷水預冷、冷室預冷、冷風預冷以及真空預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，發現真空預冷是延長保鮮期的最佳方式[11]。

2.2 輻照保鮮

輻照技術是指利用60Co、137Cs等放射源產生的γ射線，或10 MeV以下的高能電子束，或短波紫外線（ultraviolet C，UV-C），對食品和農副產品進行加工處理的技術[12]。輻照處理能夠殺滅腐敗微生物，延長鮮菇的貨架期，且具有衛生安全性高、營養成分損失小等優點[13]。根據輻照源的不同，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指標的影響，表明0.6 kJ/m2劑量可以抑制細胞膜透性的增加，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]。方蕾等發現，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，發現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副產品加工技術[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的影響，發現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]。斯琴圖雅等發現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，在20℃以上的環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）、高大環柄菇（Macrolepiota procera）等多種蘑菇物理化學及營養指標的影響，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的積累和營養物質的保持，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等發現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構變化，表現為褐變、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生輻解，產生-OH、-H等自由基，與核內物質發生交聯反應，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，發現2.0 kGy輻照處理可有效延長保藏時間；而維生素C（Vitamin C，VC）對輻照處理比較敏感，當劑量為4.0 kGy時，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、電解質滲出率、可溶性固形物、VC、蛋白質含量、總酚含量以及抗氧化能力等指標，結果表明，輻照后的蘑菇均可以產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滲出率，而4.0 kGy輻照具有最高的蛋白質含量[26]。

2.3 氣調保鮮

氣調保鮮是通過合理調整貯藏環境中O2和CO2的濃度配比，從而達到延緩鮮菇衰老，延長貨架期的目的。氣調保鮮是目前果蔬、食用菌等農產品規模化貯藏的主要方式之一，根據控制方式的不同，可以分為控制性氣調（controlled atmosphere，CA）和自發性氣調 （modified atmosphere，MA）[2]。自發性氣調包裝（modified atmosphere packaging，MAP）技術是目前研究的熱點，研究內容主要集中在包裝材料的選擇、高氧氣調包裝、吸濕劑的使用、以及氣調包裝數學模型和參數優化等方面[27-28]。

包裝材料的選擇是MAP技術能否推廣應用的關鍵，透氣性和透濕性是包裝材料的2個重要參數，合適的透氣性和透濕性能夠有效控制包裝內的氣體成分、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影響，發現HDPE薄膜的保鮮效果最佳，其規格為厚度0.03 mm，O2滲透系數0.83 mL/（m2·d·Pa），透濕率10.3 g/（m2·d）[29]。Sun等發現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[30]。在傳統MAP包裝的基礎上，納米材料逐漸應用于鮮活農產品的保鮮，與普通薄膜相比，納米材料表現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胞壁代謝及品質的影響，表明納米包裝材料能夠較好地保持貯藏品質，抑制子實體自溶、褐變等現象[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貯藏期內保持雙孢蘑菇品質[34]。Fang等以LDPE為基質，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，發現這些納米薄膜能夠有效調節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]。

在傳統低氧MAP研究的基礎上，高氧MAP技術也備受人們關注，其在食用菌、果蔬保鮮中的應用研究也日漸增多[36-37]。李云云、程曦等系統研究了高氧氣調包裝對雙孢蘑菇微生物數量、抗氧化活性以及褐變等指標的影響，發現80%O2+20%N2高氧氣調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，對假單胞菌屬總數也有明顯的抑制作用[38-39]。王洪霞等認為80%O2+20%CO2高氧氣調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胞膜透性增加，貯藏15 d時，仍能保持較好的商品品質[40]。Gantner等發現利用39 μm高透氣性PVC膜，50%O2+50%N2氣調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氣調處理[41]。Li等分別比較了100%O2高氧氣調包裝（high oxygen packaging，HOP）、50%O2+50%N2中氧氣調包裝（medium oxygen packaging，MOP）、3%O2+5%CO2+92%N2低氧氣調包裝（low oxygen packaging，LOP）等氣調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，結果表明HOP和MOP氣調包裝有利于保持營養物質的穩定[42]。

由于鮮菇的呼吸和蒸騰作用，導致氣調包裝內相對濕度較高，易凝結水汽，高濕環境不僅有利于雜菌生長，且冷凝水回滴使菇體表面易出現斑點褐變[43]。研究表明，MAP結合吸濕劑處理是控制包裝袋內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包裝香菇品質的影響，發現復合吸濕劑（山梨醇∶皂土=1∶3，質量比）能夠降低香菇的呼吸強度，延緩香菇白度值的下降[45]。Prerna等也認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數學模型是MAP包裝設計的理論依據，目前國內外已經建立了果蔬呼吸理論、包裝內外氣體交換、包裝內濕度變化以及貯藏壽命預測等模型[47]。由于食用菌種類的不同，建立與之相適應的MAP數學模型至關重要。曹冬潔等采用酶動力學方程，建立了雙孢蘑菇呼吸速率隨貯藏時間變化的數學模型，模型與實測值進行配對T檢驗差異不顯著（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，在此技術上，建立了貯藏壽命動力學模型，也探討了產品數量、孔數、二氧化碳清除劑重量等參數對保鮮的影響[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，從而達到抑制呼吸強度，減少水分蒸發，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地，提高商品價值[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]；在此基礎上，國內外也開發了一些新型涂膜劑。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，在香菇保鮮領域得到了初步應用[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于殼聚糖，能夠有效的降低呼吸速率和抑制褐變的發生[56]。

2.5 柵欄技術

食用菌保鮮是一項綜合技術，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（hurdle technology），利用多種柵欄因子及其協同效應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、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，采用正交試驗來篩選草菇綜合保鮮技術，發現采用13℃貯溫、八成成熟度、不同包裝方式和保鮮劑相結合的方法，草菇可保鮮貯藏至少9 d[59]。

3 展望

我國是食用菌生產大國，食用菌已經成為繼糧、油、果、蔬之后的第五大種植產業。食用菌易腐爛變質，做好保鮮和貯藏工作，對促進產業發展和提高菇農收入具有重要意義，建議加強以下幾方面的研究：1）建立健全從栽培、采收、分級、貯運、保鮮、銷售于一體的產業體系，減少中間流動環節對鮮菇的傷害。2）加強柵欄技術研究，通過多種柵欄因子及其組合效應，建立一套完善的保鮮工藝。3）強化多種保鮮技術機理的研究，通過建立呼吸速率、氣體交換、貯藏壽命預測等模型，實現食用菌保鮮工藝的標準化、信息化和智能化。