杏鲍菇贮藏保鲜技术研究进展*

2021-12-02 03:05熊荣园
中国食用菌 2021年9期
关键词:氧化酶保鲜剂保鲜

熊荣园

(南充职业技术学院,四川 南充 637000)

杏鲍菇(Pleurotus eryngii),又名“刺芹侧耳”,其质地脆嫩、组织肥厚、菌肉结实,子实体全部可食,适合鲜食或加工为半成品。杏鲍菇富含蛋白质、氨基酸、多糖、维生素等营养成分,具有较高营养价值[1-3]。近年来,杏鲍菇的产量在不断提高,2019年杏鲍菇的工厂化年产量可达114.39万吨,占食用菌工厂化年产量的34.13%[4]。新鲜的杏鲍菇含水量较高,采后仍会进行强烈的呼吸代谢作用,消耗营养物质,产生褐变,从而影响其食用价值和商品价值。杏鲍菇采后贮藏品质受呼吸作用、氧气、温度、湿度、微生物等因素的影响,为提高杏鲍菇的采后品质,各种贮藏保鲜技术不断涌现。因此,通过对采后杏鲍菇的生理变化以及物理、化学、生物方面的保鲜技术研究进行综述,以供参考。

1 杏鲍菇采后生理变化

1.1 呼吸作用

呼吸作用是杏鲍菇在采收后进行的最主要的生理活动。杏鲍菇采后虽然失去了水分和无机物的供应,但仍是活体,其呼吸代谢的营养物质来源于其采摘前所储存的糖类、蛋白质等营养成分。杏鲍菇呼吸代谢产生的有机酸以及其他化合物的积累容易造成生理伤害,消耗基质释放呼吸热,使贮藏环境温度升高,加速衰老腐败。杏鲍菇的采后呼吸代谢强度与成熟度、环境温度、pH、气体成分等有关。新鲜的杏鲍菇在常温下,呼吸作用非常旺盛,3 d~4 d就会出现褐变、软腐等生理变化[5]。谢丽源等[6]发现低温可延缓杏鲍菇贮藏过程中的呼吸作用,抑制杏鲍菇开伞、失重、褐变、营养物质的流失等品质劣变及衰老的进程。

1.2 褐变

杏鲍菇采后发生褐变的原因主要是酶促作用,即酚类物质被氧化聚合生成黑褐色的物质。杏鲍菇子实体中多酚氧化酶活性较高,子实体中富含酪氨酸和含酪氨酸的蛋白质,在有氧条件下极易引起褐变[7]。在杏鲍菇采后贮藏期间,随着贮藏时间的延长,在不同贮藏温度下,多酚氧化酶的活性均逐渐增强,且贮藏温度越高,多酚氧化酶活性增强速度越快[6]。在pH为3.5时,杏鲍菇子实体内的多酚氧化酶活性最强,易使菌体褐色加重[8]。在杏鲍菇贮藏期间,需要避免多酚氧化酶的最适pH而有效抑制其活性。除了多酚氧化酶,杏鲍菇中还含有过氧化物酶、漆酶等,也会催化多酚类物质等氧化而产生褐变。

1.3 失重

新鲜杏鲍菇含水量高,可达85%以上,杏鲍菇采后进行呼吸作用,组织变得疏松,呼吸放热,加快水分蒸发,从而导致杏鲍菇失水严重。在常温环境中,杏鲍菇在1 d内的失水质量可达10%以上[9],杏鲍菇失水进而导致其外形萎蔫和干瘪,使得杏鲍菇的感官品质、耐贮性及商品价值降低。李翔等[10]发现杏鲍菇在冷藏(4℃)条件下,可以明显降低失水率,延缓其腐烂变质,从而延长保鲜期。石建春等[11]采用不同包装材料保鲜杏鲍菇,发现0.030 mm的PP袋或0.025 mm的PE袋包装,可有效地减少子实体的水分散失,可预防杏鲍菇的失重以及质量劣变。

1.4 微生物浸染

杏鲍菇的营养成分较多,含大量的蛋白质、氨基酸、多糖、水分以及微量元素等,而这些成分为微生物提供了丰富的碳源、氮源、水分等营养条件。采后的杏鲍菇生理上处于受胁迫状态,特别是在机械损伤的部位易受微生物侵染,其主要致病菌以真菌为主,包括曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)、木霉属 (Trichoderma)、链孢霉属 (Aspergillus)、酵母菌属(Fermentum) 等属真菌,细菌性致病菌主要是假单胞杆菌(Pseudomonas sp.)等。贮藏温度过高、通风不好而受霉菌侵染,在相对高的湿度条件下(80%~90%),杏鲍菇易发生霉烂变质,货架期仅为1 d~2 d[10]。胡晶晶[12]从污染的杏鲍菇菌袋中分离出主要细菌性病害菌是假单胞杆菌(Pseudomonas sp.)和北京泛菌(Pantoea beijingensis sp.),真菌性病害菌分别是木霉属(Trichoderma)、可可毛色二孢菌(Lasiodiplodia theobromae) 和脉孢霉属 (Neuropara)。

2 杏鲍菇的保鲜技术

2.1 杏鲍菇的物理保鲜

针对杏鲍菇采后发生的生理生化变化,用于杏鲍菇的物理保鲜技术主要有:低温保鲜、气调保鲜、减压保鲜、辐照保鲜、纳米材料保鲜以及物理混合保鲜技术等。低温可以降低杏鲍菇的呼吸强度,减缓褐变,从而达到保鲜的目的,如真空包装的杏鲍菇在2℃下贮藏20 d,仍具有一定的商品价值[13]。真空预冷采用聚乙烯膜包装的杏鲍菇,在低温下贮藏30 d,其强度、硬度和耐嚼性等品质都较好[14]。李志刚等[15]发现在适当压力范围内减压贮藏可以有效延缓杏鲍菇的成熟与衰老进程,从而较好地保持杏鲍菇的品质,同时延长杏鲍菇的贮藏期。陆建东等[16]采用短波紫外线3 kJ·m-2辐照处理杏鲍菇,结果表明该处理能够显著抑制杏鲍菇的失重率以及丙二醛含量的上升,延缓杏鲍菇总糖含量的降低,维持抗氧化物活性处于较高水平,从而有效保证杏鲍菇的品质和营养价值,延长杏鲍菇低温贮藏的保鲜期。黄乙宁[17]发现采用纳米保鲜袋包装杏鲍菇,具有一定的保鲜效果,特别是杏鲍菇在常温下贮藏12 d,纳米材料显著优于普通材料的保鲜效果。在低温下,邢淑婕等[18]采用200 μg·L-1臭氧处理杏鲍菇,结果表明臭氧处理10 min的保鲜效果最好。

2.2 杏鲍菇的化学保鲜

化学保鲜主要是利用化学药物保持杏鲍菇鲜度,延长贮藏时间,如硫酸钠、硼砂、山梨酸及其盐类等。传统的化学保鲜剂存在一定的毒副作用以及药剂残留风险,易受到人们的质疑。杏鲍菇的保鲜多是利用一些易降解、少残留、较安全的保鲜剂来进行。如具有抗氧化活性的原儿茶酸与壳聚糖复合溶液作为保鲜剂涂膜杏鲍菇,储存15 d后,能有效减少杏鲍菇呼吸速率、褐变、失重、丙二醛含量等,而保证杏鲍菇的贮藏品质[19]。赵梅等[20]研究发现0.3%的纳米壳聚糖复合液在降低杏鲍菇的失重率、抑制呼吸强度以及多酚氧化酶的活性、减缓细胞膜透性的增加、延缓可溶性固形物和维生素C的降解等方面的效果最好。张莉等[21]将杏鲍菇用400 μL·L-1的乙醇进行熏蒸处理,其呼吸强度、褐变度被显著抑制,贮藏品质最好,杏鲍菇能延长至14 d。

2.3 杏鲍菇的生物保鲜

2.3.1 微生物菌体及其代谢产物的保鲜

用于杏鲍菇保鲜的微生物可与有害微生物竞争糖类、蛋白质等营养物质,从而抑制有害微生物的生长,达到防腐保鲜、保证杏鲍菇品质的目的。微生物菌体产生的一些具有抗性的物质如细菌素、溶菌酶、蛋白酶、过氧化氢和有机酸等,可以抑制或杀死有害微生物。细菌素是乳酸菌代谢过程中分泌的一类蛋白质类化合物,如乳酸链球菌肽,由乳酸链球菌[Streptococcus lactis(Lister)Lohnis]的某些菌株分泌出的抑制性物质,可在消化道中被分解,且无毒无害,能有效抑制采后果蔬出现的细菌的生物活性,如常见的大肠杆菌(Escherichia coli)、沙门氏菌属(Salmonella) 等[22]。提取多种微生物的次级代谢产物制成保鲜剂可以浸渍或喷洒食用菌,在食用菌表面形成一层防腐层,抑制有害微生物的生长繁殖,可以延长新鲜食用菌的品质。目前乳酸菌及其代谢产物的生物保鲜已有了较深的研究和较为广泛的应用。如Zheng等[23]利用植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)发酵酸菜、泡菜的工艺来防腐保鲜杏鲍菇,结果表明,乳酸菌能快速定植在杏鲍菇上成为优势菌群,而且保鲜效果安全有效。

2.3.2 生物天然提取物的保鲜

生物天然提取物无毒无害,一般都可被生物降解,不会对食用菌及环境造成二次污染。大多数天然提取物,具有较好的抑菌、抗菌活性和较好的成膜性,可形成一层致密的薄膜,防止微生物的感染与侵入,隔绝氧气,防止水分蒸发,降低酶活性,抑制呼吸代谢作用,延缓乙烯产生,降低生理活动强度,防止芳香成分挥发,从而延缓食用菌的组织衰老和腐败变质,保持食用菌的质量和稳定性。如大蒜素就是一种具有广谱类抑菌作用的生物活性物质,陈会燕等[24]研究表明,在常温下,利用0.6%的NaCl和大蒜素,按不同比例混合制成复合保鲜剂来保鲜杏鲍菇,在杏鲍菇的感官、失重率等品质方面能表现出较好的保鲜效果。生物天然提取物的保鲜方式主要有涂膜剂、浸蘸、喷洒、熏蒸等。在低温下,钱磊等[25]利用羧甲基壳聚糖与滑菇肽(即从滑菇子实体干品中提取的粗蛋白)制成的复合保鲜剂涂膜保鲜杏鲍菇,发现可较好地抑制杏鲍菇品质的劣变。

2.3.3 遗传基因生物技术的保鲜

利用基因工程的手段改变控制食用菌的完熟基因、衰老调控基因、抗病基因、抗褐变基因和抗冷基因来保鲜食用菌。目前,杏鲍菇利用基因工程技术进行保鲜的相关报道不多,主要集中在木质素的合成关键酶基因的克隆、表达等方面,木质素含量变化是杏鲍菇贮藏过程中品质发生劣变的一个指标。李丹青、王艳等[26-27]克隆杏鲍菇中木质素合成途径的关键酶基因PAL、4CL,运用荧光定量PCR技术对低温贮藏的杏鲍菇检测关键酶基因的表达模式,结果发现在前12 d贮藏期间,不同贮藏温度下克隆的PePal、Pe4cl1、Pe4cl3和PePod基因表达水平曲线与苯丙氨酸解氨酶PAL、过氧化物酶POD活性、木质素的含量曲线有相似的趋势,并推测这些基因在杏鲍菇采后冷藏过程中对木质化起着重要的作用。

3 展望

我国从20世纪90年代开始引种栽培杏鲍菇,随着产量的不断增长,现在已经是杏鲍菇生产和出口大国[28]。杏鲍菇的保鲜目前主要是以物理保鲜为主,化学保鲜为辅,微生物保鲜技术目前只限于实验室的条件下实施,需要进一步研究从实验室转移到生产贮藏过程的可行性以及安全性评估。我国批准使用的天然微生物防腐保鲜剂,只有乳酸球菌素和纳他霉素等少数几种,整体发展缓慢,生物提取物成分较复杂,保鲜物质有待突破;基因工程技术保鲜还有待进一步研究。杏鲍菇的生物保鲜技术的详细保鲜机理和机制一旦被进一步研究确定,其应用前景无比广阔。

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