食用菌保鲜技术的研究进展

李福后，王伟霞，孙强，刘伟，尹丹慧，沈薇，张春玲

（1.淮海工学院江苏省海洋资源开发研究院，江苏连云港222005；2.连云港永强食用菌有限公司，江苏连云港223500；3.连云港可为食用菌有限公司，江苏连云港223500）

食用菌（edible fungi），俗称“蘑菇”，是大型真菌的子实体，主要栽培种类有香菇、木耳、双孢蘑菇、金针菇和杏鲍菇等。我国是食用菌生产大国，2016年总产量达到3 596.7万吨，占世界总产量的70%以上[1]。食用菌味道鲜美，营养丰富，富含多糖、蛋白质、维生素、矿物质以及人体必需氨基酸等，且脂质含量低，是名副其实的健康食品。

目前，鲜菇是国内食用菌最主要的流通方式，消费者普遍以鲜菇作为主要食用方式。与一般的果蔬等农产品不同，采摘后的食用菌子实体缺乏有效的组织保护，在贮运过程中易受到机械损伤和腐败微生物侵染，导致组织褐变、风味变劣，严重的可完全丧失食用价值[2]。近年来，国内外对食用菌保鲜技术与工艺进行了大量研究，也取得了一些进展，本文对这些食用菌保鲜技术进行了综述，并对食用菌保鲜技术的发展趋势进行了探讨。

1 食用菌采后生理特性及保鲜原理

新鲜的食用菌子实体含水量高，质地脆嫩，采收后极易丧失商品价值，具体表现为褐变、失重、菌柄伸长、菌盖开伞和直径增大、品质变劣以及孢子形成等[3-4]。造成这些特征改变的因素主要有采后呼吸作用、蒸腾作用、酶活性变化（多酚氧化酶、苯丙氨酸氨裂解酶和过氧化物酶等），以及微生物侵染等[3]。在这一系列因素的作用下，新鲜的食用菌货架期非常短，室温下一般只有1 d～3 d，不仅给食用菌的运输和销售造成了困难，也给食用菌生产企业带来了巨大损失，严重影响食用菌产业的可持续发展。

为了有效延长食用菌的货架期，人们开发了多种保鲜技术和方法，这些保鲜技术和方法的原理主要集中在4个方面[5]：第一，降低子实体的呼吸强度，减缓其衰老过程；第二；降低蒸腾作用，控制子实体的水分蒸发；第三，抑制代谢转化，减少醌类物质的形成；第四，抑制假单胞菌、酵母菌以及部分霉菌的活动。

2 食用菌保鲜技术

2.1 低温保鲜

低温能够有效降低子实体的新陈代谢，抑制酶促褐变和微生物活动，延长子实体的保鲜期。不同的食用菌，其适宜的贮藏温度不同，一般以0℃～8℃为宜；草菇为高温菌类，其适宜的贮藏温度为13℃～15℃，低于10℃容易产生冻害。

在低温贮藏的基础上，人们相继开发了真空预冷（vacuum pre-cooling）和减压冷藏（hypobaric cold storage）技术[6]。李保国等研究了不同真空压力和预冷温度处理对双孢蘑菇保鲜效果的影响，发现在1 000 Pa预冷压力下，经5℃真空预冷处理的双孢蘑菇质量、硬度、色差变化率最低，表明真空预冷可显著延长贮藏期[7-8]。宋婷等研究了不同真空度、贮藏温度及包装厚度对杏鲍菇生理生化变化的影响，确定最适合杏鲍菇的贮藏条件为：真空度0.06 MPa，温度2℃～4℃，聚乙烯（polyethylene，PE）包装厚度 0.07 mm[9]。

He等研究了真空预冷处理对双孢蘑菇贮藏后部分物理和化学指标的影响，表明真空预冷处理能够显著降低多酚氧化酶活性以及膜渗透性[10]。Mittal等比较了冷水预冷、冷室预冷、冷风预冷以及真空预冷方式对双孢蘑菇保鲜的影响，通过考察失重、颜色、感官以及酪氨酸酶活性等指标，发现真空预冷是延长保鲜期的最佳方式[11]。

2.2 辐照保鲜

辐照技术是指利用60Co、137Cs等放射源产生的γ射线，或10 MeV以下的高能电子束，或短波紫外线（ultraviolet C，UV-C），对食品和农副产品进行加工处理的技术[12]。辐照处理能够杀灭腐败微生物，延长鲜菇的货架期，且具有卫生安全性高、营养成分损失小等优点[13]。根据辐照源的不同，辐照处理主要有3种类型，紫外辐照、γ射线辐照以及电子束辐照。

2.2.1 紫外辐照保鲜

徐丽婧等研究了不同剂量的UV-C对双孢蘑菇低温贮藏期间部分生理及品质指标的影响，表明0.6 kJ/m2剂量可以抑制细胞膜透性的增加，延缓可溶性固形物含量的降低，在一定程度上延缓软化和褐变[14]。方蕾等发现，7.5 kJ/m2剂量UV-C辐照平菇后，其丙二醛（malonaldehyde，MDA）最低，感官品质评分整体高于对照组[15]。Lu 等以 0.5、1.0、2.0 kJ/m2剂量 UV-C 辐照双孢蘑菇后，发现紫外辐照能够抑制蘑菇褐变，提高总酚含量和总抗氧化能力；4℃贮藏18天后，蘑菇褐变指数分别为 33.52±1.41、32.83±0.80 和 34.76±1.18，而对照组蘑菇褐变指数为44.9±1.22[16]。

2.2.2 γ射线辐照保鲜

多年的研究表明，γ射线辐照后的食品没有放射性污染，也不存在致癌致畸致突变的作用，是一种安全的食品或农副产品加工技术[12]。吴海霞等研究了γ射线辐照对平菇采后生理及贮藏品质的影响，发现0.5 kGy～1.0 kGy的辐照处理可以延缓平菇的褐变及衰老，延长其货架期至10 d～12 d[17]。斯琴图雅等发现480 Gy和750 Gy剂量的辐照能够有效延缓猴头菇的褐变和延缓呼吸高峰的出现，在20℃以上的环境温度下可比对照延长货架期2 d～5 d[18]。

Fernandes等研究了γ射线辐照对松乳菇（Lactarius deliciosus）、高大环柄菇（Macrolepiota procera）等多种蘑菇物理化学及营养指标的影响，表明适量的射线辐照能够延长蘑菇货架期，且对蘑菇的感官特征影响较小[19-21]。Mami等指出1.0 kGy和1.5 kGy γ射线辐照有利于双孢蘑菇酚类物质的积累和营养物质的保持，与对照相比，1.5 kGy辐照后的蘑菇具有最高含量的可溶性固形物[22]。Akram等发现1 kGy γ射线辐照最有利于杏鲍菇采后的保鲜，而3kGy辐照能够引起菇体的微小结构变化，表现为褐变、失重以及外观变劣等[23]。

2.2.3 电子束辐照保鲜

电子束辐照是利用低能或高能电子束射线（＜10 MeV），直接破坏活体生物的DNA，或使水和某些小分子发生辐解，产生-OH、-H等自由基，与核内物质发生交联反应，从而有效杀灭微生物[24]。张娟琴等以不同剂量的电子束（1.0、2.0、3.0、4.0 kGy）辐照双孢蘑菇，发现2.0 kGy辐照处理可有效延长保藏时间；而维生素C（Vitamin C，VC）对辐照处理比较敏感，当剂量为4.0 kGy时，较对照组显著降低 31.1%（P＜0.01）[25]。Mami等研究了不同剂量的电子束（0.5、1.0、2.0、4.0kGy）辐照对双孢蘑菇采后保鲜的影响，在贮藏温度4℃，相对湿度80%条件下，测定了颜色、失重、电解质渗出率、可溶性固形物、VC、蛋白质含量、总酚含量以及抗氧化能力等指标，结果表明，辐照后的蘑菇均可以产生较高的抗氧化能力，但VC含量显著下降；另外，1.0、2.0 kGy辐照具有较高的L*值，2.0 kGy辐照具有最低的电解质渗出率，而4.0 kGy辐照具有最高的蛋白质含量[26]。

2.3 气调保鲜

气调保鲜是通过合理调整贮藏环境中O2和CO2的浓度配比，从而达到延缓鲜菇衰老，延长货架期的目的。气调保鲜是目前果蔬、食用菌等农产品规模化贮藏的主要方式之一，根据控制方式的不同，可以分为控制性气调（controlled atmosphere，CA）和自发性气调 （modified atmosphere，MA）[2]。自发性气调包装（modified atmosphere packaging，MAP）技术是目前研究的热点，研究内容主要集中在包装材料的选择、高氧气调包装、吸湿剂的使用、以及气调包装数学模型和参数优化等方面[27-28]。

包装材料的选择是MAP技术能否推广应用的关键，透气性和透湿性是包装材料的2个重要参数，合适的透气性和透湿性能够有效控制包装内的气体成分、比例以及相对湿度，从而延长鲜菇的货架期。目前国内用于鲜菇保鲜的包装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。谢丽源等采用主成分分析法，定量分析了5种气密性、透明度、阻隔性不同的薄膜对双孢蘑菇品质影响，发现HDPE薄膜的保鲜效果最佳，其规格为厚度0.03 mm，O2渗透系数0.83 mL/（m2·d·Pa），透湿率10.3 g/（m2·d）[29]。Sun等发现LDPE薄膜更有利于延长杏鲍菇的货架期，LDPE膜能够保持杏鲍菇呼吸作用、乙烯生成量以及膜通透性的平稳[30]。在传统MAP包装的基础上，纳米材料逐渐应用于鲜活农产品的保鲜，与普通薄膜相比，纳米材料表现出良好的保鲜和抗菌性能[31-32]。李志啸等制备了多种纳米PE包装袋，探讨了纳米包装材料对双孢蘑菇细胞壁代谢及品质的影响，表明纳米包装材料能够较好地保持贮藏品质，抑制子实体自溶、褐变等现象[33]。尹敏等指出聚乳酸中添加载银TiO2对双孢蘑菇的微生物生长，呼吸强度，还原糖及VC含量的减少等都有一定的抑制作用，3%纳米载银TiO2薄膜能在16 d贮藏期内保持双孢蘑菇品质[34]。Fang等以LDPE为基质，分别制备了纳米-Ag、纳米-TiO2、纳米凹凸棒土和纳米-SiO2包装薄膜，发现这些纳米薄膜能够有效调节O2和CO2的水平，防止金针菇菌盖开采和菌柄伸长，货架期能维持14 d 以上[35]。

在传统低氧MAP研究的基础上，高氧MAP技术也备受人们关注，其在食用菌、果蔬保鲜中的应用研究也日渐增多[36-37]。李云云、程曦等系统研究了高氧气调包装对双孢蘑菇微生物数量、抗氧化活性以及褐变等指标的影响，发现80%O2+20%N2高氧气调能够维持较高的过氧化物酶（peroxidase，POD）活性和总酚含量，提高双孢蘑菇的抗氧化能力；高氧气调还能明显抑制贮藏过程中霉菌及酵母菌的生长，对假单胞菌属总数也有明显的抑制作用[38-39]。王洪霞等认为80%O2+20%CO2高氧气调最有利于金针菇的贮藏保鲜，可有效抑制金针菇的呼吸作用和细胞膜透性增加，贮藏15 d时，仍能保持较好的商品品质[40]。Gantner等发现利用39 μm高透气性PVC膜，50%O2+50%N2气调能够有效延长双孢蘑菇的货架期，保鲜效果要高于100%O2或 5%O2+5%CO2+90%N2气调处理[41]。Li等分别比较了100%O2高氧气调包装（high oxygen packaging，HOP）、50%O2+50%N2中氧气调包装（medium oxygen packaging，MOP）、3%O2+5%CO2+92%N2低氧气调包装（low oxygen packaging，LOP）等气调包装处理对香菇水溶性多糖、总酚含量以及游离氨基酸含量的影响，结果表明HOP和MOP气调包装有利于保持营养物质的稳定[42]。

由于鲜菇的呼吸和蒸腾作用，导致气调包装内相对湿度较高，易凝结水汽，高湿环境不仅有利于杂菌生长，且冷凝水回滴使菇体表面易出现斑点褐变[43]。研究表明，MAP结合吸湿剂处理是控制包装袋内相对湿度的可行方法[44]。赵东方等考察了多种吸湿剂对高氧气调包装香菇品质的影响，发现复合吸湿剂（山梨醇∶皂土=1∶3，质量比）能够降低香菇的呼吸强度，延缓香菇白度值的下降[45]。Prerna等也认为山梨醇是一种良好的吸湿剂，100 g包装中加入5 g山梨醇，可以延缓双孢蘑菇成熟，抑制杂菌生长[46]。

MAP数学模型是MAP包装设计的理论依据，目前国内外已经建立了果蔬呼吸理论、包装内外气体交换、包装内湿度变化以及贮藏寿命预测等模型[47]。由于食用菌种类的不同，建立与之相适应的MAP数学模型至关重要。曹冬洁等采用酶动力学方程，建立了双孢蘑菇呼吸速率随贮藏时间变化的数学模型，模型与实测值进行配对T检验差异不显著（P＞0.05）[48]。Oliveira等研究不同温度和不同打孔玻璃纸膜对双孢蘑菇切片保鲜的影响，在此技术上，建立了贮藏寿命动力学模型，也探讨了产品数量、孔数、二氧化碳清除剂重量等参数对保鲜的影响[49-50]。

2.4 涂膜保鲜

涂膜保鲜是在食用菌表面均匀喷涂一层无色、无味、透明的涂膜剂，从而达到抑制呼吸强度，减少水分蒸发，以及降低氧化和褐变速度等目的；涂膜剂不仅能够延缓鲜菇的衰老，还能够改善鲜菇的色泽和质地，提高商品价值[51]。目前常用的涂膜剂主要有多糖类（壳聚糖、褐藻酸盐、卡拉胶等），脂类（脂肪酸蔗糖酯、矿物油、乙酰单甘脂等），蛋白类（大豆蛋白、玉米蛋白、乳清蛋白等）[52]；在此基础上，国内外也开发了一些新型涂膜剂。Jiang等制备了多种涂膜剂，如海藻酸钠/纳米-Ag、海藻酸钠/纳米-TiO2、壳聚糖-葡萄糖等，在香菇保鲜领域得到了初步应用[53-55]。Liu等制备了一种原儿茶酚-壳聚糖型涂膜剂，该涂膜剂对杏鲍菇的保鲜效果要优于壳聚糖，能够有效的降低呼吸速率和抑制褐变的发生[56]。

2.5 栅栏技术

食用菌保鲜是一项综合技术，依靠单一的保鲜方法很难取得良好效果。近年来，人们逐渐引入栅栏技术（hurdle technology），利用多种栅栏因子及其协同效应来延长鲜菇的货架期，这些栅栏因子涉及成熟度、温度、湿度、辐照、气调、包装材料、防腐剂等[57-58]。荣瑞芬等以温度、防褐变试剂、包装方式和成熟度为因子，采用正交试验来筛选草菇综合保鲜技术，发现采用13℃贮温、八成成熟度、不同包装方式和保鲜剂相结合的方法，草菇可保鲜贮藏至少9 d[59]。

3 展望

我国是食用菌生产大国，食用菌已经成为继粮、油、果、蔬之后的第五大种植产业。食用菌易腐烂变质，做好保鲜和贮藏工作，对促进产业发展和提高菇农收入具有重要意义，建议加强以下几方面的研究：1）建立健全从栽培、采收、分级、贮运、保鲜、销售于一体的产业体系，减少中间流动环节对鲜菇的伤害。2）加强栅栏技术研究，通过多种栅栏因子及其组合效应，建立一套完善的保鲜工艺。3）强化多种保鲜技术机理的研究，通过建立呼吸速率、气体交换、贮藏寿命预测等模型，实现食用菌保鲜工艺的标准化、信息化和智能化。