姬松茸的栽培技术与保鲜研究进展

2021-12-01 14:06马传贵张志秀宁伟剑王春燕
中国果菜 2021年11期
关键词:培养料松茸出菇

马传贵,张志秀,宁伟剑,王春燕

(1.北京京诚生物科技有限公司,北京 102600;2.北京康朴尼检测技术有限公司,北京 101111;3.中华全国供销合作总社济南果品研究院,山东济南 250220)

姬松茸(Agaricus blazei),又称为巴西蘑菇、松茸菇、巴氏蘑菇、抗癌松茸等,隶属于真菌门、担子菌亚门、蘑菇目、蘑菇科、蘑菇属,是我国广泛栽培的传统食用和药用大型真菌。姬松茸广泛分布于世界各地,尤其是在北温带的许多国家,包括中国、韩国、日本和泰国等。姬松茸作为膳食补充剂或草药在东方国家有悠久的种植历史,我国著名中医著作《神农本草经》很早就提出了其药用价值,如缓解高血压、血管硬化、恶性痢疾、月经过多、胃病和痔疮等,其药理作用越来越受到人们的重视。

姬松茸作为一种珍贵的药食同源的食用菌,在食品加工、医疗卫生等领域都有广阔的开发及应用前景。虽然姬松茸的生物学特性和其他常见食用菌相似,但我国对于姬松茸的研究相对较晚,导致相关栽培体系不完善,对姬松茸的生产造成一定限制,因此本文综述了姬松茸的栽培技术及保鲜方法,以期为姬松茸的进一步研究和推广提供参考,为姬松茸的生产和应用提供借鉴。

1 姬松茸的发现及生物学特点

姬松茸的原产地在巴西、秘鲁,后在1980 年于日本一举成名。在第39 届日本癌症协会年度大会上,东京大学药学院教授田乘二博士和日本国立癌症中心的池川哲郎博士发表了震惊中外的研究报告《姬松茸(岩出101株)的抗癌效用》,在癌症医学界引起了轰动。从世界范围来看,1978 年兰巴特博士就做了关于姬松茸抗癌作用的报告,指出患有胃癌的75 岁老年男性病人在服用姬松茸后胃癌症状有所减轻。皮肤癌患者持续服用姬松茸后病情也得以改善,这提高了姬松茸在抗癌方面的知名度,现在则成为具有抗癌作用及强化免疫功能的食品。

姬松茸是一种夏秋生长的腐生菌,大多生活在高温、湿气较大、通风的环境中,具有杏仁香味,口感极好。姬松茸子实体粗壮,菌盖呈现半球形至平展形,直径为2~12 cm,表面具有淡褐色的纤维状鳞片,且盖缘有菌幕的碎片。菌肉厚,白色,受伤后稍变橙黄色。菌褶离生,较密集,初为乳白色,后为肉色,最后为黑褐色。菌柄圆柱状,中实,柄基部稍膨大,柄长4~14 cm、粗1~3 cm。孢子阔椭圆形至卵形,没有芽孔,暗褐色。菌丝无锁状联合。

2 姬松茸的药理价值

姬松茸易得、价廉、味美,具有显著的药理作用,从结构特征和作用机制来看,姬松茸中的活性成分与其它真菌或植物的相似,但并不完全相同。近年来,细胞实验和动物实验证实姬松茸中的活性成分,诸如多糖、蛋白质、麦角甾醇和纤维素等,可以促进多余胆固醇排出,阻止病毒和有害物质进入人体危害脆弱组织。姬松茸表现出强大的生物活性,包括抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、抗凝、降血糖、降血脂和辐射防护等[1-2]。此外,姬松茸所含的甘露聚糖对抑制肿瘤(尤其是腹水癌)、医疗痔瘘、增强精力、防治心血管病等都有疗效。

近些年,姬松茸还被发现除表现出上述典型且传统的药理作用外,还有其他生物活性,主要包括抗炎、协同抗贫血、抗菌、改善心功能等[3-4]。随着对癌症病理认识的深入,人们开始挖掘姬松茸等食用菌在抗肿瘤方面的价值及作用,发现姬松茸可以通过增强机体的免疫系统,使吞噬细胞、T 细胞、B 细胞及自然杀伤细胞等免疫细胞的活性增强,促使免疫细胞分泌相关的细胞因子如干扰素、细胞坏死因子等,提高免疫力。此外,姬松茸还能够助力人体增强骨髓造血的功能,使外围的血红蛋白及白细胞明显增加,增强放化疗患者的耐受性,降低其毒副作用。

3 姬松茸的栽培技术要点

3.1 种植季节

依据生物学特性,姬松茸一般在春末夏初和秋季种植,其中春末种植通常在清明前后,而秋季种植通常在立秋之后。姬松茸常种植在500 m 以上的高海拔山区,如果种植在低海拔地区,播种时间和收获时间要延长一个月。总的来讲,在姬松茸栽培过程中,要掌握好播种后40~50 d 出菇期的气温,以20~28 ℃为好,不同的地区气候条件有所差异,因此在具体栽培过程中,应灵活设置播期。

3.2 栽培技术要点

3.2.1 建堆

将稻草、麦秆、棉籽壳、玉米秆、茅草、木屑等原料或组合材料用水浸透,再与动物排泄物(牛粪、马粪)和化学肥料等充分搅拌,经过建堆,发酵,翻堆,最终制成适合姬松茸生长的培养料。通常来讲,建堆的宽度为1.5~2.0 m,高度为1.2~1.5 m,对长度没有限制。

3.2.2 翻堆发酵

翻堆是堆料准备过程中的关键一步,细心、高水平的翻堆能够制出均匀、完全成熟并且高质量的堆料。在堆料发酵的过程中,通常需要翻堆4 次,周期为5~7 d,具体翻堆的时间需要以堆温升高到65~75 ℃并且开始下降时的临界点为准。在翻堆过程中,需要将堆料外围翻到内部,从而保障翻堆发酵的均匀性,最终要以堆料中的培养料长出白色菌丝为止。翻堆的作用是通过对堆料水分和温度的调节,使所有堆料的发酵和腐熟一致。在判断最终发酵效果的时候,以培养料稍拉即断、无臭味、不结块等表型为判断点。通常一个月左右即可完成翻堆发酵。发酵好的堆料,含水量为60%~75%,pH 值在6.0~7.5 之间,如果堆料最终的pH 值偏离正常值,可以通过磷酸钙或消石灰调整pH 值。

3.2.3 进料铺床

姬松茸种植通常采用床架立体模式,床架可搭4~6层。将完全发酵好的堆料均匀地平铺在菇床上,保持培养料厚度约20 cm。在铺完培养料之后,通常需要进行再次发酵,在关闭所有通风口和出入口之后,将菇房的温度调整到55~60 ℃,保持2 d,待培养料的温度降低到25 ℃时再进行播种。

将麦粒菌种轻轻洒在培养料上,通过叉子的抖动将60%~70%的菌种加入培养料中,剩下的菌种再洒在培养料表面,然后再铺一层约1 cm 的培养料,轻轻拍实。一般每1 m2的培养料需要3~4 瓶(250 mL)菌种。姬松茸的养菌过程中,通常要保障培养环境中温度为22~26℃,湿度为60%~70%,pH 为6.0~7.5。

3.2.4 覆土

当养菌20 d 左右,菌丝长到培养料的60%~70%时开始覆土。覆土材料至关重要,土壤的质量直接关系姬松茸的产量及品质。一般覆土所使用的土壤不含肥料,土壤新鲜、保水性及通气性较好,目前,应用最广泛的是田底土或砂质土。在具体覆土的过程中,需要用石灰粉调节其pH 值为7~8,在闷堆2 d 后再进行覆土使用。

3.2.5 出菇管理

出菇管理直接关系姬松茸的产量。覆土40 d 后,菌丝发育粗壮,并且在培养料上蔓延,此时应该在畦床上喷水,保证罩膜内湿度为90%~95%,在盖膜2 d 之后就会出现白色米粒状的菇蕾,慢慢长成黄豆状,待菇蕾长到2~3 cm(大约2~3 d)的时候停止喷水,这是姬松茸出菇水分管理的关键。在出菇的过程中,菇蕾通常需要消耗大量的氧气,因此充足的氧气非常关键,可以通过每天揭膜2~3 次完成通风。值得注意的是,在阴雨天气,可以将菇棚四周的罩膜掀开通风以防止菇蕾腐烂。通常出菇的周期大约为10 d,出菇结束之后,可以对畦床的形状进行修改和完善,通过喷水调节水分,为下次出菇做准备。出菇一般可持续2~4 个月,完成4~5 批的姬松茸收货。

3.2.6 采收

采收通常以菌盖刚离开菌柄之前的菇蕾期为准,此时菌盖通常为表面淡褐色,有纤维状的鳞片,在采收过程中,要防止菌褶内层菌膜破裂,避免姬松茸品质下降,影响其商品价值。采收之后,为了满足长途运输,通常需要进行保鲜处理。

4 姬松茸的采后保鲜

姬松茸富含蛋白质、膳食纤维、维生素、矿物质和酚类化合物。然而,姬松茸易腐烂,有效的保存方法对延长其保鲜期至关重要。

4.1 冷冻

冷冻是延长姬松茸货架期和保存其营养价值的最佳方法之一。研究发现,冷冻姬松茸保持了灰分和蛋白质的含量,但碳水化合物、脂肪、总糖、生育酚和酚类化合物的含量低于新鲜姬松茸[5]。也有研究发现,冷冻能显著降低姬松茸中的维生素B1、B2、B6以及抗坏血酸、α-生育酚、β-胡萝卜素和番茄红素等的含量[6]。总体而言,冷冻姬松茸的营养品质和生物活性受预处理、冷冻方法、冷冻贮存条件(即温度和相对湿度)以及贮存时间等因素的影响[7]。Jaworska 等[8]研究发现,冷冻姬松茸在贮存8个月后,其维生素B1和B2的损失相对较小,而维生素C的损失较大(64%~91%)。在姬松茸冷冻保鲜时,还应注意所使用的冷冻方法,最常见的是在低温(-35 ℃)下进行,这个温度下冷冻保鲜能表现出比速冻更好的效果,Kondratowicz 等[9]研究也发现蘑菇的低温冷冻保鲜不仅能产生比速冻保鲜更高的质量,特别是在姬松茸风味和香气的保鲜方面,而且还能使冷冻储存期延长到1 年。

4.2 化学保鲜

采后的姬松茸含水量高、组织脆嫩,因此在运输和贮藏的过程中,要对引起其变色、变质或腐烂等的因素进行控制,以保障姬松茸的采后品质。目前看来,可食用涂层、臭氧、电解水等化学保鲜手段,主要是通过对采后姬松茸贮藏过程中呼吸情况、微生物情况等的改善,来保障采后姬松茸在贮藏期间的色泽、质地、质量和感官品质。

4.2.1 食用涂层

可食涂层和薄膜是一层薄薄的有机化合物,通过防止物理、化学和生物变质来延长食品自身寿命。与传统包装相比,可食涂层和膜组合物包括生物聚合物(多糖和蛋白质)、脂质、食品级溶剂(例如水和乙醇)、增塑剂(山梨醇或甘油)和具有抗氧化和抗菌活性的添加剂,这些添加剂有些是纯天然的,因此在食物保鲜方面有很大的应用前景及环保优势[10]。可食涂层和薄膜起着阻挡食品和周围大气之间O2、CO2和H2O 交换的作用,且大多富含抗菌防腐剂和抗氧化剂,如酚类化合物、抗坏血酸和生育酚等[11]。因此,在作为姬松茸保鲜材料的时候,能够降低呼吸速率,减少质量损失、质地变化、变色[12-13]。Zhu 等[14]开发了富含百里香精油、半胱氨酸和乳链菌肽的海藻酸钠涂层,将姬松茸于20 ℃保存9 d,结果发现,海藻酸钠基涂层有效降低了总可溶性苯酚的含量,且能使包衣姬松茸中的抗氧化酶(超氧化物歧化酶和过氧化氢酶)保持较高的活性。Mirshekari 等[15]使用芦荟凝胶涂层,将姬松茸于4 ℃下保存15 d,结果发现,涂膜处理姬松茸的超氧化物歧化酶活性高于对照组,且涂膜处理提高了蘑菇的抗氧化能力。

4.2.2 臭氧

姬松茸在生产过程中会受到多种微生物的污染,因此在采后不进行抗菌处理时,在贮藏期间的微生物负荷继续增加,加速了采后姬松茸的变质。由于臭氧具有较强的抗菌活性[16],其在姬松茸食用菌保鲜等方面发挥了重要作用。Yuk 等[17]研究发现,相比于其他抗菌处理方法,臭氧的优点是在氧气中迅速降解,不会在姬松茸中留下有毒残留物。到目前为止,臭氧对姬松茸中微生物品质改善作用的研究较少,因此需要更多的研究来评估臭氧处理对姬松茸采后营养、感官和生物活性的影响。

4.2.3 电解水

电解水(EW)是通过电解含氯的盐溶液而产生的,在食品工业中用作消毒剂。与臭氧相似,EW 的优点是在使用的食品上不会留下有毒残留物。目前,有研究发现,EW 在姬松茸的采后保鲜中发挥巨大的作用,如降低姬松茸中食源性病原体(鼠伤寒沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌、大肠杆菌O157∶H7 和蜡样芽孢杆菌)的细胞计数[18],且在贮藏期间保持了姬松茸的色泽、pH 值、质地、总酚类化合物和可溶性蛋白质等[19]。

4.3 物理保鲜

4.3.1 包装

科学的包装是保证姬松茸品质和延长其货架期的重要方法之一,其中气调包装(MAP)是一种简单经济的包装方法,可控制姬松茸的生理活性和微生物生长,但MAP 的贮存效果会受诸如包装材料、气体成分、贮存温度和湿度以及包装样品表面积等众多因素的影响。低O2浓度可能会降低姬松茸的呼吸速率,从而达到姬松茸保鲜的效果,其中一些研究建议使用低O2含量(2%~10%)和有限CO2含量(最大5%)的包装条件,从而达到姬松茸保鲜的目的[20]。

目前,以聚对苯二甲酸乙二酯、PET 或聚氯乙烯、PVC 为主的塑料薄膜成为食用菌的主要包装材料。而随着材料技术的不断创新,使用不同穿孔程度的PET 和从可再生资源如聚乳酸/聚乳酸中获得的材料(ε-己内酯)共混膜和小麦面筋共同合成的包装材料,相比于普通的可拉伸PVC 膜,表现出对姬松茸较强的保鲜效果,能大大提高姬松茸的保鲜期[21]。

4.3.2 辐照

辐照是一种非热物理过程,有助于消除食品中的昆虫、微生物和毒素[22],因此被认为是一种安全、环保和节能的食用菌保鲜方法。辐照可以保持姬松茸的风味、颜色、营养和口感,且不会留下任何有毒残留物。辐射源可以是γ辐射、电子束和紫外线辐射。相关研究发现,辐射剂量在1~2 kGy 之间可以消灭昆虫,但为了消灭微生物,可能需要高达10 kGy 的辐射[23]。Rossana[24]研究发现,γ射线辐照通过抑制姬松茸的菌盖开放、茎伸长、褐变等来延长采后姬松茸的货架期,改善姬松茸的抗氧化活性。与γ射线辐照相比,电子束辐照是一个更快的过程(剂量率更高),更容易启动和停止,但其电子的穿透力很小,因此只能在薄封装中使用。Yaqvob 等[25]研究发现,电子束辐照延长了采后姬松茸的货架期,且高达4 kGy 的辐照剂量改善了姬松茸贮存期间的质地和颜色,但是却不能避免姬松茸在贮存期间的水分损失。而与γ射线和电子束辐照不同,紫外辐照在姬松茸乃至整个食用菌产业中的主要作用通常不是延长其保鲜期,而是通过增加其维生素D 含量来增加其营养价值。

4.3.3 超声波

超声波作为一种很有前途的食品加工、保鲜和提取技术,改善了食品质量,减少了化学和物理损伤,并保持了新鲜食品的特性(颜色、稠度、风味和营养成分等)[26]。在姬松茸采后保鲜中,超声波处理可大幅减缓其呼吸速率。相关研究发现,超声波处理提高了姬松茸的贮藏寿命,保持了稳定的颜色和原始气味,且这可能是由于多酚氧化酶和过氧化物酶活性以及呼吸途径(减慢呼吸速率)和微生物生长抑制所涉及的其他酶活性在超声波处理下达到最低[27]。但也有研究发现超声波处理导致姬松茸中的可溶性总糖和蛋白质等营养物质的含量降低,表明其破坏了姬松茸的组织[28]。

5 展望

我国对于姬松茸的研究相对较晚,但是经过大量的探索,目前市场上陆续出现了以姬松茸为主的保健饮料和颗粒冲剂等,引起了消费者的关注,且通过对姬松茸多糖的深加工,制成的胶囊、片剂及冲剂等产品也应用到医疗制药方面。

尽管姬松茸的药理活性已被广泛关注,但对其作用机制的研究却相对较少,姬松茸及其衍生物可能的生物活性机制正从多个角度被阐明。毫无疑问,详细的构效关系将有助于更好地开发出以姬松茸为基础的食品添加剂和临床药物。因此,迫切需要大量的科学研究来进一步阐明姬松茸中活性成分的构效关系。

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