康孟利,宣曉婷,林旭東,尚海濤,凌建剛
(1. 寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,浙江寧波 315040;2. 寧波市農(nóng)產(chǎn)品加工研究中心,浙江寧波 315040;3. 國(guó)家蔬菜加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)中心,浙江寧波 315040;4. 寧波市農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江寧波 315040)
食用菌是大型真菌的子實(shí)體,富含蛋白質(zhì)、多種氨基酸、多糖類及礦物質(zhì)等,可抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫、抗病毒,被人們稱為“健康食品”“現(xiàn)代保健食品”[1]。我國(guó)是食用菌第一生產(chǎn)大國(guó)[2],總產(chǎn)量為3 842.04 萬(wàn)t[3],占世界產(chǎn)量的75%以上[4],已成為繼糧食、油料、蔬菜、瓜果后的第五大類種植業(yè)[5]。食用菌作為浙江省十大主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)之一,產(chǎn)量77.9 萬(wàn)t,產(chǎn)值54.5 億元,消費(fèi)量以每年7%的速度持續(xù)上升?;ü绞蔷兄?、香菇中的上品,素有“山珍”之稱,氨基酸含量高出3~4 倍,但采后花菇子實(shí)體水分足、組織嫩,在貯運(yùn)過(guò)程中易遭受機(jī)械損傷和微生物侵染,極易開(kāi)傘、褐變甚至腐爛變質(zhì),貯藏期僅為2~3 d。目前,鮮菇是國(guó)內(nèi)食用菌最主要的流通方式,南方花菇保鮮期短已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
隨著食用菌市場(chǎng)發(fā)展,南方花菇產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,國(guó)際花菇產(chǎn)業(yè)基地落戶寧波鄞州,融合菌種研發(fā)、接種發(fā)菌、深加工、精深加工及旅游觀光配套產(chǎn)業(yè)于一體。雖然前人在食用菌保鮮方面取得一些突破和進(jìn)展,但在花菇尤其南方花菇研究目前尚處于空白。
食用菌屬于躍變型呼吸,生理后熟現(xiàn)象明顯,采后生理活性仍較高,生命力旺盛,菇體會(huì)不斷分解自身養(yǎng)分,品質(zhì)下降,表現(xiàn)為失重、開(kāi)傘、菇柄生長(zhǎng)、菇體皺縮、組織水浸狀、褐變等[6-7]。不同種類的食用菌因外形及生理特性而保鮮期不同,影響其生理特性的關(guān)鍵因子主要涉及氣體、溫度、濕度、采收期、機(jī)械傷、微生物侵染等。呼吸作用是食用菌生命活動(dòng)的一個(gè)重要標(biāo)志,呼吸作用會(huì)消耗能量,制約了食用菌的壽命。呼吸越強(qiáng),保鮮期越短,反之則長(zhǎng)。由于采后蒸騰作用和新陳代謝,食用菌的水分散失很快,致使菌體枯萎,使鮮度和味道也發(fā)生變化。多酚氧化酶POD 游離與羥基的底物結(jié)合,致使食用菌發(fā)生褐變。食用菌脆嫩多汁、營(yíng)養(yǎng)豐富,尤其易受腐敗微生物的侵染,致使菌體發(fā)生病變腐敗。食用菌保鮮是指通過(guò)物理手段或化學(xué)方法降低其新陳代謝的速率,以防止微生物的侵害,使其食用率達(dá)到90%以上。
溫度是制約食用菌貯運(yùn)品質(zhì)關(guān)鍵因素之一。在貯運(yùn)過(guò)程中,食用菌因蒸騰作用與呼吸作用而使環(huán)境溫度上升,溫度越高,食用菌的代謝活動(dòng)越強(qiáng)[8]。食用菌在10 ℃時(shí)釋放的能量是0 ℃時(shí)的3.5 倍[9],調(diào)查發(fā)現(xiàn),0~5 ℃是食用菌保鮮的最適宜溫度[10]。但草菇例外,高溫菌類適宜的貯運(yùn)溫度為13~15 ℃[11-13],10 ℃以下易發(fā)生凍害、自溶。
食用菌中的水分含量直接影響菇體的新陳代謝強(qiáng)度,一般濕度控制在90%~100%[9]。濕度低,菌體易發(fā)生褐變乃至后熟開(kāi)傘。
貯運(yùn)環(huán)境中O2和CO2的含量影響食用菌的保鮮效果。當(dāng)CO2≥5%時(shí),大部分食用菌開(kāi)傘現(xiàn)象受到抑制,李青[14]研究發(fā)現(xiàn),0.1%O2和25%CO2下明顯抑制大部分食用菌開(kāi)傘現(xiàn)象[9]。
國(guó)內(nèi)用于鮮菇保鮮的包裝膜主要有高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP) 及聚乙烯(PE) 等[8]。目前,保鮮袋在白玉菇、雙孢蘑菇、香菇、平菇、草菇及杏鮑菇等食用菌得到廣泛應(yīng)用[15],具有操作簡(jiǎn)便、成本低等優(yōu)點(diǎn)[16]。研究發(fā)現(xiàn),PE 袋讓白玉菇保持較好的感官品質(zhì),降低失水率[17],延長(zhǎng)香菇保鮮期[18-20]。陳蔚輝等人[21]研究表明,保鮮袋顯著降低金針菇呼吸代謝和蒸騰作用,延長(zhǎng)保鮮壽命。李甜竹等人[22]研究發(fā)現(xiàn),PE 保鮮袋顯著提升平菇保鮮效果,減緩了硬度增大,降低了蛋白質(zhì)的損失。納米包裝材料是一種新型的保鮮包裝材料,黃藝寧[23]研究發(fā)現(xiàn),采用納米包裝材料對(duì)杏鮑菇貯藏,常溫下貯藏12 d 優(yōu)于普通材料。
溫度影響食用菌鮮度,適宜的溫度可降低食用菌的新陳代謝速率。同時(shí),低溫抑制菌柄伸長(zhǎng)及菌蓋開(kāi)傘,鈍化酶的活性和抑制微生物生長(zhǎng),降低呼吸強(qiáng)度,減少失重率及干物質(zhì)的損耗,抑制蛋白質(zhì)的分解[24];適宜的低溫可抑制菇體自由基等有害物質(zhì)的形成及積累[25];影響細(xì)胞壁顯微、超微結(jié)構(gòu),推遲衰老,進(jìn)而保護(hù)細(xì)胞壁[26]。研究顯示,溫度低于2 ℃,可以維持平菇韌性和硬度,抑制其褐變;杏鮑菇的最佳貯藏溫度為3 ℃;適當(dāng)?shù)牡蜏乜杀ur蘑菇8 d 左右,溫度愈低,保鮮期愈長(zhǎng)[27]。
化學(xué)保鮮是采用化學(xué)藥劑保持食用菌的品質(zhì)一種方法,延遲衰老、褐變、開(kāi)傘等。王趙改等人[28]研究發(fā)現(xiàn),采前噴鈣和精胺抑制雙孢菇的呼吸強(qiáng)度,降低開(kāi)傘率,鈍化多酚氧化酶活性。盧賽紅等人[29]研究顯示,在溫度5±1 ℃下,使用0.6 mg/kg 半胱氨酸和0.3 g/100 mL 氯化鈣的混合液浸泡金針菇1 min,使金針菇保鮮期突破16 d。保鮮劑延緩秀珍菇粗蛋白的降解速度,有效抑制粗纖維含量升高,延長(zhǎng)菇體老化時(shí)間[30]。
在冷鏈保鮮未普及前,廣泛采用的是化學(xué)保鮮法,主要是焦亞硫酸鈉(Na2S2O5) 對(duì)雙孢蘑菇的防腐保鮮護(hù)色效果[31]。但SO2殘留的會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒副作用[32],在目前我國(guó)的食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)中不可以用于食用菌鮮品中[33],部分研究也表明非法添加影響雙孢蘑菇質(zhì)量安全性[34],陶海霞等人[35]探討了鮮雙孢蘑菇中SO2殘留量及其在冷藏貯運(yùn)過(guò)程中的變化規(guī)律,小于5.0 g/L 時(shí)對(duì)雙孢蘑菇有護(hù)色和保鮮效果,且冷藏0~1 d 后無(wú)SO2檢出,膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)可接受。
因其具有經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、方便等特點(diǎn),涂膜保鮮已成為食用菌貯運(yùn)保鮮的有效手段。目前常用的涂膜劑主要有蛋白類(大豆蛋白、乳清蛋白及玉米蛋白等),脂類(脂肪酸蔗糖酯、乙酰單甘脂及礦物油等),多糖類(殼聚糖、卡拉膠及褐藻酸鹽等)[36]。祝美云等人[37]研究顯示,殼聚糖復(fù)合膜可明顯保持草菇的感官品質(zhì),減少失重率,降低營(yíng)養(yǎng)損失,殼聚糖復(fù)合膜的最佳配比為的殼聚糖∶大豆分離蛋白∶海藻酸鈉= 1.0%∶5.0%∶0.6%。李奉國(guó)等人[38]采用殼聚糖基復(fù)合茶多酚衍生物涂膜平菇,其最佳配方組合為殼聚糖質(zhì)量∶茶多酚質(zhì)量為5∶1。鄧靖等人[39]在殼聚糖膜添加1.2%肉桂油,可明顯提高金針菇的感官評(píng)分。Jiang T 等人[40]在香菇上應(yīng)用海藻酸鈉/納米-Ag、海藻酸鈉/納米-TiO2、殼聚糖- 葡萄糖等多種保鮮劑。Liu J 等人[41]研發(fā)了原兒茶酚-殼聚糖型涂膜劑,在杏鮑菇的保鮮效果上優(yōu)于殼聚糖,可有效地降低呼吸速率和抑制褐變。
近年來(lái),1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP) 作為一種新型的乙烯抑制劑[42],適宜的濃度可降低菇體的呼吸強(qiáng)度,減少乙烯釋放率,鈍化多酚氧化酶PPO 活性,抑制褐變,延長(zhǎng)保鮮期[43]。
氣調(diào)包裝在食用菌貯運(yùn)保鮮技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。氣調(diào)保鮮技術(shù)包括減壓貯藏(HS)、氣調(diào)貯藏(CA) 和自發(fā)氣調(diào)貯藏(MA)。自發(fā)氣調(diào)貯藏又稱為自發(fā)氣調(diào)包裝(MAP)[44],主要通過(guò)置換包裝中的氣體,使食品置于適宜的氣體環(huán)境下,降低損耗率,延長(zhǎng)保鮮期的一種保鮮包裝方法。主要有2 個(gè)方面作用:一是食用菌通過(guò)呼吸作用來(lái)改變氣體組分;二是包裝薄膜的透氣性實(shí)現(xiàn)包裝袋內(nèi)與袋外的氣體進(jìn)行置換,進(jìn)而引起包裝內(nèi)部氣體組分發(fā)生變化,直接影響食用菌的MAP 效果[45]。
雷橋等人[46]采用厚度0.04 mm 的PE 膜對(duì)蘑菇進(jìn)行氣調(diào)包裝,結(jié)果顯示,低O2高CO2可有效地降低其呼吸作用,抑制開(kāi)傘,延緩成熟。吳俊等人[47]考查了氣調(diào)包裝對(duì)不同含水率食用菌貨架期的影響,結(jié)果表明,在1.5%~2.0% O2,15%~20%CO2環(huán)境下,浸泡液處理87%~88.5%的側(cè)耳菇和85.5%~87.0%的香菇,保鮮效果良好。Raidr 等人[48]研究發(fā)現(xiàn),采用12.1%~ 18.7%的O2和2.6%~8.5%的CO2氣調(diào)包裝側(cè)耳菇,提升了菇中氨基酸的體內(nèi)合成率和轉(zhuǎn)移率。薛偉等人[49]通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定了貯藏松茸最佳氣調(diào)條件為溫度2~3 ℃,相對(duì)濕度(RH) 85%~90%,氣體比例O2∶CO2∶N2=3∶20∶77,0.05 mm PVC 包裝,松茸可貯藏7 d,延長(zhǎng)了1 倍多。還有研究表明,低氧氣調(diào)在一定程度上能抑制微生物的生長(zhǎng)[50]。Capotortoi 等人[51]研究證明,與對(duì)照相比,充入O2∶CO2∶N2=5∶10∶85 的MAP 組更能夠抑制嗜溫菌、酵母菌和霉菌的生長(zhǎng)。同時(shí),對(duì)護(hù)色也有影響,王相友等人[52]發(fā)現(xiàn),溫度2.4±0.2 ℃,O2體積分?jǐn)?shù)4.4%~5.3%,CO2體積分?jǐn)?shù)15.0%~17.5%,可以有效抑制雙孢菇的組織褐變。Yejj 等人[53]研究4 ℃下2%O2+10%CO2氣調(diào)環(huán)境下可有效延緩香菇呼吸速率的升高和丙二醛含量的累積,能減緩可溶性糖及維C含量的降低,鈍化PPO 活性,從而抑制香菇褐變。高濃度CO2會(huì)加劇褐變,但CO2可抑制雙胞蘑菇中PPO 的活性,保持菇體色澤[54]。MAP 貯藏的蘑菇具有更高的亮度[55],Daybpf[56]認(rèn)為70%~100%的高濃度氧會(huì)抑制多酚氧化酶的底物平衡,從而達(dá)到對(duì)食用菌的護(hù)色作用。陳暉[57]研究預(yù)冷、氣調(diào)保鮮技術(shù)和包裝對(duì)香菇貯藏效果的影響,均能起到食用菌的保鮮效果,食用菌保鮮最佳濃度為二氧化碳和氧氣含量分別為(10.5%~13.5%) 和(2.5%~3.5%)。有研究顯示,聚乙烯薄膜保鮮金針菇,抑制呼吸強(qiáng)度,提升鮮度指數(shù),延長(zhǎng)貯藏期。利用納米包裝微環(huán)境(CO211.5%,O21.6%,RH 89.2%) 優(yōu)于PE;聚乙烯薄膜+氣體吸收劑(1.44 g 脫氧劑、1.2 g 二氧化碳脫除劑、0.5 g 乙烯脫除劑) 明顯抑制雙孢菇褐變,降低雙孢菇呼吸強(qiáng)度,延長(zhǎng)雙孢菇的貯藏期。
Jacxsensl 等人[58]研究表明,高氧既能避免厭氧反應(yīng),又可有效抑制微生物的增長(zhǎng),降低酶促褐變的發(fā)生率。Wanget 等人[59]研究顯示,80%高氧可顯著降低金針菇的失重率,提高抗氧化能力,在3 ℃,RH 85%下貯藏34 d。Liu Z L 等人[60]采用含80%和100%氧氣的高氧氣調(diào)貯藏蘑菇,當(dāng)O2含量為100%時(shí)抑制酶促褐變效果最好。高氧氣調(diào)早在1996 年就被證明在抑制酶促褐變非常顯著,Liyj 等人[61]發(fā)現(xiàn),在溫度10 ℃、RH90%的條件下貯藏7 d,50%O2和100%O2氣調(diào)處理香菇的總酚類物質(zhì)和自由基數(shù)量增加,而3%O2+5%CO2處理香菇的細(xì)胞膜導(dǎo)電率高,細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整性遭到破壞。
減壓貯藏是繼冷藏、氣調(diào)冷藏之后果蔬保鮮史上第3 次革命,是21 世紀(jì)保鮮新技術(shù)[62]。經(jīng)減壓冷藏處理的白靈菇、茶樹(shù)菇、杏鮑菇均能延長(zhǎng)保鮮期[63]。
輻照是一種殺菌全面、無(wú)二次污染的綠色新型保鮮技術(shù)[27],是通過(guò)60Co、137Cs 等放射源產(chǎn)生的γ 射線,或短波紫外線(UV-C),或10 MeV 以下的高能電子束,對(duì)食品和農(nóng)副產(chǎn)品開(kāi)展加工處理的技術(shù)[64]。適量的γ 射線輻射食用菌,延長(zhǎng)其貨架期,吳海霞等人[65]用0.5~1.0 kGy 的γ 射線延緩平菇貨架期至10~12 d;斯琴圖雅等人[66]用480 Gy 和750 Gy 劑量的輻照猴頭菇,在20 ℃以上延長(zhǎng)貨架期2~5 d;Fernandes 等人[67]γ 射線輻照對(duì)松乳菇、高大環(huán)柄菇等多種蘑菇等。Mami Y 等人[68]指出1.0 kGy γ 射線輻照雙孢蘑菇,其可溶性固形物含量最高。Akram K等人[69]發(fā)現(xiàn)1 kGy γ 射線輻照增強(qiáng)杏鮑菇采后的保鮮效果,而3 kGy 輻照則引起菇體的微小結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,致使發(fā)生褐變、失重以及外觀變劣等現(xiàn)象。張娟琴等人[70]發(fā)現(xiàn)2.0 kGy 輻照處理雙孢蘑菇可有效延長(zhǎng)保藏期,輻照后的蘑菇均可以產(chǎn)生較高的抗氧化能力,但維C 含量顯著下降。
周春梅等人[71]通過(guò)UV-C 處理20 min,可顯著抑制白玉菇呼吸強(qiáng)度,延緩PPO 活性峰值的產(chǎn)生,保持較好的感官品質(zhì)。李波等人[72]采用UV-C 照射處理雞腿菇,可顯著延長(zhǎng)的保鮮時(shí)間,使4 ℃下保鮮期由原來(lái)的6~7 d 延長(zhǎng)至10~11 d,常溫下保鮮期由2 d延長(zhǎng)至4 d 以上。熊巧玲等人[73]采用1.2 kGy 輻照處理白靈菇,維持了較高的可溶性蛋白質(zhì)含量和硬度,延長(zhǎng)了貯藏壽命。
超高壓保鮮是一種物理保鮮方法,采用100 MPa以上高靜水壓對(duì)食用菌進(jìn)行特殊處理,使其色、香、味和營(yíng)養(yǎng)俱全,延長(zhǎng)貯藏保鮮期。相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn),在4 ℃以下,通過(guò)對(duì)杏鮑菇200 MPa 高壓處理9 s 和對(duì)雙孢菇400 MPa 高壓處理15 s,微生物均全部失活,口感松散鮮嫩,蛋白質(zhì)含量增加。通過(guò)對(duì)雞腿菇200 MPa 高壓處理10 s,其營(yíng)養(yǎng)最佳[74]。
臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,具有廣譜殺菌,同時(shí)具有調(diào)節(jié)生命活力作用。然而,由于其對(duì)果蔬營(yíng)養(yǎng)成分和人體健康有一定影響,應(yīng)用受到一定限制。在溫度16~20 ℃的條件下用臭氧處理蘑菇,貯藏期達(dá)到5~8 d[75]。
目前,食用菌保鮮研究多限于某一單一種類、不系統(tǒng),保鮮機(jī)理還未成體系[76]。南方花菇水分足,子實(shí)體厚實(shí),呼吸強(qiáng)度及蒸騰作用旺盛,其生理特性各異,受溫度、濕度、氣體成分、采收期及其花菇不同部位影響大,其商品性品質(zhì)保持技術(shù)難度大,開(kāi)展采后花菇采后生理特性研究是商品性品質(zhì)保持的關(guān)鍵。通過(guò)研究南北方花菇特征品質(zhì),分析不同生長(zhǎng)期及栽培模式的花菇的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)變化規(guī)律,集成微氣調(diào)、包裝及抑菌技術(shù),建立南方花菇品質(zhì)評(píng)價(jià)方法,進(jìn)而獲得對(duì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)保存最佳的保鮮方法,延長(zhǎng)花菇保鮮期,擴(kuò)大銷售半徑,符合食品“健康、營(yíng)養(yǎng)、安全”理念,市場(chǎng)前景廣闊。