香菇的保鲜与加工工艺研究进展
2021-04-17张爱莉卢作焜张良邓丽娟
张爱莉 ,卢作焜 ,张良 ,邓丽娟
1.许昌学院食品与药学院(许昌 461000);2.河南省食品安全生物标识快检技术重点实验室(许昌 461000)
香菇属于光茸菌科、香菇属,是一种食用菌,经常被广大消费者称之为花菇或香菌。香菇作为一种食用菌在日常生活中经常可以食用到,因其具有营养丰富、气味独特等特点被广泛应用到不同的领域。香菇素有“山珍之王”之称,不仅是一种蔬菜也是一种保健食品,具有丰富的营养价值与药用价值,既是中国的一大特产,在世界上也有第二大食用菌的超高销量[1]。香菇气味独特、味道鲜美、果肉肥美劲道又富含多种维生素和矿物质元素,具有预防动脉硬化、抗肿瘤、防治佝偻病、降低血脂等功效。因此,香菇以其丰富的营养和药用价值深得众多人群的追捧,进而成为餐桌上的常见美味菜肴[2-3]。香菇在烹饪、蒸煮之后会散发独特的气味,食用时在口腔里有肉一样的嚼劲让人回味无穷,且又能够补充人体所需的营养物质,还具备一定的药用价值,是一种的理想型健康食品[2]。
随着人们对高品质生活的不断追求,保健品的市场营销量也是突飞猛进。香菇作为生活中的平价营养品、保健品,可以利用相关的研究成果对其进行综合开发。然而,香菇子实体含水量高,蒸腾作用强,在采摘后和运输过程中不耐储藏,严重限制了新鲜香菇在市场上的流通和消费,制约了香菇产业的发展。因此,对香菇的营养价值、保鲜技术、加工工艺和综合利用现状等研究进展进行综述,对其中存在的问题进行总结和展望,以期更好地利用和开发香菇,为香菇产业的发展提供方向。
1 香菇的营养成分与药用价值
1.1 营养成分
香菇的蛋白质含量在蔬菜中属于金字塔的顶端。其中,白蛋白的含量最高,其次为谷蛋白,最后是醇溶蛋白,其比值为100∶63∶2。香菇中含有8种人体必需氨基酸,适当食用香菇能够补充必须氨基酸的摄入,对促进人体骨骼发育、膳食平衡等有良好作用。此外,香菇富含丰富的矿物元素,如钙、磷、铁、锰和锌等,香菇干制品中含有丰富的油酸、亚油酸。对于中老年人来说,食用香菇不仅对动脉粥样硬化有预防和治疗的作用,还可以提高身体的免疫力,具有延长寿命的功效[3]。
食用菌中富含丰富的脂类物质、糖类、碳水化合物和蛋白质等营养成分[4]。但是,香菇菌株综合利用率较低,大多数被鲜售。王宏雨等[5]对不同地区的香菇菌柄进行研究,发现香菇菌柄中的天冬氨酸、谷氨酸和赖氨酸含量较高,而天冬氨酸和谷氨酸恰好是重要的鲜味物质,可以使菌菇具有很好的口感。此外,作为人体必需氨基酸的赖氨酸是人体尤其是婴幼儿智力发育的重要氨基酸。因此香菇菌柄的食用可以为未成年人的生长发育和婴幼儿的智力发育提供帮助。卢晓烁等[6]研究发现,香菇鲜香独特、风味浓郁的原因在于不同种类的风味物质共同作用产生的滋味和气味,使得香菇深受人们喜爱,为香菇风味物质的开发利用提供了理论指导。
1.2 药用价值
香菇富含多种营养成分,具有较高的药用价值,可以预防和治疗多种疾病[7]。史书记载古时候有些地方曾将香菇、银耳和人参等滋养保健品作为贡品进行上供。现代研究成果表明,香菇中含有多种功能成分,比如麦角甾醇、钙、磷、香菇多糖、香菇嘌呤、双链核糖核酸以及维生素B1和B2等,对治疗肝病、癌症、降血脂、抗菌、抗病毒以及提高人体免疫力等方面均卓有成效[8-9]。例如,香菇多糖是从香菇菌丝体或子实体中提取纯化得到的高分子葡聚糖,是香菇主要的生物活性物质。大量动物实验和临床研究报道表明香菇多糖具有抑制肿瘤生长、抗病毒、抗氧化、抗真菌以及调节免疫功能等生物活性。目前,香菇多糖在临床抗肿瘤方面的应用较为广泛,主要用于增强放化疗疗效、降低肿瘤治疗相关不良反应、提高免疫效应和改善患者生存质量等方面[10-12]。
2 香菇的保鲜技术
采摘后的香菇子实体含水量高,蒸腾作用也很强,并且表面无保护结构,在运输贮藏过程中极易开伞,容易导致病原菌侵染,出现褐变和机械损伤,所以香菇采摘后的贮藏期较短。常温下,香菇贮藏2~3 d便会有开伞、萎蔫和腐烂的现象,严重限制了新鲜香菇在市场上的售卖。因此,当前的研究人员和经营者就从香菇如何保鲜、如何延长供货期着手,积极寻找能够解决问题的方法。目前,国内外关于香菇的保鲜技术主要有低温贮藏、冷杀菌保鲜技术、气调保鲜技术、化学保鲜技术、生物保鲜技术和涂膜保鲜技术等[13]。
2.1 低温保藏
在日常保存果蔬过程中,低温保藏在一定程度上可以有效保持果蔬的新鲜度。但为避免在冷藏运输过程中温度过低对果蔬造成冻伤,储藏、运输和销售环节的冷藏温度最好应控制在0~4 ℃。研究证实,贮藏温度为1 ℃时香菇可保鲜18 d,6 ℃时可保鲜14 d,而20 ℃时仅可保鲜4 d[14]。赵爽等[15]以鲜切香菇为研究对象,发现低温贮藏条件有利于减缓香菇经过机械损伤后发生的褐变、软化、蒸腾失重以及抗氧化活性下降等应激生理以及自溶过程中细胞质构的变化。
此外,液氮和液态CO2这两种食用菌速冻方法目前也在国内普遍使用,具有装置构造简单、操作方便、冻结速度极快、冻结食品品质好等优点。谭熙耀等[16]利用高压二氧化碳装置,通过液体CO2迅速气化,将浸没于其中的香菇样品的中心温度迅速降低,实现香菇速冻。该技术具有不易发生干耗、保存率高、成本低的优点。目前,低温保藏是最常用、最方便的食用菌保鲜方法之一。在低温保藏的基础上会增加其他保鲜技术,实现协同保鲜,可以达到更好的保鲜效果。
2.2 冷杀菌保鲜
传统的杀菌和抑菌技术主要采用热杀菌和添加防腐剂的方法。近年来,冷杀菌技术在食品工业被日益重视并迅速发展。冷杀菌是指在杀菌过程中食品温度不升高或升高很低的一种杀菌方法。相比于目前广泛使用的热杀菌技术,该方法不仅有利于保持食品功能成分的生理活性,还有利于保持色、香、味及营养成分,是一种安全、高效杀菌方法。目前,用于香菇保鲜的冷杀菌技术主要有紫外线杀菌、微波杀菌、辐照杀菌和臭氧杀菌。
姜积康等[17]通过试验证明短紫外线杀菌5 min对香菇采摘后的保鲜效果有改善作用,可以抑制甲醛含量的增加,延缓多糖的降解。何雨婷等[18]也证实了用打孔PE袋包装经微波处理的香菇,在3 ℃冷藏40 d后,分别检测香菇的各项生理指标,得出微波杀菌4 min对抑制香菇的多酚氧化酶效果最好。杨晋恒等[19]研究发现4 ℃贮藏条件下,臭氧浓度为4.28 mg·m-3时能延缓菇体衰老,提高菇体储藏性,而臭氧浓度过高则会使香菇的品质下降。
此外,南京农业大学章建浩教授课题组近年来研发出一种新型冷杀菌保鲜包装技术,该技术采用高压电场低温等离子体冷杀菌,30 s即可完成杀菌任务。并且团队实验证明该技术对常见的大肠杆菌、李斯特菌、沙门氏菌等食品致病菌具有很好的杀菌效果,能够使鲜切果蔬的保质期从2~3 d延长至8 d以上。实验结果证明该方法能显著延长食品保鲜期[20]。
综上可知,短紫外线杀菌、微波杀菌、臭氧杀菌和低温等离子体冷杀菌等杀菌方式均体现了冷杀菌技术用时短、效率高、持续力强的特点,但对所使用的仪器、操作人员要求相对较高,适用于研究等场合。
2.3 气调保鲜
气调保鲜是通过调整贮藏环境中的气体比例来延长食品贮藏寿命和货架期的技术。韩春然等[21]经实验研究得出,使用LDPE材料的包装材料,同时充入氩气可以延缓香菇褐变的速度,降低多酚氧化酶活性的提升速率,同时能延缓香菇呼吸速率的提升,也可以使香菇抗坏血酸及总酚含量降低,使香菇的品质得以保证。王莉梅等[22]用两种浓度的乙烯醇共聚物的聚己二酸对苯二甲酸丁二酯在低温4 ℃进行对比,通过香菇的各项生理指标显示,10%的薄膜可以更好地保证香菇的感官品质,储藏可达14 d。
气调保鲜技术具有适用范围广、操作技术简单、贮藏保鲜期长、经济效益高等特点。目前,常用的气调保鲜技术有气调保鲜冷库和气调保鲜包装。其中,建库投入较高,而气调包装相对来说更经济有效,因此,目前在我国使用气调保鲜冷库的新鲜果蔬保鲜贮藏量还相对较低,而气调包装的市场应用更为广泛。
2.4 化学保鲜
化学保鲜技术是指使用一定的化学试剂不让香菇菇体很快褐变、组织松散或老化的一种方法。张丽等[23]使用L-半胱氨酸、柠檬酸和抗坏血酸,再添加食盐做成复合保鲜剂,比只使用蒸馏水或者某一保鲜剂效果更好,可在10 ℃下保存15~16 d。韩春然等[24]将焦磷酸钠、氯化钠和过氧化氢分别进行组合与单一使用,由香菇的各项生理指标显示,单一使用某一保鲜剂不如保鲜剂复合使用效果好。由此可以发现,在选择保鲜剂的时候可以尽可能选用复合保鲜剂,以弥补单一保鲜剂的不足。化学保鲜剂虽然使用起来方便、操作较简单,效果也很明显,但是会有一定的化学保鲜剂残留,有危害人体健康的风险。
2.5 生物保鲜
张静[25]从植物精油中分别选取丁香、肉桂、大蒜精油微胶囊对香菇进行保鲜,经数据比较发现,4%的肉桂精油保鲜效果最好,8%的大蒜精油保鲜效果最不好。赵梅等[26]证实了大蒜提取液对香菇具有保鲜作用,当料液比为1∶5(g/mL)时能有效抑制香菇的呼吸强度和腐败指数,保持果蔬的良好品质。生物保鲜技术相对来说安全性较高,可用于产品加工中的保鲜。
2.6 涂膜保鲜
常用的涂膜剂有壳聚糖、羧甲基壳聚糖和海藻酸钠等。樊迎等[27]选用质量浓度不同的壳聚糖保鲜液,分别对香菇进行涂膜保鲜,通过连续7 d对香菇多种成分进行监测,结果显示浓度为0.2%壳聚糖的保鲜液对香菇的护色效果最好。但是单一涂膜剂形成的薄膜的润湿性和透气性不是很好,机械强度也不高,导致保鲜效果不太明显。有研究发现,将壳聚糖等涂膜剂和一些化学保鲜剂或生物保鲜剂复配涂膜对香菇能起到很好的保鲜效果[28]。许琳[29]把壳聚糖、香菇多糖和甘油进行复配制作出一种可用于食品的保鲜复合膜。操作方法为分别将香菇多糖溶于蒸馏水、壳聚糖溶于1.5%乙酸溶液,然后三者混合搅拌并于60 ℃下干燥成膜。
3 香菇的加工工艺
香菇采摘后不易保存,后熟作用强烈,常温下采后2~3 d香菇就会丧失大量水分,严重影响香菇的食用价值及口感。对香菇进行产品加工能有效避免香菇的资源浪费,同时由于香菇的营养价值很高,人们愿意购买和食用香菇产品,为香菇的食品开发提供了更广阔的前景。目前,我国市场上香菇加工产品种类主要有复合调味品、香菇酱和香菇饮料等。
3.1 复合调味品工艺
刘晓艳等[30]经实验研制出了一款具有香菇独特鲜味的复合香菇调味品。首先将香菇、双孢菇、草菇、蛹虫草进行清洗除杂,然后浸泡粉碎、用复合纤维素酶和蛋白酶进行酶解,再进行浓缩和喷雾干燥,之后添加谷氨酸钠、氯化钠、白砂糖、麦芽糊精和呈味核苷酸二钠混合调配,最后将其制作成颗粒状并烘干。做成的成品滋味鲜美、口感柔和,是一款很好的调味品。翟玮玮[31]将香菇与大蒜复配除去异味后,加入市售普通酱油浸泡,再过滤杀菌得到香菇大蒜酱油。此外,将香菇和大蒜以4∶1的比例外加4∶10∶3.5的食盐、蔗糖和稳定剂,经调配、均质、加热、装瓶、脱气、杀菌、冷却后制成香菇蒜蓉酱复合调味品。香菇调味品的出现丰富了调味品种类的多样性,调动了香菇产业的发展。
3.2 香菇酱工艺
张郁松[32]把黄豆酱、辣椒粉、花椒粉、食盐、白砂糖、小茴香粉和I+G进行混合,再加入100 g的干香菇,经过选料、清洗、复水、切丁、油炸、炒酱、灌装、排气、杀菌和冷却后,制成麻辣香菇酱,该产品具有独特的风味。除此之外还有香菇果酱,不仅改善了面酱的风味与营养结构,也增加了香菇酱的品种。王桂桢等[33]将香菇进行浸泡、清洗、脱水、切丁、油炸、调配和炒酱,加工制作出味道鲜美、肉质劲道的香菇酱,打破了传统以豆制品为主酱类的界限,也使香菇酱的口味、风味得到提高。
3.3 香菇饮料及零食工艺
吴大伟等[34]通过正交试验研制出以香菇为原材料的饮料,得出最佳工艺配方为添加40%香菇汁、18%橙汁、4%白砂糖、0.2%柠檬酸、0.15%稳定剂CMC,进行调配、脱气、瓶装、杀菌、冷却,最终研制出颜色透明、口感清爽的香菇饮料。刘诗婷等[35]经过单因素和正交试验研制出香菇五汁饮复合饮料,其最佳配方为:10 mL香菇提取液,10 mL五汁提取液,1.5 mL薄荷香精稀释液和5 g白砂糖加水至100 mL。该产品有香菇与中药复配的独特清香。此外,还有香菇与葛根的复合饮料[36]、香菇油菜苹果汁复合饮料[37]、香菇可溶性膳食纤维饮品等[38]。
冯璨等[39]采用难以利用的香菇柄研制出含有香菇柄的低糖柄脯、蜜饯、饮料、仿真肉味等一系列零食。香菇在饮料和零食领域得到推崇,深受青年人的喜爱,拉动了相关产业的发展。
4 结语
目前,研究人员在香菇采后保鲜和提高香菇综合利用等方面做了大量研究。香菇保鲜技术种类多样,各有其优缺点,市场应用最多的是低温保藏和气调保鲜,生物保鲜和涂膜保鲜技术有待深入研究与推广。此外,通过不同的生产工艺,已经将香菇加工成饮料、果酱、调味品和果脯等产品。应进一步对香菇进行开发研究,丰富产品种类,满足不同消费人群及市场的需求。同时将已经成熟的食品工艺与香菇保健食品进行结合,以获得更大市场占有率。
5 展望
随着食品工业化与产业化的推进,健康的生活和饮食方式越来越成为人们关注的焦点。香菇已经成为各类食用菌的市场领头,并逐渐被细化为专业的食用菌市场。通过多种保鲜技术相结合以及寻找更便捷有效、成本低、安全的保鲜技术,可以更好地发挥香菇的食用价值与药用价值,促进新鲜香菇在市场上的流通和消费。为进一步发展香菇产业,在对香菇进行保鲜和加工工艺研究时,不仅要注重延长其货架期,还要在保持香菇自身口感的前提下,有效地防止营养物质的流失。
目前,我国的香菇加工产业以罐头产品、干制品和初加工产品为主,仍处于初级发展阶段,还可以通过提取香菇中的活性成分制成化妆品和保健品等,提高香菇的综合利用率。另外,香菇加工技术相对不太先进,加工企业大多是中小型企业,没有足够的品牌效应,企业的规模化程度比较低,从而导致市场占有率不太高。此外,因没有进行有效保鲜,香菇加工过程中部分原材料采后变质,导致原材料利用率不太高,造成了较大的浪费。可以引进先进食用菌加工技术,改良传统技术,或使两种技术相结合,弥补传统工艺的不足。对香菇产品应加大研发力度、加强对品牌的推广,制定行业标准、团体标准和质量管理体系,使香菇加工产品拥有更广泛的市场,更大地提高香菇加工产品的总产能。
我国对香菇的保鲜和深加工起步较晚,保鲜技术研发和推广有待提升,加工水平也有很大的上升空间。因此建议集中加强对香菇进行采后保鲜以及深加工工艺的研究和开发,进一步挖掘香菇的潜在利用价值,提高其综合利用率,形成多样化的产品,满足不同消费者的消费需求,创造更大的经济利润。