食用菌采后保鲜技术研究进展

商立超弓志青王文亮赵凤春王延圣

(1. 山东省农业科学院农产品加工与营养研究所/农业农村部新食品资源加工重点实验室/山东省农产品精深加工技术重点实验室，山东 济南 250100；2. 山东农业大学生命科学学院，山东 泰安 271018)

在我国，食用菌开发和食用的历史十分悠长，自古就以良好的口感和食药用价值而被纳入食谱和药方中。 如今人们生活水平普遍提高，食用菌更是因其安全且营养价值高等特点备受喜爱。 食用菌含有丰富的蛋白类、多糖类、三萜类以及矿物质和维生素等营养物质，在降血压、降胆固醇、降血糖、抗肿瘤以及提高机体免疫力等方面具有一定保健功能[1]，有“现代保健食品”的美称。

目前，全世界已被描述的真菌12 万余种，能形成大型子实体的有6000 余种，可食用的有2000余种，能大面积人工种植的却只有40 ～50 种。 我国常见食用菌有香菇、草菇、平菇、木耳、银耳、猴头菇、竹荪、松口蘑、口蘑、红菇、灵芝、虫草、松露、白灵菇和牛肝菌等，并供销于国内外市场。 但是食用菌在采摘过程中极易受到机械损伤，并且采后代谢旺盛，均会导致菌体出现失重、开伞、菌柄过长、菌盖翻转等问题。 此外，食用菌极易受到各种微生物的侵害，产生异味、褐变等一系列腐败变质问题[2]，严重影响其营养和商业价值，导致巨大的经济损失。 因此，研究和开发食用菌的采后保鲜技术尤为重要。

常用的食用菌采后保鲜技术主要有物理、化学、生物保鲜三大类。 物理方法包括低温、辐射和臭氧保鲜等，通过降低食用菌子实体生理代谢水平，抑制呼吸强度等来维持其品质；化学和生物保鲜技术可防止微生物的侵害，延缓菇体组织病变和腐烂的进程[1]。 这些保鲜技术均能不同程度地延长食用菌的贮藏保鲜期。

本文主要对影响采后食用菌保鲜的因素和常用保鲜技术进行综述，并在分析现有技术存在问题的基础上对今后的研究和发展方向进行展望，以期为开发更为环保、高效且成本低的新技术提供参考。

1 影响食用菌保鲜的因素

1.1 温度

温度是影响食用菌保鲜效果的首要因素。 食用菌采后仍进行旺盛的呼吸、蒸腾作用等生理代谢活动，适当低温(0～4℃)可抑制影响子实体生理反应的酶活力，降低生理代谢水平，延长保鲜期[3]。但温度过低会导致菌体冻伤并增加成本，而温度超过5℃，则会加快子实体衰老和腐烂，且其褐变度也会随着贮藏温度的升高而上升。

1.2 环境相对湿度

湿度是影响食用菌保鲜效果的关键因素。 食用菌对环境相对湿度要求较高，一般在80%～100%范围内较为适宜，但由于食用菌品种繁多，最佳贮藏湿度条件会因品种不同而有所变化[4]。 湿度过低会使食用菌中的水分过度流失，出现开伞、褐变等一系列问题，严重影响保鲜效果，最终导致其商品价值大打折扣。

1.3 水分

水分因素包括含水量和水质，均能影响食用菌采后贮藏品质。 含水量在72%～95%的鲜菇新陈代谢旺盛，酶活力较高，耐贮藏性能差。 而较低的含水量有助于食用菌保鲜，所以对新鲜食用菌进行泡水增重的行为极不可取。 另外，水质会直接影响鲜菇色泽，应尽量降低水中铁或铜的含量，否则极易导致褐变[5]。

1.4 环境酸碱度(pH 值)

酸碱度能够影响酶活性以及微生物活动。 导致鲜菇发生褐变的主要酶类是多酚氧化酶(PPO)，PPO 最适pH 值在4.0～5.0 之间，在pH 值低于2.5以及高于10.0 的环境下，酶活性中心结构改变导致酶活力完全丧失[6]；大多数微生物最适pH 值为6.0～7.5，过酸或过碱的环境都会抑制微生物活动。因此，通过调控环境酸碱度可实现延长货架期的目的。

1.5 环境气体成分

环境气体的种类及浓度也是影响鲜菇贮藏品质的重要因素。 低浓度O2会降低酶活性，而高浓度CO2则使线粒体活性降低，最终抑制食用菌呼吸速率等生化反应[7]；而且鲜菇本身携带的大多数细菌以及霉菌属于好氧型微生物，因此，可以通过降低环境O2浓度来抑制微生物生长和繁殖，延长货架期。

2 食用菌贮藏保鲜技术

2.1 物理保鲜技术

2.1.1 低温冷藏保鲜 低温冷藏保鲜是通过降低贮藏温度来抑制食用菌代谢速率和微生物活动，使其在采后短期内保持一定新鲜度的保鲜方法，具有成本低、操作简便等优点，是目前食用菌保鲜中最常用的方法之一。 一般而言，该方法最佳贮藏温度范围是0～5℃[8]，在保证子实体不发生冻害的前提下，温度越低贮存时间越长。 Li 等[9]发现，2℃低温处理能延缓平菇的褐变、抑制丙二醛(MDA)含量和相对电导率的升高。 谢丽源等[10]报道低温可使得杏鲍菇超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)保持较高活性，同时降低PPO 活性，延缓衰老。 为提高食用菌的保鲜效果，低温冷藏保鲜常与其他保鲜方式如气调保鲜、涂膜保鲜等相结合。

2.1.2 气调包装保鲜 气调包装保鲜是通过改变包装内气体组成成分，进而抑制食用菌呼吸强度、延缓衰老、延长货架期的保鲜方式。 有报道称，低浓度O2和高浓度CO2均可抑制乙烯的释放[11]，故气调包装能减缓食用菌营养价值的损失。 Lagnika等[12]对双孢菇采用5% O2＋10% CO2＋85% N2的气调包装并置4℃下保鲜，可有效抑制假单胞菌的生长繁殖。 Wang 等[13]研究表明，80%高氧气调包装能显著降低金针菇的失重率并提高其抗氧化能力，从而增强其耐贮藏能力。 虽然气调包装对食用菌有较好保鲜效果，但该方法对技术操作要求十分严格，设施昂贵，且包装材料大多不可降解，极易导致白色污染[14]。 高成本和不环保成为限制气调包装大规模推广应用的“卡脖子”难题。

2.1.3 臭氧保鲜 臭氧保鲜技术是利用一定浓度臭氧的强氧化性破坏病原菌细胞膜或细胞壁，减少微生物侵害，同时氧化乙烯，降低乙烯对食用菌的催熟作用，达到保质保鲜的目的。 Miller 等[15]发现，双孢菇经臭氧处理后，其色泽水平保持良好，病原菌活动也受到抑制，同时对菇体品质基本没有影响。 Akata 等[16]通过5.3 mg/L 和2.8 mg/L 臭氧处理双孢菇，菇体的微生物活动和病原菌侵染明显被抑制，有效延长了货架期。 臭氧保鲜是一种零残留、高活性、高渗透的保鲜技术，同时成本低、易操作、效果好，合适的臭氧浓度能较好地提高菇体贮藏期；但臭氧浓度过高也会导致食用菌代谢发生紊乱，使其品质下降。

2.1.4 辐射保鲜 辐射保鲜是使用一定剂量波长极短的电离射线(电子束、紫外线、微波等)，杀灭食用菌体表和体内各种微生物，并通过电离作用将菇体内的水分与其他物质分离，降低酶活性和新陈代谢水平，从而阻遏菇体衰老进程。 Akram 等[17]发现杏鲍菇经γ 射线辐照后，贮藏品质显著提高。 徐丽婧等[18]发现双孢菇经短波紫外线处理后，在颜色、可溶性糖含量、电解质渗透性等方面均明显优于对照组。 Jiang 等[19]将采后香菇进行紫外线辐照并置于1℃低温环境，发现贮藏15 d 后依然保持较高的硬度、总黄酮和抗坏血酸水平，同时抑制了超氧阴离子和过氧化氢(H2O2)含量的上升。 由于辐射保鲜具有处理量大、效果显著、成本低、无残留、易操作等优点，常与保鲜剂、气调等其他技术联合使用以实现更好的保鲜效果。

2.1.5 高压静电场处理 高压静电场指带电电极与接地极或带电两极间不产生放电且无电子流动的高压电场。 外加高压静电场改变了细胞膜的跨膜电位，直接影响细胞的氧化磷酸化等生理生化反应，从而起到保鲜作用[20]。 高压静电场处理能显著抑制香菇呼吸代谢强度及内源性甲醛含量的积累，延缓多糖和抗坏血酸的降解，降低失重率，对改善其采后品质起到积极作用[21]。

2.1.6 超高压灭菌 超高压灭菌是采用100 MPa以上超高压，在常温或低于60℃的温度下处理食用菌，杀灭有害微生物，以达到保鲜的目的。 与传统的巴氏灭菌、常压灭菌和高压蒸汽灭菌相比，超高压灭菌效果显著且能保护食用菌的营养成分、组织结构等不受破坏。 杨华等[22]研究表明，经4℃、超高压(压力200 MPa，保压9 min)处理后的杏鲍菇，其PPO 活力、色差和硬度变化均优于不处理组，有效延缓了杏鲍菇品质裂变进程，能够较好地维持其品质。

2.1.7 酸性电解水保鲜 酸性电解水(EW)具有广谱杀菌性，近些年在果蔬和食用菌保鲜领域的研究逐渐增加。 酸性电解水属于浸泡型防腐保鲜剂，是通过浸泡、喷施等方式影响果蔬表面或内部的微生物活动，调节果蔬采后的呼吸代谢，达到防腐保鲜的目的。 Aday 等[23]研究了不同浓度(5、25、50、100 mg/L)电解水联合气调包装处理对双孢菇品质的影响，结果表明25 mg/L EW 处理组的白度指数最高，而25 mg/L 和50 mg/L EW 处理组的质地参数保持较高水平，延缓失重率的上升。

2.1.8 其他保鲜技术 包装保鲜是日常最常用的保鲜方法，包装材料一般为聚乙烯类保鲜袋(膜)、可食性膜等。 它是利用保鲜袋(膜)将样品与外界环境分离，使样品尽量避免与氧气和微生物接触并减少水分丧失，保持菇体生命活力，进而抵御不良环境，延长菇体新鲜期。 王本成等[24]研究发现，在1～4℃冷藏条件下P.B.I 保鲜袋处理双孢菇可贮存30 d 以上，比对照多存放12 d；在20℃以上常温环境下P.B.I 保鲜袋贮存双孢蘑菇可存放10 d，比对照可多放6 d。 赵梅等[25]研究表明，1.0%阳离子化脱支淀粉涂膜明显降低白玉菇的失重率，抑制白玉菇的呼吸强度和多酚氧化酶活性，降低细胞膜渗透性，延缓可溶性固形物含量降低。

真空预冷保鲜指的是样品在真空环境下，从初始温度(25～30℃)迅速降至目标温度(0～15℃)以达到保鲜的目的。 张海峰等[26]研究证明，预冷时间对双孢菇品质影响很大，真空预冷10 min 可有效维持可溶性固定物和VC 含量、延缓失重率和电导率的上升，从而延长货架期。 该技术能够迅速消除田间热，抑制呼吸作用，是维持果蔬和食用菌新鲜度、延长贮藏期的有效手段，具有无污染、速度快、损耗低、操作简便、保鲜时间久等优点。

失水处理保鲜是通过热泵等烘干装置在一定温度、湿度下处理果蔬一段时间，人工减少果蔬机体内水分含量，进而降低新陈代谢水平，以达到保鲜目的。 王玉迪[27]研究表明失水处理能够降低呼吸强度，减少营养物质损失，抑制PPO 活性，维持较高POD、CAT 活性，减少MDA 等膜脂过氧化产物的积累，进而减少酚类等褐变底物消耗，降低褐变程度。

2.2 化学保鲜技术

化学保鲜技术是应用一定浓度化学试剂进行保鲜，如亚硫酸钠、山梨酸等，一方面能够延缓食用菌呼吸强度峰值的到来，阻碍衰老的进程，另一方面能够减少有害微生物的侵染，增强食用菌的耐贮性。 Khan 等[28]指出1 mmol/L Na2EDTA ＋2.5%CaCl2＋0.5%抗坏血酸＋2.5%山梨醇可以有效降低双孢菇体内羟自由基、H2O2和MDA 含量，使可溶性蛋白质和抗氧化酶活性保持较高水平。 Hwang等[29]报道焦亚硫酸钠可通过还原反应产生SO2，抑制CAT、PPO、POD 等活性，进而延缓褐变现象的发生，延长货架期。

化学保鲜法具有成本低、易操作、效果好的优点，在柑橘等水果中也有应用，但是安全系数低[30，31]，特别是亚硫酸盐等高残留化学药剂，极易出现“致突变、致癌、致畸”的现象，严重威胁人体的健康与安全。

2.3 生物保鲜技术

生物保鲜技术中应用最为广泛的是生物源涂膜保鲜。 生物源涂膜保鲜剂与化学涂膜剂不同，其主要成分一般提取自动物、植物和微生物，对人体无害无毒，且具有杀菌和抑菌效果[32]。 生物保鲜剂一般通过喷雾、浸渍等方式覆盖在蘑菇表面，风干后形成一层保护膜，能够减少机械损伤，减少菇体内外气体和水的交换，抑制食用菌呼吸作用，在延缓衰老、抑制病原菌生长繁殖等方面具有良好的效果[33，34]，具有天然无污染、安全、健康等优良特点。

目前常用于食用菌的天然保鲜剂根据来源不同大致可分为植物源、动物源和微生物源三大类，根据使用方式不同又可分为单一型生物保鲜剂和复合型生物保鲜剂，其在食用菌保鲜中的应用见表1 和表2。 植物源保鲜剂主要包括植物精油、茶多酚等，其中植物精油应用最为广泛，它是通过萃取、压榨技术从植物的花、叶、根、树皮等提取出来的具有杀菌性能的芳香物质[35]，如丁香精油、肉桂精油等。 动物源保鲜剂大多为多糖类，如壳聚糖、蜂胶等，通过浸泡、喷洒等方式在果蔬表面形成一层薄膜，持续保护机体，减少外界空气的氧化和微生物的侵害作用[36]，同时，降低机体内部水分的散失，从而降低呼吸作用、延缓褐变和营养物质流失的进程，起到保鲜作用。 微生物源保鲜剂通过抑制有害细菌生长或直接杀灭的方式延缓果蔬的衰老，目前应用比较多的是乳酸链球菌素[37]、纳他霉素[38]和ε-聚赖氨酸[39]，其中，纳他霉素近年来已被40 多个国家商业化应用于食品工业的各个领域，其保鲜机理也逐渐被研究清楚，它既可以与真菌细胞膜上的麦角甾醇结合以改变细胞膜透性，也可以干扰液泡融合和膜融合前的化学反应，影响营养物质运输，进而抑制真菌生长[40]。

表1 单一型生物保鲜剂在食用菌保鲜中的应用

表2 复合型生物保鲜剂在食用菌保鲜中的应用

3 问题和展望

3.1 目前应用的食用菌保鲜技术存在的问题

随着生活水平和健康意识的提高，人们对食用菌的品质和安全问题愈发重视，开发无污染、高效、成本低的保鲜技术是当务之急。 目前我国食用菌保鲜技术开发已取得一定成效，但各技术仍有不足，还需要进一步优化和改进。 比如，冷藏保鲜需建设冷库，耗能大，同时要加强冷链管理以减少温度的波动；气调保鲜虽可在缺氧环境延长食用菌贮藏期，但过度缺氧难以维持必要的新陈代谢或导致变味等不良生理反应发生从而引起变质腐败，而且设备投资大，不利于产地使用，且对环境不友好；辐射保鲜的剂量需要严格控制，否则会诱发食用菌膜脂过氧化，同时投资与经营管理成本非常高，使用过程中的安全防护非常严格，也不适于产地使用；臭氧处理浓度过大或处理时间过长也会对食用菌造成一定的伤害，影响细胞的正常功能，导致抗病能力降低、成熟衰老进程加快。 而化学保鲜极易出现安全卫生问题。 相对于物理和化学保鲜，生物保鲜的确有很多优势，绿色健康、成本低、环境友好、来源广泛等，但是我国对于生物保鲜的研究起步比较晚，另外，有的生物保鲜剂稳定性不好，易发生氧化变质和挥发性化合物的丢失，可能会在光照、潮湿、氧气、高温、酸碱性等环境下活性改变甚至丧失，或者因高挥发性而不能持续维持保鲜作用，如植物精油[56]。 因此，生物保鲜技术从实验探究到实际应用还存在有关成本、效果、稳定性等问题。

目前，科研工作者虽已基本明确细胞膜脂质过氧化反应、呼吸作用等单一代谢过程，但对于这些过程间的联系及其如何影响机体还需要深入研究。另外，国内外的研究大多局限于某一种食用菌，缺乏普遍性，而影响食用菌保鲜效果的因素错综复杂并且存在种间差异性，因此形成系统专业的保鲜体系任重而道远。

3.2 展望

单一保鲜剂或保鲜技术由于自身的缺点导致保鲜效果较差，于是复合保鲜技术便成了一大研究热点。 将两种及以上保鲜剂进行复配或者将两种及以上保鲜技术相结合，可达到互补和协同的效果，抑菌范围更广、功能更全面、性能更稳定、环境适用性更强，且能增强果蔬的生防效果，在一定程度上减少投资和保鲜剂用量，对现代食品保鲜剂向绿色和健康方向发展和转型具有重大意义。

当前，真空预冷保鲜、失水处理、高压静电场处理、超高压灭菌、电解水保鲜等新型保鲜技术不断得到开发并成功应用到食用菌等果蔬保鲜上，其商用价值不可小觑。

另外，随着现代分子生物学研究的深入，分子水平的保鲜手段也逐渐成为研究热点。 通过基因修饰技术、转录组学、代谢组学分析等改变活性物质相关表达基因，延缓抗氧化、抗酸、抗病等抗性相关活性物质的降解或促进它们的有效积累，提高果蔬的抗逆能力，以达到保鲜的目的。

在未来的发展道路上，仍需对传统的保鲜技术和新型保鲜技术进行更深入的结合研究，从多方面对食用菌保鲜技术进行专业化、标准化集成研究，进而保证食用菌品质不受生产、运输和销售等流程的影响，推动我国食用菌保鲜事业的发展。