不同处理方式对天麻品质影响的研究进展

李莹，王瑞，曹森，周笑犁，田驰，林栋*

（1.贵阳学院食品与制药工程学院，贵州 贵阳 550005；2.贵阳市花溪区市场监督管理局，贵州 贵阳 550005）

天麻（Gastrodia elata Bl.）为传统中药材，又名赤箭芝、离母、合离，属兰科天麻属多年生异养草本植物，2018年被国家卫计委列入药食同源物质目录。天麻含有苷类、多糖、有机酸、酚类、甾醇、呋喃等活性成分[1]，酚类成分可发挥中枢镇静作用，苷类成分则对中枢神经有抑制作用，有机酸类成分对衰老有延缓作用[2-4]。除此之外，天麻还具有降低高血压、增加免疫力等作用。

鲜天麻极易腐烂，室温只能存放3 d～5 d，贮藏困难。有研究表明，天麻在生长阶段，易感染黑腐菌、锈腐菌等病菌，增加其出现块茎腐烂病的概率；并且天麻也易受到青霉、黄霉等感染，引起腐烂变质；釆挖后，引起天麻中天麻素和多糖等活性成分含量明显下降的主要病原菌为新壳梭孢菌、间座壳属等[5]。上述因素都会直接影响天麻品质，使其食用、药用价值明显降低。因此，为了更好地开发利用天麻，采用恰当的方式延长贮藏期显得尤为重要。目前未见鲜天麻采后不同处理方式的相关综述，因此本文从不同保鲜剂、包装方法及贮藏方式、干燥方法和其他炮制方法4个方面展开阐述。

1 保鲜剂

1.1 单一成分保鲜剂

保鲜剂的使用是天麻采后常见的处理方式之一，主要通过对鲜天麻进行浸泡、喷洒和熏蒸等途径进行。壳寡糖通过诱导组织产生生化及结构抗性，从而使细胞壁的抗性增加、细胞膜的流动性改变[6]。同时，壳寡糖具有一定的成膜性，能够延缓果蔬贮藏过程中水分和还原糖等营养成分的损失，从而降低腐烂率。膜结构也可以起到一定的微气调作用，可以抑制贮藏过程中果蔬的呼吸作用，可用于果蔬的保鲜[7-8]。吴仲珍等[9]将鲜天麻分别用不同浓度壳寡糖溶液浸泡处理40 min～50 min，在常温条件下（25℃）贮藏，分别于不同处理时间对天麻贮藏品质进行测定，最长贮藏天数为180 d。结果显示，经壳寡糖处理的天麻还原糖和天麻素含量显著高于对照；过氧化氢酶（catalase，CAT）及过氧化物酶（peroxidase，POD）活性下降缓慢，过氧化氢及丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量较对照低，其中以1.5%浓度壳寡糖处理效果最佳。表明壳寡糖可以延缓天麻衰老，保持其良好品质，这与壳寡糖提高抗氧化系统能力和抑制细胞膜脂过氧化有关。

1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）目前广泛应用于水果类食品保鲜，水果类植物在生长过程中会产生少量乙烯，越接近水果成熟，产生的乙烯量越大，1-MCP可与水果自身乙烯受体蛋白结合，从而降低乙烯与受体蛋白结合率，抑制乙烯催熟作用。1-MCP作用机制明确，经济成本低，安全无毒，操作便捷，是一种简洁高效的保鲜剂[10-12]。马骏等[13]研究了不同1-MCP处理对天麻保鲜的影响。结果显示，经过1-MCP密闭熏蒸的鲜天麻贮藏时间可由4 d延长至31 d，能显著抑制天麻呼吸强度并延缓呼吸高峰的出现；经过1-MCP处理31 d的天麻多糖、维生素C（vitamin C，VC）含量分别是空白组的1.6、3.7倍；此外还可以延缓天麻蛋白质含量下降和腐败率上升，这与1-MCP保鲜剂可以抑制天麻的呼吸作用有关。

常见的单一保鲜剂还有壳聚糖、异抗坏血酸钠、柠檬酸等。壳聚糖是一种广泛应用于果蔬的保鲜剂，通过在食品外表面形成网状结构薄膜，使果蔬内部形成高浓度CO2低O2的环境，减少自身代谢，从而延长果蔬贮藏期限[14]。其自身结构也对保鲜起着重要作用，结构中氨基、羟基、配位键可与金属阳离子发生结合，导致细菌死亡；同时壳聚糖中氨基可以与外部自由基结合生成更加稳定的大分子结构，具备羟基自由基清除活性，有一定的抗氧化活性[15]。异抗坏血酸钠是抗坏血酸钠的旋光异构体，较强的抗氧化活性以及仅为抗坏血酸钠三分之一的生产成本，使其成为食品行业中重要的抗氧保鲜剂，异抗坏血酸钠可通过将醌类及其衍生物还原成酚类，防止醌类物质聚合形成黑色素，从而起到护色保鲜的作用[16-17]。柠檬酸是一种可阻止乙烯产生、杀菌的有机酸，主要参与植物组织的呼吸代谢等多种重要生理活动，可防止加工过程中果蔬褐变和微生物污染，从而起到延长果蔬货架期和保持其相关品质的作用[18-19]。陈琛等[20]在18℃～20℃下，采用体积分数均为1%的茶多酚、溶菌酶、夏枯草提取物、壳聚糖、异抗坏血酸钠、柠檬酸涂膜处理新鲜天麻，定期测定样品的质量损失率、软化腐烂率、硬度和可溶性固形物（soluble solids content，SSC）、VC、可滴定酸、天麻素、MDA含量及呼吸强度、POD活性。结果显示，6种保鲜剂均可以在一定程度上延长新鲜天麻的贮藏期，改善性状、延缓品质下降，其中异抗坏血酸钠处理组效果最好。异抗坏血酸钠对VC含量下降、可溶性固形物损失及MDA含量的累积有明显的缓解作用，推测可能与异抗坏血酸钠的抗氧化活性有关；能保持较高的天麻素含量，这可能是抑制了使天麻素降解的化学物质的产生；且经异抗坏血酸钠处理后的天麻，能够维持较好的硬度，这可能与其能够调节天麻组织内外的气体交换，减少呼吸消耗和天麻内物质转化有关。王晶宇等[21]以贵州天麻为试验材料，设定了无保鲜剂+免蒸制组、无保鲜剂+蒸制组、添加保鲜剂（0.15%异抗坏血酸钠）+蒸制组。将3组天麻处理后真空塑封常温保存，定期测定其外观形态、总灰分、醇浸出物含量、天麻素含量等指标。结果显示，添加保鲜剂且蒸制的保鲜效果最好，保鲜时间可至80 d。这可能与异抗坏血酸钠的抗氧化活性及蒸制过程高温杀菌灭酶的作用有关。异抗坏血酸钠对天麻的保鲜护色效果较好，能够维持较好的外观形态；而高温蒸制则使酶类失活，阻碍了天麻素的分解。

还有研究者以二氧化氯（ClO2）、咪鲜胺、乙醇、溶菌酶作为保鲜剂保鲜天麻。曹森等[22]研究了在冷藏条件下，ClO2、咪鲜胺和乙醇对天麻品质的影响，结果显示，采后用ClO2浸泡对天麻的贮藏效果最好，180 d时腐烂率仅为18.78%。该保鲜剂能够有效保持天麻的硬度，减缓SSC、天麻素等有效成分的下降。同时降低天麻的呼吸强度，保持更好的多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、POD、CAT和抗坏血酸过氧化物酶（ascorbic acid peroxidase，APX）活性。新壳梭孢菌、间座壳属和镰刀菌属等病原菌的感染，会导致贮藏期间的天麻霉烂，这也是鲜天麻保存期短的重要原因之一。ClO2不会在食品中形成过多的有害残留物，是一种在食品中应用广泛、高效、安全、具有杀菌效果的保鲜剂[23-25]。这可能与ClO2可以与细胞膜中的蛋白质和氧化化合物发生反应，从而破坏细胞膜的稳定性导致细胞代谢紊乱有关。同时，ClO2能够破坏细菌体内的DNA结构而起到杀菌作用。王文艳[26]对鲜天麻进行了壳聚糖、异抗坏血酸钠和溶菌酶保鲜剂的保鲜研究。将天麻分别置于3种不同种类及浓度的保鲜液中浸泡30 min～40 min，装袋后分别注入不同体积的保鲜液，真空封口后在常温下保存。分别于不同时间对天麻还原糖含量、POD、CAT活性及天麻素含量进行测定。结果显示，壳聚糖保鲜剂的最佳浓度为2%，最长保鲜时间为120 d；溶菌酶保鲜剂的最佳浓度为0.1%，最长保鲜时间为150 d；异抗坏血酸钠保鲜剂的最佳浓度为0.15%，最长保鲜时间为150 d。溶菌酶作为一种天然抗菌剂，对微生物的生长直接起到抑制作用；异抗坏血酸钠的抗氧化活性也可减缓天麻的衰老速率。壳聚糖通过在食品外表面形成网状结构薄膜、减少自身代谢而延长果蔬贮藏期限。推测壳聚糖的保鲜效果没有溶酶菌和异抗坏血酸钠好的原因可能是这种成膜的减缓代谢的效果没有溶酶菌直接抑制微生物生长和异抗坏血酸钠的强抗氧化活性强。

1.2 复合保鲜剂

保鲜剂既可以单一使用，也可与其他保鲜剂联合使用，以提高保鲜效果、延长贮藏时间。于丽娟等[27]以2%壳聚糖和2%壳聚糖+20 μL薄荷精油对新鲜“云天麻”进行涂膜处理，定期对天麻贮藏过程中PPO、POD、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性变化及失重率、色差值L*、a*、b*、c*、蛋白质含量进行研究。低温贮藏80 d后的结果表明，与不涂膜组相比，涂膜处理有利于天麻保存期的延长，其中不添加薄荷精油有利于保持天麻的水分和抗氧化性酶（POD、SOD）活性，而添加薄荷精油有利于减轻天麻色泽的变化。精油属于植物的次生代谢物质，具有优良抗菌活性，被作为天然食品保鲜剂使用[28]。因此推测薄荷精油对植物病原真菌的抑制作用较好，因此可以用于天麻的保鲜护色。曹森等[29]以鲜切天麻为试验材料，考察茶多酚、壳聚糖、柠檬酸和抗坏血酸复配对鲜天麻感官评价的影响。结果显示，复合保鲜剂的最佳配方为茶多酚1.25%、壳聚糖0.90%、柠檬酸0.50%和抗坏血酸0.20%。在冷藏条件下贮藏15 d，该复合保鲜剂能有效维持鲜切天麻的PPO和POD活性、硬度和色差L*值，延缓天麻素和天麻多糖含量的下降。该研究所选择的保鲜剂单一成分应用均能产生较好效果，通过正交试验得出4种保鲜剂在天麻保鲜方面的最佳配比方法具有成本低、安全高效的特点。茶多酚可以通过抑制自由基产生、清除自由基及激活自由基清除等途径起到抗氧化作用，可以延缓采后果蔬的衰老[30]；抗坏血酸的烯二醇结构化学性质不稳定，因此它具有良好的抗氧化能力，在食品领域常被用作抗氧剂、护色剂和保鲜剂[31]。

2 包装方法及贮藏方式

2.1 包装方法

有研究者通过改变包装方式对天麻进行保鲜研究，该类方法操作简单、方便、安全性较高。杨顺强等[32]以乌天麻为试验材料，常温保存条件下设置塑料袋包装、牛皮纸信封包装和真空包装处理组，以天麻的外观形态及水分散失情况为考察指标，定期进行测定。结果表明，塑料袋包装水分散失少，能维持鲜天麻品质及良好的外观形态，保鲜效果好，可延长天麻保鲜至40 d。该方法操作简单、无添加，可以满足人们对原生态鲜天麻的需求。孙海燕等[33]以汉中天麻为材料，选择在常温下用抗菌袋、PE 20、PE 30和PE 40 4种保鲜袋贮藏天麻，以天麻腐烂指数、失重率、呼吸强度、天麻素、总糖和蛋白质含量为考察指标，每8 d对4组天麻进行测定。结果显示，PE 20保鲜袋保鲜效果最佳，在贮藏过程中可以抑制天麻的呼吸强度，降低天麻素、总糖和蛋白质含量的损失，防止天麻的腐烂，延长天麻贮藏期至65 d。PE保鲜袋广泛用于果蔬保鲜，其主要材料为聚乙烯。PE保鲜袋的透湿性和透氧率较抗菌袋好，这直接影响了天麻的呼吸作用和水分的蒸发，决定了天麻的贮藏时间。但从试验结果看，4种保鲜袋对天麻素含量的影响不大，均不能抑制天麻素的快速降解。因此，可以推测保鲜袋包装处理，对天麻中β-苷键酶等酶类的作用影响较小。陈娜等[34]以甘肃康县天麻为试验材料，在冷藏条件下，分别采用真空包装、敞口包装、气调包装处理天麻，定期测定各组天麻失重率、MDA含量、苯丙氨酸解氨酶（phenylalanineammo－nialyase，PAL）和PPO活性、天麻素与对羟基苯甲醇总量。结果表明，在42 d内，各组天麻均可维持较好的新鲜程度，失重率均低于5%；所含天麻素与对羟基苯甲醇含量均高于国家药典规定。其中，气调A组（90%～94%氮气+5%～7%二氧化碳+1%～3%氧气）对天麻的综合保鲜效果最佳。在保持较高天麻素与对羟基苯甲醇含量的同时，能不同程度地抑制PAL和PPO活性上升、MDA的积累。该研究中气调组包含了A、B、C 3组，结果显示，气调包装形成的相对低氧气、低二氧化碳浓度的比例能够减少营养物质的消耗，更有利于天麻的贮藏。

2.2 贮藏方式

有研究者通过不同的贮藏方式对天麻进行保鲜研究，文欢等[35]探究了微孔膜密封、真空贮藏和室温敞开放置对新鲜天麻的保鲜效果。以天麻外观形态特征、水分散失情况、天麻素与对羟基苯甲醇含量为考察指标，定期进行测定。结果表明，在20 d内，3种方法贮藏天麻中天麻素与对羟基苯甲醇含量均高于2015版《中国药典》要求；微孔膜密封可以改善薄膜气体透过滤、增强袋内外气体交换，避免由于氧气含量过低发生无氧呼吸、减少挥发性代谢产物积累和水分散失，较好地维持天麻外观形态；真空贮藏的天麻由于没有进行高温处理，其自身酶类尚具有一定的活性，在保存期间发生无氧呼吸，消耗营养，易发生腐烂变质；室温敞开放置天麻的水分散失严重，外观较差。此外，在低温保存前先对新鲜天麻进行预冻也是一种用于天麻保鲜的处理方式，李莹等[36]以贵州乌天麻为试验材料，研究液氮速冻后转移至-18℃冷冻保存、-80℃预冻24 h后转移至-18℃冷冻保存、-18℃冷冻保存和4℃微冻保存对鲜天麻品质的影响。定期测定天麻的腐烂率、色泽、TSS、含水量、天麻有效成分含量、天麻挥发性气体成分、硬度和咀嚼性等指标。结果表明，将天麻-80℃预冻24 h后转移至-18℃冷冻保存效果最佳，从而延长天麻贮藏期至210 d。这可能是，相比于其他预处理组，-80℃预冻24 h对鲜天麻中的酶类抑制效果最好，减缓了天麻的呼吸作用及天麻素的分解，更有利于鲜天麻的长期贮藏。

天麻是重要的药食两用资源，在保健食品开发和药用方面具有很高的价值。天麻素和对羟基苯甲醇作为天麻的主要起效基础，其含量常常被作为评价天麻品质的标准。2010版以前的《中国药典》，均以天麻素的含量（以干燥品计）作为评价天麻药材质量的指标，要求其不得少于0.20%。2015版《中国药典》则新增加了对羟基苯甲醇为天麻质量的控制指标，要求二者总量（以干燥品计）不得少于0.25%。

3 干燥方法

目前天麻常用的干燥方法有日晒法、烘干法、真空干燥法、真空冷冻干燥法及各种联用技术等。天麻中天麻素、多糖的含量是评价天麻质量的重要指标之一。天麻中天麻素及多糖含量不稳定，在传统受热干燥过程中易降解。特别是多糖类物质，高温易造成多糖链的断裂，使多糖含量降低，同时天麻中热敏性及易氧化物质也会发生损耗[37]。季德等[38]以有效成分含量、浸出物及性状为考察因素，比较了热风干燥、红外干燥、微波干燥及几种干燥方法联用对天麻品质的影响，结果表明单用红外或微波干燥会使天麻多糖含量下降和二苯乙烯苷类成分转化，热风干燥或热风微波联用为最佳干燥方法。田治蛟等[39]以昭通天麻为试验材料，天麻素含量为考察指标，考察不同干燥方式对天麻质量的影响，结果显示，变温干燥法所得天麻素含量达0.82%，效果最好。

真空冷冻干燥能够较好地解决干燥过程中温度升高的问题，不仅能维持天麻外观形状，还能降低酶活性，较大限度地防止天麻素及天麻苷的损失。且与热风干燥相比，真空冷冻干燥的样品具有较好的外观品质和复水率[40]。雍武等[41]以天麻素含量为指标，探究不同干燥方法对天麻质量的影响。结果显示，传统水煮烘干处理组的天麻中天麻素的含量远低于真空冷冻干燥组，外观品质也较真空冷冻干燥组差。可见，真空冷冻干燥法可以有效地保存天麻的药用价值，维持天麻的外观品质。肖国鑫[42]的研究表明，与经过蒸煮断生后干燥、自然烘干、新鲜未处理的天麻相比，直接将天麻切片后进行真空冷冻干燥的炮制方法，天麻素含量是其他组的4倍～10倍，总糖提取率是其他处理组的1倍～2倍，粗多糖提取率是其他处理组的1.5倍～2倍。真空冷冻干燥天麻，可以最大程度地抑制鲜天麻中的酶活性，保证天麻素含量；同时，与其他组相比，低温环境更有利于避免多糖链的断裂，使多糖含量高于其他处理组。曾恋情等[43]对天麻冷冻干燥工艺进行了探究，通过正交试验对工艺过程中切片厚度、干燥时间、预冻温度以及烘干温度等因素进行考察，最终得出的最佳工艺为天麻切片厚度1 mm、预冻温度-20℃、干燥温度为40℃、一次干燥时间为3 h，该法可以使天麻素的保留率达到0.67%。

不同干燥方法对天麻中天麻素、多糖、对羟基苯甲醇和浸出物含量有较大影响。采后将天麻干燥可以有效保存天麻素等有效成分含量和良好的外观性状特征。干燥前，通常会采用蒸制工艺对鲜天麻进行“杀酶保苷”。同时，蒸制和真空冷冻干燥处理，可以有效控制“酶促褐变”反应，防止天麻表皮变黑。但真空冷冻干燥天麻存在成本高的缺点，如何将耗能降低，是今后真空冷冻干燥天麻需要研究的重点之一。

4 其他炮制方法

《雷公炮炙论》是较早记录天麻炮制加工方法的书籍，提出了蒺藜煨法，而现代天麻炮制方法主要以蒸制、煮制等杀灭活性酶的方法为主，从而有效保留了天麻中天麻素及天麻苷的含量，由于天麻素易溶于水，煮制时间不宜过长，避免造成天麻素的损失。此外还有酒制、蜜制及微波等炮制方法[44]。左雅敏等[45]的研究报道，通过蒸制和蜜制方法炮制的天麻，其天麻素含量较高，这可能是因为蒸制过程中高温杀灭了活性酶，从而天麻中有效成分未被分解；而蜜制过程所使用的蜂蜜含有还原糖，可以阻碍天麻素的氧化分解[2]。此外，经微波炮制后的天麻中天麻素及天麻苷类化合物含量较其他蒸制、蜜制方法高，可能是因为微波炮制用时短，受热均匀，在热力杀灭活性酶的同时，较大限度地保留了天麻中受热易分解或受热易氧化的活性成分。硫磺熏蒸曾为较常见的天麻炮制方法之一[46]，具有保持外形、防虫防霉变的作用。但该炮制方法易造成重金属残留，危害健康，且硫磺熏蒸对天麻中天麻素的含量影响较大，使天麻素含量显著降低，目前已禁止使用。

5 结语与展望

2018年1月，国家卫计委发布将天麻列入药食两用物质目录，激发和带动了我国天麻产业的健康可持续发展。且随着天麻良好的功效逐渐被认知，以鲜品为原料生产加工的产品和药膳逐渐受到关注，天麻也从传统的单一炮制销售模式，转变为炮制品与鲜天麻共同销售。由于天麻采收期短且集中，且容易因天气、病菌感染等原因导致营养成分流失。同时鲜天麻极易腐烂，贮藏困难，因此采用恰当的方式对鲜天麻进行采后处理显得尤为重要。目前天麻采后的处理方式主要是通过不同保鲜剂、包装方法及贮藏方式、干燥方法和其他炮制方法进行，这些方法有效保持天麻的品质，为天麻采后贮藏提供了理论支撑和应用指导。然而，这方面的产业化应用相对较少，应加大转化力度。同时，应深入研究天麻成熟衰老机制，进一步开发延缓天麻采后衰老的高效处理技术。天麻的品质及耐贮性是影响天麻产业发展的重要因素，从单一方式到将不同方式相结合已成为天麻采后处理的发展趋势，天麻采后处理技术正朝着多种技术相结合的安全、高效的方向发展。