周 锫,張沙沙,楊 寧,何 容,張微思,羅曉莉,曹晶晶,孫達(dá)鋒,,*
(1.中華全國(guó)供銷合作總社昆明食用菌研究所,云南 昆明 650221;2.云南省食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院,云南 昆明 650221)
食用菌因其獨(dú)特的風(fēng)味和豐富的營(yíng)養(yǎng)而廣受喜愛,但由于其含水量高、組織幼嫩、缺乏保護(hù)性結(jié)構(gòu),在采后容易失水、褐變、軟化、開傘、腐爛等,品質(zhì)降低,喪失商品價(jià)值,造成食用菌資源浪費(fèi)。此外,較高的呼吸速率和胞內(nèi)酶活性,以及微生物侵蝕也是造成食用菌采后劣變的重要原因[1-4]。為了解決食用菌保鮮問題,多年來人們研究出多種保鮮方法[5],主要可分為調(diào)溫處理、化學(xué)處理和物理處理等3 類。其中,冷藏是最常見的調(diào)溫處理方法,可以有效減緩食用菌的新陳代謝速度,延長(zhǎng)其保鮮期限??墒惩繉印⑷芤呵逑?、臭氧和電解水等化學(xué)處理方法也被廣泛應(yīng)用。物理處理方法中,包裝材料、輻照、脈沖電場(chǎng)和超聲均被證實(shí)具有保鮮作用。不同的保鮮方法各有優(yōu)勢(shì)和不足,多種方法結(jié)合使用是當(dāng)前食用菌保鮮研究的主流[6]。近年來,食用菌保鮮研究不僅僅局限于保鮮效果的評(píng)估,而是結(jié)合多學(xué)科研究手段,在多個(gè)層面上探討其保鮮/劣變機(jī)理[7-10]。因此,對(duì)食用菌保鮮研究進(jìn)行系統(tǒng)性回顧有助于加深對(duì)食用菌保鮮問題本質(zhì)的理解并更好地展望前沿發(fā)展趨勢(shì)。
文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,計(jì)算和分析書面交流過程以及某一學(xué)科性質(zhì)與發(fā)展趨勢(shì)的學(xué)科[11],相較于傳統(tǒng)的文獻(xiàn)綜述方法,文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)將文獻(xiàn)回顧分析定量化,從而能夠以更直觀的可視化方式呈現(xiàn)結(jié)果。陳超美教授開發(fā)的信息可視化軟件CiteSpace是文獻(xiàn)計(jì)量研究的主流軟件之一,它可將文獻(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)通過可視化的手段呈現(xiàn)為科學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)、規(guī)律和分布情況,它的主要功能包括:1)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析,包括共被引分析、文獻(xiàn)計(jì)量分析、主題分析等;2)可視化展示,包括科學(xué)地圖、時(shí)間軸、趨勢(shì)圖、密度圖等;3)網(wǎng)絡(luò)分析,包括社交網(wǎng)絡(luò)分析和關(guān)鍵路徑分析等[12-14]。CiteSpace自發(fā)布以來持續(xù)更新,其功能和專業(yè)性受到廣泛認(rèn)可,在國(guó)內(nèi)外科技論文、學(xué)術(shù)專著和學(xué)位論文方面均有大量應(yīng)用,是文獻(xiàn)計(jì)量研究的主流軟件之一[15-18]。
本文基于Web of Science核心數(shù)據(jù)庫,對(duì)食用菌保鮮領(lǐng)域的研究論文和綜述論文數(shù)據(jù)集使用CiteSpace軟件進(jìn)行分析,對(duì)文獻(xiàn)發(fā)表情況、科研合作情況、學(xué)科發(fā)展脈絡(luò)和未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行梳理和預(yù)測(cè),使相關(guān)研究人員能夠快速回顧食用菌保鮮領(lǐng)域的發(fā)展歷程,了解本領(lǐng)域重要作者和重要文獻(xiàn),緊跟前沿?zé)狳c(diǎn)趨勢(shì),為后續(xù)研究提供參考,促進(jìn)食用菌保鮮研究的發(fā)展。
使用Web of Science核心數(shù)據(jù)庫的SCI-E(Science Citation Index Expanded)引文索引,以“mushroom”(食用菌)、“fruiting body”(子實(shí)體)、“postharvest”(采后)、“shelf-life”(貨架期)、“storage”(貯藏)、“preservation”(保鮮)等為主題詞進(jìn)行精確檢索,文獻(xiàn)發(fā)表年限為2000—2022年。檢索式為TS=((mushroom OR mushrooms OR “fruiting body”O(jiān)R “fruiting bodies”) SAME (post-harvest OR postharvest OR shelf-life OR preservation OR delay OR senescence OR storage OR deterioration)) AND PY=(2000-2022),文獻(xiàn)類型為研究論文和綜述論文,檢索日期2022年10月12日。檢索得到1 263 篇文獻(xiàn),剔除無關(guān)文獻(xiàn)后,得到421 篇文獻(xiàn),作為本文數(shù)據(jù)集。
使用文獻(xiàn)計(jì)量可視化軟件CiteSpace(6.1.R3版)對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行了合作網(wǎng)絡(luò)分析、文獻(xiàn)共被引分析及關(guān)鍵詞分析,并繪制相關(guān)圖表。使用Excel 2016軟件進(jìn)行發(fā)文分析及圖表繪制。在CiteSpace中,將每一年的文獻(xiàn)按如下選取參數(shù)進(jìn)行篩選并分析:g指數(shù)(k=25),連線保留因子3.0,節(jié)點(diǎn)最大連接數(shù)10,回溯年份5,最低被引次數(shù)1.0。通過上述分析,可以梳理食用菌保鮮領(lǐng)域研究的發(fā)展脈絡(luò),分析本領(lǐng)域當(dāng)下研究熱點(diǎn)并預(yù)測(cè)未來發(fā)展趨勢(shì),并對(duì)本領(lǐng)域的主要作者、研究機(jī)構(gòu)的研究成果和合作情況進(jìn)行全面了解,便于加深對(duì)本領(lǐng)域的認(rèn)識(shí),為進(jìn)一步研究提供參考。
結(jié)果中涉及的發(fā)文量、文獻(xiàn)被引量、合作量、詞頻等數(shù)據(jù)源于本文數(shù)據(jù)集在Web of Science核心數(shù)據(jù)庫中的記錄,結(jié)果可能與其他數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)集有一定差異。
自2000年以來,食用菌保鮮領(lǐng)域文獻(xiàn)發(fā)表量呈上升趨勢(shì)。2000—2007年每年發(fā)表量不到10 篇(平均4.5 篇/年),2008—2014年上升至平均14.3 篇/年,2015—2022年前三季度,年均發(fā)文量達(dá)到35.6 篇,其中2017年發(fā)文量首次突破30 篇,2021年達(dá)到頂峰60 篇,2022年前三季度發(fā)文量58 篇,全年發(fā)文量可能超過2021年。文獻(xiàn)被引頻次從2000—2007年緩慢增加(平均被引11.1 次/年),2008—2014年穩(wěn)步增加(平均被引163.0 次/年),2015年后快速增加(平均被引882.6 次/年),于2021年達(dá)到頂峰(1 993 次)(圖1)。由此可見,本領(lǐng)域近年來受到越來越多的關(guān)注,呈現(xiàn)加速發(fā)展趨勢(shì),未來有望成為熱門研究領(lǐng)域。
圖1 2000—2022年前三季度食用菌保鮮領(lǐng)域發(fā)文量及被引頻次Fig.1 Quantity and citation frequency of papers in the field of edible fungi preservation between 2000 and the first three quarter of 2022
本領(lǐng)域421 篇文獻(xiàn)被發(fā)表于113 個(gè)期刊,反映了本領(lǐng)域的研究涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,研究較為多樣化,表明本領(lǐng)域研究格局較為開放。本文時(shí)段內(nèi)發(fā)文量最大的期刊為Postharvest Biology and Technology(62 篇)、Food Chemistry(35 篇)和LWT-Food Science and Technology(21 篇),發(fā)文量最大的11 個(gè)期刊情況見表1。根據(jù)中科院SCI期刊分區(qū)表(2021年12月升級(jí)版),除Journal of Food Processing and Preservation和Journal of Food Science and Technology-Mysore兩本期刊外,其余均為農(nóng)林科學(xué)1區(qū)和2區(qū)期刊。排名前11期刊的發(fā)文量(229 篇)占總發(fā)文量54.4%,表明本領(lǐng)域總體研究水平較高,多數(shù)文章發(fā)表于高影響力期刊。研究者可以參考表1信息進(jìn)行有針對(duì)性地投稿。
表1 食用菌保鮮領(lǐng)域發(fā)文量排名前11期刊Table 1 Top 11 journals in terms of the quantity of papers in the field of edible fungal preservation
科研合作是指研究者為生產(chǎn)新的科學(xué)知識(shí)這一共同目的而在一起工作[19],在同一篇論文中同時(shí)出現(xiàn)不同的作者、機(jī)構(gòu)或者國(guó)家/地區(qū),就認(rèn)為他們存在合作關(guān)系[12]。合作網(wǎng)絡(luò)分析可以顯示本領(lǐng)域的主要作者及其形成的科學(xué)共同體,以及開展本領(lǐng)域研究的主要機(jī)構(gòu)及其所在國(guó)家/地區(qū),可以為學(xué)術(shù)資源引進(jìn)、開展合作及學(xué)術(shù)成果評(píng)估提供參考[12]。在科學(xué)研究中,發(fā)文量及對(duì)外合作情況是衡量科研主體影響力的重要指標(biāo)。本節(jié)將分別從宏觀和微觀層面,對(duì)高影響力的科研主體進(jìn)行分析。
2.2.1 國(guó)際及研究機(jī)構(gòu)合作分析
為了探究食用菌保鮮領(lǐng)域的國(guó)際合作及研究機(jī)構(gòu)合作情況,分別構(gòu)建了國(guó)家和研究機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò),并對(duì)發(fā)文量排名前10的國(guó)家和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析。
共有50 個(gè)國(guó)家參與本領(lǐng)域的研究,產(chǎn)生66 條合作連線(圖2A)。在發(fā)文量最大的10 個(gè)國(guó)家中,中國(guó)的合作關(guān)系最為廣泛,共與12 個(gè)國(guó)家產(chǎn)生合作,日本則僅與中國(guó)和印度產(chǎn)生合作,而肯尼亞則僅有中國(guó)作為合作國(guó)家,其余國(guó)家均有5~7 個(gè)合作國(guó)家,表明中國(guó)在本領(lǐng)域的合作研究處于領(lǐng)先地位(表2)。在國(guó)際合作中,形成了以中國(guó)、伊朗、西班牙為合作核心的3 個(gè)子網(wǎng)絡(luò)(聚集),包括以中國(guó)為核心的子網(wǎng)絡(luò)包含亞洲、非洲、大洋洲和美洲國(guó)家,以伊朗為核心的子網(wǎng)絡(luò)包含歐洲、大洋洲和亞洲國(guó)家,以西班牙為核心的子網(wǎng)絡(luò)包含歐洲和美洲國(guó)家(圖2A)。這表明國(guó)際合作受到地理因素影響,距離較近的國(guó)家比較容易產(chǎn)生合作。從發(fā)文時(shí)間來看,中國(guó)、伊朗和土耳其的文獻(xiàn)多為近年發(fā)表,研究成果較為新穎。
表2 發(fā)文量排名前10的國(guó)家間及研究機(jī)構(gòu)間合作情況Table 2 Collaborations of top 10 productive countries and research institutions
圖2 國(guó)家及研究機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖Fig.2 Collaboration networks of countries and research institutions
共有330 個(gè)機(jī)構(gòu)參與本領(lǐng)域研究,產(chǎn)生336 條合作連線(圖2B)。發(fā)文量最大的10 個(gè)研究機(jī)構(gòu)中,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、浙江大學(xué)和山東理工大學(xué)是對(duì)外合作最多的機(jī)構(gòu),浙江工商大學(xué)研究相對(duì)獨(dú)立,也產(chǎn)生了較為豐富的研究成果(表2)。機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)展示了本領(lǐng)域主流研究機(jī)構(gòu)及其合作關(guān)系,其中包含2 個(gè)子網(wǎng)絡(luò),最大子網(wǎng)絡(luò)中囊括了發(fā)文量排名前10機(jī)構(gòu)中的9 個(gè),而江南大學(xué)及其合作機(jī)構(gòu)獨(dú)立形成了另一個(gè)合作網(wǎng)(圖2B)。這些主流研究機(jī)構(gòu)在近年均有文獻(xiàn)發(fā)表,表明其在本領(lǐng)域內(nèi)仍然占據(jù)領(lǐng)先和主導(dǎo)地位。
2.2.2 作者合作分析
為研究本領(lǐng)域作者的合作關(guān)系,以便微觀層面展現(xiàn)學(xué)術(shù)共同體結(jié)構(gòu),進(jìn)行作者合作網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,重點(diǎn)分析發(fā)文量大且近期成果較多的作者及其合作團(tuán)體。
本領(lǐng)域的537 名作者產(chǎn)生了998 條合作連線,其中發(fā)文量最大的作者及其合作者構(gòu)成了6 個(gè)較大子網(wǎng)絡(luò)(圖3)。從發(fā)文量和近期成果來看,南京財(cái)經(jīng)大學(xué)胡秋輝、楊文建、裴斐,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)方東路,肯尼亞Egerton University的Alfred Mugambi Mariga等作者構(gòu)成了最大合作網(wǎng)絡(luò),科研成果新穎豐富。此外,以山東理工大學(xué)王相友、王娟、李玲、張榮飛等作者,浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院郜海燕、陳杭君等作者,天津科技大學(xué)孟德梅等作者構(gòu)成的合作網(wǎng)絡(luò)近年來也有大量新成果發(fā)表。浙江大學(xué)應(yīng)鐵進(jìn)、浙江工商大學(xué)姜天甲等作者及江南大學(xué)張慜等作者構(gòu)成的合作網(wǎng)絡(luò)也有豐富的成果發(fā)表,但近年來在本領(lǐng)域成果較少。表3列舉了數(shù)據(jù)集內(nèi)本領(lǐng)域發(fā)文量最大的作者信息,他們的研究對(duì)本領(lǐng)域起到重要影響,其研究方法和思路應(yīng)當(dāng)予以重點(diǎn)參考和借鑒。
表3 主要作者發(fā)文量及合作信息Table 3 Numbers of published papers and collaborations of major authors
圖3 作者合作網(wǎng)絡(luò)圖Fig.3 Collaboration networks of authors
研究領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)可以根據(jù)其引用關(guān)系構(gòu)建共被引網(wǎng)絡(luò),構(gòu)成共被引網(wǎng)絡(luò)的文獻(xiàn)集合是該研究領(lǐng)域的知識(shí)基礎(chǔ),而研究前沿是由引用這些知識(shí)基礎(chǔ)的施引文獻(xiàn)集合組成的[12]。因此,進(jìn)行文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)分析有助于梳理研究發(fā)展脈絡(luò)并緊跟研究前沿趨勢(shì)。本節(jié)對(duì)文獻(xiàn)集進(jìn)行了共被引分析,并對(duì)高被引文獻(xiàn)進(jìn)行了回顧,從時(shí)間維度和知識(shí)結(jié)構(gòu)維度回溯本領(lǐng)域的發(fā)展脈絡(luò)和重要節(jié)點(diǎn),及其對(duì)未來研究的影響。
2.3.1 食用菌保鮮研究發(fā)展歷程
為了重構(gòu)食用菌保鮮研究發(fā)展歷程,進(jìn)行了文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,網(wǎng)絡(luò)包含710 個(gè)節(jié)點(diǎn)、2 620 條連線,其中最大子網(wǎng)絡(luò)包含541 個(gè)節(jié)點(diǎn),占總節(jié)點(diǎn)數(shù)的76%(圖4)。從時(shí)間維度看,本領(lǐng)域發(fā)展可分為3 個(gè)階段。圖4淺灰色部分網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)反映了研究早期(2008年以前)的特點(diǎn),此階段發(fā)表文獻(xiàn)較少,引用關(guān)系相對(duì)獨(dú)立,被引量低,引文網(wǎng)絡(luò)形成了4 條較為獨(dú)立的分支。2008—2014年是研究過渡期,圖中展示為深灰色至藍(lán)色節(jié)點(diǎn),位于圖4中間,此階段引文網(wǎng)絡(luò)開始聚集,文獻(xiàn)被引量上升,有8 篇文獻(xiàn)的中介中心性≥0.10,這些具有高中介中心性的文獻(xiàn)通常是連接兩個(gè)不同領(lǐng)域的關(guān)鍵樞紐,在CiteSpace中也稱其為轉(zhuǎn)折點(diǎn)[12-13,20],由此可知,此階段是本領(lǐng)域研究的關(guān)鍵時(shí)期,主流研究范式開始形成,并對(duì)后續(xù)研究產(chǎn)生了重要影響。2015年至今是研究快速發(fā)展期,圖4展示為青色至紅色節(jié)點(diǎn),此階段產(chǎn)生了大量文獻(xiàn),文獻(xiàn)引用關(guān)系復(fù)雜,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)聚集,總體被引量較高,預(yù)示著主流研究范式已基本建立,且相關(guān)研究受到了越來越多的關(guān)注,后期可能產(chǎn)生大量成果。表4展示了中介中心性≥0.10的10 篇文獻(xiàn),這些文獻(xiàn)是本領(lǐng)域發(fā)展過程中的重要文獻(xiàn)。
表4 高中介中心性文獻(xiàn)Table 4 Literature with high betweenness centrality
圖4 文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)Fig.4 Literature co-citation networks
2.3.2 食用菌保鮮領(lǐng)域知識(shí)模塊
為了展示食用菌保鮮領(lǐng)域內(nèi)不同知識(shí)模塊的關(guān)系以及各模塊在時(shí)間尺度上的發(fā)展?fàn)顩r,本文對(duì)文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了聚類并對(duì)聚類進(jìn)行了時(shí)間線圖繪制,聚類標(biāo)簽是從該聚類文獻(xiàn)的施引文獻(xiàn)中提取的名詞性術(shù)語確定的,因此聚類標(biāo)簽可以認(rèn)為是研究前沿領(lǐng)域[12,21]。聚類后的網(wǎng)絡(luò)模塊化值為0.750 5,相似性值為0.899 4,表明網(wǎng)絡(luò)社團(tuán)結(jié)構(gòu)顯著,聚類結(jié)果可信度高[22](圖5)。共生成71 個(gè)聚類,其中主要聚類有11 個(gè),分別包含13~108 篇文獻(xiàn),聚類內(nèi)文獻(xiàn)相似性值0.88~1.00,文獻(xiàn)平均發(fā)表時(shí)間1999—2018年(表5)。由聚類結(jié)果可見,規(guī)模最大且文獻(xiàn)最新的聚類分別為#0 cell wall metabolism、#1 biodegradable film packaging、#3 energy metabolism和#5 active packaging,聚類內(nèi)文獻(xiàn)平均發(fā)表時(shí)間為2018、2013、2016年和2018年。
表5 文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)主要聚類Table 5 Major clusters of literature co-citation networks
圖5 文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)聚類圖Fig.5 Clustering diagram of literature co-citation networks
注:*.使用對(duì)數(shù)似然算法[23]提取文獻(xiàn)標(biāo)題命名聚類。
圖6展示了文獻(xiàn)共被引聚類時(shí)間線,其中#0 cell wall metabolism、#3 energy metabolism、#5 active packaging這3 個(gè)主要聚類自2015年至今仍有文獻(xiàn)發(fā)表,且包含多篇高被引文獻(xiàn)(大直徑節(jié)點(diǎn)),最新發(fā)表的文獻(xiàn)產(chǎn)生了許多連接這3 個(gè)聚類的連線,表明本領(lǐng)域當(dāng)前的主流研究范式主要基于這3 個(gè)聚類的重要文獻(xiàn)。規(guī)模第二的聚類#1 biodegradable film packaging的文獻(xiàn)發(fā)表時(shí)間略早,平均發(fā)表時(shí)間為2013年,與2.3.1節(jié)的結(jié)論相同,該階段為新研究范式的初步形成期,因而也囊括了許多重要文獻(xiàn),為后續(xù)#0、#3、#5方向成果的大量產(chǎn)出奠定了基礎(chǔ),圖5中聚類#1所處的關(guān)鍵位置也證明了這一結(jié)論。
圖6 文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)聚類時(shí)間線圖Fig.6 Clustering timeline diagram of literature co-citation networks
2.3.3 高被引文獻(xiàn)回顧
高被引文獻(xiàn)是研究領(lǐng)域中的重要成果,是構(gòu)成該領(lǐng)域知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。表6列舉了食用菌保鮮領(lǐng)域內(nèi)被引量排名前10的文獻(xiàn)(被引量為本文數(shù)據(jù)集的本地被引量)。文獻(xiàn)發(fā)表年份集中在2014—2019年,其中9 篇為研究論文,1 篇為綜述論文。從研究對(duì)象看,8 篇為雙孢菇(Agaricus bisporus),2 篇為金針菇(Flammulina velutipes)。這些研究針對(duì)雙孢菇和金針菇采后褐變、開傘、微生物侵襲、菌柄伸長(zhǎng)等突出問題采用了多種保鮮手段,其中包括氣調(diào)貯藏、精油熏蒸、黃芪膠(tragacanth gum,TG)包埋植物精油涂膜、沒食子酸接枝殼聚糖(gallic acid grafted chitosan,GA-g-CS)膜、等離子體活化水浸泡、納米復(fù)合材料包裝、復(fù)合化學(xué)預(yù)處理等。換言之,這些研究廣泛采用了熱保鮮、物理保鮮、化學(xué)保鮮和綜合保鮮手段,且具體方法各有側(cè)重,均取得了良好保鮮效果。
表6 被引量前10文獻(xiàn)信息Table 6 Information on the top 10 most cited papers
被引量最高的是一篇發(fā)表于2018年的綜述文獻(xiàn),Zhang Kexin等[4]回顧了針對(duì)雙孢菇的采后保鮮研究進(jìn)展,分析了溫度、相對(duì)濕度、水分活度、呼吸速率等因素對(duì)雙孢菇采后劣變的影響,介紹了干燥、冷卻、新型包裝、輻照、洗滌、包衣涂膜等保鮮方法,認(rèn)為物理與化學(xué)技術(shù)結(jié)合的熱保鮮技術(shù)和等離子體、超聲波、高壓處理等非熱保鮮技術(shù)的綜合使用值得推薦。
在高被引文章中將物理保鮮技術(shù)分為氣調(diào)貯藏和新型材料包裝。Lin Qiong等[24]在2017年報(bào)道了使用高濃度CO2被動(dòng)氣調(diào)處理雙孢菇不同時(shí)長(zhǎng)的效果,發(fā)現(xiàn)4 ℃、85%相對(duì)濕度環(huán)境下,使用95%~100% CO2氣調(diào)處理雙孢菇12 h能積極抑制褐變、保持風(fēng)味,雙孢菇采后貯藏期間保持了較高水平的總酚、總抗氧化活性、過氧化物酶(peroxidase,POD)和過氧化氫酶(catalase,CAT)活性,以及較低水平的丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量和多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性,表明高CO2處理可以顯著激活其抗氧化活性。
基于氣調(diào)貯藏的有效性,有研究者在此基礎(chǔ)上采用具有一定氣體和水分透過性的材料,輔以其他有效成分,研發(fā)了多種新型包裝材料,除了產(chǎn)生被動(dòng)氣調(diào)效果外,還可以有效抑制子實(shí)體表面微生物,避免微生物侵襲導(dǎo)致的劣變。Liu Jun等[25]2019年報(bào)道了一種專門制備的GA-g-CS膜用于雙孢菇保鮮的研究,發(fā)現(xiàn)與殼聚糖(chitosan,CS)膜和商用聚乙烯(polyethylene,PE)膜相比,GA-g-CS膜包裝的蘑菇呼吸速率、褐變程度、MDA含量、電解質(zhì)泄漏率、超氧陰離子自由基產(chǎn)生率和H2O2含量顯著降低,且超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、CAT活性和總酚含量最高,PPO活性最低,且GA-g-CS膜在前序研究中被證實(shí)具有良好的抑菌作用[26-27],證明GA-g-CS膜包裝可以提高雙孢菇的抗氧化能力,減少微生物侵襲,從而維持采后品質(zhì)。除上述酚酸接枝CS膜外,其他復(fù)合材料膜也被用于食用菌采后保鮮研究。Fang Donglu等[28-29]在2015—2016年的系列研究中報(bào)道了復(fù)合納米材料薄膜對(duì)金針菇貯藏的有效性,這種復(fù)合納米膜以低密度PE作為基材,添加納米粉(包含納米銀、納米TiO2、納米硅鎂土、納米SiO2)和防霧劑制成,在保鮮研究中發(fā)現(xiàn),這種復(fù)合納米膜可以調(diào)節(jié)O2和CO2水平,消除乙烯,抑制微生物生長(zhǎng)。貯藏14 d后,與普通PE膜相比,復(fù)合納米膜貯藏的金針菇質(zhì)量損失、開傘、菌柄伸長(zhǎng)和呼吸強(qiáng)度均受到顯著抑制,并提高了金針菇中VC、可溶性蛋白質(zhì)和總可溶性固形物含量的留存率。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),與普通PE膜相比,復(fù)合納米膜包裝的金針菇在4 ℃冷藏時(shí),包括O2-·和H2O2在內(nèi)的活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平、相對(duì)電解質(zhì)泄漏量和MDA含量的上升幅度減小,證明納米微粒減少了自由基的生成,避免細(xì)胞膜損傷,因此使用復(fù)合納米膜包裝是一種延緩金針菇采后生長(zhǎng)和衰老的有效保鮮手段。
不同于物理保鮮技術(shù),化學(xué)保鮮技術(shù)通常使用熏蒸、浸漬、涂抹等方式將保鮮劑附著并固定于子實(shí)體表面,保鮮劑會(huì)直接作用于子實(shí)體細(xì)胞及其表面微生物,具有較好的保鮮效果。Gao Mengsha等[30]在2014年報(bào)道了丁香、肉桂醛和百里香精油熏蒸對(duì)雙孢菇保鮮的作用,發(fā)現(xiàn)所有精油均能抑制雙孢菇劣變,其中肉桂醛效果最好。與對(duì)照相比,5 μL/L肉桂醛熏蒸處理可降低褐變指數(shù),延緩開傘,降低微生物計(jì)數(shù),促進(jìn)酚類和抗壞血酸(ascorbic acid,AsA)的積累,并且抑制PPO和POD活性,提高苯丙氨酸解氨酶活性。作者認(rèn)為精油可能作為信號(hào)物質(zhì)觸發(fā)了輕微脅迫信號(hào),誘導(dǎo)細(xì)胞合成額外的抗氧化物質(zhì)(如酚類)作為防御響應(yīng)。Khan等[31]在2018年報(bào)道了以Na2EDTA、CaCl2、檸檬酸、山梨醇為原料的化學(xué)保鮮劑對(duì)雙孢菇保鮮作用的研究,發(fā)現(xiàn)使用適當(dāng)配比保鮮劑浸泡處理的雙孢菇在后續(xù)保鮮過程中MDA和ROS水平顯著低于對(duì)照組和其他處理組,而SOD、CAT、抗壞血酸過氧化物酶、POD等抗氧化酶活性則顯著高于對(duì)照組和其他處理組,在維持子實(shí)體質(zhì)量、硬度和顏色方面也具有良好效果,證實(shí)適當(dāng)配比保鮮劑浸泡預(yù)處理對(duì)雙孢菇的抗氧化活性有正面作用,有助于雙孢菇抵抗采后劣變。TG因其獨(dú)特的化學(xué)、生物學(xué)特性和優(yōu)秀的安全性被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè),Satureja khuzistanica精油(Satureja khuzistanicaessential oil,SEO)的抗氧化和抗微生物作用也多有報(bào)道,基于此,Nasiri等[32]在2018年報(bào)道了將TG和TG-SEO用于雙孢菇涂膜保鮮的研究,發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比,TG-SEO處理在保持子實(shí)體硬度和感官品質(zhì)、減少微生物數(shù)量、降低酚類化合物和AsA分解率等方面均有顯著優(yōu)勢(shì)。
Gholami等[33]發(fā)表于2017年的文獻(xiàn)報(bào)道了結(jié)合熱保鮮、物理保鮮和化學(xué)保鮮的綜合保鮮處理對(duì)雙孢菇保鮮的作用,他們將貯藏溫度、CS涂膜、納米保鮮膜和被動(dòng)氣調(diào)處理進(jìn)行多種組合,結(jié)果發(fā)現(xiàn)冷藏條件下的CS涂膜、納米保鮮膜與被動(dòng)氣調(diào)聯(lián)用對(duì)延長(zhǎng)雙孢菇保鮮期有正面作用,呼吸速率、酶活力、MDA含量、抗氧化能力等理化水平也支持了上述結(jié)論,作者在額外的12 d貯藏后發(fā)現(xiàn),該處理的雙孢菇顏色恢復(fù)至接近新鮮的狀態(tài),并對(duì)可能的原因進(jìn)行了假設(shè),證明該保鮮處理下雙孢菇保鮮期可達(dá)22 d。
低溫等離子體是食品工業(yè)中微生物滅活的一種新方法,原理是將食物暴露于電離輻射中,產(chǎn)生的ROS可以破壞微生物DNA和蛋白質(zhì),以達(dá)到滅菌目的。Xu Yingyin等[34]在2016年報(bào)道了低溫等離子體活化水浸泡對(duì)雙孢菇保鮮的研究,發(fā)現(xiàn)無菌蒸餾水經(jīng)等離子體活化后,pH值降低至3.7,且產(chǎn)生大量ROS,與對(duì)照組相比,雙孢菇浸泡一定時(shí)間后微生物計(jì)數(shù)、子實(shí)體硬度、呼吸速率、相對(duì)電導(dǎo)率、抗氧化活性等方面具有顯著優(yōu)勢(shì),證明等離子體活化水浸泡這一非熱保鮮技術(shù)在食用菌保鮮方面具有潛力。
上述高被引文獻(xiàn)均歸屬于2.3.2節(jié)中所述文獻(xiàn)數(shù)量最多且最新的4 個(gè)聚類(#0 cell wall metabolism、#1 biodegradable film packaging、#3 energy metabolism、#5 active packaging),反映了高被引文獻(xiàn)及其共被引文獻(xiàn)集對(duì)研究發(fā)展的重要影響力。
2.4.1 詞頻分析
詞頻是指所分析的文檔中詞語出現(xiàn)的次數(shù)。詞頻分析方法就是通過在文獻(xiàn)信息中提取能夠表達(dá)文獻(xiàn)核心內(nèi)容的關(guān)鍵詞或主題詞頻次的高低分布,研究該領(lǐng)域發(fā)展動(dòng)向和研究熱點(diǎn)的方法[12,35]。對(duì)文獻(xiàn)集關(guān)鍵詞的詞頻進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后,共得到497 個(gè)關(guān)鍵詞,表7列出了本領(lǐng)域詞頻排名前30的關(guān)鍵詞,可分為以下4類:研究對(duì)象(如Agaricus bisporus(雙孢菇)、fruit body(子實(shí)體)、shiitake mushroom(香菇))、研究目的(如shelf life(貨架期)、storage(貯藏)、postharvest quality(采后品質(zhì)))、保鮮技術(shù)(如modified atmosphere packaging(氣調(diào)包裝)、gamma irradiation(伽馬輻照)、edible coating(可使用涂膜)、nanocomposite packaging(納米復(fù)合材料包裝)、methyl jasmonate(茉莉酸甲酯)、essential oil(精油)、chitosan(殼聚糖))、研究指標(biāo)(如antioxidant activity(抗氧化活性)、hydrogen peroxide(過氧化氫)、polyphenol oxidase(多酚氧化酶)、energy metabolism(能量代謝))??梢钥闯?,本領(lǐng)域雙孢菇和香菇的保鮮研究最為豐富,研究主要著眼于延長(zhǎng)其新鮮子實(shí)體的貨架期,采用了多種保鮮技術(shù)進(jìn)行處理,觀測(cè)指標(biāo)則以抗氧化活性相關(guān)指標(biāo)為主。這些高頻關(guān)鍵詞在一定程度上反映了過去一段時(shí)間內(nèi)的研究重點(diǎn)和主要研究思路。需要注意的是,部分出現(xiàn)年份較晚但詞頻快速上升的關(guān)鍵詞可能更能反映未來的研究趨勢(shì)[13],如2016年出現(xiàn)的methyl jasmonate(茉莉酸甲酯),2017年出現(xiàn)的metabolism(代謝),2019年出現(xiàn)的energy metabolism(能量代謝),因此進(jìn)一步進(jìn)行了突發(fā)詞分析。
表7 排名前30高頻關(guān)鍵詞Table 7 Top 30 high-frequency keywords
2.4.2 突發(fā)詞分析
在CiteSpace中使用Kleinberg[36]于2002年提出的算法進(jìn)行突發(fā)性探測(cè),對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行探測(cè)后得到的突發(fā)詞,是指在一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)頻次增長(zhǎng)率快速增加的專業(yè)術(shù)語,被認(rèn)為是該時(shí)期的研究熱點(diǎn),而最新出現(xiàn)的突發(fā)詞可以在一定程度上反映該領(lǐng)域的近期熱點(diǎn)和趨勢(shì)[12]。
對(duì)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞按gamma=1.0,最短突發(fā)持續(xù)時(shí)間2 a的參數(shù)進(jìn)行突發(fā)詞探測(cè),共得到11 個(gè)突發(fā)詞(表8)。按突發(fā)起始年份進(jìn)行排序后可見,在2007—2016年期間,對(duì)食用菌的respiration(呼吸作用)、enzyme(酶)和hydrogen peroxide(過氧化氫)等理化指標(biāo)的研究是當(dāng)時(shí)研究的主要關(guān)注點(diǎn)。從2017年至今,隨著對(duì)食用菌保鮮認(rèn)識(shí)的加深,越來越多的研究者對(duì)食用菌的保鮮及劣變現(xiàn)象背后的生物學(xué)機(jī)理進(jìn)行了廣泛探索,其中energy metabolism(能量代謝)關(guān)鍵詞在2019年開始便受到關(guān)注,突發(fā)強(qiáng)度在所有關(guān)鍵詞中最高,且熱度持續(xù)至今。結(jié)合高頻詞的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,認(rèn)為食用菌采后的保鮮及劣變機(jī)理將成為熱點(diǎn)研究方向,其中的能量代謝機(jī)理尤其值得進(jìn)一步探索。
表8 突發(fā)強(qiáng)度排名前11的關(guān)鍵詞Table 8 Top 11 keywords with the strongest citation burst
食用菌保鮮領(lǐng)域的文獻(xiàn)發(fā)表量自2000年以來逐年增加,尤其是2015年后,發(fā)文量加速上升,文獻(xiàn)被引量也與發(fā)文量保持一致,逐漸成為食用菌研究中的熱門領(lǐng)域。中國(guó)作者在該領(lǐng)域的論文數(shù)量占比超過一半,排名前10高被引文獻(xiàn)中有6 篇為中國(guó)作者發(fā)表,與此同時(shí),國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)也展開廣泛的國(guó)際合作,產(chǎn)生了豐富的成果,這些現(xiàn)象都說明中國(guó)作者在這一領(lǐng)域具有巨大而廣泛的影響力。在科研合作中,體現(xiàn)出較為明顯的“距離效應(yīng)”,即地理位置臨近的國(guó)家和研究機(jī)構(gòu)間科研合作更為密切,在合作網(wǎng)絡(luò)中形成了明顯的聚集??梢姡词乖谕ㄓ嵔涣魇侄螛O為便利的近些年,科研合作的距離效應(yīng)仍未消除,本地合作仍然是獲取新知識(shí)的高效手段,而處于職業(yè)生涯早期,工作于排名較低機(jī)構(gòu),合作者較少的作者能從本地合作中獲取最大學(xué)習(xí)效益[37]。由此推測(cè),在作者的本科和研究生階段的學(xué)習(xí)工作過程中形成的學(xué)術(shù)圈[38-39],以及后續(xù)人員流動(dòng)造成的學(xué)術(shù)圈擴(kuò)大,對(duì)該領(lǐng)域合作網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具有重要影響。因此,在新冠疫情影響逐漸降低的情況下,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)國(guó)際和國(guó)內(nèi)線下學(xué)術(shù)交流力度,讓研究者們有機(jī)會(huì)當(dāng)面交流并結(jié)識(shí)更多學(xué)術(shù)同行,產(chǎn)生更多優(yōu)秀的科研合作成果,促進(jìn)良性的學(xué)術(shù)競(jìng)爭(zhēng),推動(dòng)學(xué)科進(jìn)步。
食用菌保鮮手段多種多樣,各自具有不同的側(cè)重點(diǎn)。2.3.1節(jié)回顧了食用菌保鮮研究的發(fā)展歷程,其中一篇發(fā)表于2010年的綜述論文具有最高中介中心性(0.22),其整理了采后雙孢菇品質(zhì)劣變的影響因素,并指出新型天然來源化合物和保鮮包裝材料的研發(fā)將是本領(lǐng)域未來的主要目標(biāo)之一[40]。對(duì)高被引文獻(xiàn)的回顧也證實(shí)了這一觀點(diǎn),排名前10高被引文獻(xiàn)中,除1 篇綜述文獻(xiàn)外,分別有3 篇和5 篇文獻(xiàn)涉及天然化合物處理和包裝材料,表明在學(xué)科發(fā)展的特定階段對(duì)前序研究的高質(zhì)量分析梳理可以預(yù)測(cè)甚至影響學(xué)科未來發(fā)展方向,對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的研究是至關(guān)重要的。值得注意的是,高被引文獻(xiàn)——Effect of plasma activated water on the postharvest quality of button mushrooms,Agaricus bisporus是由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院劉慶紅團(tuán)隊(duì)和北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院張玨團(tuán)隊(duì)合作完成,其中張玨副教授的主要研究領(lǐng)域?yàn)獒t(yī)學(xué)成像新技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)信號(hào)與圖像分析以及等離子體醫(yī)學(xué)[41],該研究使用等離子體醫(yī)學(xué)中的低溫等離子體技術(shù)制備等離子體活化水用于雙孢菇浸泡處理,取得了良好的保鮮和抑菌效果[34]。由此可見,除了加強(qiáng)領(lǐng)域內(nèi)的交流之外,研究者們還應(yīng)對(duì)其他學(xué)科的新理論、新技術(shù)保持關(guān)注,進(jìn)行跨學(xué)科應(yīng)用可能帶來新的成果。
回顧一個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展史是為了更好的預(yù)測(cè)并跟上未來的發(fā)展趨勢(shì)。在2.3.2節(jié)的食用菌保鮮領(lǐng)域知識(shí)模塊中,文獻(xiàn)共被引聚類的標(biāo)簽來自于這些文獻(xiàn)的施引文獻(xiàn)的標(biāo)題,因此可以將聚類標(biāo)簽視為從共被引文獻(xiàn)(知識(shí)基礎(chǔ))中“生長(zhǎng)”出的新知識(shí)(知識(shí)前沿),在一定程度上代表了該領(lǐng)域的發(fā)展前沿[12]。但是,最新發(fā)表的文獻(xiàn)由于缺乏足夠的引用而容易在此類分析中被忽視,因此,2.4.2節(jié)突發(fā)詞分析將文獻(xiàn)關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻率按年度進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并根據(jù)突發(fā)性檢測(cè)算法進(jìn)行計(jì)算[36],得到的突發(fā)詞就可以反映其突發(fā)時(shí)間段的研究熱點(diǎn),而突發(fā)至今仍未結(jié)束的突發(fā)詞就能代表該領(lǐng)域最新的發(fā)展趨勢(shì)[12],并且排除最新文獻(xiàn)引用不足的干擾[13]?;诖?,將文獻(xiàn)共被引分析和突發(fā)詞分析的結(jié)果結(jié)合進(jìn)行綜合分析。在文獻(xiàn)共被引分析中,cell wall metabolism(細(xì)胞壁代謝)、energy metabolism(能量代謝)和active packaging(活性包裝)被認(rèn)為是本領(lǐng)域的前沿內(nèi)容,且研究數(shù)量最多。在突發(fā)詞分析中,energy metabolism(能量代謝)和metabolism(代謝)兩個(gè)關(guān)鍵詞分別于2019年和2020年檢出突發(fā)并延續(xù)至今。結(jié)合兩種分析結(jié)果可知,本領(lǐng)域的關(guān)注點(diǎn)已逐漸轉(zhuǎn)移至食用菌保鮮和劣變過程的代謝機(jī)理研究,其中能量代謝相關(guān)研究值得重點(diǎn)關(guān)注。
食用菌子實(shí)體在采后貯藏過程中,由于失去了培養(yǎng)基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)供給,其組織細(xì)胞處于營(yíng)養(yǎng)匱乏狀態(tài)。細(xì)胞為了維持生存,一方面需要降低代謝速率,另一方面則需將具有物質(zhì)和能量?jī)?chǔ)存功能的細(xì)胞組分分解,產(chǎn)物用于能量供給和物質(zhì)代謝??梢酝茰y(cè),采取保鮮手段處理的子實(shí)體代謝速率和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)下降速率會(huì)低于對(duì)照組。已有大量文獻(xiàn)報(bào)道,保鮮處理組的子實(shí)體與貯藏相同時(shí)間的對(duì)照組相比,呼吸速率和質(zhì)量損失率更低[25,28-29,31,33-34,42],營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)水平更高[28-29,42-44]。由此證明,子實(shí)體的呼吸速率、質(zhì)量損失率、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)水平是評(píng)價(jià)食用菌保鮮效果的重要參數(shù)。微生物侵襲也是導(dǎo)致食用菌劣變的重要因素。在2002—2010年的多項(xiàng)研究中,應(yīng)用純培養(yǎng)方法的研究認(rèn)為假單胞菌(Pseudomonas)是導(dǎo)致食用菌腐敗的主要物種[45-47]。隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,基于原核生物16S rRNA和真核生物內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)擴(kuò)增子的高通量測(cè)序法可以獲得樣品更精確且豐富的微生物信息,被越來越多的學(xué)者認(rèn)可。安花弘等[48]應(yīng)用擴(kuò)增子高通量測(cè)序方法對(duì)雙孢菇表面細(xì)菌進(jìn)行研究后認(rèn)為,除假單胞菌外,還需要關(guān)注土地桿菌屬(Pedobacter)、鞘氨醇桿菌屬(Sphingobacterium)和沙雷氏菌屬(Serratia)的細(xì)菌在食用菌劣變中起到的作用。需要注意的是,高通量測(cè)序等免培養(yǎng)方法得到的結(jié)果僅能反應(yīng)食用菌劣變過程中微生物群落的變化情況,無法提供某種微生物導(dǎo)致食用菌腐敗的直接證據(jù),因此單獨(dú)使用免培養(yǎng)方法得到的結(jié)論可能缺乏有力支撐。由于純培養(yǎng)和免培養(yǎng)方法具有各自的特點(diǎn)和局限性,得到的結(jié)果可能存在較大差異。羅巧珍[49]從腐敗食用菌樣品中分離得到12 株腐敗菌,經(jīng)回接驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)香菇、杏鮑菇和蟹味菇的主要腐敗菌為戴爾福特菌(Delftiasp.XBX-1)、乳酸乳球菌亞種(Lactococcus lactissubsp.XBX-2)、腸球菌(Enterococcus gilvusXWX-6)、鞘氨醇桿菌(Sphingobacterium mizutaiiXWX-2)和產(chǎn)酸克雷伯菌(Klebsiella oxytocaX-10)。與前述其他研究不同,此研究并未發(fā)現(xiàn)假單胞菌的致腐敗證據(jù),而鞘氨醇桿菌則與安花弘等[48]的結(jié)果一致??梢钥闯?,不同食用菌在不同的保鮮處理下,微生物侵襲致腐的情況較為復(fù)雜,須結(jié)合純培養(yǎng)和免培養(yǎng)方法進(jìn)行進(jìn)一步深入研究。
香菇是我國(guó)產(chǎn)量最大的食用菌,根據(jù)中國(guó)食用菌協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2020年我國(guó)香菇產(chǎn)量超過1 000萬 t,遠(yuǎn)超其他品種[50]。但長(zhǎng)久以來,香菇的內(nèi)源性甲醛是困擾消費(fèi)者的重要問題,如何認(rèn)識(shí)和調(diào)控內(nèi)源性甲醛的生成并降低香菇甲醛含量成為本領(lǐng)域的重要課題之一。香菇的內(nèi)源性甲醛最初在20世紀(jì)70年代由多位日本學(xué)者發(fā)現(xiàn),后續(xù)研究表明香菇內(nèi)源性甲醛是其含硫風(fēng)味物質(zhì)的代謝副產(chǎn)物,其生成過程與γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶(γ-glutamyl transpeptidase,GGT)和半胱氨酸亞砜裂解酶(S-alkyl-Lcysteine sulfoxide lyase,C-S lyase)活性高度相關(guān)[51-53]。在GGT和C-S lyase的分步催化下,風(fēng)味前體物質(zhì)香菇酸(γ-谷氨酰-S-烷基-半胱氨酸亞砜)脫去γ-谷氨酰肽、氨基酸、丙酮酸后生成多聚硫化合物,多聚硫化合物可通過非酶促反應(yīng)生成香菇特征風(fēng)味物質(zhì)香菇精和甲醛等副產(chǎn)物[54-55]。香菇的內(nèi)源性甲醛生成過程與其生長(zhǎng)和采后加工過程密切相關(guān)[56]。根據(jù)內(nèi)源性甲醛生成機(jī)理,調(diào)控香菇子實(shí)體甲醛含量可以從轉(zhuǎn)化內(nèi)源性甲醛[57-59]、保鮮處理[60-61]、優(yōu)化香菇干燥工藝[62-63]等方面入手,多種處理均可有效抑制GGT和C-S lyase活性,降低內(nèi)源性甲醛的生成??梢钥闯?,甲醛生成的過程同時(shí)也是香菇積累風(fēng)味物質(zhì)的過程,對(duì)香菇品質(zhì)的形成具有重要作用,因此其調(diào)控和消解處理需要盡量降低對(duì)風(fēng)味物質(zhì)積累的影響。
在對(duì)本領(lǐng)域重要文獻(xiàn)梳理后,筆者認(rèn)為發(fā)生上述劣變的直接原因是細(xì)胞ROS積累導(dǎo)致的氧化脅迫,而根本原因則是細(xì)胞能量代謝失衡。推測(cè)食用菌采后劣變過程如下:子實(shí)體在采收過程中產(chǎn)生細(xì)胞損傷,與根部菌絲體分離后失去營(yíng)養(yǎng)供給,產(chǎn)生了損傷脅迫和“饑餓”脅迫[64]。在此條件下,子實(shí)體細(xì)胞為了維持正常生理功能,碳水化合物活性酶開始將胞內(nèi)糖類物質(zhì)連同木質(zhì)素、葡聚糖、幾丁質(zhì)等細(xì)胞壁主要組分作為產(chǎn)能底物[65-67]分解,與此同時(shí),脂肪酸和氨基酸同樣被分解用于產(chǎn)能[68-69]。脂肪酸在過氧化物酶體中進(jìn)行β-氧化分解時(shí),除了進(jìn)行產(chǎn)能相關(guān)反應(yīng)外,還會(huì)被脂酰輔酶A氧化酶催化生成H2O2[70-72]。而氨基酸分解代謝除了生成H2O2和三羧酸循環(huán)中間代謝物外,還能生成NAD(P)H用于產(chǎn)能及提供抗氧化活性[70,73]。這些產(chǎn)能底物參與到糖酵解、三羧酸循環(huán)等產(chǎn)能反應(yīng)中經(jīng)呼吸鏈生成ATP,還參與到磷酸戊糖途經(jīng)產(chǎn)生重要的還原劑NADPH。這些分解反應(yīng)使得維持細(xì)胞正常結(jié)構(gòu)和生理功能的物質(zhì)大量消耗而得不到及時(shí)補(bǔ)充,細(xì)胞生存狀態(tài)開始發(fā)生惡化。在此過程中,發(fā)生于線粒體的氧化磷酸化反應(yīng)除了產(chǎn)生能量的同時(shí),還會(huì)產(chǎn)生ROS[74-75]。在正常情況下,低劑量的ROS可作為信號(hào)分子調(diào)控細(xì)胞信號(hào)通路[76-78],但如果ROS大量生成,則會(huì)對(duì)細(xì)胞內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)產(chǎn)生巨大壓力,當(dāng)ROS累積到高劑量時(shí),會(huì)對(duì)蛋白質(zhì)、脂類、核酸等重要的生物大分子造成損害[79-82]。SOD和CAT作為細(xì)胞內(nèi)主要抗氧化酶,與AsA、谷胱甘肽(glutathione,GSH)等抗氧化物形成細(xì)胞內(nèi)的重要抗氧化體系[83-84],其中AsA-GSH循環(huán)為細(xì)胞內(nèi)再生AsA的主要途徑,其運(yùn)作依賴于能量和NADPH的供給[84-86]。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)分解代謝產(chǎn)生過度消耗時(shí),細(xì)胞生存狀態(tài)進(jìn)一步惡化,無法提供充足的抗氧化活性,細(xì)胞內(nèi)ROS-抗氧化平衡被打破,ROS積累使細(xì)胞發(fā)生氧化應(yīng)激,導(dǎo)致線粒體功能障礙[64,87],細(xì)胞能量代謝受到影響,戊糖磷酸途徑受到抑制,能量和NADPH供應(yīng)不足,進(jìn)一步加劇了細(xì)胞代謝失衡,在這一系列的惡性循環(huán)中,最終導(dǎo)致食用菌子實(shí)體的褐變、軟化、自溶等劣變[10,68,87-88]。因此,維持細(xì)胞正常生理功能,尤其是能量代謝相關(guān)途徑和抗氧化活性相關(guān)的戊糖磷酸途徑,對(duì)食用菌抵御采后劣變具有重要意義,這些途徑中可能存在關(guān)鍵保鮮靶點(diǎn),對(duì)新型保鮮技術(shù)的開發(fā)和分子機(jī)理的闡明具有重要參考價(jià)值。
本文使用文獻(xiàn)計(jì)量可視化軟件CiteSpace對(duì)食用菌保鮮領(lǐng)域的研究進(jìn)行了回顧梳理,得出以下主要結(jié)論:
1)2015年后本領(lǐng)域快速發(fā)展的趨勢(shì)延續(xù)至今,中國(guó)研究機(jī)構(gòu)和作者在本領(lǐng)域擁有巨大的影響力,開展了廣泛合作,取得了最多的成果。在新冠疫情緩和的當(dāng)下,應(yīng)加強(qiáng)國(guó)際和國(guó)內(nèi)的線下學(xué)術(shù)交流,其他學(xué)科理論和技術(shù)的跨學(xué)科應(yīng)用可能帶來新的成果。
2)本領(lǐng)域?qū)W科發(fā)展過程中經(jīng)歷了多個(gè)階段,不同階段的研究主題發(fā)生了多次輪替,其中細(xì)胞壁代謝,能量代謝和活性包裝3 個(gè)方向的相關(guān)研究延續(xù)至今且數(shù)量最多,是本領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn),其中能量代謝方向尤其值得關(guān)注。
3)維持食用菌采后細(xì)胞的正常生理功能對(duì)延緩子實(shí)體劣變具有重要意義,其中能量代謝相關(guān)途徑和抗氧化活性相關(guān)的戊糖磷酸途徑值得重點(diǎn)關(guān)注,據(jù)此探索新型保鮮技術(shù)并闡明其分子機(jī)理是未來研究的重要方向。
目前對(duì)于食用菌保鮮問題的研究已經(jīng)成為了一個(gè)多學(xué)科交叉的領(lǐng)域,未來需要在保鮮效果、機(jī)理和技術(shù)等方面進(jìn)行系統(tǒng)性研究,以期更好地解決食用菌采后劣變等問題并推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,為食用菌保鮮提供更好的解決方案。