γ-氨基丁酸對雙孢蘑菇貯藏品質的影響

李 靜，李順峰，劉麗娜，高帥平，王安建，田廣瑞

（1.河南省農業(yè)科學院農副產品加工研究中心，河南 鄭州 450002；2.桂林理工大學化學與生物工程學院，廣西 桂林 541004）

γ-氨基丁酸對雙孢蘑菇貯藏品質的影響

李 靜1,2，李順峰1，劉麗娜1，高帥平1，王安建1，田廣瑞1

（1.河南省農業(yè)科學院農副產品加工研究中心，河南 鄭州 450002；2.桂林理工大學化學與生物工程學院，廣西 桂林 541004）

為了探討γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）處理對雙孢蘑菇貯藏品質的影響，研究了不同濃度GABA處理不同時間對雙孢蘑菇冷藏（4 ℃、相對濕度85%）期間質量損失率、硬度和顏色的影響，確定適宜的GABA處理條件，同時研究了適宜條件GABA處理對冷藏雙孢蘑菇總酚、抗壞血酸含量以及多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、過氧化物酶（peroxidase，POD）、苯丙氨酸解氨酶（phenylalnine ammonialyase，PAL）活力的影響。結果表明，GABA處理能夠降低雙孢蘑菇的質量損失率、較好地保持其硬度和顏色；其中5 mmol/L GABA處理5 min的保鮮效果最好，在此條件下，冷藏12 d后雙孢蘑菇的質量損失率比對照組低44.76%、硬度和L*值分別比對照組高28.54%和9.41%。同時適宜條件GABA處理能促進雙孢蘑菇總酚和抗壞血酸的積累、降低PPO和POD的活力以及提高PAL的活力。因此，GABA處理較好地保持了雙孢蘑菇的貯藏品質，延長了貯藏時間。

γ-氨基丁酸；雙孢蘑菇；褐變；品質

雙孢蘑菇（Agaricus bisporus）不僅營養(yǎng)價值高，含有豐富的蛋白質、氨基酸、維生素和礦物質，而且具有很好的降血壓、降血脂、抗腫瘤、抗菌、消炎護肝等多種保健價值[1-2]。據中國食用菌協(xié)會統(tǒng)計，2014年我國雙孢蘑菇產量達230萬 t，約占全球產量與出口量的50%[3-4]。然而雙孢蘑菇采后不耐貯藏，極易產生失水、褐變、軟化等品質劣變現象，常溫僅可貯藏1～2 d。研究表明，低溫氣調貯藏對雙孢蘑菇的保鮮效果最好，但存在高成本、高能耗的缺點[5-6]。應用最廣的抗壞血酸、亞硫酸鹽、半胱氨酸、檸檬酸等化學保鮮方法，雖然具有操作簡單、成本低、效果好的優(yōu)點，但仍存在品質不穩(wěn)定、保鮮劑濫用等問題[5-9]，尤其是亞硫酸鹽等化學藥劑普遍存在高殘留、人體健康危害和環(huán)境污染等問題。隨著人們生活水平和安全意識的不斷提高，對食品安全和品質的要求也越來越高，尋找環(huán)保無毒的綠色保鮮劑受到越來越多的關注。

γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）是一種以自由態(tài)廣泛存在于動植物和微生物中的四碳非蛋白質氨基酸[10]，作為一種新型食品功能性因子已被批準在食品中使用，而且美國環(huán)境保護署也已經確認這種物質在植物或果實上使用時對環(huán)境和人體健康無任何毒副作用[11]。因此，近年來GABA的研究和開發(fā)已成為一個新的熱點。研究表明，GABA在調節(jié)植物細胞對逆境的反應和提高植物對逆境的適應性中發(fā)揮著重要的作用[12]。外源GABA能夠促進桃[13-14]、香蕉[15]等果實內源GABA和脯氨酸的積累，提高抗氧化系統(tǒng)酶活力和維持能量水平，降低活性氧的積累和膜脂過氧化程度，進而提高果實的抗冷性。Park等[16]研究發(fā)現，GABA可能在假單胞菌與植物互作的過程中具有多重功能，通過提高該物質含量增強植株的抗病性；Yu Chen等[17]發(fā)現外源GABA能夠誘導梨果實對青霉菌產生抗性。Liu Ying等[18]發(fā)現速凍雙孢蘑菇體內的GABA含量高于新鮮菇體內的含量，這說明低溫有可能激發(fā)了雙孢蘑菇內源GABA的積累。

通過研究不同濃度GABA處理不同時間對雙孢蘑菇質量損失率、硬度和褐變的影響，確定GABA對雙孢蘑菇的適宜處理條件，進一步研究該處理條件對雙孢蘑菇貯藏品質的影響，進而為基于GABA活性的新型、綠色防腐保鮮劑的開發(fā)提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雙孢蘑菇采自洛陽奧達特食用菌技術開發(fā)有限公司，采收后分層放入貯運保鮮箱，預冷后立即運回實驗室進行處理，選取大小、成熟度一致、顏色潔白、無開傘、無病蟲害和機械損傷的雙孢蘑菇進行實驗。

GABA（99%） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；福林-酚試劑 北京索萊寶科技有限公司；所有檢測用化學試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

Color Flex EZ色差儀 美國Hunterlab公司；TMS-Pro質構儀 美國Food Technology 公司；UV1800紫外分光光度計 島津儀器（蘇州）有限公司；FA2004C分析天平 上海越平科學儀器有限公司；H2050R臺式高速冷凍離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；Revco ExF24086V超低溫冰箱美國Thermo公司；LHS-250HC-Ⅱ恒溫恒濕箱 上海一恒科學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

常溫（20±1） ℃條件下，將雙孢蘑菇分別在濃度為1、5、10 mmol/L的GABA溶液中浸泡3 min或者將雙孢蘑菇在5 mmol/L GABA溶液中分別浸泡3、5、10 min，取出瀝干水分后，放置于塑料筐內并用聚乙烯保鮮膜（氧氣透過率（14 200±5 680）cm3/（m2·24 h·atm）、二氧化碳透過率（65 000±1 300）cm3/（m2·24 h·atm）、透濕量（68.0±13.6）g/（m2·24 h））包裹，在4 ℃、相對濕度85%條件下進行貯藏，以清水處理的雙孢蘑菇為對照。每筐裝入15 個雙孢蘑菇，每個處理設3 次重復。每隔3 d取樣1 次，進行硬度、質量、顏色評價后，用液氮將鮮樣凍干粉碎后貯藏于-80 ℃冰箱備用。

1.3.2 質量損失率測定

參照Gao Mengsha等[2]的方法測定。

1.3.3 硬度測定

參照李靜等[19]的方法測定。采用TMS-Pro質構儀對雙孢蘑菇進行全質構分析（texture profile analysis，TPA），記錄其硬度的變化，每個處理測定15 個整菇。測定參數如下：直徑5 cm的圓柱形平板探頭，壓縮程度為30%，測試速率為1.0 mm/s，觸發(fā)力為0.3 N。

1.3.4 顏色評價

用色差儀測定雙孢蘑菇蓋的黑白度L*值、紅綠度a*值、黃藍度b*值，儀器用標準白板（L*＝94.11、a*＝-1.08、b*＝2.13）校正，每個處理測定12 個整菇，用L*值表示顏色變化，L*值越高表示褐變程度越輕，品質越好。

1.3.5 總酚含量測定

總酚含量采用福林-酚法測定，用沒食子酸當量（mg/g）表示[2]。

1.3.6 抗壞血酸含量測定

取雙孢蘑菇凍干粉1.0 g，加入質量分數為1%的偏磷酸溶液7 mL，室溫下提取45 min，然后在10 000×g下離心5 min。采用Vaz等[20]的方法測定上清液中抗壞血酸的含量，結果以mg/g表示。

1.3.7 多酚氧化酶、過氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶活力測定

取雙孢蘑菇凍干粉1.0 g，加入50 mmol/L pH 7.8磷酸鈉緩沖液（含0.8 g/L聚乙烯比咯烷酮和1 mmol/L乙二胺四乙酸二鈉）5 mL，冰浴提取10 min，10 000 r/min離心15 min（4 ℃），上清液即為粗酶液，參照Gao Mengsha等[2]的方法測定多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、過氧化物酶（peroxidase，POD）和苯丙氨酸解氨酶（phenylalnine ammonialyase，PAL）的活力。蛋白質含量的測定采用考馬斯亮藍法[21]，以牛血清白蛋白作標準曲線。

1.4 數據處理

所有實驗均重復3 次，實驗結果用 ±s表示，采用SPSS 17.0軟件進行單因素方差分析（Duncan法，顯著水平P＜0.05），采用SigmaPlot 12.5軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同濃度GABA處理對雙孢蘑菇質量損失率、硬度和顏色的影響

雙孢蘑菇表面無保護組織，采后易受微生物污染，且含水量高、呼吸旺盛，極易發(fā)生失水、褐變、軟化等品質劣變現象[2,4-9]。因此質量損失率、硬度和顏色是評價新鮮雙孢蘑菇品質的重要指標。

圖1 不同濃度GABA處理對雙孢蘑菇質量損失率（a）、硬度（b）和L*值（c）的影響Fig. 1 Effect of GABA concentration on mass loss rate (a), hardness (b)and L* value (c) of Agaricus biaporus

研究表明，質量損失率達5%的雙孢蘑菇就會表面萎蔫變軟、鮮度下降，同時質量損失可引起體內PPO等酶活力升高，加重褐變程度[7]。由圖1a可知，隨著貯藏時間的延長，雙孢蘑菇的質量損失率逐漸增大，GABA處理能夠顯著降低雙孢蘑菇的質量損失（P＜0.05），這可能與外源GABA促進內源GABA的積累有關，GABA可以作為小分子滲透調節(jié)物質，降低細胞質內的滲透水壓，提高細胞保水性能[22]。其中5 mmol/L和10 mmol/L GABA處理的保水效果較好，且兩者之間并無顯著差別（P＞0.05），考慮到節(jié)約成本的原則，選擇5 mmol/L GABA處理。

硬度是反映雙孢蘑菇品質、代謝和水分變化的重要指標，硬度的快速下降是雙孢蘑菇采后貨架期短和易受真菌侵染的主要原因之一[2,5-7]。由圖1b可知，雙孢蘑菇的硬度隨貯藏時間的延長呈逐漸下降趨勢；與對照相比，1、5、10 mmol/L GABA處理均能顯著保持雙孢蘑菇的硬度（P＜0.05），且三者之間并無顯著差異（P＞0.05），相對來說5 mmol/L GABA的效果最好，這可能與GABA能減少雙孢蘑菇的失水和抑制其表面微生物的危害有關。果蔬硬度的維持主要取決于細胞的膨壓，而細胞的膨壓與水分含量密切相關[23]，如前所述，一定濃度的外源GABA處理能夠減少雙孢蘑菇的失水，使其保持較高的含水量，維持較高的細胞膨壓，進而可以較好地保持其硬度。軟化的發(fā)生可能與采后蘑菇表面細菌酶引起的細胞壁降解和內源性自溶素活性的增強有關[24]。研究表明，雙孢蘑菇表面的微生物主要是假單胞菌屬細菌，還有少量霉菌[5]，這些微生物能夠分解細胞內基質和減小中央液泡，導致部分細胞破裂和喪失膨壓，進而使蘑菇變軟[2]，而GABA能夠提高植物的抗病性，減少病原微生物對植物的傷害[16-17]。

顏色是評價雙孢蘑菇品質的重要指標，也是消費者判斷雙孢蘑菇是否可接受的重要參數[5]。本實驗采用L*值來反映雙孢蘑菇的顏色變化，L*值越高表示褐變程度越輕，品質越好，L*值低于69的雙孢蘑菇已不能被消費者所接受[25]。由圖1c可知，雙孢蘑菇的L*值隨著貯藏時間的延長逐漸下降。對照組的L*值下降速率較快，貯藏12 d后L*值從81.88降到68.79，而其他處理組貯藏6 d前L*值的波動不大，貯藏6 d后的下降速度逐漸增大。5 mmol/L GABA處理效果最好，貯藏12 d時的L*值為74.67，顯著高于對照組（P＜0.05）。

綜上所述，1 mmol/L GABA處理即可降低雙孢蘑菇的質量損失率，延緩其硬度和L*值下降，較好地保持雙孢蘑菇的品質，隨著處理濃度的增加，保鮮效果逐漸增強。5、10 mmol/L GABA處理對雙孢蘑菇的保鮮效果較好，且兩者之間并無顯著差異（P＞0.05），綜合考慮成本因素，GABA處理雙孢蘑菇的濃度選擇5 mmol/L為宜。

2.2 不同GABA處理時間對雙孢蘑菇質量損失率、硬度和顏色的影響

圖2 不同GABA處理時間對雙孢蘑菇質量損失率（a）、硬度（b）和L*值（c）的影響Fig. 2 Effect of GABA treatment time on mass loss rate (a), hardness (b)and L* value (c) of Agaricus biaporus

采用5 mmol/L GABA分別處理3、5、10 min，研究不同處理時間對雙孢蘑菇質量損失率、硬度和顏色的影響，結果如圖2所示。隨著貯藏時間的延長，雙孢蘑菇的質量損失率逐漸增大，5 mmol/L GABA處理雙孢蘑菇3、5、10 min均能夠顯著降低雙孢蘑菇的質量損失率（P＜0.05），三者之間無顯著差異（P＞0.05），其中處理5 min的效果相對較好一些。從圖2b、c可以看出，隨貯藏時間的延長，雙孢蘑菇的硬度和L*值均呈逐漸下降趨勢；與對照組相比，5 mmol/L GABA處理3 min即可顯著延緩雙孢蘑菇的硬度和L*值的下降（P＜0.05），各處理時間對硬度的影響并無顯著差異（P＞0.05）；處理5、10 min的雙孢蘑菇貯藏12 d后的L*值分別為76.36和76.19，高于處理3 min的L*值，且兩者之間無顯著差異（P＞0.05）。綜合考慮GABA處理時間對雙孢蘑菇質量損失率、硬度和L*值的影響，遵循節(jié)約時間的原則，選擇處理5 min為宜。在此條件下，冷藏12 d后雙孢蘑菇的質量損失率比對照組低44.76%、硬度和L*值分別比對照組高28.54%和9.41%。

2.3 GABA處理對雙孢蘑菇總酚含量的影響

圖3 GABA處理對雙孢蘑菇總酚含量的影響Fig. 3 Effect of GABA treatment on total phenol content of Agaricus biaporus

酚類物質是導致雙孢蘑菇酶促褐變的底物，也是雙孢蘑菇體內主要的抗氧化物質，能有效清除自由基[2,23]。從圖3可以看出，在整個貯藏期雙孢蘑菇體內的總酚含量呈先略微上升后下降的趨勢。這可能與雙孢蘑菇的抗逆反應有關。隨著貯藏時間的延長，環(huán)境的脅迫導致雙孢蘑菇組織內產生更多酚類物質，以增強其對不良環(huán)境的抗逆性[23]。GABA處理的雙孢蘑菇的總酚含量在貯藏6 d后均高于對照組，貯藏第12 天時雙孢蘑菇的總酚含量為50.87 μg/g，顯著高于對照組（P＜0.05）。這表明低褐變程度可能與高總酚含量有關，總酚含量是雙孢蘑菇褐變的限制因素。本研究表明5 mmol/L GABA處理5 min能夠較好地保持雙孢蘑菇總酚的含量，進而減輕其褐變程度，提高其商品和營養(yǎng)價值。

2.4 GABA處理對雙孢蘑菇抗壞血酸含量的影響

抗壞血酸是雙孢蘑菇體內重要的營養(yǎng)成分之一，也是一種重要的抗氧化劑，可還原消除活性氧，減輕組織損傷[19,26]；然而該物質不穩(wěn)定，易被氧化分解，是雙孢蘑菇非酶促褐變的原因之一[5,19]。由圖4可知，雙孢蘑菇體內的抗壞血酸含量隨著貯藏時間的延長而降低，GABA處理的雙孢蘑菇的抗壞血酸含量在整個貯藏過程中均高于對照組，貯藏12 d時雙孢蘑菇的抗壞血酸含量為1 137.44 μg/g，顯著高于對照（P＜0.05）。這說明5 mmol/L GABA處理5 min可以較好地保持雙孢蘑菇體內的抗壞血酸含量。

2.5 GABA處理對雙孢蘑菇PPO、POD、PAL活力的影響

褐變是導致雙孢蘑菇品質下降的重要因素。普遍認為雙孢蘑菇的褐變是由酚類物質氧化生成的黑色素積累導致，細胞內能夠氧化酚類底物的酶主要涉及2 種：PPO和POD[27]。PPO是一類含銅氧化還原酶，能催化酚類物質生成醌類物質，并最終引起酶促褐變。研究表明，雙孢蘑菇的褐變以PPO有氧條件下催化酚類物質氧化和聚合生成黑色素的酶促褐變?yōu)橹鱗5]。POD是廣泛存在于植物中的鐵卟啉金屬有機催化劑，POD在H2O2存在的情況下，能將酚類物質和類黃酮氧化聚合而形成褐色物質引起褐變[27]。PAL是苯丙烷類物質代謝途徑中重要的酶之一，催化L-苯丙氨酸解氨生成反式肉桂酸，再經過一系列轉變形成各種酚、木質素、花青素、生物堿等，形成的酚為褐變反應提供底物[23,27]。

圖5 GABA處理對雙孢蘑菇PPO（a）、POD（b）和PAL（c）活力的影響Fig. 5 Effect of GABA treatment on PPO (a), POD (b) and PAL (c)activities of Agaricus biaporus

由圖5a可知，在貯藏期間，雙孢蘑菇PPO活力呈先上升后下降的趨勢，并在第9天達到峰值，GABA處理的PPO活力顯著低于對照（P＜0.05）。從圖5b可以看出，隨著時間的推移，雙孢蘑菇POD活力呈先升高后下降的趨勢，在貯藏第3天達到峰值。GABA處理的POD活力低于對照組，GABA處理降低了PPO和POD的活力，抑制了雙孢蘑菇的褐變。由圖5c可知，在貯藏初期（0～6 d），PAL活力呈緩慢下降趨勢，隨著貯藏時間的推移，PAL活力又呈先略微上升再下降的變化趨勢；GABA處理的雙孢蘑菇PAL活力在整個貯藏期均高于對照組。有研究表明，某些水果中酚類物質和花色素苷的積累與PAL活力的增加正相關[28]，本研究結果也表明GABA處理可能通過延緩雙孢蘑菇PAL活力的下降進而激發(fā)其酚類物質的積累。

3 結 論

1、5、10 mmol/L GABA處理雙孢蘑菇3 min均可降低雙孢蘑菇的質量損失率，延緩其硬度和L*值下降，具有較好的保鮮效果，且隨著處理濃度的增加，保鮮效果逐漸增強，其中5 mmol/L和10 mmol/L處理之間并無顯著差異（P＞0.05）。綜合成本等因素，GABA處理濃度選擇5 mmol/L為宜。5 mmol/L GABA處理雙孢蘑菇3～10 min均能顯著降低其質量損失率、延緩其硬度和L*值的下降（P＜0.05），各處理時間對質量損失率和硬度的影響并無顯著差異（P＞0.05），但是處理5 min和10 min 的雙孢蘑菇在貯藏12 d后的L*值均顯著高于處理3 min的L*值（P＜0.05），且兩者之間無顯著差異（P＞0.05）。綜合考慮GABA處理時間對各指標的影響，并遵循節(jié)約時間的原則，選擇處理5 min為宜。綜上所述，GABA處理雙孢蘑菇的適宜條件為：5 mmol/L GABA浸泡處理5 min。

5 mmol/L GABA浸泡處理雙孢蘑菇5 min，可顯著降低其質量損失率、延緩其硬度的下降（P＜0.05），冷藏12 d后雙孢蘑菇的質量損失率比對照組低44.76%、硬度和L*值分別高28.54%和9.41%，同時能夠降低PPO、POD活力，提高PAL活力，促進酚類物質的積累和較好地保持抗壞血酸的含量，進而減輕其褐變程度，具有較好的保鮮效果。

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Effect of γ-Aminobutyric Acid Treatment on Postharvest Quality of Agaricus bisporus

LI Jing1,2, LI Shunfeng1, LIU Lina1, GAO Shuaiping1, WANG Anjian1, TIAN Guangrui1
(1. Institute Center of Agro-Products Processing, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, China;2. College of Chemistry and Bioengineering, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China)

To determine the optimum conditions of γ-aminobutyric acid (GABA) treatment, the effects of GABA treatment at different concentration for different times on the weight loss, hardness and color of Agaricus bisporus were investigated during cold storage (at 4 ℃ and relative humidity of 85%). Moreover, the changes in total phenol, ascorbic acid, and polyphenol oxidase (PPO), peroxidase (POD) and phenylalanine ammonialyase (PAL) activities were measured. The results showed that GABA treatment could decrease the mass loss rate and maintain the hardness and color of A. bisporus, and the suitable treatment condition was 5 mmol/L GABA for 5 min. Under this condition, the mass loss rate of A. bisporus on the 12thday was 44.76%, which was lower than that of the control group, and the hardness and L* value were 28.54% and 9.41%,which were higher than those of control group, respectively. Meanwhile, GABA treatment could promote the accumulation of total phenols and ascorbic acid, decrease the activities of PPO and POD, and improve the activity of PAL. Thus, the storage quality of A. bisporus was well maintained, and the storage life was prolonged by suitable GABA treatment.

γ-aminobutyric acid (GABA); Agaricus bisporus; browning; quality

10.7506/spkx1002-6630-201801041

TS255.3

A

1002-6630（2018）01-0273-06

李靜, 李順峰, 劉麗娜, 等. γ-氨基丁酸對雙孢蘑菇貯藏品質的影響[J]. 食品科學, 2018, 39(1): 273-278.

10.7506/spkx1002-6630-201801041. http://www.spkx.net.cn

LI Jing, LI Shunfeng, LIU Lina, et al. Effect of γ-aminobutyric acid treatment on postharvest quality of Agaricus bisporus[J]. Food Science, 2018, 39(1): 273-278. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201801041. http://www.spkx.net.cn

2016-11-07

河南省基礎與前沿技術研究計劃項目（162300410254）；河南省農業(yè)科學院優(yōu)秀青年科技基金項目（2016YQ23）；河南省科技廳科技攻關計劃（農業(yè)領域）項目（172102110085）

李靜（1981—），女，助理研究員，博士，研究方向為農產品貯藏與加工。E-mail：ruochenjl@163.com