γ-氨基丁酸对双孢蘑菇贮藏品质的影响

李 静，李顺峰，刘丽娜，高帅平，王安建，田广瑞

（1.河南省农业科学院农副产品加工研究中心，河南 郑州 450002；2.桂林理工大学化学与生物工程学院，广西 桂林 541004）

γ-氨基丁酸对双孢蘑菇贮藏品质的影响

李 静1,2，李顺峰1，刘丽娜1，高帅平1，王安建1，田广瑞1

（1.河南省农业科学院农副产品加工研究中心，河南 郑州 450002；2.桂林理工大学化学与生物工程学院，广西 桂林 541004）

为了探讨γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）处理对双孢蘑菇贮藏品质的影响，研究了不同浓度GABA处理不同时间对双孢蘑菇冷藏（4 ℃、相对湿度85%）期间质量损失率、硬度和颜色的影响，确定适宜的GABA处理条件，同时研究了适宜条件GABA处理对冷藏双孢蘑菇总酚、抗坏血酸含量以及多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、过氧化物酶（peroxidase，POD）、苯丙氨酸解氨酶（phenylalnine ammonialyase，PAL）活力的影响。结果表明，GABA处理能够降低双孢蘑菇的质量损失率、较好地保持其硬度和颜色；其中5 mmol/L GABA处理5 min的保鲜效果最好，在此条件下，冷藏12 d后双孢蘑菇的质量损失率比对照组低44.76%、硬度和L*值分别比对照组高28.54%和9.41%。同时适宜条件GABA处理能促进双孢蘑菇总酚和抗坏血酸的积累、降低PPO和POD的活力以及提高PAL的活力。因此，GABA处理较好地保持了双孢蘑菇的贮藏品质，延长了贮藏时间。

γ-氨基丁酸；双孢蘑菇；褐变；品质

双孢蘑菇（Agaricus bisporus）不仅营养价值高，含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素和矿物质，而且具有很好的降血压、降血脂、抗肿瘤、抗菌、消炎护肝等多种保健价值[1-2]。据中国食用菌协会统计，2014年我国双孢蘑菇产量达230万 t，约占全球产量与出口量的50%[3-4]。然而双孢蘑菇采后不耐贮藏，极易产生失水、褐变、软化等品质劣变现象，常温仅可贮藏1～2 d。研究表明，低温气调贮藏对双孢蘑菇的保鲜效果最好，但存在高成本、高能耗的缺点[5-6]。应用最广的抗坏血酸、亚硫酸盐、半胱氨酸、柠檬酸等化学保鲜方法，虽然具有操作简单、成本低、效果好的优点，但仍存在品质不稳定、保鲜剂滥用等问题[5-9]，尤其是亚硫酸盐等化学药剂普遍存在高残留、人体健康危害和环境污染等问题。随着人们生活水平和安全意识的不断提高，对食品安全和品质的要求也越来越高，寻找环保无毒的绿色保鲜剂受到越来越多的关注。

γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）是一种以自由态广泛存在于动植物和微生物中的四碳非蛋白质氨基酸[10]，作为一种新型食品功能性因子已被批准在食品中使用，而且美国环境保护署也已经确认这种物质在植物或果实上使用时对环境和人体健康无任何毒副作用[11]。因此，近年来GABA的研究和开发已成为一个新的热点。研究表明，GABA在调节植物细胞对逆境的反应和提高植物对逆境的适应性中发挥着重要的作用[12]。外源GABA能够促进桃[13-14]、香蕉[15]等果实内源GABA和脯氨酸的积累，提高抗氧化系统酶活力和维持能量水平，降低活性氧的积累和膜脂过氧化程度，进而提高果实的抗冷性。Park等[16]研究发现，GABA可能在假单胞菌与植物互作的过程中具有多重功能，通过提高该物质含量增强植株的抗病性；Yu Chen等[17]发现外源GABA能够诱导梨果实对青霉菌产生抗性。Liu Ying等[18]发现速冻双孢蘑菇体内的GABA含量高于新鲜菇体内的含量，这说明低温有可能激发了双孢蘑菇内源GABA的积累。

通过研究不同浓度GABA处理不同时间对双孢蘑菇质量损失率、硬度和褐变的影响，确定GABA对双孢蘑菇的适宜处理条件，进一步研究该处理条件对双孢蘑菇贮藏品质的影响，进而为基于GABA活性的新型、绿色防腐保鲜剂的开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

双孢蘑菇采自洛阳奥达特食用菌技术开发有限公司，采收后分层放入贮运保鲜箱，预冷后立即运回实验室进行处理，选取大小、成熟度一致、颜色洁白、无开伞、无病虫害和机械损伤的双孢蘑菇进行实验。

GABA（99%） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；福林-酚试剂 北京索莱宝科技有限公司；所有检测用化学试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

Color Flex EZ色差仪 美国Hunterlab公司；TMS-Pro质构仪 美国Food Technology 公司；UV1800紫外分光光度计 岛津仪器（苏州）有限公司；FA2004C分析天平 上海越平科学仪器有限公司；H2050R台式高速冷冻离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；Revco ExF24086V超低温冰箱美国Thermo公司；LHS-250HC-Ⅱ恒温恒湿箱 上海一恒科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

常温（20±1） ℃条件下，将双孢蘑菇分别在浓度为1、5、10 mmol/L的GABA溶液中浸泡3 min或者将双孢蘑菇在5 mmol/L GABA溶液中分别浸泡3、5、10 min，取出沥干水分后，放置于塑料筐内并用聚乙烯保鲜膜（氧气透过率（14 200±5 680）cm3/（m2·24 h·atm）、二氧化碳透过率（65 000±1 300）cm3/（m2·24 h·atm）、透湿量（68.0±13.6）g/（m2·24 h））包裹，在4 ℃、相对湿度85%条件下进行贮藏，以清水处理的双孢蘑菇为对照。每筐装入15 个双孢蘑菇，每个处理设3 次重复。每隔3 d取样1 次，进行硬度、质量、颜色评价后，用液氮将鲜样冻干粉碎后贮藏于-80 ℃冰箱备用。

1.3.2 质量损失率测定

参照Gao Mengsha等[2]的方法测定。

1.3.3 硬度测定

参照李静等[19]的方法测定。采用TMS-Pro质构仪对双孢蘑菇进行全质构分析（texture profile analysis，TPA），记录其硬度的变化，每个处理测定15 个整菇。测定参数如下：直径5 cm的圆柱形平板探头，压缩程度为30%，测试速率为1.0 mm/s，触发力为0.3 N。

1.3.4 颜色评价

用色差仪测定双孢蘑菇盖的黑白度L*值、红绿度a*值、黄蓝度b*值，仪器用标准白板（L*＝94.11、a*＝-1.08、b*＝2.13）校正，每个处理测定12 个整菇，用L*值表示颜色变化，L*值越高表示褐变程度越轻，品质越好。

1.3.5 总酚含量测定

总酚含量采用福林-酚法测定，用没食子酸当量（mg/g）表示[2]。

1.3.6 抗坏血酸含量测定

取双孢蘑菇冻干粉1.0 g，加入质量分数为1%的偏磷酸溶液7 mL，室温下提取45 min，然后在10 000×g下离心5 min。采用Vaz等[20]的方法测定上清液中抗坏血酸的含量，结果以mg/g表示。

1.3.7 多酚氧化酶、过氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶活力测定

取双孢蘑菇冻干粉1.0 g，加入50 mmol/L pH 7.8磷酸钠缓冲液（含0.8 g/L聚乙烯比咯烷酮和1 mmol/L乙二胺四乙酸二钠）5 mL，冰浴提取10 min，10 000 r/min离心15 min（4 ℃），上清液即为粗酶液，参照Gao Mengsha等[2]的方法测定多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、过氧化物酶（peroxidase，POD）和苯丙氨酸解氨酶（phenylalnine ammonialyase，PAL）的活力。蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝法[21]，以牛血清白蛋白作标准曲线。

1.4 数据处理

所有实验均重复3 次，实验结果用 ±s表示，采用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析（Duncan法，显著水平P＜0.05），采用SigmaPlot 12.5软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同浓度GABA处理对双孢蘑菇质量损失率、硬度和颜色的影响

双孢蘑菇表面无保护组织，采后易受微生物污染，且含水量高、呼吸旺盛，极易发生失水、褐变、软化等品质劣变现象[2,4-9]。因此质量损失率、硬度和颜色是评价新鲜双孢蘑菇品质的重要指标。

图1 不同浓度GABA处理对双孢蘑菇质量损失率（a）、硬度（b）和L*值（c）的影响Fig. 1 Effect of GABA concentration on mass loss rate (a), hardness (b)and L* value (c) of Agaricus biaporus

研究表明，质量损失率达5%的双孢蘑菇就会表面萎蔫变软、鲜度下降，同时质量损失可引起体内PPO等酶活力升高，加重褐变程度[7]。由图1a可知，随着贮藏时间的延长，双孢蘑菇的质量损失率逐渐增大，GABA处理能够显著降低双孢蘑菇的质量损失（P＜0.05），这可能与外源GABA促进内源GABA的积累有关，GABA可以作为小分子渗透调节物质，降低细胞质内的渗透水压，提高细胞保水性能[22]。其中5 mmol/L和10 mmol/L GABA处理的保水效果较好，且两者之间并无显著差别（P＞0.05），考虑到节约成本的原则，选择5 mmol/L GABA处理。

硬度是反映双孢蘑菇品质、代谢和水分变化的重要指标，硬度的快速下降是双孢蘑菇采后货架期短和易受真菌侵染的主要原因之一[2,5-7]。由图1b可知，双孢蘑菇的硬度随贮藏时间的延长呈逐渐下降趋势；与对照相比，1、5、10 mmol/L GABA处理均能显著保持双孢蘑菇的硬度（P＜0.05），且三者之间并无显著差异（P＞0.05），相对来说5 mmol/L GABA的效果最好，这可能与GABA能减少双孢蘑菇的失水和抑制其表面微生物的危害有关。果蔬硬度的维持主要取决于细胞的膨压，而细胞的膨压与水分含量密切相关[23]，如前所述，一定浓度的外源GABA处理能够减少双孢蘑菇的失水，使其保持较高的含水量，维持较高的细胞膨压，进而可以较好地保持其硬度。软化的发生可能与采后蘑菇表面细菌酶引起的细胞壁降解和内源性自溶素活性的增强有关[24]。研究表明，双孢蘑菇表面的微生物主要是假单胞菌属细菌，还有少量霉菌[5]，这些微生物能够分解细胞内基质和减小中央液泡，导致部分细胞破裂和丧失膨压，进而使蘑菇变软[2]，而GABA能够提高植物的抗病性，减少病原微生物对植物的伤害[16-17]。

颜色是评价双孢蘑菇品质的重要指标，也是消费者判断双孢蘑菇是否可接受的重要参数[5]。本实验采用L*值来反映双孢蘑菇的颜色变化，L*值越高表示褐变程度越轻，品质越好，L*值低于69的双孢蘑菇已不能被消费者所接受[25]。由图1c可知，双孢蘑菇的L*值随着贮藏时间的延长逐渐下降。对照组的L*值下降速率较快，贮藏12 d后L*值从81.88降到68.79，而其他处理组贮藏6 d前L*值的波动不大，贮藏6 d后的下降速度逐渐增大。5 mmol/L GABA处理效果最好，贮藏12 d时的L*值为74.67，显著高于对照组（P＜0.05）。

综上所述，1 mmol/L GABA处理即可降低双孢蘑菇的质量损失率，延缓其硬度和L*值下降，较好地保持双孢蘑菇的品质，随着处理浓度的增加，保鲜效果逐渐增强。5、10 mmol/L GABA处理对双孢蘑菇的保鲜效果较好，且两者之间并无显著差异（P＞0.05），综合考虑成本因素，GABA处理双孢蘑菇的浓度选择5 mmol/L为宜。

2.2 不同GABA处理时间对双孢蘑菇质量损失率、硬度和颜色的影响

图2 不同GABA处理时间对双孢蘑菇质量损失率（a）、硬度（b）和L*值（c）的影响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分别处理3、5、10 min，研究不同处理时间对双孢蘑菇质量损失率、硬度和颜色的影响，结果如图2所示。随着贮藏时间的延长，双孢蘑菇的质量损失率逐渐增大，5 mmol/L GABA处理双孢蘑菇3、5、10 min均能够显著降低双孢蘑菇的质量损失率（P＜0.05），三者之间无显著差异（P＞0.05），其中处理5 min的效果相对较好一些。从图2b、c可以看出，随贮藏时间的延长，双孢蘑菇的硬度和L*值均呈逐渐下降趋势；与对照组相比，5 mmol/L GABA处理3 min即可显著延缓双孢蘑菇的硬度和L*值的下降（P＜0.05），各处理时间对硬度的影响并无显著差异（P＞0.05）；处理5、10 min的双孢蘑菇贮藏12 d后的L*值分别为76.36和76.19，高于处理3 min的L*值，且两者之间无显著差异（P＞0.05）。综合考虑GABA处理时间对双孢蘑菇质量损失率、硬度和L*值的影响，遵循节约时间的原则，选择处理5 min为宜。在此条件下，冷藏12 d后双孢蘑菇的质量损失率比对照组低44.76%、硬度和L*值分别比对照组高28.54%和9.41%。

2.3 GABA处理对双孢蘑菇总酚含量的影响

图3 GABA处理对双孢蘑菇总酚含量的影响Fig. 3 Effect of GABA treatment on total phenol content of Agaricus biaporus

酚类物质是导致双孢蘑菇酶促褐变的底物，也是双孢蘑菇体内主要的抗氧化物质，能有效清除自由基[2,23]。从图3可以看出，在整个贮藏期双孢蘑菇体内的总酚含量呈先略微上升后下降的趋势。这可能与双孢蘑菇的抗逆反应有关。随着贮藏时间的延长，环境的胁迫导致双孢蘑菇组织内产生更多酚类物质，以增强其对不良环境的抗逆性[23]。GABA处理的双孢蘑菇的总酚含量在贮藏6 d后均高于对照组，贮藏第12 天时双孢蘑菇的总酚含量为50.87 μg/g，显著高于对照组（P＜0.05）。这表明低褐变程度可能与高总酚含量有关，总酚含量是双孢蘑菇褐变的限制因素。本研究表明5 mmol/L GABA处理5 min能够较好地保持双孢蘑菇总酚的含量，进而减轻其褐变程度，提高其商品和营养价值。

2.4 GABA处理对双孢蘑菇抗坏血酸含量的影响

抗坏血酸是双孢蘑菇体内重要的营养成分之一，也是一种重要的抗氧化剂，可还原消除活性氧，减轻组织损伤[19,26]；然而该物质不稳定，易被氧化分解，是双孢蘑菇非酶促褐变的原因之一[5,19]。由图4可知，双孢蘑菇体内的抗坏血酸含量随着贮藏时间的延长而降低，GABA处理的双孢蘑菇的抗坏血酸含量在整个贮藏过程中均高于对照组，贮藏12 d时双孢蘑菇的抗坏血酸含量为1 137.44 μg/g，显著高于对照（P＜0.05）。这说明5 mmol/L GABA处理5 min可以较好地保持双孢蘑菇体内的抗坏血酸含量。

2.5 GABA处理对双孢蘑菇PPO、POD、PAL活力的影响

褐变是导致双孢蘑菇品质下降的重要因素。普遍认为双孢蘑菇的褐变是由酚类物质氧化生成的黑色素积累导致，细胞内能够氧化酚类底物的酶主要涉及2 种：PPO和POD[27]。PPO是一类含铜氧化还原酶，能催化酚类物质生成醌类物质，并最终引起酶促褐变。研究表明，双孢蘑菇的褐变以PPO有氧条件下催化酚类物质氧化和聚合生成黑色素的酶促褐变为主[5]。POD是广泛存在于植物中的铁卟啉金属有机催化剂，POD在H2O2存在的情况下，能将酚类物质和类黄酮氧化聚合而形成褐色物质引起褐变[27]。PAL是苯丙烷类物质代谢途径中重要的酶之一，催化L-苯丙氨酸解氨生成反式肉桂酸，再经过一系列转变形成各种酚、木质素、花青素、生物碱等，形成的酚为褐变反应提供底物[23,27]。

图5 GABA处理对双孢蘑菇PPO（a）、POD（b）和PAL（c）活力的影响Fig. 5 Effect of GABA treatment on PPO (a), POD (b) and PAL (c)activities of Agaricus biaporus

由图5a可知，在贮藏期间，双孢蘑菇PPO活力呈先上升后下降的趋势，并在第9天达到峰值，GABA处理的PPO活力显著低于对照（P＜0.05）。从图5b可以看出，随着时间的推移，双孢蘑菇POD活力呈先升高后下降的趋势，在贮藏第3天达到峰值。GABA处理的POD活力低于对照组，GABA处理降低了PPO和POD的活力，抑制了双孢蘑菇的褐变。由图5c可知，在贮藏初期（0～6 d），PAL活力呈缓慢下降趋势，随着贮藏时间的推移，PAL活力又呈先略微上升再下降的变化趋势；GABA处理的双孢蘑菇PAL活力在整个贮藏期均高于对照组。有研究表明，某些水果中酚类物质和花色素苷的积累与PAL活力的增加正相关[28]，本研究结果也表明GABA处理可能通过延缓双孢蘑菇PAL活力的下降进而激发其酚类物质的积累。

3 结 论

1、5、10 mmol/L GABA处理双孢蘑菇3 min均可降低双孢蘑菇的质量损失率，延缓其硬度和L*值下降，具有较好的保鲜效果，且随着处理浓度的增加，保鲜效果逐渐增强，其中5 mmol/L和10 mmol/L处理之间并无显著差异（P＞0.05）。综合成本等因素，GABA处理浓度选择5 mmol/L为宜。5 mmol/L GABA处理双孢蘑菇3～10 min均能显著降低其质量损失率、延缓其硬度和L*值的下降（P＜0.05），各处理时间对质量损失率和硬度的影响并无显著差异（P＞0.05），但是处理5 min和10 min 的双孢蘑菇在贮藏12 d后的L*值均显著高于处理3 min的L*值（P＜0.05），且两者之间无显著差异（P＞0.05）。综合考虑GABA处理时间对各指标的影响，并遵循节约时间的原则，选择处理5 min为宜。综上所述，GABA处理双孢蘑菇的适宜条件为：5 mmol/L GABA浸泡处理5 min。

5 mmol/L GABA浸泡处理双孢蘑菇5 min，可显著降低其质量损失率、延缓其硬度的下降（P＜0.05），冷藏12 d后双孢蘑菇的质量损失率比对照组低44.76%、硬度和L*值分别高28.54%和9.41%，同时能够降低PPO、POD活力，提高PAL活力，促进酚类物质的积累和较好地保持抗坏血酸的含量，进而减轻其褐变程度，具有较好的保鲜效果。

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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

李静, 李顺峰, 刘丽娜, 等. γ-氨基丁酸对双孢蘑菇贮藏品质的影响[J]. 食品科学, 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

河南省基础与前沿技术研究计划项目（162300410254）；河南省农业科学院优秀青年科技基金项目（2016YQ23）；河南省科技厅科技攻关计划（农业领域）项目（172102110085）

李静（1981—），女，助理研究员，博士，研究方向为农产品贮藏与加工。E-mail：ruochenjl@163.com