γ-氨基丁酸對香菇采后品質的影響

李 靜，任心如，盧雅琪，孫 健，李 霞,*，單 楊

（1.桂林理工大學化學與生物工程學院,廣西桂林 541004；2.廣西農業科學院農產品加工研究所,廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室,廣西南寧 530007；3.湖南省農業科學院農產品加工研究所,湖南長沙,410125）

香菇（Lentinus edodes）又名冬菇、香蕈，是世界第二大食用菌[1-2]，也是我國的特產之一。據中國食用菌協會的統計調查，2018 年我國香菇總產量約為1043 萬噸，位居全球首位[3]。香菇因其味道鮮美、營養豐富而深受人們的喜愛[2,4]，然而剛采摘的香菇水分含量高，生理代謝旺盛，極易發生失水、褐變、開傘、組織軟化、微生物污染等品質劣化現象，常溫僅能貯藏2～3 d，給生產加工、長距離運輸和銷售帶來很大的困難[5]。因此，開展香菇的貯藏保鮮研究具有重要的意義。

目前香菇的保鮮方法有低溫、氣調、化學保鮮、冷殺菌、生物保鮮和涂膜保鮮技術等，其中低溫和氣調保鮮成本高，能耗大；化學保鮮雖然具有成本低、操作方便等優點，但是存在超標和濫用等問題，特別是應用最廣泛的亞硫酸鹽保鮮技術，存在高殘留、危害人體健康和污染環境的問題；紫外線、微波、輻照、臭氧等冷殺菌技術雖然有一定的保鮮效果，但是對操作設備和條件技術要求較高，稍有偏差就會造成相反的結果；肉桂精油、葡萄籽提取水溶液等抗氧化、抑菌活性生物成分對香菇雖有一定的保鮮效果，但是也存在成本高、效果不穩定和不良氣味等問題；盡管殼聚糖、海藻酸鈉等涂膜技術對香菇的保鮮效果已得到廣泛認同，但由于其實際操作繁瑣，目前還沒有得到推廣應用[3-9]。因此，迫切需要研究出環保安全便捷的保鮮方法。

γ-氨基丁酸（GABA）是一種廣泛存在于動植物體內、具有天然活性的非蛋白質氨基酸[10]。作為一種新型的功能性活性因子，對人體健康無毒害作用，作為食品添加劑已經得到了一定的使用[7]。然而，GABA 在果蔬采后品質保持中的應用還處于起步階段。有研究發現外源的GABA 能夠增進桃、香蕉等果實內源GABA 的積累，提高果實的抗冷性[11-12]。GABA 處理能夠延緩血橙冷藏期間多酚、花色素苷的降低，提高抗氧化酶的活性，進而較好的保持果實的品質[13]。Liu 等[14]發現冷凍的雙孢菇體內的GABA含量高于新鮮蘑菇，推測低溫可能激發了雙孢蘑菇內源GABA 的積累。李靜等[15]研究發現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，同時能促進雙孢蘑菇總酚和抗壞血酸的積累、降低多酚氧化酶和過氧化物酶的活力以及提高苯丙氨酸解氨酶的活力，較好地保持雙孢蘑菇的貯藏品質。本論文通過研究不同濃度的GABA 處理對采后香菇外觀和營養品質的影響，確定最佳處理濃度，并初步分析GABA 對香菇的保鮮機理。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香菇 廣西桂林雁山菜市場購入，挑選色澤正常、無機械損傷、無開傘、無病蟲危害、去掉菇柄的新鮮香菇備用；γ-氨基丁酸 食品級，鄭州超凡化工有限公司；氫氧化鈉、氯化鋇、抗壞血酸、2，6-二氯靛酚、沒食子酸、G-250 考馬斯亮藍、牛血清白蛋白、三氯乙酸、草酸、酚酞、2-硫代巴比妥酸等試劑 分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

NR60CP 色差儀 深圳三恩時科技有限公司；Universal TA 質構儀 上海騰拔儀器科技有限公司；H18733 電導率儀 北京中儀友信科技有限公司；3-30K 高速冷凍離心機 Sigma 公司；VIS-7220N 可見分光光度計 北京瑞利分析儀器公司；ExF24086V超低溫冰箱 Thermo Revco。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 將香菇分成4 份，分別用濃度為2.5、5.0、7.5 g·L-1的GABA 溶液浸泡香菇3 min，取出晾干表面水分后放入塑料筐，每筐放15 朵菇，再用低透氣率（（氧氣透過率（14200±5680）cm3/（m2·24 h·atm）、二氧化碳透過率（65000±1300）cm3/（m2·24 h·atm）、透濕量（68.0±13.6）g/（m2·24 h））的保鮮膜包裹，放入4 ℃的冰箱中冷藏，以清水處理為對照。每3 d取樣，測定香菇的失重率、色差、硬度、呼吸強度和相對電導率，并取部分樣品用液氮凍干，粉碎成粉末樣，裝入自封袋放置在-80 ℃的冰箱中保存，用于測定香菇中抗壞血酸含量、總酚含量、丙二醛含量以及可溶性蛋白質含量。

1.2.2 失重率的測定 參照李靜等[15]的方法測定。

1.2.3 呼吸強度的測定 采用靜置法測定，參照文獻[16]。

1.2.4 色差的測定 用色差儀測定香菇菇蓋的黑白度L*值。隨機從保鮮袋中抽取十個香菇來測定，每個香菇測定三個不同的位置，整組取平均值，用L*值表示顏色變化，L*值越高表示褐變程度越輕，香菇的貯藏品質越好[15]。

1.2.5 硬度的測定 參考李靜等[17]的測定方法，從保鮮袋中隨機抽取10 個香菇，采用質構儀對完整香菇進行質構分析，記錄其硬度的變化。測定參數如下：直徑5 cm 的圓柱形平板探頭，30%的壓縮程度，測試速率為1.0 mm·s-1，觸發力為0.3 N。

1.2.6 相對電導率的測定 參考李靜等[15]的方法測定。

1.2.7 抗壞血酸含量的測定 采用2,6-二氯靛酚滴定的方法測定，參考李靜等[17]的方法測定。

1.2.8 總酚含量的測定 采用福林酚法[18-19]測定，精確取5.0 g 粉末香菇于50 mL 的離心管中，加入20 mL 70%的乙醇浸泡，在320 W 的功率下超聲0.5 h，然后在4 ℃、11000 r·min-1離心15 min，取上清液。精確吸取1.0 mL 樣品液，加入5.0 mL 蒸餾水，1 mL福林酚顯色劑，3 mL 7.5%的碳酸鈉溶液，搖勻，放置2 h 后，在765 nm 波長處測定吸光度，根據沒食子酸標準曲線（y=0.0113x+0.001，R2=0.9994，其中y 為吸光值，x 為沒食子酸濃度，單位μg·mL-1）計算出總酚的含量，用沒食子酸當量（mg·g-1）表示。

1.2.9 丙二醛含量的測定 參照Liu 等[20]的方法測定。

1.2.10 可溶性蛋白質含量的測定 采用考馬斯亮藍法[21]測定，以牛血清白蛋白為標準蛋白，根據標準曲線方程（y=0.0062x+0.0078，R2=0.9986，其中y 為吸光值，x 為蛋白的質量，單位μg）計算出樣品中可溶性蛋白的含量。

1.3 數據處理

所有實驗均重復3 次，采用Excel 2016 和SPSS 20.0 軟件進行數據處理和方差分析，實驗結果用x±s表示，顯著水平為P＜0.05，并用Sigmaplot 12.5 軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同濃度的GABA 處理對香菇失重率的影響

香菇是否新鮮，可用香菇水分含量來衡量，剛采摘的香菇水分含量高，很容易失去水分，失水達到5%以后，香菇表面枯萎，鮮度下降[22]。GABA 作為小分子滲透調節物質，可降低細胞質內的滲透水壓，提高細胞保水性能[11]。香菇的失重率如圖1 所示，由圖可知，隨著貯藏時間的增加，香菇的失重率逐漸上升，但是GABA 處理組的失重率均低于對照組，這說明GABA 處理能夠顯著減少香菇水分的損失（P＜0.05），可能與對照組浸泡時吸收較多水分引起細胞膨壓增大造成細胞損傷，進而引起這部分水分在貯藏過程中更容易散失有關[22]；在一定范圍內隨著GABA 濃度的增加，失重率逐漸下降，但達到一定濃度時，失重率反而會增高，這說明高濃度的GABA 對香菇細胞有傷害作用；其中5.0 g·L-1GABA 處理組的失重率最低，貯藏12 d 后，該處理組的失重率為1.23%，比對照低48.96%，因此，選擇5.0 g·L-1為最佳處理濃度。

圖1 不同濃度GABA 處理對香菇失重率的影響Fig.1 Effects of different concentration of GABA on weight loss rate of L.edodes

2.2 不同濃度的GABA 處理對香菇呼吸強度的影響

呼吸作用是香菇進行基本代謝過程，是重要的生理活動之一，呼吸作用會消耗香菇體內的有機營養部分[23]，影響香菇的鮮味和貯藏天數。經過不同濃度的GABA 處理后的香菇呼吸強度如圖2 所示，隨著貯藏時間的增加，呼吸作用逐漸下降。在貯藏前期，經過GABA 處理過的香菇，其呼吸強度顯著低于對照（P＜0.05），其中貯藏3 d 時，2.5 和5.0 g·L-1GABA處理組的呼吸強度分別為79 和63 mg·（kg·h）-1，比對照組分別低49%和62.5%，貯藏6 d 時，三個濃度的GABA 處理組的呼吸強度分別比對照組低52.7%、55.0%和35.7%，之后隨著貯藏時間的延長，處理組與對照組以及各個處理組之間的差異逐漸減少，但是5.0 g·L-1GABA 處理組的呼吸強度始終低于對照，這與GABA 對香菇失重率的影響相似，因此選擇5.0 g·L-1為GABA 的最佳處理濃度。以上結果表明GABA 處理能夠在貯藏初期有效的減弱香菇的呼吸作用，從而減少香菇體內營養物質的消耗，進而保持其鮮味，延長貯藏時間。

圖2 不同濃度GABA 處理對香菇呼吸強度的影響Fig.2 Effects of different concentration of GABA on the respiratory intensity of L.edodes

2.3 不同濃度的GABA 處理對香菇色差的影響

顏色是評價香菇品質的重要指標，也是消費者決定是否接受香菇的重要參數[24]。香菇色差的變化是由于體內的多酚氧化酶催化體內其它酚類化合物而引起的[25]。本實驗在貯藏期間采用L*值來反應香菇色差的變化，L*值越高，說明香菇的褐變程度越低，品質也越好。由圖3 可知，在貯藏期內，不同濃度的GABA 均能在一定程度上保持香菇的L*值，且隨著濃度的增大，效果逐漸增強，這說明GABA 處理能使香菇保持較好的品質。但是5.0 和7.5 g·L-1處理組的差異并不顯著（P＞0.05），綜合成本考慮，選擇5.0 g·L-1GABA 處理比較適宜，該處理組的香菇L*值在貯藏3 和12 d 時分別為44.81 和35.55，比對照組分別高19.30%和16.37%。

圖3 不同濃度GABA 處理對香菇L*值的影響Fig.3 Effects of different concentration of GABA on L * value of L.edodes

2.4 不同濃度的GABA 處理對香菇硬度的影響

硬度是衡量香菇成熟和貯藏品質的重要指標之一[25]，在貯藏期間，由于細胞壁逐漸降解，果實的硬度會逐漸下降，影響香菇采后的品質。由圖4 可知，香菇的硬度隨著貯藏時間的延長呈現下降的趨勢，不同濃度GABA 處理組的香菇能硬度均高于對照組，這說明GABA 處理能夠延遲香菇的硬度下降速率。貯藏12 d 后，對照組的硬度從1057.09 N 下降到207.09 N，下降了80.41%；而2.5、5.0 和7.5 g·L-1的GABA處理組的香菇硬度分別下降到572.83、594.55 和499.82 N，下降了45.81%、43.76%和52.72%。2.5 和5.0 g·L-1GABA 處理組的效果較好，分別是對照的2.77 倍和2.87 倍，且兩者之間無顯著差異（P＞0.05），但是后者的硬度高于前者，因此選擇5.0 g·L-1為最佳GABA 處理濃度。

圖4 不同濃度GABA 處理對香菇硬度的影響Fig.4 Effects of different concentration of GABA on the hardness of L.edodes

2.5 不同濃度的GABA 處理對香菇相對電導率的影響

相對電導率是衡量香菇細胞膜透性的重要指標，可間接反映細胞膜的損傷程度，相對電導率越高，細胞膜損傷程度越高[25]。不同濃度GABA 處理對香菇相對電導率的影響如圖5 所示，在貯藏期內，香菇相對電導率呈現逐漸上升的趨勢；貯藏前6 d，GABA 處理組與對照組無顯著差異，但是貯藏6 d后，GABA 處理組的相對電導率均低于對照組，但各濃度之間差異并不顯著（P＜0.05），這說明GABA 處理僅能在貯藏后期較好的保護細胞膜的完整性。貯藏12 d，三個濃度GABA 處理組的電導率分別為27%、28%和30%，比對照組分別低28.95%、26.32%和21.05%。綜合成本考慮，選擇2.5 g·L-1GABA 處理比較合適。

圖5 不同濃度GABA 處理對香菇相對電導率的影響Fig.5 Effects of different concentration of GABA on the relative conductivity of L.edodes

2.6 不同濃度的GABA 處理對香菇丙二醛含量的影響

丙二醛的積累會造成香菇生物膜損傷，使膜蛋白發生聚合，同時降低膜脂的不飽和度而引起膜流動性降低，造成細胞膜系統損害，加速香菇的老化，使其失去商業價值[9]。不同濃度的GABA 處理對采后香菇丙二醛含量的影響如圖6 所示，經過2.5、5.0、7.5 g·L-1的GABA 處理的香菇體內丙二醛含量低于對照組，從第6 d 開始與對照組產生顯著差異，貯藏12 d 時，2.5、5.0、7.5 g·L-1GABA 處理的香菇丙二醛含量分別為2.25、2.58、2.59 μmol·g-1，比對照組別低33.63%、23.89%、23.60%，說明經過GABA 處理的香菇生物膜受到的傷害低于對照組，GABA 可以有效的減緩丙二醛含量增加的速度，在一定程度上延長香菇的貯藏時間。然而，與相對電導率相似，三個濃度的GABA 處理之間并無顯著差異（P＞0.05），因此，綜合相對電導率和丙二醛積累來看，選擇2.5 g·L-1GABA 來處理香菇比較合適。

圖6 不同濃度GABA 處理對香菇丙二醛含量的影響Fig.6 Effects of different concentration of GABA on malondialdehyde contents of L.edodes

2.7 不同濃度的GABA 處理對香菇抗壞血酸含量的影響

抗壞血酸是香菇體內重要的營養物質之一，可作為評定香菇的營養品質和貯藏效果的指標之一。該物質屬于抗氧化劑，可還原消除活性氧[15]，減小香菇組織的傷害，但是這種物質不穩定存在，容易被氧化分解，也是香菇發生褐變的原因之一[25]。由圖7可知，在貯藏期內，香菇體內抗壞血酸含量逐漸降低，GABA 處理組香菇的抗壞血酸含量均高于對照組，這說明GABA 處理能夠較好的保持香菇抗壞血酸的含量。5.0 g·L-1GABA 處理的效果最好，與對照組的差異最顯著（P＜0.05），貯藏12 d 時，該處理組的香菇體內抗壞血酸含量為29.7 μg·g-1，比對照組高30.84%，這說明用5.0 g·L-1的GABA 處理能夠更好的保持香菇體內抗壞血酸含量。

圖7 不同濃度GABA 處理對香菇壞血酸含量的影響Fig.7 Effect of different concentration of GABA on ascorbic acid contents of L.edodes

2.8 不同濃度的GABA 處理對香菇總酚含量的影響

酚類物質是香菇體內主要的抗氧化物質，酚類物質的氧化會使香菇發生褐變[25]。由圖8 可知，香菇總酚含量呈現先略微上升再逐漸下降的趨勢。貯藏前3 d，GABA 處理組與對照組無顯著差異，且總分含量略有增加，這或許與香菇的抗逆性[25]有關。在從第6 d 開始，GABA 處理組香菇的總酚含量顯著高于對照組（P＜0.05），而且差異程度逐漸增大，這說明GABA 處理能夠較好的保持香菇的總酚含量，降低香菇的褐變。貯藏12 d，用2.5、5.0、7.5 g·L-1的GABA 處理的香菇總酚含量分別為0.223、0.248、0.237 mg·g-1，分別比對照組高13.20%、25.89%、20.30%。雖然GABA 處理組之間并無顯著性差異（P＞0.05），但是在貯藏后期5.0 g·L-1GABA 處理組香菇的總酚最高，因此，從總酚含量保持的角度來看，GABA 對香菇的適宜處理濃度為5.0 g·L-1。

圖8 不同濃度GABA 處理對香菇總酚含量的影響Fig.8 Effects of different concentration of GABA on total phenol contents of L.edodes

2.9 不同濃度的GABA 處理對香菇可溶性蛋白含量的影響

可溶性蛋白質是評定香菇中營養物質含量的重要指標之一，可溶性蛋白參與多種代謝活動過程，與香菇的成熟衰老、抗逆性有關[19]。圖9 表示不同濃度GABA 處理對香菇可溶性蛋白含量的影響，從圖中可以看出，香菇中可溶性蛋白含量呈現逐漸下降的趨勢，但GABA 處理組香菇的含量均高于對照組，這說明GABA 處理可以保持香菇中可溶性蛋白質的含量。在貯藏期12 d，2.5、5.0、7.5 g·L-1的GABA 處理后香菇中可溶性蛋白的含量分別為11.55、13.17、12.97 mg·g-1，分別比對照高7.04%、22.06%、20.20%。整體來看，5.0 g·L-1GABA 處理組的香菇能夠更好的保持蛋白質的含量。

圖9 不同濃度GABA 處理對香菇可溶性蛋白含量的影響Fig.9 Effects of different concentration of GABA on soluble protein contents of L.edodes

3 結論

不同濃度的GABA 處理能夠不同程度的降低香菇的失重率、相對電導率和丙二醛含量，抑制香菇的呼吸作用、較好的保持香菇的L*值和硬度，這表明GABA 可以通過抑制呼吸、減緩細胞膜的透性的增大、減少香菇的失水進而較好的保持香菇的硬度和色度。同時，不同濃度的GABA 處理能夠不同程度的促進抗壞血酸、總酚和蛋白質的積累，進而較好的保持香菇的營養品質。綜合考慮GABA 對香菇各項指標的影響，確定其最佳處理濃度為5.0 g·L-1。本研究為GABA 在香菇采后貯藏保鮮中的應用提供了理論依據，具有一定的實際意義，但是關于GABA 對香菇采后品質的調控機理還不夠清楚，有待進一步的深入研究。