γ-氨基丁酸对香菇采后品质的影响

李 静，任心如，卢雅琪，孙 健，李 霞,*，单 杨

（1.桂林理工大学化学与生物工程学院,广西桂林 541004；2.广西农业科学院农产品加工研究所,广西果蔬贮藏与加工新技术重点实验室,广西南宁 530007；3.湖南省农业科学院农产品加工研究所,湖南长沙,410125）

香菇（Lentinus edodes）又名冬菇、香蕈，是世界第二大食用菌[1-2]，也是我国的特产之一。据中国食用菌协会的统计调查，2018 年我国香菇总产量约为1043 万吨，位居全球首位[3]。香菇因其味道鲜美、营养丰富而深受人们的喜爱[2,4]，然而刚采摘的香菇水分含量高，生理代谢旺盛，极易发生失水、褐变、开伞、组织软化、微生物污染等品质劣化现象，常温仅能贮藏2～3 d，给生产加工、长距离运输和销售带来很大的困难[5]。因此，开展香菇的贮藏保鲜研究具有重要的意义。

目前香菇的保鲜方法有低温、气调、化学保鲜、冷杀菌、生物保鲜和涂膜保鲜技术等，其中低温和气调保鲜成本高，能耗大；化学保鲜虽然具有成本低、操作方便等优点，但是存在超标和滥用等问题，特别是应用最广泛的亚硫酸盐保鲜技术，存在高残留、危害人体健康和污染环境的问题；紫外线、微波、辐照、臭氧等冷杀菌技术虽然有一定的保鲜效果，但是对操作设备和条件技术要求较高，稍有偏差就会造成相反的结果；肉桂精油、葡萄籽提取水溶液等抗氧化、抑菌活性生物成分对香菇虽有一定的保鲜效果，但是也存在成本高、效果不稳定和不良气味等问题；尽管壳聚糖、海藻酸钠等涂膜技术对香菇的保鲜效果已得到广泛认同，但由于其实际操作繁琐，目前还没有得到推广应用[3-9]。因此，迫切需要研究出环保安全便捷的保鲜方法。

γ-氨基丁酸（GABA）是一种广泛存在于动植物体内、具有天然活性的非蛋白质氨基酸[10]。作为一种新型的功能性活性因子，对人体健康无毒害作用，作为食品添加剂已经得到了一定的使用[7]。然而，GABA 在果蔬采后品质保持中的应用还处于起步阶段。有研究发现外源的GABA 能够增进桃、香蕉等果实内源GABA 的积累，提高果实的抗冷性[11-12]。GABA 处理能够延缓血橙冷藏期间多酚、花色素苷的降低，提高抗氧化酶的活性，进而较好的保持果实的品质[13]。Liu 等[14]发现冷冻的双孢菇体内的GABA含量高于新鲜蘑菇，推测低温可能激发了双孢蘑菇内源GABA 的积累。李静等[15]研究发现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，同时能促进双孢蘑菇总酚和抗坏血酸的积累、降低多酚氧化酶和过氧化物酶的活力以及提高苯丙氨酸解氨酶的活力，较好地保持双孢蘑菇的贮藏品质。本论文通过研究不同浓度的GABA 处理对采后香菇外观和营养品质的影响，确定最佳处理浓度，并初步分析GABA 对香菇的保鲜机理。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

香菇 广西桂林雁山菜市场购入，挑选色泽正常、无机械损伤、无开伞、无病虫危害、去掉菇柄的新鲜香菇备用；γ-氨基丁酸 食品级，郑州超凡化工有限公司；氢氧化钠、氯化钡、抗坏血酸、2，6-二氯靛酚、没食子酸、G-250 考马斯亮蓝、牛血清白蛋白、三氯乙酸、草酸、酚酞、2-硫代巴比妥酸等试剂 分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

NR60CP 色差仪 深圳三恩时科技有限公司；Universal TA 质构仪 上海腾拔仪器科技有限公司；H18733 电导率仪 北京中仪友信科技有限公司；3-30K 高速冷冻离心机 Sigma 公司；VIS-7220N 可见分光光度计 北京瑞利分析仪器公司；ExF24086V超低温冰箱 Thermo Revco。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 将香菇分成4 份，分别用浓度为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，再用低透气率（（氧气透过率（14200±5680）cm3/（m2·24 h·atm）、二氧化碳透过率（65000±1300）cm3/（m2·24 h·atm）、透湿量（68.0±13.6）g/（m2·24 h））的保鲜膜包裹，放入4 ℃的冰箱中冷藏，以清水处理为对照。每3 d取样，测定香菇的失重率、色差、硬度、呼吸强度和相对电导率，并取部分样品用液氮冻干，粉碎成粉末样，装入自封袋放置在-80 ℃的冰箱中保存，用于测定香菇中抗坏血酸含量、总酚含量、丙二醛含量以及可溶性蛋白质含量。

1.2.2 失重率的测定 参照李静等[15]的方法测定。

1.2.3 呼吸强度的测定 采用静置法测定，参照文献[16]。

1.2.4 色差的测定 用色差仪测定香菇菇盖的黑白度L*值。随机从保鲜袋中抽取十个香菇来测定，每个香菇测定三个不同的位置，整组取平均值，用L*值表示颜色变化，L*值越高表示褐变程度越轻，香菇的贮藏品质越好[15]。

1.2.5 硬度的测定 参考李静等[17]的测定方法，从保鲜袋中随机抽取10 个香菇，采用质构仪对完整香菇进行质构分析，记录其硬度的变化。测定参数如下：直径5 cm 的圆柱形平板探头，30%的压缩程度，测试速率为1.0 mm·s-1，触发力为0.3 N。

1.2.6 相对电导率的测定 参考李静等[15]的方法测定。

1.2.7 抗坏血酸含量的测定 采用2,6-二氯靛酚滴定的方法测定，参考李静等[17]的方法测定。

1.2.8 总酚含量的测定 采用福林酚法[18-19]测定，精确取5.0 g 粉末香菇于50 mL 的离心管中，加入20 mL 70%的乙醇浸泡，在320 W 的功率下超声0.5 h，然后在4 ℃、11000 r·min-1离心15 min，取上清液。精确吸取1.0 mL 样品液，加入5.0 mL 蒸馏水，1 mL福林酚显色剂，3 mL 7.5%的碳酸钠溶液，摇匀，放置2 h 后，在765 nm 波长处测定吸光度，根据没食子酸标准曲线（y=0.0113x+0.001，R2=0.9994，其中y 为吸光值，x 为没食子酸浓度，单位μg·mL-1）计算出总酚的含量，用没食子酸当量（mg·g-1）表示。

1.2.9 丙二醛含量的测定 参照Liu 等[20]的方法测定。

1.2.10 可溶性蛋白质含量的测定 采用考马斯亮蓝法[21]测定，以牛血清白蛋白为标准蛋白，根据标准曲线方程（y=0.0062x+0.0078，R2=0.9986，其中y 为吸光值，x 为蛋白的质量，单位μg）计算出样品中可溶性蛋白的含量。

1.3 数据处理

所有实验均重复3 次，采用Excel 2016 和SPSS 20.0 软件进行数据处理和方差分析，实验结果用x±s表示，显著水平为P＜0.05，并用Sigmaplot 12.5 软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同浓度的GABA 处理对香菇失重率的影响

香菇是否新鲜，可用香菇水分含量来衡量，刚采摘的香菇水分含量高，很容易失去水分，失水达到5%以后，香菇表面枯萎，鲜度下降[22]。GABA 作为小分子渗透调节物质，可降低细胞质内的渗透水压，提高细胞保水性能[11]。香菇的失重率如图1 所示，由图可知，随着贮藏时间的增加，香菇的失重率逐渐上升，但是GABA 处理组的失重率均低于对照组，这说明GABA 处理能够显著减少香菇水分的损失（P＜0.05），可能与对照组浸泡时吸收较多水分引起细胞膨压增大造成细胞损伤，进而引起这部分水分在贮藏过程中更容易散失有关[22]；在一定范围内随着GABA 浓度的增加，失重率逐渐下降，但达到一定浓度时，失重率反而会增高，这说明高浓度的GABA 对香菇细胞有伤害作用；其中5.0 g·L-1GABA 处理组的失重率最低，贮藏12 d 后，该处理组的失重率为1.23%，比对照低48.96%，因此，选择5.0 g·L-1为最佳处理浓度。

图1 不同浓度GABA 处理对香菇失重率的影响Fig.1 Effects of different concentration of GABA on weight loss rate of L.edodes

2.2 不同浓度的GABA 处理对香菇呼吸强度的影响

呼吸作用是香菇进行基本代谢过程，是重要的生理活动之一，呼吸作用会消耗香菇体内的有机营养部分[23]，影响香菇的鲜味和贮藏天数。经过不同浓度的GABA 处理后的香菇呼吸强度如图2 所示，随着贮藏时间的增加，呼吸作用逐渐下降。在贮藏前期，经过GABA 处理过的香菇，其呼吸强度显著低于对照（P＜0.05），其中贮藏3 d 时，2.5 和5.0 g·L-1GABA处理组的呼吸强度分别为79 和63 mg·（kg·h）-1，比对照组分别低49%和62.5%，贮藏6 d 时，三个浓度的GABA 处理组的呼吸强度分别比对照组低52.7%、55.0%和35.7%，之后随着贮藏时间的延长，处理组与对照组以及各个处理组之间的差异逐渐减少，但是5.0 g·L-1GABA 处理组的呼吸强度始终低于对照，这与GABA 对香菇失重率的影响相似，因此选择5.0 g·L-1为GABA 的最佳处理浓度。以上结果表明GABA 处理能够在贮藏初期有效的减弱香菇的呼吸作用，从而减少香菇体内营养物质的消耗，进而保持其鲜味，延长贮藏时间。

图2 不同浓度GABA 处理对香菇呼吸强度的影响Fig.2 Effects of different concentration of GABA on the respiratory intensity of L.edodes

2.3 不同浓度的GABA 处理对香菇色差的影响

颜色是评价香菇品质的重要指标，也是消费者决定是否接受香菇的重要参数[24]。香菇色差的变化是由于体内的多酚氧化酶催化体内其它酚类化合物而引起的[25]。本实验在贮藏期间采用L*值来反应香菇色差的变化，L*值越高，说明香菇的褐变程度越低，品质也越好。由图3 可知，在贮藏期内，不同浓度的GABA 均能在一定程度上保持香菇的L*值，且随着浓度的增大，效果逐渐增强，这说明GABA 处理能使香菇保持较好的品质。但是5.0 和7.5 g·L-1处理组的差异并不显著（P＞0.05），综合成本考虑，选择5.0 g·L-1GABA 处理比较适宜，该处理组的香菇L*值在贮藏3 和12 d 时分别为44.81 和35.55，比对照组分别高19.30%和16.37%。

图3 不同浓度GABA 处理对香菇L*值的影响Fig.3 Effects of different concentration of GABA on L * value of L.edodes

2.4 不同浓度的GABA 处理对香菇硬度的影响

硬度是衡量香菇成熟和贮藏品质的重要指标之一[25]，在贮藏期间，由于细胞壁逐渐降解，果实的硬度会逐渐下降，影响香菇采后的品质。由图4 可知，香菇的硬度随着贮藏时间的延长呈现下降的趋势，不同浓度GABA 处理组的香菇能硬度均高于对照组，这说明GABA 处理能够延迟香菇的硬度下降速率。贮藏12 d 后，对照组的硬度从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处理组的香菇硬度分别下降到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 处理组的效果较好，分别是对照的2.77 倍和2.87 倍，且两者之间无显著差异（P＞0.05），但是后者的硬度高于前者，因此选择5.0 g·L-1为最佳GABA 处理浓度。

图4 不同浓度GABA 处理对香菇硬度的影响Fig.4 Effects of different concentration of GABA on the hardness of L.edodes

2.5 不同浓度的GABA 处理对香菇相对电导率的影响

相对电导率是衡量香菇细胞膜透性的重要指标，可间接反映细胞膜的损伤程度，相对电导率越高，细胞膜损伤程度越高[25]。不同浓度GABA 处理对香菇相对电导率的影响如图5 所示，在贮藏期内，香菇相对电导率呈现逐渐上升的趋势；贮藏前6 d，GABA 处理组与对照组无显著差异，但是贮藏6 d后，GABA 处理组的相对电导率均低于对照组，但各浓度之间差异并不显著（P＜0.05），这说明GABA 处理仅能在贮藏后期较好的保护细胞膜的完整性。贮藏12 d，三个浓度GABA 处理组的电导率分别为27%、28%和30%，比对照组分别低28.95%、26.32%和21.05%。综合成本考虑，选择2.5 g·L-1GABA 处理比较合适。

图5 不同浓度GABA 处理对香菇相对电导率的影响Fig.5 Effects of different concentration of GABA on the relative conductivity of L.edodes

2.6 不同浓度的GABA 处理对香菇丙二醛含量的影响

丙二醛的积累会造成香菇生物膜损伤，使膜蛋白发生聚合，同时降低膜脂的不饱和度而引起膜流动性降低，造成细胞膜系统损害，加速香菇的老化，使其失去商业价值[9]。不同浓度的GABA 处理对采后香菇丙二醛含量的影响如图6 所示，经过2.5、5.0、7.5 g·L-1的GABA 处理的香菇体内丙二醛含量低于对照组，从第6 d 开始与对照组产生显著差异，贮藏12 d 时，2.5、5.0、7.5 g·L-1GABA 处理的香菇丙二醛含量分别为2.25、2.58、2.59 μmol·g-1，比对照组别低33.63%、23.89%、23.60%，说明经过GABA 处理的香菇生物膜受到的伤害低于对照组，GABA 可以有效的减缓丙二醛含量增加的速度，在一定程度上延长香菇的贮藏时间。然而，与相对电导率相似，三个浓度的GABA 处理之间并无显著差异（P＞0.05），因此，综合相对电导率和丙二醛积累来看，选择2.5 g·L-1GABA 来处理香菇比较合适。

图6 不同浓度GABA 处理对香菇丙二醛含量的影响Fig.6 Effects of different concentration of GABA on malondialdehyde contents of L.edodes

2.7 不同浓度的GABA 处理对香菇抗坏血酸含量的影响

抗坏血酸是香菇体内重要的营养物质之一，可作为评定香菇的营养品质和贮藏效果的指标之一。该物质属于抗氧化剂，可还原消除活性氧[15]，减小香菇组织的伤害，但是这种物质不稳定存在，容易被氧化分解，也是香菇发生褐变的原因之一[25]。由图7可知，在贮藏期内，香菇体内抗坏血酸含量逐渐降低，GABA 处理组香菇的抗坏血酸含量均高于对照组，这说明GABA 处理能够较好的保持香菇抗坏血酸的含量。5.0 g·L-1GABA 处理的效果最好，与对照组的差异最显著（P＜0.05），贮藏12 d 时，该处理组的香菇体内抗坏血酸含量为29.7 μg·g-1，比对照组高30.84%，这说明用5.0 g·L-1的GABA 处理能够更好的保持香菇体内抗坏血酸含量。

图7 不同浓度GABA 处理对香菇坏血酸含量的影响Fig.7 Effect of different concentration of GABA on ascorbic acid contents of L.edodes

2.8 不同浓度的GABA 处理对香菇总酚含量的影响

酚类物质是香菇体内主要的抗氧化物质，酚类物质的氧化会使香菇发生褐变[25]。由图8 可知，香菇总酚含量呈现先略微上升再逐渐下降的趋势。贮藏前3 d，GABA 处理组与对照组无显著差异，且总分含量略有增加，这或许与香菇的抗逆性[25]有关。在从第6 d 开始，GABA 处理组香菇的总酚含量显著高于对照组（P＜0.05），而且差异程度逐渐增大，这说明GABA 处理能够较好的保持香菇的总酚含量，降低香菇的褐变。贮藏12 d，用2.5、5.0、7.5 g·L-1的GABA 处理的香菇总酚含量分别为0.223、0.248、0.237 mg·g-1，分别比对照组高13.20%、25.89%、20.30%。虽然GABA 处理组之间并无显著性差异（P＞0.05），但是在贮藏后期5.0 g·L-1GABA 处理组香菇的总酚最高，因此，从总酚含量保持的角度来看，GABA 对香菇的适宜处理浓度为5.0 g·L-1。

图8 不同浓度GABA 处理对香菇总酚含量的影响Fig.8 Effects of different concentration of GABA on total phenol contents of L.edodes

2.9 不同浓度的GABA 处理对香菇可溶性蛋白含量的影响

可溶性蛋白质是评定香菇中营养物质含量的重要指标之一，可溶性蛋白参与多种代谢活动过程，与香菇的成熟衰老、抗逆性有关[19]。图9 表示不同浓度GABA 处理对香菇可溶性蛋白含量的影响，从图中可以看出，香菇中可溶性蛋白含量呈现逐渐下降的趋势，但GABA 处理组香菇的含量均高于对照组，这说明GABA 处理可以保持香菇中可溶性蛋白质的含量。在贮藏期12 d，2.5、5.0、7.5 g·L-1的GABA 处理后香菇中可溶性蛋白的含量分别为11.55、13.17、12.97 mg·g-1，分别比对照高7.04%、22.06%、20.20%。整体来看，5.0 g·L-1GABA 处理组的香菇能够更好的保持蛋白质的含量。

图9 不同浓度GABA 处理对香菇可溶性蛋白含量的影响Fig.9 Effects of different concentration of GABA on soluble protein contents of L.edodes

3 结论

不同浓度的GABA 处理能够不同程度的降低香菇的失重率、相对电导率和丙二醛含量，抑制香菇的呼吸作用、较好的保持香菇的L*值和硬度，这表明GABA 可以通过抑制呼吸、减缓细胞膜的透性的增大、减少香菇的失水进而较好的保持香菇的硬度和色度。同时，不同浓度的GABA 处理能够不同程度的促进抗坏血酸、总酚和蛋白质的积累，进而较好的保持香菇的营养品质。综合考虑GABA 对香菇各项指标的影响，确定其最佳处理浓度为5.0 g·L-1。本研究为GABA 在香菇采后贮藏保鲜中的应用提供了理论依据，具有一定的实际意义，但是关于GABA 对香菇采后品质的调控机理还不够清楚，有待进一步的深入研究。