本發(fā)明屬于保鮮技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于γ-氨基丁酸結(jié)合植物乳桿菌的保鮮劑及其在雙孢蘑菇保鮮中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
雙孢蘑菇不僅營養(yǎng)價值高，含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素和礦物質(zhì)，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。據(jù)中國食用菌協(xié)會統(tǒng)計，2014年我國雙孢蘑菇產(chǎn)量達(dá)250.5萬噸，約占全球產(chǎn)量與出口量的50％以上。然而雙孢蘑菇在采后極易產(chǎn)生褐變導(dǎo)致品質(zhì)下降迅速，每年因褐變造成的損失約占年產(chǎn)量的15％左右，保鮮問題突出，在國內(nèi)、國際市場上競爭力較弱，因此，提高其鮮品品質(zhì)是保證雙孢蘑菇產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展及增強國際競爭力的關(guān)鍵。
雙孢蘑菇采后的褐變主要是酶促褐變，針對酶促褐變機理及其影響因素，人們對其褐變控制技術(shù)進(jìn)行了大量研究。研究表明，低溫氣調(diào)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。應(yīng)用最廣的抗壞血酸、亞硫酸鹽、半胱氨酸、檸檬酸等化學(xué)保鮮方法，雖然具有操作簡單、成本低、效果好的優(yōu)點，但仍存在不穩(wěn)定、濫用等問題，尤其是亞硫酸鹽等化學(xué)藥劑普遍存在高殘留、人體健康危害和環(huán)境污染等問題。此外，輻照保鮮也有一定的效果，但同樣存在安全隱患。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(zhì)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(guān)注。
γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid，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(zhì)氨基酸，作為一種新型食品功能性因子已被批準(zhǔn)在食品中使用，而且美國環(huán)境保護署(epa)也已經(jīng)確認(rèn)這種物質(zhì)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。因此，gaba的研究和開發(fā)已成為一個新的熱點。在脊椎動物中，gaba通常是作為中樞神經(jīng)和外圍神經(jīng)系統(tǒng)的抑制劑，具有鎮(zhèn)靜、抗焦慮、降壓、增進(jìn)腦活力、抗衰老、減輕疾病疼痛、預(yù)防肥胖等效果；植物中的研究發(fā)現(xiàn)gaba在調(diào)節(jié)植物細(xì)胞對逆境的反應(yīng)和提高植物對逆境的適應(yīng)性中發(fā)揮著重要的作用。目前在植物中的研究主要集中在gaba提高作物生長發(fā)育過程中的抗逆性方面，近年來已有少量關(guān)于gaba調(diào)控果實采后品質(zhì)方面的報道。中國發(fā)明授權(quán)專利《一種蓮霧專用保鮮劑》(zl201310486815.0)和《一種蓮霧的保鮮方法》(zl201310486816.5)公開的蓮霧保鮮劑由殼聚糖、gaba、枇杷葉提取液、乳酸鈣、食品級甘油組成，其中g(shù)aba的含量為2-5g/l。中國發(fā)明授權(quán)專利《一種櫻桃專用保鮮劑》(zl201310498239.1)公開了一種櫻桃專用保鮮劑，主要成分為殼聚糖、gaba、金銀花、菊花和石榴皮，該保鮮劑其中g(shù)aba的含量為3-5g/l。中國發(fā)明申請專利《水蜜桃低溫貯藏保鮮方法及γ-氨基丁酸在水蜜桃保鮮中的應(yīng)用》(cn103300141a)公開了一種水蜜桃低溫貯藏保鮮方法，該方法是將水蜜桃果實在1-10mm的gaba溶液中浸泡5-30min，可顯著抑制桃果實的冷害發(fā)生，保持果實采后的品質(zhì)。中國發(fā)明授權(quán)專利《一種含功能性氨基酸的草莓防腐保鮮劑》(zl201310076524.4)公開的草莓保鮮劑由gaba、精氨酸、抗壞血酸、氯化鈣、乙酸、殼聚糖組成，其中g(shù)aba的含量為0.2-0.5g/l。中國發(fā)明申請專利《一種草莓果實保鮮液和草莓果實保鮮盒及其使用方法》(cn104222264a)公開的草莓果實保鮮液由草莓葉消化液、氯化鈣、抗壞血酸、檸檬酸、蔗糖、精氨酸、gaba、脯氨酸和水組成，其中g(shù)aba的含量為0.1-0.2g/l。中國發(fā)明申請專利《一種鮮切山藥保鮮劑》(cn105104505a)公開了由gaba、乳酸鈣、醋酸鋅、大蒜提取液、枇杷葉提取液組成的鮮切山藥保鮮劑，gaba的最高含量為1g/l。中國發(fā)明申請專利《一種杏子的生物保鮮方法》(cn105454412a)公開的杏子保鮮液由亞精胺、橄欖葉提取物、gaba、精氨酸、抗壞血酸、氯化鈣和殼聚糖組成，其中g(shù)aba含量為1-2g/l。中國發(fā)明授權(quán)專利《基于γ-氨基丁酸結(jié)合生防酵母的生物保鮮液及其用途》(zl201410085393.0)，公開了一種利用γ-氨基丁酸結(jié)合生防酵母控制梨果實青霉病害的防治方法，gaba的使用濃度為90-110μg/l。該方法是先將gaba溶液噴灑在梨果實表面，常溫誘導(dǎo)22-26小時后，然后在得到的誘導(dǎo)處理后的梨果實表面噴灑同等體積的羅倫隱球酵母或紅冬孢酵母細(xì)胞懸浮液，提高生防酵母的拮抗活性，達(dá)到防治梨果實青霉病的效果。
植物乳桿菌(lactobacillusplantarum)是被廣泛應(yīng)用在食品工業(yè)中的乳酸菌之一，同乳酸菌一樣，能夠在生長繁殖過程中產(chǎn)生有機酸、過氧化氫、二氧化碳和細(xì)菌素等抑菌物質(zhì)，可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞ph、抑制微生物生長達(dá)到防腐保鮮目的。目前多用在肉制品、乳制品和水產(chǎn)品的保鮮及果蔬的腌制發(fā)酵方面，而在果蔬保鮮方面的應(yīng)用較少。例如，中國發(fā)明申請專利《一種植物乳桿菌植物亞種細(xì)菌素與nisin復(fù)合抑菌劑及其在冷鮮肉中的應(yīng)用》(cn104531561a)公開了一種植物乳桿菌植物亞種細(xì)菌素zhang-ll與nisin復(fù)合抑菌劑的制備方法及其在冷鮮肉防腐保鮮中的應(yīng)用，該復(fù)合抑菌劑抑制單增李斯特菌的效果比單獨使用細(xì)菌素效果提高了1000倍，使得冷鮮肉的保藏期延長了13d；中國發(fā)明申請專利《植物乳桿菌ucn-11菌株及其組合物和應(yīng)用》(cn104611275a)公開的植物乳桿菌ucn-11菌株及其組合物具有食品防腐保鮮和動物保健作用，可確保食品貨架期和動物高效健康養(yǎng)殖；中國發(fā)明授權(quán)專利《植物乳桿菌在冷卻肉保鮮中的應(yīng)用》(zl200810057437.3)提供了一株具有良好的培養(yǎng)特性的植物乳桿菌cgmccno.2227，其發(fā)酵液具有良好的抑菌能力，可用于食品保鮮領(lǐng)域，特別是冷卻肉的保鮮。martínez-castellanosa等(2009)發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌處理能夠保持紅毛丹果皮的色澤和降低水分的損失。martínez-castellanosa等(2011)研究了從發(fā)酵蔬菜中分離到的一株植物乳桿菌對荔枝采后品質(zhì)保持的影響，結(jié)果表明，109cfu/g濃度的植物乳桿菌處理的荔枝果皮花色素苷含量較高且果皮褐變程度低。中國發(fā)明專利《一株可用于生物防腐保鮮的乳酸菌及其應(yīng)用》(zl201010240725.x)公開了一株可用于水果防腐保鮮的植物乳桿菌，具體使用方法為:先將蔗糖、酒石酸和山梨酸鉀組成的酸化劑加熱溶解于水，降溫至常溫后加入植物乳桿菌菌粉混勻(菌的濃度為5×106～5×107cfu/ml)，噴霧方式噴灑到水果上，然后將水果在常溫或低溫下儲存。結(jié)果表明，植物乳桿菌既可防治果皮褐變，降低果實發(fā)病率，還可適當(dāng)減少果實水分揮發(fā)，抑制水果的新陳代謝，從而了延長保鮮期，該保鮮劑能將草莓常溫下的貯藏期延長1-3d。
從上述γ-氨基丁酸及植物乳桿菌的應(yīng)用來看，隨其用途及配方不同，γ-氨基丁酸及植物乳桿菌的用量存在一定的差別，缺乏一定的通用性和可借鑒性，而且現(xiàn)有技術(shù)中尚未見到將兩者共同搭配使用的有關(guān)報道。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種基于γ-氨基丁酸結(jié)合植物乳桿菌的保鮮劑，該保鮮劑針對雙孢蘑菇的保鮮需求設(shè)計而成，以達(dá)到延長雙孢蘑菇貯藏期的應(yīng)用目的。
本申請所采取的技術(shù)方案詳述如下。
一種基于γ-氨基丁酸結(jié)合植物乳桿菌的保鮮劑，為溶解有γ-氨基丁酸的植物乳桿菌清水懸浮液；
懸浮液中植物乳桿菌細(xì)胞數(shù)量為106～107cfu/ml，γ-氨基丁酸的濃度為100～200μg/ml；
所述植物乳桿菌，具體例如為廣東省微生物菌種保藏中心保藏編號為gim1.191的植物乳桿菌菌株。
所述基于γ-氨基丁酸結(jié)合植物乳桿菌的保鮮劑在雙孢蘑菇保鮮中的應(yīng)用。
所述基于γ-氨基丁酸結(jié)合植物乳桿菌的保鮮劑的制備方法，具體包括如下步驟：
(1)植物乳桿菌菌體培養(yǎng)
采用mrs肉湯培養(yǎng)液，37℃、150rpm振蕩培養(yǎng)對植物乳桿菌菌株進(jìn)行擴增；
mrs肉湯培養(yǎng)液組成為：蛋白胨10g/l，牛肉粉5g/l，酵母粉4g/l，葡萄糖20g/l，乙酸鈉5g/l，磷酸氫二鉀2g/l，硫酸鎂0.2g/l，硫酸錳0.05g/l，檸檬酸三銨2g/l，吐溫801ml/l，余量為水；
(2)植物乳桿菌清水懸浮液制備
將步驟(1)中植物乳桿菌培養(yǎng)液12000rpm離心10min，收集菌體沉淀，并用清水洗滌不少于兩次后，清水重新懸浮植物乳桿菌細(xì)胞；
用血球計數(shù)板計數(shù)，調(diào)整清水中植物乳桿菌細(xì)胞數(shù)量至106～107cfu/ml后即為植物乳桿菌清水懸浮液；
(3)制備成保鮮劑
按比例稱取γ-氨基丁酸，溶解于步驟(2)中的植物乳桿菌清水懸浮液，即得本發(fā)明所述基于γ-氨基丁酸結(jié)合植物乳桿菌的保鮮劑。
利用所述基于γ-氨基丁酸結(jié)合植物乳桿菌的保鮮劑所建立的雙孢蘑菇的保鮮方法，采用噴灑或浸泡方式處理雙孢蘑菇，具體為：
(1)選取大小均勻、色澤一致、無病蟲害、完整無損傷的新鮮雙孢蘑菇子實體；
(2)采用噴灑方式保鮮處理時，常溫下，按1kg雙孢蘑菇子實體200ml保鮮劑的比例均勻噴灑于子實體表面；
采用浸泡方式保鮮處理時，常溫下，將雙孢蘑菇子實體完全浸泡于保鮮劑中3～5min，浸泡后瀝干子實體表面；
(3)待雙孢蘑菇子實體表面晾干后，4±1℃條件下貯藏。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
1、本發(fā)明使用的γ-氨基丁酸是一種廣泛存在于動植物體內(nèi)的天然調(diào)節(jié)物質(zhì)，具有鎮(zhèn)靜、抗焦慮、降壓、增進(jìn)腦活力、抗衰老、減輕疾病疼痛、預(yù)防肥胖等效果，有益于人體健康；而植物乳桿菌是被廣泛應(yīng)用在食品工業(yè)中的乳酸菌之一，多種植物乳桿菌及其亞種具有益生特性；
實驗表明，本發(fā)明中利用γ-氨基丁酸結(jié)合植物乳桿菌所制備的保鮮劑，可以有效抑制子實體的褐變，保持子實體的硬度，從而延長雙孢蘑菇的貯藏期；加上γ-氨基丁酸和植物乳桿菌的天然來源特性，因而使得本發(fā)明中的保鮮劑具有安全無毒且保鮮效果佳的優(yōu)點，不僅可避免化學(xué)保鮮劑的使用對人類和環(huán)境帶來的潛在危害，而且可以增強雙孢蘑菇的營養(yǎng)保健作用；
2、本發(fā)明所述保鮮劑制備方法簡單，操作簡單、使用便捷，較好的符合當(dāng)前保鮮劑設(shè)計、研發(fā)方向，因而具有較好地實用價值和商業(yè)化推廣應(yīng)用前景。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本申請做進(jìn)一步地解釋說明，在介紹具體實施例前，就下述實施例中部分物料情況簡要介紹如下。
實驗物料：
食品級γ-氨基丁酸，純度98％。
植物乳桿菌，采用廣東省微生物菌種保藏中心保藏編號為gim1.191的植物乳桿菌菌株，該菌株屬于一種可公開獲得的微生物菌株；
新鮮雙孢蘑菇，購自全州新軍生態(tài)菌家庭農(nóng)場有限公司，采后立即運回實驗室在0～4℃下冷藏備用。
實施例1
本實施例所提供的基于γ-氨基丁酸結(jié)合植物乳桿菌的保鮮劑，采用如下步驟制備而成：
(1)植物乳桿菌菌體培養(yǎng)
將所獲得原始的斜面保存的植物乳桿菌菌株接種到滅菌mrs肉湯培養(yǎng)液中，37℃、150rpm條件下培養(yǎng)16～24h，然后相同條件下重復(fù)傳代培養(yǎng)2次；
所述mrs肉湯培養(yǎng)液組成為：蛋白胨10g/l，牛肉粉5g/l，酵母粉4g/l，葡萄糖20g/l，乙酸鈉5g/l，磷酸氫二鉀2g/l，硫酸鎂0.2g/l，硫酸錳0.05g/l，檸檬酸三銨2g/l，吐溫801ml/l，余量為水；
(2)植物乳桿菌清水懸浮液制備
將步驟(1)中植物乳桿菌培養(yǎng)液12000rpm離心10min，收集菌體沉淀，并用清水洗滌不少于兩次后，清水重新懸浮植物乳桿菌細(xì)胞；
用血球計數(shù)板計數(shù)，調(diào)整清水中植物乳桿菌細(xì)胞數(shù)量至106cfu/ml左右；
(3)制備成保鮮劑
稱取γ-氨基丁酸，溶解于步驟(2)中的植物乳桿菌清水懸浮液中，使γ-氨基丁酸的終濃度為200μg/ml。
將上述所制備的保鮮劑分別采用噴灑或浸泡方式處理雙孢蘑菇，具體方法為：
(1)選取大小均勻、色澤一致、無病蟲害、完整無損傷的新鮮雙孢蘑菇子實體；
(2)采用噴灑方式保鮮處理時，常溫下，按1kg雙孢蘑菇子實體200ml保鮮劑的比例均勻噴灑于子實體表面；
采用浸泡方式保鮮處理時，常溫下，將1kg雙孢蘑菇子實體在2l保鮮劑水溶液中浸泡處理5min后取出，瀝干子實體表面保鮮劑；
(3)待雙孢蘑菇子實體表面晾干后，裝入襯有保鮮膜的塑料筐中，4±1℃條件下貯藏。
貯藏期間定期取樣測定褐變、硬度、失重率等指標(biāo)，其中褐變用l*值表示，l*值越高表示褐變度越低。
失重率測定：測定貯藏前后雙孢蘑菇的重量，按式(1)計算失重率。
式中：wlr——失重率，％；m0——貯藏前即0d的雙孢蘑菇重量，單位g；mn——貯藏nd的雙孢蘑菇重量，單位g。
硬度測定：采用tms-pro質(zhì)構(gòu)儀對雙孢蘑菇進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)分析(tpa)，記錄雙孢蘑菇硬度的變化，每個處理測定12個整菇。測定參數(shù)：直徑5cm的圓柱形平板探頭，壓縮程度30％，測試速率1.0mm/s，觸發(fā)力0.3n。
顏色評價：用hunterlabcolorflexez色差儀測定雙孢蘑菇蓋的ciel*(白/黑)、a*(紅/綠)、b*(黃/藍(lán))，儀器用標(biāo)準(zhǔn)白板(l*＝94.11；a*＝-1.08；b*＝2.13)校正，每個處理測定12個整菇。
結(jié)果如表1～3所示：
表1，不同保鮮處理對雙孢蘑菇硬度的影響
表2，不同保鮮處理對雙孢蘑菇l*值的影響
表3，不同保鮮處理對雙孢蘑菇失重率的影響
硬度是反映雙孢蘑菇品質(zhì)、代謝和水分變化的重要指標(biāo)，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。顏色是消費者判斷雙孢蘑菇是否可接受的重要參數(shù)；研究表明，l*值低于69的雙孢蘑菇已完全失去了商品價值。失水是雙孢蘑菇采后的重要生理變化之一，剛采收的雙孢蘑菇含水量高達(dá)90％以上，由于菇體表面無保護組織，水分極易通過蒸騰作用而散失，造成蘑菇子實體質(zhì)量減輕、萎蔫變軟、鮮度下降。因此，必須較好的保持雙孢蘑菇的硬度和l*值，同時降低其失水程度，才能達(dá)到較好的保鮮效果。
對上表數(shù)據(jù)分析可以看出，隨著貯藏時間的延長，雙孢蘑菇的硬度和l*值逐漸降低，失水程度加劇，gaba和植物乳桿菌均有一定的保鮮效果，兩者結(jié)合能夠提高其保鮮效果。無論是噴灑還是浸泡方式處理，106cfu/mll.plantarum+200μg/mlgaba保鮮劑處理均能較好的保持雙孢蘑菇的硬度，降低其褐變程度和失重率，與對照相比，貯藏12d后的硬度提高33.23％(浸泡)/32.32％(噴灑)、l*值提高13.45％(浸泡)/12.70％(噴灑)、失重率降低34.00％(浸泡)/33.25％(噴灑)。
實施例2
本實施例所提供的保鮮劑，其制備方法同實施例1，僅調(diào)整保鮮劑中植物乳桿菌細(xì)胞數(shù)量為107cfu/ml，保鮮劑中g(shù)aba的終濃度為100μg/ml。
利用所述保鮮劑處理雙孢蘑菇時，處理方法同實施例1，僅調(diào)整浸泡時間為3min。
實驗結(jié)果如下述表4～6所示。
表4，不同保鮮處理雙孢蘑菇硬度的影響
表5，不同保鮮處理對雙孢蘑菇l*值的影響
表6，不同保鮮處理對雙孢蘑菇失重率的影響
對上表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以看出，隨著貯藏時間的延長，雙孢蘑菇的硬度和l*值逐漸降低，失水程度增大，gaba和植物乳桿菌均有一定的保鮮效果，兩者結(jié)合能夠提高其保鮮效果。無論是噴灑還是浸泡方式處理，107cfu/mll.plantarum+100μg/mlgaba保鮮劑處理均能較好的保持雙孢蘑菇的硬度，降低其褐變程度和失重率，與對照相比，貯藏12d后的硬度提高17.71％(浸泡)/18.09％(噴灑)、l*值提高14.95％(浸泡)/14.71％(噴灑)、失重率降低34.81％(浸泡)/33.83％(噴灑)。
實施例3
本實施例所提供的保鮮劑，其制備方法同實施例1，僅調(diào)整保鮮劑中植物乳桿菌細(xì)胞數(shù)量為5×106cfu/ml，保鮮劑中g(shù)aba的終濃度為150μg/ml。
利用所述保鮮劑處理雙孢蘑菇時，處理方法同實施例1，僅調(diào)整浸泡時間為5min。
實驗結(jié)果如下述表7～9所示。
表7，不同保鮮處理對雙孢蘑菇硬度的影響
表8，不同保鮮處理對雙孢蘑菇l*值的影響
表9，不同保鮮處理對雙孢蘑菇失重率的影響
對上表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以看出，隨著貯藏時間的延長，雙孢蘑菇的硬度和l*值逐漸降低，失水程度增大，gaba和植物乳桿菌均有一定的保鮮效果，兩者結(jié)合能夠提高其保鮮效果。無論是噴灑還是浸泡方式處理，5×106cfu/mll.plantarum+150μg/mlgaba保鮮劑處理均能較好的保持雙孢蘑菇的硬度，降低其褐變程度和失重率，與對照相比，貯藏12d后的硬度提高33.08％(浸泡)/31.34％(噴灑)、l*值提高14.28％(浸泡)/13.02％(噴灑)、失重率降低41.40％(浸泡)/42.55％(噴灑)。