تاثیر تیمارهای پس از برداشت ملاتونین و گاما-آمینو بوتیریک اسید بر بهبود فعالیت آنتی‌اکسیدانی و کاهش قهوه‌ای شدن فرم تازه بریده قارچ تکمه‌ای (Agaricus bisporus) طی انبارمانی سرد

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق دکتری تخصصی گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 نویسنده مسئول، استادیار گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

3 استادیار گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران.

4 استادیار مؤسسه ثبت و گواهی بذر و نهال، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (areeo)، کرج، ایران.

چکیده

سابقه و هدف: تولید و مصرف قارچ تکمه‌ای به دلیل ارزش خوراکی مناسب و خصوصیات دارویی مطلوب در بسیاری از نقاط جهان رو به افزایش است، ولی چون این نوع قارچ‌ها فاقد پوشش خارجی نگهدارنده هستند، عمر نگهداری کوتاهی دارند و طی مرحله‌ی پس از برداشت کیفیت قارچ تکمه‌ای به دلیل کاهش آّب، تغییر رنگ، تغییر بافت، کاهش طعم و ارزش غذایی کاهش می‌یابد که موجب محدود کردن ارزش اقتصادی آن می‌شود، لذا کاربرد تیمارهای پس از برداشت می‌تواند موجب حفظ ارزش تغذیه‌ای و بهبود عمر انباری این قارچ‌ها شود. بنابراین، این تحقیق با هدف بررسی اثر تیمارهای پس از برداشت ملاتونین و گاما-آمینوبوتیریک اسید (گابا) بر عمر انباری و کیفیت تغذیه‌ای قارچ تکمه‌ای تازه بریده انجام شد.
مواد و روش‌ها: تیمارهای پس از برداشت استفاده شده در این آزمایش شامل ملاتونین (10 میکرومولار) و گابا (1 میلی مولار) و شاهد (آب مقطر) بود که غوطه‌وری قارچ‌ها در محلول این تیمارها به مدت 5 دقیقه صورت گرفت و پس از خشک کردن در دمای اتاق (1±24(، قارچ‌ها در ظروف بسته‌بندی قرار گرفته و در سردخانه در دمای 4 درجه سانتیگراد با رطوبت نسبی 5 ± 90 درصد نگهداری شدند. نمونه‌برداری از قارچ‌ها در روزهای صفر، 5، 10 و 15 روز پس از تیمار انجام شد. نمونه‌های گرفته شده برای اندازه‌گیری شاخص قهوه‌ای شدن، تجمع پراکسید هیدروژن، فعالیت آنزیم‌های تجزیه‌کننده غشای سلولی و آنزیم‌های آنتی-اکسیدان مورد استفاده قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج تحقیق نشان داد که کاربرد پس از برداشت ملاتونین و گابا در فرم تازه بریده قارچ تکمه‌ای، سبب تاخیر در قهوه-ای شدن اسلایس‌های قارچ تکمه‌ای نسبت به قارچ‌های شاهد شد و در پانزدهمین روز انبارمانی شاخص قهوه‌ای شدن در قارچ-های تیمار شده با ملاتونین، گابا و شاهد به ترتیب برابر با 78/45، 01/40 و 5/90 درصد بود. تجمع پراکسید هیدروژن در قارچ-های تکمه‌ای تیمار شده با ملاتونین و گابا نسبت به قارچ‌های تکمه‌ای شاهد به طور معنی‌داری کاهش یافت که ناشی از افزایش فعالیت آنزیم آنتی‌اکسیدان سوپراکسید دیسموتاز، آسکوربات پراکسیداز، کاتالاز و گلوتاتیون ردوکتاز بود و بیشترین مقدار تجمع پراکسید هیدروژن (35/51 میکرومول در گرم وزن تر) در دهمین روز انبارمانی در نمونه‌های شاهد بدست آمد. پایداری غشا در قارچ‌های تکمه‌ای تیمار شده با ملاتونین و گابا افزایش یافت که ناشی از کاهش فعالیت آنزیم‌های لیپواکسیژناز و فسفولیپاز D در این قارچ‌ها بود. همچنین تیمار گابا در بیشتر صفات مورد بررسی نتایج بهتری نسبت به ملاتونین ارائه داد.
نتیجه‌گیری: به طور کلی با توجه به نتایج تحقیق حاضر، ملاتونین و گابا می‌توانند به عنوان یک روش موثر و ایمن در حفظ کیفیت تغذیه‌ای و بهبود عمر انبارمانی قارچ تکمه‌ای تازه بریده طی نگهداری در انبار سرد استفاده گردند. همچنین با توجه به ارائه نتایج بهتر توسط گابا در بیشتر صفات مورد بررسی و ارزان بودن آن نسبت به ملاتونین، توصیه به استفاده از گابا در پس از برداشت قارچ تکمه‌ای تازه بریده به منظور حفظ کیفیت قارچ‌ها می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effect of postharvest treatments of melatonin and γ-aminobutyric acid on improving antioxidant activity and reducing browning of fresh cut button mushroom (Agaricus bisporus) during cold storage

نویسندگان [English]

  • Aydin Shekari 1
  • Rahim Naghsiband Hassani 2
  • Moteza Soleimani Aghdam 3
  • Mehdi Rezaii 4
  • Abasali Janatizadeh 3
1 Ph.D. Graduate, Dept. of Horticultural Sciences and Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
2 Corresponding Author, Assistant Prof., Dept. of Horticultural Sciences and Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
3 Assistant Prof., Dept. of Horticultural Sciences and Engineering, Faculty of Agriculture, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
4 Assistant Prof., Seed and Plant Certification and Registration Institute, Karaj, Iran.
چکیده [English]

Background and purpose: Production and consumption of button mushroom is increasing in many parts of the world due to their good nutritional value and desirable medicinal properties, but because these types of mushrooms do not have a protective outer coating, they have a short shelf life, and during the postharvest, the quality of button mushrooms decreases due to water reduction, color change, texture change, reduction of taste and nutritional value, which limits its economic value, so the application of postharvest treatments can preserve the nutritional value and improve the shelf life of these mushrooms. Therefore, this study aimed to investigate the effect of postharvest treatments of melatonin and γ-aminobutyric acid (GABA) on the storage life and nutritional quality of fresh cut button mushrooms.
Materials and Methods: The postharvest treatments used in this experiment included melatonin (10 μM) and GABA (1 mM) and control (distilled water), which the mushrooms were immersed in a solution of these treatments for 5 minutes, and after drying at room temperature (24 ± 1), the mushrooms were placed in sealed containers and stored in a cold store at 4 °C with a relative humidity of 90 ± 5%. The samples were taken on days 0, 5, 10, and 15 days after treatment, and to measure browning index, hydrogen peroxide accumulation, the activity of cell membrane degrading enzymes and antioxidants enzymes were used.
Results: The results showed that postharvest application of melatonin and GABA in fresh cut button mushrooms caused a delay in browning of slices of button mushrooms compared to control mushrooms and on the 15th day of storage, browning index in mushrooms treated with melatonin, GABA, and control was 45.78, 40.01, and 90.5%, respectively. Accumulation of hydrogen peroxide in melatonin and GABA treated mushrooms was significantly reduced compared to control mushrooms due to increased activity of the antioxidant enzymes superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, catalase and glutathione reductase, and the highest hydrogen peroxide accumulation (51.35 μ mol g-1 FW) was obtained on the 10th day of storage in control samples. Membrane stability increased in melatonin and GABA treated mushrooms due to decreased activity of lipoxygenase and phospholipase D enzymes in these mushrooms. GABA treatment also showed better results than melatonin in most of the studied traits.
Conclusion: In general, according to the results of the present study, melatonin and GABA can used as an effective and safe method in maintaining nutritional quality and improving the shelf life of fresh cut button mushrooms during cold storage. Also, due to the better results provided by GABA in most of the studied traits and its cheapness compared to melatonin, it is recommended to use GABA in fresh cut mushrooms postharvest to maintain the quality of the mushrooms.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fresh cut button mushroom
  • Storage
  • Melatonin
  • GABA
  • Browning

مراجع

1.Ding, Y., Zhu, Z., Zhao, J., Nie, Y., Zhang, Y., Sheng, J. and Tang, X. 2016. Effects of postharvest brassinolide treatment on the metabolism of white button mushroom (Agaricus bisporus) in relation to development of browning during storage. Food Bioprocess Technol. pp. 1-8.
2.Li, L., Kitazawa, H., Zhang, X., Zhang, L., Sun, Y., Wang, X. and Yu, S. 2021. Melatonin retards senescence via regulation of the electron leakage of postharvest white mushroom (Agaricus bisporus). Food Chem. 340: 127833.‏
3.Dokhanieh, A. and Aghdam, M. 2016. Postharvest browning alleviation of Agaricus bisporus using salicylic acid treatment. Sci. Hort. 207: 146-151.
4.Oms-Oliu, G., Aguiló-Aguayo, I., Martín-Belloso, O. and Soliva-Fortuny, R. 2010. Effects of pulsed light treatments on quality and antioxidant properties of fresh-cut mushrooms (Agaricus bisporus). Postharvest Biol. Tech. 56: 3. 216-222.‏
5.Brennan, M., Le Port, G. and Gormley, R. 2000. Post-harvest treatment with citric acid or hydrogen peroxide to extend the shelf life of fresh sliced mushrooms. LWT. 33: 4. 285-289.
6.Liu, S., Huang, H., Huber, D.J., Pan, Y., Shi, X. and Zhang, Z. 2020. Delay of ripening and softening in ‘Guifei’ mango fruit by postharvest application of melatonin. Postharvest Biol. Tech.163: 111136.‏
7.Sanchez, C. 2017. Reactive oxygenspecies and antioxidant properties from mushrooms. Synth. Syst. Biotechnol.2: 13-22.
8.Liu, J., Yu-Chun W., Juan, K., Yan, W. and Chang-hai, J. 2013. Changes in reactive oxygen species production and antioxidant enzyme activity of Agaricus bisporus harvested at different stagesof maturity. J. Sci. Food Agric.93: 2201-2206.
9.Feng, X., Wang, M., Zhao, Y., Han, P. and Dai, Y. 2014. Melatonin from different fruit sources, functional roles, and analytical methods. Trends Food Sci. Technol. 37: 21-31.
10.Tan, D.X., Hardeland, R., Manchester, L.C., Korkmaz, A., Ma, S., Rosales Corral, S. and Reiter, R.J. 2012. Functional roles of melatonin in plants, and perspectives in nutritional and agricultural science. J. Exp. Bot.63: 577-597.
11.Rastegar, S., Khankahdani, H.H. and Rahimzadeh, M. 2020. Effect ofγ-aminobutyric acid on the antioxidant system and biochemical changes of mango fruit during storage. J. Food Meas. Charact. 14: 2. 778-789.‏
12.Bal, E. 2020. Effect of melatonin treatments on biochemical quality and postharvest life of nectarines. J. Food Meas. Charact. pp. 1-8.‏
13.Wang, C.Y., Fan, L.Q., Gao, H.B., Wu, X.L., Li, J.R. and Gong, B.B. 2014. Polyamine biosynthesis and degradation are modulated by exogenous gamma-aminobutyric acid in root-zone hyoxia-stressed melon roots. J. Plant Physiol. Biochem. 82: 17-26.
14.Shelp, B.J., Bozzo, G.G., Trobacher, C.P., Zarei, A., Deyman, K.L. and Briklis, C.J. 2012. Contribution of putrescine to γ-aminobutrate (GABA) production in response to abiotic stress. J. Plant Sci. 193: 130-135.
15.Zheng, H., Liu, W., Liu, S., Liu, C. and Zheng, L. 2019. Effects of melatonin treatment on the enzymatic browning and nutritional quality of fresh-cut pear fruit. Food Chem. 299: 125-116.‏
16.Rabiei, V., Kakavand, F., Zaare‐Nahandi, F., Razavi, F. and Aghdam, M.S. 2019. Nitric oxide andγ-aminobutyric acid treatments delay senescence of cornelian cherry fruits during postharvest cold storage by enhancing antioxidant system activity. Sci. Hort. 243: 268-273.
17.Han, S., Liu, H., Han, Y., He, Y., Nan, Y., Qu, W. and Rao, J. 2021. Effects of calcium treatment on malate metabolism and γ-aminobutyric acid (GABA) pathway in postharvest apple fruit. Food Chem. 334: 127479.‏
18.Moradi, M., Razavi, F., Rabiei, V., Soleimani Aghdam, M. and Salehi, L. 2020. Effects of Gamma-aminobutyric Acid Treatment on Postharvest Chilling Injury on Tomato Fruit. J. Hort. Sci.34: 2. 221-230.‏
19.Patterson, B.D., MacRae, E.A. and Ferguson I.B. 1984. Estimation of hydrogen peroxide in plant extracts using titanium (IV). Anal. Biochem.139: 2. 487-492.
20.Rui, H., Cao, S., Shang, H., Jin, P., Wang, K. and Zheng, Y. 2010. Effects of heat treatment on internal browning and membrane fatty acid in loquat fruit in response to chilling stress. J. Sci. Food Agric. 90:1557-1561.
21.Malekzadeh, P., Khosravi-Nejad, F., Hatamnia, A.A. and Mehr, R.S. 2017. Impact of postharvest exogenousγ-aminobutyric acid treatment on cucumber fruit in response to chilling tolerance. Physiol. Mol. Biol. Plants.23: 4. 827-836.
22.Malekzadeh, P., Khosravi-Nejad, F., Hatamnia, A.A. and Mehr, R.S. 2017. Impact of postharvest exogenousγ-aminobutyric acid treatment on cucumber fruit in response to chilling tolerance. Physiol. Mol. Biol. Plants.23: 4. 827-836.
23.Nakano, Y. and Asada, K. 1981. Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts. Plant Cell Physiol.22: 867-880.
24.Foster, G. and Hess, L. 1980. Responses of superoxide dismutase and glutathione reductase activities in cotton leaf tissue exposed to an atmosphere enriched in oxygen. J. Plant Physiol. 66: 482-487.
25.Jiang, T. 2013. Effect of alginate coating on physicochemical and sensory qualities of button mushrooms (Agaricus bisporus) under a high oxygen modified atmosphere. Postharvest Biol. Tech.76: 91-97.
26.Suttirak, W. and Manurakchinakorn, S. 2010. Potential application of ascorbic acid, citric acid and oxalic acid for browning inhibition in fresh-cut fruits and vegetables. Walailak J. Sci. Technol. 7: 5-14.
27.Aghdam, M.S., Luo, Z., Jannatizadeh, A. and Farmani, B. 2019. Exogenous adenosine triphosphate application retards cap browning in Agaricus bisporus during low temperature storage. Food Chem. 293: 285-290.
28.Aghdam, M.S., Naderi, R., Jannatizadeh, A., Sarcheshmeh, M.A.A. and Babalar M. 2016. Enhancement of postharvest chilling tolerance of anthurium cut flowers by γ-aminobutyric acid (GABA) treatments. Sci. Hort. 198: 52-60.
29.Paliyath, G., Whiting, M.D., Stasiak, M.A., Murr, D.P. and Clegg, B.S. 1997. Volatile production and fruit quality during development of superficial scald in Red Delicious apples. Food Res. Inter. 30: 95-103.
30.Wang, X. 2001. Plant phospholipases. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 52: 211-231.
پژوهش‌های تولید گیاهی
دوره 29، شماره 4
دی 1401
صفحه 45-61

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار