包裝膜透性對(duì)西蘭花采后冷藏品質(zhì)變化的影響

自發(fā)氣調(diào)包裝(Modified atmosphere packaging，MAP)保鮮技術(shù)是一種廣泛用于果蔬采后貯藏保鮮的有效方法，它通過包裝膜自身透氣、透濕等特性調(diào)節(jié)包裝產(chǎn)品呼吸代謝速率，達(dá)到延緩品質(zhì)劣變，延長產(chǎn)品貨架期的目的[1]。不同果蔬產(chǎn)品種類采后代謝強(qiáng)度、包裝膜透性、包裝規(guī)格、貯藏溫度和相對(duì)濕度等都是影響MAP保鮮效果的重要因素[2,3]。目前市場上應(yīng)用較多的包裝膜按基材分主要有聚乙烯(Poly ethylene，PE)、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)、聚偏二氯乙烯(Polyvinyl dichloride，PVDC)和聚丙烯(Propene polymer，PP)等，其中應(yīng)用量大且泛的為PE包裝膜[4]。不同基材的包裝材料在不同吹膜工藝下制成不同厚度的包裝膜，其透光、透濕和透氣性，熱穩(wěn)定性，機(jī)械強(qiáng)度等方面有所差異，但應(yīng)用于果蔬M(jìn)AP保鮮領(lǐng)域關(guān)鍵點(diǎn)仍在于包裝膜對(duì)氧氣(O2)和二氧化碳(CO2)等氣體的透過性[3]。因此，針對(duì)不同果蔬材料在適貯藏溫度條件下選擇適宜透氣性的包裝材料是達(dá)到果蔬M(jìn)AP保鮮效果的關(guān)鍵。

西蘭花(Brassica oleracea L. Italica Group)屬十字花科蕓薹屬甘藍(lán)種，營養(yǎng)價(jià)值豐富，具有抗癌解毒、延緩衰老、增強(qiáng)抵抗力等功效，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，市場需求量大[5]。新鮮西蘭花采后呼吸代謝旺盛，綠色小花蕾極易出現(xiàn)失水萎蔫、褪綠黃化、霉變等現(xiàn)象，如不及時(shí)進(jìn)行采后貯藏保鮮處理，貨架期僅有5 d左右。目前有關(guān)西蘭花采后MAP保鮮應(yīng)用的研究多集中在包裝膜材料的種類[6~8]和厚度比較上，缺乏將包裝膜透性、貯藏溫度和包裝尺寸等影響MAP保鮮效果的關(guān)鍵因素進(jìn)行綜合分析，使MAP保鮮效果發(fā)揮大優(yōu)勢，并在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。本研究在前期調(diào)研的基礎(chǔ)上，從市場上采集了厚度為0.01~0.08 mm的7種常用PE包裝膜，經(jīng)預(yù)備試驗(yàn)從中篩選出對(duì)西蘭花采后MAP冷藏效果較好的4種PE材料作進(jìn)一步試驗(yàn)，并借鑒前人[9]研究成果采用 1±0.5 ℃低溫進(jìn)行貯藏，旨在找出一種適宜于生產(chǎn)應(yīng)用的安全有效的西蘭花采后MAP貯藏保鮮方法，延長貨架期。
1 材料與方法
1.1 材料

新鮮西蘭花采自四川省成都市金堂縣竹篙鎮(zhèn)西蘭花種植基地。挑選無明顯病蟲害，成熟度一致，大小均一，顏色一致的健康西蘭花于采收當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，1±0.5 ℃冷藏24 h備用。

1.2 主要儀器設(shè)備

氧氣/二氧化碳?xì)怏w分析儀，CheckMateⅡ，丹麥Dansensor公司；色差儀，CR-400，日本Konica Minolta公司；電導(dǎo)儀，DDSJ-30BA，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；紫外/可見分析光度儀，TU-1810，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；電子天平，JA 31002，上海精天電子儀器有限公司；恒溫水浴，HH 501，常州國華電器有限公司。

1.3 樣品處理

預(yù)冷后的西蘭花分別采用4種(表1)包裝膜制成的大小為30 cm×25 cm的包裝袋單朵密封包裝，實(shí)驗(yàn)對(duì)照為未包裝樣品。所有樣品處理后均貯藏于1±0.5 ℃冷庫中60 d待測定。包裝膜O2和CO2透過量測定采用壓差法氣體滲透儀(23 ℃，0% RH)；水蒸氣透過量測定采用i-Hydro 7320水蒸氣透過率測試系統(tǒng)(38 ℃，90% RH)，測試單位為濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司包裝安全檢測中心。

表1 試驗(yàn)設(shè)置和包裝膜測定參數(shù)
Table 1 Test setup and the measured parameters of packaging films

編號(hào) 試驗(yàn)處理 包裝膜O2透過量/(cm3/m2·24 h·0.1 MPa)包裝膜CO2透過量/(cm3/m2·24 h·0.1 MPa)包裝膜水蒸氣透過量/(g/m2·24 h) A 未包裝 - - -B 低壓高密度PE(厚度0.01 mm) 16398.3±2625.3 68644.9±12239.9 26.1±2.5 C 低壓高密度PE(厚度0.02 mm) 5964.3±1078.1 23493.3±2033.0 9.0±1.2 D 高壓低密度PE(厚度0.03 mm) 5464.2±99.4 30994.6±1360.1 12.2±1.0 E 高壓低密度PE(厚度0.04 mm) 3736.5±378.2 19634.9±3295.6 8.3±0.1

1.4 指標(biāo)測定

1.4.1 包裝袋內(nèi)氧氣和二氧化碳濃度

采用氧氣/二氧化碳?xì)怏w分析儀測定。樣品從冷庫中取出后迅速將測試探針插入包裝袋內(nèi)進(jìn)行抽氣測定，測定時(shí)包裝袋與探針之間采用泡沫紙膠貼密封，防止外部空氣進(jìn)入影響測試結(jié)果。結(jié)果記為每 500 g樣品在包裝袋內(nèi)的O2和CO2濃度。

采用電導(dǎo)儀測定[10]。從每朵西蘭花花球表面切取20±0.5 g小花球，加入200 mL去離子水室溫下浸泡放置30 min后測定樣品組織電導(dǎo)率記為E1，期間不斷攪拌樣品。再將測定樣品置于-20 ℃冷凍24 h后室溫解凍測定解凍后樣品組織電導(dǎo)率，經(jīng)反復(fù)凍融待所測凍樣組織電導(dǎo)率穩(wěn)定后記錄讀書為E2。

樣品組織電導(dǎo)率(%)=E1/E2×100%。

1.4.4 感官評(píng)定

1.4.2 色差

采用色差儀測定西蘭花花球表面L*、a*和b*值。樣品取出后打開包裝袋，從每朵西蘭花頂部凸起花球處隨機(jī)測定10個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，結(jié)果取平均值。

1.4.3 組織電導(dǎo)率

感官評(píng)定小組由10名經(jīng)過訓(xùn)練的科研人員組成，其中女性5名，男性5名，年齡從22~49歲之間。感官評(píng)定指標(biāo)包括總體感官、花球緊實(shí)度、氣味和莖桿切割部位褐變程度共4項(xiàng)，具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。其中，3分為商品臨界值，即低于3分產(chǎn)品不具有商品價(jià)值。

1.4.5 *和葉綠素

維生素 C含量采用 2,4-二硝基苯肼法(GB/T 5009.86-2003)測定，葉綠素含量采用分光光度法[7]測定，所測樣品均為西蘭花花球表面小花蕾部分。

表2 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
Table 2 Sensory evaluation standard

評(píng)定指標(biāo) 5分 4分 3分 2分 1分總體感官 非常好 好 一般，可接受 不好，有較大瑕疵 非常不好花球緊實(shí)度 緊實(shí) 較緊實(shí) 輕微松散 明顯松散 非常松散氣味 無 不明顯 輕微，可接受 明顯 非常嚴(yán)重切割部位褐變程度 未褐變 5%褐變 10%褐變 25褐變 25%以上褐變

1.5 數(shù)據(jù)分析

每處理每次重復(fù)測定10袋樣品，每隔10 d測定一次。包裝袋內(nèi)O2和CO2濃度、色差、組織電導(dǎo)率和感官評(píng)定指標(biāo)每個(gè)測定時(shí)間點(diǎn)每處理均測定 10個(gè)平行(即10袋樣品)，Vc和葉綠素每個(gè)測定時(shí)間點(diǎn)每處理測定3個(gè)平行(即從每處理的10袋樣品中以3袋為一組，取小花蕾部分50±0.5 g混合打漿測定)，結(jié)果取平均值，誤差記為標(biāo)準(zhǔn)誤SE。采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行貯藏時(shí)間和處理的兩因素線性分析。
2 結(jié)果與討論
2.1 包裝袋內(nèi)氣體成分變化

圖1 西蘭花MAP貯藏過程中O2和CO2濃度變化
Fig.1 Changes in O2and CO2concentrations during MAP storage of broccoli

密封包裝袋內(nèi)的氣體成分變化一定程度上反映了袋內(nèi)果蔬產(chǎn)品的呼吸代謝速率[11]。圖1為西蘭花經(jīng)包裝后1±0.5 ℃下冷藏60 d過程中包裝袋內(nèi)O2和CO2成分的變化情況。從圖中可見，B處理在整個(gè)貯藏期內(nèi)的O2和CO2含量均與其它3種包裝處理之間差異顯著(p<0.05)，且貯藏過程中一直處于相對(duì)平穩(wěn)狀態(tài)(分別為11.86~15.78 kPa/500 g和2.61~4.25 kPa/500 g)，波動(dòng)幅度較小。C、D、E處理O2含量在第1 d時(shí)即顯著低于B處理，第3 d后降低到(0~2.88 kPa/500 g)范圍內(nèi)，之后一直持續(xù)到貯藏期結(jié)束；CO2含量則在第1 d時(shí)顯著高于B處理，第3~10 d內(nèi)出現(xiàn)波峰(7.84~15.93 kPa/500 g)，之后緩慢降低，第30 d后維持在4.08~6.05 kPa/500 g范圍內(nèi)(p<0.05)。MAP保鮮是通過包裝膜的透氣性來調(diào)節(jié)袋內(nèi)果蔬產(chǎn)品呼吸代謝，終達(dá)到袋內(nèi)O2和CO2濃度的相對(duì)平衡。狀態(tài)下當(dāng)袋內(nèi)氣體濃度達(dá)到平衡時(shí)，果蔬的耗O2量等于透過包裝膜進(jìn)入袋內(nèi) O2的量，而果蔬呼吸產(chǎn)生的CO2量等于透過包裝膜釋放到環(huán)境中的CO2量[3]。如包裝膜的透氣性偏低，易造成袋內(nèi)缺氧或過高CO2積累，對(duì)果蔬材料產(chǎn)生傷害；如透氣性偏高，達(dá)不到很好的抑制果蔬采后呼吸代謝的作用[2]。通常情況下，采用MAP保鮮的果蔬材料在貯藏前期袋內(nèi)O2/CO2的含量會(huì)出現(xiàn)先降低/升高后緩慢上升/降低后達(dá)到平衡的狀態(tài)[3,6,10]，如本試驗(yàn)中的C、D和E處理所示(圖1)，但B處理卻在貯藏第1 d起至貯藏期結(jié)束就出現(xiàn)了O2和CO2氣體的相對(duì)平衡狀態(tài)，這可能與試驗(yàn)中B處理包裝膜本身的O2(16398.3 cm3/m2·24 h·0.1 MPa)和CO2(68644.9 cm3/m2·24 h·0.1 MPa)透過率較高有關(guān)。試驗(yàn)所采用的西蘭花在保鮮包裝前已經(jīng)過預(yù)冷處理，再采用高透氣性的包裝材料進(jìn)行包裝，使包裝袋內(nèi)的O2和CO2濃度實(shí)現(xiàn)了快速平衡。而C、D和E處理貯藏至第3 d時(shí)包裝袋內(nèi)O2濃度非常低，已不能滿足西蘭花貯藏過程中正常的呼吸需要。C(0.02 mm)、D(0.03 mm)、E(0.04 mm)處理包裝膜厚度雖然成梯度差異，但對(duì)O2和CO2及水蒸氣透過量的測試結(jié)果(表 1)顯示卻差異不大。可見，單純以包裝膜的厚度來判定膜透氣性是不準(zhǔn)確的。在果蔬M(jìn)AP保鮮應(yīng)用的技術(shù)推廣中應(yīng)以試驗(yàn)測定出的O2和CO2透過量等指標(biāo)，結(jié)合特定品種貯藏溫度和貯藏規(guī)格進(jìn)行綜合考量。

2.2 色差變化

圖2 西蘭花貯藏過程中的色差變化情況
Fig.2 Color changes in broccoli during storage

新鮮西蘭花采后花球頂部小花蕾未開放，色澤呈鮮亮的翠綠色，隨著貯藏品質(zhì)的降低，小花蕾逐漸開放，呈現(xiàn)出零星淡黃色。伴隨著花球品質(zhì)的劣變，甚至?xí)霈F(xiàn)黃褐色或水浸狀的墨綠色。測定貯藏過程中各處理西蘭花花球表面色差值可得(圖2)，隨著貯藏時(shí)間的延長，各處理西蘭花花球表面色澤均不同程度出現(xiàn)a*值降低和b*值升高的趨勢，即花球表面小花蕾零星開放，出現(xiàn)褪綠泛黃或顏色呈墨綠現(xiàn)象；其中B處理的變化幅度相對(duì)較低。L*值反映了花球表面的色澤亮度，處理后貯藏第1 d測得A處理的亮度顯著高于其它4種包裝處理(p<0.05)，貯藏第10 d后其它處理的亮度值即上升到與A處理相近水平；B、C、D處理貯藏后期的亮度值相對(duì)穩(wěn)定，其中B處理亮度，C、D依次略低；E處理在貯藏第10 d后亮度顯著降低(p<0.05)，隨著貯藏期延長表面出現(xiàn)水浸狀暗墨綠色，這可能與包裝袋內(nèi)積累的CO2對(duì)西蘭花產(chǎn)生的傷害有關(guān)。

2.3 組織電導(dǎo)率變化

圖3 西蘭花貯藏過程中組織電導(dǎo)率的變化情況
Fig.3 Changes in tissue electrolyte leakage of broccoli during storage

組織電導(dǎo)率反映了植物表面細(xì)胞的破壞程度[12]，值越低表明細(xì)胞結(jié)構(gòu)越完整，植物材料越新鮮。圖 3是測定的各處理貯藏過程中組織電導(dǎo)率的變化情況，可見各處理隨著貯藏時(shí)間的延長，組織電導(dǎo)率逐漸升高。其中E處理在貯藏20 d后產(chǎn)生電導(dǎo)率升高的情況，而B處理在整個(gè)貯藏期內(nèi)組織電導(dǎo)率無顯著性變化(p>0.05)。C、D處理貯藏30 d后組織電導(dǎo)率升高幅度明顯，且D處理增幅高于C處理。貯藏后期西蘭花組織電導(dǎo)率的增幅也與包裝膜的厚度成正相關(guān)，與包裝膜對(duì) O2的透過量成負(fù)相關(guān)。可見在供試條件下，膜厚度越低，對(duì)O2和CO2的透過量越高，西蘭花貯藏過程中組織的破壞程度越小，越有利于貯藏。

2.4 感官評(píng)定

圖4 不同處理西蘭花貯藏過程中的感官評(píng)定值
Fig.4 Sensory evaluation of broccoli subjected to different treatments during storage

通過10名感官評(píng)定人員評(píng)價(jià)貯藏期內(nèi)各處理西蘭花外觀品質(zhì)變化情況可得(圖4)，隨著貯藏時(shí)間的延長，各處理總體感官、氣味、花球緊實(shí)度和切割部位褐變程度均呈現(xiàn)不同程度的降低。其中B處理在整個(gè)貯藏過程中總體感官和氣味均顯著高于其它處理(p<0.05)，C、D、E三個(gè)處理隨著包裝膜厚度的增加貯藏后期降低程度依次增大。花球緊實(shí)度方面4種包裝處理之間差異較小，但顯著優(yōu)于未包裝的A處理(p<0.05)，可見包裝后降低了水分散失[3]，有利于花球緊實(shí)度的保持。切割部分褐變程度方面，D和E處理相對(duì)較好，但在貯藏后期切割部位出現(xiàn)了水浸狀；B處理從第10 d后即出現(xiàn)少量干狀褐斑，隨著貯藏時(shí)間推移褐斑面積增大。A處理在整個(gè)30 d的貯藏期內(nèi)總體感官、花球緊實(shí)度和切割部位褐變程度均顯著低于其它包裝處理(p<0.05)，由于未進(jìn)行包裝，氣味方面略優(yōu)于D、E處理。綜合分析各感官評(píng)定指標(biāo)可以看出，未包裝的A處理和包裝膜厚，透氣性差的E處理貯藏至10~20 d后即喪失了商品性，A處理表現(xiàn)為花球失水松散，小花蕾萎蔫黃化或零星開放，切割部位褐變；而E處理表現(xiàn)為花球表面呈水浸狀墨綠色，產(chǎn)生氣味，切割部位水漬狀。C和D處理品質(zhì)劣變程度較E處理更緩慢些，貯藏至40 d后開始出現(xiàn)類似現(xiàn)象。所有處理中B處理效果，貯藏至60 d時(shí)花球色澤、緊實(shí)度和氣味等各方面均具有商品性，只是切割部位出現(xiàn)了褐斑，為切割部位細(xì)胞失水產(chǎn)生的干褐狀，將其切除后仍不影響其商品性。結(jié)合感官評(píng)定、色差、組織電導(dǎo)率和包裝袋內(nèi)氣體成分的變化情況，對(duì)照試驗(yàn)所采用的包裝膜透氣性測定值可知，包裝膜的透氣性與包裝后貯藏過程中西蘭花的外觀品質(zhì)變化顯著相關(guān)(p<0.05)，西蘭花采后呼吸強(qiáng)度大，在1±0.5 ℃貯藏條件下仍需要較高的O2濃度來維持正常的呼吸代謝。因此，西蘭花的MAP貯藏應(yīng)選取O2和 CO2透過量較大的包裝膜。史君彥等[8]研究了 PE、PVC和納米膜 3種包裝膜對(duì)西蘭花20~25 ℃條件下貯藏4 d的品質(zhì)影響得出，O2和CO2透過量分別為 721000和 4300 mL/(m2·24 h·atm)的PVC膜貯藏效果較好。

2.5 Vc和葉綠素變化

表3 西蘭花貯藏過程中Vc含量的變化
Table 3 Change in Vc content of broccoli during storage (×10-2mg/g)

貯藏時(shí)間/d 處理A 處理B 處理C 處理D 處理E 1 108.27±5.67 67.54±5.48 74.07±1.79 52.44±4.95 21.48±3.99 10 99.31±14.17 107.97±5.87 109.10±7.28 106.16±1.93 102.98±7.12 20 103.78±9.84 53.69±5.09 41.69±5.25 59.53±0.30 42.32±5.67 30 7.55±2.36 49.34±3.19 49.93±2.12 46.00±10.16 78.25±4.64 40 70.28±1.18 54.30±4.39 95.47±5.28 50 54.05±0.81 55.14±7.55 70.28±4.38 60 46.32±2.34 51.44±2.41 55.62±12.03

表4 西蘭花貯藏過程中葉綠素含量的變化
Table 4 Change in chlorophyll content of broccoli during storage (×10-2mg/g)

貯藏時(shí)間/d 處理A 處理B 處理C 處理D 處理E 1 28.16±6.26 53.44±2.72 29.51±3.25 28.08±4.96 34.78±4.23 10 48.72±0.85 55.39±3.33 47.96±3.38 51.62±2.48 49.76±5.23 20 55.69±9.71 58.17±8.32 62.01±1.54 51.63±6.43 54.65±5.87 30 59.89±1.32 42.93±5.37 45.76±2.61 43.28±4.92 44.92±2.66 40 45.38±5.65 45.01±4.75 44.27±6.47 50 43.17±1.52 44.43±3.15 41.94±0.76 60 32.35±3.17 38.47±3.64 43.17±1.55

各處理貯藏過程中Vc和葉綠素含量變化見表3和表4。其中，各包裝處理貯藏過程中Vc含量在貯藏第1 d顯著低于對(duì)照A處理，第10 d時(shí)升高，之后緩慢降低，差異不明顯；而A處理在第1~20 d時(shí)Vc含量維持在較高水平，第30 d時(shí)卻急劇降低(表3)。各處理葉綠素含量則呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在第20 d時(shí)出現(xiàn)峰值，之后緩慢降低(表4)。測定過程中受到樣品采集誤差的影響，致使各處理測定值誤差偏大，測試結(jié)果變化規(guī)律不明顯。總體來看，包裝處理在貯藏后期有利于Vc的保持，而包裝膜之間的差異對(duì)于貯藏過程中Vc和葉綠素含量之間的差異規(guī)律不明顯。
3 結(jié)論
包裝膜透氣性對(duì)西蘭花采后MAP貯藏過程中袋內(nèi)O2和CO2氣體成分變化及貯藏品質(zhì)具有顯著影響。采用大小為30 cm×25 cm，O2和CO2透過率為16398.3 cm3/m2·24 h·0.1 MPa和68644.9 cm3/m2·24 h·0.1 MPa，水蒸氣透過率為26.1±2.5 g/m2·24 h的PE膜對(duì)西蘭花進(jìn)行密封包裝，并在1±0.5 ℃下冷藏可保持貯藏過程中包裝袋內(nèi)O2和CO2水平維持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，貯藏60 d后西蘭花外觀品質(zhì)和Vc、葉綠素等營養(yǎng)水平仍具有良好商品性。


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Effect of Packaging Film Permeability on the Quality of Postharvest Broccoli during Cold Storage

SI Yue-zhou1,2, GAO Jia1, LI Huan-xiu2, ZHU Yong-qing1, LUO Fang-yao1, DENG Lin-mei1

(1.Institute of Agro-products Processing Science and Technology, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Chengdu 610066, China) (2.College of Horticulture, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China)


Abstract：The effects of packaging films with different oxygen and carbon dioxide transmission rates on the package headspace gas composition during modified atmosphere packaging (MAP) for the preservation of postharvest broccoli, and the changes in the storage quality of broccoli were studied. After precooling, fresh broccoli was packaged and sealed in 30 cm×25 cm polyethylene bags with four different oxygen and carbon dioxide transmission rates and stored at 1±0.5 ℃ for 60 d. Changes in package headspace gas composition, tissue electrolyte leakage, color difference, sensory attributes, vitamin C (Vc) content, and chlorophyll content were investigated. The results indicated that packaging films with different oxygen and carbon dioxide transmission rates significantly (p<0.05) affected package headspace gas composition, L* value, product storage quality, and shelf life under the conditions of this experiment. Among them, stable oxygen (11.86~15.78 kPa/500 g) and carbon dioxide (2.61~4.25 kPa/500 g) levels could be maintained in the packages with oxygen and carbon dioxide transmission rates of 16398.3 cm3/m2·24 h·0.1 MPa and 68644.9 cm3/m2·24 h·0.1 MPa from day 1, and the freshness and high overall quality scores of the products stored in these packages were maintained until the end of the storage period.

Key words：broccoli; packaging film permeability; storage; modified atmosphere packaging; quality


文章篇號(hào)：1673-9078(2017)7-186-191

DOI：10.13982/j.mfst.1673-9078.2017.7.027

收稿日期：2016-11-11

基金項(xiàng)目：國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAD16B07)；四川省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2014NZ0004、2015FZ0115)

作者簡介：斯躍洲(1992-)，男，碩士研究生，研究方向：蔬菜學(xué)
通訊作者：高佳(1983-)，女，博士，副研究員，研究方向：果蔬貯藏保鮮與加工