聚乳酸薄膜對(duì)西蘭花的保鮮效果分析

李 偉，張一珠，付正義，張偉陽，程樹軍*（華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200237）

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聚乳酸薄膜對(duì)西蘭花的保鮮效果分析

李 偉，張一珠，付正義，張偉陽，程樹軍*
（華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200237）

用聚乳酸（polylactic acid，PLA）薄膜包裝西蘭花，以聚乙烯（polyethylene，PE）薄膜包裝和無膜包裝為對(duì)照組，在（20±3）℃條件下對(duì)西蘭花的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行定期測(cè)定，研究PLA薄膜對(duì)西蘭花的保鮮效果。結(jié)果表明：在PLA薄膜、PE薄膜和無膜包裝貯藏過程中，西蘭花的VC、葉綠素含量均呈下降趨勢(shì)，且前者含量明顯高于后兩者，而相對(duì)電導(dǎo)率、過氧化物酶活性均呈上升趨勢(shì)，前者明顯低于后兩者。可見，PLA薄膜包裝處理對(duì)常溫條件下的西蘭花有明顯的保鮮效果，能有效地延長西蘭花的常溫貨架期。

西蘭花；聚乳酸；品質(zhì)；常溫貨架

西蘭花學(xué)名青花菜，是一種十字花科蕓苔屬甘藍(lán)變種［1］。西蘭花營養(yǎng)成分高，富含蛋白質(zhì)、糖、脂肪、維生素和胡蘿卜素，被譽(yù)為“蔬菜皇冠”，受到廣大消費(fèi)者的熱愛。由于花球有很多小花組成，西蘭花的蒸騰和組織代謝旺盛，采摘后室溫存放2～3 d就開始變黃，且失水較多，嚴(yán)重影響其商品價(jià)值［2］。目前，關(guān)于西蘭花的貯藏技術(shù)［3］已多有發(fā)表，例如，冰溫貯藏、氣調(diào)貯藏、1-甲基環(huán)丙烯處理、乙醇處理等。

聚乳酸（polylactic acid，PLA）制作的薄膜具有良好的氣體選擇透過性，可以作為保鮮包裝材料，既可延長果蔬保存期又可減少包裝廢棄物。PLA具有生物可降解塑料的基本特性，在使用過后可以被安全處置，不會(huì)產(chǎn)生任何有害物質(zhì)，相較于聚乙烯（polyethylene，PE）薄膜，PLA具有高成模性、高透明性和高水蒸氣透過性，并且原料來源廣泛。此外PLA還具有與傳統(tǒng)薄膜材料相同的印刷性能，因此PLA在包裝材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景［4］。根據(jù)已有研究［5-6］，PLA薄膜對(duì)金針菇和草莓等果蔬具有良好的保鮮效果，可能與PLA薄膜中所形成的高二氧化碳和低氧氣環(huán)境有關(guān)。目前，用PLA薄膜包裝的方式對(duì)西蘭花貨架效果及其品質(zhì)影響的研究鮮有報(bào)道，本實(shí)驗(yàn)以新鮮西蘭花為原料，旨在探討PLA薄膜包裝處理對(duì)西蘭花常溫貨架品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮西蘭花2015年4月購買于梅隴蔬菜批發(fā)市場(chǎng)。PE保鮮袋（35 cm×25 cm，單層膜厚9.8 μm） 昊辰（無錫）塑業(yè)有限公司；PLA保鮮袋（35 cm×25 cm，單層膜厚9.2 μm） 上海自然盾新材料科技有限公司。

丙酮、2，6-二氯酚靛酚溶液、愈創(chuàng)木酚溶液、H2O2溶液 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HS005A型恒溫恒濕箱 上海源長實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備廠；GC900C型氣相色譜儀 上海天普分析儀器有限公司；UV765型紫外-可見分光光度計(jì)、WAY阿貝折射儀上海精密科學(xué)儀器有限公司；DZ-280/2SD型真空封裝機(jī)香港康泰家電用品有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

本實(shí)驗(yàn)采用3 組：PLA薄膜包裝；PE薄膜包裝；無膜包裝對(duì)照組（CK）。

選取大?。?0 g左右）及成熟度相似、無機(jī)械損傷、無病蟲害、無化學(xué)藥液處理的西蘭花。每個(gè)組取3 個(gè)平行樣，每個(gè)平行樣4 個(gè)花球，每天固定時(shí)間測(cè)定西蘭花的品質(zhì)指標(biāo)。

包裝處理：將西蘭花放入包裝袋中，使用真空封裝機(jī)抽真空封裝，然后通過黏結(jié)在薄膜上的橡膠塞注入等量（200 mL）的空氣，以保證包裝袋內(nèi)初始?xì)怏w成分含量一致。

將處理好的西蘭花放入常溫（溫度（20±3）℃，相對(duì)濕度90%～95%）的環(huán)境內(nèi)，之后每天定時(shí)測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3.2 指標(biāo)測(cè)定

1.3.2.1 西蘭花感官品質(zhì)評(píng)價(jià)

采用紀(jì)淑娟等［1］的西蘭花感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，由10 人組成評(píng)定小組，分別對(duì)西蘭花的色澤、氣味、組織形態(tài)、硬度和失水程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，滿分10 分（每項(xiàng)滿分2 分，將各個(gè)內(nèi)容相加），具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 西蘭花的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table1 Criteria for sensory evaluation of broccoli

1.3.2.2 西藍(lán)花理化指標(biāo)測(cè)定

質(zhì)量損失率：參考文獻(xiàn)［7］測(cè)定；相對(duì)電導(dǎo)率：稱取適量頂部花球，浸泡在蒸餾水中，采用電導(dǎo)儀測(cè)定［7］；可溶性固形物含量：稱取適量西蘭花莖部，研磨成漿，用阿貝折射儀測(cè)定［8］；葉綠素含量：稱取適量頂部綠色小花球，采用分光光度計(jì)法測(cè)定［9］；VC含量：稱取適量西蘭花莖部，研磨成漿，采用2，6-二氯酚靛酚法測(cè)定［9］；過氧化物酶（peroxidase，POD）活性：稱取適量西蘭花莖部，研磨成漿，采用比色法測(cè)定［9］；O2、CO2含量：采用氣相色譜儀測(cè)定［7］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel和Origin制圖軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和處理，通過計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方差進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評(píng)分的變化

感官品質(zhì)是衡量果蔬保鮮效果最直觀的指標(biāo)，其主特征是產(chǎn)品的色澤、褐變和切口鮮度等［10-12］。表2列出了不同處理方式的西蘭花感官品質(zhì)的變化情況。

表2 不同處理的感官評(píng)分Table2 Changes inthe sensoryquality of broccoliwith different packaging treatments

由表2可以看出，CK組的感官品質(zhì)下降速率很快，在貯藏的第2天，花球表面即出現(xiàn)大量黃色花蕾，黃化面積接近50%，到第3天，花球表面完全黃化，花球根部變軟，失去了食用價(jià)值；PE組西蘭花整體表現(xiàn)硬挺，但在第3天也開始褪綠變黃，薄膜表面出現(xiàn)大量水珠，到第4天，黃化面積達(dá)到了90%以上，西蘭花根部開始腐爛，完全失去了商品價(jià)值；PLA組在第5天依然表現(xiàn)為可食用狀態(tài)，感官品質(zhì)良好。實(shí)驗(yàn)表明，PLA薄膜包裝對(duì)西蘭花具有一定的保鮮效果，可以延長西蘭花1～2 d的常溫貨架期。

2.2 質(zhì)量損失率的變化

圖 1 質(zhì)量損失率的變化Fig.1 Changes in weight loss percentage of broccoli

如圖1所示，由于西蘭花采后的呼吸作用和蒸騰作用較強(qiáng)［13-15］，放置在空氣中的西蘭花失水比較快，第1天質(zhì)量損失率即達(dá)到13.02%；PE薄膜的水蒸氣阻隔性好，能有效的減緩西蘭花的水分流失，在第5天質(zhì)量損失率僅為1.64%，保水效果明顯；PLA薄膜的水蒸氣阻隔性不如PE薄膜，第2天的質(zhì)量損失率就達(dá)到了4.66%。但是實(shí)驗(yàn)表明，PE薄膜由于袋內(nèi)水蒸氣過多，在表面積累了大量的水珠，容易引起西蘭花的腐爛；而PLA薄膜由于適當(dāng)?shù)乃魵馔高^性，能適時(shí)的排出袋內(nèi)的水蒸氣，較好地保證了西蘭花的感官品質(zhì)。

2.3 相對(duì)電導(dǎo)率的變化

圖2 相對(duì)電導(dǎo)率的變化Fig.2 Changes in relative conductivity of broccoli

相對(duì)電導(dǎo)率是反應(yīng)植物膜系統(tǒng)狀況的一個(gè)重要的生理生化指標(biāo)，植物在受到逆境或其他損傷的情況下細(xì)胞膜容易破裂，膜蛋白受傷害因而使胞質(zhì)的胞液外滲而使相對(duì)電導(dǎo)率增大［16］。如圖2所示，CK組前期有所上升，后期急劇上升，說明膜的完整性遭到破壞，失去食用和商品價(jià)值；PE組變化趨勢(shì)較CK組略顯緩慢，但在第4天也表現(xiàn)出急劇上升的狀態(tài)，失去食用價(jià)值；而PLA組整體變化趨勢(shì)平緩，增幅極小，說明PLA包裝能有效的保持西蘭花膜結(jié)構(gòu)和功能的完整性，延緩組織衰老，減輕品質(zhì)劣變的程度。

2.4 可溶性固形物含量的變化

圖3 可溶性固形物含量的變化Fig.3 Change in the content of soluble solids in broccoli

如圖3所示，前期可溶性固形物含量均有所上升，可能是因?yàn)槲魈m花糖分和有機(jī)酸等物質(zhì)的積累導(dǎo)致。從第2天開始，CK組含量急劇上升，可能是與西蘭花組織大分子的降解有關(guān)；PLA組和PE組含量均開始下降，可能是由于呼吸代謝導(dǎo)致有機(jī)物質(zhì)的分解［17］。PLA組的可溶性固形物含量明顯高于PE組，說明PLA包裝處理對(duì)抑制西蘭花的可溶性固形物含量增加和保持其口感有一定的效用。

2.5 葉綠素含量的變化

圖4 葉綠素 含量的變化Fig.4 Change in chlorophyll content of broccoli

葉綠素含量是西蘭花感官品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)［18-19］。如圖4所示，在整個(gè)貯藏期間內(nèi)，葉綠素的含量均呈下降趨勢(shì)。前2 d，各貯藏方式的下降速率較緩慢，到第2天，PLA、PE、CK組的西蘭花葉綠素含量分別下降了14.58%、20.14%和24.30%；到第3天，PLA組下降速率依然保持一個(gè)平穩(wěn)的趨勢(shì)，下降了19.44%，而PE組和CK組的下降趨勢(shì)明顯加快，分別下降了45.83%和47.23%；到第4天，PE組和CK組的西蘭花表面已完全黃化，失去了商品價(jià)值，而PLA組的西蘭花則依然保持了一個(gè)較高的葉綠素含量，具有良好的商品價(jià)值。結(jié)果表明，PLA組能有效的延緩西蘭花葉綠素的降解速率，具有良好的保綠效果。

2.6 VC含量的變化

圖5 V C 含量的變化Fig.5 Change in ascorbic acid content of broccoli

VC含量是西蘭花營養(yǎng)價(jià)值高低的重要指標(biāo)［20］。由圖5可知，整個(gè)貯藏過程中，VC的含量逐漸降低。PLA組的VC含量明顯高于CK組，第1天下降速率較快，PLA組從110.67 mg/100 g降到了95.43 mg/100 g；至第5天，PLA、PE、CK組的VC含量依次為53.95、45.65、29.05 mg/100 g。結(jié)果表明，薄膜包裝能明顯延緩西蘭花VC的降解，且PLA薄膜的效果要優(yōu)于PE薄膜。

2.7 POD活性的變化

圖6 POD活性的變化Fig.6 Change in peroxidase activity of broccoli

高POD活性條件下，會(huì)促進(jìn)西蘭花的成熟和衰老過程［21-22］。由圖6所示，POD活性整體呈上升趨勢(shì)，而采用PLA包裝的西蘭花POD活性上升趨勢(shì)最小。至第5天，PLA組的POD活性為7 U/g，而PE和CK組的POD活性分別為9 U/g和9.6 U/g，經(jīng)過顯著性分析，與PLA組的西蘭花POD活性差異明顯，說明PLA包裝能降低西蘭花的POD活性，從而延緩西蘭花的衰老過程，達(dá)到延長西蘭花貨架期的效果。

2.8 O2、CO2含量的變化

圖7 O2（a ）和 C O2（b ）含量的變化Fig.7 Changes in the concentrations of O2 and CO2 in two packaging atmospheres

如圖7所示，PE袋內(nèi)氣體成分達(dá)到相對(duì)平衡時(shí)，O2含量為10%～13%，CO2含量為3%～4%；PLA袋內(nèi)氣體成分達(dá)到相對(duì)平衡時(shí)，O2含量為1～2%，CO2含量為5%～6%。結(jié)果顯示，PLA袋內(nèi)的O2含量低于PE袋，而CO2含量則高于PE袋，形成了低O2、高CO2的氣體氛圍。低O2、高CO2氛圍能有效抑制西蘭花的呼吸作用，減少有機(jī)物等營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，從而延緩西蘭花的衰老［23-25］。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)研究了PLA薄膜對(duì)西蘭花的保鮮效果。結(jié)果表明，采用PLA薄膜包裝能抑制西蘭花變黃和花球脫落等現(xiàn)象，有效地保持了西蘭花的葉綠素、VC和可溶性固形物含量，并且降低了西蘭花的POD活性。PLA優(yōu)異的氣體選擇透過性，有助于在PLA包裝袋內(nèi)形成低O2、高CO2貯藏環(huán)境，進(jìn)而抑制西蘭花的生命活動(dòng)，減少有機(jī)物質(zhì)的消耗。結(jié)果表明，與PE薄膜包裝相比，PLA薄膜包裝處理能延長西蘭花1～2 d的常溫貨架期。

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Effect of Polylactic Acid Film Packaging on Preservation of Broccoli

LI Wei， ZHANG Yizhu， FU Zhengyi， ZHANG Weiyang， CHENG Shujun*
（School of Materials Science and Engineering， East China University of Science and Technology， Shanghai 200237， China）

Polylactic acid （PLA） film was applied to preserve broccoli with polyethylene （PE） film packaging and without packaging as controls.The effect of PLA film on preservation of broccoli quality was investigated by periodically recording quality changes during storage at a constant temperature of （20 ± 3） ℃.The results showed that the vitamin C and chlorophyll contents of broccoli were declined， while the relative conductivity and peroxidase （POD） activity were increased during storage under all three packaging conditions.The broccoli packaged in PLA film showed minimum changes.From the above results it is clear that PLA film can preserve broccoli quality obviously and effectively prolong its shelf life at normal temperature.

broccoli； polylactic acid （PLA）； quality； room temperature shelf life

10.7506/spkx1002-6630-201614049

TS255.1

A

1002-6630（2016）14-0270-04

李偉， 張一珠， 付正義， 等.聚乳酸薄膜對(duì)西蘭花的保鮮效果分析［J］.食品科學(xué)， 2016， 37（14）: 270-273.DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201614049. http://www.spkx.net.cn

LI Wei， ZHANG Yizhu， FU Zhengyi， et al.Effect of polylactic acid film packaging on preservation of broccoli［J］.Food Science，2016， 37（14）: 270-273.（in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201614049. http://www.spkx.net.cn

2015-12-10

李偉（1990—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)樯锟山到獠牧?。E-mail：15201922012@163.com

*通信作者：程樹軍（1956—），男，副教授，博士，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境材料和醫(yī)用高分子材料。E-mail：chshj2003@126.com