萊陽梨自發(fā)氣調(diào)小包裝設(shè)計及應(yīng)用

姜齊永，王美蘭，周志才

（1.煙臺大學文經(jīng)學院食品與生物工程系，山東煙臺264005；2.煙臺大學化學化工學院，山東煙臺264005）

萊陽梨自發(fā)氣調(diào)小包裝設(shè)計及應(yīng)用

姜齊永1，王美蘭2，周志才2

（1.煙臺大學文經(jīng)學院食品與生物工程系，山東煙臺264005；2.煙臺大學化學化工學院，山東煙臺264005）

采用正交試驗設(shè)計9組不同小包裝，分別進行萊陽梨自發(fā)氣調(diào)（MA）貯藏，期間測量了不同包裝內(nèi)氣體成分的變化以及袋內(nèi)平衡氣體組成。利用三元二次回歸分析建立了描述袋內(nèi)平衡氣體組成與影響因素之間關(guān)系的回歸方程，已知萊陽梨適宜氣體組成為3.2%CO2和14.0%O2，通過該回歸方程可以方便的設(shè)計出滿足不同規(guī)格要求的萊陽梨自發(fā)氣調(diào)小包裝。

萊陽梨；貯藏；自發(fā)氣調(diào)（MA）；設(shè)計

萊陽梨，產(chǎn)在山東萊陽，有著300多年的歷史[1]。萊陽梨自古就是皇家貢品，果實碩大，型為橢圓，其色略呈暗綠，上有褐色斑點，看上去并不美觀，但肉質(zhì)細膩，漿多欲滴，清脆香甜，含糖量特別高，還含有各種維生素、有機酸等[2]。萊陽梨是甘美的時鮮果品，但采后呼吸強度大[3]，不易長久保藏，在自然條件下生理衰變快，容易產(chǎn)生褐變[1]，且組織易受損傷，易受病原微生物侵染而導(dǎo)致腐爛。

國內(nèi)對于萊陽梨的保鮮技術(shù)主要集中在普通冷藏和氣調(diào)貯藏，普通冷藏操作簡單，所需條件不高，但保鮮效果有限；氣調(diào)貯藏已經(jīng)成功地用于延長果蔬的貨架期，保持果實品質(zhì)和抑制貯藏病害發(fā)生[4-6]，但修建氣調(diào)庫往往具有技術(shù)條件高，成本高等特點，制約氣調(diào)貯藏大規(guī)模推廣應(yīng)用。自發(fā)氣調(diào)小包裝常被用作氣調(diào)庫貯藏的替代模式[7]，它具有綠色環(huán)保、成本低廉、操作簡單、減輕某些生理失調(diào)、保鮮效果好等特點。在這項技術(shù)中，適用于不同果蔬包裝袋規(guī)格的選取是關(guān)鍵，以滿足建立自發(fā)氣調(diào)貯藏袋內(nèi)適宜氣體組成的需求。本研究采用自發(fā)氣調(diào)結(jié)合低溫保藏的方法進行萊陽梨的貯藏試驗，依據(jù)包裝袋的規(guī)格對袋內(nèi)平衡氣體組成的影響關(guān)系，使用多元數(shù)學回歸的方法建立回歸方程并對自發(fā)氣調(diào)小包裝進行設(shè)計，為萊陽梨MA冷藏提供理論和實踐依據(jù)。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗材料

氣調(diào)小包裝為聚乙烯材質(zhì)，由煙臺清泉塑料制品有限公司生產(chǎn)，根據(jù)試驗要求制成不同規(guī)格保鮮袋。

1.2 試驗儀器設(shè)備

GC1100氣相色譜：北京譜析通用儀器有限責任公司；QF-190奧式氣體分析儀：上海華巖儀器公司。

1.3 試驗方案

選用氣調(diào)小包裝的薄膜面積（A）、薄膜厚度（D）、貯藏量（W）為試驗因素，進行正交試驗，正交表選用L9（33），以獲得最佳貯藏條件。試驗因素和水平見表1。

表1 正交試驗因素和水平表Table1 Factors and levels of orthogonal test

將預(yù)冷后的梨果按照正交設(shè)計方案進行分裝，每個試驗編號設(shè)3個重復(fù)。設(shè)普通冷藏（CK）為對照。

1.4 測定項目和方法

在給朱榮生、王子剛的復(fù)信中，劉少奇分別對兩人來信反映的問題進行了詳盡分析，著重批評了他們工作打不開局面的主觀原因（如朱榮生的顧此失彼、抓小棄大；王子剛強調(diào)兆征縣工作沒有基礎(chǔ)，卻不開展積極的思想斗爭以克服消極情緒，只在干部中打圈子），以及錯誤想法（如王子剛試圖用“稍微強迫一下子”的辦法要群眾當紅軍）。信中指出：只有改造了那個不健全的組織，在思想斗爭中團結(jié)與提拔了積極的干部，把組織健全起來，才能保證我們動員到廣大群眾中去，獲得很大的成績。

試驗過程中每10天測定一次袋內(nèi)C2H4、O2、CO2氣體含量。C2H4氣體含量采用氣相色譜儀測定，氫火焰離子化檢測器，GDX-502色譜柱，柱溫80℃，檢測室115℃，氮氣1.0 kg/cm2，氫氣0.7 kg/cm2，空氣0.7 kg/cm2；O2、CO2氣體含量用QF-190型奧氏氣體分析儀測定[8]。

1.5 統(tǒng)計分析

應(yīng)用SPSS13.0軟件試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，并采用ANOVA進行鄧肯式多差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 萊陽梨自發(fā)氣調(diào)小包裝氣體組成研究

2.1.1 乙烯氣體含量變化規(guī)律

氣調(diào)小包裝袋內(nèi)乙烯氣體變化見圖1。

萊陽梨在貯藏過程中，不同包裝袋內(nèi)乙烯氣體變化趨勢大體一致，如圖1所示。氣調(diào)袋封口后，袋內(nèi)乙烯從無到有逐漸積累，10 d左右到達最高值后開始下降，最后達到一個相對平衡的值。乙烯含量下降的原因一方面是氣調(diào)袋薄膜的滲透性，使袋內(nèi)積累的乙烯透過薄膜滲出；另一方面是氣調(diào)環(huán)境下高二氧化碳和低氧氣的作用，抑制了乙烯的合成；再一方面是由于梨屬于典型的呼吸躍變型水果，后期呼吸強度下降，乙烯釋放量減少。

圖1 氣調(diào)袋內(nèi)乙烯氣體變化Fig.1 Changes of ethylene gas in MAP

2.1.2 O2、CO2氣體含量變化規(guī)律

氣調(diào)小包裝袋內(nèi)O2、CO2氣體含量變化見圖2。

圖2 氣調(diào)袋內(nèi)O2、CO2氣體含量變化Fig.2 Change of O2and CO2gas content in MAP

萊陽梨在貯藏過程中，不同包裝袋內(nèi)O2、CO2氣體變化趨勢大體一致，如圖2所示：貯藏前期O2含量下降，CO2含量呈上升趨勢，后期O2含量及CO2含量基本恒定。貯藏前10天CO2含量上升趨勢及O2含量下降趨勢明顯，10 d～30 dCO2含量和O2含量處于小幅度波動期，但個別波動顯著，然后CO2含量和O2含量僅有微小變化直至恒定。萊陽梨進入自發(fā)氣調(diào)小包裝貯藏后，貯藏前期萊陽梨呼吸強度較大，袋內(nèi)氣體濃度變化較大，隨著貯藏時間的延長，袋內(nèi)CO2含量逐漸增多，O2含量逐漸減少，呼吸強度得到抑制，氣體濃度變化平緩。一段時間后，在果實呼吸和薄膜透氣的共同作用下，袋內(nèi)CO2和O2含量達到動態(tài)平衡[8]。

2.1.3 袋內(nèi)平衡氣體組成

自發(fā)氣調(diào)小包裝袋內(nèi)平衡氣體含量如表2所示。

在果實呼吸和薄膜滲氣的共同作用下，自發(fā)氣調(diào)小包裝袋內(nèi)氣體濃度最終將達到穩(wěn)定。由表2可以看出，經(jīng)不同包裝方式下貯藏的萊陽梨，袋內(nèi)氣體穩(wěn)定時CO2和O2含量不同。K7袋內(nèi)O2含量最低，濃度為8.2%，與其它各組差異顯著（P＜0.05）；CO2含量最高，濃度為4.7%，與K1、K2、K3、K4、K5、K6、K9組差異顯著。這可能是因為K7組薄膜最厚，貯藏重量最大，袋的面積最小引起的。穩(wěn)定后各袋內(nèi)乙烯濃度都不同，且差異顯著，其中，K2袋內(nèi)乙烯濃度最低，為38.6 ppm；K9袋內(nèi)乙烯濃度最高，為60.6 ppm。這說明薄膜厚度、薄膜面積和貯藏重量對袋內(nèi)乙烯濃度有著較大的影響。

表2 萊陽梨貯藏氣體穩(wěn)定時不同袋內(nèi)O2、CO2和C2H4含量Table2 The content of O2，CO2and C2H4in different bags of Laiyang pear during storage

2.2 萊陽梨自發(fā)氣調(diào)小包裝的設(shè)計

利用三元二次回歸分析，建立自發(fā)氣調(diào)小包裝袋內(nèi)氣體含量與薄膜厚度、薄膜面積、貯藏量的回歸模型。設(shè)袋內(nèi)CO2含量為Y（CO2），O2含量為Y（O2），薄膜厚度（D）為X1、薄膜面積（S）為X2、貯藏量（W）為X3，其回歸設(shè)計為：

代入表2數(shù)據(jù)回歸可得到：

利用F值檢驗和相關(guān)系數(shù)分析，檢驗該回歸方程的可靠性。分析得到P（CO2）=0.001＜0.01說明回歸方程顯著，方程成立。由于R（相關(guān)系數(shù)）=0.999 9＞R0.01（相關(guān)系數(shù)臨界值）=0.827，說明袋內(nèi)CO2濃度與薄膜厚度、薄膜面積、貯藏量高度相關(guān)。

利用F值檢驗和相關(guān)系數(shù)分析，檢驗該回歸方程的可靠性。由于P=0.035＜0.05，說明回歸方程顯著，方程成立。由于R（相關(guān)系數(shù)）=0.997 6＞R0.01（相關(guān)系數(shù)臨界值）=0.827，說明O2濃度也與3個因素高度相關(guān)。

3 用回歸方程設(shè)計MAP舉例

根據(jù)貯藏萊陽梨的適宜氣體組成和回歸方程，可設(shè)計萊陽梨自發(fā)氣調(diào)貯藏小包裝。設(shè)萊陽梨適宜氣體組成CO2含量為3.2%～6.0%，以設(shè)計貯藏5.0 kg包裝袋為例，設(shè)保鮮袋的面積為0.42m2（0.84m×0.50m），由方程（1）、（2）解得：

當Y（CO2）=3.2%時，解得D=5.4μm，此時Y（O2）= 10.1%

當Y（CO2）=6.0%時，解得D=7.1μm，此時Y（O2）= 8.1%

所以應(yīng)選用5.4μm～7.1μm厚的保鮮袋，此時袋內(nèi)O2濃度為10.1%～8.1%。

4 結(jié)論

通過對包裝袋的厚度、面積及貯藏量進行調(diào)節(jié)可有效地控制袋內(nèi)氣體指標，達到氣調(diào)保鮮的目的。同時利用回歸方程能夠設(shè)計出滿足適宜氣體組成的自發(fā)氣調(diào)小包裝。萊陽梨自發(fā)氣調(diào)小包裝的設(shè)計方法對其它果蔬保鮮袋的設(shè)計應(yīng)用也具有參考價值。

[1]張華云,王善廣,都風華.萊陽茌梨貯藏中果實褐變研究[J].中國果品研究,1994(3):5-7

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[7]李家政.果蔬自發(fā)氣調(diào)包裝原理與應(yīng)用[J].包裝工程,2011,32 (15):33-38

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Design and Application of the Modified Atmosphere Small Package of Laiyang Pear

JIANG Qi-yong1，WANG Mei-lan2，ZHOU Zhi-cai2
（1.Department of Food and Biological Engineering，Wenjing College of Yantai University，Yantai 264005，Shandong，China；2.College of Chemistry and Chemical Engineering，Yantai University，Yantai 264005，Shandong，China）

9 groups of different small packages were designed for modified atmosphere storage of Laiyang pear by orthogonal experiment，and the changes of gas composition and the composition of balanced gas in the different packages were measured.The regression equation were established to describe the relationship between equilibrium gas composition and influencing factors by ternary quadratic regression analysis.Known Laiyang pear suitable gas composition is 3.2%CO2and 14.0%O2，modified atmophere small packages could be easily designed through the regression equation to meet the different specifications of Laiyang pear.

Laiyang pear；storage；modified atmosphere（MA）；design

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.04.041

2016-06-01

姜齊永（1985—），男（漢），講師，碩士研究生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏。