包裝與貯藏溫度對(duì)蠶豆采后品質(zhì)的影響

朱 麟凌建剛李偉榮陳國(guó)寶林旭東陳曙穎

(1. 寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，浙江 寧波 315040；2. 寧波市農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 浙江 寧波 315040；3. 麗水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，浙江 麗水 323000)

蠶豆(ViciafabaL.)屬豆科、蝶形花亞科、野豌豆屬，別名羅漢豆、大豆、胡豆等[1]，其營(yíng)養(yǎng)豐富[2-4]，在全球廣有栽培，其中60%種植于中國(guó)[5]。蠶豆一般成熟于4月下旬及5月中旬，鮮豆采后極易脫水、變老、生成黑斑乃至腐爛[6]，逐漸失去商品性。低溫和自發(fā)氣調(diào)包裝(Modified atmosphere packaging，MAP)是果蔬保鮮常用的技術(shù)方法，在產(chǎn)業(yè)中有廣泛的應(yīng)用[7-8]，在鮮食蠶豆保鮮領(lǐng)域已有所涉及[9-10]，但前期研究系統(tǒng)性不夠，對(duì)溫度參數(shù)和膜材料保鮮效果研究鮮有涉及，且未涉及不同貯藏溫度、不同材料保鮮膜貯藏品質(zhì)比較的研究。本研究擬選用(1.0±0.5)，(5±1) ℃ 2種常用貯藏溫度，采用聚乙烯保鮮膜(PE)、聚氯乙烯保鮮膜(PVC)、微孔保鮮膜(W)3種常用保鮮膜，研究不同低溫結(jié)合不同保鮮膜包裝對(duì)新鮮蠶豆保鮮效果的影響，以期為蠶豆采后貯藏提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

蠶豆：慈蠶1號(hào)， 2017年5月3日采摘于寧波市象山縣，選擇大小、成熟度均勻，無(wú)銹斑、蟲(chóng)蛀的豆莢，裝入分別襯有聚乙烯保鮮膜(PE)、聚氯乙烯保鮮膜(PVC)和微孔保鮮膜(W)的淺邊塑料托盤中，每袋約2.5 kg，1 h內(nèi)運(yùn)往實(shí)驗(yàn)室；

保鮮膜：60 cm×80 cm×0.02 mm，國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心，其主要參數(shù)為(20 ℃)： PE膜滲透系數(shù)為86.45 L O2/(m2·d·MPa)、210.75 L CO2/(m2·d·MPa)、透濕率4.1 g/(m2·d)，PVC膜滲透系數(shù)為54.63 L O2/(m2·d·MPa)、156.68 L CO2/(m2·d·MPa)、透濕率6.5 g/(m2·d)，微孔保鮮膜的O2和CO2滲透系數(shù)約為 2 600.94 L/(m2·d·MPa)、透濕率23 g/(m2·d)。

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平：YP5002型，上海佑科儀器儀表有限公司；

便攜式O2/CO2氣體分析儀：CheckPoint II型，丹麥PBI Dansensor公司；

全自動(dòng)色差儀：CM-5型，日本柯尼卡美能達(dá)控股株式會(huì)社；

質(zhì)構(gòu)儀：TA.XT型，英國(guó)Stable Micro System公司；

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：UV-1800BPC型，上海美譜達(dá)儀器有限公司；

鼓風(fēng)干燥箱：HK-350AS+型，杭州旭眾機(jī)械設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)處理 試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理組，分別為(1.0±0.5) ℃ (T1)下PE、PVC、W包裝和(5±1) ℃(T2) 下PE包裝，均設(shè)對(duì)照(CK)，試驗(yàn)組號(hào)分別為T1+CK、T1+PE、T1+PVC、T1+W、T2+CK、T2+PE，每處理6個(gè)重復(fù)。

蠶豆用襯有保鮮膜的塑料筐運(yùn)回后，按照試驗(yàn)用量放入(5±1) ℃預(yù)冷庫(kù)，預(yù)冷12 h；之后扎緊袋口，分別置于(1.0±0.5)，(5±1) ℃ 2個(gè)溫度的冷庫(kù)中貯藏，每2 d測(cè)定各袋中氣體濃度、每7 d取樣測(cè)定相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)。

1.3.2 測(cè)定指標(biāo)和方法

(1) 氣體成分：采用便攜式O2/CO2氣體分析儀測(cè)定。

(2) 果實(shí)硬度：蠶豆莢側(cè)面中線位置選擇3個(gè)點(diǎn)，蠶豆粒帶皮，利用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定硬度(選用Φ2 mm 的P2型探頭，深度5 mm)。

(3) 色澤：采用色差儀測(cè)定，每次選擇類似位置測(cè)定，記錄L*(黑白偏差量)、a*(紅綠偏差量)、b*(黃藍(lán)偏差量)。

(4) 水分含量：采用稱重法[11]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析(One-Way AVOVA)及因子分析[12-14]，采用Origin 9.1軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同包裝內(nèi)氣體成分變化

如圖1所示，在貯藏過(guò)程中，各組包裝內(nèi)氣體呈現(xiàn)相似的變化規(guī)律，即O2逐漸減少，CO2逐漸上升，且貯藏前8 d，氣體變化幅度較大，后期趨于平緩。這是因?yàn)樵谫A藏前期，隨著袋內(nèi)蠶豆呼吸作用，O2被消耗、CO2迅速積累，而隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，膜內(nèi)外的氣體分壓趨于平衡，氣體濃度變化幅度減少。同時(shí)，從圖1中可以看出，同樣的PE膜包裝下，(5±1) ℃溫度冷藏處理組袋內(nèi)氣體濃度變化幅度顯著快于(1.0±0.5) ℃的，這是因?yàn)樵谳^高的冷藏溫度下，蠶豆呼吸強(qiáng)度更高，O2的消耗、CO2的積累自然更快；而在同一溫度下，不同保鮮袋內(nèi)氣體濃度變化趨勢(shì)也存在差異，變化幅度依次為：PVC膜>PE膜>微孔膜，總體上與各膜的氣體通透率呈反比

2.2 包裝和溫度對(duì)蠶豆品質(zhì)的影響

2.2.1 對(duì)硬度的影響 從圖2中可以看出，蠶豆在冷藏過(guò)程中，豆莢和豆粒的硬度總體呈下降趨勢(shì)。溫度是影響貯藏過(guò)程中硬度變化的重要因素，(5±1) ℃溫度下蠶豆豆莢和豆粒的硬度下降幅度明顯高于(1.0±0.5) ℃ 的，這與蠶豆在較高溫度下生理代謝速率更快有關(guān)。采用保鮮膜可以顯著地抑制蠶豆硬度的下降，這可能是保鮮膜抑制了部分的呼吸消耗和蒸騰作用，延緩衰老；另一方面，不同膜之間差異不顯著(P<0.05)。

2.2.2 對(duì)色澤的影響 從圖3～5可以看出，隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，不同包裝蠶豆莢與豆粒L*和b*值呈遞減，而a*值逐漸增大的趨勢(shì)，感官表現(xiàn)為：豆莢和豆粒表面逐漸失去光澤，并由原先的翠綠色向暗綠色轉(zhuǎn)變，豆莢和豆粒表面逐漸發(fā)黃，隨著貯藏時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)，豆莢表面還會(huì)出現(xiàn)黑斑，且面積逐漸擴(kuò)大，直至失去商品性。在此過(guò)程中，豌豆莢的色澤變化幅度明顯高于豆粒，這可能是在貯藏過(guò)程中，蠶豆莢對(duì)內(nèi)部的豆粒具有較好的保護(hù)作用，一定程度上可以抑制水分的散失、延緩衰老，而蠶豆莢自身因?yàn)楸┞对诳諝庵?，隨著失水及衰老加劇，呈現(xiàn)顯著的變干、變黑、變黃現(xiàn)象。并且不同包裝和溫度下的蠶豆色差值變化存在差異，表現(xiàn)為：① 包裝相同，溫度越高，蠶豆色差變化越快；② 同一溫度下，保鮮膜包裝處理色差值變化顯著緩于CK組(P<0.05)；③ 同一溫度下，不同保鮮膜包裝蠶豆色差，存在一定的差異，但差異不顯著(P<0.05)。

圖1 不同氣調(diào)包裝內(nèi)氣體成分變化趨勢(shì)圖

2.2.3 不同處理對(duì)蠶豆水分含量的影響 如圖6(a)所示，保鮮膜包裝可以顯著地減少蠶豆莢水分的散失，貯藏28 d，水分含量變化均在1%以內(nèi)。而5，1 ℃下，未包裝的蠶豆莢水分含量分別下降13.59%和9.74%；而不同保鮮膜之間對(duì)蠶豆莢保濕效果差異不顯著(P<0.05)。由于豆莢的保護(hù)，不同處理對(duì)豆莢內(nèi)的蠶豆水分含量變化幅度略小于豆莢，但采用保鮮膜包裝處理的蠶豆粒水分下降高于豆莢，達(dá)到2.05%～4.94%，且不同膜之間水分差異顯著(P<0.05)，保水性從高到低依次為：PE>W>PVC，這與各膜的透性率呈反比。

圖2 不同處理對(duì)蠶豆硬度變化的影響

圖3 不同處理對(duì)蠶豆L*值的影響

圖4 不同處理對(duì)蠶豆a*值的影響

圖5 不同處理對(duì)蠶豆b*值的影響

圖6 不同處理對(duì)蠶豆水分含量的影響

2.3 不同處理對(duì)蠶豆貯藏品質(zhì)影響的因子分析及綜合評(píng)價(jià)

2.3.1 品質(zhì)相關(guān)性分析 從表1中可以看出，各指標(biāo)間相關(guān)性較強(qiáng)，其中電導(dǎo)率、a*與其它指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)。還對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了KMO和Bartlett球形度檢驗(yàn)，結(jié)果顯示：數(shù)據(jù)的KMO統(tǒng)計(jì)量為0.826，Bartlett統(tǒng)計(jì)量為15，P(Sig.)<0.01，說(shuō)明本組數(shù)據(jù)呈顯著相關(guān)，適合因子分析。

2.3.2 品質(zhì)指標(biāo)的因子分析 對(duì)不同處理蠶豆的品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行因子分析，得到各因子的方差貢獻(xiàn)率(表2)，提取累計(jì)貢獻(xiàn)率為86.898%的2個(gè)因子代替其它因子對(duì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)合因子分析輸出的成分得分系數(shù)，得出因子1、2函數(shù)：

F1=0.298X1+0.248X2-0.041X3-0.823X4-0.520X5，

(1)

F2=0.041X1+0.088X2-0.389X3-0.533X4+0.817X5。

(2)

表1不同處理蠶豆貯藏期間各品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析?

Table1Correlationanalysisamongqualityindexsofbroadbeanwithdifferenttreatmentsduringstorage

指標(biāo)硬度L?a?b?水分含量硬度1.000L?-0.783??1.000a?-0.839??-0.911??1.000b?0.734??0.670??-0.605??1.000水分0.659??-0.592??-0.724??0.518?1.000

? “*”：在置信度為0.05時(shí)，顯著相關(guān)；“**”：表示在置信度為0.01時(shí)顯著相關(guān)；因蠶豆莢與豆粒數(shù)據(jù)相關(guān)性較強(qiáng)，為避免重復(fù)，以下數(shù)據(jù)均僅列出豆粒分析數(shù)據(jù)。

式中：

F1、F2——提取出的綜合評(píng)價(jià)公因子；

X1、X2、X3、X4、X5——分別為硬度、L*、a*、b*、水分含量5個(gè)指標(biāo)變量值。

圖7為各原始指標(biāo)與因子1、2相關(guān)系數(shù)的因子旋轉(zhuǎn)示意圖。從圖7中可以看出，硬度、水分、L*、b*在兩個(gè)因子正方向有不同數(shù)量的載荷，而a*在其負(fù)方向有較高載荷，這與其指標(biāo)代表的品質(zhì)信息相似，因子1可以理解為以水分、亮度等為主要指標(biāo)的綜合品質(zhì)指標(biāo)，因子2則以b*、硬度為主要指標(biāo)的綜合品質(zhì)指標(biāo)。

表2 因子分析得到的方差貢獻(xiàn)率

圖7 因子旋轉(zhuǎn)示意圖

以各公因子對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)數(shù)，得到蠶豆品質(zhì)綜合得分(F)計(jì)算公式：

(3)

2.3.3 品質(zhì)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià) 由圖8可知，蠶豆莢與蠶豆粒的總體評(píng)價(jià)得分類似，總體呈下降其趨勢(shì)，2個(gè)溫度下的CK組評(píng)分低于保鮮膜包裝組，(1.0±0.5) ℃組總體優(yōu)于(5±1) ℃處理組的，不同包裝間，PVC膜包裝優(yōu)于PE和W，總體上，貯藏效果從好到壞依次為：(T1+PVC)>(T1+PE)>(T1+W)>(T2+PE)>(T1+CK)>(T2+CK)。

圖8 不同處理對(duì)蠶豆綜合品質(zhì)評(píng)分的影響

3 結(jié)論

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，蠶豆在(1.0±0.5) ℃冷藏溫度下或采用保鮮膜包裝的貯藏品質(zhì)均優(yōu)于(5±1) ℃冷藏；PE、PVC和W 3種保鮮膜對(duì)蠶豆貯藏都有較好的保鮮效果，其中以PVC效果最佳；通過(guò)綜合評(píng)價(jià)，(1.0±0.5) ℃結(jié)合PVC保鮮膜包裝為最優(yōu)組合，蠶豆保鮮期28 d，仍能維持較好的硬度、色澤、水分含量。

由于研究周期及試驗(yàn)條件的限制，本試驗(yàn)所選膜材料的品種有限，且適宜通透率的氣調(diào)包裝設(shè)計(jì)、新膜材料開(kāi)發(fā)等方面內(nèi)容也未涉及，這也是課題組后續(xù)研究的方向。