不同包裝材料對壇紫菜干品貯藏期間色素含量變化的影響

孔祥佳，郭仕鑫，謝 勇，林 埔，劉智禹

(1.福建中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，福建 福州 350122；2.福建省水產(chǎn)研究所，福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361013)

紫菜隸屬于紅藻門(Rhodophyta)、紅藻綱(Rhodophyceae)、紅毛菜亞綱(Bangiophycidae)、紅毛菜目(Bangiales)、紅毛菜科(Bangiaceae)、紫菜屬(Porphyra)，是世界上分布較廣的大型經(jīng)濟(jì)海藻之一。紫菜除富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分外，還具有較高的保健作用和藥用價(jià)值，具有抗衰老[1]、抗腫瘤[2]、免疫調(diào)節(jié)[3]、抗氧化[3-4]等功效。野生紫菜的數(shù)量有限，主要依靠人工栽培；我國主要栽培的紫菜有兩種，分別為條斑紫菜(Porphyrayezoensis)和壇紫菜(Porphyrahaitanensis)；條斑紫菜主要分布于長江以北，而壇紫菜主要分布于長江以南。福建是我國紫菜產(chǎn)量最高的省份，占全國總產(chǎn)量的45.66%(江蘇省占23.8%、浙江省占22.76%、山東省占0.59%、廣東省占7.19%等)[5]；據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年福建省紫菜總產(chǎn)量為34 258 t，至2017年福建省紫菜總產(chǎn)量為62 151 t，增幅達(dá)81.42%[6]。紫菜的產(chǎn)期具有很強(qiáng)的季節(jié)性，銷售時(shí)間較短，故加工及合理開發(fā)紫菜產(chǎn)品成為充分利用資源、減少紫菜浪費(fèi)的關(guān)鍵。紫菜的加工產(chǎn)品主要有紫菜干品、即食海苔(調(diào)味紫菜)、速食紫菜等[7]。其中，紫菜干品因其加工技術(shù)成熟、可操作性強(qiáng)，并能較好保留其原有的色澤、風(fēng)味和營養(yǎng)成分，故具有良好的發(fā)展前景和市場潛力；紫菜干品貯藏時(shí)即使不發(fā)生腐爛變質(zhì)，也容易發(fā)生顏色和質(zhì)地乃至口感的劣變，導(dǎo)致食品和商品價(jià)值的顯著降低。因此，研究紫菜干品貯藏過程中的品質(zhì)控制技術(shù)具有重要意義。研究表明，紫菜中除含有葉綠素a、類胡蘿卜素等光合色素外，還含有藻膽蛋白(包括藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白、別藻藍(lán)蛋白等)，它是一種集光色素蛋白，可將捕獲的光能傳遞給葉綠素，從而完成紫菜的光合作用[8]；而經(jīng)干制后的紫菜其色素成分主要也是葉綠素(包括葉綠素a等)、類胡蘿卜素、藻膽蛋白等[9-10]；因此，可通過對紫菜干品色素物質(zhì)含量在貯藏期間的變化來直觀評價(jià)其外觀品質(zhì)變化和貯藏效果。同時(shí)，合理有效的食品包裝通過調(diào)整、控制或改變食品包裝內(nèi)部的環(huán)境因素來延緩食品色澤、品質(zhì)的變化，從而延長其貨架期[11-14]。目前，針對不同包裝材料對紫菜干品貯藏期間色素的變化規(guī)律未見報(bào)道。本試驗(yàn)以福建省廣泛分布的壇紫菜為試材，分析PA/PE、PET/PE、PET、LDPE、HDPE、尼龍6種包裝材料對壇紫菜干品貯藏期間色素的變化規(guī)律，以期為提高紫菜干品品質(zhì)、延長貯藏期提供新途徑和理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試材：以壇紫菜干品為試材，供試材料來自福建漳州的六鰲半島面對臺灣海峽內(nèi)外海交接處。

試劑：丙酮(AR，上海聯(lián)試化工試劑有限公司)、磷酸二氫鈉(AR，西隴化工股份有限公司)、磷酸氫二鈉(AR，上海埃彼化學(xué)試劑有限公司)、中速定性濾紙(杭州富陽特種紙業(yè)有限公司)。

包裝材料：聚對苯二甲酸乙二酯(PET，Polyethylene terephthalates，30 cm×40 cm×16絲，市售)、聚酯樹脂/聚乙烯復(fù)合袋(PET/PE，Polyethylene terephthalates/polyethylene，30 cm×40 cm×16絲，市售)、尼龍/聚乙烯復(fù)合袋(PA/PE，Polyamide/polyethylene，30 cm×40 cm×24絲，市售)、高密度聚乙烯袋(HDPE，High density polyethtlene，30 cm×40 cm×8絲，市售)、低密度聚乙烯袋(LDPE，Low density polyethylene，30 cm×40 cm×10絲，市售)、尼龍袋(PA，Polyamide，30 cm×40 cm×24絲，市售)。上述包裝材料對貯藏至第48天時(shí)的壇紫菜干品水分含量和水分活度影響分別見表1和表2[15]，由表1、2 可知，不同包裝材料對壇紫菜貯藏至第48天時(shí)的水分含量及水分活度影響差異不顯著(P>0.05)。

表1 不同包裝材料對壇紫菜水分含量的影響

表2 不同包裝材料對壇紫菜水分活度的影響

儀器與設(shè)備：電子分析天平(CP144，上海奧豪斯儀器有限公司)；恒溫恒濕箱(LHS-150SC，上海一恒科學(xué)儀器有限公司)、封口機(jī)(PFS-400，亞通電器有限公司)、臺式離心機(jī)(TDL80-2B，上海安亭科學(xué)儀器廠)、紫外可見分光光度計(jì)(UV9100，北京瑞利分析儀器公司)、粉碎機(jī)(RBM-767S，惠人電器有限公司)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試材預(yù)處理

將同批次的壇紫菜干品分別采用PET、PET/PE、PA/PE、HDPE、LDPE、尼龍6種材料包裝，每種包裝材料每袋裝入2片同等規(guī)格的圓形壇紫菜干品，利用封口機(jī)密封后于(25±1)℃、相對濕度80%～85%的恒溫恒濕箱中貯藏。每隔7天取樣一次，每次每種包裝各取3袋，按照圖1所示對壇紫菜剪塊取樣，于粉碎機(jī)中間歇粉碎成粉末后裝入自封袋密封備用。

1.2.2 壇紫菜色素測定方法

1)葉綠素和類胡蘿卜素含量測定

參照史修周等[10]的方法測定。根據(jù)公式(1)、(3)、(4)計(jì)算葉綠素a、葉綠素和類胡蘿卜素含量，結(jié)果以mg/L表示。

葉綠素a含量ρa(bǔ)=12.72A663-2.59A645(1)

葉綠素b含量ρb=22.88A645-4.67A663

(2)

總?cè)~綠素含量ρT=ρa(bǔ)+ρb

(3)

類胡蘿卜素含量ρ類胡蘿卜素=(1 000×A470-3.27×ρa(bǔ)-104×ρb)/229

(4)

2)藻膽蛋白含量測定

參照史修周等[10]的方法測定。根據(jù)公式(9)、(10)、(11)、(12)計(jì)算藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白、別藻藍(lán)蛋白及藻膽蛋白含量，結(jié)果以%表示。

藻紅蛋白濃度/(mg/mL)CRPE=0.123A565-0.068A615+0.015A650

(5)

藻藍(lán)蛋白濃度/(mg/mL)CRPC=0.162A615-0.001A565-0.098A650

(6)

別藻藍(lán)蛋白濃度/(mg/mL)CAPC=0.171A450-0.006A565-0.004A615

(7)

藻膽蛋白濃度/(mg/mL)CPE=CRPE+CRPC+CAPC

(8)

(9)

(10)

(12)

式中：VPE為提取液的體積/mL；MPE為壇紫菜干品的質(zhì)量/g。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

以上各指標(biāo)測定均重復(fù)3次，取其平均值，分別采用Excel 2007和IBM SPSS Statistics 19軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同包裝材料對壇紫菜貯藏期間葉綠素含量的影響

由圖2A可知，采用不同包裝材料的壇紫菜在貯藏期間葉綠素和葉綠素a含量變化相似，均隨貯藏時(shí)間的延長呈先降后升再降的變化趨勢，但不同包裝材料下的葉綠素和葉綠素a含量變化速率不同。如貯藏至第48天時(shí)，經(jīng)PET、PET/PE復(fù)合材料、PA/PE復(fù)合材料、HDPE、LDPE、尼龍包裝的壇紫菜葉綠素含量分別為0.412、0.446、0.482、0.396、0.395、0.393 mg/L，與第0天相比，分別下降45.57%、41.11%、36.38%、47.77%、47.91%、48.17%。統(tǒng)計(jì)分析表明，在整個(gè)貯藏期內(nèi)的同一貯藏時(shí)間，經(jīng)PA/PE復(fù)合包裝的壇紫菜葉綠素含量極顯著(P<0.01)高于PET包裝，顯著(P<0.05)高于PET/PE復(fù)合包裝、HDPE包裝、LDPE包裝、尼龍包裝；經(jīng)PA/PE復(fù)合包裝的壇紫菜葉綠素a含量極顯著(P<0.01)高于PET包裝、PET/PE復(fù)合包裝、LDPE包裝，顯著(P<0.05)高于HDPE包裝、尼龍包裝；進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，經(jīng)PET/PE復(fù)合包裝的壇紫菜葉綠素和葉綠素a含量顯著(P<0.05)高于PET包裝、HDPE包裝、LDPE包裝、尼龍包裝。這說明復(fù)合材料可有效減緩壇紫菜干品葉綠素的降解速率。

2.2 不同包裝材料對壇紫菜貯藏期間類胡蘿卜素含量的影響

由圖3可知，采用不同包裝材料的壇紫菜在貯藏期間類胡蘿卜素含量變化趨勢相似。在整個(gè)貯藏期內(nèi)的同一貯藏時(shí)間，經(jīng)PA/PE復(fù)合包裝的壇紫菜類胡蘿卜素含量顯著(P<0.05)高于HDPE包裝、LDPE包裝、尼龍包裝；經(jīng)PET/PE復(fù)合包裝的壇紫菜類胡蘿卜素含量顯著(P<0.05)高于LDPE包裝、尼龍包裝。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，經(jīng)PA/PE復(fù)合包裝的壇紫菜類胡蘿卜素含量在貯藏第16～48天內(nèi)顯著(P<0.05)高于PET包裝、PET/PE復(fù)合包裝。這說明復(fù)合材料可更有效維持壇紫菜干品類胡蘿卜素含量的穩(wěn)定。

2.3 不同包裝材料對壇紫菜貯藏期間藻膽蛋白含量的影響

由圖4可知，采用不同包裝材料的壇紫菜在貯藏期間藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白、別藻藍(lán)蛋白和藻膽蛋白含量變化趨勢相近，均隨貯藏時(shí)間的延長呈先降低后升高的變化趨勢，且都在貯藏的第32天達(dá)到最小值。

由圖4A、4B、4D可知，在整個(gè)貯藏期內(nèi)的同一貯藏時(shí)間，經(jīng)PET/PE復(fù)合包裝的壇紫菜藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白和藻膽蛋白含量極顯著(P<0.01)高于PET包裝、PA/PE復(fù)合包裝、HDPE包裝、LDPE包裝、尼龍包裝；進(jìn)一步分析表明，經(jīng)PA/PE復(fù)合包裝的壇紫菜藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白含量極顯著(P<0.01)高于PET包裝，顯著(P<0.05)高于HDPE包裝、LDPE包裝；而經(jīng)PA/PE復(fù)合包裝的壇紫菜藻膽蛋白含量極顯著(P<0.01)高于PET包裝，顯著(P<0.05)高于LDPE包裝。

由圖4C可知，在整個(gè)貯藏期內(nèi)的同一貯藏時(shí)間，經(jīng)PET/PE復(fù)合包裝的壇紫菜別藻藍(lán)蛋白含量極顯著(P<0.01)高于PET包裝、PA/PE復(fù)合包裝、LDPE包裝，顯著(P<0.05)高于HDPE包裝；經(jīng)PA/PE復(fù)合包裝的壇紫菜別藻藍(lán)蛋白含量極顯著(P<0.01)高于PET包裝，顯著(P<0.05)高于LDPE包裝。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，在貯藏第24～48天內(nèi)，經(jīng)PET/PE復(fù)合包裝的壇紫菜別藻藍(lán)蛋白含量顯著(P<0.05)高于尼龍包裝。

上述結(jié)果表明，復(fù)合材料可延緩壇紫菜干品藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白、別藻藍(lán)蛋白和藻膽蛋白含量的降低。

3 討論與結(jié)論

食品包裝已成為食品保藏的重要手段，也是食品貯運(yùn)、流通、銷售不可或缺的環(huán)節(jié)。包裝食品的貯藏效果與包裝材料的性能、包裝工藝與技術(shù)等影響因素密切相關(guān)，通過調(diào)整、控制或改變食品包裝內(nèi)部的環(huán)境因素，為包裝食品與非包裝食品中的品質(zhì)變化創(chuàng)造截然不同的環(huán)境條件，從而影響著其品質(zhì)變化[11，13，16]。

研究表明，紫菜中葉綠素含量的多少與其外觀色澤感官評價(jià)相一致，故可用壇紫菜貯藏期間葉綠素含量的變化評價(jià)其外觀品質(zhì)[10，17-18]。本研究結(jié)果表明，不同包裝材料的壇紫菜干品在貯藏期間，其葉綠素、葉綠素a和類胡蘿卜素含量隨著貯藏時(shí)間延長呈先降后升再降的變化趨勢，且不同包裝材料其含量變化幅度不同。其中，復(fù)合包裝材料與單一材質(zhì)包裝材料相比，復(fù)合包裝材料可有效抑制壇紫菜葉綠素a、葉綠素和類胡蘿卜素含量的降低；且PET/PE、PA/PE復(fù)合包裝材料相比，PA/PE復(fù)合包裝材料有效延緩壇紫菜葉綠素a、葉綠素和類胡蘿卜素含量的下降。

藻膽蛋白是紅藻和藍(lán)藻中特有的水溶性色素蛋白，按其最大特征吸收峰和呈色類型不同，又可分為藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白、別藻藍(lán)蛋白等[9，19]，具有提高免疫力、抗腫瘤、抗氧化等功效[20]。本研究發(fā)現(xiàn)，不同包裝材料的壇紫菜干品在貯藏期間，其藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白、別藻藍(lán)蛋白和藻膽蛋白含量隨著貯藏時(shí)間延長呈先減少再增加的變化趨勢，且不同包裝材料其含量變化幅度不同。其中，復(fù)合包裝材料與單一材質(zhì)包裝材料相比，復(fù)合包裝材料可有效抑制藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白、別藻藍(lán)蛋白和藻膽蛋白含量的降低；且PET/PE、PA/PE復(fù)合包裝材料相比，PET/PE復(fù)合包裝材料有效延緩壇紫菜藻紅蛋白、藻藍(lán)蛋白、別藻藍(lán)蛋白和藻膽蛋白含量的下降。

因此認(rèn)為，復(fù)合包裝材料對壇紫菜色澤的保持效果優(yōu)于單一材質(zhì)包裝材料，這可能與復(fù)合包裝材料保持了原有單一材質(zhì)包裝材料的優(yōu)良特性，且能彌補(bǔ)單一材質(zhì)包裝材料不足有關(guān)。