包裝材料對(duì)秋葵冷藏品質(zhì)的影響

曹雪慧 張方方 趙宇婷 白 鴿 王甄妮 朱丹實(shí) 勵(lì)建榮

（渤海大學(xué)食品食品與工程學(xué)院 遼寧錦州121013）

秋葵（Okra，Abelmoschusesculentus）又名黃秋葵、羊角豆、咖啡黃葵，原產(chǎn)于非洲，屬錦葵科秋葵屬一年生草本植物[1-2]。秋葵不僅富含多種維生素、膳食纖維、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)[3]，還富含多糖及黃酮等物質(zhì)，具有抗癌、抗疲勞、降血脂、增強(qiáng)免疫力等作用，是一種營(yíng)養(yǎng)保健型蔬菜[4-5]。秋葵一般是在高溫的夏季采收，極易腐敗變質(zhì)，在低溫條件下也僅能保存15d 左右[6]。由于秋葵較高的食用價(jià)值和易變質(zhì)的特點(diǎn)，所以國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)秋葵的貯藏方法進(jìn)行了大量的研究，主要包括氣調(diào)保藏[7]、低溫保藏[8]、常溫涂膜保藏[9]等。

果蔬采后保鮮技術(shù)中，塑料薄膜包裝由于其成本低，易于普及等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于果蔬的采后保鮮[10]，其基本原理主要是利用果蔬的呼吸作用強(qiáng)度和包裝材料的透氣特性之間的相互作用，形成包裝內(nèi)較高濃度的CO2環(huán)境和較低的O2環(huán)境[11]來(lái)抑制果蔬的呼吸強(qiáng)度、乙烯的產(chǎn)生以及衰老速度和其它生理變化[12]，進(jìn)而保持食品的新鮮狀態(tài)，延長(zhǎng)貨架期。目前，在果蔬貯藏保鮮中采用的薄膜包裝材料主要包括聚乙烯（PE）、低密度聚乙烯（LDPE）、聚丙烯（PP）、聚酯（PET）、雙向拉伸聚 丙 烯（BOPP）、聚 偏 二 氯 乙 烯（PVDC）等[13-16]。Mangaraj 等[17]證明使用BOPP 薄膜處理能有效抑制荔枝果實(shí)的蒸騰速率，降低果實(shí)質(zhì)量損失以及延緩品質(zhì)衰老。張瀟方等[18]研究表明在冷藏期間薄膜包裝能有效抑制水蜜桃失重率和相對(duì)電導(dǎo)率的上升，延緩可溶性固形物和維生素C 等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的降低，保持較高的感官評(píng)分，經(jīng)防霧型流延聚丙烯膜包裝的水蜜桃的品質(zhì)最好。路洪艷等[19]研究表明采用改性后的低密度聚乙烯包裝處理的山核桃能更快形成高濃度CO2和低濃度O2環(huán)境，進(jìn)而抑制酶活，延緩營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的降低以及過(guò)氧化值和己醛含量的上升。

本研究以秋葵為對(duì)象，采用不同薄膜材料包裝秋葵并冷藏處理，對(duì)這些秋葵的品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。試驗(yàn)?zāi)康氖亲畲蟪潭鹊匮泳徢锟珊笏ダ纤俾始捌焚|(zhì)的劣變，延長(zhǎng)其貨架期。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

秋葵，購(gòu)買于遼寧省錦州市萬(wàn)家樂(lè)水果超市。運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后，挑選果形大小均一、新鮮飽滿，無(wú)機(jī)械損傷及病蟲(chóng)害的果實(shí)清洗后備用。

試驗(yàn)用保鮮膜：

①PE 膜（聚乙烯） CO2透過(guò)率：134 500 cm3/（m2·24 h·atm）；O2透 過(guò) 率：18 500 cm3/（m2·24 h·atm）；透濕率：33 g/（m2·24 h）；

②LLDPE 膜（線型低密度聚乙烯） CO2透過(guò)率：65 000 cm3/（m2·24 h·atm）；O2透過(guò)率：14 200 cm3/（m2·24 h·atm）；透濕率：68 g/（m2·24 h）；

③PMP 膜（聚甲基戊烯） 耐熱溫度：180 ℃；耐冷溫度：-30 ℃；

④PVDC 膜（聚偏二氯乙烯） CO2透過(guò)率：357 cm3/（m2·24 h·atm）；O2透 過(guò) 率：70 cm3/（m2·24 h·atm）；透濕率：10 g/（m2·24 h）。

試劑：濃硫酸、咔唑、三氯乙酸（TCA）、硫代巴比妥酸（TBA）均為分析純級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

TA.XT Plus 物性測(cè)試儀，英國(guó)Stable Micro System 公司；UV-1801 紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)，北京瑞利分析儀器有限公司；CheckPointⅡ呼吸強(qiáng)度測(cè)定儀，丹麥丹圣PBI-Dansensor 公司；JA503 電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；CHROMA METER CR-400 色彩色差計(jì)，日本Minolta公司；TGL-16G 高速臺(tái)式離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；MIR-254 低溫恒溫培養(yǎng)箱，三洋電機(jī)株式會(huì)社；FORMA 7000 SERIES 超低溫冰箱，美國(guó)賽默飛世爾科技公司（Thermo Fisher Scientific）HH-6 型數(shù)顯恒溫水浴鍋，國(guó)華電器有限公司；BCD-206ZMZB 冰箱，合肥美菱股份有限公司。

1.3 處理方法

1.3.1 包裝處理 秋葵先經(jīng)1%氯化鈉、200 mg/L葡萄糖酸鋅和1%氯化鈣混合護(hù)色處理，然后隨機(jī)平均分為A、B、C、D、E 5 組進(jìn)行包裝處理。其中，A 組為空白對(duì)照組（CK 組），B 至E 分別用PE 保鮮膜、LLDPE 保鮮膜、PMP 保鮮膜、PMP 保鮮膜、PVDC 保鮮膜迅速包裝封好，均勻扎孔后放入3℃冰箱中貯藏，每隔一定時(shí)間取樣測(cè)定秋葵的各項(xiàng)指標(biāo)。

1.4 測(cè)定指標(biāo)

1.4.1 呼吸強(qiáng)度 采用CheckPointⅡ呼吸強(qiáng)度測(cè)定儀測(cè)定，以CO2mg·kg-1·h-1表示呼吸強(qiáng)度。

1.4.2 失重率 將一組6 個(gè)新鮮秋葵在3 ℃冰箱中貯藏一定時(shí)間，取出稱其質(zhì)量，計(jì)算貯藏前、后的質(zhì)量差占貯藏前樣品質(zhì)量的百分比，即失重率。

1.4.3 質(zhì)構(gòu)[6]用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)秋葵進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)測(cè)試。挑選大小均一、無(wú)機(jī)械損傷的秋葵4 個(gè)，測(cè)定條件：探頭型號(hào)P/50，測(cè)前速率1.00 mm/s，測(cè)試速率0.50 mm/s，測(cè)后速率1.00 mm/s，壓縮量8 mm，觸發(fā)力5 g。

壓縮方式：棱接觸，即以五棱柱的棱面為支撐，五棱柱的棱與P/50 探頭接觸。

1.4.4 果膠類物質(zhì) 參照曹建康[20]和郜海燕等[21]方法，采用咔唑比色法測(cè)定。以處理后的半乳糖醛酸質(zhì)量為橫坐標(biāo)，波長(zhǎng)530 nm 處的吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制并計(jì)算果膠含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線。分別將提取的原果膠和可溶性果膠1.0 mL 加入25 mL 刻度試管中，按照標(biāo)準(zhǔn)曲線的操作步驟測(cè)定樣品中原果膠和可溶性果膠含量。

1.4.5 色澤 采用色差計(jì)測(cè)定秋葵的顏色變化。國(guó)際上通常采用Hunter 標(biāo)度檢測(cè)色澤。其中L 值表示果實(shí)亮度，其值越大亮度越大；a 值表示果實(shí)的紅綠偏向，負(fù)值代表綠色，正值代表紅色；b 值表示果實(shí)的藍(lán)黃偏向，負(fù)值代表藍(lán)色，正值代表黃色；ΔE 表示色差值，其值越大表示被測(cè)秋葵的色澤與標(biāo)準(zhǔn)板的色澤差別越大。通過(guò)分析L、ΔE 等參數(shù)來(lái)判斷秋葵在不同包裝方式下的顏色變化。每個(gè)處理取4 個(gè)秋葵，測(cè)定其處理前、后色澤的變化，求平均值。

1.4.6 丙二醛 參考曹建康等[20]方法，稱取1.0 g秋葵樣品，加入5 mL 100 g/L TCA 溶液，研磨勻漿后，于4 ℃、10 000×g 離心20 min，收集上清液，低溫保存?zhèn)溆?。?.0 mL 上清液（對(duì)照空白管中加入2.0 mL 100 g/L TCA 溶液代替提取液），加入2.0 mL 0.67%TBA，混合后在沸水浴中煮沸20 min，取出冷卻后再離心1 次。分別測(cè)定上清液在波長(zhǎng)450，532 nm 和600 nm 處的吸光度值，重復(fù)3次。

1.5 數(shù)據(jù)處理及分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)為多次重復(fù)的平均值，使用SPSS20.0 統(tǒng)計(jì)軟件分析冷凍處理組間差異，差異水平P＜0.05 為顯著水平。使用SigmaPlot12.5 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 包裝材料對(duì)秋葵呼吸強(qiáng)度的影響

由圖1可知，對(duì)照和包膜處理組秋葵的呼吸強(qiáng)度均呈現(xiàn)先上升，在達(dá)到一個(gè)峰值后下降的變化趨勢(shì)。與對(duì)照組相比，貯藏前17 d 包膜處理組的呼吸強(qiáng)度明顯低于對(duì)照組（P＜0.05），這說(shuō)明包膜處理能夠抑制秋葵的呼吸作用。另外，對(duì)照組和PVDC 處理組在17 d 時(shí)出現(xiàn)呼吸高峰，此時(shí)對(duì)照組的呼吸強(qiáng)度為122.33 mg·kg-1·h-1，是PVDC 處理組1.11 倍，而經(jīng)PE、LLDPE 和PMP 處理的秋葵在21 d 才出現(xiàn)呼吸高峰，相對(duì)于對(duì)照組和PVDC處理組推遲了4 d，在不同程度上抑制其呼吸作用，其中以LLDPE 抑制效果最好。

2.2 包裝材料對(duì)秋葵失重率的影響

圖1 包裝材料對(duì)秋葵呼吸強(qiáng)度的影響Fig.1 Effect of the packaging film on respiration intensity of the okra

從表1可以看出隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，秋葵失重率在不斷增加，對(duì)照組的增加速度顯著高于包裝處理組 （P＜0.05），在24 d 時(shí)其值達(dá)到62.13%，表皮嚴(yán)重皺縮，而包裝處理均在12%以下，這說(shuō)明包裝處理能夠明顯抑制秋葵的水分流失，使秋葵細(xì)胞具有較好的持水能力，有效地控制果實(shí)的失重。這與Mangaraj 等[22]研究薄膜包裝能夠有效降低蘋果的失重率一致。另外，在貯藏前10 d 內(nèi)不同包裝處理組間無(wú)顯著性差異（P＞0.05），在貯藏后期采用LLDPE 和PVDC 包裝處理的秋葵失重率明顯低于PE 和PMP 包裝處理組，這說(shuō)明相較于PE 和PMP 包裝處理，LLDPE 和PVDC包裝能更好地保持其水分含量?？赡苁怯捎贚LDPE 和PVDC 具有較高的CO2/O2滲透率比，使食品處于低O2、高CO2氣體環(huán)境中，能有效抑制秋葵的呼吸作用[12]。

表1 包裝材料對(duì)秋葵失重率的影響（%）Table 1 Effect of the packaging film on weight loss rate of the okra（%）

2.3 包裝材料對(duì)秋葵脆性的影響

由圖2可知，秋葵包膜處理組與對(duì)照組的脆性均隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，且在貯藏前10 d 均下降較為迅速，而對(duì)照組的秋葵在第14 天時(shí)脆性基本消失，包膜處理組仍保持較好的脆性，這可能是因?yàn)榘ぬ幚砟苡行б种魄锟暮粑饔?，減緩了果膠類物質(zhì)的降解，另外可能是因?yàn)榘ぬ幚碜璧K了秋葵的蒸騰作用，減少了水分的散失，從而保持其脆性[23]。另外，在貯藏10 d 后不同包膜處理的脆性變化緩慢，PMP 包膜處理組明顯低于其它包裝處理，而LLDPE 包膜處理在整個(gè)貯藏過(guò)程中下降趨勢(shì)最為緩慢，不同于其它包裝組，說(shuō)明LLDPE 包裝的秋葵呼吸強(qiáng)度在整個(gè)貯藏過(guò)程中都較弱，利于秋葵的貯藏。

2.4 包裝材料對(duì)秋葵果膠類物質(zhì)的影響

圖2 包裝材料對(duì)秋葵脆性的影響Fig.2 Effect of the packaging film on brittleness of the okra

秋葵豆莢細(xì)胞初生壁和中膠層中含有大量的果膠類物質(zhì)，它與細(xì)胞壁中的纖維素相互交聯(lián)來(lái)共同維持細(xì)胞骨架。其中原果膠是不溶性果膠，主要維持果實(shí)的質(zhì)地特性，而可溶性果膠的產(chǎn)生導(dǎo)致果蔬質(zhì)地軟化乃至腐爛[24]。由表2可知，原果膠含量在秋葵貯藏過(guò)程中不斷下降，可溶性果膠和總果膠含量不斷上升，這與秋葵的一系列生理活動(dòng)有關(guān)。在貯藏初期對(duì)照組的原果膠含量的下降速度顯著高于包裝處理組（P＜0.05），24 d 時(shí)降到0.42%，下降了44.74%，而PE、LLDPE、PMP 和PVDC 包裝組分別下降了15.49%，14.29%，12.7%和19.4%，這與脆性研究結(jié)果一致，而各包裝處理組之間差異性不大。另外，各處理組的可溶性果膠在貯藏前期無(wú)顯著性差異（P＞0.05），而在10 d 后LLDPE、PMP 和PVDC 組可溶性果膠含量上升較為緩慢，這可能是由于秋葵處于高CO2和低O2環(huán)境中，其呼吸始終受到抑制，生理活動(dòng)較慢，原果膠降解速度較慢。由此可知，包膜處理有助于抑制原果膠的降解和可溶性果膠的生成，延緩果實(shí)軟化，其中LLDPE 和PVDC 包膜處理保持效果較好，適宜秋葵的低溫貯藏。

表2 包裝材料對(duì)果膠類物質(zhì)的影響Table 2 Effect of the packaging film on pectins of the okra

2.5 包裝材料對(duì)秋葵丙二醛含量的影響

圖3 包裝材料對(duì)秋葵丙二醛含量的影響Fig.3 Effect of the packaging film on malondialdehyde content of the okra

果蔬組織在受到低溫脅迫時(shí)，組織中的丙二醛（MDA）含量明顯增加，而丙二醛是膜脂過(guò)氧化作用的主要產(chǎn)物之一，它的積累對(duì)果蔬細(xì)胞質(zhì)膜造成一定程度的傷害。MDA 通常作為膜脂過(guò)氧化程度的指標(biāo)[25]，也用來(lái)表示果蔬低溫貯藏過(guò)程中細(xì)胞膜的完整性[26]。脂質(zhì)過(guò)氧化程度取決于冷應(yīng)激的程度，并與貯藏時(shí)間相關(guān)。由圖3可知，隨著貯藏時(shí)間的增加，各處理組的丙二醛含量呈上升趨勢(shì)，而對(duì)照組的上升趨勢(shì)明顯顯著高于包裝處理組（P＜0.05）。在24 d 時(shí)，對(duì)照組的秋葵丙二醛含 量 達(dá)4.1 mmol/g，上 升 了64.35%，而PE、LLDPE、PMP 和PVDC 包裝組分別為2.5，1.8，2.1 mmol/g 和1.9 mmol/g，顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）。這說(shuō)明薄膜包裝有效減緩秋葵膜脂過(guò)氧化程度，降低丙二醛含量，維持細(xì)胞膜的完整性，降低果實(shí)衰老速度。這與宋慕波等[27]研究結(jié)果一致，說(shuō)明包裝處理能有效降低貢柑的丙二醛含量。不同薄膜包裝間差異顯著（P<0.05），其中LLDPE 和PVDC薄膜包裝抑制秋葵丙二醛效果最好。

2.6 包裝材料對(duì)秋葵色差的影響

秋葵的色澤是反映其新鮮度的重要指標(biāo)，色澤越光亮的果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)越好，越容易被消費(fèi)者接受。由圖5可知，秋葵的L 值隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸降低，對(duì)照組的下降趨勢(shì)明顯快于包裝處理組（P＜0.05），在24 d 時(shí)達(dá)到27.84，下降了22.61%，PE、LLDPE、PMP 和PVDC 包 裝 組 分 別 下 降 了3.6%，6.39%，4.61%和3.64%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對(duì)照組（P＜0.05），這說(shuō)明在冷藏過(guò)程中秋葵的顏色逐漸變暗，發(fā)生一定程度的褐變，而薄膜處理抑制其顏色的轉(zhuǎn)變。另外，由圖6可知，隨著貯藏時(shí)間的增加秋葵的ΔE 值逐漸上升，而對(duì)照組的上升趨勢(shì)在貯藏后期顯著高于包裝處理組（P＜0.05），在24d時(shí)其ΔE 值為64.91，PE、LLDPE、PMP 和PVDC 包裝組分別為58.99，59.62，60.71 和57.77。這與番石榴[28-30]研究結(jié)果一致，番石榴采用PVC、LLDPE和PET 包裝，在5 ℃和8 ℃條件下貯藏2 周和3周，能有效減緩其褐變程度，保持地較好的色澤。這可能是因?yàn)楸∧ぐb使秋葵抑制了果蔬細(xì)胞中多酚氧化酶的活性，降低酚類底物與多酚氧化酶的接觸機(jī)率，減少酶促褐變的發(fā)生，保持果實(shí)的色澤。其中PE 和PVDC 包裝組上升趨勢(shì)較為緩慢。

圖4 包裝材料對(duì)秋葵L 值的影響Fig.4 Effect of the packaging film on L value of the okra

圖5 包裝材料對(duì)秋葵ΔE 值的影響Fig.5 Effect of the packaging film on ΔE value of the okra

3 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)，薄膜包裝在秋葵冷藏期間能有效抑制其呼吸作用，其中PE、LDPE 和PMP 推遲了呼吸高峰出現(xiàn)時(shí)間；對(duì)照組秋葵失重率的增加速度顯著高于包裝處理組（P＜0.05），在24 d 時(shí)達(dá)到62.13%，表皮嚴(yán)重皺縮，而包裝處理僅在12%以下，其中LLDPE 和PVDC 包裝能更好地保持其水分含量。另外，相較于對(duì)照組的14 d 脆性消失，薄膜處理組基本能延遲到21 d 脆性才逐漸消失。薄膜處理能有效地減緩原果膠的降解以及可溶性果膠的生成，其中LLDPE 和PVDC 包膜處理保持效果較好，適宜秋葵的低溫貯藏；同時(shí)薄膜包裝能有效減緩秋葵膜脂過(guò)氧化程度，降低丙二醛含量，維持細(xì)胞膜的完整性，降低果實(shí)衰老速度，并能有效減緩其褐變程度，保持較好的色澤。總體來(lái)說(shuō)，LLDPE 包膜處理效果明顯，適宜秋葵的低溫貯藏，PVDC 次之。

綜上所述，薄膜包裝處理不僅可以抑制其呼吸作用，保持水分含量及質(zhì)地特性，而且還可降低膜脂過(guò)氧化程度，維持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性。在選擇包膜材料時(shí)，一定要結(jié)合薄膜特性和貯藏果蔬的特點(diǎn)來(lái)綜合考慮。