不同保鮮膜氣調(diào)保鮮技術(shù)對(duì)圣女果貯藏品質(zhì)的影響

李繼蘭 ，宋建新，賈曉昱，冉婭琳，閻一鳴，楊相政，李喜宏*

（1.中華全國(guó)供銷(xiāo)合作總社濟(jì)南果品研究院，山東濟(jì)南 250014；2.天津科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300457）

圣女果（Cherry tomato）又稱(chēng)櫻桃番茄，是茄科番茄屬草本植物[1]。圣女果營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，去火解渴功效可與西瓜相媲美，抗壞血酸的含量相當(dāng)于西瓜的12 倍；具有酸甜爽口的口感，既是菜中佳肴又是果中優(yōu)品；消費(fèi)方式多樣，既可鮮食，也可入菜，亦可加工成罐頭、果汁等，在市場(chǎng)上備受消費(fèi)者青睞[2]。

圣女果水分含量很高，采后仍進(jìn)行較強(qiáng)的呼吸作用、蒸騰作用、后熟作用等，導(dǎo)致果實(shí)水分散失、營(yíng)養(yǎng)消耗以及乙烯生成等現(xiàn)象，加速了果實(shí)的衰老，破壞了果肉組織，進(jìn)而很快腐爛變質(zhì)，直接影響了圣女果的商品價(jià)值。目前，氣調(diào)包裝是果蔬保鮮的有效手段[3]，通過(guò)調(diào)節(jié)氣調(diào)包裝中不同的氣體組分比例和濃度，延緩果蔬的呼吸作用，抑制生理活動(dòng)導(dǎo)致的腐敗變質(zhì)，抑制食品中微生物的生長(zhǎng)繁殖，達(dá)到保鮮的效果[4]。氣調(diào)包裝主要分為被動(dòng)氣調(diào)包裝（塑料薄膜包裝）和主動(dòng)氣調(diào)包裝（充入氣體包裝）。研究表明，具有選擇透過(guò)性強(qiáng)和水蒸氣透過(guò)性好的氣調(diào)保鮮膜，可大幅提高圣女果的保鮮貯藏期。塑料薄膜包裝通過(guò)調(diào)節(jié)果蔬自身的呼吸作用，同時(shí)利用包裝膜的通透性來(lái)調(diào)節(jié)果蔬貯藏環(huán)境內(nèi)的O2和CO2的比例，達(dá)到更好的保鮮目的[5]。

目前，在果蔬氣調(diào)保鮮方面使用的塑料薄膜主要是PE 膜、PVC 膜及PVDC 膜等，因材質(zhì)的差異形成了不同氣體透過(guò)率的保鮮膜，均存在保鮮效果差異顯著、抗菌效果不佳、環(huán)境污染等問(wèn)題[6]。鑒于此，具有良好熱塑性且能進(jìn)行生物降解材料的保鮮材料逐漸被研發(fā)出來(lái)，如PBAT 作為己二酸丁二醇酯（BT）和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（BA）的共聚物，屬于脂肪族-芳香族共聚酯，力學(xué)性能優(yōu)，延展性及阻隔能力良好，耐熱、抗沖擊，且生物降解特性?xún)?yōu)良的保鮮膜材料，它的問(wèn)世推動(dòng)了果蔬保鮮產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是PBAT 黏性高，加工過(guò)程中不易與加工設(shè)備分離，必須添加防黏助劑。張明[7]添加納米纖維球制備改性薄膜，Auras 等[8]制備石墨烯和多層碳納米管共混薄膜，經(jīng)改性后的薄膜性能較優(yōu)，且總遷移量低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)。此外，納米氧化鋅（ZnO）作為一種常用的無(wú)機(jī)納米材料，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性及抗菌特性，被廣泛應(yīng)用于食品包裝、醫(yī)藥、化學(xué)材料等諸多領(lǐng)域[9]。因此，本研究將納米ZnO 與PBAT 共混，應(yīng)用熔融吹塑工藝合成高效抗菌合成保鮮膜。以PE 膜作空白對(duì)照，根據(jù)圣女果自身的呼吸特點(diǎn)及規(guī)律，探究了納米ZnO 與PBAT 合成保鮮膜對(duì)圣女果的保鮮效果，以期為圣女果采后保鮮技術(shù)研究提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

圣女果，購(gòu)于天津市金元寶濱海農(nóng)產(chǎn)品交易市場(chǎng)，購(gòu)買(mǎi)后立即運(yùn)至天津科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，人工挑選出大小均勻、無(wú)蟲(chóng)病害的果實(shí)，用自來(lái)水清洗干凈，備用。

試驗(yàn)所使用的4 種保鮮膜，包括PE 膜、CK 膜、材料1 膜和材料2 膜（長(zhǎng)、寬為60 cm×25 cm，厚度為3 cm），具體材料配方見(jiàn)表1。試驗(yàn)用膜為實(shí)驗(yàn)室自制，參考李海登等[6]的對(duì)納米ZnO 保鮮膜對(duì)蘋(píng)果保鮮效果的研究。

PBAT，德國(guó)巴斯夫公司；聚乳酸（PLA）、聚乙二醇，上海麥克林生化科技有限公司；納米ZnO，酷爾化學(xué)科技（北京）有限公司，氫氧化鈉（AC，≥99.5%），草酸（GR，≥95%），酚酞（GR，≥98%），2,6-二氯靛酚（GR，≥97%），均購(gòu)于天津百奧泰科技發(fā)展有限公司。

表1 4 種保鮮膜的配方Table 1 Formulas of 4 varieties of preservative films

1.2 儀器與設(shè)備

GY-3 果實(shí)硬度計(jì)，青島愛(ài)普智能儀器有限公司；精密型電子天平，萬(wàn)特衡器電器；WY060T 型手持折光儀，日本愛(ài)宕（ATAGO）；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限公司；TGL-16 高速冷凍離心機(jī)，四川蜀科儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

將圣女果分別裝入已制備好的4 種保鮮膜中，并在其四周打孔，孔徑為2 mm。每種保鮮膜裝3 袋，每袋裝入200 個(gè)圣女果，扎袋封口，模擬運(yùn)輸環(huán)境25 ℃，分別在第0、3、6、9、12 d 測(cè)量圣女果的理化品質(zhì)，分析4 種膜材料包裝對(duì)圣女果的氣調(diào)保鮮效果。

1.4 果實(shí)品質(zhì)測(cè)定

1.4.1 硬度

在環(huán)繞果實(shí)的中軸部位，使用果實(shí)硬度計(jì)分別測(cè)定圣女果的硬度[7]。每袋圣女果隨機(jī)選取6 顆，重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。

1.4.2 可溶性固形物

每袋隨機(jī)選取6 顆圣女果，切開(kāi)打漿后，利用手持折光儀測(cè)可溶性固形物含量，測(cè)定結(jié)果以質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）表示，每種膜包裝均重復(fù)測(cè)定3 次，計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。

1.4.3 可滴定酸

準(zhǔn)確稱(chēng)取圣女果樣品10.0 g，磨碎成漿后用蒸餾水轉(zhuǎn)移至100 mL 容量瓶中，定容。搖勻后，靜置30 min 過(guò)濾。吸取20.0 mL 濾液，轉(zhuǎn)入100 mL 三角瓶中，向瓶中滴入2 滴1%酚酞指示劑，用已標(biāo)定的氫氧化鈉溶液進(jìn)行標(biāo)定。終點(diǎn)為滴定至溶液初顯粉色并在0.5 min 內(nèi)不褪色（pH=8.1～8.3），記錄氫氧化鈉溶液的滴定量，重復(fù)3 次。

1.4.4 抗壞血酸

準(zhǔn)確稱(chēng)取10.0 g 圣女果置于研缽中，加入少量20 g/L草酸溶液使其溶解，于冰浴條件下研磨至漿狀后轉(zhuǎn)移至100 mL 容量瓶中，再用20 g/L 草酸溶液沖洗研缽，定容、搖勻后靜置10 min，收集濾液，備用。用已標(biāo)定的2,6-二氯酚靛酚溶液進(jìn)行滴定至出現(xiàn)微紅色，且于15 s 內(nèi)不褪色為止，記錄下染料的使用量。重復(fù)試驗(yàn)3 次。

1.4.5 感官評(píng)價(jià)

選擇10 名專(zhuān)業(yè)的感官評(píng)價(jià)人員對(duì)貯藏期間圣女果的品質(zhì)情況進(jìn)行感官評(píng)分[10]，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 圣女果感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard of cherry tomato

1.4.6 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010 軟件處理數(shù)據(jù)，計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，使用Origin 9.0 作圖分析，SPSS 24.0 進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同保鮮膜對(duì)圣女果硬度的影響

圣女果的硬度是評(píng)價(jià)其品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。與圣女果硬度密切相關(guān)的是其果膠含量[11]。研究表明，在貯藏期間隨著時(shí)間的推移，果膠含量不斷發(fā)生變化，從原果膠物質(zhì)分解為小分子果膠和果膠酸，果實(shí)細(xì)胞的完整性被破壞，導(dǎo)致硬度下降、品質(zhì)劣變[12]。本試驗(yàn)中不同保鮮膜對(duì)貯藏期間圣女果硬度的影響見(jiàn)圖1。

由圖1 可以看出，隨著貯藏時(shí)間的推移（0～12 d），四種不同包裝膜處理的圣女果硬度呈逐漸下降趨勢(shì)，可能是由于貯藏期間包裝內(nèi)的圣女果發(fā)生了一系列生理活動(dòng)，導(dǎo)致圣女果果實(shí)中果膠物質(zhì)分解和細(xì)胞完整性被破壞，進(jìn)而導(dǎo)致硬度下降。從不同保鮮膜包裝對(duì)圣女果硬度的保護(hù)效果來(lái)看，與PE 膜（硬度從8.48 kg/cm2下降至3.17 kg/cm2）相比，新型合成的材料1 和材料2 保鮮膜包裝的圣女果果實(shí)硬度下降相對(duì)緩慢，從8.48 kg/cm2分別降至5.29、5.49 kg/cm2。由于納米ZnO 粒徑較小，比表面積較大，含量過(guò)多會(huì)產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象[13]，因此，這兩組圣女果生理作用在高含量的ZnO 包裝膜的作用下受抑制，呼吸作用較為緩慢，果實(shí)的硬度得到了良好地保持。而作為空白對(duì)照的PE 保鮮膜與CK 保鮮膜包裝的圣女果硬度迅速下降。試驗(yàn)表明材料1 與材料2 對(duì)圣女果在貯藏12 d 內(nèi)硬度的維持作用大于CK 膜及PE 膜，材料2 效果優(yōu)于材料1。

2.2 不同保鮮膜對(duì)圣女果可溶性固形物的影響

圣女果中的可溶性固形物含量標(biāo)志了貯藏期果蔬內(nèi)部發(fā)生的變化[14]。由圖2 可以看出，隨著貯藏時(shí)間的推移（0～12 d），不同保鮮膜包裝的圣女果可溶性固形物含量均呈不斷增加趨勢(shì)。其中，PE 保鮮膜包裝的圣女果可溶性固形物含量由鮮果的10.90%上升至12.16%；而CK 包裝的圣女果可溶性固形物含量則上升至12.09%；材料1和材料2 保鮮膜包裝的圣女果可溶性固形物含量則從10.90%分別上升至12.01%和11.92%。結(jié)果表明，不同保鮮膜包裝對(duì)圣女果產(chǎn)生不同的保鮮效果，其中，對(duì)比其他保鮮膜包裝的圣女果，材料2 保鮮膜包裝的圣女在貯藏期間可溶性固形物的上升值最小，但差異并不顯著。一般而言，隨著貯藏保鮮時(shí)間的延長(zhǎng)，果實(shí)可溶性固形物應(yīng)呈下降的趨勢(shì)，而本試驗(yàn)圣女果在貯藏12 d 后可溶性固形物含量升高，可能由于圣女果在不同保鮮包裝的密封性較好，降低了薄膜內(nèi)外的氣體交換，使其正常生理代謝功能受到抑制，但對(duì)可溶性固形物含量的影響很小[15]，故果蔬內(nèi)部變化不明顯。

2.3 不同保鮮膜對(duì)圣女果可滴定酸的影響

由圖3 可知，隨著貯藏時(shí)間地延長(zhǎng)，不同保鮮膜包裝的圣女果可滴定酸含量均呈下降趨勢(shì)。其中，PE 保鮮膜包裝的圣女果可滴定酸含量在貯藏過(guò)程中（0～12 d）下降最快，由0.79% 下降至0.48%；而材料1 與材料2 保鮮膜包裝的圣女果可滴定酸含量在貯藏過(guò)程中（0～12 d）下降的幅度與速率較慢，且兩者差異不顯著。這表明材料1 與材料2 保鮮膜包裝對(duì)圣女果的可滴定酸含量具有很好的控制效果[16]。

2.4 不同保鮮膜對(duì)圣女果抗壞血酸的影響

由圖4 可知，不同保鮮膜包裝的圣女果中抗壞血酸含量呈先上升后下降的趨勢(shì)。抗壞血酸的含量在貯藏開(kāi)始時(shí)上升是由于圣女果的后熟作用所致[17]。原因可能是圣女果采摘后仍進(jìn)行呼吸作用，產(chǎn)生的熱量致使包裝袋內(nèi)的環(huán)境溫度升高進(jìn)而導(dǎo)致果實(shí)大量生成乙烯[18]，對(duì)圣女果產(chǎn)生催熟作用，因此隨著果實(shí)的進(jìn)一步成熟抗壞血酸含量同步升高。待到果蔬完全成熟時(shí)抗壞血酸含量達(dá)到最高值，而在貯藏的中后期抗壞血酸含量呈下降趨勢(shì)。材料1 中的果實(shí)在12 d 時(shí)抗壞血酸下降至14.60 mg/100 g，材料2 中的果實(shí)下降至12.21 mg/100 g，PE 材料中的果實(shí)下降至17.72 mg/100 g，CK 下降至15.78 mg/100 g，材料2 的效果較優(yōu)。相關(guān)研究表明，較低的O2含量可以很好地抑制抗壞血酸因氧化造成的含量降低[19]，故貯藏12 d后，不同抗壞血酸含量結(jié)果可能由于不同保鮮膜中ZnO含量不同，導(dǎo)致其對(duì)外界環(huán)境阻隔能力不同。

2.5 不同保鮮膜對(duì)圣女果感官品質(zhì)的影響

從圖5 可以看出，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，不同保鮮膜包裝的圣女果感官品質(zhì)在貯藏過(guò)程中呈下降趨勢(shì)。其中PE膜組保鮮效果最差，感官品質(zhì)評(píng)分由9.24 分下降至4.08分；其次是CK 組無(wú)添加功能助劑的PBAT 膜；而添加了功能助劑的材料1 與材料2 均體現(xiàn)了優(yōu)良的氣調(diào)保鮮性能，兩者差異不顯著，相比之下材料2 對(duì)圣女果感官品質(zhì)的保鮮效果更佳，貯藏12 d 后感官品質(zhì)評(píng)分為5.89 分。這可能是由于材料1 與材料2 中ZnO 含量高，造成薄膜孔隙大，氣體容易透過(guò)，包裝袋內(nèi)外氣體可以進(jìn)行相互交換，而且當(dāng)交換達(dá)到平衡時(shí)，包裝內(nèi)的O2和CO2的含量能維持在較利于圣女果保鮮的濃度范圍內(nèi)[20]，使果實(shí)保持著微弱的有氧呼吸，基本不發(fā)生無(wú)氧呼吸，因此幾乎不產(chǎn)生酒精、乙酸、乙醛等破壞果實(shí)組織結(jié)構(gòu)的有害物質(zhì)，從而減緩其腐爛速率[21]。與此同時(shí)由于膜的屏蔽作用，圣女果的蒸騰作用減弱，水分流失緩慢，更能保持其感官品質(zhì)[22]。而相比之下，感官品質(zhì)差的膜組則是由于薄膜的高阻隔特性，外界的O2不能進(jìn)入，使圣女果過(guò)早進(jìn)入無(wú)氧呼吸狀態(tài)，加速了圣女果的腐敗。

3 結(jié)論

通過(guò)測(cè)試四種膜對(duì)圣女果五項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)（感官評(píng)價(jià)、硬度、可溶性固形物、可滴定酸、抗壞血酸）影響的數(shù)據(jù)可知，添加有功能助劑ZnO 和增鏈劑聚乙二醇，并以PBAT膜為原料的材料2 保鮮膜對(duì)圣女果的氣調(diào)保鮮效果最佳。添加有功能助劑ZnO 和增鏈劑聚乙二醇的材料1 保鮮膜，對(duì)圣女果的保鮮效果僅次于材料2 保鮮膜。而未添加功能助劑和增鏈劑的以PBAT 膜為原材料的CK 保鮮膜以及PE 保鮮膜對(duì)圣女果氣調(diào)保鮮的效果較差。因此，采用材料2 制備的保鮮膜在圣女果的保鮮中將具有廣闊的應(yīng)用前景，應(yīng)盡快在生產(chǎn)實(shí)際中推廣。