脫氧干燥劑與包裝方式對丹桂干花貯藏品質的影響

杜澤宇，鄭曉雷，呂 峰

（福建農林大學食品科學學院，福建福州 350002）

桂花作為我國十大傳統(tǒng)名花之一，在藥用、食用、觀賞等多個方面均有較高應用價值[1-3]，丹桂作為桂花中的名貴品種，市場價值更為突出[4-5]，但其花期過于短暫加之鮮花保鮮難度較高，目前業(yè)內多以脫水干制作為丹桂花貯藏的主要方式[6-7]。對于丹桂干花產品而言，除了產品水分含量直接影響貯存穩(wěn)定性外，在貯存期間，吸潮與氧化褐變現(xiàn)象是影響其品質的重要因素[8-10]，這與其包裝方式和脫氧干燥劑密切相關，因此針對丹桂干花的貯存，除了考慮控制產品的水分含量之外，必須提供包含防潮與脫氧的雙重技術保障的合理包裝[11-13]。

合理的包裝是確保產品衛(wèi)生和質量必不可少的環(huán)節(jié)；此外，對于干制食品通常還需要輔助良好的防潮與抗氧化措施。目前常用的防潮與抗氧化方法主要是利用干燥劑優(yōu)良的吸濕特性來營造食品包裝袋內低濕環(huán)境[14-16]，同時借助抗氧化劑的脫氧或抗氧化作用抑制微生物的繁殖生存，實現(xiàn)防潮、防霉和抗氧化作用，延長產品保質期[17-19]。目前市面上的抗氧化劑主要是以活性炭、變色硅膠、纖維干燥劑、氧化鎂等材料制成，而對葡萄糖氧化酶在食品包裝中的應用研究較少。葡萄糖氧化酶早在1904 年就已經被人們所發(fā)現(xiàn)，但由于其商業(yè)價值的開發(fā)并不全面，因此并沒有引起人們足夠的重視[20]。直到1928 年Muller通過進一步試驗才真正發(fā)現(xiàn)其具有優(yōu)良的脫氧能力[21]，現(xiàn)已實現(xiàn)規(guī)模化生產，由于其天然無毒，對人體無副作用，且在包裝袋的封閉空間內能有效保護食品中的還原性物質，同時，葡萄糖氧化酶，還具有一定的抑菌效果，目前已被廣泛應用在食品、醫(yī)療等行業(yè)中[22-24]。

本研究以丹桂干花的色度飽和值（Cab值）、質量變化、菌落總數(shù)為指標，研究適宜丹桂干花貯存保質的安全、綠色的復合脫氧干燥劑，確定丹桂干花產品的有效包裝方式，旨在提高丹桂干花的貯存穩(wěn)定性，最大程度的保證丹桂干花質量，為企業(yè)的加工和銷售提供便利條件。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

丹桂鮮花 福建浦城丹桂生產種植基地，經實驗室護色、保型處理、脫水干制獲得丹桂干花，水分含量 8%；20 μm 聚乙烯塑料薄膜包裝袋、16 絲不透明鍍鋁膜包裝袋 福建農林大學茶廠提供；復合脫氧干燥劑 制備成分：活性炭、變色硅膠、纖維干燥劑、氧化鎂、三氯化鐵、D-異抗壞血酸鈉、葡萄糖氧化酶，均為國產食品級。

WSC-S 測色色差計 上海精密科學儀器有限公司；TE15025 電子天平、BS201 分析天平 賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；PuxicooP4-036 pH 計普?？苾x器有限公司；DHG-9240A 型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海一恒科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 不同干燥劑對丹桂干花的防潮效果 本研究以普通的食品級自封袋為包裝材料，每袋裝有50 g的丹桂干花，并分別配一包等質量的單一干燥劑（活性炭、變色硅膠、纖維干燥劑、氧化鎂），同時設不加干燥劑的為空白組，將其均置于高溫、高濕（濕度90%，溫度60 ℃）環(huán)境下貯存14 d，每2 d 測定一次丹桂干花樣品質量，探討不同干燥劑對丹桂干花的防潮效果，以確定丹桂干花貯存保質的適宜干燥劑。

1.2.2 不同脫氧劑抑制丹桂干花氧化效果 取50 g的丹桂干花4 份裝于食品級自封袋中，每袋配一包等質量的單一脫氧劑（三氯化鐵、D-異抗壞血酸鈉、葡萄糖氧化酶），以不加脫氧劑的為空白組，其余條件同1.2.1，每2 d 測定一次丹桂干花的色差值，以確定丹桂干花貯存保質的理想脫氧劑[25-27]。

1.2.3 復合脫氧干燥劑對丹桂干花的防潮抗氧化效果 取50 g 的丹桂干花5 份，分別置于食品級自封袋中，并各配一包由纖維干燥劑與葡萄糖氧化酶按質量比（g/g）6:1、8:1、10:1、12:1、14:1 比例復合而成復合脫氧干燥劑，其余條件同1.2.1，每2 d 測定一次干花質量、色差變化，以確定適于丹桂干花貯藏的適宜復合脫氧干燥劑。

1.2.4 包裝方式對丹桂干花的貯存保質效果 取50 g的丹桂干花4 份，設試驗3 組，分別用單層的聚乙烯塑料薄膜袋、單層不透明鍍鋁膜袋以及不透明鍍鋁膜袋內套聚乙烯塑料薄膜袋雙重包裝，并各配有一包1.2.3 所得的理想復合脫氧干燥劑，以不加復合脫氧干燥劑單層聚乙烯塑料薄膜袋包裝的為空白組，密封后均貯存于干燥陰涼的室溫環(huán)境，貯存12 個月；每2 個月測量一次干丹桂花色差值與菌落總數(shù)[28-30]，并肉眼觀察樣品色澤，探討不同包裝方式對丹桂干花的貯存保質效果，確定其適宜的包裝方式。

1.3 指標測定

1.3.1 丹桂干花色度飽和值測定 丹桂干花的色差測定以及色度飽和值（Cab值）計算方法的原理為：采用色差計（白板數(shù)據(jù)：L：97.84，a：5.05，b：-5.75）分別測定丹桂鮮花及其干花樣品的L、a、b值，其中L代表亮度，范圍從0（黑）到100（白），L值的大小與丹桂花褐變程度相關，L值越小，表明丹桂花表面越暗；a代表紅綠色品（+a為紅色方向，-a為綠色方向），b代表黃藍色品(+b為黃色方向，-b為藍色方向)；并以丹桂干花與其鮮花原料的a、b之差的公式來計算丹桂干花樣品的Cab值，該值可用于表征物體表面顏色的濃淡，值大表明物體表面的顏色較濃（深），反之，值小則物體表面的顏色較淡（淺）[31-32]。

1.3.2 丹桂干花質量 使用分析天平對丹桂干花進行測量。

1.3.3 丹桂干花菌落總數(shù)測定 丹桂干花菌落總數(shù)的測定參考GB 4789.2-2016《食品微生物學檢驗 菌落總數(shù)的測定》[33]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、Design-Expert 8.0.6 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和Microsoft Excel 2003軟件進行分析，對各單因素用Duncan 新復極差法進行均值差異性的相關分析，顯著性臨界值：P＞0.05 為不顯著，P＜0.05 為顯著，P＜0.01 為極顯著。

2 結果與分析

2.1 不同干燥劑對丹桂干花的防潮效果

如圖1 所示，在本研究設置的條件下，各組丹桂干花初始質量均為50 g，隨著貯存時間的延長，丹桂干花質量均極顯著（P＜0.01）上升，其中空白組樣品第14 d 時質量增加量為（1.84±0.092）g，而加有干燥劑的樣品組中，纖維干燥劑的防潮能力最強，該組丹桂干花第14 d 時質量增加量僅為（1.11±0.11）g，顯著（P＜0.05）低于其他樣品組；而活性炭的防潮能力最差，其丹桂干花第14 d 時質量增加量為（1.53±0.09）g，顯著（P＜0.05）高于其他樣品組；變色硅膠（樣品質量增加量為（1.26±0.06）g）和氧化鎂（樣品質量增加量為（1.41±0.07）g）的防潮能力居中，結果提示纖維干燥劑能有效的抑制丹桂干花吸水受潮現(xiàn)象，因此本研究確定纖維干燥劑為丹桂干花后續(xù)貯藏試驗的理想干燥劑。

圖1 不同干燥劑對丹桂干花的防潮效果的影響Fig.1 Effects of different desiccants on the moisture proof for dried dried Osmanthus flowers

2.2 脫氧劑抑制丹桂干花的氧化效果

由圖2 可知，空白組丹桂干花的Cab值從第4 d的97.45±1.21 開始極顯著（P＜0.01）上升至第14 d的114.02±0.84，且均極顯著（P＜0.01）高于3 個樣品組；試驗結果還顯示，隨著貯存時間的延長，3 個樣品組丹桂干花的Cab值亦均呈不斷升高趨勢，且其Cab值之間從第8 d 開始也出現(xiàn)極顯著（P＜0.01）差異，其中以葡萄糖氧化酶為脫氧劑樣品組丹桂干花樣品的Cab值上升趨勢最為平緩，其前8 d 內沒有顯著變化，到了第12 d，其Cab值最小，為96.57±1.36，而三氯化鐵樣品組的上升趨勢最為明顯，到了第12 d，其樣品Cab值最大，為99.03±1.45，D-異抗壞血酸鈉樣品組的抗氧化效果介于前兩者之間。葡萄糖氧化酶穩(wěn)定pH 范圍為3～4，最適pH5，作用溫度為30～60 ℃[34]，相比于D-異抗壞血酸鈉，其脫氧性能更好，且經本研究測定可知丹桂干花為中偏酸性（pH6.3），因此，能為葡萄糖氧化酶的效用發(fā)揮間接提供良好的保障。所以，選用葡萄糖氧化酶為最適宜脫氧劑。

圖2 脫氧劑對丹桂干花色度的影響Fig.2 Effects of deoxidizers on the hue of dried Osmanthus flowers

2.3 復合脫氧干燥劑對丹桂干花的防潮抗氧化效果

如圖3 所示，在貯存期間，各組的丹桂干花質量均有不同程度的上升。空白組樣品第14 d 時質量增加量為（1.702±0.17）g，干燥劑與脫氧劑復合比為6:1 樣品組樣品貯存至第14 d 時質量增加量為（1.263±0.24）g，8:1 組質量增加量僅為（1.143±1.12）g，這兩組樣品在前6 d 的質量極顯著（P＜0.01）增加，其趨勢變化與空白組的相似，說明干燥劑用量不足，在貯存過程中無法保持包裝袋內充分的干燥程度，丹桂干花容易吸潮導致其質量的上升；而10:1～14:1 樣品組丹桂干花質量的增加呈現(xiàn)前緩后急的趨勢，在貯藏的前4 d，其質量增加量僅分別為（0.241±0.45）、（0.151±0.37）、（0.039±0.16）g，至第14 d 質量總增加量分別為：（1.097±0.19）、（0.960±0.25）、（0.958±0.17）g，均極顯著（P＜0.01）小于6:1 和8:1 樣品組的，說明初期包裝環(huán)境內較為干燥，丹桂干花吸水速率較低，而后期由于高濕環(huán)境，侵蝕入包裝袋的水分越來越多，干燥劑無法維持原先較為干燥的環(huán)境，使得丹桂干花質量明顯增加。

圖3 復合脫氧干燥劑對丹桂干花的防潮效果Fig.3 Effects of composite deoxidation desiccant on the moisture proof of dried Osmanthus flower

圖4 顯示，隨著貯存時間的延長，各樣品組丹桂干花的Cab值整體呈上升趨勢，其中空白組以及干燥劑與脫氧劑復合比為12:1 與14:1 樣品組的Cab值2～14 d 均極顯著升高（P＜0.01），分別從原來的 96.60±0.31 增加至 114.02±0.30（空白組）、107.54±0.18（14:1）、103.12±0.27（12:1），說明這三組丹桂干花樣品的氧化褐變程度較為明顯，未得到有效的抑制；而6:1～10:1 樣品組的樣品Cab值在整個貯存期內均基本沒有顯著性的變化（P＞0.05），Cab值始終控制在96.93～97.40 范圍內，表明這三組復合脫氧干燥劑中的脫氧劑的用量能夠對丹桂干花的氧化褐變起到有效的抑制作用。由于葡萄糖氧化酶的脫氧原理是通過自氧化不斷降低環(huán)境中的氧[35-36]，以達到延緩食品氧化的目的，因此，隨著脫氧劑的用量不斷提高，體系對丹桂干花的脫氧能力不斷加強。

圖4 復合脫氧干燥劑對丹桂干花色度的影響Fig.4 Effects of composite deoxidation desiccant on the hue of dried Osmanthus flowers

使用復合脫氧干燥劑的目的是為了維持包裝袋內環(huán)境的干燥度在一個較為穩(wěn)定的范圍，并有效抑制丹桂干花的氧化褐變，因此，綜合上述試驗結果，當干燥劑與脫氧劑的復合比為10:1 時，在14 d 的貯藏期內其丹桂干花的質量增加量為（1.097±0.19）g，樣品Cab值為97.40±0.20，丹桂干花均維持在較理想的狀態(tài)，故本研究確定纖維干燥劑與葡萄糖氧化酶的復合比例為10:1 即可以滿足丹桂干花的干燥脫氧需求。

2.4 包裝方式對丹桂干花的貯存保質效果

由圖5 分析可知，由于聚乙烯塑料薄膜包裝避光性，隔熱性較差，不加復合脫氧干燥劑的空白組丹桂干花樣品的Cab值在貯存期內由貯存前的96.10±0.34 極顯著（P＜0.01）上升至貯存12 個月后的121.57±0.99，Cab值的增加量高達25.47±0.65，其樣品呈現(xiàn)黃褐色，感官品質嚴重劣變；在3 個試驗組中，單層聚乙烯塑料薄膜袋包裝組樣品的Cab值變化最大，Cab值的增加量為11.59±0.31，而單層不透明鍍鋁膜包裝組與不透明鍍鋁膜袋內套聚乙烯塑料薄膜袋雙重包裝組的丹桂干花樣品Cab值則變化相對不明顯，均由96.10±0.37 至98.20±0.14（單層）、98.19±0.09（雙層），結果顯示，丹桂干花的包裝對避光與隔氧、防潮方面的需求較高，不透明鍍鋁膜在這些方面具有較強的阻隔能力[8-9]，因此由不透明鍍鋁薄膜為外包裝袋（單層和雙層包裝）的兩種包裝方式均能在避光與隔熱方面對丹桂干花提供良好的保護。

從圖6 菌落總數(shù)變化來看，在貯藏期內各組樣品的菌落總數(shù)均極顯著（P＜0.01）升高，空白組丹桂干花樣品菌落總數(shù)在第6 個月時就分別由原來的0.061×103CFU/g 極顯著增加到1.22×103CFU/g（P＜0.01），而到第12 個月時則高達4.8×103CFU/g了；三種包裝方式中，聚乙烯塑料薄膜包裝的樣品的菌落總數(shù)在第6 個月由初始的0.061×103CFU/g 極顯著（P＜0.01）增加到1.05×103CFU/g，而在第12 個月時，則增加到3.94×103CFU/g；單層不透明鍍鋁膜包裝的樣品在第6 個月由初始的0.061×103CFU/g極顯著（P＜0.01）增加到0.71×103CFU/g，到第12 個月時達到3.16×103CFU/g；雙層包裝模式菌落總數(shù)在第6 個月由初始的0.061×103CFU/g極顯著（P＜0.01）增加到0.67×103CFU/g，第12 個月時也僅達到3.13×103CFU/g。

圖6 不同包裝方式對丹桂干花菌落總數(shù)的影響Fig.6 Effects of different packing style on the changes of the total bacterial counts of dried Osmanthus flowers

綜上結果顯示，在貯存期內，雖然外包裝為不透明鍍鋁膜的單層包裝組丹桂干花樣品的菌落總數(shù)增加趨勢高于雙層包裝組，但其菌落總數(shù)值始終控制一個理想的水平之內，而且其樣品的Cab值變化與雙層包裝組的不存在統(tǒng)計學差異（P＞0.05），因此，結合考慮經濟成本，本研究認為僅用單層不透明鍍鋁膜包裝袋即可滿足丹桂干花的貯存保質要求。

3 結論

本研究以丹桂干花的色度飽和值（Cab值）、質量變化、菌落總數(shù)為指標，通過單因素實驗較為系統(tǒng)探討了復合脫氧干燥劑與包裝方式對丹桂干花貯藏品質的影響。通過以活性炭、變色硅膠、纖維干燥劑和氧化鎂為干燥劑對丹桂干花貯存過程的防潮試驗比較，本研究發(fā)現(xiàn)纖維干燥劑的防潮能力最強，適合作為丹桂干花貯藏保質的理想干燥劑；通過以三氯化鐵、D-異抗壞血酸鈉和葡萄糖氧化酶為脫氧劑對丹桂干花貯存過程的抗氧化試驗，確定葡萄糖氧化酶為丹桂干花貯藏保質的理想脫氧劑，據(jù)研究表明葡萄糖氧化酶對不同致病菌均有抑制作用，對金黃色葡萄球菌的抑制作用最強[37-38]；在此基礎上，將二者進行有機復合為脫氧干燥劑進行試驗，確定當纖維干燥劑與葡萄糖氧化酶的復合比為10:1 時，其對丹桂干花在貯藏過程中的防潮抗氧化效果最佳。

通過不同包裝方式的比較試驗，選用單層不透明鍍鋁膜包裝袋進行包裝，既經濟又能滿足丹桂干花在貯藏過程中避光、阻濕以及隔氧方面的需求。當?shù)す鸶苫ㄒ詥螌硬煌该麇冧X膜為包裝袋，并輔助以纖維干燥劑與葡萄糖氧化酶以10:1 的比例構成復合脫氧干燥劑，在室溫下貯存12 個月，丹桂干花樣品的感官品質與衛(wèi)生指標仍維持在較理想水平，其Cab值為98.20±0.14，仍然保持漂亮的金黃色，菌落總數(shù)為3.16×103CFU/g 丹桂干花。

由于受市售主流脫氧干燥劑種類限制，使得本研究在脫氧劑、干燥劑的選擇上存在一定局限性，并不能在研究品質變化的同時兼顧貯藏成本，并且僅用色度值評價桂花外觀品質在全面表達桂花貯藏過程中花型枯敗情況方面存在一定局限性，因此結合樣品的色度、菌落總數(shù)、花型體質比、以及營養(yǎng)成分綜合篩選丹桂保藏品質標識因子，探索有效品控技術對于提高丹桂干花品質和貯藏效果，最大化提升市售丹桂干花產品的安全性和營養(yǎng)價值，是增強丹桂在食藥材領域應用的有效途徑。