果蔬采后保鮮包裝技術(shù)的研究進(jìn)展

王 靜

（陜西學(xué)前師范學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，陜西 西安 710100）

水果和蔬菜中碳水化合物、礦物質(zhì)、維生素、膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，是人們飲食中不可或缺的重要組成。近年來，隨著生活水平的不斷提高和生鮮電子商務(wù)的快速發(fā)展，人們對(duì)果蔬的需求與日俱增，對(duì)新鮮果蔬品質(zhì)的要求不斷提高。果蔬采后從產(chǎn)地到消費(fèi)者的整個(gè)供應(yīng)鏈中，由于腐爛變質(zhì)等原因產(chǎn)生10%~20%的損耗率，給國(guó)家及相關(guān)產(chǎn)業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。合理的保鮮包裝技術(shù)是阻隔果蔬免受環(huán)境污染，保障果蔬的安全與品質(zhì)，降低腐爛率及延長(zhǎng)貯藏期的重要手段之一。

綜述了納米類、涂膜類、氣調(diào)類包裝和活性包裝等不同保鮮包裝對(duì)采后果蔬品質(zhì)和貯藏特性的影響，以期為果蔬保鮮提供參考。

1 包裝材料對(duì)采后果蔬耐貯性及貯藏品質(zhì)的影響

1.1 納米類

所謂“納米包裝”，就是采用納米技術(shù)，運(yùn)用納米復(fù)合材料，使包裝具有某些特殊物理、化學(xué)性質(zhì)的納米固體材料。納米復(fù)合材料的分散相在1~100 nm 之間，在結(jié)構(gòu)和功能上具有的獨(dú)特表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀效應(yīng)使其在力學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)和化學(xué)活性等方面呈現(xiàn)出與傳統(tǒng)材料不同的性能，主要表現(xiàn)為低透氧率、低透濕率、阻隔二氧化碳、具有抗菌表面等特性[1]。

相比于普通包裝或未包裝的果蔬，納米材料包裝的果蔬采后生理代謝明顯受到抑制，受微生物的侵染相對(duì)減少，果實(shí)硬度下降延緩，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失減少，氧化程度降低，從而使貯藏期間果蔬保持良好的品質(zhì)，延緩其腐敗變質(zhì)[2-3]。納米類包裝在市場(chǎng)中的應(yīng)用越來越廣泛，如在采后金針菇[4]、竹筍[5]、生菜[6]、杏鮑菇[7]等的貯藏中應(yīng)用效果良好。馬寧等[4]研究了采后納米包裝對(duì)金針菇的保鮮效應(yīng)，研究結(jié)果表明，納米包裝能夠維持較高水平的三磷酸腺苷（ATP）含量和線粒體復(fù)合體活性，從而使金針菇保持較高的能量狀態(tài)，延緩其衰老。馬寧等[6]還研究了納米包裝材料對(duì)生菜的保鮮效果，結(jié)果顯示，與普通包裝材料相比，納米材料包裝后生菜的失重率和營(yíng)養(yǎng)成分的損失率相對(duì)降低，多酚氧化酶的活性受到抑制，膜脂過氧化進(jìn)程減緩，從而使生菜在貯藏過程中能保持良好的感官品質(zhì)，有效改善生菜的萎蔫現(xiàn)象。張燁[8]研究了不同復(fù)合納米材料對(duì)番茄保鮮效果的影響，結(jié)果表明，復(fù)合納米纖維材料能降解番茄成熟過程中乙烯的產(chǎn)生，延緩其成熟衰老。

1.2 涂膜類

涂膜類包裝有環(huán)氧乙烷高級(jí)脂肪醇（OHAA）被膜、臭氧冰膜、可食性膜等[9]。

1.2.1 OHAA 被膜

OHAA 是以脂肪醇和環(huán)氧乙烷為原料，通過逐級(jí)結(jié)合反應(yīng)而成，具有無味、無臭和無毒的特點(diǎn)，有良好的分散性、潤(rùn)濕性、勻染性、起泡性。OHAA 加入一定量水調(diào)合后制成懸浮狀被膜劑，能有效抑制果蔬組織水分的揮發(fā)，防止微生物侵入，而不影響果蔬自身的呼吸作用[10]。

將OHAA 涂膜在冬棗表面后，可以明顯抑制果實(shí)水分的散失，降低其可溶性固形物、可滴定酸和VC含量的損失[11]。OHAA 若與次氯酸鈉、1-甲基環(huán)丙烯結(jié)合制成復(fù)合保鮮劑，能夠使被膜的保鮮效果增強(qiáng)，提高冬棗果實(shí)的食用品質(zhì)[12]。于軍等[13]研究了OHAA涂膜對(duì)小白杏的保鮮效果，結(jié)果表明，經(jīng)涂膜后小白杏果實(shí)中過氧化氫酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性受到抑制，果實(shí)活性氧代謝被抑制，貯藏期延長(zhǎng)。

1.2.2 臭氧冰膜

臭氧冰膜是將果蔬用臭氧水浸泡后，在低于0 ℃的冷凍條件下，果蔬外表面形成一層冰膜。這層臭氧冰膜不但能控制果蔬的蒸騰作用，防止果蔬失水萎蔫和發(fā)生冷害、凍害，而且還能抑制果蔬表面微生物的生長(zhǎng)，使果蔬后熟釋放的乙烯、乙醇等物質(zhì)發(fā)生氧化，延緩果蔬的后熟[14]。

臭氧冰膜處理后的冬棗硬度下降緩慢，可滴定酸和VC 含量的損失顯著減少；有效降低了膜脂過氧化程度，減緩冬棗丙二醛含量的增加，保護(hù)其細(xì)胞膜系統(tǒng)不受傷害，從而減慢其衰老腐敗的速率。此外，臭氧冰膜處理還可以減少冬棗貯藏過程中的失水，降低其軟化速率，防止乙醇大量積累導(dǎo)致的果實(shí)感官品質(zhì)與食用價(jià)值下降[15]。張明等[16]對(duì)臭氧冰膜處理后的無花果活性氧代謝進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，經(jīng)臭氧冰膜處理后，無花果果實(shí)過氧化物酶（POD）、CAT 和SOD 活性提高，活性氧等自由基產(chǎn)生的速率降低，果實(shí)耐貯性提高。

1.2.3 可食性膜

1.2.3.1 多糖類

多糖類可食性涂膜是以多糖及其衍生物為基本材料，再向其加入可食用性增塑劑，經(jīng)過加工處理，在分子間氫鍵的作用下，形成的一種薄膜材料。多糖類可食性膜的氣體阻隔性較好，可防止果蔬因采后呼吸作用增強(qiáng)導(dǎo)致的腐敗現(xiàn)象。相比普通薄膜包裝而言，多糖類可食性薄膜能被生物降解，因此不會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響[17]。多糖類可食性涂膜主要包括由淀粉、動(dòng)植物膠、纖維素等制成的可食性膜[18]。

淀粉類可食性涂膜是以直鏈淀粉為基本材料，加入一定量增塑劑和少量增強(qiáng)劑制成的，具有良好的成膜性和透明度[17]。由于使用的原料較廣泛，制作成本較低，因此其在采后果蔬保鮮中應(yīng)用廣泛。張帆等[19]將改性葛根淀粉膜涂在鮮切山藥上，以減緩山藥組織細(xì)胞進(jìn)一步破壞，使山藥表面形成低O2、高CO2的環(huán)境，防止致病微生物的生長(zhǎng)繁殖，其蒸騰作用也受到抑制。陳守江等[20]研究了不同可食性淀粉涂膜液配方對(duì)鮮切蘑菇貯藏品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，在淀粉涂膜液中添加2.65%甘油和0.25%巴西棕櫚蠟時(shí)，冷藏蘑菇切片的呼吸作用受阻最明顯，失重率最低，色澤變化最小，貯藏品質(zhì)最優(yōu)。

動(dòng)植物膠類可食性膜是在以動(dòng)物膠或植物膠為原料的基礎(chǔ)上，加入適宜增塑劑如甘油、多元醇、山梨酸酯等，經(jīng)加工處理制成的可食用性涂膜，具有良好的阻氣性和耐濕性，透明度高、強(qiáng)度大，同時(shí)還具有一定的抗菌性和生物降解性[21]。殼聚糖是除纖維素外，自然界中唯一存在產(chǎn)量最高的生物高分子堿性多糖，具有易于生物降解、抗菌性強(qiáng)、安全無毒等優(yōu)點(diǎn)[22-23]。殼聚糖涂膜為半透性膜，其通過控制氣體交換，抑制果蔬的蒸騰作用，降低失重率，并阻礙果蔬組織內(nèi)活性氧的合成，從而降低果蔬衰老、腐敗的速率，使采后果蔬組織保持穩(wěn)定，防止微生物侵染[24-25]。蔣璇靚等[26]研究表明，殼聚糖可以誘導(dǎo)局部和整個(gè)果蔬植株系統(tǒng)發(fā)生一系列的反應(yīng)，其中包括胞漿酸化、蛋白磷酸化、細(xì)胞膜去極化、信號(hào)傳遞、病程相關(guān)蛋白的產(chǎn)生與積累及抗菌成分的聚集與激活等，從而有效提高果蔬的抗病性。刁維新[27]研究了草酸/蘋果酸改性殼聚糖可食性膜對(duì)西梅保鮮效果的影響，結(jié)果表明，草酸添加量為0.6%，蘋果酸添加量為0.8%時(shí)，改性包裝膜的性能良好，保鮮效果較好。殼聚糖還被廣泛應(yīng)用于櫻桃[28]、紅地球葡萄[29]、冬棗[30]、香蕉[31]等果蔬的保鮮。

纖維素可食性涂膜主要是將纖維素改性后加入甘油等制成的薄膜，改性后的纖維素膜具有良好的阻氧性，可有效防止果蔬在貯藏過程中出現(xiàn)褐變、霉變以及變質(zhì)現(xiàn)象[18]。陳中杭等[32]研究發(fā)現(xiàn)，納米改性ZnO/纖維素膜可減慢西蘭花葉綠素含量的降低速率，減少VC 的損失，有效防止微生物侵染，提高西蘭花POD 活性，從而保持良好的感官品質(zhì)和食用價(jià)值。此外，李保祥等[33]研究了納米纖維素-殼聚糖復(fù)合涂膜對(duì)砂糖橘的保鮮效應(yīng)，結(jié)果表明，復(fù)合涂膜顯著降低了砂糖橘果實(shí)的膜脂過氧化程度，使果實(shí)保持較高的抗衰老能力，增強(qiáng)了果實(shí)的保鮮效果。

1.2.3.2 蛋白質(zhì)類

蛋白質(zhì)類可食性膜是用玉米、花生、大豆、小麥、牛奶等蛋白質(zhì)含量豐富的原料制成的膜材料，該類可食性膜具有良好的阻隔性和機(jī)械特性，能有效抑制果蔬風(fēng)味物質(zhì)的揮發(fā)，保持較好的果蔬品質(zhì)[34]。王瑩等[35]研究了乳清蛋白膜的不同成膜工藝對(duì)圣女果貯藏品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，酶解法制備的乳清蛋白膜對(duì)圣女果的涂膜保藏效果最佳，可顯著降低圣女果果實(shí)的失重率，抑制果實(shí)呼吸作用，降低抗壞血酸的損失。牛春艷等[36]研究了大豆分離蛋白可食性膜對(duì)黃瓜的保鮮效應(yīng)，結(jié)果表明，經(jīng)可食性膜處理的黃瓜營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失較低，保鮮效果較好。

1.2.3.3 脂質(zhì)及其化合物類

脂質(zhì)涂膜是由蠟、?；视突蛑舅嶂瞥傻哪げ牧希鋵?duì)水蒸氣的阻隔性較好。蠟常以巴西棕櫚蠟、蜂蠟為主，以其制成的膜除了能有效避免果蔬蒸騰作用導(dǎo)致水分流失外，還能提亮果蔬光澤，從而改善其感官品質(zhì)[34]。王昕等[37]研究了淀粉基添加不同量脂質(zhì)的可食膜對(duì)番茄果實(shí)的保鮮效應(yīng)，結(jié)果表明，涂膜后的番茄果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分損失減少，失重率降低，貨架期延長(zhǎng)。

2 包裝方式對(duì)采后果蔬耐貯性及貯藏品質(zhì)的影響

2.1 氣調(diào)包裝

氣調(diào)包裝又稱充氣包裝或氣體置換包裝，通常是指向包裝內(nèi)充入所需的相應(yīng)比例混合氣體，調(diào)節(jié)或控制采后果蔬貯藏環(huán)境的氣體含量，抑制果蔬的呼吸作用，以達(dá)到減少果蔬中營(yíng)養(yǎng)成分損失和延長(zhǎng)貨架期的目的。在高CO2環(huán)境的包裝內(nèi)大多數(shù)好氧微生物的生長(zhǎng)繁殖被抑制，從而減少了由微生物侵染導(dǎo)致的果蔬腐敗變質(zhì)現(xiàn)象[38]。由于氣調(diào)包裝能較好地保持果蔬采摘時(shí)的新鮮度，從而保持較佳的果蔬風(fēng)味及口感，無毒無害，對(duì)環(huán)境無污染，近年來深受人們認(rèn)可[39]。

2.1.1 氣調(diào)包裝的分類

2.1.1.1 主動(dòng)氣調(diào)

主動(dòng)氣調(diào)主要利用機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出對(duì)果蔬保鮮最有利的氣體環(huán)境。果蔬經(jīng)普通包裝后，在包裝內(nèi)達(dá)到真空狀態(tài)時(shí)，再向包裝內(nèi)充入一定量O2、CO2等適宜果蔬保鮮貯藏的氣體，在適宜的氣體環(huán)境下使果蔬保持良好的生理狀況，從而達(dá)到保鮮的效果。主動(dòng)氣調(diào)的優(yōu)點(diǎn)是操作者能夠根據(jù)不同果蔬呼吸作用的特點(diǎn)，調(diào)節(jié)包裝內(nèi)不同氣體的比例，建立起果蔬貯藏所需的最佳氣調(diào)環(huán)境；缺點(diǎn)是前期需要配氣，因此增加了大量設(shè)備成本[39-40]。

2.1.1.2 被動(dòng)氣調(diào)

被動(dòng)氣調(diào)也稱自發(fā)氣調(diào)，其利用果蔬在貯藏過程中通過自身的呼吸作用吸收包裝內(nèi)O2釋放CO2，制造一個(gè)低濃度O2和高濃度CO2的不利于果蔬呼吸作用的氣體環(huán)境，從而達(dá)到延長(zhǎng)果蔬貨架期的目的。生鮮市場(chǎng)中常用的被動(dòng)氣調(diào)包裝材料有淺盤、塑料保鮮膜和塑料袋等。被動(dòng)氣調(diào)法要求包裝內(nèi)果蔬的呼吸作用與包裝材料的透氣性保持良好的契合，盡管包裝成本較低、易操作，但創(chuàng)建最佳的氣調(diào)環(huán)境需較長(zhǎng)時(shí)間且只適用于少數(shù)果蔬的貯藏。

2.1.2 氣調(diào)包裝對(duì)采后果蔬品質(zhì)和貯藏特性的影響

陳金鳳[41]研究了自發(fā)氣調(diào)包裝對(duì)竹筍的保鮮效果，結(jié)果表明，這種低O2高CO2的氣體環(huán)境可以有效抑制竹筍的呼吸作用和貯藏期間的蒸騰失水，同時(shí)也能有效預(yù)防微生物滋生。濮艷清[42]研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)處理結(jié)合氣調(diào)包裝能有效改善多汁類果蔬的褐變、腐爛和果汁流失等問題。董浩[43]使用改性氧化石墨烯/磺化聚醚醚酮平衡氣調(diào)膜對(duì)櫻桃番茄和生菜進(jìn)行保鮮，結(jié)果表明，氣調(diào)膜能使O2、CO2體積分?jǐn)?shù)達(dá)到維持適宜櫻桃番茄和生菜貯藏的氣體環(huán)境的要求，有效地減少了代謝過程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損耗。此外，果蔬蒸騰作用產(chǎn)生的水分能通過平衡氣調(diào)膜滲出，減少微生物污染的可能，有效降低果蔬的腐爛指數(shù)，提高其貯藏性。徐春蕾等[44]研究了氣調(diào)包裝對(duì)楊桃、碭山梨、黃瓜、小麥草的保鮮效應(yīng)，結(jié)果表明，貯藏一段時(shí)間后，4種果蔬果實(shí)失重率、果實(shí)菌落數(shù)的增長(zhǎng)率均小于正常包裝，果實(shí)微生物滋長(zhǎng)以及腐敗變質(zhì)問題得以改善，有效提高了果蔬耐貯性。氣調(diào)包裝還被應(yīng)用于草莓[45]、香菇[46]、火龍果[47]、花椰菜[48]等多種果蔬的貯藏保鮮中。

2.2 活性包裝

活性包裝是指以包裝材料作為傳送載體，在包裝材料中加入抗菌劑、除氧劑、二氧化碳、乙烯控制劑等活性物質(zhì)，對(duì)包裝內(nèi)氣體環(huán)境進(jìn)行調(diào)控，抑制病原微生物的生長(zhǎng)繁殖，延緩采后果蔬的生理生化反應(yīng)，降低果蔬的呼吸強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)果蔬抗菌、防腐、延長(zhǎng)果蔬保鮮貯藏期[49]?；钚园b的種類繁多，主要有抗菌包裝、除氧包裝、除乙烯包裝、控濕包裝等。隋思瑤等[50]研究了抗菌包裝對(duì)采后果蔬的保鮮效果，結(jié)果表明，抗菌包裝可以通過破壞微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)達(dá)到抗菌效果，防止果蔬遭受微生物侵染。孫世旭等[51]研究了納米抗菌包裝對(duì)白蓮藕風(fēng)味品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，納米抗菌包裝能提高白蓮藕的SOD 和CAT 活性，調(diào)節(jié)白蓮藕中揮發(fā)性組分代謝相關(guān)基因的表達(dá)，從而延緩其衰老和褐變，提高感官品質(zhì)。付亮等[52]研究了溶菌酶結(jié)合納米包裝對(duì)獼猴桃果實(shí)貯藏品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，溶菌酶和納米包裝處理能不同程度地抑制采后獼猴桃果實(shí)的呼吸強(qiáng)度、失重率、腐爛率和乙烯釋放量，延緩獼猴桃果實(shí)的后熟和衰老，提高果實(shí)的品質(zhì)和食用價(jià)值。黃巍等[53]以丁香精油為抑菌劑涂布紙箱，研究其對(duì)水蜜桃的保鮮效果。研究發(fā)現(xiàn)，丁香精油涂布紙箱能抑制多種霉菌的生長(zhǎng)繁殖，延長(zhǎng)水蜜桃的貨架期。陳嘉琪等[54]研究了不同包裝方式對(duì)嫩鮮蒜貯藏品質(zhì)及抗氧化活性的影響，結(jié)果表明，二氧化氯緩釋劑結(jié)合自發(fā)氣調(diào)包裝能夠延緩嫩鮮蒜的腐爛和衰老，貯藏7 個(gè)月時(shí)仍保持較好的外觀品質(zhì)。

吸收或釋放包裝主要是利用吸收劑或釋放劑，控制包裝內(nèi)乙烯和二氧化碳含量，從而調(diào)控包裝內(nèi)氣體環(huán)境，使果蔬的呼吸作用受阻，抑制果蔬后熟與衰老的速度，延長(zhǎng)保鮮貯藏期。高錳酸鉀、活性炭、沸石以及一些多孔性礦物質(zhì)粉末可作為吸收劑。徐靜等[55]將采用高錳酸鉀、磷酸、磷酸二氫鈉、沸石、膨潤(rùn)土制成的乙烯吸附劑用于青菜的貯藏中，結(jié)果表明，添加乙烯吸附劑后，青菜的發(fā)黃問題得到明顯改善，貯藏過程中葉綠素分解和亞硝酸鹽含量減少。

3 小結(jié)與展望

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，消費(fèi)者對(duì)采后果蔬的品質(zhì)和包裝提出了更高的要求，但目前果蔬包裝材料的安全性和對(duì)環(huán)境的污染問題仍然存在，消費(fèi)者對(duì)活性包裝的接受度還不高，保鮮包裝的智能化、集成化與高速發(fā)展的現(xiàn)代綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)的要求還有一定距離。未來的果蔬包裝應(yīng)以增強(qiáng)果蔬保鮮功能、提高果蔬貯藏品質(zhì)，確保果蔬食用安全為核心，加強(qiáng)綜合性、智能化包裝技術(shù)研究，改變果蔬保鮮包裝功能單一的現(xiàn)狀；另外，應(yīng)加大開發(fā)天然新型、可食用、易降解、無污染包裝材料的開發(fā)力度，以促進(jìn)綠色包裝行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。