李娟萍，楊 達，張 敏，李東立，韋東佃

（北京印刷學院印刷包裝材料與技術(shù)北京市重點實驗室，北京 102600）

蘋果素來就享有“水果之王”的美稱，具有極高的營養(yǎng)價值和醫(yī)療價值。鮮切果蔬不但符合消費者對自然、新鮮、衛(wèi)生、環(huán)保及健康食品的需求，還可以滿足食品快餐業(yè)、團體飲食業(yè)等的特殊需要,逐漸成為城市果蔬消費的主流[1]。

雖然鮮切蘋果方便食用，但在加工過程中失去了果實整體和代謝協(xié)調(diào)性[2]，細胞組織與空氣完全接觸，果品極易變質(zhì)，大大縮短了貨架期。鑒于鮮切果蔬存在的問題，國內(nèi)外的專家學者進行廣泛的研究，提出一系列鮮切果蔬的保鮮方法。低溫貯藏可以有效減弱鮮切蘋果的呼吸作用，有利于保證鮮切蘋果的品質(zhì)，是一種常用的保藏方法[3]。絕大多數(shù)報道認為，高濃度CO2和低濃度O2的氣調(diào)貯藏能有效延長蘋果的貨架期，但過高濃度的CO2對蘋果有傷害[4]。熱處理可以有效控制鮮切果蔬在貯藏保鮮過程中的腐敗變質(zhì)，延長貯藏時間[5-6]。吳昊等人[7]研究表明，CTS-GA能有效抑制鮮切蘋果VC損失、酚類物質(zhì)氧化，以及PPO的活性和表面的微生物生長，對鮮切果蔬具有良好的保鮮效果。許多國內(nèi)外的研究表明，綜合保鮮技術(shù)可有效維持鮮切果蔬的外觀品質(zhì)，從而延長鮮切果蔬的貨架壽命[8-9]。

盡管國內(nèi)外已有一些鮮切蘋果保鮮工藝研究報道，但對鮮切蘋果的保鮮效果仍然不夠理想，綜合起來存在以下瓶頸問題：①利用最佳的O2含量和CO2含量來減緩果蔬呼吸速率是目前已知的最主要手段之一，但保鮮頂空內(nèi)濕度高低對于病原菌滋生速率具有決定性作用；②保鮮包裝薄膜（保鮮袋）制備時所選用的材料種類雖然很多，但保鮮袋多為一種材質(zhì)的高分子薄膜制備，當滿足了O2透過率（OTR） 和CO2透過率（CO2TR） 的要求后，該薄膜的水蒸氣通過率（WVTR）卻不能滿足，保鮮袋內(nèi)的濕度增加甚至出現(xiàn)凝露，導致病原菌迅速滋生。

為了從根本上解決保鮮袋凝露問題，利用自制的高透氧功能薄膜E和高透濕性薄膜D，根據(jù)鮮切蘋果常溫下的呼吸速率和多功能集成設(shè)計理論，將E膜和D膜2種功能薄膜熱拼接成雙功能集成保鮮袋，并與裸放組和普通PE保鮮膜組進行對比，評價雙功能集成保鮮袋對鮮切蘋果的保鮮效果。

1 試驗過程

1.1 功能薄膜的制備

E膜為高透O2與高透CO2功能薄膜，該膜的O2通過率 （OTR） 為 1.7×105mL/m2·day·atm，CO2透過率 （CO2TR） 為 1×106mL/m2·day·atm，水蒸氣的通過率（WVTR） 為9 g/m2·day，該功能薄膜的制備方法參照ZL201210363822.7。

D膜為高透O2與高透濕功能薄膜，該膜的OTR為1×104mL/m2·day·atm，WVTR為80 g/m2·day[10]。

1.2 鮮切蘋果呼吸強度的測試

在25℃的室溫條件下，用容積為V2（mL） 不銹鋼金屬罐密封m（g）鮮切蘋果（鮮切蘋果體積為V1，mL） 10 min后，抽取罐內(nèi)頂空氣體，用PAC CHECK 450EC（Mocon，Minneapolis，MN，USA） 頂空分析儀測試罐內(nèi)氣體含量（CO2%和O2%）；25℃室溫條件下鮮切蘋果呼吸速率按照公式（1）計算。

根據(jù)上述測試方法測得在25℃的空氣環(huán)境下鮮切蘋果的呼吸強度為27 mL CO2/kg·hr。

1.3 基于雙功能集成保鮮包裝設(shè)計

根據(jù)鮮切蘋果的呼吸強度，考慮選用面積相同、一片具有高透O2與高透CO2功能的E膜與一片具有高透O2與高透濕功能的D膜熱封成一款雙功能集成保鮮包裝，標記為E50D50來保鮮鮮切蘋果，測試保鮮效果，驗證雙功能集成保鮮設(shè)計理論是否合理。

1.4 鮮切蘋果品質(zhì)的測試

1.4.1 失質(zhì)量率的計算

采用差質(zhì)量法，即鮮切蘋果保鮮前質(zhì)量m0和保鮮后質(zhì)量m1的差值，按照公式（2） 計算：

1.4.2 E50D50中CO2含量和O2含量的測定

使用氣體分析儀[PAC CHECK 450EC（Mocon，Minneapolis，MN，USA） ]對 MAP袋中 CO2含量和O2含量進行監(jiān)測。

1.4.3 鮮切蘋果外觀評價

從北京市新發(fā)地蔬果批發(fā)市場購買的蘋果，感官分數(shù)為10分；如果有20%失水、口感明顯沒有開始時的清脆，但仍有淡淡的清香味，無腐爛，此時的感官分數(shù)為6分，屬于市場接受的品質(zhì)底線；根據(jù)鮮切蘋果的外觀，按照下列標準（表1）進行品質(zhì)評價。

鮮切蘋果的外觀品質(zhì)評價及分數(shù)見表1。

表1 鮮切蘋果的外觀品質(zhì)評價及分數(shù)

1.4.4 鮮切蘋果營養(yǎng)成分分析

利用勻質(zhì)機（Beckman J20-2型） 將100 g鮮切蘋果和100 g去離子水的混合物以轉(zhuǎn)速15 000 r/min剪切20 min，然后利用pH計測試得到水果汁的pH值；利用糖度計（PR-101α型，Japan Atago Company公司產(chǎn)品） 測試蘋果汁的可溶性固形物含量（Brix°）；利用2,6-二氯靛酚滴定蘋果汁內(nèi)VC的含量 （mg/100 g）。

2 結(jié)果與分析

2.1 O2含量與CO2含量

對于E50D50保鮮組，E膜具有高透O2功能，能夠提供足量的O2供鮮切蘋果進行有氧呼吸，O2含量穩(wěn)定在20.0%～20.4%，接近于外界環(huán)境中空氣中O2含量（20.7%），這與保鮮袋集成設(shè)計時的設(shè)想是一致的。產(chǎn)生的CO2也能通過E膜被迅速移除到保鮮袋之外，保鮮袋內(nèi)CO2含量維持在0.8%左右，在保鮮袋內(nèi)裝入鮮切蘋果2 d后，O2含量和CO2含量已經(jīng)穩(wěn)定。鮮切蘋果呼吸產(chǎn)生的水蒸氣可以完全被占總面積50%的D膜排除，不同于普通PE保鮮膜，在功能保鮮袋的內(nèi)側(cè)始終沒有發(fā)現(xiàn)水蒸氣凝露現(xiàn)象，鮮切蘋果呼吸產(chǎn)生的水蒸氣可以通過D膜完全移除到外界，與集成設(shè)計時的設(shè)想一致。

存儲期間CO2含量變化見圖1，存儲期間O2含量變化見圖2。

圖1 存儲期間CO2含量變化

圖2 存儲期間O2含量變化

從圖1和圖2可見，功能保鮮組的保鮮袋內(nèi)頂空O2含量在第2天后趨于穩(wěn)定，以后一直維持在20%左右；CO2含量也是一樣，在第2天時趨于穩(wěn)定，維持在0.8%左右，相比于普通PE保鮮膜，由于功能保鮮膜E50D50能有效維持袋內(nèi)鮮切蘋果的呼吸速率，不會出現(xiàn)隨存儲時間延長鮮切蘋果呼吸強度緩慢提高的現(xiàn)象，故其CO2含量相對較低，O2含量相對較高。而由于低溫能抑制鮮切蘋果的呼吸作用，故相比于常溫下的功能保鮮膜組，低溫保鮮袋中的CO2含量較低，O2含量較高。

2.2 鮮切蘋果的失質(zhì)量率與外觀品質(zhì)的變化

存儲期間失質(zhì)量率的變化見圖3，鮮切蘋果外觀品質(zhì)的變化見表2。

圖3 存儲期間失質(zhì)量率的變化

采摘后的蘋果，仍然繼續(xù)維持著代謝活動，吸收保鮮袋頂空內(nèi)的O2，利用機體內(nèi)的水為代謝介質(zhì)，氧化機體內(nèi)的糖類營養(yǎng)成分，釋放出更多的水分。對于常溫下的裸放對照組，在25℃下，鮮切蘋果的呼吸速率會緩慢增加，生成的水氣會通過鮮切蘋果表面的氣孔迅速揮發(fā)到周圍環(huán)境中，具有很高的傳質(zhì)速率，鮮切蘋果的水分流失速率很快，第1天時水分流失6.6%，到第2天流失18.7%（圖3），萎蔫嚴重，貨架期已到，但未出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象（表2）。而同樣的裸放組，在5℃的環(huán)境下低溫顯著降低了鮮切蘋果的呼吸作用，其失質(zhì)量率在第5天時才達到19.4%，將近其品質(zhì)底線（表2）。相對于常溫裸放和低溫裸放對照組，存儲于E50D50保鮮袋中的鮮切蘋果的呼吸速率控制得較低，保鮮袋頂空中這個低含量的CO2，會起到抑制鮮切蘋果呼吸的作用，且不會對鮮切蘋果造成CO2傷害，因此該E50D50集成設(shè)計有效減少鮮切蘋果的水分損失，在第1天時，常溫與低溫下僅損失2.8%與1.6%，以后隨保鮮時間延長水分損失逐漸上升；到第5天時，分別僅損失14.9%與6.7%（圖3），此時鮮切蘋果保持有淡香甜味，無任何腐爛。而市場上常用的普通PE保鮮膜也保持了較低的失質(zhì)量率，主要是因為這種保鮮膜的透濕性能極差，鮮切蘋果呼吸所產(chǎn)生的水氣無法及時排出到空氣中，在保鮮袋內(nèi)側(cè)出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，這種高濕度的環(huán)境大大提高了細菌的滋生速率，造成鮮切蘋果的腐爛，對應(yīng)表2也可以看到，在第1天就達到了其品質(zhì)底線，第2天時已經(jīng)失去了商業(yè)價值。因此，PE保鮮膜雖然可以有效防止鮮切蘋果的水分流失，但是也帶來了腐爛的問題。

表2 鮮切蘋果外觀品質(zhì)的變化

2.3 鮮切蘋果硬度變化

存儲期間鮮切蘋果的硬度變化見圖4。

圖4 存儲期間鮮切蘋果的硬度變化

由于裸放組的鮮切蘋果在第2天失水率達到18%，嚴重萎蔫，其硬度也大幅度下降。而常溫功能保鮮膜組與低溫下的保鮮組，其失水率遠低于常溫下的裸放組，故其硬度相比于常溫裸放組要相對較高，但隨著存儲天數(shù)的增加，硬度值呈下降趨勢。

2.4 總可溶性固形物（TSS）和VC含量的變化

存儲期間鮮切蘋果的TSS含量變化見圖5，存儲期間鮮切蘋果的VC含量變化見圖6。

圖5 存儲期間鮮切蘋果的TSS含量變化

圖6 存儲期間鮮切蘋果的VC含量變化

由于常溫普通PE保鮮膜在第2天時已經(jīng)失去了商業(yè)價值，故不再分析其營養(yǎng)成分。裸放組的鮮切蘋果失水嚴重，但不發(fā)生腐爛，因此它的營養(yǎng)成分一直能被檢測到，由于在2 d的貨架期內(nèi)鮮切蘋果失水6%～18%，因此在鮮切蘋果機體內(nèi)TSS被濃縮，TSS稍有增加，隨后稍有下降，且在整個存儲過程中，TSS含量一直處在較高水平。但VC含量呈降低的趨勢；說明在裸放的情況下，鮮切蘋果體內(nèi)的糖分和VC被氧化的速率較保鮮組高，營養(yǎng)成分快速流失。而常溫E50D50保鮮膜組、低溫裸放組、低溫E50D50保鮮膜組TSS含量總體上都有一個先上升后下降的趨勢，但因其失水率遠遠低于常溫裸放組，故其最終的TSS含量相對較低。

低溫下的保鮮組由于低溫抑制了鮮切蘋果的呼吸作用，而E50D50保鮮組集成包裝的透氧膜比例能有效協(xié)調(diào)保鮮袋內(nèi)與外界空氣中的氧氣濃度，機體內(nèi)TSS和VC的氧化速率小，因此與常溫裸放組相比，其減緩了營養(yǎng)成分的流失。在保鮮周期的后期，由于低溫裸放組與常溫E50D50組失水率高于低溫E50D50組，這使得VC得到濃縮，因此后期存儲結(jié)束后，低溫裸放組與常溫E50D50保鮮膜組的VC含量要高于低溫功能保鮮膜組。

3 結(jié)論

（1）裸放對照組與普通PE保鮮膜組相比，無論是常溫還是低溫，E50D50保鮮包裝獨特的雙功能集成設(shè)計都有效地減少了氧氣供應(yīng)，協(xié)調(diào)了鮮切蘋果的呼吸速率，減緩了TSS，VC營養(yǎng)成分和水分的流失，保證了鮮切蘋果的外觀品質(zhì)，使鮮切蘋果在常溫下的保鮮期從裸放狀態(tài)下的2 d延長到5 d。

（2）低溫下的保鮮組與常溫保鮮組相比較，由于低溫有效抑制了鮮切蘋果的呼吸作用，故低溫保鮮組鮮切蘋果的貨架期相對于常溫組明顯延長。

（3）通過鮮切蘋果的保鮮評價驗證了多功能集成保鮮包裝設(shè)計理論的合理性，該設(shè)計徹底解決了保鮮袋內(nèi)側(cè)結(jié)霧問題，特別適合常溫下躍變性水果和蔬菜的保鮮包裝設(shè)計。

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