李繼蘭 ，宋建新，賈曉昱，冉婭琳，閻一鳴，楊相政，李喜宏*

（1.中華全國供銷合作總社濟南果品研究院，山東濟南 250014；2.天津科技大學食品科學與工程學院，天津 300457）

圣女果（Cherry tomato）又稱櫻桃番茄，是茄科番茄屬草本植物[1]。圣女果營養(yǎng)價值很高，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，在市場上備受消費者青睞[2]。

圣女果水分含量很高，采后仍進行較強的呼吸作用、蒸騰作用、后熟作用等，導致果實水分散失、營養(yǎng)消耗以及乙烯生成等現(xiàn)象，加速了果實的衰老，破壞了果肉組織，進而很快腐爛變質(zhì)，直接影響了圣女果的商品價值。目前，氣調(diào)包裝是果蔬保鮮的有效手段[3]，通過調(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，抑制生理活動導致的腐敗變質(zhì)，抑制食品中微生物的生長繁殖，達到保鮮的效果[4]。氣調(diào)包裝主要分為被動氣調(diào)包裝（塑料薄膜包裝）和主動氣調(diào)包裝（充入氣體包裝）。研究表明，具有選擇透過性強和水蒸氣透過性好的氣調(diào)保鮮膜，可大幅提高圣女果的保鮮貯藏期。塑料薄膜包裝通過調(diào)節(jié)果蔬自身的呼吸作用，同時利用包裝膜的通透性來調(diào)節(jié)果蔬貯藏環(huán)境內(nèi)的O2和CO2的比例，達到更好的保鮮目的[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)境污染等問題[6]。鑒于此，具有良好熱塑性且能進行生物降解材料的保鮮材料逐漸被研發(fā)出來，如PBAT 作為己二酸丁二醇酯（BT）和對苯二甲酸丁二醇酯（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，且生物降解特性優(yōu)良的保鮮膜材料，它的問世推動了果蔬保鮮產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是PBAT 黏性高，加工過程中不易與加工設備分離，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準。此外，納米氧化鋅（ZnO）作為一種常用的無機納米材料，具有良好的化學穩(wěn)定性及抗菌特性，被廣泛應用于食品包裝、醫(yī)藥、化學材料等諸多領域[9]。因此，本研究將納米ZnO 與PBAT 共混，應用熔融吹塑工藝合成高效抗菌合成保鮮膜。以PE 膜作空白對照，根據(jù)圣女果自身的呼吸特點及規(guī)律，探究了納米ZnO 與PBAT 合成保鮮膜對圣女果的保鮮效果，以期為圣女果采后保鮮技術研究提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

圣女果，購于天津市金元寶濱海農(nóng)產(chǎn)品交易市場，購買后立即運至天津科技大學實驗室，人工挑選出大小均勻、無蟲病害的果實，用自來水清洗干凈，備用。

試驗所使用的4 種保鮮膜，包括PE 膜、CK 膜、材料1 膜和材料2 膜（長、寬為60 cm×25 cm，厚度為3 cm），具體材料配方見表1。試驗用膜為實驗室自制，參考李海登等[6]的對納米ZnO 保鮮膜對蘋果保鮮效果的研究。

PBAT，德國巴斯夫公司；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 儀器與設備

GY-3 果實硬度計，青島愛普智能儀器有限公司；精密型電子天平，萬特衡器電器；WY060T 型手持折光儀，日本愛宕（ATAGO）；紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司；TGL-16 高速冷凍離心機，四川蜀科儀器有限公司。

1.3 試驗方法

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 個圣女果，扎袋封口，模擬運輸環(huán)境25 ℃，分別在第0、3、6、9、12 d 測量圣女果的理化品質(zhì)，分析4 種膜材料包裝對圣女果的氣調(diào)保鮮效果。

1.4 果實品質(zhì)測定

1.4.1 硬度

在環(huán)繞果實的中軸部位，使用果實硬度計分別測定圣女果的硬度[7]。每袋圣女果隨機選取6 顆，重復測定3次，取平均值。

1.4.2 可溶性固形物

每袋隨機選取6 顆圣女果，切開打漿后，利用手持折光儀測可溶性固形物含量，測定結果以質(zhì)量分數(shù)（%）表示，每種膜包裝均重復測定3 次，計算平均值和標準偏差。

1.4.3 可滴定酸

準確稱取圣女果樣品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，用已標定的氫氧化鈉溶液進行標定。終點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3 次。

1.4.4 抗壞血酸

準確稱取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。用已標定的2,6-二氯酚靛酚溶液進行滴定至出現(xiàn)微紅色，且于15 s 內(nèi)不褪色為止，記錄下染料的使用量。重復試驗3 次。

1.4.5 感官評價

選擇10 名專業(yè)的感官評價人員對貯藏期間圣女果的品質(zhì)情況進行感官評分[10]，評價標準見表2。

表2 圣女果感官品質(zhì)評分標準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)，計算平均值和標準偏差，使用Origin 9.0 作圖分析，SPSS 24.0 進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同保鮮膜對圣女果硬度的影響

圣女果的硬度是評價其品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標。與圣女果硬度密切相關的是其果膠含量[11]。研究表明，在貯藏期間隨著時間的推移，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，果實細胞的完整性被破壞，導致硬度下降、品質(zhì)劣變[12]。本試驗中不同保鮮膜對貯藏期間圣女果硬度的影響見圖1。

由圖1 可以看出，隨著貯藏時間的推移（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，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，導致圣女果果實中果膠物質(zhì)分解和細胞完整性被破壞，進而導致硬度下降。從不同保鮮膜包裝對圣女果硬度的保護效果來看，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硬度下降相對緩慢，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，含量過多會產(chǎn)生團聚現(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，果實的硬度得到了良好地保持。而作為空白對照的PE 保鮮膜與CK 保鮮膜包裝的圣女果硬度迅速下降。試驗表明材料1 與材料2 對圣女果在貯藏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。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%。結果表明，不同保鮮膜包裝對圣女果產(chǎn)生不同的保鮮效果，其中，對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，隨著貯藏保鮮時間的延長，果實可溶性固形物應呈下降的趨勢，而本試驗圣女果在貯藏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 不同保鮮膜對圣女果可滴定酸的影響

由圖3 可知，隨著貯藏時間地延長，不同保鮮膜包裝的圣女果可滴定酸含量均呈下降趨勢。其中，PE 保鮮膜包裝的圣女果可滴定酸含量在貯藏過程中（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。抗壞血酸的含量在貯藏開始時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)境溫度升高進而導致果實大量生成乙烯[18]，對圣女果產(chǎn)生催熟作用，因此隨著果實的進一步成熟抗壞血酸含量同步升高。待到果蔬完全成熟時抗壞血酸含量達到最高值，而在貯藏的中后期抗壞血酸含量呈下降趨勢。材料1 中的果實在12 d 時抗壞血酸下降至14.60 mg/100 g，材料2 中的果實下降至12.21 mg/100 g，PE 材料中的果實下降至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果可能由于不同保鮮膜中ZnO含量不同，導致其對外界環(huán)境阻隔能力不同。

2.5 不同保鮮膜對圣女果感官品質(zhì)的影響

從圖5 可以看出，隨著時間的延長，不同保鮮膜包裝的圣女果感官品質(zhì)在貯藏過程中呈下降趨勢。其中PE膜組保鮮效果最差，感官品質(zhì)評分由9.24 分下降至4.08分；其次是CK 組無添加功能助劑的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，包裝袋內(nèi)外氣體可以進行相互交換，而且當交換達到平衡時，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]，使果實保持著微弱的有氧呼吸，基本不發(fā)生無氧呼吸，因此幾乎不產(chǎn)生酒精、乙酸、乙醛等破壞果實組織結構的有害物質(zhì)，從而減緩其腐爛速率[21]。與此同時由于膜的屏蔽作用，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不能進入，使圣女果過早進入無氧呼吸狀態(tài)，加速了圣女果的腐敗。

3 結論

通過測試四種膜對圣女果五項關鍵指標（感官評價、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用前景，應盡快在生產(chǎn)實際中推廣。