潘旭琳，張春芝，胡亞光

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319）

可食性包裝膜（Edible Packaging Films，EPF）即以可食性物質(zhì)為材料，添加成膜劑、增塑劑形成的可食性食品包裝膜[1-2]。該材料具有安全、環(huán)保、低碳、可降解、節(jié)約、方便等眾多優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)綠色包裝的首選材料。水果是生活必需的食品，現(xiàn)代人生活節(jié)奏加快，超市、餐廳、宴會(huì)或者公司的茶水間經(jīng)常會(huì)有削切好的水果塊供人們食用，但很多水果會(huì)因?yàn)檠趸兩?，也因?yàn)槁懵对诳諝庵惺冘浐图涌旄瘮?。?guó)內(nèi)外相關(guān)人員使用各種基材在可食性包裝膜和利用涂膜技術(shù)保鮮等領(lǐng)域進(jìn)行了很多相關(guān)研究[3-10]。涂膜是可食性食品包裝的其中一種實(shí)現(xiàn)方式，即利用可食用材料涂于表面，成膜劑可以作為抗氧化劑、褐變抑制劑等。涂膜處理可以減少水分蒸騰，抑制呼吸，降低生理生化反應(yīng)速度，防止化學(xué)保鮮劑在食物上的殘留，延緩鮮切水果塊的變質(zhì)、變色，抑制微生物生長(zhǎng)，延長(zhǎng)保鮮期[11]。通過(guò)對(duì)香蕉、蘋(píng)果、梨、水蜜桃等多種水果或果塊以及黃瓜進(jìn)行涂膜，研究涂膜對(duì)果蔬的失重率、腐爛率、VC、褐變、感官品質(zhì)以及生理指標(biāo)的影響，發(fā)現(xiàn)涂膜保鮮技術(shù)能有效延長(zhǎng)貨架期[12-15]。保鮮劑涂膜技術(shù)除了可以應(yīng)用在水果、蔬菜保鮮領(lǐng)域，還可以應(yīng)用于肉品、水產(chǎn)品等多個(gè)領(lǐng)域的食品保鮮[16-22]。目前，可用于涂膜保鮮的保鮮劑繁多。本研究通過(guò)對(duì)涂膜后的鮮切蘋(píng)果塊定期進(jìn)行硬度、失重率的測(cè)定以及感官評(píng)定，探究由多種保鮮劑制備的復(fù)合涂膜液對(duì)鮮切蘋(píng)果塊的保鮮效果。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

富士蘋(píng)果，市售。

羧甲基纖維素鈉（CMC）、檸檬酸，河南萬(wàn)邦化工科技有限公司；氯化鈣、山梨酸鉀，河南萬(wàn)邦實(shí)業(yè)有限公司；甘油，鄭州市食代添驕化工產(chǎn)品有限公司；抗壞血酸，石藥集團(tuán)維生藥業(yè)（石家莊）有限公司，均為食品級(jí)。

1.1.2 儀器與設(shè)備

DR-1 硬度計(jì)，北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司；DK-98-ⅡA 恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；JA2003N 電子分析天平，上海箐海儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

蘋(píng)果→清洗→去皮、去核→切塊→浸膜處理→瀝干→貯藏

1.2.2 操作要點(diǎn)

挑選新鮮、無(wú)損傷、無(wú)斑點(diǎn)、大小均勻、成熟程度相似的富士蘋(píng)果，用自來(lái)水流動(dòng)沖洗1 min，再用蒸餾水清洗1 遍，去皮，切成邊長(zhǎng)為3 cm 的小塊，每組30塊，在涂膜液中浸泡10 min，撈出瀝干，裝入自封袋（未封口），于冰箱（3±1）℃中保鮮貯藏。

1.2.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.2.3.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過(guò)單因素試驗(yàn)，分別研究羧甲基纖維素鈉、檸檬酸、氯化鈣、山梨酸鉀添加量（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）對(duì)鮮切蘋(píng)果塊的硬度、失重率及感官品質(zhì)的影響。具體方案如下：在500 mL 蒸餾水中，固定甘油3.0%（體積分?jǐn)?shù)）、抗壞血酸2.0%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），分別考察羧甲基纖維素鈉添加量（2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%）、檸檬酸添加量（0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%）、氯化鈣添加量（0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%）和山梨酸鉀添加量（0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%）制得的可食性膜對(duì)鮮切蘋(píng)果塊保鮮效果的影響。

每組對(duì)30 個(gè)蘋(píng)果塊進(jìn)行硬度和失重率的測(cè)定，同時(shí)于貯藏50 h 對(duì)蘋(píng)果片的色澤、組織結(jié)構(gòu)、口感、風(fēng)味進(jìn)行評(píng)定。

1.2.3.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以硬度為主要考察指標(biāo)，采用L9(34)正交試驗(yàn)進(jìn)行可食性復(fù)合膜配方優(yōu)化，通過(guò)極差分析和方差分析確定最優(yōu)配方。正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of the orthogonal experiment 單位：%

1.2.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.4.1 硬度

使用硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4.2 失重率

每10 h 對(duì)樣品進(jìn)行稱(chēng)量，計(jì)算失重率，經(jīng)5 次檢測(cè)后停止檢測(cè)。

1.2.4.3 感官評(píng)定

由10 名專(zhuān)業(yè)人員組成感官評(píng)定小組，分別從蘋(píng)果塊（貨架50 h）的色澤、組織結(jié)構(gòu)、口感和風(fēng)味4 方面進(jìn)行感官評(píng)定，滿(mǎn)分為100 分，結(jié)果取平均值。感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 蘋(píng)果塊感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of apple cubes

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 制作數(shù)據(jù)線(xiàn)圖，SPSS 20 進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 羧甲基纖維素鈉添加量的篩選

由圖1 可以看出，不同羧甲基纖維素鈉添加量制得的可食性膜對(duì)鮮切蘋(píng)果塊硬度的影響順序?yàn)?.0%羧甲基纖維素鈉＜3.5%羧甲基纖維素鈉＜4.0%羧甲基纖維素鈉＜2.5%羧甲基纖維素鈉≈2.0%羧甲基纖維素鈉。使用含2.0%、2.5%羧甲基纖維素鈉的可食性膜涂膜的硬度下降較快，這可能因?yàn)樘砑恿康蜁r(shí)，膜的流動(dòng)性好，在蘋(píng)果塊表面成膜不均勻，成膜性不好；當(dāng)羧甲基纖維素鈉添加量為3.5%、4.0%時(shí)，膜液濃度高，黏度大，流動(dòng)性不好，組織相互牽連，成膜不均勻，使得蘋(píng)果塊硬度也明顯下降；使用3.0%羧甲基纖維素鈉制得的可食性膜對(duì)鮮切蘋(píng)果塊的硬度保持效果最佳。

圖1 羧甲基纖維素鈉添加量對(duì)蘋(píng)果塊硬度的影響Fig.1 Effects of sodium carboxymethyl cellulose addition on hardness of apple cubes

由圖2 可以看出，隨著貨架時(shí)間的延長(zhǎng)，蘋(píng)果塊的失重率不斷上升。其中：使用含2.5%羧甲基纖維素鈉的涂膜液進(jìn)行涂膜的蘋(píng)果塊失重率最低；使用含3.0%羧甲基纖維素鈉涂膜液組的失重率略高于含2.5%羧甲基纖維素鈉組；3.5%、4.0%羧甲基纖維素鈉的涂膜液成膜性不均勻，膜易斷裂，使得蘋(píng)果塊水分流失快，失重率高。

圖2 羧甲基纖維素鈉添加量對(duì)蘋(píng)果塊失重率的影響Fig.2 Effects of sodium carboxymethyl cellulose addition on weight loss rate of apple cubes

由圖3 可知，使用含3.0%羧甲基纖維素鈉的涂膜液進(jìn)行涂膜的蘋(píng)果塊的感官評(píng)分最高，此時(shí)蘋(píng)果塊顏色新鮮，無(wú)褐變，略軟，果味香甜。其他組出現(xiàn)了蘋(píng)果塊色澤變暗、表面無(wú)光澤，個(gè)別果塊局部出現(xiàn)斑點(diǎn)的現(xiàn)象。綜合硬度、失重率和感官評(píng)分，確定使用3.0%羧甲基纖維素鈉涂膜液對(duì)蘋(píng)果塊進(jìn)行保鮮較為適宜。

圖3 羧甲基纖維素鈉添加量對(duì)蘋(píng)果塊感官評(píng)分的影響Fig.3 Effects of sodium carboxymethyl cellulose addition on sensory score of apple cubes

2.1.2 檸檬酸添加量的篩選

由圖4 可以看出，不同檸檬酸添加量制得的可食性膜對(duì)鮮切蘋(píng)果塊硬度的影響順序?yàn)?.7%檸檬酸＜0.6%檸檬酸＜0.5%檸檬酸＜0.8%檸檬酸＜0.9%檸檬酸，使用0.8%、0.9%檸檬酸涂膜液組的硬度下降較快，這可能因?yàn)殡S著檸檬酸添加量的增大，與羧甲基纖維素鈉和甘油的交聯(lián)程度增強(qiáng)，膜分散不均，膜性能變差，導(dǎo)致蘋(píng)果塊硬度降低。

圖4 檸檬酸添加量對(duì)蘋(píng)果塊硬度的影響Fig.4 Effects of citric acid addition on hardness of apple cubes

由圖5 可以看出，貨架期間，蘋(píng)果塊的失重率均在上升。整個(gè)貨架期間，失重率大小順序?yàn)?.6%檸檬酸＜0.7%檸檬酸＜0.5%檸檬酸＜0.8%檸檬酸＜0.9%檸檬酸，這可能因?yàn)殡S著檸檬酸添加量的增大，與羧甲基纖維素鈉和甘油的交聯(lián)程度增強(qiáng)，膜分散不均，蘋(píng)果塊在膜薄弱處或缺失處的水分流失加快。

圖5 檸檬酸添加量對(duì)蘋(píng)果塊失重率的影響Fig.5 Effects of citric acid addition on weight loss rate of apple cubes

根據(jù)感官評(píng)定結(jié)果（圖6）可知，當(dāng)檸檬酸添加量為0.6%時(shí)的感官評(píng)分最高，但與添加量0.7%組的相差不大，此時(shí)蘋(píng)果塊顏色新鮮，光澤略暗，無(wú)褐變，清脆可口，其他檸檬酸添加量組的蘋(píng)果塊不同程度的出現(xiàn)色澤暗晦、局部斑點(diǎn)的現(xiàn)象。

圖6 檸檬酸添加量對(duì)蘋(píng)果塊感官評(píng)分的影響Fig.6 Effects of citric acid addition on sensory score of apple cubes

綜合硬度、失重率和感官評(píng)定，考慮檸檬酸抗褐變的作用，確定使用0.7%檸檬酸添加量對(duì)蘋(píng)果塊進(jìn)行保鮮較為適宜。

2.1.3 氯化鈣添加量的篩選

由圖7 可以看出，不同氯化鈣添加量制得的可食性膜對(duì)鮮切蘋(píng)果硬度的影響順序?yàn)?.25%氯化鈣＜0.20%氯化鈣＜0.30%氯化鈣＜0.35%氯化鈣＜0.40%氯化鈣，0.25%氯化鈣組硬度值最大，但與0.20%、0.30%氯化鈣組差異不大，0.35%和0.40%氯化鈣組硬度值較低，這可能因?yàn)槁然}添加量過(guò)高使膜組織遭到破壞，加快了蘋(píng)果塊硬度的下降。

圖7 氯化鈣添加量對(duì)蘋(píng)果塊硬度的影響Fig.7 Effects of calcium chloride addition on hardness of apple cubes

由圖8 可以看出，貨架期間，蘋(píng)果塊的失重率均在不斷上升。整體上看，按照失重率高低排序?yàn)?.25%氯化鈣＜0.30%氯化鈣＜0.20%氯化鈣＜0.35%氯化鈣＜0.40%氯化鈣。當(dāng)氯化鈣添加量較低時(shí)，能起到一定的保水作用；但隨著氯化鈣添加量的增加，保水效果反而下降，這可能是因?yàn)楦邼舛嚷然}不能形成致密的保護(hù)膜，水分流失的速度變快，失重率隨時(shí)間顯著上升。

圖8 氯化鈣添加量對(duì)蘋(píng)果塊失重率的影響Fig.8 Effects of calcium chloride addition on weight loss rate of apple cubes

圖9 氯化鈣添加量對(duì)蘋(píng)果塊感官評(píng)分的影響Fig.9 Effects of calcium chloride addition on sensory score of apple cubes

根據(jù)感官評(píng)定結(jié)果（圖8）可以看出，當(dāng)氯化鈣添加量為0.30%時(shí)的感官評(píng)分最高，此時(shí)蘋(píng)果塊顏色新鮮，光澤略暗，無(wú)褐變，添加量為0.35%和0.40%時(shí)，感官評(píng)分下降較快，蘋(píng)果塊均出現(xiàn)不同程度的褐變、明顯變軟等現(xiàn)象。

綜合硬度、失重率和感官評(píng)分，確定使用0.30%檸檬酸對(duì)蘋(píng)果塊進(jìn)行保鮮較為適宜。

2.1.4 山梨酸鉀添加量的篩選

由圖10 可以看出，不同山梨酸鉀添加量制得的可食性膜對(duì)鮮切蘋(píng)果硬度的影響順序?yàn)?.5%山梨酸鉀＜0.4%山梨酸鉀＜0.6%山梨酸鉀＜0.7%山梨酸鉀＜0.8%山梨酸鉀。山梨酸鉀添加量過(guò)高并不能起到良好的防腐保鮮作用，它會(huì)破壞膜結(jié)構(gòu)，因此蘋(píng)果塊硬度的下降變大。

圖10 山梨酸鉀添加量對(duì)蘋(píng)果塊硬度的影響Fig.10 Effects of sorbic acid addition on hardness of apple cubes

由圖11 可以看出，貨架期間，蘋(píng)果塊的失重率均在不斷上升。根據(jù)失重率數(shù)值從小到大排序?yàn)?.4%山梨酸鉀＜0.5%山梨酸鉀＜0.6%山梨酸鉀＜0.7%山梨酸鉀＜0.8%山梨酸鉀，這可能是因?yàn)樯嚼嫠徕浱砑恿窟^(guò)多會(huì)導(dǎo)致蘋(píng)果中水分流失，因而失重率迅速上升。

圖11 山梨酸鉀添加量對(duì)蘋(píng)果塊失重率的影響Fig.11 Effects of sorbic acid addition on weight loss rate of apple cubes

根據(jù)感官評(píng)定（圖12）結(jié)果可以看出，當(dāng)山梨酸鉀添加量為0.5%、0.6%時(shí)，蘋(píng)果塊的感官評(píng)分處于較高水平，此時(shí)蘋(píng)果塊顏色新鮮，光澤略暗，無(wú)褐變，清脆可口，使用添加量高于0.6%的山梨酸鉀處理蘋(píng)果塊時(shí)發(fā)現(xiàn)蘋(píng)果塊色澤微暗，表面無(wú)光澤，而且蘋(píng)果香味較淡。

圖12 山梨酸添加量對(duì)蘋(píng)果塊感官評(píng)分的影響Fig.12 Effects of sorbic acid addition on sensory score of apple cubes

綜合硬度、失重率和感官評(píng)分，確定使用0.5%山梨酸鉀對(duì)蘋(píng)果塊進(jìn)行保鮮較為適宜。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

以硬度為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行可食性復(fù)合膜配方優(yōu)化，采用L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，50 h 后測(cè)定蘋(píng)果塊的硬度，每組重復(fù)3 次，結(jié)果取平均值。由表3 可以看出，通過(guò)極差分析，各因素對(duì)蘋(píng)果塊硬度影響的主次順序?yàn)椋築（檸檬酸添加量）＞C（氯化鈣添加量）＞A（羧甲基纖維素鈉添加量）＞D（山梨酸鉀添加量），理論最佳配方組合為A2B1C1D2，即羧甲基纖維素鈉添加量3.0%，檸檬酸添加量0.6%，氯化鈣添加量0.25%，山梨酸鉀添加量0.5%。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiment

通過(guò)SPSS 20 軟件進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表4。通過(guò)F 值大小確定各因素對(duì)蘋(píng)果塊硬度影響的主次順序，結(jié)果與極差分析一致，且各因素對(duì)蘋(píng)果塊硬度的影響均極顯著（P＜0.01）。

表4 正交試驗(yàn)方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiment

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

由表5 可以看出，按照最佳方案對(duì)涂膜處理50 h后的鮮切蘋(píng)果塊硬度進(jìn)行測(cè)定，得到其平均硬度為5.6 kg·cm-2，失重率為58%，感官評(píng)分為90 分。雖然蘋(píng)果塊的硬度比新鮮果塊有所下降，有一定失重，果塊略變軟，蘋(píng)果香甜氣味并未減弱，但由于失水，蘋(píng)果塊的甜度反而增加，而且蘋(píng)果塊表面無(wú)褐變，色澤略變暗，光澤水潤(rùn)略下降，無(wú)異味。

表5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Validation experiment

3 結(jié)論

本文使用的可食性復(fù)合膜膜液為乳白色，質(zhì)地均勻、黏稠，無(wú)沉淀物。各因素對(duì)鮮切蘋(píng)果塊品質(zhì)影響的順序?yàn)闄幟仕幔韭然}＞羧甲基纖維素鈉＞山梨酸鉀。復(fù)合膜用于鮮切蘋(píng)果塊保鮮的最佳配方為：羧甲基纖維素鈉3.0%，檸檬酸0.6%，氯化鈣0.25%，山梨酸鉀0.5%。涂膜后蘋(píng)果塊在50 h 內(nèi)能夠獲得無(wú)褐變、無(wú)斑點(diǎn)、無(wú)腐爛、無(wú)異味的鮮切蘋(píng)果塊，硬度均值為5.6 kg·cm-2。可食性涂膜可以有效延長(zhǎng)鮮切蘋(píng)果塊的貨率時(shí)間，且保持較好狀態(tài)，下一步可推廣應(yīng)用于各種鮮切水果、蔬菜的保鮮。