莱阳梨自发气调小包装设计及应用

姜齐永，王美兰，周志才

（1.烟台大学文经学院食品与生物工程系，山东烟台264005；2.烟台大学化学化工学院，山东烟台264005）

莱阳梨自发气调小包装设计及应用

姜齐永1，王美兰2，周志才2

（1.烟台大学文经学院食品与生物工程系，山东烟台264005；2.烟台大学化学化工学院，山东烟台264005）

采用正交试验设计9组不同小包装，分别进行莱阳梨自发气调（MA）贮藏，期间测量了不同包装内气体成分的变化以及袋内平衡气体组成。利用三元二次回归分析建立了描述袋内平衡气体组成与影响因素之间关系的回归方程，已知莱阳梨适宜气体组成为3.2%CO2和14.0%O2，通过该回归方程可以方便的设计出满足不同规格要求的莱阳梨自发气调小包装。

莱阳梨；贮藏；自发气调（MA）；设计

莱阳梨，产在山东莱阳，有着300多年的历史[1]。莱阳梨自古就是皇家贡品，果实硕大，型为椭圆，其色略呈暗绿，上有褐色斑点，看上去并不美观，但肉质细腻，浆多欲滴，清脆香甜，含糖量特别高，还含有各种维生素、有机酸等[2]。莱阳梨是甘美的时鲜果品，但采后呼吸强度大[3]，不易长久保藏，在自然条件下生理衰变快，容易产生褐变[1]，且组织易受损伤，易受病原微生物侵染而导致腐烂。

国内对于莱阳梨的保鲜技术主要集中在普通冷藏和气调贮藏，普通冷藏操作简单，所需条件不高，但保鲜效果有限；气调贮藏已经成功地用于延长果蔬的货架期，保持果实品质和抑制贮藏病害发生[4-6]，但修建气调库往往具有技术条件高，成本高等特点，制约气调贮藏大规模推广应用。自发气调小包装常被用作气调库贮藏的替代模式[7]，它具有绿色环保、成本低廉、操作简单、减轻某些生理失调、保鲜效果好等特点。在这项技术中，适用于不同果蔬包装袋规格的选取是关键，以满足建立自发气调贮藏袋内适宜气体组成的需求。本研究采用自发气调结合低温保藏的方法进行莱阳梨的贮藏试验，依据包装袋的规格对袋内平衡气体组成的影响关系，使用多元数学回归的方法建立回归方程并对自发气调小包装进行设计，为莱阳梨MA冷藏提供理论和实践依据。

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

气调小包装为聚乙烯材质，由烟台清泉塑料制品有限公司生产，根据试验要求制成不同规格保鲜袋。

1.2 试验仪器设备

GC1100气相色谱：北京谱析通用仪器有限责任公司；QF-190奥式气体分析仪：上海华岩仪器公司。

1.3 试验方案

选用气调小包装的薄膜面积（A）、薄膜厚度（D）、贮藏量（W）为试验因素，进行正交试验，正交表选用L9（33），以获得最佳贮藏条件。试验因素和水平见表1。

表1 正交试验因素和水平表Table1 Factors and levels of orthogonal test

将预冷后的梨果按照正交设计方案进行分装，每个试验编号设3个重复。设普通冷藏（CK）为对照。

1.4 测定项目和方法

在给朱荣生、王子刚的复信中，刘少奇分别对两人来信反映的问题进行了详尽分析，着重批评了他们工作打不开局面的主观原因（如朱荣生的顾此失彼、抓小弃大；王子刚强调兆征县工作没有基础，却不开展积极的思想斗争以克服消极情绪，只在干部中打圈子），以及错误想法（如王子刚试图用“稍微强迫一下子”的办法要群众当红军）。信中指出：只有改造了那个不健全的组织，在思想斗争中团结与提拔了积极的干部，把组织健全起来，才能保证我们动员到广大群众中去，获得很大的成绩。

试验过程中每10天测定一次袋内C2H4、O2、CO2气体含量。C2H4气体含量采用气相色谱仪测定，氢火焰离子化检测器，GDX-502色谱柱，柱温80℃，检测室115℃，氮气1.0 kg/cm2，氢气0.7 kg/cm2，空气0.7 kg/cm2；O2、CO2气体含量用QF-190型奥氏气体分析仪测定[8]。

1.5 统计分析

应用SPSS13.0软件试验数据进行统计处理，并采用ANOVA进行邓肯式多差异分析。

2 结果与分析

2.1 莱阳梨自发气调小包装气体组成研究

2.1.1 乙烯气体含量变化规律

气调小包装袋内乙烯气体变化见图1。

莱阳梨在贮藏过程中，不同包装袋内乙烯气体变化趋势大体一致，如图1所示。气调袋封口后，袋内乙烯从无到有逐渐积累，10 d左右到达最高值后开始下降，最后达到一个相对平衡的值。乙烯含量下降的原因一方面是气调袋薄膜的渗透性，使袋内积累的乙烯透过薄膜渗出；另一方面是气调环境下高二氧化碳和低氧气的作用，抑制了乙烯的合成；再一方面是由于梨属于典型的呼吸跃变型水果，后期呼吸强度下降，乙烯释放量减少。

图1 气调袋内乙烯气体变化Fig.1 Changes of ethylene gas in MAP

2.1.2 O2、CO2气体含量变化规律

气调小包装袋内O2、CO2气体含量变化见图2。

图2 气调袋内O2、CO2气体含量变化Fig.2 Change of O2and CO2gas content in MAP

莱阳梨在贮藏过程中，不同包装袋内O2、CO2气体变化趋势大体一致，如图2所示：贮藏前期O2含量下降，CO2含量呈上升趋势，后期O2含量及CO2含量基本恒定。贮藏前10天CO2含量上升趋势及O2含量下降趋势明显，10 d～30 dCO2含量和O2含量处于小幅度波动期，但个别波动显著，然后CO2含量和O2含量仅有微小变化直至恒定。莱阳梨进入自发气调小包装贮藏后，贮藏前期莱阳梨呼吸强度较大，袋内气体浓度变化较大，随着贮藏时间的延长，袋内CO2含量逐渐增多，O2含量逐渐减少，呼吸强度得到抑制，气体浓度变化平缓。一段时间后，在果实呼吸和薄膜透气的共同作用下，袋内CO2和O2含量达到动态平衡[8]。

2.1.3 袋内平衡气体组成

自发气调小包装袋内平衡气体含量如表2所示。

在果实呼吸和薄膜渗气的共同作用下，自发气调小包装袋内气体浓度最终将达到稳定。由表2可以看出，经不同包装方式下贮藏的莱阳梨，袋内气体稳定时CO2和O2含量不同。K7袋内O2含量最低，浓度为8.2%，与其它各组差异显著（P＜0.05）；CO2含量最高，浓度为4.7%，与K1、K2、K3、K4、K5、K6、K9组差异显著。这可能是因为K7组薄膜最厚，贮藏重量最大，袋的面积最小引起的。稳定后各袋内乙烯浓度都不同，且差异显著，其中，K2袋内乙烯浓度最低，为38.6 ppm；K9袋内乙烯浓度最高，为60.6 ppm。这说明薄膜厚度、薄膜面积和贮藏重量对袋内乙烯浓度有着较大的影响。

表2 莱阳梨贮藏气体稳定时不同袋内O2、CO2和C2H4含量Table2 The content of O2，CO2and C2H4in different bags of Laiyang pear during storage

2.2 莱阳梨自发气调小包装的设计

利用三元二次回归分析，建立自发气调小包装袋内气体含量与薄膜厚度、薄膜面积、贮藏量的回归模型。设袋内CO2含量为Y（CO2），O2含量为Y（O2），薄膜厚度（D）为X1、薄膜面积（S）为X2、贮藏量（W）为X3，其回归设计为：

代入表2数据回归可得到：

利用F值检验和相关系数分析，检验该回归方程的可靠性。分析得到P（CO2）=0.001＜0.01说明回归方程显著，方程成立。由于R（相关系数）=0.999 9＞R0.01（相关系数临界值）=0.827，说明袋内CO2浓度与薄膜厚度、薄膜面积、贮藏量高度相关。

利用F值检验和相关系数分析，检验该回归方程的可靠性。由于P=0.035＜0.05，说明回归方程显著，方程成立。由于R（相关系数）=0.997 6＞R0.01（相关系数临界值）=0.827，说明O2浓度也与3个因素高度相关。

3 用回归方程设计MAP举例

根据贮藏莱阳梨的适宜气体组成和回归方程，可设计莱阳梨自发气调贮藏小包装。设莱阳梨适宜气体组成CO2含量为3.2%～6.0%，以设计贮藏5.0 kg包装袋为例，设保鲜袋的面积为0.42m2（0.84m×0.50m），由方程（1）、（2）解得：

当Y（CO2）=3.2%时，解得D=5.4μm，此时Y（O2）= 10.1%

当Y（CO2）=6.0%时，解得D=7.1μm，此时Y（O2）= 8.1%

所以应选用5.4μm～7.1μm厚的保鲜袋，此时袋内O2浓度为10.1%～8.1%。

4 结论

通过对包装袋的厚度、面积及贮藏量进行调节可有效地控制袋内气体指标，达到气调保鲜的目的。同时利用回归方程能够设计出满足适宜气体组成的自发气调小包装。莱阳梨自发气调小包装的设计方法对其它果蔬保鲜袋的设计应用也具有参考价值。

[1]张华云,王善广,都风华.莱阳茌梨贮藏中果实褐变研究[J].中国果品研究,1994(3):5-7

[2]刘映芬.生津润燥话秋梨[J].家庭中医药,1998(6):43

[3]林河通,席玙芳,陈绍军.果实贮藏期间的酶促褐变[J].福州大学学报(自然科学版),2002,30(s1):696-702

[4]Lara I,Miro R M,Fuentes T,et al.Biosynthesis of volatile aroma compounds in pear fruit stored under long-term controlled-atmosphere conditions[J].Postharvest biology and technology,2003,29 (5):29-39

[5]王春生,赵迎丽,王华瑞,等.气调贮藏对玉露香梨品质的影响[J].保鲜与加工,2007,7(5):25-28

[6]Veltman RH,Kho RM,van Schaik A CR,et al.Ascorbic acid and tissue browning in pears(Pyrus communis L.cvs Rocha and Conference)under controlled atmosphere conditions[J].Postharvest Biology and Technology,2000,19(7):129-137

[7]李家政.果蔬自发气调包装原理与应用[J].包装工程,2011,32 (15):33-38

[8]周志才,王美兰,李长海.绿芦笋自发气调贮藏保鲜袋的设计和适宜气体组成确定[J].食品科学,2005,26(12):235-237

Design and Application of the Modified Atmosphere Small Package of Laiyang Pear

JIANG Qi-yong1，WANG Mei-lan2，ZHOU Zhi-cai2
（1.Department of Food and Biological Engineering，Wenjing College of Yantai University，Yantai 264005，Shandong，China；2.College of Chemistry and Chemical Engineering，Yantai University，Yantai 264005，Shandong，China）

9 groups of different small packages were designed for modified atmosphere storage of Laiyang pear by orthogonal experiment，and the changes of gas composition and the composition of balanced gas in the different packages were measured.The regression equation were established to describe the relationship between equilibrium gas composition and influencing factors by ternary quadratic regression analysis.Known Laiyang pear suitable gas composition is 3.2%CO2and 14.0%O2，modified atmophere small packages could be easily designed through the regression equation to meet the different specifications of Laiyang pear.

Laiyang pear；storage；modified atmosphere（MA）；design

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.04.041

2016-06-01

姜齐永（1985—），男（汉），讲师，硕士研究生，研究方向：农产品加工及贮藏。