蛋糕抗菌防霉包装研究

杨福馨 司婉芳 何雪程 王金鑫

（上海海洋大学 食品学院，上海201306）

引言

蛋糕是目前较受欢迎的甜品之一，但其保质期较短，常温下一般只能存放4～5d。因此，许多厂家使用食品添加剂以延长其货架期，但近年来食品安全问题越来越受消费者重视，部分消费者对食品添加剂持否定态度，因而此举并不是最好的解决方法[1]。

从蛋糕包装到蛋糕保鲜是一个值得研究的方向，当前抗菌防霉类复合包装发展迅速，越来越多的科研工作者对其进行研究，抗菌防霉包装的应用不仅减少了食品添加剂的用量，实现了食品安全，并且延长了食品的保质期，这种新型包装已经得到广泛的应用[2]。

抗菌防霉包装的研究机理即：以PE为基底，添加功能性化学物质，做成膜，再制成包装袋。抗菌防霉包装的保鲜机理即：较好的阻隔性，食品储存过程中，薄膜中抗菌防霉成分慢慢释放对其进行保鲜[3]。

因此，本课题拟用抗菌防霉包装，探究延长蛋糕货架期的保鲜方式，主要从蛋糕感官评定、菌落总数等方面进行试验、测试与分析，最终确定适于蛋糕保鲜用抗菌防霉包装，以期为食品包装材料的研发和蛋糕保鲜包装材料的研发提供一定的参考依据。

1. 实验材料与方法

1.1 原料与试剂

1）原料

戚风蛋糕（水分含量 27%）：购于上海海洋大学附近的卡罗琳娜蛋糕店；聚丙烯（Polypropylene，PP）膜，聚乙烯（polyethylene，PE）膜，尼龙（Polyamide，PA）膜，苯甲酸钠等与聚丙烯、聚乙烯（Sodium benzoate、Polypropylene、polyethylene，BPPE）复合膜，苯甲酸钠、丙酸钙等与聚丙烯、聚乙烯（Sodium benzoate、Propanoic acid、Polypropylene、polyethylene，BCPPE）复合膜，山梨酸钾等与聚丙烯、聚乙烯（Potassium sorbate、Polypropylene polyethylene，SPPE）复合膜：实验室自制。

2）试剂

氯化钠（NaCl）：分析纯（质量分数≥99.5%），连云港端峰生物科技有限公司生产；平板计数琼脂(PCA)：杭州微生物试剂有限公司；无水乙醇：分析纯（含量≥99.7%），上海凌峰化学试剂有限公司；去离子水：实验室自制。

1.2 仪器与设备

塑料薄膜封口机：FR-300A型，上海翔一包装机械有限公司生产；LY-300流延机，上海科创橡塑机械设备有限公司生产；电热恒温鼓风干燥箱：DHG-9D35A型，上海精宏实验设备有限公司生产；高温灭菌锅：LDZX型，北京法恩科贸有限公司；透光率/雾度测定仪：WGT-S型，上海精科有限公司生产；电子天平：FA1204B型，上海精科天美 - 上海天平仪器厂；压差法气体渗透仪：G2/132型，常州三丰仪器科技有限公司。

1.3 薄膜的组合及其包装袋的制备

1.3.1 包装方法

将PA膜裁剪成24个14cm×8.5cm规格的薄片，采用三边封口的方式，用封口机制成12个包装袋，备用；与PA膜一样，用PP、SPPE、BPPE、BCPPE、PE膜分别制成12、6、6、6、6个包装袋。

1.3.2 包装试验

首先，将新鲜的戚风蛋糕用已消毒的刀具、砧板切成3cm厚的块状，分别称取30g，装入已准备好的SPPE、BPPE、BCPPE、PE包装袋中，并采用封口机封口。其次，将上述4种包装袋各自分别放入 PP、PE包装袋中，同样进行封口，共8组，每组做3个平行。对样品编号，以内包装材料为 PE组作对照组，PE+PA为 A组，SPPE+PA为B组、BCPPE+PA为C组、BPPE +PA为D组；PE+PP为E组、SPPE+PP为F组、BPPE+PP为G组、BCPPE+PP为H组。每隔2 d抽检一次，对蛋糕各项指标进行测试，且试验过程中的贮藏环境保持一致。通过分析蛋糕在第 0～8 d的各项指标变化情况，以判断不同包装材料及不同水分含量下蛋糕的保鲜性能。

1.4 指标测定

1）拉伸强度

包装袋必须要有足够的强度，才能对内装物起到有效的包裹作用，因此需要对薄膜的拉伸强度进行测试。拉伸强度是材料产生最大均匀塑性变形的应力，拉伸强度测试在瑞格尔电子万能材料试验机上进行，实验环境温度为22℃，相对湿度为 45%，试验速度为 300mm/min，夹距设为50mm，裁取长50mm，宽15mm的塑料样品进行测试。

2）透光率

作为塑料包装材料，对塑料薄膜的光学性能有较高要求[4]，本实验采用透光率/雾度测定仪对薄膜透光率进行测试。裁取 50mm×50mm的薄膜样品，将样品平整放置在校准后仪器上，按测试按钮，进行试验。

3）透气性能

透气性是气体对薄膜的渗透性，是塑料包装材料性能的一个重要指标，影响内装物的阻氧保鲜效果[5]，因此，需要对薄膜的透气性进行测试。本次试验测试氧气透过率，采用压差法气体渗透仪进行测试。用专用取样器进行取样，将取好的薄膜样品放入测试腔台，合盖，压紧试样，点击实验按钮进行测试，测试时间为4个小时。

表1 蛋糕感官评价评分标准Table 1 The standard of evaluation of cake organoleptic

图1 不同抗菌防霉助剂对薄膜拉伸强度的影响Fig. 1 Effect of Different Antimicrobial and Antifungal Aids on Tensile Strength of Films

图2 不同抗菌防霉助剂对薄膜透光率的影响Fig. 2 Effect of Different Antimicrobial and Mildew Promoters on Film Transmittance

图3 不同抗菌防霉助剂对薄膜氧气透过率的影响Fig. 3 Effect of Different Antimicrobial and Mildew Promoters on Transmissivity of Thin Film Oxygen

图4 不同抗菌防霉助剂对蛋糕感官品质的影响Fig. 4 Effects of different antimicrobial agents on the sensory quality of cake

图5 不同抗菌防霉助剂对蛋糕菌落总数的影响Fig. 5 Effects of Different Antimicrobial and Mildew Agents on the Total Colony of Cake

4）感官评定

感官评定对蛋糕来说是一种较测试分析更直观的评价方式，它主要由研究人员对其气味、口感、状态、质地及颜色等方面进行全面观察与分析[6]，具体评定指标见表1。

依据文献[7]所述方法对样品进行评定，评定小组共10名评价人员，每位评价人员都对同一样品进行评定，取平均值作为实验数据。

5）菌落总数

以菌落总数为微生物指标，按照GB/T4789.2-2008《食品卫生微生物学检验菌落总数测定》中的要求操作[8]。依据国家强制性标准GB 7099-2003《糕点、面包卫生标准》规定，蛋糕的菌落总数不应超过1×104cfu/g。

2. 结果与分析

2.1 抗菌防霉助剂对薄膜拉伸强度的影响

图1所示为添加不同抗菌防霉助剂得到的薄膜的拉伸强度结果。

由图1可知，以PA为外包装时，抗菌防霉薄膜的拉伸强度由大到小依次为D,A,B,C；PP为外包装时，抗菌防霉薄膜的拉伸强度由大到小依次为G,E,F,H。

抗菌防霉助剂的添加类别不同，得到的薄膜的拉伸强度不同，经过比较，薄膜BPPE的拉伸强度最好，从而说明，BPPE最适宜作蛋糕的内包装材料。

2.2 抗菌防霉助剂对薄膜透光率的影响

图2所示为添加不同抗菌防霉助剂得到的薄膜的透光率结果。

由图2可知，抗菌防霉薄膜的透光率均低于PE膜。从总体来看，添加不同抗菌防霉助剂对薄膜透光率均有影响。

2.3 抗菌防霉助剂对薄膜透气性的影响

氧气是影响食品质量的重要因素，也是分析货架期的重要参考[9]。通过对氧气透过率的检测能够分析解决由于对氧气敏感而产生的氧化变质、受潮发霉等质量问题。

图3所示为添加不同抗菌防霉助剂得到的薄膜的氧气透过率结果。

由图3可知，添加抗菌防霉助剂后，薄膜的氧气透过率增大，PA为外包装时，氧气透过率：C＞B＞D＞A；PP为外包装时，氧气透过率：H＞F＞G＞E。

可以看出，三种抗菌防霉材料中，BPPE对氧气的阻隔性最好，最适于作蛋糕保鲜的内包装材料。

2.4 抗菌防霉助剂对蛋糕感官品质的影响

图4所示为试验所得不同抗菌防霉薄膜，包装蛋糕后，得到的蛋糕的感官品质评价结果。

由图4所示感官评定的得分情况可知，贮存过程中，各组样品的感官品质均呈现出下降的变化趋势。相较而言，PA+BPPE包装的样品感官品质得分下降得最慢，而空白组的下降得最快，且在第4d后已经有霉斑产生。

PA为外包装时，在第4d时，空白组感官品质得分在8分以下，表明其质量不合格，即不可食用，第6d时，仅D组得分在8分以上。评分时观察到，A组样品发霉现象严重，已无蛋糕香味，颜色变暗，弹性差，且出现掉渣现象；B、C两组样品出现发霉现象较轻，有较淡香味，轻微掉渣；D组样品无发霉现象，有蛋糕香味，呈现蛋黄色泽，有一定的弹性。

第8d时，只有D组样品得分在8分以上，有少量霉点，仍有蛋糕香味。

PP为外包装时，四组样品进行感官品质比较，仍是BPPE为内包装时蛋糕的得分最高。

内包装材料相同，PA为外包装时，蛋糕的感官评分较高。以上感官评价结果说明，PA为外包装，BPPE为内包装，对蛋糕的保鲜效果最好。

2.5 抗菌防霉助剂对蛋糕菌落总数的影响

随着储藏过程中适宜的温度、湿度，以及蛋糕中的营养物质使微生物不断生长繁殖，从而影响食物的质量，所以菌落总数为蛋糕重要的微生物指标[10]，依据国家强制性标准 GB 7099-2003《糕点、面包卫生标准》规定，蛋糕的菌落总数不应超过1×104cfu/g。

图5所示为试验所得不同抗菌防霉薄膜包装的蛋糕储藏期间的菌落总数测量结果。

由图5可知，PA为外包装时，A组样品在第2d就出现菌落超标现象，B、C、D、组样品在第4 d时，各样品菌落总数还在指标要求范围以内，第6d时，B、C两组样品出现菌落超标现象，D组仍未超标；PP为外包装时，第2d,E、F、H组样品菌落数均超标，G组未超标，第4d时，G组菌落总数开始超标，但超标最少。

由此说明，抗菌防霉材料包装蛋糕，在不同程度上均能抑制细菌生长，经过比较，PA+BPPE的抑菌效果最显著。

3. 结论

综合上述结果的分析可得以下结论。

1）抗菌防霉薄膜能够抑制细菌生长达到蛋糕保鲜的效果，对延长戚风蛋糕的货架期有着很好的作用。

2）PE树脂中添加抗菌防霉助剂种类不同，得到薄膜的透气、透光性不同，抗菌防霉薄膜为BPPE时，对氧气阻隔性最好，蛋糕防霉效果最好。

3）综合各影响因素，PA为外包装，与抗菌防霉材料BPPE相结合，包装油起风蛋糕，达到的保鲜效果最好。在此条件下得到的包装材料能有效抑制蛋糕中微生物的生长，能达到延长蛋糕货架期的效果。

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