不同保鲜膜处理对番茄常温货架品质的影响

梁芸志，季丽丽，陈存坤，吴昊，董成虎，王成荣

（1.青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛 266109）（2.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津 300384）

果蔬自发气调是采用特定的薄膜包装采后的果蔬，利用果蔬呼吸消耗氧气、产生二氧化碳的特性，降低保鲜袋内氧气浓度，同时维持保鲜袋内一定的二氧化碳浓度，从而达到延缓果蔬衰老、延长保鲜期的目的。保鲜膜的透气性主要由膜的材质和膜的厚度决定的[1]。目前，果蔬保鲜膜主要有普通保鲜膜、微孔保鲜膜、防雾功能保鲜膜、可食性保鲜膜、硅窗调气保鲜膜和抗菌保鲜膜等[2]。

在自发气调包装技术上，国内外已有很多研究。在常温自发气调包装研究上，贾爱军等[3]研究表明 1 μL/L的1-MCP结合PE膜包装处理可以有效延缓久保桃果皮强度、果皮脆性、果肉平均硬度和果肉匀质指数的降低，抑制果皮破裂深度的上升。陈玉成等[4]研究表明，采用5层瓦楞纸箱内衬微孔保鲜膜包装能保持青椒较高的果实硬度和可溶性固形物含量，降低失重率与呼吸强度，抑制丙二醛含量的增加，延长贮藏期。在低温自发气调包装研究上，王亮等[5]研究表明15 μm厚的高渗出二氧化碳保鲜袋适宜山楂果实的长期保鲜。赵伟璐等[6]研究表明与微孔膜和不同厚度的PE保鲜膜相比，打孔的聚酰胺保鲜膜对白灵菇具有良好的保鲜效果。王进等[7]研究表明PE50包装下的主动自发气调是青皮核桃最适宜的保鲜方式。贾晓辉等[8]研究表明40 μm的PE袋和40 μm的PVC袋内的氧气在14.5%～17.0%，二氧化碳在2.5%～3.0%时，对库尔勒香梨起到较好的保鲜效果。近几年气调包装新型材料的研究主要有抗氧化活性膜、纳米保鲜膜和生物可降解膜。Peter等[9]研究了改性Ag/TiO2-SiO2保鲜膜对生菜的保鲜作用，结果表明改性TiO2单层膜和双层膜与对照相比，货架期分别延长了4 d和2 d；贮藏5 d后，用改性Ag/TiO2-SiO2双层膜包装的生菜腐烂率低于改性酒精膜和改性TiO2膜。Hajer等[10]研究了包含海洋嗜杀酵母的保鲜膜对橘子的保鲜作用，结果表明含有海洋嗜杀酵母的海藻酸钠和豆胶涂膜可以降低质量损失，保持硬度，减少绿霉病。在我国，番茄作为大宗蔬菜的代表，但自发气调相关的研究报道却很少，因此寻找一种简便、安全而又成本低的保鲜膜很有必要。

目前，受成本、消费者可接受程度等因素影响，涂膜保鲜应用受到较大的限制，尤其在鲜切果蔬上，国内消费者接受程度较低。在将涂膜材料制成保鲜膜的过程中，受膜材质等因素的影响，制作过程较困难，成本高，制成的保鲜膜往往达不到预期的效果，推广应用受到较大的限制。另外，一些新型气调包装材料受成本和研发进展，推广应用也受到较大限制。而聚乙烯材质的自发气调包装安全、成本低、操作简单，可大范围推广应用。目前市售的保鲜膜种类繁多，因此，本研究选择4种不同的保鲜膜处理番茄，研究膜内气体体积分数以及其对番茄的质构、色差、营养和丙二醛的影响，来确定保持番茄常温货架品质的最佳保鲜膜，以期为生产实践提供一些理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

番茄采自河北青县，处于后熟期，直接运到实验室处理。PE20：O2和CO2渗透系数分别为7150、23500 mL/(m2·d·atm)，透湿率 5.51 g/(m2·d)（20 ℃、RH50%，下同）。PE30：O2和CO2渗透系数分别为4767、15667 mL/(m2·d·atm)，透湿率 3.67 g/(m2·d)。PE50：O2和CO2渗透系数分别为 2860、9400 mL/(m2·d·atm)，透湿率 2.2 g/(m2·d)。WK：O2和 CO2渗透系数分别为248000、256000 mL/(m2·d·atm)，透湿率 13.4 g/(m2·d)。

氢氧化钠（天津风船公司）；硫代巴比妥酸（天津科丰公司）；三氯乙酸、抗坏血酸、盐酸（天津光复公司）。

1.2 仪器与设备

PBI Dansensor残氧仪（丹麦丹圣公司）；TA.XT.Plus物性仪（英国SMS公司）；PAL-1便携式手持折光仪（日本Atago公司）；GMK-835N酸度测定仪（韩国G-WON公司）；3-30K高速冷冻离心机（德国Sigma公司）；UV-1780紫外可见分光光度计（日本岛津公司）；SSN-22温湿度记录仪（深圳宇问公司）；WR-18色差仪（深圳威福公司）。

1.3 方法

1.3.1 处理方法

挑选大小均匀、成熟度一致、无病虫害、无机械损伤的番茄，分别装入厚度为20 μm的PE膜（PE20）、30 μm的PE 膜（PE30）、50 μm的PE 膜（PE50）和20 μm的PE微孔膜（WK）中，每袋大约5 kg，扎口，并设置不包装的对照组，于（25±1）℃、RH50%下贮藏。每2 d取一次样。

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 氧气和二氧化碳体积分数

用PBI Dansensor残氧仪测定，记录数值，单位为%。

1.3.2.2 失重率

每个处理取3袋定期进行称重计算失重率，单位为%。

式中：m0为贮藏前质量，kg；m1为贮藏后质量，kg。

1.3.2.3 硬度

利用P/2柱头（Φ=2 mm）对10个番茄进行穿刺测试，每个番茄在中部穿刺 3次，测前速率为 5.0 mm/s，测试速率为2.0 mm/s，穿刺深度为10 mm，单位为N。

1.3.2.4 色差

每个处理取10个番茄定期测定色差，取平均值。

1.3.2.5 可溶性固形物含量

使用6层纱布对打浆后的5个番茄进行过滤，倒入适量滤液，用PAL-1便携式手持折光仪测定，单位为%。

1.3.2.6 可滴定酸含量

使用6层纱布对打浆后的5个番茄进行过滤，吸取滤液0.306 mL，加入盛有30 mL蒸馏水的测定瓶中，用GMK-835N酸度测定仪测定，单位为%。

1.3.2.7 维生素C含量

参考马宏飞等[11]的方法并稍作修改。称取10.00 g样品于研钵中，加入10% HCl 10 mL，匀浆，用蒸馏水定容至25 mL，混匀离心。取1.0 mL上清液，放入盛有2.0 mL 10% HCl的容量瓶中，用蒸馏水定容至25 mL，摇匀。以蒸馏水为空白，在243.4 nm处测定其吸光度。单位为mg/100 g。

1.3.2.8 丙二醛含量

参考曹建康等[12]的方法并稍作修改。称取5.00 g样品于研钵中，加入10 mL、100 g/L TCA溶液，研磨匀浆后离心。取2.0 mL上清液，加入2.0 mL、6.7 g/L TBA溶液，在沸水浴中水浴20 min，冷却至室温后测定450、532和600 nm处的吸光度，空白管加入2.0 mL、100 g/L TCA溶液代替上清液。单位为μmol/g。

式中：c为反应混合液中丙二醛浓度，μmol；V为样品提取液总体积，mL；Vs测定时所取样品提取液体积，mL；m为样品质量，g。

1.4 数据分析

所有试验均重复3次，使用SPSS 17.0软件进行方差分析和显著性分析，显著性分析采用Tukey-Kramer方法，p＜0.05表示差异显著，使用Origin 8.5软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同保鲜膜内氧气和二氧化碳的体积分数

图1 不同保鲜膜内二氧化碳的体积分数Fig.1 The volume fraction of carbon dioxide in different preservative film

图2 不同保鲜膜内氧气的体积分数Fig.2 The volume fraction of oxygen in different preservative film

由图1和2可看出，整个贮藏期，膜内的氧气体积分数呈现先下降后上升再下降的趋势，二氧化碳体积分数呈现先上升后下降再上升的趋势。与其他处理相比，微孔膜的氧气体积分数较高，在17%左右；二氧化碳体积分数较低，在1.5%左右。从第10 d开始，各处理二氧化碳体积分数开始升高，氧气体积分数开始降低，可能由于膜内的番茄开始腐烂导致呼吸作用加强。

2.2 不同保鲜膜处理对番茄失重率的影响

由图3可看出，整个贮藏期，5个处理的失重率呈现逐渐上升的趋势。对照组的失重率高于其他处理，在第6 d，分别是PE20、PE30、PE50和微孔膜的8.92、21.08、25.28和8.22倍，表明保鲜膜处理可以延缓番茄的质量损失。保鲜膜处理中，微孔膜内的失重率比其他保鲜膜高，在第10 d，微孔膜与其他保鲜膜处理差异不显著（p＞0.05），可能由于微孔膜的透湿率较高，有利于水分蒸发。与此相似，李云云等[13]研究了微孔膜包装对双孢蘑菇贮藏品质的影响，表明微孔膜虽然会促进质量损失的增加，但是抑制硬度、TSS和 Vc含量的降低。

图3 不同保鲜膜处理对番茄失重率的影响Fig.3 Effects of different preservative film on the weight loss rate of tomato

2.3 不同保鲜膜处理对番茄硬度的影响

图4 不同保鲜膜处理对番茄硬度的影响Fig.4 Effects of different preservative film on the firmness of tomato

硬度是衡量果蔬商品性的重要标准，贮藏期果实的硬度与呼吸代谢、酶活性变化、激素调节以及温度等方面密不可分[14]。这些方面导致番茄可溶性果胶和不溶性果胶的含量变化，直接影响番茄的硬度[15]。由图4可看出，整个贮藏期，5个处理的硬度呈现逐渐下降的趋势。贮藏前期，各个处理的硬度下降较快，在第4 d，对照组、PE20、PE30、PE50和微孔膜分别下降了26.81%、19.96%、24.19%、24.19%和14.31%。对照组的硬度低于其他处理，表明保鲜膜处理可以保持番茄的硬度。微孔膜的硬度高于其他处理，可能是由于抑制了果胶和纤维素的分解，保持了硬度。在第4 d，微孔膜与其他处理存在显著差异（p＜0.05），分别是对照组、PE20、PE30和PE50的1.17、1.07、1.13和1.13倍。与此相似，Li等[16]研究表明0.5 μL/L 1-MCP结合微孔膜处理可以保持莱阳梨的硬度。

2.4 不同保鲜膜处理对番茄色差的影响

图5 不同保鲜膜处理对番茄亮度的影响Fig.4a Effects of different preservative film on the lightness of tomato

图6 不同保鲜膜处理对番茄色差a*的影响Fig.4b Effects of different preservative film on the color a*of tomato

由图5可看出，整个贮藏期，5个处理的亮度呈现逐渐下降的趋势。对照组的亮度低于其他处理，表明保鲜膜处理可以保持番茄的亮度。微孔膜的亮度高于其他处理，在第2、4 d，与其他处理存在显著差异（p＜0.05），表明微孔膜可以较好地保持番茄的亮度，可能由于微孔膜延缓了番茄果实的成熟，使番茄红色增加的程度降低，从而保持了番茄的亮度。

由图6可看出，整个贮藏期，5个处理的色差a*呈现逐渐上升的趋势。当a*大于0时，表明番茄颜色偏红。对照组的a*高于其他处理，表明保鲜膜处理可以延缓番茄果实的成熟，使番茄红色增加的程度降低。在第2 d，对照组的a*分别是PE20、PE30、PE50和微孔膜的1.07、1.06、1.04和1.11倍。微孔膜的a*低于其他处理，在第 10 d，与其他处理存在显著差异（p＜0.05），表明微孔膜可以较好地延缓番茄的成熟。与此相似，在李方等[17]的研究中，表明微孔膜可以调节袋内氧气含量，抑制菠菜呼吸作用，维持菠菜较好的色泽。

2.5 不同保鲜膜处理对番茄TSS含量的影响

图7 不同保鲜膜处理对番茄TSS含量的影响Fig.7 Effects of different preservative film on the content of TSS of tomato

番茄可溶性固形物主要由可溶性糖和有机酸等营养成分组成，是衡量番茄品质的一个重要指标[18]。由图7可看出，整个贮藏期，5个处理的可溶性固形物含量均呈现逐渐下降的趋势。对照组的可溶性固形物含量总体上低于保鲜膜处理，表明保鲜膜处理可以抑制番茄可溶性固形物含量的降低。微孔膜处理的可溶性固形物含量高于其他处理，在第4 d，与其他处理存在显著差异（p＜0.05）。贮藏前期可溶性固形物含量下降较快，前4 d，对照组、PE20、PE30、PE50和微孔膜分别下降了 14.60%、12.00%、11.40%、14.00%和6.60%，可能是由于微孔膜内的气调环境可以更好地抑制番茄的呼吸作用，从而使可溶性固形物消耗减少。与此相似，Singh等[19]研究表明0.03 mm的微孔膜可以保持百香果的可溶性固形物和可滴定酸含量。

2.6 不同保鲜膜处理对番茄TA含量的影响

图8 不同保鲜膜处理对番茄TA含量的影响Fig.8 Effects of different preservative film on the content of TA of tomato

可滴定酸是评价果蔬品质的重要指标之一。贮藏期有机酸含量的分解代谢与呼吸作用有关[20]。由图 8可看出，整个贮藏期，5个处理的可滴定酸含量均呈现逐渐下降的趋势。对照组的可滴定酸含量低于保鲜膜处理，微孔膜处理的可滴定酸含量高于其他处理，表明保鲜膜处理可以抑制番茄可滴定酸含量的下降，其中，微孔膜的效果最好，可能是由于微孔膜处理抑制了呼吸作用，从而使可滴定酸消耗减少。贮藏前期，可滴定酸含量下降较快，前2 d，对照组、PE20、PE30、PE50和微孔膜分别下降了34.19%、17.73%、25.05%、28.70%和11.88%。在整个贮藏期，微孔膜处理的可滴定酸含量均显著（p＜0.05）高于其它处理。

2.7 不同保鲜膜处理对番茄Vc含量的影响

图9 不同保鲜膜处理对番茄Vc含量的影响Fig.9 Effects of different preservative film on the content of Vc of tomato

维生素C不但是果实的重要营养成分之一，同时也是清除果实内活性氧的重要抗氧化剂[21]。由图7可看出，整个贮藏期，5个处理的Vc含量均呈现逐渐下降的趋势。对照组的Vc含量低于其他处理，微孔膜Vc含量高于其他处理，表明保鲜膜处理可以抑制番茄Vc含量的下降，其中微孔膜的效果最好，可能是由于微孔膜内合适的气调环境抑制了活性氧的产生，组织内清除活性氧而消耗的抗坏血酸减少。与此相似，Rai等[22]研究表明微孔膜能更好地维持黑莓的抗坏血酸含量。贮藏前期，Vc含量下降较快，前4 d，对照组、PE20、PE30、PE50和微孔膜分别下降了 23.22%、19.28%、21.24%、20.95%和15.80%。第4、6和8 d，微孔膜处理的Vc含量显著（p＜0.05）高于其他处理。

2.8 不同保鲜膜处理对番茄丙二醛含量的影响

MDA是膜脂过氧化的产物，因此可以用来衡量膜脂过氧化程度[23]。由图10可看出，整个贮藏期，5个处理的丙二醛含量均呈现上升的趋势。对照组的丙二醛含量高于保鲜膜处理，表明保鲜膜处理可以抑制番茄丙二醛含量的积累，降低细胞膜的损伤。微孔膜的丙二醛含量低于其他处理，对抑制丙二醛的积累具有较好的效果，可能是由于微孔膜内合适的气调环境抑制了自由基的产生，从而使膜脂过氧化程度降低。在第10 d，微孔膜处理显著（p＜0.05）低于其它处理，对照组的丙二醛含量分别是PE20、PE30、PE50和微孔膜的1.14、1.13、1.10和1.17倍。与此相似，在荆红彭等[24]的研究中，表明微孔膜可以调节袋内氧气和二氧化碳含量，抑制丙二醛的积累。

图10 不同保鲜膜处理对番茄MDA含量的影响Fig.10 Effects of different preservative film on the content of MDA of tomato

3 结论

本研究选择4种不同的保鲜膜处理番茄，研究膜内气体体积分数以及其对番茄的质构、色差、营养和丙二醛的影响，来确定保持番茄常温货架品质的最佳保鲜膜。结果表明，微孔膜的氧气体积分数较高，在17%左右；二氧化碳体积分数较低，在1.5%左右。在第10 d，微孔膜的失重率与其他保鲜膜处理差异不显著（p＞0.05）；在第 4 d，硬度显著（p＜0.05）高于其它处理；在第2、4 d，亮度显著（p＜0.05）高于其他处理；在第10 d，a*显著（p＜0.05）低于其他处理；在第4 d，可溶性固形物、可滴定酸和维生素C含量显著（p＜0.05）高于其他处理；在第10 d，丙二醛含量显著（p＜0.05）低于其它处理。微孔膜处理可以保持番茄的硬度，维持番茄较好的色泽，保持番茄的TSS、TA和Vc含量，抑制番茄丙二醛的积累，对番茄具有良好的保鲜效果。

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