不同硅窗面积气调包装对蒜薹贮藏期间品质的影响

张晶琳，王永江，杨相政，费溧锋，刘海东，陈存坤，班兆军，，*

（1.浙江科技学院生物与化学工程学院，浙江省农产品化学与生物加工技术重点实验室，浙江省农业生物资源生化制造协同创新中心，浙江杭州310023；2.中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东济南250014；3.天津捷盛东辉保鲜科技有限公司，天津300300；4.国家农产品保鲜工程技术研究中心天津市农产品产后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津300384）

蒜薹（garlic bolt），又称蒜毫，是从大蒜中抽出的花茎。在我国南北各地均有种植，其中山东、江苏、河北、河南是蒜薹的主产区，是我国目前蔬菜冷藏业中贮藏量最大、贮藏期最长的蔬菜品种之一[1]。蒜薹富含大量维生素、矿物质、纤维素及大蒜素，其中大蒜素具有强的抗癌杀菌作用[2]，深受百姓和消费者的喜爱。自发气调包装主要利用薄膜包装和被包装园艺产品自身的呼吸作用使包装内的氧气和二氧化碳处于一种动态平衡状态来实现抑制园艺产品呼吸和水分蒸发、延缓生理代谢、减少病原微生物侵染和贮藏损失、延长贮藏期的包装技术[3]，已经在众多果蔬（如灵武长枣、白灵菇、鲜切菠萝蜜、樱桃等[4-7]）的贮藏保鲜中有所报道和应用。硅橡胶膜具有优良的选择透气性，且具有较大的CO2和O2的透气比，对CO2的透过率是O2的5倍～6倍，是N2的12倍。在果蔬保鲜中，镶嵌硅窗的保鲜袋能更好的调控包装内气体组成，防止果蔬无氧呼吸及抑制有害气体（CO2、C2H4、乙醛等）的累积[8]。已经有研究发现，硅窗自发气调包装在青椒、赛买提杏和茶树菇贮藏过程中具有良好的保鲜效果[9-11]。

本研究为中试性试验，模拟实际生产应用中的方法和处理，处理量较大。以享有“天下第一蒜”、“大蒜之乡”的商河蒜薹为试材，以嵌有不同硅窗面积的聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）保鲜袋包装贮藏，研究了100 d内不同硅窗面积包装袋内O2和CO2的含量、蒜薹的可溶性固形物含量、维生素C含量、失重率、叶绿素含量、呼吸速率和感官评价等指标的影响。本研究旨为确定蒜薹保鲜膜包装时采用的最佳硅窗面积，为蒜薹采后产地、销地和贮地大规模贮藏提供理论指导，以减少蒜薹采后的损耗。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

蒜薹采自山东省商河一管理良好的田地，采收标准为总薹苞下部变白，蒜薹顶部向下弯曲。于晴天的中午（主要由于植株体内膨压下降，假茎松软，蒜薹韧性增强，容易抽出）采用手拔的方法进行采收，采后立即运抵实验地点，及时进行分选和整理，挑选薹条均匀、完整无畸型、色泽鲜绿、质地脆嫩、薹苞不膨大，基部不老化，长度在30 cm以上，不萎缩、不糠心、无病斑、无伤害、无霉烂变质的蒜薹进行捆扎。

氢氧化钠、氯化钡、草酸、乙醇、丙酮（均为分析纯）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；抗坏血酸、2，6－二氯靛酚钠盐（分析纯均为）：上海润捷化学试剂有限公司。

checkpoint手持气体分析仪：丹麦PBI-Dansensor公司；PAL-1手持数显折光仪：日本atago公司；UV-5500（PC）型紫外可见分光光度计：上海元析仪器有限公司；YP502N电子天平：上海精科天美仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理

所有蒜薹在分选捆扎后利用济南果品研究院自主研发的防霉保鲜剂处理阴凉处晾干，贮藏用的冷库提前已做消毒杀菌处理，入库后分别装入镶嵌有面积为50 cm2（MA1）、60 cm2（MA2）、66 cm2（MA3）、78 cm2（MA4）、89 cm2（MA5）硅橡胶膜的蒜薹专用透湿保鲜袋中，于0℃敞口预冷24 h，然后扎口贮存于0℃，相对湿度85%～95%的环境下。每袋15 kg，每个处理18袋，设3次重复。其中蒜薹专用透湿保鲜袋（聚氯乙烯）的规格为65 cm×110 cm，硅橡胶膜对于氧气、二氧化碳的透过率经国家农产品保鲜工程技术研究中心测定分别为5.8×105cm3/（m2·bar·d）和2.6×106cm3/（m2·bar·d），透过比约为 1 ∶4.5。

1.2.2 测定项目与方法

1）保鲜袋内O2和CO2的含量：使用checkpoint手持气体分析仪测定。每个处理随机选取3袋进行气体含量检测（0、1、3、5、7、15、30、45、60、75、90 d）。

2）失重率：采用称重法[12]测定，每处理随机抽取3袋的蒜薹样品约1 500 g进行生理指标检测和感官评定其生理生化指标。

3）可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量：分别取蒜薹样品的根部、中部、去薹苞的顶部进行混合并榨汁，榨汁后用PAL－1手持数显折光仪测定。

4）维生素C（VC）含量：榨汁后用4层纱布进行过滤，使用2，6－二氯酚靛酚滴定法测定。

5）叶绿素含量：参照ZOU等[13]方法，采用分光光度计在波长663 nm和645 nm处分别比色测定吸光度值，即得到叶绿素a和叶绿素b的浓度，而后计算叶绿素总量。

6）呼吸速率测定：采用静置法[14]，结果以mg/（kg·h）表示。

7）感官评价：由8人组成的品评小组人员评判各处理的感官变化，以色泽、霉变、薹条糠化、薹苞膨大、薹稍黄萎和薹条腐烂作为评价指标[15]，分为4级，总分10分。具体评分标准参照表1。

表1 蒜薹感官分析评价标准Table 1 Standard for sensory quality evaluation of garlic bolt

1.3数据处理与分析

试验重复3次，利用Microsoft Excel计算平均值，利用SAS统计软件处理系统进行Duncan’s多重差异显著分析。采用单向方差分析法，p＜0.05表示差异显著，图中竖线代表标准误，相同字母表示差异不显著。

2 结果与讨论

2.1 氧气及二氧化碳含量

不同硅窗面积对包装内O2和CO2含量的影响见图1。

图1 不同硅窗面积对包装内O2和CO2含量的影响Fig.1 Effect on the content of CO2and O2in the package with different area of silicon-window

O2及CO2含量可以影响果蔬新陈代谢及呼吸作用速率，O2含量过高及CO2含量过低会加快果蔬内部营养物质的氧化分解，O2含量过低及CO2含量过高会引起果蔬无氧呼吸发酵产生酒精，因此适当的O2及CO2含量对果蔬保鲜有重要作用[16]。陈萍[17]在气调贮藏对蒜薹品质的影响的研究中发现蒜薹具有较强的耐CO2的能力，且发现O2体积分数为8%，CO2体积分数在7%的条件下，能较好地保持蒜薹的新鲜度，抑制蒜薹的腐烂。之前在赛买提杏[10]、茶树菇[11]及藜蒿[18]的研究中已经证实硅窗可以有效调节包装袋内气体组成。由图1可知：随着贮藏时间延长，O2含量先下降后上升，CO2含量先上升后下降；在贮藏过程中，O2含量均保持在2.2%～12.7%之间，CO2含量均保持在2.2%～6.1%之间，说明整个贮藏期内O2和CO2含量均较为理想；贮藏期间，MA4组CO2含量一直处于最高，O2含量一直处于最低最接近蒜薹最佳贮藏气体环境。说明硅窗蒜薹专用保鲜袋具有较好的气体通过率，由于产地不同的蒜薹，品质差异较大，对硅窗和气体透过性要求也有差别，选择适宜硅窗面积包装可以有效调节包装内气体组成，保证蒜薹贮藏期间良好的气体比例并实现动态平衡，从而减少生产实践中的人工成本。

2.2 呼吸速率

不同硅窗面积对蒜薹呼吸速率的影响见图2。

图2 不同硅窗面积对蒜薹呼吸速率的影响Fig.2 Effect on respiration rate of garlic bolt with different area of silicon-window

呼吸速率是判断果蔬呼吸作用强度的标志，呼吸速率越高，说明呼吸作用越强，营养物质消耗速率越快，果蔬的贮藏期越短[19]。由图2可知：随着贮藏期延长，5组蒜薹的呼吸速率均呈现先上升后下降的趋势，在贮藏10 d达到最大值；在贮藏期间，MA2组蒜薹的呼吸速率一直处于最高值，MA4组蒜薹呼吸速率相比其他组较低；在贮藏100 d时，与0 d时相比MA4组呼吸速率降低了26.7%，MA2及MA3组仅降低了1.6%和11.2%，说明包装袋的硅窗面积不同对蒜薹的呼吸速率影响不同，硅窗面积为78 cm2的保鲜透湿袋包装可以有效抑制蒜薹的呼吸作用，减小蒜薹的呼吸速率，延长蒜薹的贮藏期。这与陈小红[18]、李铁华[11]、许牡丹[8]及王英[10]的研究结果类似，硅窗可以减缓果蔬的呼吸速率，且硅窗面积不同对呼吸速率抑制强度不同，因此果蔬贮藏应该选择适宜面积硅窗包装。

2.3 抗坏血酸（VC）含量

不同硅窗面积对蒜薹VC含量的影响见图3。

VC广泛存在于果蔬组织中，属于体内重要的非酶促活性氧清除系统，具有清理代谢产生的自由基和抗氧化作用，从而延缓果蔬衰老进程[20]。由图3可知，随着贮藏期的延长，5组蒜薹的VC含量均逐渐下降，在贮藏前期（10 d），MA1组能够保持较高的VC含量，但在贮藏中后期，相比其他组，仅MA4组能够保持较高的VC含量；贮藏100 d，MA4组蒜薹仍然含有9.52 mg/100 gFW，比MA5组高出1.21 mg/100 gFW。说明硅窗涂覆面积为78 cm2的保鲜膜包装蒜薹，可以保持蒜薹高的VC含量，提高蒜薹自身的还原能力，延缓蒜薹的氧化及衰老。类似结果在硅窗保鲜武灵长枣[8]、番茄青椒[9]以及茶树菇[11]等的研究中已被报道。

图3 不同硅窗面积对蒜薹VC含量的影响Fig.3 Effect on the VCcontent of garlic bolt with different area of silicon-window

2.4 叶绿素含量

不同硅窗面积对蒜薹叶绿素含量的影响见图4。

图4 不同硅窗面积对蒜薹叶绿素含量的影响Fig.4 Effect on the chlorophyll content of garlic bolt with different area of silicon-window

叶绿素是绿色植物中主要的天然色素成分之一，其含量的多少主要影响植物色泽的深浅。叶绿素物理性质很不稳定，极易受到光、酸、碱、氧气等因素影响而分解[21]。由图4可知：随着贮藏时间延长，叶绿素含量均呈不同程度的下降趋势；整个贮藏期间，MA3和MA4两组蒜薹的叶绿素含量相对于其他包装处理其叶绿素含量较高；在贮藏40 d时，MA4组蒜薹叶绿素含量为0.168 mg/gFW，相比0 d时仅下降了4%，而MA1及MA5两组蒜薹在贮藏10 d时叶绿素含量仅为0.160 mg/gFW和0.156 mg/gFW，与0 d相比分别下降了12.1%和11.9%，贮藏末期时分别下降了45.6%和40.7%。说明保鲜袋镶嵌硅窗的面积不同，对蒜薹的叶绿素含量有显著影响（p＜0.05），主要原因可能是硅窗面积不同，导致包装内O2含量不同，从而导致叶绿素分解速率有快慢之分，Tiehua Li等[16]对绿芦笋硅窗气调研究中，已经证明O2与CO2含量1∶2比含量为1∶1可以更有效延缓叶绿素降解。在本试验中镶嵌硅窗面积78 cm2的保鲜透湿袋在抑制叶绿素降解方面有较好的效应。

2.5 失重率

不同硅窗面积对蒜薹失重率的影响见图5。

图5 不同硅窗面积对蒜薹失重率的影响Fig.5 Effect on weight loss of garlic bolt with different area of silicon-window

失重率是衡量果蔬失水程度及呼吸代谢程度的一项重要指标，失重率越高，含水量越低，营养物质消耗速率越快，导致蒜薹易出现萎缩，不易断裂等现象，感官品质越差[9]。由图5可知：贮藏前10天各组无显著差异（p＞0.05），随着贮藏时间延长，各组蒜薹的失重率均逐渐上升；硅窗面积的增加与失重率增加呈正相关。MA1及MA2组蒜薹在贮藏期内失重率呈正比例上升；MA3、MA4及MA5 3组失重率在贮藏前期快速上升，贮藏后期增长缓慢且数值相差较小，在100天时3组无显著差异，5组蒜薹的失重率均保持在8.25%以内，最大仅相差1.23%，说明自发气调包装可以适当抑制蒜薹的失重（水）率。本试验中硅窗面积大小不同对失重率的增加无显著影响（p＞0.05）。同样，在藜蒿[18]、番茄及青椒[9]的保鲜过程中，适宜面积的硅窗包装可以延缓其失重率的上升，有助于延长其贮藏期，提高其商业价值。

2.6 可溶性固形物（TSS）

不同硅窗面积对蒜薹可溶性固形物的影响见图6。

可溶性固形物（TSS）是指可溶于水的糖、蛋白、酸、维生素、矿物质等，贮藏期果蔬代谢活动的消耗可引起TSS含量减少，引起果蔬的营养价值降低，从而影响果蔬的货架期[22]。已经有研究表明，硅窗气调包装可以延缓茶树菇[11]、番茄[9]、青椒[9]及赛买提杏[10]等果蔬的TSS含量的降低，有效的保持果蔬的食用品质，延长货架期。由图6可知：随着贮藏期延长，可溶性固形物含量呈现变化幅度较小，整体呈先上升后降低的趋势，但是整体变化幅度较小；5组处理贮藏期内TSS含量均在12%～15.2%之间，MA4组处理在贮藏期TSS含量下降最小，100 d与0 d相比仅减少了1.1%，而MA1组则下降了 14.14%；贮藏末期（100 d），MA4组蒜薹TSS含量显著高于其他组（p＞0.05），说明采后蒜薹经适宜面积硅窗保鲜膜包装能减弱蒜薹的呼吸作用，减少TSS的消耗，使蒜薹代谢活动趋于缓慢，延缓大分子物质转化速度和进程。

图6 不同硅窗面积对蒜薹可溶性固形物的影响Fig.6 Effect on TSS content of garlic bolt with different area of silicon-window

2.7 感官品质

不同硅窗面积对蒜薹感官评分的影响见图7。

图7 不同硅窗面积对蒜薹感官评分的影响Fig.7 Effect on sensory evaluation content of garlic bolt with different area of silicon-window

蒜薹感官评分主要依据色泽、霉变、薹条糠化、薹苞膨大、薹稍黄萎和薹条腐烂6个指标来进行评价[15]。满分为10分，分数越高表明蒜薹的商品价值及可接受度越高。由图7可知：随着贮藏时间延长，感官品质逐渐降低；贮藏10 d，5组蒜薹感官评分变化较小，皆在9.7分以上，差异不显著（p＞0.05），但随着贮藏期延长，MA1、MA2及MA5 3组蒜薹感官评分显著下降（p＜0.05），100 d时感官评分均在8.6分以下；在整个贮藏期间MA3及MA4组蒜薹感官评分一直维持在较高的水平，均在9.1分以上；整个贮藏期间MA4组蒜薹的感官评分最高，与0 d相比，100 d时感官评分仍为9.3分，比MA1组高出了1.3分。说明适宜硅窗面积的保鲜透湿袋对于蒜薹的保鲜作用最佳，有助于长期维持蒜薹高的感官品质及商品价值。Li等[23]对蘑菇硅窗自发气调及温度对其抗氧化体系及质量影响研究中，已经证明硅窗可以保持其外观，硬度和气味，增加感官评分，延长货架期[23]。

3 结论

蒜薹采后目前较多使用蒜薹专用透湿保鲜袋（65 cm×110 cm）进行保鲜包装，为了提高保鲜效果，研究了镶嵌不同面积的硅窗对蒜薹的生理生化指标及感官指标的影响，寻找最佳硅窗面积来延长蒜薹货架期。研究发现：

1）硅窗面积不同，包装袋内气体组成有显著差别，且对蒜薹的生理生化指标变化有显著影响，尤其是对叶绿素含量影响有显著差别。

2）本试验最佳硅窗面积为78 cm2，此时蒜薹的叶绿素含量、TSS含量、VC含量及感官评分最高，呼吸速率最低且具有最适合蒜薹贮藏的气调环境，可以提高商品价值，延长货架期，有利于长时间的贮藏。

3）硅窗气调能够有效控制蒜薹的失重率，试验贮藏100 d失重率仍在8.25%以下，说明硅窗气调可以延长蒜薹贮藏期。

本试验为硅窗气调在果蔬保鲜方向的研究提供了科学及理论的指导，更为蒜薹采后流通和保鲜实践提供理论基础。