薄膜包装对模拟运输过程红椒品质的影响

张雷刚，周宏胜，胡花丽，孙玉东，罗德旭，黄建国，李鹏霞*

(1.江苏省农业科学院 农产品加工研究所，江苏 南京 210014; 2.江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所，江苏 淮安 223001；3.江苏省淮安市金湖县农业技术推广中心，江苏 金湖 223001)

红椒属茄果类蔬菜，富含胡萝卜素、维生素等营养元素。淮安红椒是淮安地区广泛种植的蔬菜品种，经过近30年的发展已成为江苏省一大特色蔬菜，其果色鲜艳、果肉厚，深受市场欢迎并成功注册为中国地理标志产品。目前，淮安红椒大棚设施化栽培面积达2万hm2以上[1]，年产量超过30万t[2]，社会和经济效益显著，由此带动的设施蔬菜产业成为农民增收、农业增效的重要途径。

蔬菜从采收到销售的各个环节均会受到各种形式的机械损伤，包括震动、碰撞、挤压等，造成感官品质下降、营养成分流失等问题[3]。此外，机械伤导致的生理代谢紊乱促进了微生物侵染和衰老，导致蔬菜采后流通过程中损耗严重，经济损失巨大。数据表明，我国蔬菜采后各个环节中因为机械损伤而造成的损失在25%～45%[4]。红椒水分含量较高，质地中空，在运输过程中容易因挤压、碰撞造成机械损伤，引起品质下降[5]。因此，在红椒运输过程中引入适宜的包装材料，是降低机械损伤的有效途径。

包装是果蔬采后贮运保鲜的重要措施，已被广泛应用于我国果蔬采后中长途运输及电商物流环节[6]。模拟运输评估不同包装方式对果蔬机械损伤的防护效果，是目前果蔬贮运流通中具有实际价值的研究之一。使用适宜的减震包装材料来减少运输过程中的机械损伤很有必要[7]。潘俨等[8]通过建立与实际冷藏运输相近的三轴向振动和温度条件，发现模拟运输振动加快了冷藏鲜杏的后熟和品质劣变，应选择适宜贮运的成熟度采收果实并更换包装，以降低损耗；申江等[9]通过对胡萝卜、黄瓜、番茄、甜椒4种果蔬模拟公路冷藏运输表明，运输过程中的振动变化对果蔬影响显著，较大的振动会对蔬菜带来比较严重的机械损伤，建议冷藏运输车应加强防振设施；程曦等[10]研究了不同振动时间和不同包装方式对杏果实模拟汽车运输过程中品质的影响，发现网套包装能有效减轻运输过程中振动胁迫对杏果实品质的不良影响，能较好地保持杏果实品质。目前生产中红椒的运输主要采用薄膜包装袋包装后装入纸箱。前期我们探索了不同聚乙烯薄膜包装材料对采后红椒贮藏品质的影响，筛选得到的P1包装材料能维持采后红椒较好的静态贮藏品质[11]，但其在运输过程中的减损效果尚未得到验证。本研究以红椒流通销售中常用的包装材料为对照，对比P1处理对红椒模拟运输后的贮藏效果，从而为保障红椒品质提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

“先红一号”红椒，采自江苏淮安现代农业高新科技园，采后2 h内运回实验室，挑选大小均匀、成熟度一致、无机械损伤的红椒备用。

0.01 mm聚乙烯袋(P1)购自天津市国家农产品保鲜工程技术研究中心，普通红椒包装袋(CK)购自当地红椒物流市场。2种包装袋统一裁成30 cm×36 cm规格。

1.2 试验处理

将红椒随机分成4组，其中2组用P1包装，另2组用CK包装。每组设置6袋重复，每袋内放置8个红椒，每袋红椒重约(800±50)g，将红椒分别装入红椒包装纸箱，将各箱红椒固定于全功能微电脑垂直振动台(模拟公路运输)分别震动4 h和12 h，然后置于20 ℃保存，测定模拟运输后贮藏0、1、4、8、12 d的红椒品质指标(以新鲜红椒采摘当天为第0天，以所有处理模拟振动结束时为第1天)。参照卢立新等[12]的方法，用变频可调幅振动台来实现振动胁迫。振动台模拟随机振动，采用5～55 Hz，强度为15%～45%，5 Hz和55 Hz分别设置1800 s，扫频速度为每分钟1/2个倍频程[7]。

从各处理随机选取8个红椒，从同一部位切下2 cm×2 cm小块用于硬度测定。另外，随机选取12个红椒，切去头尾，将中间部分切成大小均匀的小块后于液氮中冷冻，-80 ℃冰箱保存。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 硬度 将试样置于质构仪P/50探头下进行TPA测定，感应元量程为1000 N。测试参数[11]：测试高度20 mm、测试速度60 mm/min、形变量30%、起始力0.6 N、间隔时间10 s。

1.3.2 可溶性固形物(Total Soluble Solid, TSS)含量 使用ATAGO PAL-1型折光仪测定红椒果肉汁液中TSS含量，用百分比表示，每个处理组测定15次。

1.3.3 腐烂率 参照黎春红等[11]的方法，通过以下公式计算红椒的腐烂率。

1.3.4 感官评价 参照黎春红等[11]的评价标准对红椒的组织质地、色泽、气味、腐烂等情况进行综合感官评价。

1.3.5 VC含量 VC含量采用2,6-二氯靛酚法[13]测定。称取2 g红椒果肉，加20 mL 2%的草酸溶液，研磨匀浆后，离心(10000 r/min、20 min、4 ℃)。取1 mL上清液，用1%草酸溶液将样品液移入50 mL容量瓶中稀释至刻度，摇匀。取20 mL滤液，置于50 mL三角瓶中，用已标定的2,6-二氯靛酚染料溶液滴定，直至溶液呈微红色且15 s不褪色为止，重复3次。同时，以20 mL 2%草酸溶液作为空白对照按同样方法进行滴定。红椒果实中VC含量以mg/100 g表示。

1.3.6 抗氧化相关酶活性 提取样品中的酶液：称量2 g样品经过研磨后加入含有0.1 mmol/L EDTA、4%聚乙烯吡咯烷酮和0.3%曲拉通的50 mmol/L的磷酸缓冲液(pH 7.5)。混匀后离心(10000 r/min、20 min、4 ℃)，取上清液使用。参照黎春红等[11]的方法分别测定样品中 APX(抗坏血酸过氧化物酶)、POD(过氧化物酶)、CAT(过氧化氢酶)、SOD(超氧化物歧化酶)的活性。

1.3.7 丙二醛(MDA)含量 参考程曦等[10]的方法，取5 g样品，加入5%三氯乙酸10 mL，研磨后所得匀浆在3000 r/min下离心10 min,取上清液2 mL，加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸，混合后水浴煮沸30 min冷却后离心，分别取上清液测定450、532、600 nm处的吸光值，计算MDA含量(μg/g)。

1.4 数据的处理及分析

采用Excel 2007软件统计数据，所有数据为3次以上重复试验的平均值±标准误差；采用SPSS 21.0进行数据差异显著性分析，数据处理间差异显著性检验采用Duncan法。

2 结果与分析

2.1 薄膜包装对模拟运输后红椒硬度的影响

硬度反映了红椒果实在模拟运输后贮藏期间的果肉质地变化。如图1所示，模拟运输后红椒硬度略有下降，随着贮藏时间延长呈显著下降趋势。第4天时，CK处理组硬度降低了65%～68%，同期P1处理组硬度下降了45%～51%，显著高于CK(P<0.05)。随后，各处理组红椒硬度开始缓慢下降，但P1处理始终优于CK处理。各处理组模拟运输4 h和12 h之间的差异不显著。可见，P1包装处理延缓了模拟运输后红椒果肉质地的软化进程。

图1 薄膜包装对模拟运输后贮藏期间红椒硬度的影响

2.2 薄膜包装对模拟运输后红椒TSS含量的影响

红椒的呼吸作用消耗自身营养物质，导致运输及贮藏过程中TSS含量的下降，P1处理能显著延缓这种趋势(P<0.05)。如图2所示，模拟震动4 h和12 h以及随后的贮藏期间，红椒TTS含量下降较为平稳，贮藏12 d时分别下降了8%和9%。而CK处理的效果不如P1处理，尤其是第8天之后TSS含量急剧下降，贮藏到第12天时，模拟震动4 h和12 h的处理组TSS含量分别降低了23%和29%。由此可见，使用P1薄膜包装袋能够延缓模拟运输后贮藏期间TSS含量的降低。

2.3 薄膜包装对模拟运输后红椒腐烂率的影响

通过前期研究我们发现，红椒采后贮藏期间果柄发霉是引起品质劣变的重要诱因。对红椒进行模拟运输后红椒的腐烂率如图3所示，由于红椒自身的耐储藏及抗病性，第4天时2种包装的红椒均未见明显腐烂。随后红椒的腐烂率开始急剧上升，在第8天时P1包装袋经过模拟运输4 h和12 h的腐烂率分别为45%和40%，而CK包装袋的腐烂率为65%和80%。第12天时CK包装2组处理的红椒已全部腐烂，而P1包装模拟运输4 h和12 h的腐烂率与CK处理第8天相当，可见使用P1包装可延缓红椒运输后的腐烂。

图3 薄膜包装对模拟运输后贮藏期间红椒腐烂率的影响

2.4 薄膜包装对模拟运输后红椒感官评价的影响

感官评价是采后蔬菜商品性的重要指标之一。随模拟运输后贮藏时间的延长，红椒品质呈逐渐下降趋势(图4)。CK处理的红椒品质劣变较快，第4天时即出现霉变和萎蔫现象，色泽开始变深，至第8天时果柄有一半以上腐烂，包装袋内有明显发酵气味，几乎丧失商品性；P1处理能显著延缓红椒劣变速度，至第8天时除个别出现霉变和失水症状外，整体仍有较好商品性。模拟运输对红椒贮藏感官品质有显著影响，振动12 h的红椒保鲜期明显短于振动4 h处理。综合组织质地、气味、色泽、腐烂情况等品质指标，P1包装处理能延缓模拟运输后贮藏期内红椒的感官品质下降，振动时间越短保鲜效果越好。

图4 薄膜包装对模拟运输后贮藏期间红椒感官评价的影响

2.5 薄膜包装对模拟运输后红椒VC含量的影响

红椒是一种富含VC的蔬菜，采后贮藏期间的VC含量呈显著下降趋势。如图5所示，红椒在模拟运输后第4天的VC含量下降了14%～17%，第8天时下降了18%～22%，第12天时下降了23%～42%，P1处理略好于CK处理。其中，不论哪种包装贮藏期间，模拟振动4 h的红椒VC含量普遍高于振动12 h的，表明红椒运输过程对VC含量的影响较大，贮藏时间越长下降得越快。

图5 薄膜包装对模拟运输后贮藏期间红椒VC含量的影响

2.6 薄膜包装对模拟运输后红椒抗氧化相关酶活性的影响

2.6.1 APX APX是果蔬重要的抗氧化酶之一。模拟运输后贮藏期间，不同包装处理差异较大，P1处理的红椒APX酶活性下降较缓慢，且第8天时有上升趋势，尤其是模拟振动4 h的上升幅度非常显著(P<0.05)；CK处理的红椒APX酶活性下降较明显，且不同模拟运输时间的处理组差异不显著(图6)。可见，P1包装处理能维持红椒较高的APX活性，提高红椒对氧化胁迫的耐受性。

图6 薄膜包装对模拟运输后贮藏期间红椒APX活性的影响

2.6.2 SOD SOD是植物体内活性氧清除酶系统的重要保护酶，其活性下降是生物体衰老的标志之一。如图7所示，模拟运输后的贮藏期间，红椒SOD活性呈降低-升高-再下降的趋势，但P1包装的2个处理组的下降趋势较CK组延迟了4 d左右。模拟振动4 h后的贮藏期间，P1处理的红椒SOD活性显著高于其他处理，尤其在第12天时仍保持着相对较高的活性(P<0.05)。由此可见P1包装对维持红椒SOD活性起到了重要作用。

图7 薄膜包装对模拟运输后贮藏期间红椒SOD活性的影响

2.6.3 POD POD能还原过氧化氢从而降低对植物细胞的损害，延缓衰老。模拟运输对POD活性有诱导作用，模拟运输后贮藏前期(0～4 d)略有下降，随后的贮藏期间均不同程度上升。其中，模拟运输4 h的P1处理能显著提高POD活性，贮藏前期即开始上升，至第8天时达到最高(为新鲜红椒的1.4倍)。模拟运输12 h的P1处理贮藏第8天时POD的活性开始升高，至第12天时达到新鲜红椒活性水平。而CK处理对POD活性的影响较小，模拟运输4 h和12 h处理组均呈缓慢下降趋势，至第12天时有所升高(图8)。可见，P1包装处理能有效提高红椒POD活性，维持红椒活性氧代谢水平。

2.6.4 CAT CAT能有效延缓植物体内H2O2对细胞的氧化作用，是保护自身免受活性氧自由基毒害的重要酶类。如图9所示，模拟运输后的贮藏期间，红椒CAT活性总体呈现下降趋势，P1包装相对延缓了下降速度。无论P1还是CK包装，模拟振动4 h的CAT活性均略高于12 h处理组。可见，P1包装处理能减缓运输后贮藏过程中红椒CAT活性的下降，延缓红椒组织内H2O2对细胞的损伤。

图8 薄膜包装对模拟运输后贮藏期间红椒POD活性的影响

图9 薄膜包装对模拟运输后贮藏期间红椒CAT活性的影响

2.7 薄膜包装对模拟运输后红椒MDA含量的影响

MDA含量是膜脂过氧化程度的指标。由图10可知，模拟运输后的贮藏过程中，红椒MDA含量呈上升趋势，0～4 d时变化幅度较小，随后显著上升。贮藏8 d时MDA含量上升了1.7～2.8倍，贮藏12 d时MDA含量上升了3.2～5.3倍。其中，P1包装能显著延缓贮藏期间MDA的积累速度(P<0.05)。可见，振动胁迫可以显著加速红椒MDA含量的上升，P1包装可明显减缓MDA积累。

3 讨论

3.1 运输引起的伤害对红椒贮藏和货架期具有显著影响

农产品采收到销售环节需要物流运输来衔接。据统计，由于运输过程中的机械损伤造成的果蔬的烂损率达30%[14]，而运输中的振动是造成果蔬损失的主要因素。运输过程中的振动会引起果实的生理变化，导致呼吸强度增加，内部软化，最终引起果实品质衰变，货架期缩短，造成严重的经济损失[15]。新鲜红椒果肉较厚，含水量较高，但经过模拟运输处理后，其感官品质受到显著影响。与我们之前的研究对比发现，采取同样的包装处理，模拟振动过的红椒贮藏至第8天时即失去商品性，而没有机械损伤的红椒贮藏至第12天时仍有较好的商品性[11]。感官评分也能准确反映这一问题：采后直接P1包装的红椒贮藏到第12天时感官评分仍保持8分以上，而模拟运输过的P1包装红椒贮藏至第8天时感官评分已经低于8分(图4)。同时，模拟运输时间与红椒品质下降呈显著正相关，振动造成的机械损伤严重威胁着红椒的贮藏与销售。经过模拟运输后常温条件下极易受到腐生菌和潜伏病原菌的侵染，其中红椒果柄霉变最为严重[11]。同样的包装处理下，经过常规时间的模拟运输(4～12 h)，红椒的腐烂情况比采后直接贮藏的提前了2 d[11]。

图10 薄膜包装对模拟运输后贮藏期间红椒MDA含量的影响

3.2 适宜的薄膜包装能减轻红椒模拟运输后贮藏期间的品质劣变

薄膜包装在果蔬储运过程中发挥着重要作用，能够有效减少失水、褐变、木质化等[16-17]。但不同果蔬的呼吸和生理代谢各不相同，导致其对包装材料的适应性也存在特异性。梁芸志等[18]筛选了不同保鲜膜处理对番茄常温货架品质的影响，发现微孔膜处理可以保持番茄较好的品质。黎春红等[7]将内衬保鲜膜和缓冲材料加以结合，能显著延缓水蜜桃运输期间受到的机械损伤，并能在很大程度上保持运输过程中水蜜桃的各项生理及感官品质。另外，为了在流通中保持鲜切花品质，基于高水蒸气阻隔技术和气调包装技术的包装材料研究也受到越来越多的关注[19]。我们前期研究了不同厚度的聚乙烯薄膜包装材料对红椒的静态保鲜效果，结果发现P1聚乙烯薄膜包装能更好维持采后红椒的贮藏品质。在本研究中，我们进一步证实了这种保鲜包装材料在红椒采后运输中也能发挥作用，有效减轻机械损伤对后期贮藏造成的影响。综上所述，P1包装材料能延缓红椒腐烂、诱导提高抗衰老相关酶的活性，可替代常规包装材料用于物流运输、贮藏及货架期销售过程中，维持红椒较好的品质和商品性。