鲜切芹菜自发气调包装的筛选

冯岩岩 ， 王庆国

（1.山东营养源食品科技有限公司，山东 济南 250000；2.山东农业大学 食品科学与工程学院，山东 泰安 271000）

芹菜富含多种营养成分和微量元素，是高纤维、高营养价值的蔬菜[1-2]。食用后经消化作用会产生一种木质素或肠内脂物质，而且芹菜本身富含黄酮类化合物，所以常吃芹菜，尤其是吃芹菜叶，对预防高血压、高血脂、动脉硬化等十分有益[3-4]。但通常购买后放置时间稍长，芹菜就会变黄，水分减少[5]，且食用时需要自己摘叶，切割。

鲜切芹菜以新鲜、卫生、方便、快捷的特点深受消费者的欢迎[6]，但切割后由于组织受到机械损伤，会有大量的营养物质外流，促进微生物的生长繁殖，加速衰老和腐败，从而缩短货架期[7]。目前，鲜切芹菜多采用紫外线杀菌[8]、超声波处理[9]、大豆分离蛋白复合膜处理[10]、茉莉酸甲酯[11]等方法进行，有的效果不好，有的成本较高，有的操作繁琐不利于实际生产应用。通过市场调查发现，鲜切芹菜多采用真空包装、托盘覆膜、直接装袋的方式进行包装，其包装问题一直没有得到很好的解决，因此寻找一种简单、安全、成本较低的芹菜保鲜方法尤为重要。

自发气调保鲜具有操作简单、无毒无害的特点，已在国内外引起高度重视。气调包装在芹菜贮藏保鲜方面的应用，可为芹菜的采后保鲜和包装找到一种切实可行的方法。因此，试验进行了适于鲜切芹菜自发气调包装袋的研究，包括气调窗的类型及面积的筛选，进一步确定自发气调包装袋的O2，CO2透过量指标，以及包装袋的保鲜效果，为鲜切企业提供一定的技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

芹菜，购于山东泰安农贸市场，于4℃的冷库预冷，原料要求新鲜、无黄化、无老化、无腐烂、无机械伤。

包装袋、气调窗，山东营养源食品科技有限公司提供，经实验室和营养源共同筛选，最终确定包装袋的膜材料为2层复合薄膜，厚度为45 μm，该复合薄膜O2和CO2透过速率分别为1.42×102，6.7×102cm3/m2·d·atm，热封温度为180℃，所用的包装袋为25 cm×35 cm；气调窗1：O2和CO2透过速率分别为 5.0×105， 5.0×105cm3/m2·d·atm， 透气比为1∶1；气调窗 2：O2和 CO2透过速率分别为 4.0×105， 1.6×106cm3/m2·d·atm，透气比为 1∶4；次氯酸钠，天津市凯通化学试剂有限公司提供。

1.1.2 仪器与设备

ML204型天平，梅特勒-托利多有限公司产品；手持式气体成分测定仪PBI，丹麦丹圣PBIDansensor集团产品；塑料薄膜封口机，温州市兴业机械设备有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 处理方法

（1）适于鲜切芹菜包装的气调窗初步筛选。芹菜去除黄叶和根等不可食用部分后，于4℃下用清水洗净后，用0.2 mL/L NaClO溶液浸泡5 min，切段，长3～4 cm，清洗后用0.05 mL/L NaClO溶液浸泡5 min，沥水甩干后4℃条件下分别装入对照 （无气调窗）、镶嵌面积分别为1，3 cm2的气调窗1和2的包装袋中，每袋装量1 000 g，每个处理7个重复，分别用热封机封口，于4℃下贮藏。取其中3袋，每天进行感官评价，对袋内气体成分进行测定，并于第10天开袋进行气味和异味的评定；另4袋分别在第4天，第7天各打开2袋进行气味和异味的评定。

（2）适于鲜切芹菜包装的气调窗确认和优化。原料挑选、处理及包装同1.2.1（1），分别装入对照（无气调窗）、镶嵌面积分别为0.5，1.0 cm2的气调窗2的包装袋中，每袋装量1 000 g，共3个处理。

1.2.2 测定项目及方法

（1）感官品质评定。参考Dong T T等人[12]和Ma R Y等人[13]的方法进行感官品质评价。

鲜切蔬菜感官评定见表1。

表1 鲜切蔬菜感官评定

（2）气体成分测定。用PBI气体分析仪测定包装内的O2和CO2浓度，取出待测样品迅速将测试探针插入包装袋内进行抽气测定。测定前在包装上粘一个硅胶密封垫，测定针从密封垫扎入，防止外部空气进入影响测试结果，测定时重复测定数次，待测定值稳定后记录所得数值，结果记为各包装袋内的 O2和 CO2浓度百分比 （%）[14]。测定后使用透明胶带封住针孔。

（3）单位质量蔬菜的自发气调包装气体透过量的计算。

单位质量蔬菜包装膜面积S1（m2/kg）

单位质量果实单位时间的O2透过量Q1（cm3/kg·d·atm）

（4）单位质量果实单位时间的CO2透过量Q2（cm3/kg·d·atm）

式中：l——包装袋的长，m；

d——包装袋的宽，m；

m——样品质量，kg；

2——双面面积；

S3——气调窗面积，m2；

Qa1——包装膜的O2透过率，cm3/m2·d·atm；

Qa2——气调窗的O2透过率，cm3/m2·d·atm；

Qb1——包装膜的CO2透过率，cm3/m2·d·atm；

Qb2——气调窗的CO2透过率，cm3/m2·d·atm。

1.2.3 数据统计分析

用Excel和Sigmaplot统计试验数据并作图，试验结果以平均值±标准差表示。使用SPSS软件进行差异显著性分析，p＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

试验拟通过呼吸自然降氧和气调窗调节，使包装袋中鲜切芹菜处于适宜的呼吸状态，筛选出适宜鲜切芹菜包装的气调窗，以延长其货架期。

2.1 适于鲜切芹菜的气调窗的筛选

2.1.1 不同气调窗对鲜切芹菜包装袋内气体成分的影响

不同气调窗对鲜切芹菜包装袋内气体成分影响见图1。

包装袋内气体含量的多少对包装袋内产品品质具有重要的影响，如O2含量过高或CO2含量过低，会加速鲜切蔬菜营养物质的氧化分解，可能产生过氧化的异味；反之，O2含量过低或CO2含量过高，则会因无氧呼吸产生酒精的气味，因此适宜的气体环境可抑制鲜切蔬菜的呼吸强度延缓衰老，延长货架期[15]，对鲜切蔬菜包装尤为重要。芹菜的最适气体体积分数 O2为 2%～4%，CO2为 3%～5%[16]。 由图 1可知，相同类型的气调窗，面积越大，袋内O2含量越高，CO2含量越低；贮藏前期，对照 （无气调窗）袋内O2含量急剧下降，到第3天降至0，袋内CO2含量逐渐升高，到第3天含量为12.23%，此时已出现无氧呼吸。整个过程中，气调窗1和2的3 cm2的袋内，O2含量都处于13%以上，远远高于芹菜要求的O2含量；与气调窗1的1 cm2相比，气调窗2的1 cm2O2含量在贮藏后期较低，稳定在5.75%，比较接近芹菜最适O2含量。贮藏前期，除气调窗2的3 cm2外，各处理间CO2含量差异不显著，贮藏第3天后，气调窗1的3 cm2和气调窗2的1 cm2变化基本一致，CO2含量为6%～8%，气调窗1的1 cm2袋内CO2含量含量逐渐升高，气调窗2的3 cm2含量基本不变。由此可知，气调窗2的1 cm2的包装袋内气体含量比较接近芹菜的适宜气调包装。结果表明，气调窗包装可调节包装袋内O2和CO2的含量，但因气调窗的类型和面积不同，会产生各处理间间O2和CO2的成分差异，尤其是贮藏后期，而这种差异可能是导致贮藏品质差异的主要原因，这与Jiang A L等人[17]的研究结果一致，原因可能是不同类型和面积的气调窗对O2和CO2的扩散能力差异所致。

2.1.2 不同气调窗对鲜切芹菜包装袋内感官评分的影响

不同气调窗对鲜切芹菜感官评分的影响见图2。

感官品质是判断鲜切产品货架期的重要标准。随着贮藏时间的延长，鲜切芹菜总体感官评价下降，对照贮藏第3天品质劣变，总体评价分值降至4.56分，各处理间变化趋势基本一致，贮藏至第9天仍具有一定的商品价值，第10天开始品质劣变。鲜切芹菜第2天开始失水，随着贮藏时间的延长，失水程度加重，贮藏至第8天，处理失水程度比对照稍严重，但差异不显著。贮藏第5天，鲜切芹菜对照和处理组的切面由于轻微失水导致轻微变色，之后贮藏过程中基本不再发生变化。

气味和异味是影响鲜切芹菜贮藏包装过程中贮藏效果的重要指标。贮藏至第4天，对照袋内由于O2较低，已有无氧呼吸的异味[18]，异味分值为2.67分，且原有的芹菜气味较淡，气味分值为3.00分；随着贮藏时间的延长，包装袋内鲜切芹菜原有气味逐渐变淡，均无异味产生；第7天开袋后均保留有芹菜气味，其中气调窗1和2的1 cm2的袋内芹菜味稍大，且后者气味更浓郁，气味分值分别为4.83分和5.00分；贮藏至第10天，除气调窗2的1 cm2的袋内芹菜味较浓，气味分值为3.89分，其他处理味道较淡，分别为3.11，2.89，2.67分。综上分析气调窗2的1 cm2的包装袋内感官评分最好，延长货架期6 d以上。结果表明，气调窗包装对鲜切芹菜采后贮藏效果影响较明显，尤其是对袋内气味和异味的影响最大，原因可能是气调窗可调节袋内气体组成所致。各处理组间差异，可能是不同类型和面积的气调窗调节气体程度不同所致，造成贮藏品质的差异，这一结果与Mansouri J等人[19]的研究结果一致。

综上所述，综合气体成分、感官、气味、异味等指标，鲜切芹菜在装量为1 kg时，适宜用气调窗2面积为1 cm2的包装袋进行包装，能较好地保持袋内鲜切芹菜品质，解决了贮藏过程中的气味和异味问题，货架期为9 d以上；贮藏后期O2含量稳定在5%～7%，CO2含量稳定在6%～7%，下一步试验需要对此类型包装进行优化和确认。

2.2 适于鲜切芹菜的气调窗的优化和确认

2.2.1 不同气调窗对鲜切芹菜包装袋内气体成分的影响

不同气调窗对鲜切芹菜包装袋内气体成分影响见图3。

气调窗类型相同时，随着气调窗面积增加，包装袋内O2含量升高，CO2含量降低。由图3可知，随着贮藏时间的延长，对照袋内O2急剧降低，贮藏第3天O2含量为0.50%，之后基本趋于平稳；CO2含量呈逐渐上升趋势，贮藏至第7天CO2含量为20.70%。气调窗2的0.5和1 cm2袋内O2含量先降低后趋于平稳，袋内CO2含量先缓慢上升，后趋于平稳。说明鲜切芹菜专用气调包装袋可以有效调节装内气体组成，保证芹菜贮藏期间处于适宜的气体之中并实现动态平衡，这一结果与Li T H等人[20]的结果一致。

2.2.2 不同气调窗对鲜切芹菜包装袋内感官品质的影响

表2 不同气调窗对鲜切芹菜感官评分的影响（7 d）

不同气调窗对鲜切芹菜感官评分的影响 （7 d）见表2。

由表2可知，随着气调窗面积增加，包装中的芹菜味越淡，其中对照 （无气调窗）袋内在第7天产生无氧呼吸产生的酒精味，无芹菜气味，总体评价分值为1.00分；贮藏至第7天，气调窗2的0.5和1.0 cm2的袋内均无异味，保持了最佳的芹菜气味，气味分值分别为4.00分和3.67分；气调窗2的0.5和1.0 cm2袋中的芹菜感官评分基本一致。综合分析，气调窗2的0.5～1.0 cm2袋内鲜切芹菜效果都较好。

表3 包装膜和气调窗气体透过量对芹菜袋内气体成分的影响

2.2.3 适于鲜切芹菜的包装袋透气量计算

通过比较芹菜包装内气体浓度和气体稳定所需要时间，计算气调窗保鲜袋的透气能力，得到气体成分稳定时所对应的包装袋的单位质量芹菜、单位时间透气量。

包装膜和气调窗气体透过量对芹菜袋内气体成分的影响见表3。

由表3可知，每1 kg鲜切芹菜需要选用气调窗2的面积为0.5～1.0 cm2包装袋进行包装，至少延长货架期6 d。其单位质量芹菜、单位时间O2透过量为 0.92×103～1.04×103cm3/kg·d·atm， CO2透过量应为 1.13×103～1.59×103cm3/kg·d·atm， 贮藏后期 O2含量稳定在4.29%～5.47%，CO2含量稳定在7.15%～9.43%，此结果与芹菜的最适气体浓度O2为2%～4%，CO2为3%～5%稍有不同，原因可能与芹菜的品种、成熟度和是否切割等因素都有一定的关系。

3 结论

不同透气率和不同面积的气调窗对鲜切芹菜的贮藏期间品质会产生不同的影响。鲜切芹菜适宜O2和 CO2透过速率分别为 4×105， 1.6×106cm3/m2·d·atm，透气比为1∶4气调窗，每1 kg芹菜需要气调窗的面积为0.5～1.0 cm2，至少延长货架期6 d；综合计算气调窗和薄膜的透气量可知，适于鲜切芹菜包装袋 O2和CO2的透过量应分别为 0.92×103～1.04×103， 1.13×103～1.59×103cm3/kg·d·atm， O2稳定在4.29%～5.47%，CO2稳定在7.15%～9.43%。通过试验筛选出的鲜切芹菜专用气调包装袋可以较好地保持袋内鲜切芹菜的品质，保留袋内原有的鲜切芹菜气味，较好地避免袋内因无氧呼吸而产生异味，这一结果与Zinash A B等人[21]的研究结果一致。因此，鲜切芹菜专用气调包装袋的研制为鲜切企业提供了一定的技术支持。