不同包装材料对真空冷冻干燥杨梅品质影响

胡 霞1,2,,陈林和1,,郑瑶瑶,尹 雯

(1.温州市农业科学研究院,浙江温州 325000; 2.文成县现代农业与康养产业研究院,浙江文成 325000; 3.温州科技职业学院,浙江温州 325000)

杨梅果实色泽艳丽、酸甜可口、风味独特,富含有机酸、维生素、花色苷和多酚等物质,具有较高的食用价值和保健功能[1]。杨梅成熟期集中在高温多雨的梅雨季节,上市集中,常温货架期仅1～2 d,极易霉变腐烂,严重制约了鲜销产业的发展[2]。将新鲜杨梅加工成杨梅干或杨梅粉可大大降低果实的含水率,从而有效地防止产品腐败变质,延长贮藏期,降低包装、贮藏、运输等环节成本。果蔬干燥的方式有很多种,包括风干燥、微波干燥、真空干燥、冷冻干燥、膨化干燥和喷雾干燥等。其中真空冷冻干燥(Vacuum-freeze drying,FD)过程中几乎不存在有效成分的热降解,最大程度地保留了果蔬中的生物活性物质。又可降低新鲜杨梅果实的含水率,从而有效防止产品腐败变质,延长贮藏期,降低贮藏和运输等环节成本[3]。

包装是食品加工的一个重要环节,俨然已成为食品的一部分[4]。如何有效地保持果蔬制品品质、延长货架期是果蔬制品加工过程中需要解决的关键问题。但不同种类的果蔬制品通常因其自身特点需要采用不同的包装技术和形式等。尤其果蔬干制品的保藏期受包装的影响极大,因为一旦包装材料或包装容器不合理,就很容易引起干制品的吸湿回潮甚至变色,从而造成不必要的损失。目前,研究鲜切果蔬包装保鲜研究的很多,但对果蔬干制品研究的甚少。

因此,本文探究3种不同包装材料(铝箔袋、PET塑料瓶和玻璃瓶)对贮存的真空冷冻干燥杨梅的品质影响,比较25 ℃条件下不同包装材料贮存90 d期间的产品品质变化,旨在选择合适的包装形式,以期为干制果蔬产品包装的选择提供理论依据和参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

杨梅 采于浙江省温州本地,属东魁杨梅,约9成熟,选用圆整、肉柱坚挺、无损伤、无霉烂的果实,4 ℃环境贮藏备用;没食子酸标准品 Sigma公司;邻菲罗啉、三氯化铁、磷酸、三氯乙酸、碳酸钠、氯化钾、醋酸及醋酸钠、乙醇(均为分析纯)、福林-酚试剂(生物纯) 上海国药集团化学试剂公司;包装材料 铝箔自封袋(长×宽×厚=15.0 cm×22.0 cm×22.0 μm) 温州旭尔包装有限公司;透明塑料瓶子 食品级PET,高10.0 cm×直径9.8 cm,附带压敏片,广州中兴塑料纸类印刷有限公司;玻璃瓶 高10.0 cm×直径6.5 cm,对边8.0 cm,对角9.0 cm,容量380 mL,徐州百强玻璃制品有限公司,三者均符合国家食品包装用标准要求。

SCTENTZ-100F真空冷冻干燥机 宁波新芝生物科技股份有限公司;BGZ-76电热恒温干燥箱 上海博迅公司;NR20XE手持色差仪 3NH科技有限公司;UV-1899PC-DS2紫外分光光度计 北京美谱达仪器有限公司;AC型电磁感应铝箔封口机 温州市龙怡成包装机械有限公司;TMS-PILOT质构仪 美国FTC;AR2140电子分析天平 梅特勒-托利多仪器有限公司;SHY-2A恒温水浴锅 常州朗月仪器制造有限公司;TGL-16M台式高速低温离心机 上海泸湘仪离心机仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 真空冷冻干燥流程 挑选成熟、无机械损伤、无腐烂的杨梅,1%食盐溶液清洗,沥干,在真空冷冻干燥条件:-30 ℃条件下预冻3 h,冷阱温度-82 ℃,压强0.01 kPa,auto模式自动解析和干燥约32 h后,迅速分别包装200 g左右的冻干杨梅于铝箔自封袋、PET塑料瓶和玻璃瓶中,铝箔袋用封口机封口,PET塑料容器拧盖前加放铝箔封口垫片,玻璃瓶瓶盖卡紧,于25 ℃避光处存放,一定时间后各取三种包装的样品进行品质测定。

1.2.2 冻干杨梅品质的测定

1.2.2.1 水分含量 按GB 5009.3-2016规定的方法测定[5]。试验结果为3次平行测定的平均值。

1.2.2.2 色泽 杨梅的色泽采用的L*、a*和b*表示,L*表示颜色亮度(+为偏亮,-为偏暗),L*值越大表示越亮;a*表示红绿值(+为偏红,-为偏绿),a*值越大表示越红;b*表示黄蓝值(+为偏黄,-为偏蓝)。用色差仪测定,以标准白板校正[6]。重复测定6次,取平均值。ΔE的计算方法如式(1)所示。

式(1)

1.2.2.3 花色苷含量 采用pH示差法[7]。取1 g杨梅果粉放入锥形瓶内,加入5 mL 70%乙醇,用HCl调节至pH为3,于36 ℃条件下浸提2 h,抽滤,取滤液。取0.025 mol/L的氯化钾缓冲液(pH1.0)和0.4 mol/L醋酸钠缓冲液(pH4.5)各9 mL,分别加入待测样品1 mL,平衡1 h,用蒸馏水作空白,测定A510 nm和A700 nm。并按公式(2)计算稀释样品吸光度A,按式(3)计算花色苷含量。

A=(A510 nm,pH1.0-A700 nm,pH1.0)-(A510 nm,pH4.5-A700 nm,pH4.5)

式(2)

式(3)

式中:相对分子质量Mr为449.2;消光系数ε为26900 mol-1;稀释因子DF为10。

1.2.2.4 VC含量 采用分光光度法测定[8-9],略有改动。1 g杨梅干加入5 mL 5%三氯乙酸溶液,离心,取上清液。反应体系如下:提取液0.5 mL、5%三氯乙酸溶液1.5 mL、无水乙醇1 mL、4%磷酸-乙醇溶液0.5 mL、0.5%邻菲罗啉-乙醇溶液1 mL、0.03%三氯化铁-乙醇溶液0.5 mL。将混合液置于30 ℃中水浴60 min,以试剂为空白调零,534 nm波长处测定吸光度。按照标线求得VC含量(y=0.0125x+0.0121,R2=0.9968)。

1.2.2.5 总酚含量 采用Folin-Ciocalteau法[10]。1 g杨梅果粉置于10 mL离心管中,加入5 mL 80%的乙醇,25 ℃条件下超声提取30 min,离心取上清液。准确量取0.5 mL提取液于25 mL刻度试管中,蒸馏水定容至6 mL,摇匀,再加l mL福林-酚试剂,充分摇匀。1 min之后,加入20%碳酸钠溶液1.5 mL,蒸馏水定容至10 mL,混匀。30 ℃条件下避光0.5 h,760 nm波长处测定吸光度。利用没食子酸标准溶液浓度与吸光度的回归方程 y=0.004x+0.0067(R2=0.9983)计算总酚含量。

1.2.2.6 硬度 取贮存一定时间的杨梅干,用质构仪测定其硬度。具体参数参照梁森苗等方法[11]:采用P100探头(直径为100 cm的圆柱探头),具体测试参数为:预压速度为1 mm/s,下压速度为1 mm/s,回复速度为1 mm/s,变形量为80%,两次压缩之间的停留时间为5 s,触发力为5 g,重复测量10个样品。

1.3 数据处理

采用Excel 2007对数据进行计算统计,采用软件Origin 8.5进行绘图,利用统计学软件SPSS 17.0单因素方差分析对数据进行显著性比较,P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同包装对冻干杨梅水分变化的影响

冻干水果制品标准(DBS 45/049-2018)要求水分含量≤10.0%[12]。从表1可以看出,三种包装的冻干杨梅存放90 d内水分含量均<10.0%,均符合标准要求。贮藏30 d后,铝箔袋和玻璃瓶的冻干杨梅水分含量无差异(P>0.05),但与塑料瓶贮存的冻干杨梅水分含量相比差异显著(P<0.05);三种包装在贮藏60与90 d的冻干杨梅水分含量之间均差异显著(P<0.05);铝箔袋存放冷冻干燥杨梅的效果最佳。

表1 不同材料储存的冻干杨梅水分含量(%)Table 1 Effect of three packing materials on the moisture content of vacuum-freeze dried bayberry

2.2 不同包装对冻干杨梅色泽的影响

图1 不同包装材料储存的杨梅颜色和花色苷变化Fig.1 Changes in the color and anthocyanin of vacuum-freeze dried bayberry preserved by different packing materials注:a为L*值,b为a*值,c为b*值,d为花色苷。

花色苷在杨梅中的含量非常丰富[13]。但花色苷容易受到温度、光等外界因素的影响而降解。不同包装对冻干杨梅花色苷的影响如图1d所示,3种包装的花色苷含量在贮存7 d时均大幅下降至10～30 mg/100 g(可能在测定过程受光照温度影响导致),而后恢复至刚冷冻干燥左右,之后随着贮藏时间的延长而缓慢下降,但变化幅度平缓,在90 d时3种包装的花色苷与刚冷冻干燥后的含量都相差较小。塑料瓶包装变化幅度较大,在14 d时上升,且含量稍高于玻璃瓶包装,而后在35 d时下降,这可能是样品的不均一性导致,存放90 d后发现铝箔袋包装的冻干杨梅花色苷含量明显高于其他两种包装,差异显著(P<0.05),而玻璃瓶和塑料瓶包装的无明显差异(P>0.05)。这和表2中的色差变化基本一致。铝箔袋包装存放的冻干杨梅保持花色苷的效果最佳。

表2 不同材料储存的冻干杨梅色差变化Table 2 Effect of three packing materialson ΔE vacuum-freeze dried bayberry

2.3 不同包装对冻干杨梅VC含量的影响

杨梅含有多种有机酸,维生素C的含量很高。但VC性质不稳定,对光、热和空气敏感,易被氧化[14]。冷冻干燥可较好地保持杨梅中的VC不受破坏。由图2可知,铝箔袋包装的冻干杨梅VC含量在前21 d变化较小,而随着储存时间的延长,铝箔袋和玻璃瓶包装的杨梅干VC含量缓慢下降,而塑料瓶包装在28和42 d时出现大幅度下降,在46 d后下降速度放缓。存放90 d后,三种包装的冷冻干燥杨梅干VC差异显著(P<0.05),综上所述,3种包装对冻干杨梅保持VC效果顺序为铝箔袋>玻璃瓶>塑料瓶。

图2 不同包装材料储存的杨梅VC含量变化Fig.2 Changes in the content of VC of vacuum-freezedried bayberry preserved by different packing materials

2.4 不同包装对冻干杨梅总酚含量的影响

杨梅中含有多种酚类物质,它们是形成水果口感、酸味以及颜色的一个重要来源。近年来,研究发现杨梅中的酚类物质具有抗氧化能力,具有抑制卵巢癌细胞和肿瘤血管生成的作用[15-16]。酚类物质会随着水果贮存时间、包装材料等的变化而改变,从而影响水果品质[17]。

由图3可知,3种包装的冻干杨梅总酚含量在前35 d相差不大。储存期间,铝箔包装的杨梅干总酚含量变化缓慢,在77 d后大幅度下降,玻璃瓶和塑料瓶在35 d后呈大幅度持续下降,到63 d下降幅度变缓。90 d后铝箔袋与玻璃瓶之间,无明显差异(P>0.05),与塑料瓶包装差异显著(P<0.05)。可知保护冻干杨梅总酚效果顺序为铝箔袋优于玻璃瓶,玻璃瓶优于塑料瓶。

图3 不同包装材料储存的杨梅总酚含量变化Fig.3 Changes in the content of total polyphenols ofvacuum-freeze dried bayberry preservedby different packing materials

2.5 不同包装对冻干杨梅硬度的影响

质构是食品的重要属性,是由产品成分和微观结构所决定的机械性能、表面性质等物理性质[18]。硬度是杨梅冻干片最重要的质构参数,能反应果实的致密程度和坚实程度[19]。在真空干燥过程中,杨梅细胞间隙中的水分急剧气化、膨胀,间隙扩大,出现膨化现象,使组织疏松,产生酥脆的口感[20]。由图4可知,铝箔袋包装的杨梅干硬度值随着储存时间延长而呈缓慢下降,而玻璃瓶装和塑料瓶装分别在第42和7 d时出现大幅度下降,60 d后速度下降放缓。存放90 d后,三种包装之间的冷冻干燥杨梅干硬度差异显著(P<0.05),其中铝箔袋存放冻干杨梅在效果最佳。而硬度变化主要原因由三种包装的水蒸气透过率差异有关,水蒸气透过率高的塑料瓶随着储存的时间的延长硬度下降明显。因此铝箔袋包装的冻干杨梅口感更香脆。

图4 不同包装材料储存的杨梅硬度变化Fig.4 Changes in the hardness of vacuum-freezedried bayberry preserved by different packing materials

3 结论

3种包装材料对冻干杨梅色泽影响较小,说明冻干杨梅呈色物质保存较好;铝箔袋和玻璃瓶包装的冻干杨梅的品质,如硬度、总酚和VC等物质在贮藏期间缓慢降低,塑料瓶包装则大幅度降低,各项指标降低严重。综上所述,铝箔袋包装和玻璃瓶包装的冻干杨梅在长时间存贮中能较好保持感官品质和营养成分,但玻璃瓶包装较铝箔袋包装成本高,且铝箔袋包装的杨梅口感更香脆。基于经济效益和存储效果,铝箔包装更适于包装真空冷冻干燥的杨梅。