不同保鲜膜气调保鲜技术对圣女果贮藏品质的影响

李继兰 ，宋建新，贾晓昱，冉娅琳，阎一鸣，杨相政，李喜宏*

（1.中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东济南 250014；2.天津科技大学食品科学与工程学院，天津 300457）

圣女果（Cherry tomato）又称樱桃番茄，是茄科番茄属草本植物[1]。圣女果营养价值很高，去火解渴功效可与西瓜相媲美，抗坏血酸的含量相当于西瓜的12 倍；具有酸甜爽口的口感，既是菜中佳肴又是果中优品；消费方式多样，既可鲜食，也可入菜，亦可加工成罐头、果汁等，在市场上备受消费者青睐[2]。

圣女果水分含量很高，采后仍进行较强的呼吸作用、蒸腾作用、后熟作用等，导致果实水分散失、营养消耗以及乙烯生成等现象，加速了果实的衰老，破坏了果肉组织，进而很快腐烂变质，直接影响了圣女果的商品价值。目前，气调包装是果蔬保鲜的有效手段[3]，通过调节气调包装中不同的气体组分比例和浓度，延缓果蔬的呼吸作用，抑制生理活动导致的腐败变质，抑制食品中微生物的生长繁殖，达到保鲜的效果[4]。气调包装主要分为被动气调包装（塑料薄膜包装）和主动气调包装（充入气体包装）。研究表明，具有选择透过性强和水蒸气透过性好的气调保鲜膜，可大幅提高圣女果的保鲜贮藏期。塑料薄膜包装通过调节果蔬自身的呼吸作用，同时利用包装膜的通透性来调节果蔬贮藏环境内的O2和CO2的比例，达到更好的保鲜目的[5]。

目前，在果蔬气调保鲜方面使用的塑料薄膜主要是PE 膜、PVC 膜及PVDC 膜等，因材质的差异形成了不同气体透过率的保鲜膜，均存在保鲜效果差异显著、抗菌效果不佳、环境污染等问题[6]。鉴于此，具有良好热塑性且能进行生物降解材料的保鲜材料逐渐被研发出来，如PBAT 作为己二酸丁二醇酯（BT）和对苯二甲酸丁二醇酯（BA）的共聚物，属于脂肪族-芳香族共聚酯，力学性能优，延展性及阻隔能力良好，耐热、抗冲击，且生物降解特性优良的保鲜膜材料，它的问世推动了果蔬保鲜产业的发展。但是PBAT 黏性高，加工过程中不易与加工设备分离，必须添加防黏助剂。张明[7]添加纳米纤维球制备改性薄膜，Auras 等[8]制备石墨烯和多层碳纳米管共混薄膜，经改性后的薄膜性能较优，且总迁移量低于欧盟标准。此外，纳米氧化锌（ZnO）作为一种常用的无机纳米材料，具有良好的化学稳定性及抗菌特性，被广泛应用于食品包装、医药、化学材料等诸多领域[9]。因此，本研究将纳米ZnO 与PBAT 共混，应用熔融吹塑工艺合成高效抗菌合成保鲜膜。以PE 膜作空白对照，根据圣女果自身的呼吸特点及规律，探究了纳米ZnO 与PBAT 合成保鲜膜对圣女果的保鲜效果，以期为圣女果采后保鲜技术研究提供新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

圣女果，购于天津市金元宝滨海农产品交易市场，购买后立即运至天津科技大学实验室，人工挑选出大小均匀、无虫病害的果实，用自来水清洗干净，备用。

试验所使用的4 种保鲜膜，包括PE 膜、CK 膜、材料1 膜和材料2 膜（长、宽为60 cm×25 cm，厚度为3 cm），具体材料配方见表1。试验用膜为实验室自制，参考李海登等[6]的对纳米ZnO 保鲜膜对苹果保鲜效果的研究。

PBAT，德国巴斯夫公司；聚乳酸（PLA）、聚乙二醇，上海麦克林生化科技有限公司；纳米ZnO，酷尔化学科技（北京）有限公司，氢氧化钠（AC，≥99.5%），草酸（GR，≥95%），酚酞（GR，≥98%），2,6-二氯靛酚（GR，≥97%），均购于天津百奥泰科技发展有限公司。

表1 4 种保鲜膜的配方Table 1 Formulas of 4 varieties of preservative films

1.2 仪器与设备

GY-3 果实硬度计，青岛爱普智能仪器有限公司；精密型电子天平，万特衡器电器；WY060T 型手持折光仪，日本爱宕（ATAGO）；紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限公司；TGL-16 高速冷冻离心机，四川蜀科仪器有限公司。

1.3 试验方法

将圣女果分别装入已制备好的4 种保鲜膜中，并在其四周打孔，孔径为2 mm。每种保鲜膜装3 袋，每袋装入200 个圣女果，扎袋封口，模拟运输环境25 ℃，分别在第0、3、6、9、12 d 测量圣女果的理化品质，分析4 种膜材料包装对圣女果的气调保鲜效果。

1.4 果实品质测定

1.4.1 硬度

在环绕果实的中轴部位，使用果实硬度计分别测定圣女果的硬度[7]。每袋圣女果随机选取6 颗，重复测定3次，取平均值。

1.4.2 可溶性固形物

每袋随机选取6 颗圣女果，切开打浆后，利用手持折光仪测可溶性固形物含量，测定结果以质量分数（%）表示，每种膜包装均重复测定3 次，计算平均值和标准偏差。

1.4.3 可滴定酸

准确称取圣女果样品10.0 g，磨碎成浆后用蒸馏水转移至100 mL 容量瓶中，定容。摇匀后，静置30 min 过滤。吸取20.0 mL 滤液，转入100 mL 三角瓶中，向瓶中滴入2 滴1%酚酞指示剂，用已标定的氢氧化钠溶液进行标定。终点为滴定至溶液初显粉色并在0.5 min 内不褪色（pH=8.1～8.3），记录氢氧化钠溶液的滴定量，重复3 次。

1.4.4 抗坏血酸

准确称取10.0 g 圣女果置于研钵中，加入少量20 g/L草酸溶液使其溶解，于冰浴条件下研磨至浆状后转移至100 mL 容量瓶中，再用20 g/L 草酸溶液冲洗研钵，定容、摇匀后静置10 min，收集滤液，备用。用已标定的2,6-二氯酚靛酚溶液进行滴定至出现微红色，且于15 s 内不褪色为止，记录下染料的使用量。重复试验3 次。

1.4.5 感官评价

选择10 名专业的感官评价人员对贮藏期间圣女果的品质情况进行感官评分[10]，评价标准见表2。

表2 圣女果感官品质评分标准Table 2 Sensory evaluation standard of cherry tomato

1.4.6 数据分析

采用Microsoft Excel 2010 软件处理数据，计算平均值和标准偏差，使用Origin 9.0 作图分析，SPSS 24.0 进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同保鲜膜对圣女果硬度的影响

圣女果的硬度是评价其品质优劣的重要指标。与圣女果硬度密切相关的是其果胶含量[11]。研究表明，在贮藏期间随着时间的推移，果胶含量不断发生变化，从原果胶物质分解为小分子果胶和果胶酸，果实细胞的完整性被破坏，导致硬度下降、品质劣变[12]。本试验中不同保鲜膜对贮藏期间圣女果硬度的影响见图1。

由图1 可以看出，随着贮藏时间的推移（0～12 d），四种不同包装膜处理的圣女果硬度呈逐渐下降趋势，可能是由于贮藏期间包装内的圣女果发生了一系列生理活动，导致圣女果果实中果胶物质分解和细胞完整性被破坏，进而导致硬度下降。从不同保鲜膜包装对圣女果硬度的保护效果来看，与PE 膜（硬度从8.48 kg/cm2下降至3.17 kg/cm2）相比，新型合成的材料1 和材料2 保鲜膜包装的圣女果果实硬度下降相对缓慢，从8.48 kg/cm2分别降至5.29、5.49 kg/cm2。由于纳米ZnO 粒径较小，比表面积较大，含量过多会产生团聚现象[13]，因此，这两组圣女果生理作用在高含量的ZnO 包装膜的作用下受抑制，呼吸作用较为缓慢，果实的硬度得到了良好地保持。而作为空白对照的PE 保鲜膜与CK 保鲜膜包装的圣女果硬度迅速下降。试验表明材料1 与材料2 对圣女果在贮藏12 d 内硬度的维持作用大于CK 膜及PE 膜，材料2 效果优于材料1。

2.2 不同保鲜膜对圣女果可溶性固形物的影响

圣女果中的可溶性固形物含量标志了贮藏期果蔬内部发生的变化[14]。由图2 可以看出，随着贮藏时间的推移（0～12 d），不同保鲜膜包装的圣女果可溶性固形物含量均呈不断增加趋势。其中，PE 保鲜膜包装的圣女果可溶性固形物含量由鲜果的10.90%上升至12.16%；而CK 包装的圣女果可溶性固形物含量则上升至12.09%；材料1和材料2 保鲜膜包装的圣女果可溶性固形物含量则从10.90%分别上升至12.01%和11.92%。结果表明，不同保鲜膜包装对圣女果产生不同的保鲜效果，其中，对比其他保鲜膜包装的圣女果，材料2 保鲜膜包装的圣女在贮藏期间可溶性固形物的上升值最小，但差异并不显著。一般而言，随着贮藏保鲜时间的延长，果实可溶性固形物应呈下降的趋势，而本试验圣女果在贮藏12 d 后可溶性固形物含量升高，可能由于圣女果在不同保鲜包装的密封性较好，降低了薄膜内外的气体交换，使其正常生理代谢功能受到抑制，但对可溶性固形物含量的影响很小[15]，故果蔬内部变化不明显。

2.3 不同保鲜膜对圣女果可滴定酸的影响

由图3 可知，随着贮藏时间地延长，不同保鲜膜包装的圣女果可滴定酸含量均呈下降趋势。其中，PE 保鲜膜包装的圣女果可滴定酸含量在贮藏过程中（0～12 d）下降最快，由0.79% 下降至0.48%；而材料1 与材料2 保鲜膜包装的圣女果可滴定酸含量在贮藏过程中（0～12 d）下降的幅度与速率较慢，且两者差异不显著。这表明材料1 与材料2 保鲜膜包装对圣女果的可滴定酸含量具有很好的控制效果[16]。

2.4 不同保鲜膜对圣女果抗坏血酸的影响

由图4 可知，不同保鲜膜包装的圣女果中抗坏血酸含量呈先上升后下降的趋势。抗坏血酸的含量在贮藏开始时上升是由于圣女果的后熟作用所致[17]。原因可能是圣女果采摘后仍进行呼吸作用，产生的热量致使包装袋内的环境温度升高进而导致果实大量生成乙烯[18]，对圣女果产生催熟作用，因此随着果实的进一步成熟抗坏血酸含量同步升高。待到果蔬完全成熟时抗坏血酸含量达到最高值，而在贮藏的中后期抗坏血酸含量呈下降趋势。材料1 中的果实在12 d 时抗坏血酸下降至14.60 mg/100 g，材料2 中的果实下降至12.21 mg/100 g，PE 材料中的果实下降至17.72 mg/100 g，CK 下降至15.78 mg/100 g，材料2 的效果较优。相关研究表明，较低的O2含量可以很好地抑制抗坏血酸因氧化造成的含量降低[19]，故贮藏12 d后，不同抗坏血酸含量结果可能由于不同保鲜膜中ZnO含量不同，导致其对外界环境阻隔能力不同。

2.5 不同保鲜膜对圣女果感官品质的影响

从图5 可以看出，随着时间的延长，不同保鲜膜包装的圣女果感官品质在贮藏过程中呈下降趋势。其中PE膜组保鲜效果最差，感官品质评分由9.24 分下降至4.08分；其次是CK 组无添加功能助剂的PBAT 膜；而添加了功能助剂的材料1 与材料2 均体现了优良的气调保鲜性能，两者差异不显著，相比之下材料2 对圣女果感官品质的保鲜效果更佳，贮藏12 d 后感官品质评分为5.89 分。这可能是由于材料1 与材料2 中ZnO 含量高，造成薄膜孔隙大，气体容易透过，包装袋内外气体可以进行相互交换，而且当交换达到平衡时，包装内的O2和CO2的含量能维持在较利于圣女果保鲜的浓度范围内[20]，使果实保持着微弱的有氧呼吸，基本不发生无氧呼吸，因此几乎不产生酒精、乙酸、乙醛等破坏果实组织结构的有害物质，从而减缓其腐烂速率[21]。与此同时由于膜的屏蔽作用，圣女果的蒸腾作用减弱，水分流失缓慢，更能保持其感官品质[22]。而相比之下，感官品质差的膜组则是由于薄膜的高阻隔特性，外界的O2不能进入，使圣女果过早进入无氧呼吸状态，加速了圣女果的腐败。

3 结论

通过测试四种膜对圣女果五项关键指标（感官评价、硬度、可溶性固形物、可滴定酸、抗坏血酸）影响的数据可知，添加有功能助剂ZnO 和增链剂聚乙二醇，并以PBAT膜为原料的材料2 保鲜膜对圣女果的气调保鲜效果最佳。添加有功能助剂ZnO 和增链剂聚乙二醇的材料1 保鲜膜，对圣女果的保鲜效果仅次于材料2 保鲜膜。而未添加功能助剂和增链剂的以PBAT 膜为原材料的CK 保鲜膜以及PE 保鲜膜对圣女果气调保鲜的效果较差。因此，采用材料2 制备的保鲜膜在圣女果的保鲜中将具有广阔的应用前景，应尽快在生产实际中推广。