果蔬采后保鲜包装技术的研究进展

王 静

（陕西学前师范学院生命科学与食品工程学院，陕西 西安 710100）

水果和蔬菜中碳水化合物、矿物质、维生素、膳食纤维等营养物质含量丰富，是人们饮食中不可或缺的重要组成。近年来，随着生活水平的不断提高和生鲜电子商务的快速发展，人们对果蔬的需求与日俱增，对新鲜果蔬品质的要求不断提高。果蔬采后从产地到消费者的整个供应链中，由于腐烂变质等原因产生10%~20%的损耗率，给国家及相关产业造成巨大的经济损失。合理的保鲜包装技术是阻隔果蔬免受环境污染，保障果蔬的安全与品质，降低腐烂率及延长贮藏期的重要手段之一。

综述了纳米类、涂膜类、气调类包装和活性包装等不同保鲜包装对采后果蔬品质和贮藏特性的影响，以期为果蔬保鲜提供参考。

1 包装材料对采后果蔬耐贮性及贮藏品质的影响

1.1 纳米类

所谓“纳米包装”，就是采用纳米技术，运用纳米复合材料，使包装具有某些特殊物理、化学性质的纳米固体材料。纳米复合材料的分散相在1~100 nm 之间，在结构和功能上具有的独特表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观效应使其在力学、磁学、光学、电学、声学、热学和化学活性等方面呈现出与传统材料不同的性能，主要表现为低透氧率、低透湿率、阻隔二氧化碳、具有抗菌表面等特性[1]。

相比于普通包装或未包装的果蔬，纳米材料包装的果蔬采后生理代谢明显受到抑制，受微生物的侵染相对减少，果实硬度下降延缓，营养物质损失减少，氧化程度降低，从而使贮藏期间果蔬保持良好的品质，延缓其腐败变质[2-3]。纳米类包装在市场中的应用越来越广泛，如在采后金针菇[4]、竹笋[5]、生菜[6]、杏鲍菇[7]等的贮藏中应用效果良好。马宁等[4]研究了采后纳米包装对金针菇的保鲜效应，研究结果表明，纳米包装能够维持较高水平的三磷酸腺苷（ATP）含量和线粒体复合体活性，从而使金针菇保持较高的能量状态，延缓其衰老。马宁等[6]还研究了纳米包装材料对生菜的保鲜效果，结果显示，与普通包装材料相比，纳米材料包装后生菜的失重率和营养成分的损失率相对降低，多酚氧化酶的活性受到抑制，膜脂过氧化进程减缓，从而使生菜在贮藏过程中能保持良好的感官品质，有效改善生菜的萎蔫现象。张烨[8]研究了不同复合纳米材料对番茄保鲜效果的影响，结果表明，复合纳米纤维材料能降解番茄成熟过程中乙烯的产生，延缓其成熟衰老。

1.2 涂膜类

涂膜类包装有环氧乙烷高级脂肪醇（OHAA）被膜、臭氧冰膜、可食性膜等[9]。

1.2.1 OHAA 被膜

OHAA 是以脂肪醇和环氧乙烷为原料，通过逐级结合反应而成，具有无味、无臭和无毒的特点，有良好的分散性、润湿性、匀染性、起泡性。OHAA 加入一定量水调合后制成悬浮状被膜剂，能有效抑制果蔬组织水分的挥发，防止微生物侵入，而不影响果蔬自身的呼吸作用[10]。

将OHAA 涂膜在冬枣表面后，可以明显抑制果实水分的散失，降低其可溶性固形物、可滴定酸和VC含量的损失[11]。OHAA 若与次氯酸钠、1-甲基环丙烯结合制成复合保鲜剂，能够使被膜的保鲜效果增强，提高冬枣果实的食用品质[12]。于军等[13]研究了OHAA涂膜对小白杏的保鲜效果，结果表明，经涂膜后小白杏果实中过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性受到抑制，果实活性氧代谢被抑制，贮藏期延长。

1.2.2 臭氧冰膜

臭氧冰膜是将果蔬用臭氧水浸泡后，在低于0 ℃的冷冻条件下，果蔬外表面形成一层冰膜。这层臭氧冰膜不但能控制果蔬的蒸腾作用，防止果蔬失水萎蔫和发生冷害、冻害，而且还能抑制果蔬表面微生物的生长，使果蔬后熟释放的乙烯、乙醇等物质发生氧化，延缓果蔬的后熟[14]。

臭氧冰膜处理后的冬枣硬度下降缓慢，可滴定酸和VC 含量的损失显著减少；有效降低了膜脂过氧化程度，减缓冬枣丙二醛含量的增加，保护其细胞膜系统不受伤害，从而减慢其衰老腐败的速率。此外，臭氧冰膜处理还可以减少冬枣贮藏过程中的失水，降低其软化速率，防止乙醇大量积累导致的果实感官品质与食用价值下降[15]。张明等[16]对臭氧冰膜处理后的无花果活性氧代谢进行了研究，结果表明，经臭氧冰膜处理后，无花果果实过氧化物酶（POD）、CAT 和SOD 活性提高，活性氧等自由基产生的速率降低，果实耐贮性提高。

1.2.3 可食性膜

1.2.3.1 多糖类

多糖类可食性涂膜是以多糖及其衍生物为基本材料，再向其加入可食用性增塑剂，经过加工处理，在分子间氢键的作用下，形成的一种薄膜材料。多糖类可食性膜的气体阻隔性较好，可防止果蔬因采后呼吸作用增强导致的腐败现象。相比普通薄膜包装而言，多糖类可食性薄膜能被生物降解，因此不会对环境造成不良影响[17]。多糖类可食性涂膜主要包括由淀粉、动植物胶、纤维素等制成的可食性膜[18]。

淀粉类可食性涂膜是以直链淀粉为基本材料，加入一定量增塑剂和少量增强剂制成的，具有良好的成膜性和透明度[17]。由于使用的原料较广泛，制作成本较低，因此其在采后果蔬保鲜中应用广泛。张帆等[19]将改性葛根淀粉膜涂在鲜切山药上，以减缓山药组织细胞进一步破坏，使山药表面形成低O2、高CO2的环境，防止致病微生物的生长繁殖，其蒸腾作用也受到抑制。陈守江等[20]研究了不同可食性淀粉涂膜液配方对鲜切蘑菇贮藏品质的影响，结果表明，在淀粉涂膜液中添加2.65%甘油和0.25%巴西棕榈蜡时，冷藏蘑菇切片的呼吸作用受阻最明显，失重率最低，色泽变化最小，贮藏品质最优。

动植物胶类可食性膜是在以动物胶或植物胶为原料的基础上，加入适宜增塑剂如甘油、多元醇、山梨酸酯等，经加工处理制成的可食用性涂膜，具有良好的阻气性和耐湿性，透明度高、强度大，同时还具有一定的抗菌性和生物降解性[21]。壳聚糖是除纤维素外，自然界中唯一存在产量最高的生物高分子碱性多糖，具有易于生物降解、抗菌性强、安全无毒等优点[22-23]。壳聚糖涂膜为半透性膜，其通过控制气体交换，抑制果蔬的蒸腾作用，降低失重率，并阻碍果蔬组织内活性氧的合成，从而降低果蔬衰老、腐败的速率，使采后果蔬组织保持稳定，防止微生物侵染[24-25]。蒋璇靓等[26]研究表明，壳聚糖可以诱导局部和整个果蔬植株系统发生一系列的反应，其中包括胞浆酸化、蛋白磷酸化、细胞膜去极化、信号传递、病程相关蛋白的产生与积累及抗菌成分的聚集与激活等，从而有效提高果蔬的抗病性。刁维新[27]研究了草酸/苹果酸改性壳聚糖可食性膜对西梅保鲜效果的影响，结果表明，草酸添加量为0.6%，苹果酸添加量为0.8%时，改性包装膜的性能良好，保鲜效果较好。壳聚糖还被广泛应用于樱桃[28]、红地球葡萄[29]、冬枣[30]、香蕉[31]等果蔬的保鲜。

纤维素可食性涂膜主要是将纤维素改性后加入甘油等制成的薄膜，改性后的纤维素膜具有良好的阻氧性，可有效防止果蔬在贮藏过程中出现褐变、霉变以及变质现象[18]。陈中杭等[32]研究发现，纳米改性ZnO/纤维素膜可减慢西兰花叶绿素含量的降低速率，减少VC 的损失，有效防止微生物侵染，提高西兰花POD 活性，从而保持良好的感官品质和食用价值。此外，李保祥等[33]研究了纳米纤维素-壳聚糖复合涂膜对砂糖橘的保鲜效应，结果表明，复合涂膜显著降低了砂糖橘果实的膜脂过氧化程度，使果实保持较高的抗衰老能力，增强了果实的保鲜效果。

1.2.3.2 蛋白质类

蛋白质类可食性膜是用玉米、花生、大豆、小麦、牛奶等蛋白质含量丰富的原料制成的膜材料，该类可食性膜具有良好的阻隔性和机械特性，能有效抑制果蔬风味物质的挥发，保持较好的果蔬品质[34]。王莹等[35]研究了乳清蛋白膜的不同成膜工艺对圣女果贮藏品质的影响，结果表明，酶解法制备的乳清蛋白膜对圣女果的涂膜保藏效果最佳，可显著降低圣女果果实的失重率，抑制果实呼吸作用，降低抗坏血酸的损失。牛春艳等[36]研究了大豆分离蛋白可食性膜对黄瓜的保鲜效应，结果表明，经可食性膜处理的黄瓜营养物质的损失较低，保鲜效果较好。

1.2.3.3 脂质及其化合物类

脂质涂膜是由蜡、酰基甘油或脂肪酸制成的膜材料，其对水蒸气的阻隔性较好。蜡常以巴西棕榈蜡、蜂蜡为主，以其制成的膜除了能有效避免果蔬蒸腾作用导致水分流失外，还能提亮果蔬光泽，从而改善其感官品质[34]。王昕等[37]研究了淀粉基添加不同量脂质的可食膜对番茄果实的保鲜效应，结果表明，涂膜后的番茄果实营养成分损失减少，失重率降低，货架期延长。

2 包装方式对采后果蔬耐贮性及贮藏品质的影响

2.1 气调包装

气调包装又称充气包装或气体置换包装，通常是指向包装内充入所需的相应比例混合气体，调节或控制采后果蔬贮藏环境的气体含量，抑制果蔬的呼吸作用，以达到减少果蔬中营养成分损失和延长货架期的目的。在高CO2环境的包装内大多数好氧微生物的生长繁殖被抑制，从而减少了由微生物侵染导致的果蔬腐败变质现象[38]。由于气调包装能较好地保持果蔬采摘时的新鲜度，从而保持较佳的果蔬风味及口感，无毒无害，对环境无污染，近年来深受人们认可[39]。

2.1.1 气调包装的分类

2.1.1.1 主动气调

主动气调主要利用机械设备创造出对果蔬保鲜最有利的气体环境。果蔬经普通包装后，在包装内达到真空状态时，再向包装内充入一定量O2、CO2等适宜果蔬保鲜贮藏的气体，在适宜的气体环境下使果蔬保持良好的生理状况，从而达到保鲜的效果。主动气调的优点是操作者能够根据不同果蔬呼吸作用的特点，调节包装内不同气体的比例，建立起果蔬贮藏所需的最佳气调环境；缺点是前期需要配气，因此增加了大量设备成本[39-40]。

2.1.1.2 被动气调

被动气调也称自发气调，其利用果蔬在贮藏过程中通过自身的呼吸作用吸收包装内O2释放CO2，制造一个低浓度O2和高浓度CO2的不利于果蔬呼吸作用的气体环境，从而达到延长果蔬货架期的目的。生鲜市场中常用的被动气调包装材料有浅盘、塑料保鲜膜和塑料袋等。被动气调法要求包装内果蔬的呼吸作用与包装材料的透气性保持良好的契合，尽管包装成本较低、易操作，但创建最佳的气调环境需较长时间且只适用于少数果蔬的贮藏。

2.1.2 气调包装对采后果蔬品质和贮藏特性的影响

陈金凤[41]研究了自发气调包装对竹笋的保鲜效果，结果表明，这种低O2高CO2的气体环境可以有效抑制竹笋的呼吸作用和贮藏期间的蒸腾失水，同时也能有效预防微生物滋生。濮艳清[42]研究发现，预处理结合气调包装能有效改善多汁类果蔬的褐变、腐烂和果汁流失等问题。董浩[43]使用改性氧化石墨烯/磺化聚醚醚酮平衡气调膜对樱桃番茄和生菜进行保鲜，结果表明，气调膜能使O2、CO2体积分数达到维持适宜樱桃番茄和生菜贮藏的气体环境的要求，有效地减少了代谢过程中营养物质的损耗。此外，果蔬蒸腾作用产生的水分能通过平衡气调膜渗出，减少微生物污染的可能，有效降低果蔬的腐烂指数，提高其贮藏性。徐春蕾等[44]研究了气调包装对杨桃、砀山梨、黄瓜、小麦草的保鲜效应，结果表明，贮藏一段时间后，4种果蔬果实失重率、果实菌落数的增长率均小于正常包装，果实微生物滋长以及腐败变质问题得以改善，有效提高了果蔬耐贮性。气调包装还被应用于草莓[45]、香菇[46]、火龙果[47]、花椰菜[48]等多种果蔬的贮藏保鲜中。

2.2 活性包装

活性包装是指以包装材料作为传送载体，在包装材料中加入抗菌剂、除氧剂、二氧化碳、乙烯控制剂等活性物质，对包装内气体环境进行调控，抑制病原微生物的生长繁殖，延缓采后果蔬的生理生化反应，降低果蔬的呼吸强度，从而实现果蔬抗菌、防腐、延长果蔬保鲜贮藏期[49]。活性包装的种类繁多，主要有抗菌包装、除氧包装、除乙烯包装、控湿包装等。隋思瑶等[50]研究了抗菌包装对采后果蔬的保鲜效果，结果表明，抗菌包装可以通过破坏微生物的细胞结构达到抗菌效果，防止果蔬遭受微生物侵染。孙世旭等[51]研究了纳米抗菌包装对白莲藕风味品质的影响，结果表明，纳米抗菌包装能提高白莲藕的SOD 和CAT 活性，调节白莲藕中挥发性组分代谢相关基因的表达，从而延缓其衰老和褐变，提高感官品质。付亮等[52]研究了溶菌酶结合纳米包装对猕猴桃果实贮藏品质的影响，结果表明，溶菌酶和纳米包装处理能不同程度地抑制采后猕猴桃果实的呼吸强度、失重率、腐烂率和乙烯释放量，延缓猕猴桃果实的后熟和衰老，提高果实的品质和食用价值。黄巍等[53]以丁香精油为抑菌剂涂布纸箱，研究其对水蜜桃的保鲜效果。研究发现，丁香精油涂布纸箱能抑制多种霉菌的生长繁殖，延长水蜜桃的货架期。陈嘉琪等[54]研究了不同包装方式对嫩鲜蒜贮藏品质及抗氧化活性的影响，结果表明，二氧化氯缓释剂结合自发气调包装能够延缓嫩鲜蒜的腐烂和衰老，贮藏7 个月时仍保持较好的外观品质。

吸收或释放包装主要是利用吸收剂或释放剂，控制包装内乙烯和二氧化碳含量，从而调控包装内气体环境，使果蔬的呼吸作用受阻，抑制果蔬后熟与衰老的速度，延长保鲜贮藏期。高锰酸钾、活性炭、沸石以及一些多孔性矿物质粉末可作为吸收剂。徐静等[55]将采用高锰酸钾、磷酸、磷酸二氢钠、沸石、膨润土制成的乙烯吸附剂用于青菜的贮藏中，结果表明，添加乙烯吸附剂后，青菜的发黄问题得到明显改善，贮藏过程中叶绿素分解和亚硝酸盐含量减少。

3 小结与展望

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，消费者对采后果蔬的品质和包装提出了更高的要求，但目前果蔬包装材料的安全性和对环境的污染问题仍然存在，消费者对活性包装的接受度还不高，保鲜包装的智能化、集成化与高速发展的现代绿色生态农业的要求还有一定距离。未来的果蔬包装应以增强果蔬保鲜功能、提高果蔬贮藏品质，确保果蔬食用安全为核心，加强综合性、智能化包装技术研究，改变果蔬保鲜包装功能单一的现状；另外，应加大开发天然新型、可食用、易降解、无污染包装材料的开发力度，以促进绿色包装行业的可持续性发展。