聚乳酸薄膜對西蘭花的保鮮效果分析

李 偉，張一珠，付正義，張偉陽，程樹軍*（華東理工大學材料科學與工程學院，上海 200237）

?

聚乳酸薄膜對西蘭花的保鮮效果分析

李 偉，張一珠，付正義，張偉陽，程樹軍*
（華東理工大學材料科學與工程學院，上海 200237）

用聚乳酸（polylactic acid，PLA）薄膜包裝西蘭花，以聚乙烯（polyethylene，PE）薄膜包裝和無膜包裝為對照組，在（20±3）℃條件下對西蘭花的相關指標進行定期測定，研究PLA薄膜對西蘭花的保鮮效果。結果表明：在PLA薄膜、PE薄膜和無膜包裝貯藏過程中，西蘭花的VC、葉綠素含量均呈下降趨勢，且前者含量明顯高于后兩者，而相對電導率、過氧化物酶活性均呈上升趨勢，前者明顯低于后兩者。可見，PLA薄膜包裝處理對常溫條件下的西蘭花有明顯的保鮮效果，能有效地延長西蘭花的常溫貨架期。

西蘭花；聚乳酸；品質；常溫貨架

西蘭花學名青花菜，是一種十字花科蕓苔屬甘藍變種［1］。西蘭花營養成分高，富含蛋白質、糖、脂肪、維生素和胡蘿卜素，被譽為“蔬菜皇冠”，受到廣大消費者的熱愛。由于花球有很多小花組成，西蘭花的蒸騰和組織代謝旺盛，采摘后室溫存放2～3 d就開始變黃，且失水較多，嚴重影響其商品價值［2］。目前，關于西蘭花的貯藏技術［3］已多有發表，例如，冰溫貯藏、氣調貯藏、1-甲基環丙烯處理、乙醇處理等。

聚乳酸（polylactic acid，PLA）制作的薄膜具有良好的氣體選擇透過性，可以作為保鮮包裝材料，既可延長果蔬保存期又可減少包裝廢棄物。PLA具有生物可降解塑料的基本特性，在使用過后可以被安全處置，不會產生任何有害物質，相較于聚乙烯（polyethylene，PE）薄膜，PLA具有高成模性、高透明性和高水蒸氣透過性，并且原料來源廣泛。此外PLA還具有與傳統薄膜材料相同的印刷性能，因此PLA在包裝材料領域具有廣闊的應用前景［4］。根據已有研究［5-6］，PLA薄膜對金針菇和草莓等果蔬具有良好的保鮮效果，可能與PLA薄膜中所形成的高二氧化碳和低氧氣環境有關。目前，用PLA薄膜包裝的方式對西蘭花貨架效果及其品質影響的研究鮮有報道，本實驗以新鮮西蘭花為原料，旨在探討PLA薄膜包裝處理對西蘭花常溫貨架品質的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮西蘭花2015年4月購買于梅隴蔬菜批發市場。PE保鮮袋（35 cm×25 cm，單層膜厚9.8 μm） 昊辰（無錫）塑業有限公司；PLA保鮮袋（35 cm×25 cm，單層膜厚9.2 μm） 上海自然盾新材料科技有限公司。

丙酮、2，6-二氯酚靛酚溶液、愈創木酚溶液、H2O2溶液 國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

HS005A型恒溫恒濕箱 上海源長實驗儀器設備廠；GC900C型氣相色譜儀 上海天普分析儀器有限公司；UV765型紫外-可見分光光度計、WAY阿貝折射儀上海精密科學儀器有限公司；DZ-280/2SD型真空封裝機香港康泰家電用品有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

本實驗采用3 組：PLA薄膜包裝；PE薄膜包裝；無膜包裝對照組（CK）。

選取大小（40 g左右）及成熟度相似、無機械損傷、無病蟲害、無化學藥液處理的西蘭花。每個組取3 個平行樣，每個平行樣4 個花球，每天固定時間測定西蘭花的品質指標。

包裝處理：將西蘭花放入包裝袋中，使用真空封裝機抽真空封裝，然后通過黏結在薄膜上的橡膠塞注入等量（200 mL）的空氣，以保證包裝袋內初始氣體成分含量一致。

將處理好的西蘭花放入常溫（溫度（20±3）℃，相對濕度90%～95%）的環境內，之后每天定時測定各項指標。

1.3.2 指標測定

1.3.2.1 西蘭花感官品質評價

采用紀淑娟等［1］的西蘭花感官評定標準，由10 人組成評定小組，分別對西蘭花的色澤、氣味、組織形態、硬度和失水程度進行評價，滿分10 分（每項滿分2 分，將各個內容相加），具體評分標準見表1。

表1 西蘭花的感官評定標準Table1 Criteria for sensory evaluation of broccoli

1.3.2.2 西藍花理化指標測定

質量損失率：參考文獻［7］測定；相對電導率：稱取適量頂部花球，浸泡在蒸餾水中，采用電導儀測定［7］；可溶性固形物含量：稱取適量西蘭花莖部，研磨成漿，用阿貝折射儀測定［8］；葉綠素含量：稱取適量頂部綠色小花球，采用分光光度計法測定［9］；VC含量：稱取適量西蘭花莖部，研磨成漿，采用2，6-二氯酚靛酚法測定［9］；過氧化物酶（peroxidase，POD）活性：稱取適量西蘭花莖部，研磨成漿，采用比色法測定［9］；O2、CO2含量：采用氣相色譜儀測定［7］。

1.4 數據分析

采用Excel和Origin制圖軟件對實驗數據進行統計和處理，通過計算標準方差進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 感官評分的變化

感官品質是衡量果蔬保鮮效果最直觀的指標，其主特征是產品的色澤、褐變和切口鮮度等［10-12］。表2列出了不同處理方式的西蘭花感官品質的變化情況。

表2 不同處理的感官評分Table2 Changes inthe sensoryquality of broccoliwith different packaging treatments

由表2可以看出，CK組的感官品質下降速率很快，在貯藏的第2天，花球表面即出現大量黃色花蕾，黃化面積接近50%，到第3天，花球表面完全黃化，花球根部變軟，失去了食用價值；PE組西蘭花整體表現硬挺，但在第3天也開始褪綠變黃，薄膜表面出現大量水珠，到第4天，黃化面積達到了90%以上，西蘭花根部開始腐爛，完全失去了商品價值；PLA組在第5天依然表現為可食用狀態，感官品質良好。實驗表明，PLA薄膜包裝對西蘭花具有一定的保鮮效果，可以延長西蘭花1～2 d的常溫貨架期。

2.2 質量損失率的變化

圖 1 質量損失率的變化Fig.1 Changes in weight loss percentage of broccoli

如圖1所示，由于西蘭花采后的呼吸作用和蒸騰作用較強［13-15］，放置在空氣中的西蘭花失水比較快，第1天質量損失率即達到13.02%；PE薄膜的水蒸氣阻隔性好，能有效的減緩西蘭花的水分流失，在第5天質量損失率僅為1.64%，保水效果明顯；PLA薄膜的水蒸氣阻隔性不如PE薄膜，第2天的質量損失率就達到了4.66%。但是實驗表明，PE薄膜由于袋內水蒸氣過多，在表面積累了大量的水珠，容易引起西蘭花的腐爛；而PLA薄膜由于適當的水蒸氣透過性，能適時的排出袋內的水蒸氣，較好地保證了西蘭花的感官品質。

2.3 相對電導率的變化

圖2 相對電導率的變化Fig.2 Changes in relative conductivity of broccoli

相對電導率是反應植物膜系統狀況的一個重要的生理生化指標，植物在受到逆境或其他損傷的情況下細胞膜容易破裂，膜蛋白受傷害因而使胞質的胞液外滲而使相對電導率增大［16］。如圖2所示，CK組前期有所上升，后期急劇上升，說明膜的完整性遭到破壞，失去食用和商品價值；PE組變化趨勢較CK組略顯緩慢，但在第4天也表現出急劇上升的狀態，失去食用價值；而PLA組整體變化趨勢平緩，增幅極小，說明PLA包裝能有效的保持西蘭花膜結構和功能的完整性，延緩組織衰老，減輕品質劣變的程度。

2.4 可溶性固形物含量的變化

圖3 可溶性固形物含量的變化Fig.3 Change in the content of soluble solids in broccoli

如圖3所示，前期可溶性固形物含量均有所上升，可能是因為西蘭花糖分和有機酸等物質的積累導致。從第2天開始，CK組含量急劇上升，可能是與西蘭花組織大分子的降解有關；PLA組和PE組含量均開始下降，可能是由于呼吸代謝導致有機物質的分解［17］。PLA組的可溶性固形物含量明顯高于PE組，說明PLA包裝處理對抑制西蘭花的可溶性固形物含量增加和保持其口感有一定的效用。

2.5 葉綠素含量的變化

圖4 葉綠素 含量的變化Fig.4 Change in chlorophyll content of broccoli

葉綠素含量是西蘭花感官品質好壞的重要指標［18-19］。如圖4所示，在整個貯藏期間內，葉綠素的含量均呈下降趨勢。前2 d，各貯藏方式的下降速率較緩慢，到第2天，PLA、PE、CK組的西蘭花葉綠素含量分別下降了14.58%、20.14%和24.30%；到第3天，PLA組下降速率依然保持一個平穩的趨勢，下降了19.44%，而PE組和CK組的下降趨勢明顯加快，分別下降了45.83%和47.23%；到第4天，PE組和CK組的西蘭花表面已完全黃化，失去了商品價值，而PLA組的西蘭花則依然保持了一個較高的葉綠素含量，具有良好的商品價值。結果表明，PLA組能有效的延緩西蘭花葉綠素的降解速率，具有良好的保綠效果。

2.6 VC含量的變化

圖5 V C 含量的變化Fig.5 Change in ascorbic acid content of broccoli

VC含量是西蘭花營養價值高低的重要指標［20］。由圖5可知，整個貯藏過程中，VC的含量逐漸降低。PLA組的VC含量明顯高于CK組，第1天下降速率較快，PLA組從110.67 mg/100 g降到了95.43 mg/100 g；至第5天，PLA、PE、CK組的VC含量依次為53.95、45.65、29.05 mg/100 g。結果表明，薄膜包裝能明顯延緩西蘭花VC的降解，且PLA薄膜的效果要優于PE薄膜。

2.7 POD活性的變化

圖6 POD活性的變化Fig.6 Change in peroxidase activity of broccoli

高POD活性條件下，會促進西蘭花的成熟和衰老過程［21-22］。由圖6所示，POD活性整體呈上升趨勢，而采用PLA包裝的西蘭花POD活性上升趨勢最小。至第5天，PLA組的POD活性為7 U/g，而PE和CK組的POD活性分別為9 U/g和9.6 U/g，經過顯著性分析，與PLA組的西蘭花POD活性差異明顯，說明PLA包裝能降低西蘭花的POD活性，從而延緩西蘭花的衰老過程，達到延長西蘭花貨架期的效果。

2.8 O2、CO2含量的變化

圖7 O2（a ）和 C O2（b ）含量的變化Fig.7 Changes in the concentrations of O2 and CO2 in two packaging atmospheres

如圖7所示，PE袋內氣體成分達到相對平衡時，O2含量為10%～13%，CO2含量為3%～4%；PLA袋內氣體成分達到相對平衡時，O2含量為1～2%，CO2含量為5%～6%。結果顯示，PLA袋內的O2含量低于PE袋，而CO2含量則高于PE袋，形成了低O2、高CO2的氣體氛圍。低O2、高CO2氛圍能有效抑制西蘭花的呼吸作用，減少有機物等營養物質的消耗，從而延緩西蘭花的衰老［23-25］。

3 結 論

本實驗研究了PLA薄膜對西蘭花的保鮮效果。結果表明，采用PLA薄膜包裝能抑制西蘭花變黃和花球脫落等現象，有效地保持了西蘭花的葉綠素、VC和可溶性固形物含量，并且降低了西蘭花的POD活性。PLA優異的氣體選擇透過性，有助于在PLA包裝袋內形成低O2、高CO2貯藏環境，進而抑制西蘭花的生命活動，減少有機物質的消耗。結果表明，與PE薄膜包裝相比，PLA薄膜包裝處理能延長西蘭花1～2 d的常溫貨架期。

［1］ 紀淑娟， 熊振華， 程順昌， 等.1-MCP和CO2自發釋放處理對西蘭花常溫貨架期的保鮮作用［J］.食品與發酵工業， 2014， 40（2）： 202-206.

［2］ 徐斐燕， 蔣高強， 陳健初， 等.臭氧在鮮切西蘭花保鮮中應用的研究［J］.食品科學， 2006， 27（5）： 254-257.DOI：10.3321/ j.issn：1002-6630.2006.05.057.

［3］ 程順昌， 魏寶東， 熊振華， 等.西蘭花采后貯藏保鮮技術研究進展［J］.食品科學， 2014， 35（7）： 270-274.DOI：10.7506/spkx1002-6630-201407053.

［4］ 任杰， 李建波.聚乳酸［M］.北京： 化學工業出版社， 2014： 310-312.

［5］ 張琪， 張偉陽， 陳曉東， 等.聚乳酸薄膜真空包裝對金針菇保鮮效果的研究［J］.食品工業， 2014， 35（3）： 91-95.

［6］ 魏靜， 萬玉芹， 王鴻博， 等.甲殼素納米晶須/聚乳酸納米纖維膜對草莓保鮮效果的影響［J］.食品與生物技術報， 2012， 31（11）: 1184-1187.DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2012.11.011.

［7］ 陳曉東， 張偉陽， 張琪， 等.生物可降解聚乳酸薄膜對金針菇保鮮效果的研究［J］.食品工業科技， 2013， 34（22）： 306-319.

［8］ ZHUANG H， HILDEBRAND D F， BARTH M M.Temperature infuenced lipid peroxidation and deterioration in broccoli buds during postharvest storage［J］.Postharvest Biology and Technology， 1997，10（1）： 49-58.DOI：10.1016/S0925-5214（96）00054-3.

［9］ 曹建康， 姜微波， 趙玉梅.果蔬采后生理生化實驗指導［M］.北京： 中國輕工業出版社， 2007： 21-173.

［10］ 徐長妍， 劉杰， 陳煥霓.鮮切西蘭花的PE薄膜保鮮包裝技術研究［J］.食品科技， 2011， 36（7）： 40-44.

［11］ 李家政， 畢大鵬， 李楊.聚乙烯果蔬保鮮膜的透氣和透濕性能與溫度變化的關系［J］.保鮮與加工， 2009（5）: 30-33.

［12］ BANG G， KIM S W.Biodegradable poly （lactic acid）-based hybrid coating materials for food packaging films with gas barrier properties［J］.Journal of Industrial and Engineering Chemistry， 2012，18（3）: 1063-1068.DOI:10.1016/j.jiec.2011.12.004.

［13］ 范新光， 肖璐， 張振富， 等.減壓冷藏和氣調冷藏對鮮切西蘭花保鮮效果的比較分析［J］.食品科學， 2014， 35（2）: 277-281.DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201402054.

［14］ 海金萍， 何松星.聚乙烯袋包裝結合乙烯吸收劑低溫保鮮荔枝［J］.食品科技， 2013， 38（3）: 45-49.

［15］ 李曉旭， 李家政.西蘭花采后生理及保鮮技術研究進展［J］.北方園藝， 2013（14）: 196-199.

［16］ 陳愛葵， 韓瑞宏， 李東洋， 等.植物葉片相對電導率測定方法比較研究［J］.廣東教育學院學報， 2010， 30（5）： 88-91.DOI：10.3969/ j.issn.1007-8754.2010.05.016.

［17］ 張桂霞， 王英超， 石璐.草莓果實成熟過程中VC和可溶性固形物含量的變化［J］.安徽農業科技， 2011， 39（12）： 6995-6996.DOI：10.3969/ j.issn.0517-6611.2011.12.025.

［18］ GóMEZ-LOBATO M E， HASPERUé J H， CIVELLO P M， et al.Effect of 1-MCP on the expression of chlorophyll degrading genes during senescence of broccoli （Brassica oleracea L.）［J］.Scientia Horticulturae， 2012， 144（3）： 208-211.DOI：10.1016/ j.scienta.2012.07.017.

［19］ 郭香鳳， 向進樂， 李秀珍， 等.貯藏溫度對西蘭花凈菜品質的影響［J］.農業機械學報， 2008， 39（2）： 201-204.

［20］ MA G， ZHANG L， KATO M， et al.Effect of 1-methylcyclopropene on the expression of genes for ascorbate metabolism in postharvest broccoli［J］.Postharvest Biology and Technology， 2010， 58（2）： 121-128.DOI：10.1016/j.postharvbio.2010.05.011.

［21］ 吳明江， 于萍.植物過氧化物酶的生理作用［J］.生物學雜志， 1994，62（6）： 14-16.

［22］ 林植芳， 李雙順， 張東林， 等.采后荔枝果皮色素、總酚及有關酶活性的變化［J］.植物學報， 1988， 30（1）： 40-45.

［23］ 李燦， 饒景萍， 李善菊， 等.薄膜包裝在果蔬采后保鮮上的應用［J］.北方園藝， 2010（3）： 162-165.

［24］ SCHOUTEN R E， ZHANG X， VERSCHOOR J A， et al.Development of colour of broccoli heads as affected by controlled atmosphere storage and temperature［J］.Postharvest Biology and Technology，2009， 51（1）： 27-35.DOI：10.1016/j.postharvbio.2008.06.005.

［25］ 敖靜， 張昭其， 黃雪梅， 等.不同薄膜自發氣調包裝對西蘭花的保鮮效果［J］.廣東農業科學， 2015（2）： 77-88.

Effect of Polylactic Acid Film Packaging on Preservation of Broccoli

LI Wei， ZHANG Yizhu， FU Zhengyi， ZHANG Weiyang， CHENG Shujun*
（School of Materials Science and Engineering， East China University of Science and Technology， Shanghai 200237， China）

Polylactic acid （PLA） film was applied to preserve broccoli with polyethylene （PE） film packaging and without packaging as controls.The effect of PLA film on preservation of broccoli quality was investigated by periodically recording quality changes during storage at a constant temperature of （20 ± 3） ℃.The results showed that the vitamin C and chlorophyll contents of broccoli were declined， while the relative conductivity and peroxidase （POD） activity were increased during storage under all three packaging conditions.The broccoli packaged in PLA film showed minimum changes.From the above results it is clear that PLA film can preserve broccoli quality obviously and effectively prolong its shelf life at normal temperature.

broccoli； polylactic acid （PLA）； quality； room temperature shelf life

10.7506/spkx1002-6630-201614049

TS255.1

A

1002-6630（2016）14-0270-04

李偉， 張一珠， 付正義， 等.聚乳酸薄膜對西蘭花的保鮮效果分析［J］.食品科學， 2016， 37（14）: 270-273.DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201614049. http://www.spkx.net.cn

LI Wei， ZHANG Yizhu， FU Zhengyi， et al.Effect of polylactic acid film packaging on preservation of broccoli［J］.Food Science，2016， 37（14）: 270-273.（in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201614049. http://www.spkx.net.cn

2015-12-10

李偉（1990—），男，碩士研究生，研究方向為生物可降解材料。E-mail：15201922012@163.com

*通信作者：程樹軍（1956—），男，副教授，博士，研究方向為生態環境材料和醫用高分子材料。E-mail：chshj2003@126.com