不同包裝材料對真空冷凍干燥楊梅品質影響

胡 霞1,2,,陳林和1,,鄭瑤瑤,尹 雯

(1.溫州市農業科學研究院,浙江溫州 325000; 2.文成縣現代農業與康養產業研究院,浙江文成 325000; 3.溫州科技職業學院,浙江溫州 325000)

楊梅果實色澤艷麗、酸甜可口、風味獨特,富含有機酸、維生素、花色苷和多酚等物質,具有較高的食用價值和保健功能[1]。楊梅成熟期集中在高溫多雨的梅雨季節,上市集中,常溫貨架期僅1～2 d,極易霉變腐爛,嚴重制約了鮮銷產業的發展[2]。將新鮮楊梅加工成楊梅干或楊梅粉可大大降低果實的含水率,從而有效地防止產品腐敗變質,延長貯藏期,降低包裝、貯藏、運輸等環節成本。果蔬干燥的方式有很多種,包括風干燥、微波干燥、真空干燥、冷凍干燥、膨化干燥和噴霧干燥等。其中真空冷凍干燥(Vacuum-freeze drying,FD)過程中幾乎不存在有效成分的熱降解,最大程度地保留了果蔬中的生物活性物質。又可降低新鮮楊梅果實的含水率,從而有效防止產品腐敗變質,延長貯藏期,降低貯藏和運輸等環節成本[3]。

包裝是食品加工的一個重要環節,儼然已成為食品的一部分[4]。如何有效地保持果蔬制品品質、延長貨架期是果蔬制品加工過程中需要解決的關鍵問題。但不同種類的果蔬制品通常因其自身特點需要采用不同的包裝技術和形式等。尤其果蔬干制品的保藏期受包裝的影響極大,因為一旦包裝材料或包裝容器不合理,就很容易引起干制品的吸濕回潮甚至變色,從而造成不必要的損失。目前,研究鮮切果蔬包裝保鮮研究的很多,但對果蔬干制品研究的甚少。

因此,本文探究3種不同包裝材料(鋁箔袋、PET塑料瓶和玻璃瓶)對貯存的真空冷凍干燥楊梅的品質影響,比較25 ℃條件下不同包裝材料貯存90 d期間的產品品質變化,旨在選擇合適的包裝形式,以期為干制果蔬產品包裝的選擇提供理論依據和參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

楊梅 采于浙江省溫州本地,屬東魁楊梅,約9成熟,選用圓整、肉柱堅挺、無損傷、無霉爛的果實,4 ℃環境貯藏備用;沒食子酸標準品 Sigma公司;鄰菲羅啉、三氯化鐵、磷酸、三氯乙酸、碳酸鈉、氯化鉀、醋酸及醋酸鈉、乙醇(均為分析純)、福林-酚試劑(生物純) 上海國藥集團化學試劑公司;包裝材料 鋁箔自封袋(長×寬×厚=15.0 cm×22.0 cm×22.0 μm) 溫州旭爾包裝有限公司;透明塑料瓶子 食品級PET,高10.0 cm×直徑9.8 cm,附帶壓敏片,廣州中興塑料紙類印刷有限公司;玻璃瓶 高10.0 cm×直徑6.5 cm,對邊8.0 cm,對角9.0 cm,容量380 mL,徐州百強玻璃制品有限公司,三者均符合國家食品包裝用標準要求。

SCTENTZ-100F真空冷凍干燥機 寧波新芝生物科技股份有限公司;BGZ-76電熱恒溫干燥箱 上海博迅公司;NR20XE手持色差儀 3NH科技有限公司;UV-1899PC-DS2紫外分光光度計 北京美譜達儀器有限公司;AC型電磁感應鋁箔封口機 溫州市龍怡成包裝機械有限公司;TMS-PILOT質構儀 美國FTC;AR2140電子分析天平 梅特勒-托利多儀器有限公司;SHY-2A恒溫水浴鍋 常州朗月儀器制造有限公司;TGL-16M臺式高速低溫離心機 上海瀘湘儀離心機儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 真空冷凍干燥流程 挑選成熟、無機械損傷、無腐爛的楊梅,1%食鹽溶液清洗,瀝干,在真空冷凍干燥條件:-30 ℃條件下預凍3 h,冷阱溫度-82 ℃,壓強0.01 kPa,auto模式自動解析和干燥約32 h后,迅速分別包裝200 g左右的凍干楊梅于鋁箔自封袋、PET塑料瓶和玻璃瓶中,鋁箔袋用封口機封口,PET塑料容器擰蓋前加放鋁箔封口墊片,玻璃瓶瓶蓋卡緊,于25 ℃避光處存放,一定時間后各取三種包裝的樣品進行品質測定。

1.2.2 凍干楊梅品質的測定

1.2.2.1 水分含量 按GB 5009.3-2016規定的方法測定[5]。試驗結果為3次平行測定的平均值。

1.2.2.2 色澤 楊梅的色澤采用的L*、a*和b*表示,L*表示顏色亮度(+為偏亮,-為偏暗),L*值越大表示越亮;a*表示紅綠值(+為偏紅,-為偏綠),a*值越大表示越紅;b*表示黃藍值(+為偏黃,-為偏藍)。用色差儀測定,以標準白板校正[6]。重復測定6次,取平均值。ΔE的計算方法如式(1)所示。

式(1)

1.2.2.3 花色苷含量 采用pH示差法[7]。取1 g楊梅果粉放入錐形瓶內,加入5 mL 70%乙醇,用HCl調節至pH為3,于36 ℃條件下浸提2 h,抽濾,取濾液。取0.025 mol/L的氯化鉀緩沖液(pH1.0)和0.4 mol/L醋酸鈉緩沖液(pH4.5)各9 mL,分別加入待測樣品1 mL,平衡1 h,用蒸餾水作空白,測定A510 nm和A700 nm。并按公式(2)計算稀釋樣品吸光度A,按式(3)計算花色苷含量。

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

式(2)

式(3)

式中:相對分子質量Mr為449.2;消光系數ε為26900 mol-1;稀釋因子DF為10。

1.2.2.4 VC含量 采用分光光度法測定[8-9],略有改動。1 g楊梅干加入5 mL 5%三氯乙酸溶液,離心,取上清液。反應體系如下:提取液0.5 mL、5%三氯乙酸溶液1.5 mL、無水乙醇1 mL、4%磷酸-乙醇溶液0.5 mL、0.5%鄰菲羅啉-乙醇溶液1 mL、0.03%三氯化鐵-乙醇溶液0.5 mL。將混合液置于30 ℃中水浴60 min,以試劑為空白調零,534 nm波長處測定吸光度。按照標線求得VC含量(y=0.0125x+0.0121,R2=0.9968)。

1.2.2.5 總酚含量 采用Folin-Ciocalteau法[10]。1 g楊梅果粉置于10 mL離心管中,加入5 mL 80%的乙醇,25 ℃條件下超聲提取30 min,離心取上清液。準確量取0.5 mL提取液于25 mL刻度試管中,蒸餾水定容至6 mL,搖勻,再加l mL福林-酚試劑,充分搖勻。1 min之后,加入20%碳酸鈉溶液1.5 mL,蒸餾水定容至10 mL,混勻。30 ℃條件下避光0.5 h,760 nm波長處測定吸光度。利用沒食子酸標準溶液濃度與吸光度的回歸方程 y=0.004x+0.0067(R2=0.9983)計算總酚含量。

1.2.2.6 硬度 取貯存一定時間的楊梅干,用質構儀測定其硬度。具體參數參照梁森苗等方法[11]:采用P100探頭(直徑為100 cm的圓柱探頭),具體測試參數為:預壓速度為1 mm/s,下壓速度為1 mm/s,回復速度為1 mm/s,變形量為80%,兩次壓縮之間的停留時間為5 s,觸發力為5 g,重復測量10個樣品。

1.3 數據處理

采用Excel 2007對數據進行計算統計,采用軟件Origin 8.5進行繪圖,利用統計學軟件SPSS 17.0單因素方差分析對數據進行顯著性比較,P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 不同包裝對凍干楊梅水分變化的影響

凍干水果制品標準(DBS 45/049-2018)要求水分含量≤10.0%[12]。從表1可以看出,三種包裝的凍干楊梅存放90 d內水分含量均<10.0%,均符合標準要求。貯藏30 d后,鋁箔袋和玻璃瓶的凍干楊梅水分含量無差異(P>0.05),但與塑料瓶貯存的凍干楊梅水分含量相比差異顯著(P<0.05);三種包裝在貯藏60與90 d的凍干楊梅水分含量之間均差異顯著(P<0.05);鋁箔袋存放冷凍干燥楊梅的效果最佳。

表1 不同材料儲存的凍干楊梅水分含量(%)Table 1 Effect of three packing materials on the moisture content of vacuum-freeze dried bayberry

2.2 不同包裝對凍干楊梅色澤的影響

圖1 不同包裝材料儲存的楊梅顏色和花色苷變化Fig.1 Changes in the color and anthocyanin of vacuum-freeze dried bayberry preserved by different packing materials注:a為L*值,b為a*值,c為b*值,d為花色苷。

花色苷在楊梅中的含量非常豐富[13]。但花色苷容易受到溫度、光等外界因素的影響而降解。不同包裝對凍干楊梅花色苷的影響如圖1d所示,3種包裝的花色苷含量在貯存7 d時均大幅下降至10～30 mg/100 g(可能在測定過程受光照溫度影響導致),而后恢復至剛冷凍干燥左右,之后隨著貯藏時間的延長而緩慢下降,但變化幅度平緩,在90 d時3種包裝的花色苷與剛冷凍干燥后的含量都相差較小。塑料瓶包裝變化幅度較大,在14 d時上升,且含量稍高于玻璃瓶包裝,而后在35 d時下降,這可能是樣品的不均一性導致,存放90 d后發現鋁箔袋包裝的凍干楊梅花色苷含量明顯高于其他兩種包裝,差異顯著(P<0.05),而玻璃瓶和塑料瓶包裝的無明顯差異(P>0.05)。這和表2中的色差變化基本一致。鋁箔袋包裝存放的凍干楊梅保持花色苷的效果最佳。

表2 不同材料儲存的凍干楊梅色差變化Table 2 Effect of three packing materialson ΔE vacuum-freeze dried bayberry

2.3 不同包裝對凍干楊梅VC含量的影響

楊梅含有多種有機酸,維生素C的含量很高。但VC性質不穩定,對光、熱和空氣敏感,易被氧化[14]。冷凍干燥可較好地保持楊梅中的VC不受破壞。由圖2可知,鋁箔袋包裝的凍干楊梅VC含量在前21 d變化較小,而隨著儲存時間的延長,鋁箔袋和玻璃瓶包裝的楊梅干VC含量緩慢下降,而塑料瓶包裝在28和42 d時出現大幅度下降,在46 d后下降速度放緩。存放90 d后,三種包裝的冷凍干燥楊梅干VC差異顯著(P<0.05),綜上所述,3種包裝對凍干楊梅保持VC效果順序為鋁箔袋>玻璃瓶>塑料瓶。

圖2 不同包裝材料儲存的楊梅VC含量變化Fig.2 Changes in the content of VC of vacuum-freezedried bayberry preserved by different packing materials

2.4 不同包裝對凍干楊梅總酚含量的影響

楊梅中含有多種酚類物質,它們是形成水果口感、酸味以及顏色的一個重要來源。近年來,研究發現楊梅中的酚類物質具有抗氧化能力,具有抑制卵巢癌細胞和腫瘤血管生成的作用[15-16]。酚類物質會隨著水果貯存時間、包裝材料等的變化而改變,從而影響水果品質[17]。

由圖3可知,3種包裝的凍干楊梅總酚含量在前35 d相差不大。儲存期間,鋁箔包裝的楊梅干總酚含量變化緩慢,在77 d后大幅度下降,玻璃瓶和塑料瓶在35 d后呈大幅度持續下降,到63 d下降幅度變緩。90 d后鋁箔袋與玻璃瓶之間,無明顯差異(P>0.05),與塑料瓶包裝差異顯著(P<0.05)。可知保護凍干楊梅總酚效果順序為鋁箔袋優于玻璃瓶,玻璃瓶優于塑料瓶。

圖3 不同包裝材料儲存的楊梅總酚含量變化Fig.3 Changes in the content of total polyphenols ofvacuum-freeze dried bayberry preservedby different packing materials

2.5 不同包裝對凍干楊梅硬度的影響

質構是食品的重要屬性,是由產品成分和微觀結構所決定的機械性能、表面性質等物理性質[18]。硬度是楊梅凍干片最重要的質構參數,能反應果實的致密程度和堅實程度[19]。在真空干燥過程中,楊梅細胞間隙中的水分急劇氣化、膨脹,間隙擴大,出現膨化現象,使組織疏松,產生酥脆的口感[20]。由圖4可知,鋁箔袋包裝的楊梅干硬度值隨著儲存時間延長而呈緩慢下降,而玻璃瓶裝和塑料瓶裝分別在第42和7 d時出現大幅度下降,60 d后速度下降放緩。存放90 d后,三種包裝之間的冷凍干燥楊梅干硬度差異顯著(P<0.05),其中鋁箔袋存放凍干楊梅在效果最佳。而硬度變化主要原因由三種包裝的水蒸氣透過率差異有關,水蒸氣透過率高的塑料瓶隨著儲存的時間的延長硬度下降明顯。因此鋁箔袋包裝的凍干楊梅口感更香脆。

圖4 不同包裝材料儲存的楊梅硬度變化Fig.4 Changes in the hardness of vacuum-freezedried bayberry preserved by different packing materials

3 結論

3種包裝材料對凍干楊梅色澤影響較小,說明凍干楊梅呈色物質保存較好;鋁箔袋和玻璃瓶包裝的凍干楊梅的品質,如硬度、總酚和VC等物質在貯藏期間緩慢降低,塑料瓶包裝則大幅度降低,各項指標降低嚴重。綜上所述,鋁箔袋包裝和玻璃瓶包裝的凍干楊梅在長時間存貯中能較好保持感官品質和營養成分,但玻璃瓶包裝較鋁箔袋包裝成本高,且鋁箔袋包裝的楊梅口感更香脆。基于經濟效益和存儲效果,鋁箔包裝更適于包裝真空冷凍干燥的楊梅。