不同厚度聚乙烯薄膜對韭薹低溫貯藏品質的影響

胡雪梅，王祖蓮，羅芳耀，駱永亮，羅靜紅，唐月明，高 佳,*

（1.四川省農業科學院農產品加工研究所，四川省農業科學院食物與營養健康研究所，四川 成都 610066；2.四川工業科技學院，四川 德陽 618500；3.四川省成都市郫都區農業農村和林業局，四川 成都 611730）

韭薹是夏秋之際韭菜抽出的嫩花莖，由薹莖和薹苞兩部分組成[1-2]。其幼莖多汁，含有豐富的營養物質（蛋白質、糖分、膳食纖維及維生素）、多種揮發性物質（硫化丙烯）和多種抗生物質[3]。傳統醫學認為，熟食韭薹有溫中下氣、補虛益陽、調和臟腑、補腎固本、健腦益壽等功效[1]。高商品價值的韭薹應該是薹苞未開放、韭薹鮮綠脆嫩、能保持較高的葉綠素和VC含量；但韭薹是一種季節性很強的蔬菜，采收后的韭薹容易衰老變質，主要表現為薹莖黃化、纖維化、失水萎蔫、薹苞開放、腐爛，致使其貨架壽命縮短[4]。目前在韭薹貯藏保鮮方面已有很多相關的研究報道。張丙云等[5]將韭薹于300 mg/L 丙二酸保鮮劑中浸泡30 s，用0.2 mm 厚度的保鮮袋封裝，韭薹貯藏至7 d 時仍然具有較好的形態及較高的營養價值。Wu等[6]通過室溫貨架模擬試驗，研究了不同分子量的殼聚糖涂膜對韭薹的貯藏保鮮效果，發現高分子量殼聚糖涂膜可有效抑制韭薹貯藏期間的失重率、呼吸強度、腐爛指數和花苞開放率，保持較高的葉綠素和VC 含量。吳傳萬等[3]研究發現，利用1%～1.5%殼聚糖涂膜有較好的保鮮效果，能夠明顯抑制韭薹腐爛及纖維素含量的增加，并保持較高的VC含量。

現今，越來越多的消費者更加偏向于選擇無保鮮藥劑等純物理方式處理的新鮮果蔬，薄膜包裝工藝可以在不使用化學添加劑的情況下有效延長果蔬貨架期，維持較高的品質[7]。薄膜包裝屬于自發氣調保鮮技術，可以依靠果蔬自身呼吸作用與薄膜材質的透氣性建立動態平衡，通過對呼吸作用的抑制，有效地減緩營養物質的轉化和消耗，從而達到延長果蔬貯藏期的效果[8-9]。該方法作為一種操作簡單、成本低廉、效果明顯的安全保鮮技術已經廣泛應用于黃瓜[10]、娃娃菜[11]、芒果[12]、荔枝[13]、油桃[14]等果蔬，其在韭黃、韭菜、韭薹貯藏保鮮中的應用也有報道[15-16]。薄膜包裝材料主要有聚乙烯（Polyethylene，PE）、聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，PVC）、聚丙烯（Polypropylene，PP）和硅橡膠膜等[17]。不同氣體（O2和CO2）透過率的薄膜對果蔬采后貯藏已有廣泛研究，但基于果蔬品種差異篩選最適的包裝材料，以及包裝材料與低溫貯藏協同條件下果蔬品質的維持效果研究較少。

本研究基于前期的研究成果[15]選取5 種不同O2和CO2透過率的聚乙烯包裝袋，以韭薹作為研究材料，探究在低溫（0±0.5）℃貯藏條件下具有不同氣體透過性的包裝袋對韭薹自發氣調包裝貯藏期間袋內O2和CO2體積分數、韭薹的感官品質、腐爛情況以及纖維素含量等指標的影響，篩選低溫貯藏下最適宜于韭薹采后保鮮的包裝材料和保鮮方法。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

新鮮韭薹：采自于四川省成都市郫都區唐昌街道青楊韭黃專業合作社，采收后的韭薹2 h內低溫運輸至實驗室，在（0±0.5）℃冷庫中貯藏過夜，并在2 d內將韭薹用不同厚度聚乙烯包裝袋進行包裝處理。

聚乙烯包裝袋，四川興達塑料有限公司；硫酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉，成都市科隆化學品有限公司。

1.1.2 儀器與設備

Check Mate ⅡO2/CO2氣體分析儀，丹麥Dansensor 公司；JA31002 電子天平，上海精天電子儀器有限公司；Fibertec 8000纖維素儀，丹麥FOSS分析儀器公司；5810R冷凍離心機，德國Eppendorf公司；TU-1810紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；Gas-Transmission-Tester GTT 包裝膜透氣性測定儀，德國Brugger公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

選用顏色翠綠，新鮮健康，脆度一致，長短均一，無明顯機械損傷的韭薹。將韭薹分裝至不同厚度且尺寸均為25 cm×60 cm的聚乙烯包裝袋內（不同厚度包裝袋根據標準ASTM F2714—08[18]和ASTM F2622—08[19]的方法，使用包裝膜透氣性測定儀在23 ℃、101.3 kPa的條件下測定薄膜的O2和CO2透過率，結果見表1），每袋韭薹質量為（200±0.5）g；將室溫條件下未經包裝袋處理的韭薹作為對照（CK）。貯藏時間設定為105 d，分別在第0、15、30、45、60、75、90、105 天測定不同包裝袋內O2和CO2體積分數并對韭薹的品質進行評估，每次測定均設置4個重復。

表1 聚乙烯包裝袋氣體透過率Table 1 Gas transmission rates of polyethylene packaging bags

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 包裝袋內O2和CO2質量分數

采用O2/CO2氣體分析儀測定。

1.2.2.2 感官評價

由5名經過專業食品感官品評的科研人員組成評價小組，主要對韭薹進行總體視覺感官評價，整體視覺評價標準參照王祖蓮等[15]的方法并稍作修改，具體如表2所示。

表2 韭薹感官評價標準Table 2 Sensory evaluation standard of chive stems

1.2.2.3 腐爛指數、花苞腐爛率和花苞開放率

參考張丙云等[5]的方法對韭薹的腐爛指數、花苞腐爛率和花苞開放率進行計算。

韭薹的腐爛主要存在于薹基部，依據不同的腐爛面積劃分為不同級別：無腐爛定為0 級，腐爛長度小于1 cm定為1級，腐爛長度在1 cm至1/4整薹長（不包括）定為2級，腐爛長度在1/4整薹長至1/2整薹長（不包括）定為3 級，腐爛長度超過1/2 整薹長定為4級。韭薹腐爛指數計算公式如下：

韭薹花苞的腐爛率和花苞開放率計算公式如下：

1.2.2.4 纖維素含量

參照GB/T 5009.10—2003[20]中的方法對韭薹薹莖中粗纖維含量進行測定，所測樣品均為韭薹薹莖基部5 cm部分。

1.2.3 數據處理

數據采用Excel 2019進行統計計算，試驗數據均以4次平行試驗結果的表示；運用SPSS 26.0進行單因素方差分析，P＜0.05表示差異顯著；采用Origin 2018和PS 2020軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 包裝袋內CO2和O2體積分數的變化

自發氣調包裝袋內的CO2和O2體積分數一定程度上反映了韭薹呼吸速率的變化情況[21]。貯藏過程中，包裝袋內CO2和O2體積分數變化如圖1所示。在整個貯藏過程中，45 μm PE袋內的CO2和O2體積分數與其他4種處理之間差異顯著（P＜0.05）。圖1A為貯藏過程中包裝袋內O2體積分數的變化，貯藏剛開始時，不同厚度包裝袋內的O2體積分數間已經呈現顯著性差異（P＜0.05），O2體積分數由高至低依次為10 μm PE 袋處理、20 μm PE 袋處理、25 μm PE 袋處理、30 μm PE 袋處理和45 μm PE 袋處理。其中10 μm PE 袋處理在貯藏期間O2體積分數變化趨于平緩；其余幾種處理在貯藏前期O2體積分數整體呈先下降后上升的趨勢，20 μm PE 袋、25 μm PE 袋和30 μm PE袋處理貯藏至60 d 時袋內的O2體積分數分別為13.63%、13.50%、11.47%。45 μm PE袋處理在貯藏前15 d O2體積分數迅速下降至3.94%，之后維持在3.94%～6.66%（第105天除外）。其驟降的原因可能是因為韭薹在貯藏初期呼吸作用較強，對O2的消耗量遠遠大于薄膜氣體的透過量[8]。研究表明，包裝薄膜的氣阻性越低（O2透過率高），越無法較好地抑制果蔬采后的呼吸作用，氣阻性越高（O2透過率低），果蔬采后越易進行無氧呼吸[22]。本研究中10 μm PE 袋處理的O2透過率高，韭薹的呼吸作用強，品質劣變較快；而45 μm PE 袋處理O2透過率較低，可以有效抑制韭薹的品質劣變。

圖1 不同厚度PE袋中CO2（A）和O2（B）的體積分數Fig.1 Volume fractions of CO2(A)and O2(B)in PE bags of different thickness

圖1B 為貯藏期間包裝袋內CO2體積分數的變化。由圖1B可知，在整個貯藏期間，隨著包裝袋厚度的增加（包裝袋氣體透過率逐漸下降），包裝袋內CO2體積分數逐漸增加；隨著貯藏時間的延長，包裝袋內CO2體積分數呈現逐漸降低的趨勢。在0～105 d的貯藏過程中，45 μm PE 袋處理的CO2體積分數由4.53%下降至3.07%，30 μm PE 袋處理的CO2體積分數由4.13%下降至3.45%，25 μm PE袋處理的CO2體積分數由2.80%下降到1.80%，20 μm PE袋處理的CO2體積分數由2.58%下降至1.88%，10 μm PE袋處理的CO2體積分數由1.18%下降至0.63%（其在態個貯藏過程中CO2體積分數最低）。前60 d，30 μm PE 袋和45 μm PE 袋處理中CO2體積分數下降迅速，隨后維持在3.07%～3.53%。本研究中氣體透過率最低的45 μm PE 袋處理組貯藏期間O2體積分數最低，CO2體積分數最高；氣體透過率最高的10 μm PE 袋處理組O2體積分數最高，CO2體積分數最低。研究表明，低溫和較高的CO2體積分數可以有效抑制韭薹的生理代謝作用，較好地保持韭薹的品質，這進一步說明本研究中45 μm PE袋處理的聚乙烯薄膜透氣性適宜于韭薹的貯藏保鮮[23]。

2.2 不同包裝處理對韭薹感官評價的影響

總體感官評價是衡量蔬菜適銷性的重要指標。圖2 為對在整個貯藏期間不同包裝處理韭薹的總體感官評價。由圖2 可知，隨著貯藏時間的延長，不同處理組的韭薹總體感官評分存在明顯差異。CK組在第45 天之后總體感官評分已低于5 分，失去商品價值。不同包裝處理的韭薹在貯藏前15 d總體感官評分均為9 分，隨著貯藏時間的延長，總體感官評分開始下降，其中10 μm PE袋處理的下降最快，而45 μm PE袋處理的韭薹在第105天時總體感官評分保持在6.5分。

圖2 不同厚度PE袋處理對韭薹貯藏期間感官評價的影響Fig.2 Effects of different thickness of PE bags treatments on sensory evaluation of chive stems during storage

圖3 為整個貯藏期間韭薹外觀變化的照片記錄（由于CK 處理組貯藏至45 d 時商品價值嚴重下降，故105 d時未做拍照記錄）。由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，不同包裝處理組的韭薹均出現不同程度的黃化，相比于其他幾種處理，45 μm PE袋處理對韭薹黃化現象有一定的抑制作用。

圖3 不同厚度PE袋處理組韭薹貯藏期間的外觀變化Fig.3 Appearance changes of chive stems treated with different thickness of PE bags during storage

2.3 不同包裝處理對韭薹腐爛的影響

腐爛是影響韭薹商品性的最重要因素，對不同包裝袋內韭薹的腐爛情況進行統計，結果如圖4 所示。由圖4可知，貯藏前45 d，韭薹未發生腐爛，貯藏至60 d時，不同包裝處理開始出現腐爛，但各處理之間的腐爛指數無顯著差異。隨著貯藏時間的延長，10 μm PE袋處理組韭薹腐爛指數的增幅顯著高于其他處理組（P＜0.05），而45 μm PE袋處理組直至貯藏結束時也未出現腐爛現象。每種處理中韭薹腐爛個數統計變化趨勢與韭薹腐爛指數的變化一致，10 μm PE 袋處理開始腐爛時間最早，腐爛指數依舊最高。研究表明，韭黃的腐爛指數一定程度上與包裝袋的氧透過率成正相關，一定范圍內，膜厚度越大，則氧透過率越低，韭黃在貯藏過程中的腐爛現象越少發生，更有利于韭黃貯藏結束后的銷售[15]，這與本研究中對韭薹的研究結果一致。同時，CO2體積分數較高一定程度上會產生抑菌作用，從而對一些引起韭薹腐敗的微生物具有直接抑制或殺滅的作用，其可誘導韭薹自身產生一系列的防御反應而增加自身抗病性，從而達到貯藏保鮮的效果[24]。綜上，氣調包裝與低溫貯藏相結合，可作為一種果蔬采后安全保鮮技術進行大力推廣[25]。

2.4 不同包裝處理對韭薹花苞腐爛率和開放率的影響

韭薹花苞的腐爛率及開放率是衡量韭薹商品價值的重要指標。由表3（由于CK 處理組貯藏至45 d時商品價值嚴重下降，故未對其做45 d 后花苞腐爛率與開放率的統計）可知，貯藏至105 d時，隨著包裝袋厚度的增加，韭薹花苞腐爛率逐漸降低（25 μm PE袋處理除外）；CK處理在第30天時，花苞腐爛率已經達到3.00%，而經包裝處理的韭薹花苞此時均未發生腐爛，其中10、20 μm PE袋處理貯藏75 d時花苞出現腐爛，25 μm PE 袋處理貯藏90 d 時花苞出現腐爛，30、45 μm PE袋處理貯藏105 d花苞才出現腐爛。貯藏至105 d時，45 μm PE袋處理組的花苞腐爛率僅為0.62%，且韭薹花苞開放率低于10 μm PE袋和30 μm PE袋處理。除20、45 μm PE袋處理外，其余3種處理均在60 d 時韭薹花苞開始開放。綜上，45 μm PE 袋處理對韭薹花苞的開放和腐爛均具有明顯的抑制作用。研究表明，低溫貯藏會延緩韭薹莖的營養物質向薹苞轉移，有效緩解薹苞膨大開放，延緩韭薹衰老，維持韭薹的品質；薄膜包裝作為一種自發氣調包裝，隨著薄膜包裝袋厚度的增加，包裝袋內CO2體積分數增加會抑制韭薹的呼吸強度，從而抑制韭薹莖的營養物質向薹苞轉移，進而抑制薹苞增大，有效地緩解韭薹衰老[3]。熊子璇等[26]的研究表明，隨著包裝袋厚度增加，包裝袋透濕量越小，袋內濕度低，可以降低微生物的繁殖速度；同時，低溫也會進一步抑制微生物的生長，從而有效緩解薹苞的腐爛。

表3 不同厚度PE袋包裝處理對韭薹花苞腐爛率和開放率的影響Table 3 Effects of different thickness of PE bags treatments on decay rates and opening rates of chive stem flower buds during storage單位：%

2.5 不同包裝處理對韭薹貯藏期間纖維素含量的影響

由于韭薹的老化代謝，纖維素含量隨著貯藏時間的延長而增加，造成口感粗糙，商品價值降低。韭薹莖部的纖維素含量是衡量韭薹是否具有較好商品價值的重要因素[3]。如圖5 所示，貯藏前30 d，CK 組韭薹的纖維素含量顯著高于包裝處理組（P＜0.05）；貯藏30 d 時，CK 組韭薹纖維素含量高達0.026%，而包裝處理組均未達到0.015%；貯藏結束時，45 μm PE袋處理的韭薹纖維素含量最低，僅為0.011%，韭薹品質良好。由此可見，相比于CK，不同包裝處理一定程度上均可明顯地抑制纖維素含量的增加，減少韭薹衰老的進程，很好地維持韭薹的商品性。有研究表明，低溫貯藏能有效延緩果蔬采后纖維化、木質化[27-28]。濮艷清等[29]研究發現，通過氣調包裝處理鮮切蘿卜可以有效減少其木質化。

圖5 不同厚度PE袋處理對貯藏期間韭薹纖維素含量的影響Fig.5 Effects of different thickness of PE bags treatments on cellulose contents of chive stems during storage

3 結論

本研究將低溫與不同厚度聚乙烯薄膜包裝協同應用于韭薹的采后保鮮，結果表明，采用45 μm 厚的PE 袋（O2透過率（4 080±352）cm3·m-2·d-1·0.1 MPa-1、CO2透過率（16 566±1 415）cm3·m-2·d-1·0.1 MPa-1）對韭薹進行密封包裝處理，冷藏過程中袋內O2體積分數最低，但前期波動較大，后期維持在3.94%～6.66%（第105天除外），CO2體積分數最高，前60 d CO2體積分數顯著下降，后期維持在3.07%～4.03%，減緩韭薹生理代謝。該處理可有效抑制韭薹在貯藏期間的腐爛，袋中韭薹貯藏至105 d 時，花苞腐爛率僅為0.62%，雖然90 d 時花苞明顯膨大開放，但商品性依舊良好；自發氣調薄膜包裝可有效減少冷藏過程中韭薹木質化，在整個貯藏期間纖維素含量保持相對穩定。