活性包裝薄膜對冷藏圣女果的保鮮效果研究

摘要：以乙烯—乙烯醇共聚物（EVOH）為基膜材料，分別添加2%丁香精油、2%葡萄籽精油和1%丁香精油+1%葡萄籽精油為活性成分，采用擠出吹塑法制備活性保鮮薄膜，并在4±1 ℃冷藏條件下考察圣女果的失重率、VC含量、硬度、爛果率、可滴定酸含量等鮮度指標。結果表明，含有1%丁香精油和1%葡萄籽精油的活性薄膜保鮮效果最好，在12 d儲藏期內(nèi)爛果率比對照組降低了55.5%。該薄膜具有較強的阻隔性，能夠抑制微生物繁殖和有機質(zhì)氧化，保鮮效果較好。

關鍵詞：保鮮； 圣女果； 乙烯—乙烯醇共聚物； 薄膜； 葡萄籽精油； 丁香精油

中圖分類號：TS206.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）05-0061-04

圣女果別名櫻桃番茄，色澤鮮明、味道爽口，含有多種有益人體的功能成分如維生素、礦物質(zhì)、谷胱甘肽、番茄紅素等[1]。圣女果采摘后由于呼吸作用、微生物侵染等原因，在儲藏、運輸過程中易出現(xiàn)水分流失和營養(yǎng)成分損失，導致外形和口感不佳，極大地降低市了場價值[2]。

乙烯— 乙烯醇共聚物（ethylene/vinyl alcoholcopolymer，EVOH）兼具乙烯聚合物材料的加工性能和乙烯醇聚合物材料的阻隔性能，具有優(yōu)良的機械強度、阻隔性、抗磨性、高透明度和抗氣候性，近年來逐漸成為國內(nèi)外食品包裝研究的熱點[3]。將EVOH應用于包裝結構中，可有效阻止O2的滲透，從而減緩食品氧化，提高食品貨架期的品質(zhì)，延長保質(zhì)期[4]。

丁香精油由天然植物丁香提煉而來，具有很強的抑菌抗氧化效果[5]，其中最主要的活性物質(zhì)是丁香酚[2-甲氧基-4-（2-丙烯基）苯酚]。丁香酚是GB2760—2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》[6]中允許使用的天然香料，其在丁香精油中的含量為90%～95%[7]。

葡萄籽精油由葡萄籽提煉而來，含有多種不飽和脂肪酸、維生素及微量元素，具有很高的營養(yǎng)價值[8]，其中富含的天然原花青素和有機酸成分具有較強的抗氧化能力。Jayaprakasha G K等[9]研究發(fā)現(xiàn)，葡萄籽提取物具有較好的抗菌和抗氧化性能。

以EVOH、丁香精油及葡萄籽精油為材料制備食品保鮮包裝薄膜，應用于冷藏條件下圣女果的保鮮，分析儲藏期圣女果的品質(zhì)變化情況，旨在為果蔬保藏保鮮提供技術支持。

1材料與方法

1.1試驗材料

新鮮圣女果，購于超市；丁香精油，廣州漢佰斯日化科技發(fā)展有限公司；葡萄籽精油，山東富世康生物科技有限公司；EVOH，日本可樂麗公司；2，4-二硝基苯肼（色譜純），中國國藥試劑集團；酚酞、氫氧化鈉、L-抗壞血酸、鹽酸等（均為分析純），中國國藥試劑集團。

1.2儀器與設備

UV2100分光光度計，上海尤尼柯儀器有限公司；JM3102電子天平，上海精密科學儀器有限公司；GY-3硬度計，溫州山度儀器有限公司；JJ-2組織搗碎勻漿機，金壇市恒豐儀器廠；TDL-80-2B低速臺式離心機，上海安亭科學儀器廠；1201手持式折光儀，上海海鷗光學儀器廠；DK-SD電熱恒溫水槽，上海恒科有限公司；SANYO MLS-3750高壓滅菌鍋，日本三洋生物有限公司；LSSL-20雙螺桿擠出機、XSS-300轉(zhuǎn)矩流變儀、LSC-20吹膜機，上海科創(chuàng)橡塑機械設備有限公司。

1.3試驗方法

1.3.1保鮮薄膜的制備 依據(jù)前期試驗探索，設計制備4種保鮮薄膜：A為EVOH（2%丁香精油）；B為EVOH（2%葡萄籽精油）；C為EVOH（1%丁香精油+1%葡萄籽精油）；D為EVOH（對照組）。其中，1%、2%為精油添加質(zhì)量百分比，其余為EVOH顆粒。

薄膜的制備過程為：精油＋EVOH樹脂顆粒→雙螺桿擠出→共混改性造粒→單螺桿擠出吹膜→保鮮薄膜。

1.3.2圣女果的處理 圣女果從超市買回當天即進行處理，去掉受機械損傷和病蟲害的果實，選擇色澤均勻、大小及成熟度一致的果實進行試驗。

1.3.3試驗設計 分別使用制備的4種保鮮薄膜將圣女果包裹好，在4±1 ℃下冷藏，每隔1 d測定果實的失重率、VC含量、硬度、爛果率、可滴定酸含量等鮮度指標，考察保鮮效果。

1.3.4測定指標及方法 1） 失重率。

式中：m 為樣品最初質(zhì)量，g；t 為儲藏時間，d；m_t為儲藏td時樣品質(zhì)量，g。

2） VC含量。參照GB/T 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》[10]中的方法測定。

3） 硬度。使用GY-3型果實硬度計測定。

4） 爛果率。

式中：n 為開始儲藏時圣女果的數(shù)量；n₀為儲藏一段時間后爛果的數(shù)量[11]。

5） 可滴定酸含量。準確稱取10.00 g 圣女果果實，在組織搗碎機中搗成勻漿狀態(tài)，然后取0.25 g勻漿置于250 mL錐形瓶中，加入20～30 mL蒸餾水，滴入1～2滴酚酞試劑，用0.1 mol/L氫氧化鈉溶液滴定至微紅狀態(tài)，以30 s內(nèi)顏色不發(fā)生變化為準[12]。

式中：V 為氫氧化鈉溶液的體積，mL；C 為氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度，mol/L；m 為加入的樣漿質(zhì)量，kg。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

試驗為完全隨機設計（CRD），每個指標平行測定3次。利用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，采用單因素方差分析方法（ANOVA）通過顯著性差異分析平均值之間的顯著性。

2結果與分析

2.1不同包裝薄膜對圣女果失重率的影響

果蔬在儲藏過程中會發(fā)生呼吸作用和蒸騰作用，導致果蔬自身水分含量降低，嚴重時甚至出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，影響果實的光度、色澤及飽滿度，降低其商品價值，因此，失重率是衡量果蔬鮮度的一個重要指標。儲藏過程中圣女果的失重率變化情況如圖1所示。

由圖1可以看出，隨著儲藏時間的延長，4組圣女果的失重率均呈逐漸升高趨勢，其中對照組失重率升高幅度最大，明顯高于3個試驗組，試驗組失重率B組gt;A組gt;C組，說明添加丁香精油和葡萄籽精油能有效維持果實鮮度，添加丁香精油的效果好于添加葡萄籽精油，添加兩種精油的效果最好。這可能是因為丁香精油中的丁香酚和葡萄籽精油中的原花青素等酚類物質(zhì)和類黃酮類物質(zhì)的羥基與EVOH的高分子鏈形成了氫鍵，使分子鏈間的連接更加致密，從而明顯增強了薄膜的阻隔性，使果實水分損失減緩，失重率降低。此外，也可能是因為精油中的活性成分抑制了微生物的繁殖，從而減弱了圣女果病理方面的水分損失[13]。

2.2 不同包裝薄膜對圣女果VC含量的影響

VC作為一種營養(yǎng)成分，在維持人體生理機能方面發(fā)揮著重要作用。VC含量高低反映水果的營養(yǎng)價值和鮮度。儲藏過程中圣女果的VC含量變化情況如圖2所示。

由圖2可以看出，隨著儲藏時間的延長，4組圣女果的VC含量均呈逐漸降低趨勢，其中3個試驗組VC含量均明顯高于對照組，試驗組VC含量B組gt;C組gt;A組，說明添加丁香精油和葡萄籽精油能有效減少果實VC 的損失，添加葡萄籽精油的效果好于丁香精油。VC是一種性質(zhì)極其不穩(wěn)定的物質(zhì)，易發(fā)生氧化反應，加上圣女果中含有VC氧化酶類，造成VC在儲藏過程中減少。添加精油后，EVOH 薄膜的阻隔性增強，對氧化反應具有一定的抑制作用。同時，精油中的活性成分丁香酚和原花青素也會緩慢地釋放到圣女果周圍，對VC的氧化起到極大的延緩抑制作用。

2.3不同包裝薄膜對圣女果硬度的影響

果實硬度也是重要的鮮度指標之一，影響水果的感官價值及商品價值。硬度降低的主要原因是果肉細胞內(nèi)的淀粉在儲藏過程中發(fā)生降解，導致細胞內(nèi)部膨脹壓力降低和構成細胞壁的主要成分發(fā)生果膠質(zhì)轉(zhuǎn)化[14]。儲藏過程中圣女果的硬度變化情況如圖3所示。

由圖3可以看出，隨著儲藏時間的延長，4組圣女果的硬度均呈逐漸降低趨勢，其中對照組降低速度最快，在12 d內(nèi)下降了48.9%，而3個試驗組硬度均降低緩慢，最慢的C組降低了28.8%，A組和B組分別降低了35.6%和38.2%，說明添加丁香精油和葡萄籽精油能有效抑制果實內(nèi)淀粉的降解代謝和細胞壁成分的果膠質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而維持果實硬度。這可能是因為丁香精油和葡萄籽精油能改善薄膜的阻濕性和阻氣性，在包裝環(huán)境內(nèi)部形成低O2、高CO2的儲藏狀態(tài)，從而有效減緩果實的呼吸作用[15]，降低有機質(zhì)代謝和轉(zhuǎn)化速度，使圣女果呈現(xiàn)較好的硬度狀態(tài)。

2.4不同包裝薄膜對圣女果爛果率的影響

儲藏過程中圣女果的爛果率變化情況如圖4所示。

由圖4可以看出，隨著儲藏時間的延長，4組圣女果的爛果率均呈逐漸升高趨勢，其中對照組第2天爛果率就達到2.1%，試驗組B組和A組第2天開始出現(xiàn)腐爛，保鮮效果最好的C 組在第4 天才開始出現(xiàn)腐爛，說明添加丁香精油和葡萄籽精油能顯著抑制果實的腐爛。儲藏12 d 時，對照組的爛果率最高、為31.7%，3個試驗組中C組腐爛率最低、為14.1%，比對照組降低了55.5%。這可能是因為活性薄膜的阻隔性增強，促使包裝內(nèi)環(huán)境形成低O2、高CO2的儲藏狀態(tài)，極大地減緩了果實的呼吸作用，從而有效推遲果實的成熟衰老過程[16]。此外，精油的活性成分丁香酚和原花青素釋放到包裝環(huán)境后，對微生物的繁殖生長和一些營養(yǎng)成分的氧化反應起到抑制作用，從而延長了果實的儲藏貨架期。

2.5不同包裝薄膜對圣女果可滴定酸含量的影響

儲藏過程中圣女果的可滴定酸含量變化情況如圖5所示。

由圖5可以看出，隨著儲藏時間的延長，4組圣女果的可滴定酸含量均呈逐漸降低趨勢，其中對照組降低速度明顯高于試驗組，說明添加丁香精油和葡萄籽精油能有效抑制有機酸含量降低。這可能是因為果實在儲藏過程中需要不斷消耗自身營養(yǎng)成分來進行呼吸作用等一系列自身生命活動，而有機酸是果實呼吸作用和合成ATP的主要能量來源，并作為中間代謝產(chǎn)物參與細胞生理生化反應，導致有機酸含量隨著儲藏時間的延長而不斷降低，影響果實的鮮度[17]。而試驗組薄膜包裝的圣女果果實的呼吸強度顯著弱于對照組，因此可滴定酸的消耗較少，果實鮮度得以保持。

3結論與討論

使用植物精油—EVOH活性包裝薄膜處理圣女果，分析冷藏條件下圣女果的失重率、VC含量、硬度、爛果率、可滴定酸含量等鮮度指標。結果表明，含有1%丁香精油和1%葡萄籽精油的活性薄膜保鮮效果最好，在12 d保藏期內(nèi)爛果率比對照組降低了55.5%。該薄膜具有較強的阻隔性，可以抑制果實的呼吸作用、微生物的繁殖和有機質(zhì)的氧化，保鮮效果較好。

試驗證實活性包裝薄膜在圣女果保鮮效果提升方面具有可行性，但對其他果蔬的保鮮效果還需進一步研究。同時，在選用多種基材進行多重復合制備薄膜時，保鮮活性成分的選擇及配比等還需深入研究。