聚乳酸薄膜对西兰花的保鲜效果分析

李 伟，张一珠，付正义，张伟阳，程树军*（华东理工大学材料科学与工程学院，上海 200237）



聚乳酸薄膜对西兰花的保鲜效果分析

李 伟，张一珠，付正义，张伟阳，程树军*
（华东理工大学材料科学与工程学院，上海 200237）

用聚乳酸（polylactic acid，PLA）薄膜包装西兰花，以聚乙烯（polyethylene，PE）薄膜包装和无膜包装为对照组，在（20±3）℃条件下对西兰花的相关指标进行定期测定，研究PLA薄膜对西兰花的保鲜效果。结果表明：在PLA薄膜、PE薄膜和无膜包装贮藏过程中，西兰花的VC、叶绿素含量均呈下降趋势，且前者含量明显高于后两者，而相对电导率、过氧化物酶活性均呈上升趋势，前者明显低于后两者。可见，PLA薄膜包装处理对常温条件下的西兰花有明显的保鲜效果，能有效地延长西兰花的常温货架期。

西兰花；聚乳酸；品质；常温货架

西兰花学名青花菜，是一种十字花科芸苔属甘蓝变种［1］。西兰花营养成分高，富含蛋白质、糖、脂肪、维生素和胡萝卜素，被誉为“蔬菜皇冠”，受到广大消费者的热爱。由于花球有很多小花组成，西兰花的蒸腾和组织代谢旺盛，采摘后室温存放2～3 d就开始变黄，且失水较多，严重影响其商品价值［2］。目前，关于西兰花的贮藏技术［3］已多有发表，例如，冰温贮藏、气调贮藏、1-甲基环丙烯处理、乙醇处理等。

聚乳酸（polylactic acid，PLA）制作的薄膜具有良好的气体选择透过性，可以作为保鲜包装材料，既可延长果蔬保存期又可减少包装废弃物。PLA具有生物可降解塑料的基本特性，在使用过后可以被安全处置，不会产生任何有害物质，相较于聚乙烯（polyethylene，PE）薄膜，PLA具有高成模性、高透明性和高水蒸气透过性，并且原料来源广泛。此外PLA还具有与传统薄膜材料相同的印刷性能，因此PLA在包装材料领域具有广阔的应用前景［4］。根据已有研究［5-6］，PLA薄膜对金针菇和草莓等果蔬具有良好的保鲜效果，可能与PLA薄膜中所形成的高二氧化碳和低氧气环境有关。目前，用PLA薄膜包装的方式对西兰花货架效果及其品质影响的研究鲜有报道，本实验以新鲜西兰花为原料，旨在探讨PLA薄膜包装处理对西兰花常温货架品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜西兰花2015年4月购买于梅陇蔬菜批发市场。PE保鲜袋（35 cm×25 cm，单层膜厚9.8 μm） 昊辰（无锡）塑业有限公司；PLA保鲜袋（35 cm×25 cm，单层膜厚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、愈创木酚溶液、H2O2溶液 国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

HS005A型恒温恒湿箱 上海源长实验仪器设备厂；GC900C型气相色谱仪 上海天普分析仪器有限公司；UV765型紫外-可见分光光度计、WAY阿贝折射仪上海精密科学仪器有限公司；DZ-280/2SD型真空封装机香港康泰家电用品有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

本实验采用3 组：PLA薄膜包装；PE薄膜包装；无膜包装对照组（CK）。

选取大小（40 g左右）及成熟度相似、无机械损伤、无病虫害、无化学药液处理的西兰花。每个组取3 个平行样，每个平行样4 个花球，每天固定时间测定西兰花的品质指标。

包装处理：将西兰花放入包装袋中，使用真空封装机抽真空封装，然后通过黏结在薄膜上的橡胶塞注入等量（200 mL）的空气，以保证包装袋内初始气体成分含量一致。

将处理好的西兰花放入常温（温度（20±3）℃，相对湿度90%～95%）的环境内，之后每天定时测定各项指标。

1.3.2 指标测定

1.3.2.1 西兰花感官品质评价

采用纪淑娟等［1］的西兰花感官评定标准，由10 人组成评定小组，分别对西兰花的色泽、气味、组织形态、硬度和失水程度进行评价，满分10 分（每项满分2 分，将各个内容相加），具体评分标准见表1。

表1 西兰花的感官评定标准Table1 Criteria for sensory evaluation of broccoli

1.3.2.2 西蓝花理化指标测定

质量损失率：参考文献［7］测定；相对电导率：称取适量顶部花球，浸泡在蒸馏水中，采用电导仪测定［7］；可溶性固形物含量：称取适量西兰花茎部，研磨成浆，用阿贝折射仪测定［8］；叶绿素含量：称取适量顶部绿色小花球，采用分光光度计法测定［9］；VC含量：称取适量西兰花茎部，研磨成浆，采用2，6-二氯酚靛酚法测定［9］；过氧化物酶（peroxidase，POD）活性：称取适量西兰花茎部，研磨成浆，采用比色法测定［9］；O2、CO2含量：采用气相色谱仪测定［7］。

1.4 数据分析

采用Excel和Origin制图软件对实验数据进行统计和处理，通过计算标准方差进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 感官评分的变化

感官品质是衡量果蔬保鲜效果最直观的指标，其主特征是产品的色泽、褐变和切口鲜度等［10-12］。表2列出了不同处理方式的西兰花感官品质的变化情况。

表2 不同处理的感官评分Table2 Changes inthe sensoryquality of broccoliwith different packaging treatments

由表2可以看出，CK组的感官品质下降速率很快，在贮藏的第2天，花球表面即出现大量黄色花蕾，黄化面积接近50%，到第3天，花球表面完全黄化，花球根部变软，失去了食用价值；PE组西兰花整体表现硬挺，但在第3天也开始褪绿变黄，薄膜表面出现大量水珠，到第4天，黄化面积达到了90%以上，西兰花根部开始腐烂，完全失去了商品价值；PLA组在第5天依然表现为可食用状态，感官品质良好。实验表明，PLA薄膜包装对西兰花具有一定的保鲜效果，可以延长西兰花1～2 d的常温货架期。

2.2 质量损失率的变化

图 1 质量损失率的变化Fig.1 Changes in weight loss percentage of broccoli

如图1所示，由于西兰花采后的呼吸作用和蒸腾作用较强［13-15］，放置在空气中的西兰花失水比较快，第1天质量损失率即达到13.02%；PE薄膜的水蒸气阻隔性好，能有效的减缓西兰花的水分流失，在第5天质量损失率仅为1.64%，保水效果明显；PLA薄膜的水蒸气阻隔性不如PE薄膜，第2天的质量损失率就达到了4.66%。但是实验表明，PE薄膜由于袋内水蒸气过多，在表面积累了大量的水珠，容易引起西兰花的腐烂；而PLA薄膜由于适当的水蒸气透过性，能适时的排出袋内的水蒸气，较好地保证了西兰花的感官品质。

2.3 相对电导率的变化

图2 相对电导率的变化Fig.2 Changes in relative conductivity of broccoli

相对电导率是反应植物膜系统状况的一个重要的生理生化指标，植物在受到逆境或其他损伤的情况下细胞膜容易破裂，膜蛋白受伤害因而使胞质的胞液外渗而使相对电导率增大［16］。如图2所示，CK组前期有所上升，后期急剧上升，说明膜的完整性遭到破坏，失去食用和商品价值；PE组变化趋势较CK组略显缓慢，但在第4天也表现出急剧上升的状态，失去食用价值；而PLA组整体变化趋势平缓，增幅极小，说明PLA包装能有效的保持西兰花膜结构和功能的完整性，延缓组织衰老，减轻品质劣变的程度。

2.4 可溶性固形物含量的变化

图3 可溶性固形物含量的变化Fig.3 Change in the content of soluble solids in broccoli

如图3所示，前期可溶性固形物含量均有所上升，可能是因为西兰花糖分和有机酸等物质的积累导致。从第2天开始，CK组含量急剧上升，可能是与西兰花组织大分子的降解有关；PLA组和PE组含量均开始下降，可能是由于呼吸代谢导致有机物质的分解［17］。PLA组的可溶性固形物含量明显高于PE组，说明PLA包装处理对抑制西兰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 叶绿素含量的变化

图4 叶绿素 含量的变化Fig.4 Change in chlorophyll content of broccoli

叶绿素含量是西兰花感官品质好坏的重要指标［18-19］。如图4所示，在整个贮藏期间内，叶绿素的含量均呈下降趋势。前2 d，各贮藏方式的下降速率较缓慢，到第2天，PLA、PE、CK组的西兰花叶绿素含量分别下降了14.58%、20.14%和24.30%；到第3天，PLA组下降速率依然保持一个平稳的趋势，下降了19.44%，而PE组和CK组的下降趋势明显加快，分别下降了45.83%和47.23%；到第4天，PE组和CK组的西兰花表面已完全黄化，失去了商品价值，而PLA组的西兰花则依然保持了一个较高的叶绿素含量，具有良好的商品价值。结果表明，PLA组能有效的延缓西兰花叶绿素的降解速率，具有良好的保绿效果。

2.6 VC含量的变化

图5 V C 含量的变化Fig.5 Change in ascorbic acid content of broccoli

VC含量是西兰花营养价值高低的重要指标［20］。由图5可知，整个贮藏过程中，VC的含量逐渐降低。PLA组的VC含量明显高于CK组，第1天下降速率较快，PLA组从110.67 mg/100 g降到了95.43 mg/100 g；至第5天，PLA、PE、CK组的VC含量依次为53.95、45.65、29.05 mg/100 g。结果表明，薄膜包装能明显延缓西兰花VC的降解，且PLA薄膜的效果要优于PE薄膜。

2.7 POD活性的变化

图6 POD活性的变化Fig.6 Change in peroxidase activity of broccoli

高POD活性条件下，会促进西兰花的成熟和衰老过程［21-22］。由图6所示，POD活性整体呈上升趋势，而采用PLA包装的西兰花POD活性上升趋势最小。至第5天，PLA组的POD活性为7 U/g，而PE和CK组的POD活性分别为9 U/g和9.6 U/g，经过显著性分析，与PLA组的西兰花POD活性差异明显，说明PLA包装能降低西兰花的POD活性，从而延缓西兰花的衰老过程，达到延长西兰花货架期的效果。

2.8 O2、CO2含量的变化

图7 O2（a ）和 C O2（b ）含量的变化Fig.7 Changes in the concentrations of O2 and CO2 in two packaging atmospheres

如图7所示，PE袋内气体成分达到相对平衡时，O2含量为10%～13%，CO2含量为3%～4%；PLA袋内气体成分达到相对平衡时，O2含量为1～2%，CO2含量为5%～6%。结果显示，PLA袋内的O2含量低于PE袋，而CO2含量则高于PE袋，形成了低O2、高CO2的气体氛围。低O2、高CO2氛围能有效抑制西兰花的呼吸作用，减少有机物等营养物质的消耗，从而延缓西兰花的衰老［23-25］。

3 结 论

本实验研究了PLA薄膜对西兰花的保鲜效果。结果表明，采用PLA薄膜包装能抑制西兰花变黄和花球脱落等现象，有效地保持了西兰花的叶绿素、VC和可溶性固形物含量，并且降低了西兰花的POD活性。PLA优异的气体选择透过性，有助于在PLA包装袋内形成低O2、高CO2贮藏环境，进而抑制西兰花的生命活动，减少有机物质的消耗。结果表明，与PE薄膜包装相比，PLA薄膜包装处理能延长西兰花1～2 d的常温货架期。

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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

李伟， 张一珠， 付正义， 等.聚乳酸薄膜对西兰花的保鲜效果分析［J］.食品科学， 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

李伟（1990—），男，硕士研究生，研究方向为生物可降解材料。E-mail：15201922012@163.com

*通信作者：程树军（1956—），男，副教授，博士，研究方向为生态环境材料和医用高分子材料。E-mail：chshj2003@126.com