不同包装方式对恒温贮藏柿子脆片品质影响的比较

贾洋洋，周诗晶，李春美

（1.华中农业大学食品科技学院，湖北武汉 430070）

（2.华中农业大学环境食品学教育部重点实验室，湖北武汉 430070）

柿(Diospyros kaki)在我国大范围种植，是我国的特种水果，柿果实风味独特，营养丰富，被誉为“果中圣品”[1]，具有多种重要的生理活性，越来越多的研究表明柿果的特征成分柿单宁具有抗氧化[2～5]、降血脂[6～8]、预防动脉粥样硬化[9]、解蛇毒[10,11]等多种重要的保健功能。柿果除了作为水果直接食用之外，还具有重要的药用价值。但鲜果不耐贮藏，货架期短，随着柿子种植业的高速发展，柿果产量迅猛增长，对柿子进行深加工、提高柿子产品附加值已迫在眉睫[12～16]。

果蔬脆片是以水果、蔬菜为原料，通过一定的脱水技术如微波干燥、冷冻干燥、热风干燥加工而成的口感酥脆的天然食品[17]，其营养成分损失少，适口性好，低脂肪低热量，较大程度地保持了果蔬原有的色、香、味。果蔬脆片作为一种新型营养休闲食品要求能在常温长时间贮存，但由于其水分含量低，糖含量较高，容易吸湿返潮，因此考察其货架期及其对包装材料的要求具有现实意义。果蔬脆片食品储藏于阴凉或低温环境，其低水分、酥脆特性对包装材料有避光、防潮、防挤压、抗氧化的要求[18]。目前常见的用于保藏脆片的包装材料主要有聚乙烯薄膜(PE)袋、聚酰胺薄膜(PA)袋、铝箔复合膜等[19～21]。

柿果中糖含量高，导致柿子脆片极易吸湿返潮，脆性变差，且柿子中含的多酚类物质易氧化褐变，降低柿子产品的感官品质[22]。对柿子脆片进行包装可以有效地抗压、阻气、抑氧、保鲜，同时可以长期的保持柿子脆片的色、香、味、形和营养价值，抑制微生物的生长和繁殖。柿子脆片贮藏期间色泽与脆度的变化与包装材料密切相关，因此选择防潮、阻氧性佳及抗压的包装材料、包装方式并对货架期进行预测是十分必要的，但是目前国内外关于柿子脆片的包装及在保藏条件下品质变化的研究报道较少。

本试验研究了利用不同包装形式（聚乙烯薄膜袋、聚酰胺薄膜袋、铝箔复合膜、聚酰胺薄膜袋充氮气、铝箔复合膜加除氧剂、铝箔复合膜加干燥剂）恒温密闭储藏柿子脆片对产品色泽、质构的影响，以期筛选出适合柿子脆片保藏的包装方式，并通过破坏性试验及加速货架试验，以产品L*值为指标，预测25 ℃保藏时柿子脆片的货架期，解决柿子脆片难以长期贮藏的问题。

1 材料与方法

1.1 实验材料

聚乙烯薄膜(PE)袋、聚酰胺薄膜(PA)袋由深圳群旭塑胶材料有限公司提供；铝箔复合膜由深圳市博新城实业有限公司提供；PE袋，厚度为30 μm，氧气透过率为 7000 mL/(m2·d)，透湿率为 16 g/(m2·d)；PA 袋，厚度为15 μm，氧气透过率为41 mL/(m2·d)，透湿率为300 g/(m2·d)；铝箔复合膜为PET/Al/PE复合膜，厚度为100 μm，氧气透过率为0.13 mL/(m2·d)，透湿率为 0.48 g/(m2·d)；干燥剂主要成分是二氧化硅，除氧剂主要成分是铁粉，购于上海威胜包装材料有限公司；恭城月柿购于武汉市白沙洲水果批发市场。

1.2 仪器与设备

MO-580切片机，佛山市顺德区桃花岛电器有限公司；101-2AB干燥箱，天津市泰斯特仪器有限公司；PJ21C-BF微波炉，广东美的电器股份有限公司；SF-400台式塑料封口机，成都启洲包装设备有限公司；HX1002Z型电子天平，慈溪市天东衡器厂；TAXTplus质构仪，英国Stable Micro Systems公司；CR-400色差计，柯尼卡美能达株式会社；梅特勒MJ33快速水分测定仪，梅特勒-托利多(常州)精密仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 柿子脆片加工工艺

挑选新鲜脆柿→清洗、去柿蒂、柿叶、柿皮→切分成 1 mm厚的薄片→平铺在非金属托盘上→热风干燥（温度：70 ℃，时间：2.5 h）→微波干燥（微波功率密度：10.7 W/g，时间：240 s，每微波20 s暂停微波10 s）→冷却至室温→包装

1.3.2 恒温贮藏试验

选择目前常见的包装材料，聚乙烯薄膜(PE)袋、聚酰胺薄膜(PA)袋、铝箔复合膜对柿子脆片进行包装，同时使用PA包装袋将脆片进行充氮气包装，铝箔复合膜将脆片分别与干燥剂及除氧剂包装，每种包装材料中添加20 g柿子脆片进行密封，除氧剂及干燥剂添加量为0.5 g/袋。将6种不同包装方式的柿子脆片置于 37 ℃恒温培养箱内进行恒温保藏试验，每隔7 d，对产品水分含量、色度及质构进行测定比并比较[23]。

1.3.2.1 水分含量

采用红外加热失重法[24,25]，将红外水分测定仪温度设为105 ℃，时间调至0 min，系统归零，称取大约2 g的样品于铝盒中，放下仪器罩，按Start键开始测试，当数据基本保持不变时，按Stop键停止，记录测试结果。每种包装处理进行3次平行试验，结果取3次测定的平均值，以此反映用不同包装处理的柿子脆片的水分含量变化情况。

1.3.2.2 色差

用色差计进行测定[26]，选择CIE Lab色空间，以陶瓷标准版(X=73.06，Y=77.12，Z=80.1)进行校正。测定 L*值(Lightness)、a*值(Redness)及 b*值(Yellowness)的变化。每种包装处理进行10次平行试验，结果取10次测定的平均值，以此反映用不同包装处理的柿子脆片的色泽变化情况。

1.3.2.3 质构

质构的测定通过TAXTplus质构仪完成，参数的选择及结果的分析参考吴海虹等，Yun D等和公丽艳[27～29]。选择 HDP/CFS球形探头进行测试，测试前速度为3.0 mm/s，测试速度为1.0 mm/s，测试后速度为10.0 mm/s。随机抽取10组样品进行测定，结果取10次测定的平均值。仪器自动测定应力并给出应力随时间变化的曲线，经仪器自带Exponent软件分析，得到脆片的硬度、破裂时间、脆裂用功3个指标作为质构分析结果。

1.3.3 破坏性试验

将柿子脆片暴露于空气中，每天进行感官评价并测其色度值，感官评价标准见表1，评价标准参考李春美等[30]。

表1 柿子脆片感官评价标准Table 1 The sensory evaluation standard of persimmon chips

感官评价遵循Weilbull Hazard原则[31]，为接受性判断，感官评价员由8名经验丰富（男女各半），年龄20～28岁之间的健康成年人组成，当超过半数的感官评定人员否定时判定感官失效，此时的L*值则是临界L*值，即为产品货架期终点[32]。

1.3.4 加速货架试验

通过加速货架试验(ASLT，Accelerated shelf life testing)测定产品色泽的变化，将PA(充N2)包装的柿子脆片分别置于 37 ℃及 47 ℃保藏条件下，使色泽变化速率加快，以L*值为指标，每隔5 d测定L*值的变化，当其达到破坏性试验所得临界 L*值时停止试验[33～35]。运用Origin软件对数据进行回归分析，L*值随时间的变化符合一级动力学模型。一级动力学方程如下：c=c0exp(-kt)

c表示t时L*值；c0表示起始L*值；k表示一级反应速率常数，d-1；t表示贮藏时间，d。

根据37 ℃和47 ℃贮藏条件下的反应速率常数，计算Q10值，预测25 ℃贮藏时柿子脆片的货架寿命。

1.4 数据处理

使用SPSS 19.0进行显著性分析，使用Origin 8.5作图及回归分析。结果以平均值±标准差表示，p＜0.05表示具有显著性。

2 结果与讨论

2.1 贮藏期间不同包装材料对柿子脆片品质的影响

2.1.1 水分含量

图1 不同包装处理对柿子脆片水分含量的影响Fig.1 Effect of different packaging forms on moisture content of persimmon chips

水分含量会影响柿子脆片的稳定性、微生物的存活与生长等，水分含量过高会降低柿子脆片的品质（如褐变、加速氧化等），GB/T 23787-2009[36]规定非油炸水果、蔬菜脆片水分含量应低于5%，图1所示为贮藏期间不同包装处理对柿子脆片水分含量的影响。柿子脆片水分含量在贮藏1～2周时趋于平缓，PA袋、铝箔复合膜和铝箔复合膜添加除氧剂包装的柿子脆片的水分含量在贮藏第4周时水分含量高于5%，不符合国标的要求。PE袋、铝箔复合膜添加干燥剂的柿子脆片在贮藏第四周时水分含量分别为3.94%和4.76%，是一种较好的柿子脆片包装方式。PA袋(充N2)包装的柿子脆片水分含量最低，上升趋势最慢。

2.1.2 色度

图2 不同包装处理对柿子脆片L*值的影响Fig.2 Effect of different packaging treatments on L* value of persimmon chips

色差L*值(Lightness，亮度)反应的是产品的亮度，其在0～100范围内变化，0表示黑色，100表示白色。a*值(Redness)为红绿值，a*=0时为灰色，a*＞0时，取值越大颜色越红，a*＜0时，其绝对值越大颜色越绿。b*值(Yellowness)表示黄蓝值，b*＞0时，取值越大颜色越黄，b*＜0时，其绝对值越大颜色越蓝。由图2可知，贮藏期间柿子脆片的L*值逐渐降低，约在贮藏两周时趋于平缓。与铝箔复合膜包装的柿子脆片相比，使用PA袋、PE袋包装的柿子脆片在亮度保持方面效果较好，PA袋(充N2)包装的柿子脆片的L*值下降速率最慢，铝箔复合膜包装的柿子脆片的L*值下降速度最快，其原因可能是PA袋(充N2)包装可以有效隔绝空气中的氧气和水分，降低了产品色泽变化速率，而铝箔包装的产品可能存在柿子脆片部分吸潮后与铝箔结合，导致色泽加深。铝箔复合膜与铝箔复合膜添加干燥剂和除氧剂包装的柿子脆片的处理组间 L*值差异显著(p＜0.05)，与普通铝箔复合膜包装的柿子脆片相比，加入干燥剂可以显著抑制柿子脆片L*值的降低，说明空气中的水分湿度对柿子脆片亮度的影响较大。

如图3所示，不同包装处理的柿子脆片a*值变化较小，在贮藏三周时趋于平缓，PE袋包装的柿子脆片a*值下降速率最快。PA袋(充N2)和铝箔复合膜包装的柿子脆片 b*值差异不显著，其余各处理间差异显著(p＜0.05)，贮藏期间柿子脆片的 b*值逐渐降低，一到两周后趋于平缓。综合分析柿子脆片的色泽(L*、a*、b*值)变化，铝箔复合膜加入干燥剂包装及 PA 袋(充N2)包装对柿子脆片色泽保护较好。

图3 不同包装处理对柿子脆片a*值和b*值的影响Fig.3 Effect of different packing forms on the a* and b* value of persimmon chips

2.1.3 硬度

图4 不同包装方式对柿子脆片硬度的影响Fig.4 Effect of Effect of different packaging treatments on the firmness of persimmon chips

如图4所示，不同包装处理的柿子脆片在保藏过程中的硬度变化存在显著差异。柿子脆片的硬度值为质构测定中应力随时间变化的曲线中力的峰值，即样品断裂所需要的最大力，产品越硬，数值越大。由图4可知，柿子脆片硬度值呈下降趋势，可能与空气中的水蒸气及氧气进入包装材料同柿子脆片接触有关。保藏期间PA袋包装、PE袋包装及铝箔复合膜包装的柿子脆片硬度值没有显著性差异(p＞0.05)，说明PE袋、PA袋和铝箔复合膜这三种包装材料对于保持柿子脆片硬度的作用差别不大。保藏期间PA袋(充N2)包装的柿子脆片硬度值较高，与PE袋、PA袋和铝箔复合膜三种包装材料相比降低趋势最小，说明PA袋(充N2)包装对维持柿子脆片的硬度有一定的作用，是一种较好的包装方式。铝箔复合膜加干燥剂和铝箔复合膜加除氧剂包装的柿子脆片在第四周时的硬度值分别降低13.58%和25.74%，降低趋势较小，与铝箔复合膜包装的柿子脆片硬度值存在显著性差异(p＜0.05)，说明铝箔复合膜加干燥剂和除氧剂的包装保持柿子脆片硬度性能较好。

2.1.4 破裂时间及脆裂用功

图5 不同包装方式对柿子破裂时间的影响Fig.5 Effect of different packing forms on the rupture time of persimmon chips

图6 不同包装方式对柿子脆片脆裂用功的影响Fig.6 Effect of different packing forms on the rupture energy of persimmon chips

破裂时间为质构测定中应力随时间变化的曲线中样品断裂所需要的时间，单位为 s，时间越短说明样品破裂越迅速，样品脆性越好；脆裂用功表示探头对样品完成一次破坏所消耗的能量，单位为g·s，破裂用功越少，样品脆性越好。

由图5及图6可知，PE袋、PA袋和PA袋(充N2)三种包装方式包装的柿子脆片的破裂时间和脆裂用功值相差较小，而铝箔复合膜、铝箔复合膜加干燥剂和铝箔复合膜加除氧剂三种包装方式所包装的柿子脆片的破裂时间和脆裂用功均明显高于PE袋、PA袋和PA袋(充N2)包装的产品，即脆性较差。铝箔复合膜包装的柿子脆片在第四周时已无破裂时间得数，在质构测定过程中未出现脆裂，说明铝箔复合膜包装的柿子脆片在贮藏第四周时已基本无脆性，而铝箔复合膜加除氧剂包装的柿子脆片在第一周就已经失去脆性。

房修珍[37]的研究结果表明，在恒温贮藏试验过程中，PE袋及聚二氯乙烯袋(PVDC)包装的青虾产品水分含量从6%升高到8%，在脂肪氧化和美拉德反应的作用下，产品的L*值在保藏过程中逐渐降低。齐琳琳的研究结果表明[38]，37 ℃贮藏期间香菇脆片的L*值逐渐降低，a*和b*值均略有升高，但变化较小，这些变化都与本研究结果相近。产品包装后品质的变化与包装材料本身的阻气阻水性密不可分，充氮气包装的柿子脆片水分含量变化较小，L*值降低较慢，硬度较小且脆性良好，在贮藏期间对保持产品品质有较好的作用。康巧娟[39]的研究结果表明，充氮包装的紫甘薯脆片硬度比普通包装和真空包装的低。房修珍的研究结果表明，充氮气包装产品的水分含量及水分活度均低于未充氮包装的产品，且其L*值的降低最小，说明其能较好的隔绝氧气，延缓产品褐变。

2.1.5 贮藏期间柿子脆片水分含量与硬度及脆度的关系

水分含量是影响农产品脆片加工的重要因素之一，水分含量过高，脆片酥脆度低，保质期短；而水分含量过低则会直接导致脆片干硬，口感差。柿子脆片水分含量在贮藏1～2周时趋于平缓，贮藏后期硬度及脆度变化较小。本研究对样品质构指标的测定为仪器自动测定应力并给出应力随时间变化的曲线，硬度值为曲线中力的峰值，即样品断裂所需要的最大力。热风-微波联合干燥的柿子脆片在贮藏前的水分含量较低，约为2%，脆片干硬。贮藏期间铝箔+除氧剂包装的柿子脆片水分含量相对较高，而柿果中糖含量较高，脆片吸潮后断裂相对困难，故有相对较大的硬度值。贮藏期间铝箔+除氧剂包装的柿子脆片水分含量相对较高，在贮藏过程中脆度较差，在第一周时进行质构测定就已将失去了脆性。PE袋包装的柿子脆片水分含量较低，贮藏期间与 PA、PA(充 N2)及铝箔包装的柿子脆片硬度值差异较小，且PE袋包装的柿子脆片脆性较好。水分含量会影响脆片产品的硬度及酥脆度，因为柿果中糖含量较高，单一的硬度值及脆度值无法反应柿子脆片整体的质构及口感等，因此应将贮藏期间柿子脆片的水分含量与硬度和脆度综合考虑。

2.1.6 贮藏期间柿子脆片 L*值变化与质构变化相关性分析

通过对不同包装的柿子脆片在保藏过程中 L*值的变化与反应柿子脆片质构的三个指标硬度、破裂时间及脆裂用功进行相关性分析，研究结果表明除铝箔复合膜包装的柿子脆片硬度及脆裂用功与 L*值相关性不显著外(p＞0.05)，不同包装的柿子脆片在保藏过程中 L*值的变化与反应柿子脆片质构指标的相关性均显著(p＜0.05)，相关性高，其中PE袋包装的柿子脆片L*值与脆裂用功的相关性极显著(p＜0.01)。综上可得：柿子脆片保藏过程中 L*值与柿子脆片的质构特性(硬度、破裂时间及脆裂用功)具有强相关性，可以采用L*值预测保藏过程中柿子脆片硬度及脆度的变化。

2.2 破坏性试验

感官评价遵循Weilbull Hazard原则，感官评定人员对产品进行评价，当感官评分高于60分时，认为产品可接受，以“+”表示，不可接受则以“-”表示。当超过半数感官评定人员表示不可接受时，判定感官评价失败，试验终止。由表3可知，柿子脆片暴露于空气中，L*值逐渐降低，每隔5 d测定的产品L*值均存在显著性差异，当产品暴露于空气中20 d时，有5位感官评定人员表示不可接受，此时所测得的L*值为64.56，因此将L*值64.56定为产品的货架期测定终点。

表2 不同包装方式的柿子脆片L*值与质构指标的相关性分析Table 2 Correlation analysis of L * value and texture index of persimmon chips with different packaging forms

表3 破坏性试验样品的感官评价结果Table 3 Sensory evaluation results of destructive test samples

2.3 加速货架试验

图7 柿子脆片L*值在不同温度下贮藏时的变化Fig.7 The change of L* value of persimmon chips at different storage temperature

由图7可知，柿子脆片的L*值随着贮藏时间的延长而下降，且贮藏温度越高，L*值下降越快。柿子脆片在47 ℃下贮藏75 d时，L*值下降到64.32，到达终点。

食品货架期的加速试验主要是针对货架期较长的产品，把产品暴露在较激烈的条件下，并在短于真正货架期的时间内，通过加快其反应的进行速度，预测和判定产品实际的货架期[40]。对果蔬产品贮藏过程中品质变化的研究常采用动力学模型的方法[41]，目前，加速货架寿命试验(ASLT，Accelerated Shelf-Life Testing)是应用最广泛的方法之一[42]，食品质量的损失以期望的品质指标的损失或不期望的品质指标的形成来表示，大多数食品的品质变化符合0级或1级动力学模型[43]。

由表4可知，37 ℃及47 ℃贮藏温度下L*值变化动力学模型的决定系数均大于 0.98，柿子脆片 L*值的变化符合一级动力学模型，37 ℃贮藏时 L*值预测模型为：y=73.30622e-0.00079x，47 ℃贮藏时 L*值预测模型为：y=73.05771e-0.0180x。将速率常数带入公式Q10=k47/k37，求得 Q10为 2.28，带入公式t25℃=t47℃×Q10(47-25)/10，求得 25 ℃贮藏时柿子脆片的货架期约为460 d，货架期较长，可适应市场需求。齐琳琳的研究表明，以L*值为指标时，香菇脆片货架期为470 d，与本研究结果近。

表4 柿子脆片在不同贮藏温度下L*值变化动力学模型参数Table 4 Kinetic model parameters of L* value of persimmon chips at different storage temperature

3 结论

不同包装形式(聚乙烯薄膜袋、聚酰胺薄膜袋、铝箔复合膜、聚酰胺薄膜袋充氮气、铝箔复合膜加除氧剂、铝箔复合膜加干燥剂)的柿子脆片在贮藏期间水分含量、色差(L*、a*、b*值)、硬度及脆度表现不同。PA袋(充N2)包装的柿子脆片水分含量变化较小，总体色差变化较小，硬度较小且脆性良好，对保持产品品质作用较好，保藏效果优于PA袋、PE袋、铝箔复合膜、铝箔复合膜加干燥剂及铝箔复合膜加除氧剂包装处理的柿子脆片。通过加速货架试验将PA袋(充N2)包装的柿子脆片分别置于 37 ℃及 47 ℃贮藏条件下测定产品L*的变化情况，预测25 ℃时柿子脆片的货架期约为460 d。聚酰胺(PA)因其主链上的强极性酰胺基团可形成氢键，能使分子间作用力增大，具有较好的阻气性，且其化学稳定性好，耐油类、溶剂及稀酸等，同时充氮包装能较好的隔绝氧气，延缓产品褐变。因此采用PA袋(充N2)的包装方式可以长期保藏柿子脆片，为柿果的深加工开辟新的途径。