不同包装材料对坛紫菜干品贮藏期间色素含量变化的影响

孔祥佳，郭仕鑫，谢 勇，林 埔，刘智禹

(1.福建中医药大学药学院，福建 福州 350122；2.福建省水产研究所，福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建 厦门 361013)

紫菜隶属于红藻门(Rhodophyta)、红藻纲(Rhodophyceae)、红毛菜亚纲(Bangiophycidae)、红毛菜目(Bangiales)、红毛菜科(Bangiaceae)、紫菜属(Porphyra)，是世界上分布较广的大型经济海藻之一。紫菜除富含碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素和矿物质等营养成分外，还具有较高的保健作用和药用价值，具有抗衰老[1]、抗肿瘤[2]、免疫调节[3]、抗氧化[3-4]等功效。野生紫菜的数量有限，主要依靠人工栽培；我国主要栽培的紫菜有两种，分别为条斑紫菜(Porphyrayezoensis)和坛紫菜(Porphyrahaitanensis)；条斑紫菜主要分布于长江以北，而坛紫菜主要分布于长江以南。福建是我国紫菜产量最高的省份，占全国总产量的45.66%(江苏省占23.8%、浙江省占22.76%、山东省占0.59%、广东省占7.19%等)[5]；据统计，2005年福建省紫菜总产量为34 258 t，至2017年福建省紫菜总产量为62 151 t，增幅达81.42%[6]。紫菜的产期具有很强的季节性，销售时间较短，故加工及合理开发紫菜产品成为充分利用资源、减少紫菜浪费的关键。紫菜的加工产品主要有紫菜干品、即食海苔(调味紫菜)、速食紫菜等[7]。其中，紫菜干品因其加工技术成熟、可操作性强，并能较好保留其原有的色泽、风味和营养成分，故具有良好的发展前景和市场潜力；紫菜干品贮藏时即使不发生腐烂变质，也容易发生颜色和质地乃至口感的劣变，导致食品和商品价值的显著降低。因此，研究紫菜干品贮藏过程中的品质控制技术具有重要意义。研究表明，紫菜中除含有叶绿素a、类胡萝卜素等光合色素外，还含有藻胆蛋白(包括藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白等)，它是一种集光色素蛋白，可将捕获的光能传递给叶绿素，从而完成紫菜的光合作用[8]；而经干制后的紫菜其色素成分主要也是叶绿素(包括叶绿素a等)、类胡萝卜素、藻胆蛋白等[9-10]；因此，可通过对紫菜干品色素物质含量在贮藏期间的变化来直观评价其外观品质变化和贮藏效果。同时，合理有效的食品包装通过调整、控制或改变食品包装内部的环境因素来延缓食品色泽、品质的变化，从而延长其货架期[11-14]。目前，针对不同包装材料对紫菜干品贮藏期间色素的变化规律未见报道。本试验以福建省广泛分布的坛紫菜为试材，分析PA/PE、PET/PE、PET、LDPE、HDPE、尼龙6种包装材料对坛紫菜干品贮藏期间色素的变化规律，以期为提高紫菜干品品质、延长贮藏期提供新途径和理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试材：以坛紫菜干品为试材，供试材料来自福建漳州的六鳌半岛面对台湾海峡内外海交接处。

试剂：丙酮(AR，上海联试化工试剂有限公司)、磷酸二氢钠(AR，西陇化工股份有限公司)、磷酸氢二钠(AR，上海埃彼化学试剂有限公司)、中速定性滤纸(杭州富阳特种纸业有限公司)。

包装材料：聚对苯二甲酸乙二酯(PET，Polyethylene terephthalates，30 cm×40 cm×16丝，市售)、聚酯树脂/聚乙烯复合袋(PET/PE，Polyethylene terephthalates/polyethylene，30 cm×40 cm×16丝，市售)、尼龙/聚乙烯复合袋(PA/PE，Polyamide/polyethylene，30 cm×40 cm×24丝，市售)、高密度聚乙烯袋(HDPE，High density polyethtlene，30 cm×40 cm×8丝，市售)、低密度聚乙烯袋(LDPE，Low density polyethylene，30 cm×40 cm×10丝，市售)、尼龙袋(PA，Polyamide，30 cm×40 cm×24丝，市售)。上述包装材料对贮藏至第48天时的坛紫菜干品水分含量和水分活度影响分别见表1和表2[15]，由表1、2 可知，不同包装材料对坛紫菜贮藏至第48天时的水分含量及水分活度影响差异不显著(P>0.05)。

表1 不同包装材料对坛紫菜水分含量的影响

表2 不同包装材料对坛紫菜水分活度的影响

仪器与设备：电子分析天平(CP144，上海奥豪斯仪器有限公司)；恒温恒湿箱(LHS-150SC，上海一恒科学仪器有限公司)、封口机(PFS-400，亚通电器有限公司)、台式离心机(TDL80-2B，上海安亭科学仪器厂)、紫外可见分光光度计(UV9100，北京瑞利分析仪器公司)、粉碎机(RBM-767S，惠人电器有限公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 试材预处理

将同批次的坛紫菜干品分别采用PET、PET/PE、PA/PE、HDPE、LDPE、尼龙6种材料包装，每种包装材料每袋装入2片同等规格的圆形坛紫菜干品，利用封口机密封后于(25±1)℃、相对湿度80%～85%的恒温恒湿箱中贮藏。每隔7天取样一次，每次每种包装各取3袋，按照图1所示对坛紫菜剪块取样，于粉碎机中间歇粉碎成粉末后装入自封袋密封备用。

1.2.2 坛紫菜色素测定方法

1)叶绿素和类胡萝卜素含量测定

参照史修周等[10]的方法测定。根据公式(1)、(3)、(4)计算叶绿素a、叶绿素和类胡萝卜素含量，结果以mg/L表示。

叶绿素a含量ρa=12.72A663-2.59A645(1)

叶绿素b含量ρb=22.88A645-4.67A663

(2)

总叶绿素含量ρT=ρa+ρb

(3)

类胡萝卜素含量ρ类胡萝卜素=(1 000×A470-3.27×ρa-104×ρb)/229

(4)

2)藻胆蛋白含量测定

参照史修周等[10]的方法测定。根据公式(9)、(10)、(11)、(12)计算藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白及藻胆蛋白含量，结果以%表示。

藻红蛋白浓度/(mg/mL)CRPE=0.123A565-0.068A615+0.015A650

(5)

藻蓝蛋白浓度/(mg/mL)CRPC=0.162A615-0.001A565-0.098A650

(6)

别藻蓝蛋白浓度/(mg/mL)CAPC=0.171A450-0.006A565-0.004A615

(7)

藻胆蛋白浓度/(mg/mL)CPE=CRPE+CRPC+CAPC

(8)

(9)

(10)

(12)

式中：VPE为提取液的体积/mL；MPE为坛紫菜干品的质量/g。

1.3 统计分析

以上各指标测定均重复3次，取其平均值，分别采用Excel 2007和IBM SPSS Statistics 19软件进行数据统计和显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同包装材料对坛紫菜贮藏期间叶绿素含量的影响

由图2A可知，采用不同包装材料的坛紫菜在贮藏期间叶绿素和叶绿素a含量变化相似，均随贮藏时间的延长呈先降后升再降的变化趋势，但不同包装材料下的叶绿素和叶绿素a含量变化速率不同。如贮藏至第48天时，经PET、PET/PE复合材料、PA/PE复合材料、HDPE、LDPE、尼龙包装的坛紫菜叶绿素含量分别为0.412、0.446、0.482、0.396、0.395、0.393 mg/L，与第0天相比，分别下降45.57%、41.11%、36.38%、47.77%、47.91%、48.17%。统计分析表明，在整个贮藏期内的同一贮藏时间，经PA/PE复合包装的坛紫菜叶绿素含量极显著(P<0.01)高于PET包装，显著(P<0.05)高于PET/PE复合包装、HDPE包装、LDPE包装、尼龙包装；经PA/PE复合包装的坛紫菜叶绿素a含量极显著(P<0.01)高于PET包装、PET/PE复合包装、LDPE包装，显著(P<0.05)高于HDPE包装、尼龙包装；进一步比较发现，经PET/PE复合包装的坛紫菜叶绿素和叶绿素a含量显著(P<0.05)高于PET包装、HDPE包装、LDPE包装、尼龙包装。这说明复合材料可有效减缓坛紫菜干品叶绿素的降解速率。

2.2 不同包装材料对坛紫菜贮藏期间类胡萝卜素含量的影响

由图3可知，采用不同包装材料的坛紫菜在贮藏期间类胡萝卜素含量变化趋势相似。在整个贮藏期内的同一贮藏时间，经PA/PE复合包装的坛紫菜类胡萝卜素含量显著(P<0.05)高于HDPE包装、LDPE包装、尼龙包装；经PET/PE复合包装的坛紫菜类胡萝卜素含量显著(P<0.05)高于LDPE包装、尼龙包装。进一步比较发现，经PA/PE复合包装的坛紫菜类胡萝卜素含量在贮藏第16～48天内显著(P<0.05)高于PET包装、PET/PE复合包装。这说明复合材料可更有效维持坛紫菜干品类胡萝卜素含量的稳定。

2.3 不同包装材料对坛紫菜贮藏期间藻胆蛋白含量的影响

由图4可知，采用不同包装材料的坛紫菜在贮藏期间藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和藻胆蛋白含量变化趋势相近，均随贮藏时间的延长呈先降低后升高的变化趋势，且都在贮藏的第32天达到最小值。

由图4A、4B、4D可知，在整个贮藏期内的同一贮藏时间，经PET/PE复合包装的坛紫菜藻红蛋白、藻蓝蛋白和藻胆蛋白含量极显著(P<0.01)高于PET包装、PA/PE复合包装、HDPE包装、LDPE包装、尼龙包装；进一步分析表明，经PA/PE复合包装的坛紫菜藻红蛋白、藻蓝蛋白含量极显著(P<0.01)高于PET包装，显著(P<0.05)高于HDPE包装、LDPE包装；而经PA/PE复合包装的坛紫菜藻胆蛋白含量极显著(P<0.01)高于PET包装，显著(P<0.05)高于LDPE包装。

由图4C可知，在整个贮藏期内的同一贮藏时间，经PET/PE复合包装的坛紫菜别藻蓝蛋白含量极显著(P<0.01)高于PET包装、PA/PE复合包装、LDPE包装，显著(P<0.05)高于HDPE包装；经PA/PE复合包装的坛紫菜别藻蓝蛋白含量极显著(P<0.01)高于PET包装，显著(P<0.05)高于LDPE包装。进一步比较发现，在贮藏第24～48天内，经PET/PE复合包装的坛紫菜别藻蓝蛋白含量显著(P<0.05)高于尼龙包装。

上述结果表明，复合材料可延缓坛紫菜干品藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和藻胆蛋白含量的降低。

3 讨论与结论

食品包装已成为食品保藏的重要手段，也是食品贮运、流通、销售不可或缺的环节。包装食品的贮藏效果与包装材料的性能、包装工艺与技术等影响因素密切相关，通过调整、控制或改变食品包装内部的环境因素，为包装食品与非包装食品中的品质变化创造截然不同的环境条件，从而影响着其品质变化[11，13，16]。

研究表明，紫菜中叶绿素含量的多少与其外观色泽感官评价相一致，故可用坛紫菜贮藏期间叶绿素含量的变化评价其外观品质[10，17-18]。本研究结果表明，不同包装材料的坛紫菜干品在贮藏期间，其叶绿素、叶绿素a和类胡萝卜素含量随着贮藏时间延长呈先降后升再降的变化趋势，且不同包装材料其含量变化幅度不同。其中，复合包装材料与单一材质包装材料相比，复合包装材料可有效抑制坛紫菜叶绿素a、叶绿素和类胡萝卜素含量的降低；且PET/PE、PA/PE复合包装材料相比，PA/PE复合包装材料有效延缓坛紫菜叶绿素a、叶绿素和类胡萝卜素含量的下降。

藻胆蛋白是红藻和蓝藻中特有的水溶性色素蛋白，按其最大特征吸收峰和呈色类型不同，又可分为藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白等[9，19]，具有提高免疫力、抗肿瘤、抗氧化等功效[20]。本研究发现，不同包装材料的坛紫菜干品在贮藏期间，其藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和藻胆蛋白含量随着贮藏时间延长呈先减少再增加的变化趋势，且不同包装材料其含量变化幅度不同。其中，复合包装材料与单一材质包装材料相比，复合包装材料可有效抑制藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和藻胆蛋白含量的降低；且PET/PE、PA/PE复合包装材料相比，PET/PE复合包装材料有效延缓坛紫菜藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和藻胆蛋白含量的下降。

因此认为，复合包装材料对坛紫菜色泽的保持效果优于单一材质包装材料，这可能与复合包装材料保持了原有单一材质包装材料的优良特性，且能弥补单一材质包装材料不足有关。