包装材料对秋葵冷藏品质的影响

曹雪慧 张方方 赵宇婷 白 鸽 王甄妮 朱丹实 励建荣

（渤海大学食品食品与工程学院 辽宁锦州121013）

秋葵（Okra，Abelmoschusesculentus）又名黄秋葵、羊角豆、咖啡黄葵，原产于非洲，属锦葵科秋葵属一年生草本植物[1-2]。秋葵不仅富含多种维生素、膳食纤维、蛋白质和矿物质[3]，还富含多糖及黄酮等物质，具有抗癌、抗疲劳、降血脂、增强免疫力等作用，是一种营养保健型蔬菜[4-5]。秋葵一般是在高温的夏季采收，极易腐败变质，在低温条件下也仅能保存15d 左右[6]。由于秋葵较高的食用价值和易变质的特点，所以国内外学者对秋葵的贮藏方法进行了大量的研究，主要包括气调保藏[7]、低温保藏[8]、常温涂膜保藏[9]等。

果蔬采后保鲜技术中，塑料薄膜包装由于其成本低，易于普及等特点被广泛应用于果蔬的采后保鲜[10]，其基本原理主要是利用果蔬的呼吸作用强度和包装材料的透气特性之间的相互作用，形成包装内较高浓度的CO2环境和较低的O2环境[11]来抑制果蔬的呼吸强度、乙烯的产生以及衰老速度和其它生理变化[12]，进而保持食品的新鲜状态，延长货架期。目前，在果蔬贮藏保鲜中采用的薄膜包装材料主要包括聚乙烯（PE）、低密度聚乙烯（LDPE）、聚丙烯（PP）、聚酯（PET）、双向拉伸聚 丙 烯（BOPP）、聚 偏 二 氯 乙 烯（PVDC）等[13-16]。Mangaraj 等[17]证明使用BOPP 薄膜处理能有效抑制荔枝果实的蒸腾速率，降低果实质量损失以及延缓品质衰老。张潇方等[18]研究表明在冷藏期间薄膜包装能有效抑制水蜜桃失重率和相对电导率的上升，延缓可溶性固形物和维生素C 等营养品质的降低，保持较高的感官评分，经防雾型流延聚丙烯膜包装的水蜜桃的品质最好。路洪艳等[19]研究表明采用改性后的低密度聚乙烯包装处理的山核桃能更快形成高浓度CO2和低浓度O2环境，进而抑制酶活，延缓营养品质的降低以及过氧化值和己醛含量的上升。

本研究以秋葵为对象，采用不同薄膜材料包装秋葵并冷藏处理，对这些秋葵的品质进行评价。试验目的是最大程度地延缓秋葵采后衰老速率及品质的劣变，延长其货架期。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

秋葵，购买于辽宁省锦州市万家乐水果超市。运回实验室后，挑选果形大小均一、新鲜饱满，无机械损伤及病虫害的果实清洗后备用。

试验用保鲜膜：

①PE 膜（聚乙烯） CO2透过率：134 500 cm3/（m2·24 h·atm）；O2透 过 率：18 500 cm3/（m2·24 h·atm）；透湿率：33 g/（m2·24 h）；

②LLDPE 膜（线型低密度聚乙烯） CO2透过率：65 000 cm3/（m2·24 h·atm）；O2透过率：14 200 cm3/（m2·24 h·atm）；透湿率：68 g/（m2·24 h）；

③PMP 膜（聚甲基戊烯） 耐热温度：180 ℃；耐冷温度：-30 ℃；

④PVDC 膜（聚偏二氯乙烯） CO2透过率：357 cm3/（m2·24 h·atm）；O2透 过 率：70 cm3/（m2·24 h·atm）；透湿率：10 g/（m2·24 h）。

试剂：浓硫酸、咔唑、三氯乙酸（TCA）、硫代巴比妥酸（TBA）均为分析纯级。

1.2 仪器与设备

TA.XT Plus 物性测试仪，英国Stable Micro System 公司；UV-1801 紫外-可见分光光度计，北京瑞利分析仪器有限公司；CheckPointⅡ呼吸强度测定仪，丹麦丹圣PBI-Dansensor 公司；JA503 电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；CHROMA METER CR-400 色彩色差计，日本Minolta公司；TGL-16G 高速台式离心机，上海安亭科学仪器厂；MIR-254 低温恒温培养箱，三洋电机株式会社；FORMA 7000 SERIES 超低温冰箱，美国赛默飞世尔科技公司（Thermo Fisher Scientific）HH-6 型数显恒温水浴锅，国华电器有限公司；BCD-206ZMZB 冰箱，合肥美菱股份有限公司。

1.3 处理方法

1.3.1 包装处理 秋葵先经1%氯化钠、200 mg/L葡萄糖酸锌和1%氯化钙混合护色处理，然后随机平均分为A、B、C、D、E 5 组进行包装处理。其中，A 组为空白对照组（CK 组），B 至E 分别用PE 保鲜膜、LLDPE 保鲜膜、PMP 保鲜膜、PMP 保鲜膜、PVDC 保鲜膜迅速包装封好，均匀扎孔后放入3℃冰箱中贮藏，每隔一定时间取样测定秋葵的各项指标。

1.4 测定指标

1.4.1 呼吸强度 采用CheckPointⅡ呼吸强度测定仪测定，以CO2mg·kg-1·h-1表示呼吸强度。

1.4.2 失重率 将一组6 个新鲜秋葵在3 ℃冰箱中贮藏一定时间，取出称其质量，计算贮藏前、后的质量差占贮藏前样品质量的百分比，即失重率。

1.4.3 质构[6]用质构仪对秋葵进行全质构测试。挑选大小均一、无机械损伤的秋葵4 个，测定条件：探头型号P/50，测前速率1.00 mm/s，测试速率0.50 mm/s，测后速率1.00 mm/s，压缩量8 mm，触发力5 g。

压缩方式：棱接触，即以五棱柱的棱面为支撑，五棱柱的棱与P/50 探头接触。

1.4.4 果胶类物质 参照曹建康[20]和郜海燕等[21]方法，采用咔唑比色法测定。以处理后的半乳糖醛酸质量为横坐标，波长530 nm 处的吸光度值为纵坐标，绘制并计算果胶含量的标准曲线。分别将提取的原果胶和可溶性果胶1.0 mL 加入25 mL 刻度试管中，按照标准曲线的操作步骤测定样品中原果胶和可溶性果胶含量。

1.4.5 色泽 采用色差计测定秋葵的颜色变化。国际上通常采用Hunter 标度检测色泽。其中L 值表示果实亮度，其值越大亮度越大；a 值表示果实的红绿偏向，负值代表绿色，正值代表红色；b 值表示果实的蓝黄偏向，负值代表蓝色，正值代表黄色；ΔE 表示色差值，其值越大表示被测秋葵的色泽与标准板的色泽差别越大。通过分析L、ΔE 等参数来判断秋葵在不同包装方式下的颜色变化。每个处理取4 个秋葵，测定其处理前、后色泽的变化，求平均值。

1.4.6 丙二醛 参考曹建康等[20]方法，称取1.0 g秋葵样品，加入5 mL 100 g/L TCA 溶液，研磨匀浆后，于4 ℃、10 000×g 离心20 min，收集上清液，低温保存备用。取2.0 mL 上清液（对照空白管中加入2.0 mL 100 g/L TCA 溶液代替提取液），加入2.0 mL 0.67%TBA，混合后在沸水浴中煮沸20 min，取出冷却后再离心1 次。分别测定上清液在波长450，532 nm 和600 nm 处的吸光度值，重复3次。

1.5 数据处理及分析方法

试验数据为多次重复的平均值，使用SPSS20.0 统计软件分析冷冻处理组间差异，差异水平P＜0.05 为显著水平。使用SigmaPlot12.5 作图。

2 结果与分析

2.1 包装材料对秋葵呼吸强度的影响

由图1可知，对照和包膜处理组秋葵的呼吸强度均呈现先上升，在达到一个峰值后下降的变化趋势。与对照组相比，贮藏前17 d 包膜处理组的呼吸强度明显低于对照组（P＜0.05），这说明包膜处理能够抑制秋葵的呼吸作用。另外，对照组和PVDC 处理组在17 d 时出现呼吸高峰，此时对照组的呼吸强度为122.33 mg·kg-1·h-1，是PVDC 处理组1.11 倍，而经PE、LLDPE 和PMP 处理的秋葵在21 d 才出现呼吸高峰，相对于对照组和PVDC处理组推迟了4 d，在不同程度上抑制其呼吸作用，其中以LLDPE 抑制效果最好。

2.2 包装材料对秋葵失重率的影响

图1 包装材料对秋葵呼吸强度的影响Fig.1 Effect of the packaging film on respiration intensity of the okra

从表1可以看出随着贮藏时间的延长，秋葵失重率在不断增加，对照组的增加速度显著高于包装处理组 （P＜0.05），在24 d 时其值达到62.13%，表皮严重皱缩，而包装处理均在12%以下，这说明包装处理能够明显抑制秋葵的水分流失，使秋葵细胞具有较好的持水能力，有效地控制果实的失重。这与Mangaraj 等[22]研究薄膜包装能够有效降低苹果的失重率一致。另外，在贮藏前10 d 内不同包装处理组间无显著性差异（P＞0.05），在贮藏后期采用LLDPE 和PVDC 包装处理的秋葵失重率明显低于PE 和PMP 包装处理组，这说明相较于PE 和PMP 包装处理，LLDPE 和PVDC包装能更好地保持其水分含量。可能是由于LLDPE 和PVDC 具有较高的CO2/O2渗透率比，使食品处于低O2、高CO2气体环境中，能有效抑制秋葵的呼吸作用[12]。

表1 包装材料对秋葵失重率的影响（%）Table 1 Effect of the packaging film on weight loss rate of the okra（%）

2.3 包装材料对秋葵脆性的影响

由图2可知，秋葵包膜处理组与对照组的脆性均随贮藏时间的延长而呈现降低的趋势，且在贮藏前10 d 均下降较为迅速，而对照组的秋葵在第14 天时脆性基本消失，包膜处理组仍保持较好的脆性，这可能是因为包膜处理能有效抑制秋葵的呼吸作用，减缓了果胶类物质的降解，另外可能是因为包膜处理阻碍了秋葵的蒸腾作用，减少了水分的散失，从而保持其脆性[23]。另外，在贮藏10 d 后不同包膜处理的脆性变化缓慢，PMP 包膜处理组明显低于其它包装处理，而LLDPE 包膜处理在整个贮藏过程中下降趋势最为缓慢，不同于其它包装组，说明LLDPE 包装的秋葵呼吸强度在整个贮藏过程中都较弱，利于秋葵的贮藏。

2.4 包装材料对秋葵果胶类物质的影响

图2 包装材料对秋葵脆性的影响Fig.2 Effect of the packaging film on brittleness of the okra

秋葵豆荚细胞初生壁和中胶层中含有大量的果胶类物质，它与细胞壁中的纤维素相互交联来共同维持细胞骨架。其中原果胶是不溶性果胶，主要维持果实的质地特性，而可溶性果胶的产生导致果蔬质地软化乃至腐烂[24]。由表2可知，原果胶含量在秋葵贮藏过程中不断下降，可溶性果胶和总果胶含量不断上升，这与秋葵的一系列生理活动有关。在贮藏初期对照组的原果胶含量的下降速度显著高于包装处理组（P＜0.05），24 d 时降到0.42%，下降了44.74%，而PE、LLDPE、PMP 和PVDC 包装组分别下降了15.49%，14.29%，12.7%和19.4%，这与脆性研究结果一致，而各包装处理组之间差异性不大。另外，各处理组的可溶性果胶在贮藏前期无显著性差异（P＞0.05），而在10 d 后LLDPE、PMP 和PVDC 组可溶性果胶含量上升较为缓慢，这可能是由于秋葵处于高CO2和低O2环境中，其呼吸始终受到抑制，生理活动较慢，原果胶降解速度较慢。由此可知，包膜处理有助于抑制原果胶的降解和可溶性果胶的生成，延缓果实软化，其中LLDPE 和PVDC 包膜处理保持效果较好，适宜秋葵的低温贮藏。

表2 包装材料对果胶类物质的影响Table 2 Effect of the packaging film on pectins of the okra

2.5 包装材料对秋葵丙二醛含量的影响

图3 包装材料对秋葵丙二醛含量的影响Fig.3 Effect of the packaging film on malondialdehyde content of the okra

果蔬组织在受到低温胁迫时，组织中的丙二醛（MDA）含量明显增加，而丙二醛是膜脂过氧化作用的主要产物之一，它的积累对果蔬细胞质膜造成一定程度的伤害。MDA 通常作为膜脂过氧化程度的指标[25]，也用来表示果蔬低温贮藏过程中细胞膜的完整性[26]。脂质过氧化程度取决于冷应激的程度，并与贮藏时间相关。由图3可知，随着贮藏时间的增加，各处理组的丙二醛含量呈上升趋势，而对照组的上升趋势明显显著高于包装处理组（P＜0.05）。在24 d 时，对照组的秋葵丙二醛含 量 达4.1 mmol/g，上 升 了64.35%，而PE、LLDPE、PMP 和PVDC 包装组分别为2.5，1.8，2.1 mmol/g 和1.9 mmol/g，显著低于对照组（P＜0.05）。这说明薄膜包装有效减缓秋葵膜脂过氧化程度，降低丙二醛含量，维持细胞膜的完整性，降低果实衰老速度。这与宋慕波等[27]研究结果一致，说明包装处理能有效降低贡柑的丙二醛含量。不同薄膜包装间差异显著（P<0.05），其中LLDPE 和PVDC薄膜包装抑制秋葵丙二醛效果最好。

2.6 包装材料对秋葵色差的影响

秋葵的色泽是反映其新鲜度的重要指标，色泽越光亮的果实营养品质越好，越容易被消费者接受。由图5可知，秋葵的L 值随贮藏时间的延长逐渐降低，对照组的下降趋势明显快于包装处理组（P＜0.05），在24 d 时达到27.84，下降了22.61%，PE、LLDPE、PMP 和PVDC 包 装 组 分 别 下 降 了3.6%，6.39%，4.61%和3.64%，远远低于对照组（P＜0.05），这说明在冷藏过程中秋葵的颜色逐渐变暗，发生一定程度的褐变，而薄膜处理抑制其颜色的转变。另外，由图6可知，随着贮藏时间的增加秋葵的ΔE 值逐渐上升，而对照组的上升趋势在贮藏后期显著高于包装处理组（P＜0.05），在24d时其ΔE 值为64.91，PE、LLDPE、PMP 和PVDC 包装组分别为58.99，59.62，60.71 和57.77。这与番石榴[28-30]研究结果一致，番石榴采用PVC、LLDPE和PET 包装，在5 ℃和8 ℃条件下贮藏2 周和3周，能有效减缓其褐变程度，保持地较好的色泽。这可能是因为薄膜包装使秋葵抑制了果蔬细胞中多酚氧化酶的活性，降低酚类底物与多酚氧化酶的接触机率，减少酶促褐变的发生，保持果实的色泽。其中PE 和PVDC 包装组上升趋势较为缓慢。

图4 包装材料对秋葵L 值的影响Fig.4 Effect of the packaging film on L value of the okra

图5 包装材料对秋葵ΔE 值的影响Fig.5 Effect of the packaging film on ΔE value of the okra

3 结论

本研究发现，薄膜包装在秋葵冷藏期间能有效抑制其呼吸作用，其中PE、LDPE 和PMP 推迟了呼吸高峰出现时间；对照组秋葵失重率的增加速度显著高于包装处理组（P＜0.05），在24 d 时达到62.13%，表皮严重皱缩，而包装处理仅在12%以下，其中LLDPE 和PVDC 包装能更好地保持其水分含量。另外，相较于对照组的14 d 脆性消失，薄膜处理组基本能延迟到21 d 脆性才逐渐消失。薄膜处理能有效地减缓原果胶的降解以及可溶性果胶的生成，其中LLDPE 和PVDC 包膜处理保持效果较好，适宜秋葵的低温贮藏；同时薄膜包装能有效减缓秋葵膜脂过氧化程度，降低丙二醛含量，维持细胞膜的完整性，降低果实衰老速度，并能有效减缓其褐变程度，保持较好的色泽。总体来说，LLDPE 包膜处理效果明显，适宜秋葵的低温贮藏，PVDC 次之。

综上所述，薄膜包装处理不仅可以抑制其呼吸作用，保持水分含量及质地特性，而且还可降低膜脂过氧化程度，维持细胞膜结构的完整性。在选择包膜材料时，一定要结合薄膜特性和贮藏果蔬的特点来综合考虑。