鲜切青辣椒自发气调包装袋的研制

冯岩岩 王庆国

摘要    为满足鲜切青辣椒对包装的需求，本文采用不同透气率和不同面积的气调窗与包装袋相结合进行试验，研制出对鲜切青辣椒最适宜的气调包装（MAP）。结果表明，鲜切青辣椒适宜选用O2和CO2透过速率分别为4×105、1.6×106 cm3/（m2·d·atm），透气比为1∶4气调窗，所需要气调窗的面积为4～5 cm2/kg，在4 ℃条件下至少可延长货架期5 d;适于鲜切青辣椒包装袋O2和CO2的透过量应分别为1.72×103～1.95×103、7.50×103～8.41×103 cm3/（kg·d·atm），达到鲜切青辣椒的适宜气体浓度，O2为3.58%～4.96%，CO2为4.17%～4.72%。研制的自发气调包装袋可有效改善鲜切青辣椒贮藏品质，使鲜切青辣椒处于适宜的气体状态，可很好地解决包装袋内由于无氧呼吸产生的异味问题，且保留原有的鲜切青辣椒气味，延长其货架期，为鲜切企业提供有力的技术支持。

关键词    鲜切青辣椒;气调包装袋;货架期

中图分类号    TS255.36        文献标识码    A

Abstract    In order to meet the needs for packaging of fresh-cut green pepper，this paper adopted the combination of the packaging bags with the modified atmosphere（MA） windows of different permeability and different areas to conduct the tests，and developed the optimum modified atmosphere packaging（MAP）of fresh-cut green pepper.The results showed that the suitable MA window for fresh-cut green pepper was the transmittance rates of O2 and CO2 were 4×105 and 1.6×106 cm3/（m2·d·atm） respectively and the permeability ratio were 1∶4.The area of green pepper needed was 4-5 cm2/kg，which can solve the problem of odor，and can maintain shelf quality for more than 5 days.The permeability amount of O2 and CO2 in packaging bags suitable for fresh-cut green pepper should be 1.72×103-1.95×103 cm3/（kg·d·atm）and 7.50×103-8.41×103 cm3/（kg·d·atm） respectively，when the appropriate gas concentration of fresh-cut green pepper was reached，O2 was 3.58%-4.96% and CO2 was 4.17%-4.72 %.The MAP bag not only could effectively improve the storage quality of fresh-cut green pepper and make fresh-cut green pepper in the appropriate gas state，but also could solve the odor problem caused by anaerobic breathing，and retain the original smell of fresh-cut green pepper，prolong its shelf life，so as to provide strong technical support for fresh-cut enterprises.

Key words    fresh-cut green pepper;modified atmosphere packaging;shelf-life

青辣椒為茄科青椒属，是一年生或多年生草本植物[1]，果实色泽鲜艳，果肉丰厚脆嫩，滋味芳香独特且富含多种营养元素，尤其是VC的含量高达70～185 mg/100 g，享有“蔬菜VC之王”的美称[2]。除此之外，青椒中含有的功能性成分可抗氧化、延缓衰老[3-4]、预防癌症、防治抗坏血病和夜盲症，具有增强机体免疫力的功效[5-6]。青椒已成为全球最受欢迎的高营养价值作物之一。

近年来，人们对快捷方便就餐需求逐年增加，使中式餐饮及配送业得到快速发展，因而市场对鲜切蔬菜的较高需求驱动了鲜切蔬菜的高速发展。青椒作为广受居民青睐的大宗蔬菜，是中式餐饮配菜必不可少的原料，在居民饮食结构中所占的比重也越来越大[7]。鲜切青辣椒既保持了青辣椒特有的味道和营养，又具有品质新鲜、卫生、食用方便的特点，符合现代消费者的需求。但鲜切蔬菜在加工过程中很容易造成机械损伤，从而加速产品的衰老和退化，导致其变色及营养特性和风味丧失等[8]。因此，对鲜切青辣椒保鲜技术的探索尤为重要。

目前，鲜切青辣椒保鲜技术主要有紫外处理[9-10]、清洗剂处理[11]、冷冲击处理[12]、高压处理[13-14]、气调保鲜[15]、辐照处理[16]和臭氧处理[17-19]等。然而，这些处理方法有的成本较高，有的操作繁琐，有的效果不理想，导致实际应用难度较大。通过市场调查发现，鲜切青辣椒多采用真空包装、托盒、托盘覆膜、直接装袋的方式进行包装，而这些包装材料的透气速率或透气比往往无法满足鲜切青辣椒的需要，因而研制一种简单、安全、成本较低且适于鲜切青辣椒包装的包装袋尤为重要。

自发气调包装具有操作简单、无毒无害的特点，已引起国内外的重视。自发气调包装在青辣椒贮藏保鲜方面的应用，可为青辣椒的采后保鲜和包装找到一种切实可行的方法。因此，本试验进行了适于鲜切青辣椒自发气调包装袋的研制，包括气调窗的类型及面积的筛选，进而确定自发气调包装袋的O2、CO2透过量指标以及包装袋的保鲜效果，为鲜切企业提供一定的技术支持。

1    材料与方法

1.1    试验材料及设备

新鲜青辣椒：购于山东泰安农贸市场，于4 ℃的冷库预冷，原料要求新鲜、无黄化、无腐烂、无机械伤。本试验所用包装袋和气调窗均由山东营养源食品科技有限公司提供，经实验室和营养源公司共同筛选，最终确定包装袋的膜材料为双层复合薄膜，厚度为45 μm。该复合薄膜O2和CO2透过速率分别为1.42×102、6.7×102 cm3/（m2·d·atm），热封温度为180 ℃，所用包装袋的规格为25 cm×35 cm。所用气体窗及其透气性如下：气调窗1，O2和CO2透过速率分别为5.0×105、5.0×105 cm3/（m2·d·atm），透气比为1∶1，记为MA1;气调窗2，O2和CO2透过速率分别为4.0×105、1.6×106 cm3/（m2·d·atm），透气比为1∶4，记为MA2。气调窗3，O2和CO2透过速率分别为2.7×107、3.6×107 cm3/（m2·d·atm），透气比为1.00∶0.75，记为MA3。

仪器与设备有天平ML204，梅特勒-托利多有限公司;手持式气体成分测定仪PBI，丹麦丹圣PBI-Dansensor集团;塑料薄膜封口机，温州市兴业机械设备有限公司。

1.2    试验设计

试验设4个青辣椒包装袋处理，分别为无气调窗对照（CK）、气調窗1（MA1）、气调窗2（MA2）、气调窗3（MA3）。其中，MA1镶嵌面积分别为1、3、5 cm2，MA2镶嵌面积分别为1、3、5、7 cm2，MA3镶嵌面积分别为1、2 cm2，每个处理7次重复。

1.3    试验方法

青辣椒去除果梗、胎座及种子，于4 ℃清水清洗后，用0.2 mL/L NaClO溶液浸泡5 min，切块，长和宽均约为2 cm，清洗后用0.05 mL/L NaClO溶液浸泡5 min，沥水甩干后4 ℃条件下分别装入各处理的包装袋中，每袋装量1 000 g，分别用热封机封口，4 ℃贮藏。

1.4    测定指标

1.4.1    鲜切蔬菜感官评定。参考刘红艳等和钱骅的方法并进行修改，由6名食品专业人员组成感官品质评定小组，取其中任意3袋，在未开袋的情况下，以每整袋样品为个体，每天对其进行总体感观质量、变色、失水、腐烂4方面进行感官评定（表1）;每隔2 d分别取2袋样品，开袋后进行气味和异味的感官评定[20-21]。

1.4.2    气体成分测定。任意取3袋样品，每天用PBI气体分析仪测定包装内的O2和CO2浓度，迅速将测试探针和排气针插入包装袋内进行气体测定。每个样品测定2次，记录所得数值，即为各包装袋内的O2和CO2浓度百分比（%）[22]。测定前分别在包装上粘2个硅胶密封垫，测定针和排气针分别从密封垫扎入，防止外部空气进入影响测试结果;测定后再用透明胶带封住针孔。

1.4.3    单位重量蔬菜的自发气调包装气体透过量的计算。计算公式如下：

其中，S1为单位重量蔬菜包装膜面积（m2/kg）;S2为单位重量蔬菜气调窗面积（m2/kg）;Q1为单位重量果实单位时间的氧气透过量[cm3/（kg·d·atm）];Q2为单位重量果实单位时间的二氧化碳透过量[cm3/（kg·d·atm）];1为包装袋的长（m）;d为包装袋的宽（m）;m为样品重量（kg）;Qa1为包装膜的氧气透过率[cm3/（m2·d·atm）];Qa2为气调窗的氧气透过率[cm3/（m2·d·atm）];Qb1为包装膜的二氧化碳透过率[cm3/（m2·d·atm）];Qb2为气调窗的二氧化碳透过率[cm3/（m2·d·atm）]。

1.5    数据统计分析

用Excel和Sigma Plot统计试验数据并作图，试验结果以平均值±标准差表示。使用SPSS 19.0统计软件进行方差分析，P<0.05表示差异显著。

2    结果与分析

本试验拟通过呼吸自然降氧和气调窗调节，使包装袋中鲜切青辣椒处于适宜的呼吸状态，保持较好的感官品质，筛选出适宜鲜切青辣椒包装的气调窗，以延长其贮藏期。

2.1    气调窗对鲜切青辣椒包装袋内气体成分的影响

包装袋内气体含量过高或过低都会对包装袋内鲜切蔬菜的品质产生很大的影响，如：O2含量过低或CO2含量过高，则会使包装袋内产品进行无氧呼吸产生酒精的异味;O2含量过高或CO2含量过低会加速鲜切产品自身营养物质的氧化，产生过氧化的异味。因此，包装袋内适宜的气体环境对鲜切蔬菜尤为重要，可抑制鲜切蔬菜的呼吸强度，延缓衰老，延长货架期[23]。青辣椒适宜的气调贮藏要求O2为2%～5%、CO2为0～5%，能较好地保持其新鲜度[24]。

从图1可以看出，各包装袋内O2含量基本呈先下降后趋于平稳的趋势。贮藏前期，对照和处理MA2的1 cm2袋内O2含量急剧下降，贮藏至第4天袋内O2含量分别为0.37%和1.45%，第5天后两者含量基本相同。MA3的1 cm2和2 cm2袋内O2含量最高，显著高于其他处理（P<0.05），贮藏第9天含量分别为15.87%和16.78%;其次为MA1的3、5 cm2和MA2的7 cm2，贮藏第9天袋内O2含量分别为7.52%、10.57%和7.78%;MA1的1 cm2和MA2的3、4、5 cm2贮藏后期袋内O2含量在2%～5%之间，符合青辣椒适宜的气调贮藏O2要求。在贮藏过程中，除MA2的4、5、7 cm2袋内CO2含量基本不变外，对照和其他处理袋内CO2含量基本呈先上升后趋于平稳趋势;对照袋内CO2含量显著高于其他处理（P<0.05），贮藏至第9天高达22.48%;贮藏后期，MA1的1、3、5 cm2和MA2的1 cm2袋内CO2含量均大于11.00%;MA2的3 cm2袋内CO2含量贮藏至第5天后含量基本不变，稳定在7.03%～7.33%范围内;其他处理袋内CO2含量符合青辣椒适宜的气调贮藏CO2要求。由图1可知，相同类型不同面积的气调窗，面积越大，包装袋内O2含量越高，CO2含量越低;相同面积不同类型的气调窗的透O2量从大到小依次为MA3、MA1、MA2，透CO2量从大到小依次为MA3、MA2、MA1，所以袋内O2的含量从大到小依次为MA3、MA1、MA2，CO2的含量从大到小依次为MA1、MA2、MA3;其中MA2的4 cm2和5 cm2袋内气体成分均符合青辣椒适宜的气调贮藏要求，MA2的3 cm2袋内CO2含量和MA2的7 cm2袋内O2含量略高于其适宜气调要求数值。

结果表明，气调窗包装可调节包装袋内气体的含量，但因气调窗类型和面积不同会产生组间O2和CO2的成分差异，尤其是贮藏后期，这与Jiang等[25]的研究结果一致，原因可能是不同类型和面积的气调窗对O2和CO2的扩散能力差异所致;并非所有的包装材料都适合青辣椒的包装，辣椒类果实本身对CO2过敏[26]，而不同包装的透气性也不一致，导致包装袋内的CO2与O2气体成分差异显著。

2.2    气调窗对鲜切青辣椒感官品质的影响

感官品质是评判鲜切蔬菜货架期的重要指标之一。从图2可以看出，随着贮藏时间的延长，鲜切青辣椒总体质量评价分值逐渐下降，对照贮藏第4天品质劣变，总体质量评价分值降至3.00分，处理组仍保持较好的感官品质，总体评价分值均>5.50分;MA2的3、4、5 cm2以总体感官质量较好，贮藏至第9天，总体质量评价分值均>5.00分，分别为5.17、5.67、5.33分;剩余其他处理贮藏至第9天总体质量评价分值均在5.00分以下。随着贮藏时间的延长，包装袋内鲜切青辣椒变色逐渐加重，各处理间差异不显著（P>0.05），其中MA1的5 cm2及MA3的1、2 cm2变色分值高于对照，贮藏第9天分别为3.00、3.33、3.50分，原因可能是袋内O2较高产生过氧化所致;MA1的1 cm2及MA2的3、4、5、7 cm2第5天开始轻微变色，变色分值均低于2.00分。对照和处理从第2天开始发生轻微失水，整个过程中失水现象不严重，且各处理间差异不显著（P>0.05）。对照在第3天开始发生轻微腐烂，在整个贮藏过程中，除MA1和MA2的1 cm2袋内有轻微腐烂现象，其他处理均无腐烂现象，可能是袋内O2含量过低或CO2含量过高所致。

气味和异味是评判包装袋内鲜切青辣椒品质的关键因素。贮藏第3天，对照袋内由于O2较低，已有轻微无氧呼吸的异味[27]，异味分值为2.33分;MA1的3、5 cm2与MA2的1、2 cm2袋内有轻微过氧化的异味，可能是由于袋内O2含量过高所致[28];贮藏第6天，MA1和MA2的1 cm2袋内有轻微异味，异味分值分别为1.50分和2.00分，可能是由于CO2浓度较高，青辣椒本身对CO2过敏所致[26];MA2的3、4、5、7 cm2均无异味产生。随着贮藏时间的延长，包装袋内鲜切青辣椒原有气味逐渐变淡;贮藏至第9天，对照袋内无原有的青辣椒气味;相比MA2的3、4、5 cm2袋内气味较大，气味分值分别为3.67、4.00、3.78分;其次为MA2的7 cm2袋内气味稍淡，分值为3.00分;相比，其他处理包装袋内气味较淡，均在3.00分以下。

综上分析，MA2的4、5 cm2包装袋内感官品质最好，延长货架期5 d以上。由此表明，气调窗包装对鲜切青辣椒采后贮藏效果影响较明显，尤其是对袋内气味和异味的影响最大，原因可能是气调窗可调节袋内气体组成。各处理组间差异，可能是不同类型和面积的气调窗调节气体程度不同所致，造成贮藏品质的差异[29]。

综上所述，综合气体成分、感官、异味等指标，鲜切青辣椒在装量为1 000 g时，适宜用气调窗2的4～5 cm2包装袋进行包装，能较好地保持袋内鲜切青辣椒品质，解决了贮藏过程中的气味和异味问题，货架期为9 d以上。

2.3    适于鲜切青辣椒的包装袋透气量计算

综合分析感官评定和气体成分，鲜切青辣椒在装量为1 000 g时，均适宜采用面积为4、5 cm2的气调窗2的包装，即O2和CO2透过速率分别为4.0×105、1.6×106 cm3/（m2·d·atm）的面积为4～5×10-4 m2/kg;包装薄膜O2和CO2透过速率分别为1.42×102、6.70×102 cm3/（m2·d·atm）面积为2 cm×25 cm×35 cm，即0.175 m2/kg。其中，鲜切青辣椒袋内O2含量在第6天开始趋于稳定，CO2含量在第4～5天开始趋于稳定（图1）。

分析鲜切青辣椒适宜气调包装袋的透气性及袋内气体含量稳定后的气体浓度可知，其鲜切青辣椒包装袋单位重量、单位时间O2透过量为1.72×103～1.95×103 cm3/（kg·d·atm），CO2透過量应为7.50×103～8.41×103 cm3/（kg·d·atm），贮藏后期袋内O2第6天趋于稳定，O2含量为3.58%～4.96%，CO2第5天趋于稳定，含量为4.17%～4.72%。说明鲜切青辣椒专用气调包装袋可有效调节装内气体组成，保证青辣椒贮藏期间处于适宜的气体中并实现动态平衡，这与LI等[30]的结果一致。

3    结论与讨论

不同透气率和不同面积的气调窗对鲜切青辣椒的贮藏期间品质会产生不同的影响，通过试验筛选出的鲜切青辣椒专用气调包装袋可以较好地保持袋内鲜切青辣椒的品质和色泽，保留袋内原有的鲜切青辣椒气味，很好地避免袋内无氧呼吸产生异味，这与Ziansh等[31]的研究结果一致。

鲜切青辣椒包装时适宜选用O2和CO2透过速率分别为4×105、1.6×106 cm3/（m2·d·atm），透气比为1∶4气调窗，每1 kg青辣椒需要气调窗的面积为4～5 cm2，在4 ℃贮藏条件下可延长货架期5 d以上;综合计算气调窗和薄膜的透气量可知，适于鲜切青辣椒包装袋O2和CO2的透过量应分别为1.72×103～1.95×103、7.50×103～8.41×103 cm3/（kg·d·atm），达到鲜切青辣椒的适宜气体浓度，O2为3.58%～4.96%，CO2为4.17%～4.72%。鲜切青辣椒专用气调包装袋的研制为鲜切企业提供了一定的技术支持。

4    参考文献

[1] 郭丽，程建军，马莺，等.青椒冰温贮藏的研究[J].食品科学，2004，25（11）：323-325.

[2] FAUSTINO J M F，BARROCA M J，GUIN？魪 R P F.Study of the Drying Kinetics of Green Bell Pepper and Chemical Characterization[J].Food & Bioproducts Processing，2007，85（3）：163-170.

[3] KIM S W，EL-ATY A M A，RAHMAN M M，et al.The effect of household processing on the decline pattern of dimethomorph in pepper fruits and leaves[J].Food Control，2015，50：118-124.

[4] 吕辰鹏，何泉泉，劉健，等.花类中药在抗衰老化妆品中的应用前景[J].轻工科技，2013（10）：31-35.

[5] 王立家，李宽阁，刘淑兰，等.维生素C的营养功能及应用[J].畜牧兽医科技信息，2009（2）：106-107.

[6] LEE B M，LEE S K，KIM H S.Inhibition of oxidative DNA damage，8-OHd G，and carbonyl contents in smokers treated with antioxidants（vitamin E，vitamin C，β-carotene and red ginseng）[J].Cancer Letters，1998，132（S1-2）：219-227.

[7] 沈月.青椒主哉品种基础数据分析及其在烹调配送过程中的品质变化[D].北京：中国农业科学院，2016.

[8] CHEN Z，ZHU C，ZHANG Y，et al.Effects of aqueous chlorine dioxide treatment on enzymatic browning and shelf-life of fresh-cut asparagus lettuce（Lactuca sativa L.）[J].Postharvest Biology and Technology，2010， 58：232-238.

[9] 刘玲，郑曌雯.紫外线处理鲜切辣椒的微生物二级模型建立[J].食品研究与开发，2012，33（4）：182-185.

[10] RODONI L M，ZARO M J，HASPERUE J H，et al.UV-C treatments extend the shelf life of fresh-cut peppers by delaying  pectin solubiliza-tion and inducing local accumulation of phenolics[J].LWT-Food Science and Technology，2015，63（1）：408-414.

[11] 闫怡，张秀玲，刘旭，等.不同清洗剂对鲜切青椒贮藏期间品质的影响[J].食品工业，2015，36（3）：91-93.

[12] 唐文，吴颖，刘玉仙.冷冲击处理对鲜切青椒贮藏品质的影响[J].长江蔬菜，2009（22）：37-40.

[13] 张学杰，叶志华.高压处理对鲜切果蔬品质与微生物影响的研究进展[J].中国农业科学，2014，47（21）：4328-4340.

[14] MENG X，ZHANG M，ADHIKARI B.Extending shelf-life of fresh-cut green peppers using pressurized argon treatment[J].Postharvest Biology & Technology，2012，71（3）：13-20.

[15] RODONI L，VICENTE A，AZEVEDO S，et al.Quality  retention of fresh-cut pepper as affected by atmosphere gas  composition and ripening stage[J].Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie，2015，60（1）：109-114.

[16] 王少丹，陈玉贞，陈庆敏，等.电子束辐照对鲜切青椒表面食源性致病菌杀灭效果的研究[J].食品工业科技，2012，33（15）：67-70.

[17] GLOWACZ M，REES D.Exposure to ozone reduces postharvest quality loss in red and green chilli peppers[J].Food Chemistry，2016，210：305-310.

[18] 胡云峰，陈君然，肖娟，等.臭氧处理对切分青椒贮藏品质的影响[J].农业工程学报，2012，28（16）：259-261.

[19] KETTERINGHAM L，GAUSSERES R，JAMES S J，et al.Application of aqueous ozone for treating pre-cut green peppers（Capsicum annuum L.）[J].Journal of Food Engineering，2006，76：104-111.

[20] 张晶琳，王永江，杨相政.不同硅窗面积气调包装对蒜薹贮藏期间品质的影响[J].食品研究与开发，2018，39（18）：195-200.

[21] 魏雯雯，冯建华，杨相政，等.1-MCP和硅窗袋气调包装对青椒贮藏品质的影响[J].食品科技，2014，39（7）：52-55.

[22] 祝贺，吴健，邢艳霞，等.硅窗气调包装对黄秋葵采后贮藏品质的影响[J].现代食品科技，2019，35（2）：102-108.

（下转第220页）

（上接第217页）

[23] LI T H，ZHANG M.Effects of modified atmosphere package（MAP）with a silicon gum film window on the quality of stored green asparagus（Asparagus officinalis L）spears[J].LWT -Food Scienceand Technology，2015，60（2）：1046-1053.

[24] CANTWELL M.Properties and recommended conditions for the long term storage of fresh fruits and vegetables[EB/OL].[2019-10-30].Postharvest center：http：//postharvest.ucdavis.edu/produce_information/storagefreshproduce.

[25] JIANG A L，TIAN S P，YONG X U，et al.Effects of different atmospheres on the postharvest physiology and quality of the sweet cherry[J].Scientia Agricultura Sinica，2002，1（5）：555-561.

[26] 頡敏华，朱建美，颉建明.影响青椒贮藏性的因素[J].甘肃农业大学学报，2004，39（3）：300-305.

[27] LI X H，JIANG Y Q，LI W L，et al.Effects of ascorbic acid and high oxygen modified atmosphere packaging during storage of fresh-cut eggplants[J].Food Science and Technology International，2014，20（2）：99-108.

[28] CHOUDHURY F K，RIVERO R M，BLUMWALD E，et al.Reactive oxygen species，abiotic stress and stress combination[J].The Plant Journal，2017，90（5）：856-867.

[29] MANSOURI J，WOOD C A，ROBERTS K，et al.Investigation of the ceramifying process of modified silicone-silicate compositions[J].Journal of Materials Science，2007，42（15）：6046-6055.

[30] LI T H，ZHANG M，WANG S J.Effects of temperature on Agrocybe chaxingu quality stored in modified atmosphere packages with silicon gum film windows[J].LWT-Food Science and Technology，2008，41（6）：965-973.

[31] ZINASH A B，OLUWAFEMI J C，UMEZURUIKE O.Influence of initial gas modification on physicochemical quality attributes and molecular changes in fresh and fresh-cut fruit during modified atmosphere pack-aging[J].Food Packaging and Shelf Life，2019，21：1-11.