脱氧干燥剂与包装方式对丹桂干花贮藏品质的影响

杜泽宇，郑晓雷，吕 峰

（福建农林大学食品科学学院，福建福州 350002）

桂花作为我国十大传统名花之一，在药用、食用、观赏等多个方面均有较高应用价值[1-3]，丹桂作为桂花中的名贵品种，市场价值更为突出[4-5]，但其花期过于短暂加之鲜花保鲜难度较高，目前业内多以脱水干制作为丹桂花贮藏的主要方式[6-7]。对于丹桂干花产品而言，除了产品水分含量直接影响贮存稳定性外，在贮存期间，吸潮与氧化褐变现象是影响其品质的重要因素[8-10]，这与其包装方式和脱氧干燥剂密切相关，因此针对丹桂干花的贮存，除了考虑控制产品的水分含量之外，必须提供包含防潮与脱氧的双重技术保障的合理包装[11-13]。

合理的包装是确保产品卫生和质量必不可少的环节；此外，对于干制食品通常还需要辅助良好的防潮与抗氧化措施。目前常用的防潮与抗氧化方法主要是利用干燥剂优良的吸湿特性来营造食品包装袋内低湿环境[14-16]，同时借助抗氧化剂的脱氧或抗氧化作用抑制微生物的繁殖生存，实现防潮、防霉和抗氧化作用，延长产品保质期[17-19]。目前市面上的抗氧化剂主要是以活性炭、变色硅胶、纤维干燥剂、氧化镁等材料制成，而对葡萄糖氧化酶在食品包装中的应用研究较少。葡萄糖氧化酶早在1904 年就已经被人们所发现，但由于其商业价值的开发并不全面，因此并没有引起人们足够的重视[20]。直到1928 年Muller通过进一步试验才真正发现其具有优良的脱氧能力[21]，现已实现规模化生产，由于其天然无毒，对人体无副作用，且在包装袋的封闭空间内能有效保护食品中的还原性物质，同时，葡萄糖氧化酶，还具有一定的抑菌效果，目前已被广泛应用在食品、医疗等行业中[22-24]。

本研究以丹桂干花的色度饱和值（Cab值）、质量变化、菌落总数为指标，研究适宜丹桂干花贮存保质的安全、绿色的复合脱氧干燥剂，确定丹桂干花产品的有效包装方式，旨在提高丹桂干花的贮存稳定性，最大程度的保证丹桂干花质量，为企业的加工和销售提供便利条件。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

丹桂鲜花 福建浦城丹桂生产种植基地，经实验室护色、保型处理、脱水干制获得丹桂干花，水分含量 8%；20 μm 聚乙烯塑料薄膜包装袋、16 丝不透明镀铝膜包装袋 福建农林大学茶厂提供；复合脱氧干燥剂 制备成分：活性炭、变色硅胶、纤维干燥剂、氧化镁、三氯化铁、D-异抗坏血酸钠、葡萄糖氧化酶，均为国产食品级。

WSC-S 测色色差计 上海精密科学仪器有限公司；TE15025 电子天平、BS201 分析天平 赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；PuxicooP4-036 pH 计普希科仪器有限公司；DHG-9240A 型电热恒温鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 不同干燥剂对丹桂干花的防潮效果 本研究以普通的食品级自封袋为包装材料，每袋装有50 g的丹桂干花，并分别配一包等质量的单一干燥剂（活性炭、变色硅胶、纤维干燥剂、氧化镁），同时设不加干燥剂的为空白组，将其均置于高温、高湿（湿度90%，温度60 ℃）环境下贮存14 d，每2 d 测定一次丹桂干花样品质量，探讨不同干燥剂对丹桂干花的防潮效果，以确定丹桂干花贮存保质的适宜干燥剂。

1.2.2 不同脱氧剂抑制丹桂干花氧化效果 取50 g的丹桂干花4 份装于食品级自封袋中，每袋配一包等质量的单一脱氧剂（三氯化铁、D-异抗坏血酸钠、葡萄糖氧化酶），以不加脱氧剂的为空白组，其余条件同1.2.1，每2 d 测定一次丹桂干花的色差值，以确定丹桂干花贮存保质的理想脱氧剂[25-27]。

1.2.3 复合脱氧干燥剂对丹桂干花的防潮抗氧化效果 取50 g 的丹桂干花5 份，分别置于食品级自封袋中，并各配一包由纤维干燥剂与葡萄糖氧化酶按质量比（g/g）6:1、8:1、10:1、12:1、14:1 比例复合而成复合脱氧干燥剂，其余条件同1.2.1，每2 d 测定一次干花质量、色差变化，以确定适于丹桂干花贮藏的适宜复合脱氧干燥剂。

1.2.4 包装方式对丹桂干花的贮存保质效果 取50 g的丹桂干花4 份，设试验3 组，分别用单层的聚乙烯塑料薄膜袋、单层不透明镀铝膜袋以及不透明镀铝膜袋内套聚乙烯塑料薄膜袋双重包装，并各配有一包1.2.3 所得的理想复合脱氧干燥剂，以不加复合脱氧干燥剂单层聚乙烯塑料薄膜袋包装的为空白组，密封后均贮存于干燥阴凉的室温环境，贮存12 个月；每2 个月测量一次干丹桂花色差值与菌落总数[28-30]，并肉眼观察样品色泽，探讨不同包装方式对丹桂干花的贮存保质效果，确定其适宜的包装方式。

1.3 指标测定

1.3.1 丹桂干花色度饱和值测定 丹桂干花的色差测定以及色度饱和值（Cab值）计算方法的原理为：采用色差计（白板数据：L：97.84，a：5.05，b：-5.75）分别测定丹桂鲜花及其干花样品的L、a、b值，其中L代表亮度，范围从0（黑）到100（白），L值的大小与丹桂花褐变程度相关，L值越小，表明丹桂花表面越暗；a代表红绿色品（+a为红色方向，-a为绿色方向），b代表黄蓝色品(+b为黄色方向，-b为蓝色方向)；并以丹桂干花与其鲜花原料的a、b之差的公式来计算丹桂干花样品的Cab值，该值可用于表征物体表面颜色的浓淡，值大表明物体表面的颜色较浓（深），反之，值小则物体表面的颜色较淡（浅）[31-32]。

1.3.2 丹桂干花质量 使用分析天平对丹桂干花进行测量。

1.3.3 丹桂干花菌落总数测定 丹桂干花菌落总数的测定参考GB 4789.2-2016《食品微生物学检验 菌落总数的测定》[33]。

1.4 数据处理

试验数据采用DPS 数据处理系统、Design-Expert 8.0.6 数据处理系统和Microsoft Excel 2003软件进行分析，对各单因素用Duncan 新复极差法进行均值差异性的相关分析，显著性临界值：P＞0.05 为不显著，P＜0.05 为显著，P＜0.01 为极显著。

2 结果与分析

2.1 不同干燥剂对丹桂干花的防潮效果

如图1 所示，在本研究设置的条件下，各组丹桂干花初始质量均为50 g，随着贮存时间的延长，丹桂干花质量均极显著（P＜0.01）上升，其中空白组样品第14 d 时质量增加量为（1.84±0.092）g，而加有干燥剂的样品组中，纤维干燥剂的防潮能力最强，该组丹桂干花第14 d 时质量增加量仅为（1.11±0.11）g，显著（P＜0.05）低于其他样品组；而活性炭的防潮能力最差，其丹桂干花第14 d 时质量增加量为（1.53±0.09）g，显著（P＜0.05）高于其他样品组；变色硅胶（样品质量增加量为（1.26±0.06）g）和氧化镁（样品质量增加量为（1.41±0.07）g）的防潮能力居中，结果提示纤维干燥剂能有效的抑制丹桂干花吸水受潮现象，因此本研究确定纤维干燥剂为丹桂干花后续贮藏试验的理想干燥剂。

图1 不同干燥剂对丹桂干花的防潮效果的影响Fig.1 Effects of different desiccants on the moisture proof for dried dried Osmanthus flowers

2.2 脱氧剂抑制丹桂干花的氧化效果

由图2 可知，空白组丹桂干花的Cab值从第4 d的97.45±1.21 开始极显著（P＜0.01）上升至第14 d的114.02±0.84，且均极显著（P＜0.01）高于3 个样品组；试验结果还显示，随着贮存时间的延长，3 个样品组丹桂干花的Cab值亦均呈不断升高趋势，且其Cab值之间从第8 d 开始也出现极显著（P＜0.01）差异，其中以葡萄糖氧化酶为脱氧剂样品组丹桂干花样品的Cab值上升趋势最为平缓，其前8 d 内没有显著变化，到了第12 d，其Cab值最小，为96.57±1.36，而三氯化铁样品组的上升趋势最为明显，到了第12 d，其样品Cab值最大，为99.03±1.45，D-异抗坏血酸钠样品组的抗氧化效果介于前两者之间。葡萄糖氧化酶稳定pH 范围为3～4，最适pH5，作用温度为30～60 ℃[34]，相比于D-异抗坏血酸钠，其脱氧性能更好，且经本研究测定可知丹桂干花为中偏酸性（pH6.3），因此，能为葡萄糖氧化酶的效用发挥间接提供良好的保障。所以，选用葡萄糖氧化酶为最适宜脱氧剂。

图2 脱氧剂对丹桂干花色度的影响Fig.2 Effects of deoxidizers on the hue of dried Osmanthus flowers

2.3 复合脱氧干燥剂对丹桂干花的防潮抗氧化效果

如图3 所示，在贮存期间，各组的丹桂干花质量均有不同程度的上升。空白组样品第14 d 时质量增加量为（1.702±0.17）g，干燥剂与脱氧剂复合比为6:1 样品组样品贮存至第14 d 时质量增加量为（1.263±0.24）g，8:1 组质量增加量仅为（1.143±1.12）g，这两组样品在前6 d 的质量极显著（P＜0.01）增加，其趋势变化与空白组的相似，说明干燥剂用量不足，在贮存过程中无法保持包装袋内充分的干燥程度，丹桂干花容易吸潮导致其质量的上升；而10:1～14:1 样品组丹桂干花质量的增加呈现前缓后急的趋势，在贮藏的前4 d，其质量增加量仅分别为（0.241±0.45）、（0.151±0.37）、（0.039±0.16）g，至第14 d 质量总增加量分别为：（1.097±0.19）、（0.960±0.25）、（0.958±0.17）g，均极显著（P＜0.01）小于6:1 和8:1 样品组的，说明初期包装环境内较为干燥，丹桂干花吸水速率较低，而后期由于高湿环境，侵蚀入包装袋的水分越来越多，干燥剂无法维持原先较为干燥的环境，使得丹桂干花质量明显增加。

图3 复合脱氧干燥剂对丹桂干花的防潮效果Fig.3 Effects of composite deoxidation desiccant on the moisture proof of dried Osmanthus flower

图4 显示，随着贮存时间的延长，各样品组丹桂干花的Cab值整体呈上升趋势，其中空白组以及干燥剂与脱氧剂复合比为12:1 与14:1 样品组的Cab值2～14 d 均极显著升高（P＜0.01），分别从原来的 96.60±0.31 增加至 114.02±0.30（空白组）、107.54±0.18（14:1）、103.12±0.27（12:1），说明这三组丹桂干花样品的氧化褐变程度较为明显，未得到有效的抑制；而6:1～10:1 样品组的样品Cab值在整个贮存期内均基本没有显著性的变化（P＞0.05），Cab值始终控制在96.93～97.40 范围内，表明这三组复合脱氧干燥剂中的脱氧剂的用量能够对丹桂干花的氧化褐变起到有效的抑制作用。由于葡萄糖氧化酶的脱氧原理是通过自氧化不断降低环境中的氧[35-36]，以达到延缓食品氧化的目的，因此，随着脱氧剂的用量不断提高，体系对丹桂干花的脱氧能力不断加强。

图4 复合脱氧干燥剂对丹桂干花色度的影响Fig.4 Effects of composite deoxidation desiccant on the hue of dried Osmanthus flowers

使用复合脱氧干燥剂的目的是为了维持包装袋内环境的干燥度在一个较为稳定的范围，并有效抑制丹桂干花的氧化褐变，因此，综合上述试验结果，当干燥剂与脱氧剂的复合比为10:1 时，在14 d 的贮藏期内其丹桂干花的质量增加量为（1.097±0.19）g，样品Cab值为97.40±0.20，丹桂干花均维持在较理想的状态，故本研究确定纤维干燥剂与葡萄糖氧化酶的复合比例为10:1 即可以满足丹桂干花的干燥脱氧需求。

2.4 包装方式对丹桂干花的贮存保质效果

由图5 分析可知，由于聚乙烯塑料薄膜包装避光性，隔热性较差，不加复合脱氧干燥剂的空白组丹桂干花样品的Cab值在贮存期内由贮存前的96.10±0.34 极显著（P＜0.01）上升至贮存12 个月后的121.57±0.99，Cab值的增加量高达25.47±0.65，其样品呈现黄褐色，感官品质严重劣变；在3 个试验组中，单层聚乙烯塑料薄膜袋包装组样品的Cab值变化最大，Cab值的增加量为11.59±0.31，而单层不透明镀铝膜包装组与不透明镀铝膜袋内套聚乙烯塑料薄膜袋双重包装组的丹桂干花样品Cab值则变化相对不明显，均由96.10±0.37 至98.20±0.14（单层）、98.19±0.09（双层），结果显示，丹桂干花的包装对避光与隔氧、防潮方面的需求较高，不透明镀铝膜在这些方面具有较强的阻隔能力[8-9]，因此由不透明镀铝薄膜为外包装袋（单层和双层包装）的两种包装方式均能在避光与隔热方面对丹桂干花提供良好的保护。

从图6 菌落总数变化来看，在贮藏期内各组样品的菌落总数均极显著（P＜0.01）升高，空白组丹桂干花样品菌落总数在第6 个月时就分别由原来的0.061×103CFU/g 极显著增加到1.22×103CFU/g（P＜0.01），而到第12 个月时则高达4.8×103CFU/g了；三种包装方式中，聚乙烯塑料薄膜包装的样品的菌落总数在第6 个月由初始的0.061×103CFU/g 极显著（P＜0.01）增加到1.05×103CFU/g，而在第12 个月时，则增加到3.94×103CFU/g；单层不透明镀铝膜包装的样品在第6 个月由初始的0.061×103CFU/g极显著（P＜0.01）增加到0.71×103CFU/g，到第12 个月时达到3.16×103CFU/g；双层包装模式菌落总数在第6 个月由初始的0.061×103CFU/g极显著（P＜0.01）增加到0.67×103CFU/g，第12 个月时也仅达到3.13×103CFU/g。

图6 不同包装方式对丹桂干花菌落总数的影响Fig.6 Effects of different packing style on the changes of the total bacterial counts of dried Osmanthus flowers

综上结果显示，在贮存期内，虽然外包装为不透明镀铝膜的单层包装组丹桂干花样品的菌落总数增加趋势高于双层包装组，但其菌落总数值始终控制一个理想的水平之内，而且其样品的Cab值变化与双层包装组的不存在统计学差异（P＞0.05），因此，结合考虑经济成本，本研究认为仅用单层不透明镀铝膜包装袋即可满足丹桂干花的贮存保质要求。

3 结论

本研究以丹桂干花的色度饱和值（Cab值）、质量变化、菌落总数为指标，通过单因素实验较为系统探讨了复合脱氧干燥剂与包装方式对丹桂干花贮藏品质的影响。通过以活性炭、变色硅胶、纤维干燥剂和氧化镁为干燥剂对丹桂干花贮存过程的防潮试验比较，本研究发现纤维干燥剂的防潮能力最强，适合作为丹桂干花贮藏保质的理想干燥剂；通过以三氯化铁、D-异抗坏血酸钠和葡萄糖氧化酶为脱氧剂对丹桂干花贮存过程的抗氧化试验，确定葡萄糖氧化酶为丹桂干花贮藏保质的理想脱氧剂，据研究表明葡萄糖氧化酶对不同致病菌均有抑制作用，对金黄色葡萄球菌的抑制作用最强[37-38]；在此基础上，将二者进行有机复合为脱氧干燥剂进行试验，确定当纤维干燥剂与葡萄糖氧化酶的复合比为10:1 时，其对丹桂干花在贮藏过程中的防潮抗氧化效果最佳。

通过不同包装方式的比较试验，选用单层不透明镀铝膜包装袋进行包装，既经济又能满足丹桂干花在贮藏过程中避光、阻湿以及隔氧方面的需求。当丹桂干花以单层不透明镀铝膜为包装袋，并辅助以纤维干燥剂与葡萄糖氧化酶以10:1 的比例构成复合脱氧干燥剂，在室温下贮存12 个月，丹桂干花样品的感官品质与卫生指标仍维持在较理想水平，其Cab值为98.20±0.14，仍然保持漂亮的金黄色，菌落总数为3.16×103CFU/g 丹桂干花。

由于受市售主流脱氧干燥剂种类限制，使得本研究在脱氧剂、干燥剂的选择上存在一定局限性，并不能在研究品质变化的同时兼顾贮藏成本，并且仅用色度值评价桂花外观品质在全面表达桂花贮藏过程中花型枯败情况方面存在一定局限性，因此结合样品的色度、菌落总数、花型体质比、以及营养成分综合筛选丹桂保藏品质标识因子，探索有效品控技术对于提高丹桂干花品质和贮藏效果，最大化提升市售丹桂干花产品的安全性和营养价值，是增强丹桂在食药材领域应用的有效途径。