不同包装对采后莲藕保鲜效果的比较

肖越，祝梓淳，邓云，刘永军，李永军，钟宇*

（1.上海交通大学农业与生物学院，上海 200240）

（2.上海绿椰农业种植专业合作社，上海 200240）

莲藕是睡莲科多年生大型水生草本植物，以其特有的味道和营养特点受到广大消费者青睐，为全国产量第一的水生蔬菜，中国农民种植面积4.0×105hm2以上[1]。莲藕中含有多种多酚、多糖、维生素、矿物质以及营养素等，有降血糖、降血脂、抗氧化、抗炎、抗癌等之重要生物作用，可以预防慢性疾病的发生[2]。然而在贮藏期间莲藕由于自身的代谢活动，引发一系列生理生化反应，导致其褐变、软化和变质，直接降低其感官品质和食用价值[3]。常规保藏的莲藕货架期一般为7 d 左右，给莲藕种植、销售者带来巨大损失，阻碍产业的良性发展，因此莲藕保鲜对提高莲藕的经济价值至关重要。莲藕保鲜可以采用化学、物理及生物方法，如涂膜、紫外照射、气调包装等[4]。

采摘后的新鲜果蔬仍存在呼吸作用，过程中消耗O2放出CO2，气调包装通过调节包装袋内的气体占比，能够有效调控果蔬呼吸速度，并且防止其受到生理伤害，延缓其品质劣变[5]。气调包装技术分为主动气调包装和自发气调包装，前者是向包装中通过充入不同比例的理想气体以控制果蔬的呼吸，而后者是利用果蔬采后呼吸特点，通过包装对不同气体的渗透性调节包装内气体水平，达到低O2高CO2的环境[6]。郭衍银等[7]研究高O2气调包装对鲜切莲藕的保鲜效果，指出90% O2+10% CO2的气调包装使多酚氧化酶（PPO）活性降低了68.67%，并且延缓丙二醛（MDA）的积累。漆欣等[8]发现100% CO2气调包装有利于没食子酸和没食子儿茶素的积累，且在贮藏第35 d 时，气调包装的褐变度降低23.2%。林晨[9]指出，自发气调包装在贮藏期间能够较好的维持水生蔬菜茭白的品质并抑制活性氧、细胞壁和呼吸代谢。然而，关于自发气调包装对莲藕保鲜效果的影响鲜见报道。

由此可见，气调包装在抑制莲藕褐变、延长货架期和维持其商品性上有显著效果。目前，气调保鲜包装更多的是关注对于CO2和O2的调控，较少关注贮藏过程中湿度的调节。而由于果蔬采后的蒸腾作用，其包装环境在短时间内水汽达到饱和，较高的相对湿度使得微生物滋生，加快变质速度，因此湿度的调节不可忽视。雷桥等[10]研究发现采用0.3% CaCl2护色后的双孢蘑菇，在气调包装中加入吸湿剂山梨醇后，包装袋内相对湿度降低，蘑菇色泽有所改善。然而，针对湿度调节包装对莲藕保鲜效果影响的研究鲜见报道。本文采用PE 敞口包装袋（PEO）、PE 密封包装袋（PES）、气体调节包装袋（MA）、气体湿度调节包装袋（MA/MH）四种不同包装研究其对于采后莲藕保鲜效果。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜莲藕，上海绿椰农业种植专业合作社提供，采摘后冷水预冷（10～15 ℃）2 h，选择形状大小规则、色泽正常、无病虫害的莲藕，常温2 h 内运回实验室；PE 敞口包装袋（PEO），上海绿椰农业种植专业合作社；PE 密封包装袋（PES），上海泰坦科技股份有限公司；气体调节包装袋（MA）、气体湿度调节包装袋（MA/MH），上海鲜锐生物科技有限公司；磷酸二氢钠、磷酸氢二钠，永华化学科技（江苏）有限公司；硫代巴比妥酸，国药集团化学试剂有限公司；邻苯二酚、愈创木酚，阿拉丁aladdin；柠檬酸亚锡二钠、EDTA二钠、植酸、焦亚硫酸钠，河南万邦实业有限公司。

1.2 仪器与设备

LabScan XE 色度仪，HunterLab 公司；TA.XT Plus质构仪，Stable Micro System 公司；2875 恒温水浴锅，赛默飞世尔科技有限公司；DDS-307A 电导率仪，上海仪电科学仪器股份有限公司；DansensorCheckPoint 3 便携式气体分析仪，AmetekMocon 公司；UV-1800紫外可见分光光度计，日本岛津国际贸易（上海）有限公司；Z236K 离心机，德国Hermle 公司。

1.3 实验方法

1.3.1 莲藕的处理与贮藏方法

将莲藕置于25×10-6的次氯酸钠浸泡30 min，随后使用护色剂进行护色（护色剂配方[11]：300 mg/L 的柠檬酸亚锡二钠、150 mg/L EDTA 二钠、200 mg/L 植酸、100 mg/L 焦亚硫酸钠），沥干分段后分别置于4种包装袋中：（1）PE 敞口包装袋（PEO）；（2）PE 密封包装袋（PES），O2渗透系数7150 cm3/(m2·d·atm)，CO2渗透系数为23500 cm3/(m2·d·atm)，水蒸气透过率为5.51 g/(m2·d)；（3）气体调节包装袋（MA），O2渗透系数为8000～12000 cm3/(m2·d·atm)，CO2渗透系数为3000～6000 cm3/(m2·d·atm)，水蒸气透过率为50 g/(m2·d)；（4）气体湿度调节包装袋（MA/MH），O2渗透系数为8000～12000 cm3/(m2·d·atm)，CO2渗透系数为3000～6000 cm3/(m2·d·atm)，水蒸气透过率为200～500 g/(m2·d)，包装莲藕于保鲜柜（±0.5 ℃）存放，每组做3 个平行试验。分别在0、4、8、12、16 d 时取样对各项指标进行检测。

1.3.2 指标检测方法

1.3.2.1 失重率的测定

不同包装处理各取三段藕节，分别在第4、8、12、16 d 进行称重，计算失重率，取平均值。计算公式为：

式中：

m0——保藏前质量，kg；

m1——保藏后质量，kg。

1.3.2.2 亮度的测定

利用LabScan XE 色度仪测定整段藕节表皮色度，每种包装中选取三段，选取L*a*b*色度空间分别记录其L*值。L*值表示莲藕表皮的明暗，数值越小表示表皮越暗淡，褐变越严重[12]。

1.3.2.3 硬度的测定

选取三段莲藕，使用TA.XT Plus 质构仪，选取TPA 模式，P/5 探头（直径为5 mm）对莲藕中部进行测定。触发力为5 g，测试速度为1.0 mm/s，压缩力30%，记录压力最大值（N）[13]。

1.3.2.4 呼吸强度的测定

采用静置法[14]测定莲藕的呼吸强度，从不同包装中取出藕节，分别放入密闭且已知体积的保鲜盒中，避光保存2 h，使用便携式气体分析仪测定CO2气体含量，计算公式为：

式中：

Q——呼吸强度，mg/(kg·h)；

N——CO2体积分数，%；

V——容器体积，L；

m——样品质量，kg；

t——放置时间，h；

1.8.4 g/L——常压下CO2密度。

1.3.2.5 相对电导率的测定

参考Li[15]的方法，选取四种包装方式的莲藕中段部分，均匀切片并打孔，其孔直径10 mm，取20 片用去离子水清洗并室温孵育30 min，测定电导率即为L1，沸水浴30 min，冷却至室温再次测定电导率即为L2。试验进行重复3 次，计算公式如下：

1.3.2.6 褐变度的测定

采用消光法[16]，在30 mL 蒸馏水中加入3.0 g 冻样并均质，于4 ℃、1×104g 条件下离心5 min。上清液在室温静置5 min，在410 nm 处测定其吸光度值，D410 nm×10 表示样品褐变指数。试验重复3 次。

1.3.2.7 丙二醛（MDA）的测定

在8 mL 50 mmol/L 磷酸盐缓冲液（pH 7.8）中加入2.0 g 莲藕冻样并均质，于4 ℃、1.2×104g 条件离心10 min。取1 mL 上清液，加3 mL 35 mmol/L 硫代巴比妥酸，沸水浴加热15 min 后迅速冷却，再次与同样条件离心后，分别在450、532 和600 nm 处测定上清液吸光度值。试验重复3 次。

式中：

Vt——提取液体积，mL；

Vr——反应混合液体积，mL；

Vs——测定时所用提取液体积，mL；

m——样品质量，g。

1.3.2.8 多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）的测定

参照曹建康[17]的分光光度法测定PPO 和POD 含量，并稍有改动。分别测定在410 nm、470 nm 处吸光度值，每一分钟吸光度值增加0.01 定义为一个酶活单位，U。

1.4 数据处理

结果采用平均值±标准偏差表示。采用IBM SPSS Statistics 26 软件进行统计学分析，利用LSD 程序进行方差分析及重复性分析，p＜0.05 表示差异显著；利用Duncantest 在每个贮藏时间点不同组之间进行显著性分析并标注各组间的显著性差异。

2 结果与分析

2.1 PE 包装与气调包装对莲藕失重率的影响

随着贮藏时间的延长，莲藕的呼吸及其蒸腾作用会使得自身水分以及营养物质损失。Rahul 等[18]发现相较于未密闭的敞口包装袋，气调包装下的脱壳青豌豆的失重率明显下降。由图1 可知PES 组的莲藕失重率上升最明显，PEO 次之，MA 与MA/MH 组失重率较低。在贮藏至第16 d 时，PEO 组的失重率从7.63%升高至11.36%，而MA/MH组仍然保持较低的失重率，且与PEO、PES、MA 组有显著性差异（p＜0.05）。这主要是由于MA/MH 组在调节包装袋内气体含量的同时又将湿度维持相对的平衡状态，其水蒸气透过率较大，能够及时调控水分进出，维持莲藕贮藏环境的相对干燥，从而减少了水分的流失。而PES 包装袋失重率最高，推测由于其包装袋的水蒸气透过率较低，导致莲藕蒸腾作用产生的水分不能及时排出，包装袋中凝结出雾滴，导致了质量的损失。

2.2 PE 包装与气调包装对莲藕亮度的影响

新鲜采摘的莲藕表面颜色比较鲜亮，贮藏的时间越长，莲藕表观颜色越暗淡。因此，莲藕表面亮度的变化是衡量莲藕货架期长短的重要指标。L*值表示亮度，值越大表示莲藕越新鲜，反之则说明莲藕褐变程度较严重[19]。如图2 所示，四种不同包装材料的莲藕L*值都呈现出下降趋势，与唐月明等[20]研究自发气调包装对花椰菜贮藏过程中的亮度变化结果一致，说明在贮藏过程中莲藕的褐变是不可避免的。然而MA 以及MA/MH 两组莲藕在贮藏初期的0～8 d 内表面L*值下降缓慢，8 d 后才开始有明显变暗现象，且两组间没有显著性差异（p＞0.05）；而PEO 和PES 两组莲藕从贮藏开始L*值就明显降低，贮藏16 d 后褐变情况较为严重，甚至出现部分腐烂，失去其商业价值，这与图3 呈现的莲藕表观颜色的结果相一致。说明MA 和MA/MH 包装材料能够明显延缓莲藕的褐变，且与PEO、PES 之间均存在显著性差异（p＜0.05）。

2.3 PE 包装与气调包装对莲藕褐变度的影响

莲藕在贮藏过程中发生变质以及部分组织的腐烂会破坏莲藕细胞的完整性，质膜破裂后多酚氧化酶和底物相接触，同时贮藏环境中含有氧气，在这几个因素导致下，引起了酶促反应，酚类物质被氧化为醌，产生褐色的物质，使莲藕发生表面褐变[21]。由图4 可以看出褐变度是在持续上升的，证明莲藕的褐变是持续发生，越来越严重的，但MA 和MA/MH 组的莲藕褐变在贮藏后期褐变度及其增幅始终低于PEO 和PES。褐变程度按从低到高依次是MA/MH、MA、PES、PEO。MA/MH 包装组与其他三组之间均存在显著性差异（p＜0.05）；MA 包装与PEO 之间存在显著性差异（p＜0.05），而与PE 包装差异不显著（p＞0.05）。在16d 的时间内，PEO 组褐变度从2.19 上升至7.58，而MA、MA/MH 包装组仅上升至5.19、4.10，与PEO组褐变度相比降低了45.91%、31.5%。与冯向阳等[22]指出的真空包装通过调节酶活性从而延缓莲藕褐变的结果一致。

2.4 PE 包装与气调包装对莲藕硬度的影响

原果胶在莲藕细胞壁中起到支撑作用，贮藏过程中细胞壁降解，原果胶水解成水溶性果胶，连带着由纤维素、半纤维素构成的骨架结构随之解散，进而导致莲藕内部组织受到破坏，发生软化现象[23,24]。图5反映了不同包装对莲藕硬度的影响，贮藏期间莲藕硬度整体呈现下降趋势，但四种包装之间均存在显著性差异（p＜0.05）。Manjunatha 等[25]研究不同规格气调包装贮藏的黄瓜，发现在最初的6 d 时间里，硬度也都呈现逐渐降低的趋势，敞口保藏的黄瓜硬度损失最大，从0.38 N 下降到0.33 N，推测是由于从4 ℃贮藏室中取放置在室温中软化导致。通过观察图5 可以发现，在4～8 d，莲藕硬度发生明显的变化，从40 N 左右下降到15 N 左右，8～16 d 莲藕的硬度变化逐渐缓慢，其中MA/MH 在贮藏后期硬度维持稳定，而PEO 处理莲藕硬度在后期有小幅升高，可能由于木质素在莲藕内部合成[26]。

2.5 PE 包装与气调包装对莲藕呼吸强度的影响

莲藕采后仍存在旺盛的呼吸作用，其与外界物质交换也较多，组织内的营养物质加速消耗，货架期也随之变短。图6 表示不同包装的莲藕呼吸强度变化，可以看出在贮藏期间，莲藕呼吸强度变化趋势大致相同，首先显著下降，随后经历小幅度上升，然后再缓慢下降。PEO 与PES 组在8 d 达到高峰，而MA 的莲藕呼吸强度最高出现在12 d、16 d MA/MH 组莲藕呼吸强度才出现小幅度升高，莲藕呼吸强度的变化趋势与郭衍银等[7]研究结果相似。最高值出现的时间表明MA 与MA/MH 包装能够有效的抑制莲藕的新陈代谢强度，延缓呼吸强度的峰值出现，减少呼吸对于莲藕品质的消耗。推测由于莲藕在包装袋内的呼吸作用消耗O2产生CO2，包装内存在大量CO2，而MA、MA/MH包装O2透过率较高，能够及时调控氧气含量，防止莲藕进行无氧呼吸。

2.6 PE 包装与气调包装对莲藕相对电导率的影响

莲藕的相对电导率是反应其在贮藏过程中细胞膜透性的基本指标，健康、没有机械损害的莲藕细胞膜对外界物质具有选择透性的能力，能够保护莲藕内部组织不受外界伤害[27]。而莲藕在贮藏过程中细胞膜遭受破坏，膜透性变大，导致莲藕细胞内的水分、营养物质、电解质等物质外渗，影响莲藕的品质。如图7可知，在16 d 的贮藏期间，莲藕的相对电导率逐渐上升，各组之间存在显著性差异（p＜0.05）。其中，PEO和PES 在4～12 d 内上升幅度最大，其中PEO 组的莲藕相对电导率从第0 d 的18.59%上升到16 d 的76.26%，升高了4.2 倍，说明在贮藏过程中莲藕品质迅速降低。而MA 和MA/MH 组的莲藕上升幅度较少，第16 d 的相对电导率分别为36.15%和30.61%，并且在12 d 到16 d 贮藏期间相对电导率变化较缓慢，由此反应出MA 和MA/MH 包装材料能够有效抑制整段莲藕在贮藏期间相对电导率的上升。相类似的，巴良杰等[28]研究发现自发气调包装能够显著抑制贮藏期间火龙果的相对电导率上升，说明气调包装能够有效维持蔬果组织的膜结构完整。

2.7 PE 包装与气调包装对莲藕MDA 的影响

莲藕在贮藏过程中受到损伤，导致细胞破损，加之贮藏环境的活性氧积累，诱导膜脂过氧化从而产生了MDA[29]。MDA 逐渐增加说明莲藕由于膜脂过氧化不断加强，导致细胞膜结构受伤，致使细胞按室分工功能丧失，更容易发生褐变等变化[30]。图8 可见MA和MA/MH 包装下的莲藕MDA 含升高比较缓慢，而PEO以及PES莲藕分别在第4 d和第8 d MDA 含量明显升高，且始终显著大于MA 和MA/MH 包装莲藕的MDA 含量（p＜0.05）。贮藏至16 d 时，MA、MA/MH包装组的MDA 含量分别是PEO 组的60.91%、45.87%，说明MA、MA/MH 包装有效延缓了莲藕膜脂过氧化速度。

2.8 PE 包装与气调包装对莲藕PPO 活性的影响

当莲藕组织的完整性受到破坏后，存在于莲藕体内的末端氧化酶PPO 被激活，进而催化莲藕体内的酚类物质。PPO 活性越高，莲藕越容易发生褐变[31]。如图9，莲藕在贮藏期间PPO 活性变化趋势大致相同，皆是先上升后下降。莲藕在分段后，发生酶促反应，因此PPO 活性增强，但当醌类物质在莲藕表层聚合后，使得氧气浓度降低，PPO 活性也随之降低，这与张心怡[32]研究的真空包装对于鲜切莲藕PPO 活性变化一致。另外，María 等[33]研究发现气调包装可以降低新鲜生菜的PPO 活性，从而控制褐变。贮藏到8 d PEO 包装和PES 包装的PPO 活性都达到了最高值，其中PES包装达到了18.53 U/g·FW，超过PEO的14.11 U/g·FW。而MA 和MA/MH 包装的莲藕，其最高值在贮藏期12 d，其中MA/MH 组的PPO 活性始终低于其他三种包装袋，证明了MA/MH 包装能够有效降低PPO 活性，延缓酶促反应的进行。

2.9 PE 包装与气调包装对莲藕POD 活性的影响

莲藕过氧化物酶活性与其衰老变质有关，会导致谷胱甘肽和抗坏血酸氧化，乙烯加速生成，最终使得莲藕较快的衰老变质[34,35]。图10 显示，在16 d 的时间内，POD 活性先上升到最高值，又逐渐降低。MA和MA/MH 包装能够有效的降低POD 活性，延后峰值出现的时间，PEO 和PES 包装最高值都出现在8 d，而MA 和MA/MH 包装的最高值出现在12 d，这与PPO 的趋势类似。说明气调以及湿度调节可以增强莲藕的抗逆能力，延缓其氧化过程。

3 结论

莲藕在贮藏期间失重率、电导率、褐变度、MDA逐渐升高；呼吸强度、硬度、亮度缓慢下降；PPO、POD 先升高后降低。一般莲藕贮藏期为7 d 左右。而通过MA、MA/MH 包装的可延长至16 d。通过分析四种不同包装的结果可知，PES 包装袋由于其中积累的由呼吸作用产生的水汽无法排出，因此会加速莲藕的变质；PEO 包装因其敞口透气较优与PES，而MA、MA/MH 包装能够维持莲藕的硬度、调节莲藕的新陈代谢，使莲藕具有较好的表观颜色，且能够有效降低PPO、POD 活性并延后峰值的出现时间。贮藏16 d 时，MA 包装褐变度较MA/MH 低了25.43%，且MA/MH的PPO、POD 峰值较MA 相比低了22.32%、46.27%，整体来说，MA/MH 包装表现得更加优异，说明兼具气体、湿度调节的包装袋在保鲜中的应用具有更为广阔的前景。