不同厚度聚乙烯薄膜对韭薹低温贮藏品质的影响

胡雪梅，王祖莲，罗芳耀，骆永亮，罗静红，唐月明，高 佳,*

（1.四川省农业科学院农产品加工研究所，四川省农业科学院食物与营养健康研究所，四川 成都 610066；2.四川工业科技学院，四川 德阳 618500；3.四川省成都市郫都区农业农村和林业局，四川 成都 611730）

韭薹是夏秋之际韭菜抽出的嫩花茎，由薹茎和薹苞两部分组成[1-2]。其幼茎多汁，含有丰富的营养物质（蛋白质、糖分、膳食纤维及维生素）、多种挥发性物质（硫化丙烯）和多种抗生物质[3]。传统医学认为，熟食韭薹有温中下气、补虚益阳、调和脏腑、补肾固本、健脑益寿等功效[1]。高商品价值的韭薹应该是薹苞未开放、韭薹鲜绿脆嫩、能保持较高的叶绿素和VC含量；但韭薹是一种季节性很强的蔬菜，采收后的韭薹容易衰老变质，主要表现为薹茎黄化、纤维化、失水萎蔫、薹苞开放、腐烂，致使其货架寿命缩短[4]。目前在韭薹贮藏保鲜方面已有很多相关的研究报道。张丙云等[5]将韭薹于300 mg/L 丙二酸保鲜剂中浸泡30 s，用0.2 mm 厚度的保鲜袋封装，韭薹贮藏至7 d 时仍然具有较好的形态及较高的营养价值。Wu等[6]通过室温货架模拟试验，研究了不同分子量的壳聚糖涂膜对韭薹的贮藏保鲜效果，发现高分子量壳聚糖涂膜可有效抑制韭薹贮藏期间的失重率、呼吸强度、腐烂指数和花苞开放率，保持较高的叶绿素和VC 含量。吴传万等[3]研究发现，利用1%～1.5%壳聚糖涂膜有较好的保鲜效果，能够明显抑制韭薹腐烂及纤维素含量的增加，并保持较高的VC含量。

现今，越来越多的消费者更加偏向于选择无保鲜药剂等纯物理方式处理的新鲜果蔬，薄膜包装工艺可以在不使用化学添加剂的情况下有效延长果蔬货架期，维持较高的品质[7]。薄膜包装属于自发气调保鲜技术，可以依靠果蔬自身呼吸作用与薄膜材质的透气性建立动态平衡，通过对呼吸作用的抑制，有效地减缓营养物质的转化和消耗，从而达到延长果蔬贮藏期的效果[8-9]。该方法作为一种操作简单、成本低廉、效果明显的安全保鲜技术已经广泛应用于黄瓜[10]、娃娃菜[11]、芒果[12]、荔枝[13]、油桃[14]等果蔬，其在韭黄、韭菜、韭薹贮藏保鲜中的应用也有报道[15-16]。薄膜包装材料主要有聚乙烯（Polyethylene，PE）、聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，PVC）、聚丙烯（Polypropylene，PP）和硅橡胶膜等[17]。不同气体（O2和CO2）透过率的薄膜对果蔬采后贮藏已有广泛研究，但基于果蔬品种差异筛选最适的包装材料，以及包装材料与低温贮藏协同条件下果蔬品质的维持效果研究较少。

本研究基于前期的研究成果[15]选取5 种不同O2和CO2透过率的聚乙烯包装袋，以韭薹作为研究材料，探究在低温（0±0.5）℃贮藏条件下具有不同气体透过性的包装袋对韭薹自发气调包装贮藏期间袋内O2和CO2体积分数、韭薹的感官品质、腐烂情况以及纤维素含量等指标的影响，筛选低温贮藏下最适宜于韭薹采后保鲜的包装材料和保鲜方法。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

新鲜韭薹：采自于四川省成都市郫都区唐昌街道青杨韭黄专业合作社，采收后的韭薹2 h内低温运输至实验室，在（0±0.5）℃冷库中贮藏过夜，并在2 d内将韭薹用不同厚度聚乙烯包装袋进行包装处理。

聚乙烯包装袋，四川兴达塑料有限公司；硫酸、氢氧化钾、氢氧化钠，成都市科隆化学品有限公司。

1.1.2 仪器与设备

Check Mate ⅡO2/CO2气体分析仪，丹麦Dansensor 公司；JA31002 电子天平，上海精天电子仪器有限公司；Fibertec 8000纤维素仪，丹麦FOSS分析仪器公司；5810R冷冻离心机，德国Eppendorf公司；TU-1810紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；Gas-Transmission-Tester GTT 包装膜透气性测定仪，德国Brugger公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理

选用颜色翠绿，新鲜健康，脆度一致，长短均一，无明显机械损伤的韭薹。将韭薹分装至不同厚度且尺寸均为25 cm×60 cm的聚乙烯包装袋内（不同厚度包装袋根据标准ASTM F2714—08[18]和ASTM F2622—08[19]的方法，使用包装膜透气性测定仪在23 ℃、101.3 kPa的条件下测定薄膜的O2和CO2透过率，结果见表1），每袋韭薹质量为（200±0.5）g；将室温条件下未经包装袋处理的韭薹作为对照（CK）。贮藏时间设定为105 d，分别在第0、15、30、45、60、75、90、105 天测定不同包装袋内O2和CO2体积分数并对韭薹的品质进行评估，每次测定均设置4个重复。

表1 聚乙烯包装袋气体透过率Table 1 Gas transmission rates of polyethylene packaging bags

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 包装袋内O2和CO2质量分数

采用O2/CO2气体分析仪测定。

1.2.2.2 感官评价

由5名经过专业食品感官品评的科研人员组成评价小组，主要对韭薹进行总体视觉感官评价，整体视觉评价标准参照王祖莲等[15]的方法并稍作修改，具体如表2所示。

表2 韭薹感官评价标准Table 2 Sensory evaluation standard of chive stems

1.2.2.3 腐烂指数、花苞腐烂率和花苞开放率

参考张丙云等[5]的方法对韭薹的腐烂指数、花苞腐烂率和花苞开放率进行计算。

韭薹的腐烂主要存在于薹基部，依据不同的腐烂面积划分为不同级别：无腐烂定为0 级，腐烂长度小于1 cm定为1级，腐烂长度在1 cm至1/4整薹长（不包括）定为2级，腐烂长度在1/4整薹长至1/2整薹长（不包括）定为3 级，腐烂长度超过1/2 整薹长定为4级。韭薹腐烂指数计算公式如下：

韭薹花苞的腐烂率和花苞开放率计算公式如下：

1.2.2.4 纤维素含量

参照GB/T 5009.10—2003[20]中的方法对韭薹薹茎中粗纤维含量进行测定，所测样品均为韭薹薹茎基部5 cm部分。

1.2.3 数据处理

数据采用Excel 2019进行统计计算，试验数据均以4次平行试验结果的表示；运用SPSS 26.0进行单因素方差分析，P＜0.05表示差异显著；采用Origin 2018和PS 2020软件作图。

2 结果与分析

2.1 包装袋内CO2和O2体积分数的变化

自发气调包装袋内的CO2和O2体积分数一定程度上反映了韭薹呼吸速率的变化情况[21]。贮藏过程中，包装袋内CO2和O2体积分数变化如图1所示。在整个贮藏过程中，45 μm PE袋内的CO2和O2体积分数与其他4种处理之间差异显著（P＜0.05）。图1A为贮藏过程中包装袋内O2体积分数的变化，贮藏刚开始时，不同厚度包装袋内的O2体积分数间已经呈现显著性差异（P＜0.05），O2体积分数由高至低依次为10 μm PE 袋处理、20 μm PE 袋处理、25 μm PE 袋处理、30 μm PE 袋处理和45 μm PE 袋处理。其中10 μm PE 袋处理在贮藏期间O2体积分数变化趋于平缓；其余几种处理在贮藏前期O2体积分数整体呈先下降后上升的趋势，20 μm PE 袋、25 μm PE 袋和30 μm PE袋处理贮藏至60 d 时袋内的O2体积分数分别为13.63%、13.50%、11.47%。45 μm PE袋处理在贮藏前15 d O2体积分数迅速下降至3.94%，之后维持在3.94%～6.66%（第105天除外）。其骤降的原因可能是因为韭薹在贮藏初期呼吸作用较强，对O2的消耗量远远大于薄膜气体的透过量[8]。研究表明，包装薄膜的气阻性越低（O2透过率高），越无法较好地抑制果蔬采后的呼吸作用，气阻性越高（O2透过率低），果蔬采后越易进行无氧呼吸[22]。本研究中10 μm PE 袋处理的O2透过率高，韭薹的呼吸作用强，品质劣变较快；而45 μm PE 袋处理O2透过率较低，可以有效抑制韭薹的品质劣变。

图1 不同厚度PE袋中CO2（A）和O2（B）的体积分数Fig.1 Volume fractions of CO2(A)and O2(B)in PE bags of different thickness

图1B 为贮藏期间包装袋内CO2体积分数的变化。由图1B可知，在整个贮藏期间，随着包装袋厚度的增加（包装袋气体透过率逐渐下降），包装袋内CO2体积分数逐渐增加；随着贮藏时间的延长，包装袋内CO2体积分数呈现逐渐降低的趋势。在0～105 d的贮藏过程中，45 μm PE 袋处理的CO2体积分数由4.53%下降至3.07%，30 μm PE 袋处理的CO2体积分数由4.13%下降至3.45%，25 μm PE袋处理的CO2体积分数由2.80%下降到1.80%，20 μm PE袋处理的CO2体积分数由2.58%下降至1.88%，10 μm PE袋处理的CO2体积分数由1.18%下降至0.63%（其在态个贮藏过程中CO2体积分数最低）。前60 d，30 μm PE 袋和45 μm PE 袋处理中CO2体积分数下降迅速，随后维持在3.07%～3.53%。本研究中气体透过率最低的45 μm PE 袋处理组贮藏期间O2体积分数最低，CO2体积分数最高；气体透过率最高的10 μm PE 袋处理组O2体积分数最高，CO2体积分数最低。研究表明，低温和较高的CO2体积分数可以有效抑制韭薹的生理代谢作用，较好地保持韭薹的品质，这进一步说明本研究中45 μm PE袋处理的聚乙烯薄膜透气性适宜于韭薹的贮藏保鲜[23]。

2.2 不同包装处理对韭薹感官评价的影响

总体感官评价是衡量蔬菜适销性的重要指标。图2 为对在整个贮藏期间不同包装处理韭薹的总体感官评价。由图2 可知，随着贮藏时间的延长，不同处理组的韭薹总体感官评分存在明显差异。CK组在第45 天之后总体感官评分已低于5 分，失去商品价值。不同包装处理的韭薹在贮藏前15 d总体感官评分均为9 分，随着贮藏时间的延长，总体感官评分开始下降，其中10 μm PE袋处理的下降最快，而45 μm PE袋处理的韭薹在第105天时总体感官评分保持在6.5分。

图2 不同厚度PE袋处理对韭薹贮藏期间感官评价的影响Fig.2 Effects of different thickness of PE bags treatments on sensory evaluation of chive stems during storage

图3 为整个贮藏期间韭薹外观变化的照片记录（由于CK 处理组贮藏至45 d 时商品价值严重下降，故105 d时未做拍照记录）。由图3可知，随着贮藏时间的延长，不同包装处理组的韭薹均出现不同程度的黄化，相比于其他几种处理，45 μm PE袋处理对韭薹黄化现象有一定的抑制作用。

图3 不同厚度PE袋处理组韭薹贮藏期间的外观变化Fig.3 Appearance changes of chive stems treated with different thickness of PE bags during storage

2.3 不同包装处理对韭薹腐烂的影响

腐烂是影响韭薹商品性的最重要因素，对不同包装袋内韭薹的腐烂情况进行统计，结果如图4 所示。由图4可知，贮藏前45 d，韭薹未发生腐烂，贮藏至60 d时，不同包装处理开始出现腐烂，但各处理之间的腐烂指数无显著差异。随着贮藏时间的延长，10 μm PE袋处理组韭薹腐烂指数的增幅显著高于其他处理组（P＜0.05），而45 μm PE袋处理组直至贮藏结束时也未出现腐烂现象。每种处理中韭薹腐烂个数统计变化趋势与韭薹腐烂指数的变化一致，10 μm PE 袋处理开始腐烂时间最早，腐烂指数依旧最高。研究表明，韭黄的腐烂指数一定程度上与包装袋的氧透过率成正相关，一定范围内，膜厚度越大，则氧透过率越低，韭黄在贮藏过程中的腐烂现象越少发生，更有利于韭黄贮藏结束后的销售[15]，这与本研究中对韭薹的研究结果一致。同时，CO2体积分数较高一定程度上会产生抑菌作用，从而对一些引起韭薹腐败的微生物具有直接抑制或杀灭的作用，其可诱导韭薹自身产生一系列的防御反应而增加自身抗病性，从而达到贮藏保鲜的效果[24]。综上，气调包装与低温贮藏相结合，可作为一种果蔬采后安全保鲜技术进行大力推广[25]。

2.4 不同包装处理对韭薹花苞腐烂率和开放率的影响

韭薹花苞的腐烂率及开放率是衡量韭薹商品价值的重要指标。由表3（由于CK 处理组贮藏至45 d时商品价值严重下降，故未对其做45 d 后花苞腐烂率与开放率的统计）可知，贮藏至105 d时，随着包装袋厚度的增加，韭薹花苞腐烂率逐渐降低（25 μm PE袋处理除外）；CK处理在第30天时，花苞腐烂率已经达到3.00%，而经包装处理的韭薹花苞此时均未发生腐烂，其中10、20 μm PE袋处理贮藏75 d时花苞出现腐烂，25 μm PE 袋处理贮藏90 d 时花苞出现腐烂，30、45 μm PE袋处理贮藏105 d花苞才出现腐烂。贮藏至105 d时，45 μm PE袋处理组的花苞腐烂率仅为0.62%，且韭薹花苞开放率低于10 μm PE袋和30 μm PE袋处理。除20、45 μm PE袋处理外，其余3种处理均在60 d 时韭薹花苞开始开放。综上，45 μm PE 袋处理对韭薹花苞的开放和腐烂均具有明显的抑制作用。研究表明，低温贮藏会延缓韭薹茎的营养物质向薹苞转移，有效缓解薹苞膨大开放，延缓韭薹衰老，维持韭薹的品质；薄膜包装作为一种自发气调包装，随着薄膜包装袋厚度的增加，包装袋内CO2体积分数增加会抑制韭薹的呼吸强度，从而抑制韭薹茎的营养物质向薹苞转移，进而抑制薹苞增大，有效地缓解韭薹衰老[3]。熊子璇等[26]的研究表明，随着包装袋厚度增加，包装袋透湿量越小，袋内湿度低，可以降低微生物的繁殖速度；同时，低温也会进一步抑制微生物的生长，从而有效缓解薹苞的腐烂。

表3 不同厚度PE袋包装处理对韭薹花苞腐烂率和开放率的影响Table 3 Effects of different thickness of PE bags treatments on decay rates and opening rates of chive stem flower buds during storage单位：%

2.5 不同包装处理对韭薹贮藏期间纤维素含量的影响

由于韭薹的老化代谢，纤维素含量随着贮藏时间的延长而增加，造成口感粗糙，商品价值降低。韭薹茎部的纤维素含量是衡量韭薹是否具有较好商品价值的重要因素[3]。如图5 所示，贮藏前30 d，CK 组韭薹的纤维素含量显著高于包装处理组（P＜0.05）；贮藏30 d 时，CK 组韭薹纤维素含量高达0.026%，而包装处理组均未达到0.015%；贮藏结束时，45 μm PE袋处理的韭薹纤维素含量最低，仅为0.011%，韭薹品质良好。由此可见，相比于CK，不同包装处理一定程度上均可明显地抑制纤维素含量的增加，减少韭薹衰老的进程，很好地维持韭薹的商品性。有研究表明，低温贮藏能有效延缓果蔬采后纤维化、木质化[27-28]。濮艳清等[29]研究发现，通过气调包装处理鲜切萝卜可以有效减少其木质化。

图5 不同厚度PE袋处理对贮藏期间韭薹纤维素含量的影响Fig.5 Effects of different thickness of PE bags treatments on cellulose contents of chive stems during storage

3 结论

本研究将低温与不同厚度聚乙烯薄膜包装协同应用于韭薹的采后保鲜，结果表明，采用45 μm 厚的PE 袋（O2透过率（4 080±352）cm3·m-2·d-1·0.1 MPa-1、CO2透过率（16 566±1 415）cm3·m-2·d-1·0.1 MPa-1）对韭薹进行密封包装处理，冷藏过程中袋内O2体积分数最低，但前期波动较大，后期维持在3.94%～6.66%（第105天除外），CO2体积分数最高，前60 d CO2体积分数显著下降，后期维持在3.07%～4.03%，减缓韭薹生理代谢。该处理可有效抑制韭薹在贮藏期间的腐烂，袋中韭薹贮藏至105 d 时，花苞腐烂率仅为0.62%，虽然90 d 时花苞明显膨大开放，但商品性依旧良好；自发气调薄膜包装可有效减少冷藏过程中韭薹木质化，在整个贮藏期间纤维素含量保持相对稳定。