鮮切芹菜自發氣調包裝的篩選

馮巖巖 ， 王慶國

（1.山東營養源食品科技有限公司，山東 濟南 250000；2.山東農業大學 食品科學與工程學院，山東 泰安 271000）

芹菜富含多種營養成分和微量元素，是高纖維、高營養價值的蔬菜[1-2]。食用后經消化作用會產生一種木質素或腸內脂物質，而且芹菜本身富含黃酮類化合物，所以常吃芹菜，尤其是吃芹菜葉，對預防高血壓、高血脂、動脈硬化等十分有益[3-4]。但通常購買后放置時間稍長，芹菜就會變黃，水分減少[5]，且食用時需要自己摘葉，切割。

鮮切芹菜以新鮮、衛生、方便、快捷的特點深受消費者的歡迎[6]，但切割后由于組織受到機械損傷，會有大量的營養物質外流，促進微生物的生長繁殖，加速衰老和腐敗，從而縮短貨架期[7]。目前，鮮切芹菜多采用紫外線殺菌[8]、超聲波處理[9]、大豆分離蛋白復合膜處理[10]、茉莉酸甲酯[11]等方法進行，有的效果不好，有的成本較高，有的操作繁瑣不利于實際生產應用。通過市場調查發現，鮮切芹菜多采用真空包裝、托盤覆膜、直接裝袋的方式進行包裝，其包裝問題一直沒有得到很好的解決，因此尋找一種簡單、安全、成本較低的芹菜保鮮方法尤為重要。

自發氣調保鮮具有操作簡單、無毒無害的特點，已在國內外引起高度重視。氣調包裝在芹菜貯藏保鮮方面的應用，可為芹菜的采后保鮮和包裝找到一種切實可行的方法。因此，試驗進行了適于鮮切芹菜自發氣調包裝袋的研究，包括氣調窗的類型及面積的篩選，進一步確定自發氣調包裝袋的O2，CO2透過量指標，以及包裝袋的保鮮效果，為鮮切企業提供一定的技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

芹菜，購于山東泰安農貿市場，于4℃的冷庫預冷，原料要求新鮮、無黃化、無老化、無腐爛、無機械傷。

包裝袋、氣調窗，山東營養源食品科技有限公司提供，經實驗室和營養源共同篩選，最終確定包裝袋的膜材料為2層復合薄膜，厚度為45 μm，該復合薄膜O2和CO2透過速率分別為1.42×102，6.7×102cm3/m2·d·atm，熱封溫度為180℃，所用的包裝袋為25 cm×35 cm；氣調窗1：O2和CO2透過速率分別為 5.0×105， 5.0×105cm3/m2·d·atm， 透氣比為1∶1；氣調窗 2：O2和 CO2透過速率分別為 4.0×105， 1.6×106cm3/m2·d·atm，透氣比為 1∶4；次氯酸鈉，天津市凱通化學試劑有限公司提供。

1.1.2 儀器與設備

ML204型天平，梅特勒-托利多有限公司產品；手持式氣體成分測定儀PBI，丹麥丹圣PBIDansensor集團產品；塑料薄膜封口機，溫州市興業機械設備有限公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 處理方法

（1）適于鮮切芹菜包裝的氣調窗初步篩選。芹菜去除黃葉和根等不可食用部分后，于4℃下用清水洗凈后，用0.2 mL/L NaClO溶液浸泡5 min，切段，長3～4 cm，清洗后用0.05 mL/L NaClO溶液浸泡5 min，瀝水甩干后4℃條件下分別裝入對照 （無氣調窗）、鑲嵌面積分別為1，3 cm2的氣調窗1和2的包裝袋中，每袋裝量1 000 g，每個處理7個重復，分別用熱封機封口，于4℃下貯藏。取其中3袋，每天進行感官評價，對袋內氣體成分進行測定，并于第10天開袋進行氣味和異味的評定；另4袋分別在第4天，第7天各打開2袋進行氣味和異味的評定。

（2）適于鮮切芹菜包裝的氣調窗確認和優化。原料挑選、處理及包裝同1.2.1（1），分別裝入對照（無氣調窗）、鑲嵌面積分別為0.5，1.0 cm2的氣調窗2的包裝袋中，每袋裝量1 000 g，共3個處理。

1.2.2 測定項目及方法

（1）感官品質評定。參考Dong T T等人[12]和Ma R Y等人[13]的方法進行感官品質評價。

鮮切蔬菜感官評定見表1。

表1 鮮切蔬菜感官評定

（2）氣體成分測定。用PBI氣體分析儀測定包裝內的O2和CO2濃度，取出待測樣品迅速將測試探針插入包裝袋內進行抽氣測定。測定前在包裝上粘一個硅膠密封墊，測定針從密封墊扎入，防止外部空氣進入影響測試結果，測定時重復測定數次，待測定值穩定后記錄所得數值，結果記為各包裝袋內的 O2和 CO2濃度百分比 （%）[14]。測定后使用透明膠帶封住針孔。

（3）單位質量蔬菜的自發氣調包裝氣體透過量的計算。

單位質量蔬菜包裝膜面積S1（m2/kg）

單位質量果實單位時間的O2透過量Q1（cm3/kg·d·atm）

（4）單位質量果實單位時間的CO2透過量Q2（cm3/kg·d·atm）

式中：l——包裝袋的長，m；

d——包裝袋的寬，m；

m——樣品質量，kg；

2——雙面面積；

S3——氣調窗面積，m2；

Qa1——包裝膜的O2透過率，cm3/m2·d·atm；

Qa2——氣調窗的O2透過率，cm3/m2·d·atm；

Qb1——包裝膜的CO2透過率，cm3/m2·d·atm；

Qb2——氣調窗的CO2透過率，cm3/m2·d·atm。

1.2.3 數據統計分析

用Excel和Sigmaplot統計試驗數據并作圖，試驗結果以平均值±標準差表示。使用SPSS軟件進行差異顯著性分析，p＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

試驗擬通過呼吸自然降氧和氣調窗調節，使包裝袋中鮮切芹菜處于適宜的呼吸狀態，篩選出適宜鮮切芹菜包裝的氣調窗，以延長其貨架期。

2.1 適于鮮切芹菜的氣調窗的篩選

2.1.1 不同氣調窗對鮮切芹菜包裝袋內氣體成分的影響

不同氣調窗對鮮切芹菜包裝袋內氣體成分影響見圖1。

包裝袋內氣體含量的多少對包裝袋內產品品質具有重要的影響，如O2含量過高或CO2含量過低，會加速鮮切蔬菜營養物質的氧化分解，可能產生過氧化的異味；反之，O2含量過低或CO2含量過高，則會因無氧呼吸產生酒精的氣味，因此適宜的氣體環境可抑制鮮切蔬菜的呼吸強度延緩衰老，延長貨架期[15]，對鮮切蔬菜包裝尤為重要。芹菜的最適氣體體積分數 O2為 2%～4%，CO2為 3%～5%[16]。 由圖 1可知，相同類型的氣調窗，面積越大，袋內O2含量越高，CO2含量越低；貯藏前期，對照 （無氣調窗）袋內O2含量急劇下降，到第3天降至0，袋內CO2含量逐漸升高，到第3天含量為12.23%，此時已出現無氧呼吸。整個過程中，氣調窗1和2的3 cm2的袋內，O2含量都處于13%以上，遠遠高于芹菜要求的O2含量；與氣調窗1的1 cm2相比，氣調窗2的1 cm2O2含量在貯藏后期較低，穩定在5.75%，比較接近芹菜最適O2含量。貯藏前期，除氣調窗2的3 cm2外，各處理間CO2含量差異不顯著，貯藏第3天后，氣調窗1的3 cm2和氣調窗2的1 cm2變化基本一致，CO2含量為6%～8%，氣調窗1的1 cm2袋內CO2含量含量逐漸升高，氣調窗2的3 cm2含量基本不變。由此可知，氣調窗2的1 cm2的包裝袋內氣體含量比較接近芹菜的適宜氣調包裝。結果表明，氣調窗包裝可調節包裝袋內O2和CO2的含量，但因氣調窗的類型和面積不同，會產生各處理間間O2和CO2的成分差異，尤其是貯藏后期，而這種差異可能是導致貯藏品質差異的主要原因，這與Jiang A L等人[17]的研究結果一致，原因可能是不同類型和面積的氣調窗對O2和CO2的擴散能力差異所致。

2.1.2 不同氣調窗對鮮切芹菜包裝袋內感官評分的影響

不同氣調窗對鮮切芹菜感官評分的影響見圖2。

感官品質是判斷鮮切產品貨架期的重要標準。隨著貯藏時間的延長，鮮切芹菜總體感官評價下降，對照貯藏第3天品質劣變，總體評價分值降至4.56分，各處理間變化趨勢基本一致，貯藏至第9天仍具有一定的商品價值，第10天開始品質劣變。鮮切芹菜第2天開始失水，隨著貯藏時間的延長，失水程度加重，貯藏至第8天，處理失水程度比對照稍嚴重，但差異不顯著。貯藏第5天，鮮切芹菜對照和處理組的切面由于輕微失水導致輕微變色，之后貯藏過程中基本不再發生變化。

氣味和異味是影響鮮切芹菜貯藏包裝過程中貯藏效果的重要指標。貯藏至第4天，對照袋內由于O2較低，已有無氧呼吸的異味[18]，異味分值為2.67分，且原有的芹菜氣味較淡，氣味分值為3.00分；隨著貯藏時間的延長，包裝袋內鮮切芹菜原有氣味逐漸變淡，均無異味產生；第7天開袋后均保留有芹菜氣味，其中氣調窗1和2的1 cm2的袋內芹菜味稍大，且后者氣味更濃郁，氣味分值分別為4.83分和5.00分；貯藏至第10天，除氣調窗2的1 cm2的袋內芹菜味較濃，氣味分值為3.89分，其他處理味道較淡，分別為3.11，2.89，2.67分。綜上分析氣調窗2的1 cm2的包裝袋內感官評分最好，延長貨架期6 d以上。結果表明，氣調窗包裝對鮮切芹菜采后貯藏效果影響較明顯，尤其是對袋內氣味和異味的影響最大，原因可能是氣調窗可調節袋內氣體組成所致。各處理組間差異，可能是不同類型和面積的氣調窗調節氣體程度不同所致，造成貯藏品質的差異，這一結果與Mansouri J等人[19]的研究結果一致。

綜上所述，綜合氣體成分、感官、氣味、異味等指標，鮮切芹菜在裝量為1 kg時，適宜用氣調窗2面積為1 cm2的包裝袋進行包裝，能較好地保持袋內鮮切芹菜品質，解決了貯藏過程中的氣味和異味問題，貨架期為9 d以上；貯藏后期O2含量穩定在5%～7%，CO2含量穩定在6%～7%，下一步試驗需要對此類型包裝進行優化和確認。

2.2 適于鮮切芹菜的氣調窗的優化和確認

2.2.1 不同氣調窗對鮮切芹菜包裝袋內氣體成分的影響

不同氣調窗對鮮切芹菜包裝袋內氣體成分影響見圖3。

氣調窗類型相同時，隨著氣調窗面積增加，包裝袋內O2含量升高，CO2含量降低。由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，對照袋內O2急劇降低，貯藏第3天O2含量為0.50%，之后基本趨于平穩；CO2含量呈逐漸上升趨勢，貯藏至第7天CO2含量為20.70%。氣調窗2的0.5和1 cm2袋內O2含量先降低后趨于平穩，袋內CO2含量先緩慢上升，后趨于平穩。說明鮮切芹菜專用氣調包裝袋可以有效調節裝內氣體組成，保證芹菜貯藏期間處于適宜的氣體之中并實現動態平衡，這一結果與Li T H等人[20]的結果一致。

2.2.2 不同氣調窗對鮮切芹菜包裝袋內感官品質的影響

表2 不同氣調窗對鮮切芹菜感官評分的影響（7 d）

不同氣調窗對鮮切芹菜感官評分的影響 （7 d）見表2。

由表2可知，隨著氣調窗面積增加，包裝中的芹菜味越淡，其中對照 （無氣調窗）袋內在第7天產生無氧呼吸產生的酒精味，無芹菜氣味，總體評價分值為1.00分；貯藏至第7天，氣調窗2的0.5和1.0 cm2的袋內均無異味，保持了最佳的芹菜氣味，氣味分值分別為4.00分和3.67分；氣調窗2的0.5和1.0 cm2袋中的芹菜感官評分基本一致。綜合分析，氣調窗2的0.5～1.0 cm2袋內鮮切芹菜效果都較好。

表3 包裝膜和氣調窗氣體透過量對芹菜袋內氣體成分的影響

2.2.3 適于鮮切芹菜的包裝袋透氣量計算

通過比較芹菜包裝內氣體濃度和氣體穩定所需要時間，計算氣調窗保鮮袋的透氣能力，得到氣體成分穩定時所對應的包裝袋的單位質量芹菜、單位時間透氣量。

包裝膜和氣調窗氣體透過量對芹菜袋內氣體成分的影響見表3。

由表3可知，每1 kg鮮切芹菜需要選用氣調窗2的面積為0.5～1.0 cm2包裝袋進行包裝，至少延長貨架期6 d。其單位質量芹菜、單位時間O2透過量為 0.92×103～1.04×103cm3/kg·d·atm， CO2透過量應為 1.13×103～1.59×103cm3/kg·d·atm， 貯藏后期 O2含量穩定在4.29%～5.47%，CO2含量穩定在7.15%～9.43%，此結果與芹菜的最適氣體濃度O2為2%～4%，CO2為3%～5%稍有不同，原因可能與芹菜的品種、成熟度和是否切割等因素都有一定的關系。

3 結論

不同透氣率和不同面積的氣調窗對鮮切芹菜的貯藏期間品質會產生不同的影響。鮮切芹菜適宜O2和 CO2透過速率分別為 4×105， 1.6×106cm3/m2·d·atm，透氣比為1∶4氣調窗，每1 kg芹菜需要氣調窗的面積為0.5～1.0 cm2，至少延長貨架期6 d；綜合計算氣調窗和薄膜的透氣量可知，適于鮮切芹菜包裝袋 O2和CO2的透過量應分別為 0.92×103～1.04×103， 1.13×103～1.59×103cm3/kg·d·atm， O2穩定在4.29%～5.47%，CO2穩定在7.15%～9.43%。通過試驗篩選出的鮮切芹菜專用氣調包裝袋可以較好地保持袋內鮮切芹菜的品質，保留袋內原有的鮮切芹菜氣味，較好地避免袋內因無氧呼吸而產生異味，這一結果與Zinash A B等人[21]的研究結果一致。因此，鮮切芹菜專用氣調包裝袋的研制為鮮切企業提供了一定的技術支持。