不同材料包裝袋對泡椒鮮切馬鈴薯片儲藏品質的影響

王 梅，劉永翔，呂 都，王 蘭，王思達，董 楠，劉 嘉,*

（1. 貴州省農業科學院生物技術研究所，貴州 貴陽 550006；2. 貴州省體育運動學校，貴州 貴陽 551400；3. 貴陽市花溪區高坡苗族鄉生態保護站，貴州 貴陽 550034）

馬鈴薯富含多種維生素和礦物質元素，具有很高的營養價值。以鮮切馬鈴薯片為原料，泡椒等為輔料制作的泡椒鮮切馬鈴薯片具有營養豐富、質地脆嫩、酸辣鮮香等特點，該產品在提高馬鈴薯附加值的同時還可豐富馬鈴薯產品市場，給消費者多一種選擇。馬鈴薯因含有豐富的酚類物質、酶、還原糖、蛋白質等，即便經過高溫處理，若滅酶滅菌不徹底，同樣會發生酶促褐變、非酶褐變、微生物繁殖、質地軟化等現象，導致產品品質下降，保質期縮短。

包裝作為產品必不可少的環節，其抗光保護能力對產品的貯藏、運輸和銷售有至關重要的影響。研究表明：光會導致產品維生素流失，特別是光敏劑VB2、β-胡蘿卜素及VC 等；光照還會使蛋白質分解產生游離氨基酸，或使游離氨基酸進一步降解，增加過氧化值，形成令人不愉快的揮發性化合物，如甲硫醛、甲基酮等[1]；光照也會使產品的香氣成分含量減少、口味變淡[2]，油脂氧化、酸敗[3]，從而導致產品營養和感官品質下降。通常，為了使消費者直觀地看到食品的外觀，食品加工中一般選擇透明包裝材料對產品進行包裝，然而透明包裝材料容易使食品中脂肪和部分天然色素發生光化學反應而失去商品價值[4]。研究表明，與聚乙烯（PE）袋氣調包裝（10.0% CO2，3.0% O2，87.0% N2）相比，聚酰胺/聚乙烯（PA/PE）袋真空包裝更適合用于鮮切馬鈴薯的保鮮[5]；進一步對比75 μm 厚PA/PE 袋氣調包裝和90 μm 厚PA/PE 袋抽真空包裝對鮮切馬鈴薯貯藏品質的影響，結果表明，90 μm 厚PA/PE 袋抽真空包裝更適于鮮切拉伸聚丙烯/流延聚丙烯馬鈴薯保鮮[6]。趙瑞雪等[7]對比PE、高密度聚乙烯（HDPE）和拉伸聚丙烯/流延聚丙烯（OPP/CPP）包裝材料對鮮切馬鈴薯片的保鮮效果，得出氣體透過量較低的OPP/CPP 包裝材料能較好地抑制酶活性，延緩衰老，減少營養物質的流失。何萌等[8]研究了3 種厚度不同、透性不同的PE 包裝袋對鮮切馬鈴薯絲貯藏品質的影響，得出透氣性好的PE2 包裝材料更有利于保持鮮切馬鈴薯絲的貯藏品質。鮮切馬鈴薯包裝材料的研究報道較多，但包裝袋透光性對鮮切馬鈴薯品質的影響鮮有報道。研究表明，透光的包裝材料會導致食品中的維生素、色素、脂肪、蛋白質等發生光氧化從而對食品的貯藏品質產生影響[9]。本研究通過比較透光率、透氧率和透濕率不同的幾種包裝袋對泡椒鮮切馬鈴薯片儲藏品質的影響，旨在篩選合適的包裝材料，為工廠實際加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

青薯9 號馬鈴薯，購于貴陽市石板鎮農產品物流園，挑選新鮮、無機械損傷、無病蟲害、無腐爛、無發綠的馬鈴薯為原材料；泡椒小米辣、生姜、大蒜、八角、花椒等，購于貴陽市合力超市。

全透明包裝袋（P1、P2），材料均為聚酰胺/流延聚丙烯（PA/CPP）；半透明包裝袋（P3、P4），材料均為聚對苯二甲酸乙二醇酯/鍍鋁箔/聚乙烯（PET/鍍鋁箔/PE）；不透明包裝袋（P5、P6），材料均為聚對苯二甲酸乙二醇酯/鋁箔/聚乙烯（PET/鋁箔/PE）。以上包裝袋均購于河北東光縣卓越塑業有限公司，規格均為12 cm×17 cm。

PCA 培養基，購于上海博微生物科技有限公司；氯化鈉（分析純），購于國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.2 儀器與設備

TMS-Pro 物性分析儀，美國FTC 公司；NH310 色差儀，深圳市三恩時科技有限公司；HSP-70BE 恒溫恒濕光照培養箱，上海力辰科技有限公司；CJ-1D 超凈工作臺，天津市泰斯特儀器有限公司；PYX-DHS恒溫培養箱，上海躍進醫療器械廠；LDZX-50KBS 立式壓力蒸汽滅菌鍋，上海申安醫療機械廠。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

馬鈴薯清洗、去皮，用0.11 g/L NaClO 溶液浸泡消毒10 min（所用刀器具也用該濃度NaClO 溶液消毒），切分成厚度3 mm 左右的圓片，用55 mg/L NaClO 溶液浸泡消毒10 min，清水漂洗2 次，置于2%白醋溶液中浸泡15 min；取出，清水漂洗2 次，于準備好的泡椒液中浸沒腌制12～15 h；取出瀝干水分，分別用不同材質包裝袋進行抽真空包裝。每袋約75 g，每種包裝袋裝150 袋。蒸汽滅菌2 min，冷卻至室溫，于37 ℃、RH 75%、光照條件下儲藏42 d。每7 d 取樣對產品的色澤、質構特性、微生物、感官品質進行測定，其中色澤、質構特性和感官品質每個樣品重復10次（每種包裝袋取樣13 袋，其中色澤和質構測定需3袋），結果取平均值；微生物測定每個樣品重復3 次（每種包裝袋取樣3 袋），結果取平均值。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 包裝袋阻隔性

厚度：采用機械測量法[10]進行測定；透光率：參照GB/T 2410—2008[11]中的分光光度計法進行測定，其中半透明包裝袋的透光率為透明面的透光率；水蒸氣透過量：采用杯式法[12]進行測定；氧氣透過量：采用壓差法[13]進行測定。

1.2.2.2 色澤

采用色差儀測定，每個處理組隨機選取10 片泡椒鮮切馬鈴薯片，測量正反面（n=20），結果取平均值。L*值代表亮度，其值越大，表示越白，亮度越好，褐變越輕，反之褐變越重。a*值表示紅綠偏向，有正負之分，正值表示偏紅，負值表示偏綠；b*值表示黃藍偏向，正值表示偏黃，負值表示偏藍。

1.2.2.3 硬度、彈性和咀嚼性

采用質構儀進行測定，選擇TPA 質構分析，P/5 探頭，測前速度、測試速度及測后速度均為1 mm/s，壓縮形變量40%，每個樣品平行測定10 次，結果取平均值。

1.2.2.4 菌落總數

參照GB 4789.2—2016[14]規定的內容進行測定。

1.2.2.5 感官評定

由10 名評價員對泡椒鮮切馬鈴薯片的感官品質進行測定。評分標準見表1。

1.2.3 數據分析

采用Excel 2007 進行數據統計及顯著性分析、Origin 9.0 制圖、SPSS 22.0 進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 不同材料包裝袋阻隔性能比較

包裝袋阻隔性由貴州省產品質量監督檢驗院進行檢測，檢測結果見表2。由表2 可知，半透明的P3 和P4 包裝袋厚度較薄，且二者厚度相差不大，分別為0.072 mm 和0.078 mm，但二者的氧氣透過量相差較大，分別為0.8 cm3/（m2·24 h·0.1 MPa）和2.1 cm3/（m2·24 h·0.1 MPa）。全透明P1 和P2 包裝袋的水蒸氣透過量和氧氣透過量明顯高于其他包裝袋，水蒸氣透過量分別為2.1 g/（m2·24 h）和2.7 g/（m2·24 h），氧氣透過量分別為53 cm3/（m2·24 h·0.1 MPa）和52 cm3/（m2·24 h·0.1 MPa），阻隔性相對較差；不透明的P5 和P6 包裝袋厚度較大，但水蒸氣透過量和氧氣透過量較低，阻隔性較好。

表2 包裝袋阻隔性檢測結果Table 2 Barrier test results of packaging bags

2.2 不同材料包裝袋對泡椒鮮切馬鈴薯片色澤的影響

如圖1 所示，隨著儲藏時間的延長，泡椒鮮切馬鈴薯片L*值逐漸降低，表明亮度逐漸下降，褐變逐漸加重。儲藏至42 d，與初始值相比，P1、P2、P3、P4 分別下降了19.65%、22.16%、19.79%、21.25%，而P5 和P6下降較為緩慢，分別為10.12%和10.38%，表明P5、P6延緩褐變效果較好。各處理組儲藏7 d 時，色澤變化不大，差異不顯著。儲藏21 d 開始，P5、P6 亮度顯著優于P1、P2、P3 和P4（P＜0.05）。泡椒鮮切馬鈴薯片的色澤主要受包裝袋氧氣透過量和透光率的影響，氧氣透過量越大越有利于酶促褐變的進行；其次，光照會使色素類物質發生氧化從而導致褐變。P5、P6 包裝袋氧氣透過量較低且不透光，故能較好地保持泡椒鮮切馬鈴薯片的色澤，顯著抑制泡椒鮮切馬鈴薯片的褐變。

圖1 不同材料包裝袋對泡椒鮮切馬鈴薯片L* 值的影響Fig.1 Effects of different materials packaging bags on L* values of fresh-cut potato chips with pickled pepper

如圖2 所示，儲藏過程中a*值由負值向正值發生變化，表明泡椒鮮切馬鈴薯片由綠色逐漸向紅色轉變。紅色偏向越高，說明褐變越嚴重。儲藏前期負值的絕對數在逐漸減小，綠色在逐漸變淡。儲藏至14 d，P5 包裝的泡椒鮮切馬鈴薯片a*值首先變為正值，開始以紅色偏向為主；儲藏至21 d，P1、P2 處理組仍是綠色偏向，其他處理組已由綠色轉為紅色，且隨著儲藏時間的延長各處理組紅色逐漸加深。儲藏后期（35 d 后），P5、P6 變化相對緩慢，褐變也較緩慢。

如圖3 所示，儲藏過程中泡椒鮮切馬鈴薯片b*值均為正值，黃藍色以黃色為主，從第7 天開始，隨著儲藏時間的延長，b*值逐漸降低，黃色逐漸減少。亮度降低、紅色增加、黃色減少、表示褐變加深。P1、P2、P3、P4 變化較快，褐變較嚴重，儲藏期結束時（42 d），P5、P6 與開始儲藏時相比變化較緩慢，能較好地保持泡椒鮮切馬鈴薯片的色澤。

圖3 不同材質包裝袋對泡椒鮮切馬鈴薯片b* 值的影響Fig.3 Effects of different materials packaging bags on b* values of fresh-cut potato chips with pickled pepper

2.3 不同材料包裝袋對泡椒鮮切馬鈴薯片質構特性的影響

質構對泡椒鮮切馬鈴薯片的口感至關重要，泡椒鮮切馬鈴薯片儲藏過程中硬度、彈性和咀嚼性的變化如表3 所示。隨著儲藏時間的延長，不同材質包裝袋內泡椒鮮切馬鈴薯片硬度、彈性和咀嚼性逐漸降低。其中，硬度以P3 處理組下降幅度較大，從儲藏14 d開始，與其他處理組相比差異顯著（P＜0.05）。儲藏至42 d，P1、P2、P3、P4 處理組硬度低于100 N，與初始硬度相比分別下降了63.8%、67.2%、56.6%、57.6%，而P5、P6 硬度相對較高，分別為174.01、168.63 N，與初始硬度相比分別下降了22.1%、25.6%。各處理組在儲藏過程中彈性相差不大，儲藏后期，P1、P2、P3、P4 處理組可能因為微生物侵染和水漬現象嚴重導致韌性下降，表現為彈性降低，P5、P6 處理組則因為包裝袋水蒸氣透過量較低，袋內濕度相對穩定，所以彈性下降緩慢。咀嚼性在數值上為硬度、內聚性、彈性三者的乘積，反映檢測對象對咀嚼的持續抵抗性[15]，儲藏35 d 時，P5、P6 與P1、P2、P3、P4 處理組相比咀嚼性差異顯著（P＜0.05）。儲藏至42 d，P1、P2、P3、P4 中泡椒鮮切馬鈴薯片呈軟爛狀態，幾乎不具備咀嚼性。泡椒鮮切馬鈴薯片儲藏過程中彈性變化不大，說明咀嚼性的變化主要是受硬度和內聚性的影響，特別是半透明的P3 包裝袋，儲藏至14 d 咀嚼性為各包裝中最低，之后咀嚼性大幅度下降。儲藏至42 d 時，P5、P6咀嚼性顯著高于P1、P2、P3、P4（P＜0.05）。

表3 不同材料包裝袋中泡椒鮮切馬鈴薯片儲藏期質構特性變化Table 3 Texture properties changes of fresh-cut potato chips with pickled pepper in different materials packaging bags during storage

泡椒鮮切馬鈴薯片儲藏過程中硬度、彈性和咀嚼性的降低，一方面是因為微生物的侵染，營養物質被消耗，組織結構崩潰，最終表現為質構特性的降低，特別是P1、P2、P3、P4 包裝袋透氣性和透濕性較大，氣體和濕度的交換較快，更有利于創造適合微生物生長的條件；另一方面馬鈴薯細胞壁中果膠類多糖含量的多少對硬度的高低有重要影響[16-17]，長時間光照可能會導致馬鈴薯細胞壁中的果膠類多糖等大分子物質發生降解[18]，從而硬度下降。由于P5、P6 為全避光包裝袋，其阻濕性和阻氣性較好，故大分子物質發生光氧化的可能性較小，微生物的侵染程度較低，從而能更好地保持泡椒鮮切馬鈴薯片的質構特性和口感。

2.4 不同材料包裝袋對泡椒鮮切馬鈴薯片菌落總數的影響

泡椒鮮切馬鈴薯片儲藏過程中菌落總數的變化如表4 所示，各處理組在37 ℃、75% RH、光照條件下儲藏7 d，品質較好，均未長菌；儲藏至14 d，全透明的P2 包裝袋內開始長菌；儲藏至21 d，只有P5、P6 未長菌，而全透明和半透明的P1、P2、P3、P4 均已長菌，且隨著儲藏時間的延長，菌落總數不斷上升；儲藏至42 d，P1、P2、P3、P4 菌落總數均已達到107數量級，染菌較為嚴重。根據NY/T 2650—2014[19]規定，泡椒類食品菌落總數如果大于1.0×105CFU/g，會影響產品的安全性。P5、P6 抑菌效果則較好，其中P5 儲藏至35 d時才開始長菌，P6 從28 d 開始長菌，可能是因為P6的氧氣透過量和水蒸氣透過量太低，導致厭氧菌開始生長，但二者微生物生長速度緩慢，儲藏至42 d，菌落總數低于1.0×105CFU/g，依舊在安全范圍內。泡椒鮮切馬鈴薯片儲藏過程中微生物的生長主要與包裝袋的透氣性和透濕性有關，透氣性和透濕性越大，包裝袋內外氣體和濕度的交換速度就越快，越有利于創造適合微生物生長的條件，故菌落總數增長越快。

表4 不同材料包裝袋中泡椒鮮切馬鈴薯片儲藏期菌落總數變化Table 4 Total colonies numbers changes of fresh-cut potato chips with pickled pepper in different materials packaging bags during storage 單位：CFU/g

2.5 不同材料包裝袋對泡椒鮮切馬鈴薯片感官品質的影響

由表5 可知，泡椒鮮切馬鈴薯片儲藏過程中感官品質逐漸下降，P1、P2、P3、P4 品質劣變較快，P5、P6則一直保持較高的感官評分，從儲藏的第7 天開始，P5、P6 與P1、P2、P3、P4 相比差異顯著（P＜0.05）。P1、P2、P3、P4 儲藏至21 d 時，感官評分均小于等于65分，馬鈴薯片色澤變暗、風味較差、質地軟化，已失去食用價值和商品價值，而P5、P6 還繼續保持著脆嫩的質地、酸辣的口感、金黃的色澤，整體感官品質較好，儲藏42 d 時仍具有食用價值和商品價值，且P5、P6 感官評分相差不大。P1、P2、P3、P4 儲藏至42 d 時，感官品質已嚴重劣變并伴有腐臭味。以上結果說明，P5、P6 包裝袋更有利于保持泡椒鮮切馬鈴薯片的感官品質。

表5 不同材料包裝袋中泡椒鮮切馬鈴薯片儲藏期感官評分變化Table 5 Sensory scores changes of fresh-cut potato chips with pickled pepper in different materials packaging bags during storage 單位：分

3 討論

馬鈴薯片在儲藏過程中易受微生物侵染，發生腐敗變質。本研究中全透明的P2 包裝袋內最先長菌，隨后P1、P3、P4 也被微生物侵染并快速增長，而P5、P6 包裝袋內微生物增長緩慢，主要是因為P1、P2、P3、P4 包裝袋氧氣透過量和水蒸氣透過量較高，更適合微生物生長，特別是需氧菌如霉菌等。微生物的大量繁殖會導致馬鈴薯中的營養物質被不斷消耗，細胞結構遭到破壞，最終組織瓦解，硬度下降；果膠酶的存在或是環境pH 值降低、溫度升高等變化使得原果膠發生水解，生成可溶性果膠酸，細胞間的粘結性降低，同樣會導致馬鈴薯硬度和脆度下降[20]；失水導致的細胞膨壓下降，也會使馬鈴薯硬度降低。

光照會引起蔬菜中色素類物質發生氧化導致褐變，包裝材料能夠遮擋、反射和散射光線，對產品起到一定的保護作用[21]。本試驗結果表明，各處理組儲藏過程中L*值不斷降低，與趙敏[22]和Pack 等[23]研究結果一致，其中兩面遮光的P5、P6 包裝袋包裝的泡椒鮮切馬鈴薯片在儲藏中后期L*值顯著高于兩面透光的P1、P2 和單面遮光的P3、P4。P3、P4 與P1、P2 之間的L*值差異不顯著，可能是因為儲藏過程中P3、P4透光的一面始終對著光線的原因。馬鈴薯細胞的液泡中含有花色苷[24]，花色苷是一種光敏感色素，在光照條件下發生降解可導致褐變[25-26]。吳敏[18]研究表明，光照條件下荔枝汁的褐變主要是由抗壞血酸的降解和酚類物質的氧化聚合引起的，美拉德反應只是輔助褐變；徐冬穎等[27]研究則表明，避光條件下鮮切馬鈴薯片抗壞血酸含量高于不避光貯藏，說明透明包裝袋中鮮切馬鈴薯的褐變可能是因為抗壞血酸發生了降解。其次，馬鈴薯中的酚類物質主要是咖啡酸衍生物（綠原酸）[28]，光照會導致鮮切馬鈴薯中的綠原酸及其他酚類物質含量增加[29]。本試驗中的透明包裝袋氧氣透過量較高，為多酚氧化酶氧化聚合提供了條件，故透明包裝袋中鮮切馬鈴薯片的褐變更嚴重。

4 結論

3 種透明度不同的包裝袋包裝的泡椒鮮切馬鈴薯片在外觀色澤、氣味滋味、質構特性方面相差較大，而透明度相同的兩種包裝袋包裝的泡椒鮮切馬鈴薯片儲藏品質相差不大，說明包裝袋的透明度對泡椒鮮切馬鈴薯片的品質有重要影響。與全透明的P1、P2包裝袋和半透明的P3、P4 包裝袋相比，不透明的P5、P6 包裝袋能有效抑制泡椒鮮切馬鈴薯片的褐變，減緩亮度的降低，保持硬度、彈性和咀嚼性水平，抑制微生物的生長，產品在37 ℃、RH 75%、光照條件下儲藏42 d 品質保持完好，依舊具有食用價值和商品價值，顯著延長了產品貨架期，說明利用PET/鋁箔/PE 材質的包裝袋對食品進行包裝，可以延長食品的儲藏期，提高食品的儲藏品質。