PBAT/PLA 复合膜结合1-MCP 处理对金玉兰菜保鲜效果的影响

程赤云1,张娜2,朱喜成1,阎瑞香1*

(1.天津科技大学 轻工科学与工程学院,天津 300222;2.国家农产品保鲜工程技术研究中心,天津 300112)

摘 要:为研究金玉兰菜新型可降解保鲜包装及保鲜新技术,以聚苯乙烯(expanded polystyrene,EPS)泡沫箱包装作为对照,采用聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯/聚乳酸[poly(butyleneadipate-co-terephthalate)/polylactic acid,PBAT/PLA]复合膜包装结合1.0 μL/L 1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)对金玉兰菜进行处理,分析测定贮藏期间[(4.0±0.5)℃],金玉兰菜呼吸强度、色差、总酚含量、多酚氧化酶活性、营养物质含量等指标的变化。结果表明,采用PBAT/PLA 复合膜包装的金玉兰菜在贮藏24 d 后,硬度仍保持了1.98 kg/cm2,感官评分平均值维持在3.425,高于对照组(1.15);PBAT/PLA+1-MCP 能够延迟呼吸高峰的出现时间,并降低呼吸峰值10.72 mg CO2/(kg·h),褐变指数较未添加1-MCP 的处理组降低了2.3~5.7,有效抑制了营养物质的损耗。PBAT/PLA 复合膜结合1-MCP 处理能够有效提高金玉兰菜冷藏过程中的品质,在拓宽可降解包装材料在农产品保鲜中的应用及提高金玉兰菜保鲜技术水平方面具有潜在应用前景。

关键词:聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯/聚乳酸复合膜;1-甲基环丙烯;金玉兰菜;保鲜;可降解包装材料

金玉兰菜(Cichorium intybus L. var. foliosum Hegi.),又称欧洲菊苣、苦白菜或芽球菊苣,是一种极受欢迎的蔬菜,口感鲜嫩,可炒食、作汤或沙拉[1]。金玉兰菜营养价值高,粗蛋白含量达20%~23%,粗脂肪含量5%,同时富含丰富的胡萝卜素、维生素A、维生素C 及钾、钙、镁等多种微量元素。但其芽球组织娇贵柔嫩,脱离母体后,极易失水萎蔫,甚至腐烂变质,在一定程度上限制了优势蔬菜产业的健康发展[2]

为减少果蔬在贮藏期间的失水,保持其新鲜品质,市场上多采用保鲜膜对果蔬进行包装[3-4]。聚乳酸(polylactic acid,PLA)作为一种可生物降解的新型高分子材料,具备优良的力学性能和加工性能,目前在果蔬保鲜包装行业中应用前景广阔[5]。聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯[poly(butyleneadipate-co-terephthalate),PBAT],是一种脂肪族-芳香族共聚酯,同样也具备可完全生物降解的特性,其断裂伸长率较高,柔韧性好,以PBAT 共混改性PLA,可提高薄膜的力学性能和加工性能[6]。果蔬在贮藏过程中会产生乙烯,促使果蔬成熟,1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)是一种新型乙烯抑制剂,通过与受体结合,以自身的双键阻断乙烯信号传导,抑制内源性乙烯合成[7],从而延迟果实成熟与衰老的进程[8]。金玉兰菜属于呼吸跃变型蔬菜,呼吸强度高,将1-MCP 应用于金玉兰菜保鲜包装有望对其品质保鲜起到积极作用。

金玉兰菜作为一种新引进国内的优质蔬菜,现阶段的研究多侧重于栽培技术[9],关于其保鲜包装的研究相对较少,目前市场上多直接采用聚苯乙烯(expanded polystyrene,EPS)泡沫箱包装贮运销售,采用可降解薄膜结合1-MCP 的包装形式鲜有关注。本研究采用PBAT/PLA 复合膜包装,结合1-MCP 处理,以EPS 泡沫箱包装为对照,通过对金玉兰菜贮藏期间的感官品质、营养成分进行分析考察可降解薄膜的保鲜效果。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

金玉兰菜:天津那年头农业科技发展有限公司;PBAT/PLA 保鲜袋:天津市农业科学院实验室自制;1-MCP:山东奥维特生物科技有限公司。

MapScanO2/CO2 包装气体分析仪:上海锦川机电技术有限公司;RM200QC 便携式色差计:美国爱色丽公司;UV-5600P 紫外可见分光光度计:天津中世沃克科技发展有限公司;HTP-312 精密型电子天平:上海花潮电器有限公司;GY-3 果实硬度计:日本竹村电气制作所;PAL-1 数显折光仪:南京市海纳仪器设备有限公司。

1.2 PBAT/PLA 复合膜的制备

将PBAT、PLA 树脂颗粒置于25 ℃的真空干燥箱内恒温干燥24 h 以上,以PBAT∶PLA∶滑石粉=70∶20∶10(质量比)利用搅拌机混合均匀,接着使用单螺杆吹膜机吹膜,采用上吹法吹塑,得到可生物降解的PBAT/PLA膜。吹膜条件:吹膜机的各段温度为160、165、170、175、180、185 ℃,螺杆转速20 r/min,牵引速度22 m/min,收卷速度25 m/min。

PBAT/PLA 复合膜厚度为0.02 mm,透氧速率为(1 333.33±157.55)cm3(/m2·24 h),水蒸气透过率为(834.61±38.50)m2/24 h。将复合膜裁剪热封成40 mm×30 mm(长×宽)的塑料袋备用。

1.3 试材准备及处理

采摘生长25 d~28 d 的金玉兰菜(生长环境温度为15 ℃),挑选色泽均匀、大小一致、新鲜完整的样品,装入泡沫箱运回实验室,进行不同处理。以EPS 泡沫箱包装为对照组(CK 组),箱内直接装入金玉兰菜,每箱10 个;PBAT/PLA 包装组:将10 个金玉兰菜放入PBAT/PLA 袋,扎口;PBAT/PLA+1-MCP 组:将10 个金玉兰菜放入PBAT/PLA 袋内,按照1.0 μL/L 的浓度,在袋内放入1-MCP 保鲜卡后扎口。每个处理15 袋,所有处理样品均覆盖黑色塑料膜,于(4.0±0.5)℃冷库中贮藏,定期取样,每次随机抽取3 袋作为3 个重复,测定金玉兰菜各项指标,每个指标重复3 次。

1.4 金玉兰菜贮藏期间品质指标的测定

1.4.1 感官评价

对于金玉兰菜的感官评价,参考吴洋等[10]的方法并作修改,建立感官评价,见表1。随机选取10 名经专业训练的食品相关专业学生按表1 进行金玉兰菜感官评分,每项指标评级范围为1 分~5 分,各指标加权系数为0.25,并用加权法统计总分。感官评分为5 时说明金玉兰菜非常新鲜,具有良好的商品价值;感官评分低于3 时,金玉兰菜品质发生劣变,失去商品价值,不可食用。

表1 感官评分标准
Table 1 Standard of sensory evaluation

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1.4.2 色差

使用便携式色差计测量金玉兰菜叶片边缘处的L*、a*、b*值,测量3 次取平均值,并计算色差ΔE 值。其中,L*为亮度值,取值范围从0(黑)到100(白);a*为正值时,说明样品颜色偏向红色,为负值时,说明样品颜色偏绿;b*为正值时,说明样品颜色偏向黄色,为负值时,说明样品颜色偏蓝。色差ΔE 值计算公式如下。

式中:ΔL*、Δa*、Δb*分别表示贮藏期每个时间段测量出的L*、a*、b* 平均值与上一时间段测量出的L*、a*、b*平均值之差。

根据Palou 等[11]的方法计算褐变指数(browning index,BI),计算公式如下。

1.4.3 呼吸强度

使用MapScan O2/CO2 包装气体分析仪进行金玉兰菜呼吸强度的测定。将随机选取的金玉兰菜置于室温条件下,恢复至室温后,放置于真空干燥器内,在室温条件下密闭2 h 后,测定积累的CO2 浓度,每个处理重复3 次。呼吸强度计算公式如下。

式中:X 表示呼吸强度,mg CO2/(kg·h);V 表示干燥容器体积,L;K 表示换算系数,19.64;N 表示CO2 浓度,%;M 表示样品质量,kg;H 表示测定时果蔬呼吸时间,h。

1.4.4 失重率

采用精密型电子天平对金玉兰菜的失重率进行测定,称量每袋样品的初始质量并记录,第二次称量时,先取出两个进行称重,然后对袋内剩余的样品进行称重,失重率计算如下。

式中:w 为失重率,%;m0 表示第一次测试的质量或袋内剩余样品的质量,g;mt 表示一段时间后的测试的取出的两个样品的质量与剩余袋内样品的质量之和,g。

1.4.5 硬度、可溶性固形物(soluble solids,SSC)、可滴定酸(titratable acid,TA)、维生素C(VC)含量

使用果实硬度计对芽球中轴部位进行测定,重复测定10 次取平均值。采用数显折光仪测定SSC,称取一定量(10 g 左右)样品,用纱布挤出汁液,用滴管吸取液体进行测定。重复测定3 次取平均值。根据ISO 750—1998 Fruit and vegetable products-Determination of titratable acidity[12],采用酸碱滴定法测定金玉兰菜的可滴定酸含量。根据国家标准GB 5009.86—2016《食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》[13],采用2,6-二氯靛酚滴定法测定金玉兰菜的VC 含量。

1.4.6 丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量

采用硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)比色法[14]测定MDA 含量。用紫外可见分光光度计测量混合溶液在波长450、532、600 nm 处的吸光度,每个试验重复3 次,取平均值作为测试结果。丙二醛含量为每克样品中含有的丙二醛的摩尔质量,即μmol/g。

1.4.7 总酚含量

采用Folin-Ciocalteu 比色法[15]进行金玉兰菜总酚含量的测定。使用紫外可见分光光度计测量溶液在波长765 nm 处的吸光度,每个试验重复3 次取平均值。样品总酚含量以金玉兰菜中含有相当于没食子酸的毫克数表示(mg/g)。

1.4.8 多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性

采用邻苯二酚比色法[16]测定PPO 的活性。使用紫外可见分光光度计测量溶液在波长410 nm 处的吸光度,每个试验重复3 次取平均值。以每隔1 min A410 变化0.01 作为多酚氧化酶活性单位,即U/(g·min)。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2010 和IBM SPSS Statistics 23 软件处理数据,计算平均值和标准差,以P<0.05 判断各种结果差异是否显著。采用Origin 9 软件对数据进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对金玉兰菜冷藏期感官评价的影响

不同处理的金玉兰菜在贮藏过程中外观有较大差异,结果如图1 所示。

由图1 可知,随着贮藏时间的延长,薄膜包装的两组金玉兰菜根茎部分出现轻微褐变,芽球略微散开,但叶片仍保持了较好的光泽和挺度。而CK 组较其他两组褐变腐烂程度更明显,叶片逐渐塌软萎蔫,光泽变暗,黄色加深并出现烂斑,根部腐烂面积逐渐扩大。

图1 不同处理及不同贮藏时间金玉兰菜外观的影响
Fig.1 Effects of different treatments and storage time on the appearance of chicory

色泽、气味、组织状态与腐烂程度等感官指标可以反映金玉兰菜所处的成熟阶段,各时期的感官评分如图2 所示。

图2 不同处理及贮藏时间对金玉兰菜贮藏期内感官变化的影响
Fig.2 Sensory changes of chicory preserved with different methods for different time

a~d 分别为处理6、12、17、24 d 的金玉兰菜感官评分。

由图2 可以看出,随着贮藏时间的延长,金玉兰菜的总体感官评分呈下降趋势。其中CK 组的评分下降速率最快,贮藏12 d 后,感官平均得分降至3.0,基本失去商品价值,这是由于金玉兰菜呼吸作用和蒸腾作用旺盛,感官品质下降较快;而PBAT/PLA 组和PBAT/PLA+1-MCP 组仍保持了3.92 和4.04 的平均得分。贮藏前期,PBAT/PLA+1-MCP 组感官得分略高于PBAT/PLA,说明添加1-MCP 可以进一步维持金玉兰的感官品质,但贮藏后期则略低于PBAT/PLA,但在贮藏24 d后,两组评分平均值仍有3.31 和3.425,高于CK 组贮藏12 d 的评分,仍具备较好的商品价值。说明薄膜包装能更好地保持金玉兰菜的感官品质,维持其新鲜度。

2.2 不同处理对金玉兰菜色差的影响

果蔬在成熟、衰老过程中会出现颜色变化,经济合作与发展组织(Organisation for Economic Co-operation and Development,OECD)将颜色列为判断金玉兰菜品质缺陷的重要标准[9]。金玉兰菜是一种对光照十分敏感的蔬菜,在生长、贮存全过程均需要避光。刚采摘的金玉兰菜为淡黄色的芽球,受到光照后叶片边缘细胞内黄化质体易转化为叶绿体,进而形成叶绿素,逐渐变绿,造成巨大的价值损失[17]。表2 反映了金玉兰菜在贮藏期间L*、a*、b*值及色差ΔE 的变化情况。

表2 不同处理金玉兰菜的色差变化
Table 2 Changes of color difference of chicory under different treatments

注:不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05);/表示初始值;—表示无数值。

贮藏时间/d 组别 L* a* b* ΔE 0/80.32 -1.85 37.70 —6 CK 80.25±2.52a -2.63±0.68a 38.07±6.55a 0.87±0.82b PBAT/PLA 81.05±2.50a -1.72±1.16a 37.29±5.50a 1.44±1.15ab PBAT/PLA+1-MCP 82.01±3.03a -1.65±1.33a 34.66±6.00a 2.80±0.75a 12 CK 82.20±2.35a -1.10±1.18a 43.80±3.30a 9.16±2.79ab PBAT/PLA 80.43±3.00a -2.11±1.14a 32.63±1.28b 11.35±2.12a PBAT/PLA+1-MCP 81.54±1.96a -2.06±1.34a 40.22±2.22a 7.67±1.42b 17 CK 74.22±3.30a -0.95±0.84a 40.37±4.23a 7.41±2.47a PBAT/PLA 80.48±2.72a -1.80±0.92a 41.18±5.22a 6.37±1.15a PBAT/PLA+1-MCP 79.22±3.08a -2.05±0.67a 36.70±7.38a 4.66±2.20a 24 CK 73.85±3.34a -1.74±0.85a 35.97±4.82b 6.71±2.91a PBAT/PLA 79.38±3.36a -2.22±0.87a 42.65±3.24a 6.76±2.59a PBAT/PLA+1-MCP 80.82±2.62a -2.45±1.08a 40.21±2.57a 2.84±1.02b

从表2 中可以看出,随着贮藏时间的延长,各组L*值整体上呈现下降的趋势,说明金玉兰菜叶片的光泽和亮度逐渐下降,这与吴洋等[10]的研究结果基本一致,但各组之间差异不明显(P>0.05);ΔE 值在贮藏前期较小,说明其在贮藏前期维持了较好的新鲜品质,贮藏12 d 后色差变化较大,品质劣变较快。贮藏及指标检测的过程均在避光条件下进行,这样处理对金玉兰菜叶片金黄色的维持具有显著的积极作用。

金玉兰菜在贮藏过程中发生褐变、微生物感染等都会导致其颜色加深,光泽丧失。不同处理的金玉兰菜贮藏期褐变指数的变化情况如图3 所示。

图3 不同处理对金玉兰菜贮藏期内褐变指数变化的影响
Fig.3 Effect of different treatments on the change of browning index of chicory during storage

不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。

3 组褐变指数都随着贮藏时间的延长而增大,到贮藏中后期趋于平缓。贮藏前6 d,各组褐变指数迅速增大,CK 组增大的速率最快,达到了69.6,显著高于PBAT/PLA 组的55.0 和PBAT/PLA+1-MCP 组的51.2(P<0.05);整个贮藏期间,CK 组的褐变程度比其他两组更严重,贮藏24 d 后褐变指数达到了76.5;而PBAT/PLA+1-MCP 组的褐变程度始终最低,在贮藏6 d~24 d中,褐变指数低于PBAT/PLA 组约2.3~5.7,说明PBAT/PLA 膜结合1-MCP 处理对延缓金玉兰菜在贮藏过程中的褐变具有一定的积极作用。

2.3 不同处理对金玉兰菜呼吸强度的影响

果蔬采摘后,生理活动不会立即停止,仍会进行呼吸作用,消耗果蔬组织的营养成分。不同处理对金玉兰菜贮藏期内呼吸强度变化的影响如图4 所示。

图4 不同处理对金玉兰菜贮藏期内呼吸强度变化的影响
Fig.4 Effect of different treatments on respiratory intensity of chicory during storage

由图4 可知,CK 组和PBAT/PLA 组的金玉兰菜在贮藏第2 天出现了呼吸高峰,分别达到最高值35.65 mg CO2/(kg·h)和66.43 mg CO2/(kg·h),而PBAT/PLA+1-MCP 处理组在贮藏第6 天才达到峰值55.72 mg CO2/(kg·h),这可能是由于1-MCP 能抑制金玉兰菜内源性乙烯的生成,推迟了呼吸高峰的出现。CK 组在贮藏前期呼吸强度较低,可能是因为泡沫箱空间大,同时取样检测需要开箱,使得其保湿效果不如保鲜膜处理的两组,贮藏前期蒸腾作用旺盛使金玉兰菜轻微失水反而有利于呼吸作用降低,后期由于出现腐烂情况刺激呼吸强度升高。贮藏中后期保鲜膜包装的两组呼吸强度都上升得较为缓慢,可能是由于PBAT/PLA 复合膜具有一定的阻隔性及选择透过性[18],使包装袋内维持较高的CO2 浓度,从而抑制金玉兰菜的呼吸作用。综合来看,薄膜处理更有利于抑制金玉兰菜贮藏期的呼吸,减少代谢损耗。

2.4 不同处理对金玉兰菜贮藏期失重率变化的影响

水分和营养物质含量的多少影响着果蔬的品质和口感,新鲜果蔬在采摘后,由于呼吸作用和蒸腾作用,含水量和营养物质含量会随着贮藏时间的增长而逐渐下降[19]。不同处理对金玉兰菜贮藏期内失重率变化的影响如图5 所示。

由图5 可知,随着代谢的进行,3 组金玉兰菜的失重率均逐渐增大,CK 组的失重率始终高于薄膜包装组,贮藏6 d 就达到了3.86%,远高于其他两组(P<0.05),说明薄膜包装处理能有效降低金玉兰菜水分的丧失;这是由于包装薄膜在一定程度上阻止水分传递从而减少包装内水分的流失,还可能因为PBAT/PLA膜对O2/CO2 的选择透过性,CO2 对细胞呼吸等代谢过程有抑制作用,一定程度上减少了代谢损耗。整个贮藏期间,PBAT/PLA+1-MCP 组的失重率始终保持最低,贮藏24 d 仅为2.6%,这可能是由于1-MCP 能进一步抑制金玉兰菜的呼吸,减少营养物质的流失。

图5 不同处理对金玉兰菜贮藏期内失重率变化的影响
Fig.5 Effect of different treatments on weight loss of chicory during storage

不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。

2.5 不同处理对金玉兰菜贮藏期硬度变化的影响

蔬菜的硬度即质地,在生长发育、贮藏过程中会发生很大的变化[20]。不同处理对金玉兰菜硬度的变化情况如表3 所示。

表3 不同处理对金玉兰菜硬度的变化
Table 3 Changes of firmness of chicory under different packaging treatments

注:不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05);/表示初始值。

贮藏时间/d 组别 硬度/(kg/cm2)0/1.15 6 CK 1.93a PBAT/PLA 2.01a PBAT/PLA+1-MCP 1.95a 12 CK 2.25a PBAT/PLA 2.12ab PBAT/PLA+1-MCP 1.98b 17 CK 1.94a PBAT/PLA 2.05a PBAT/PLA+1-MCP 2.10a 24 CK 1.71b PBAT/PLA 1.98a PBAT/PLA+1-MCP 1.96a

新鲜的金玉兰菜组织饱满坚挺嫩脆,从表3 可以看出,金玉兰菜的初始硬度为1.15 kg/cm2,随着贮藏时间的增长,硬度呈现先增大后减小的趋势。在贮藏12 d~17 d 后各组硬度出现最大值,CK、PBAT/PLA、PBAT/PLA+1-MCP 组分别为2.25、2.12 kg/cm2 和2.10 kg/cm2,可能是由于采摘的芽球较鲜嫩,随着贮藏时间的增长嫩度脆度降低,粗纤维增多,硬度增大;贮藏后期硬度值下降,可能的原因是金玉兰菜失水造成组织变软发绵,其中CK 组芽球失水严重导致叶片皱缩、萎蔫,硬度下降得最快;而薄膜包装的两组硬度下降的较为缓慢,且差异不显著(P>0.05),主要原因在于薄膜包装可以减少组织失水,细胞膨压大、硬度大,对金玉兰质地的维持均具有积极作用。

2.6 不同处理对金玉兰菜贮藏期可溶性固形物(SSC)、可滴定酸(TA)、VC 含量变化的影响

果蔬中的营养物质如SSC、TA 和VC 含量能直观地反映果蔬的成熟程度。不同处理对金玉兰菜的可溶性固形物(SSC)、可滴定酸(TA)、VC 含量的变化情况如表4 所示。

表4 不同处理金玉兰菜的可溶性固形物(SSC)、可滴定酸(TA)、VC 含量
Table 4 Content of SSC,TA,and VC in chicory preserved with different methods

注:不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05);/表示初始值。。

贮藏时间/d 组别 SSC/% TA/% VC/(mg/100 g)0/3.67 0.245 1.50 6 CK 4.47c 0.125b 0.62a PBAT/PLA 4.02a 0.097a 1.21b PBAT/PLA+1-MCP 4.27b 0.108a 1.42b 12 CK 4.60a 0.096a 0.82a PBAT/PLA 4.89ab 0.100a 1.14b PBAT/PLA+1-MCP 4.69a 0.108a 1.18b 17 CK 4.80b 0.027a 0.67a PBAT/PLA 5.10c 0.080b 0.78a PBAT/PLA+1-MCP 4.45a 0.081b 0.86a 24 CK 4.33c 0.046a 0.48a PBAT/PLA 4.85b 0.073b 0.58a PBAT/PLA+1-MCP 4.30a 0.073b 0.62a

各包装处理金玉兰菜的SSC 呈现先升高后降低的趋势,初始值为3.67%,贮藏6 d 后3 组SSC 均迅速升高,可能是由于贮藏期间失水严重,导致测量时挤出的汁液中水分含量偏低,从而使SSC 在汁液中的比例偏高;贮藏后期金玉兰菜中可溶性固形物随呼吸作用的进行而逐渐消耗,SSC 含量逐渐降低。而随着贮藏时间延长,3 种处理的TA 和VC 含量均呈现出下降的趋势,TA 和VC 的初始值分别为0.245%和1.50 mg/100 g,在贮藏初期TA 和VC 含量下降速率较快,后期趋于平缓,说明贮藏前期金玉兰菜呼吸旺盛,对营养物质的消耗速率较快。其中,PBAT/PLA+1-MCP 组下降的速率较为缓慢,在贮藏24 d 仍有0.073%的TA 含量和0.62 mg/100 g 的VC 含量,对金玉兰菜TA 和VC 含量的维持具有较好的效果。

2.7 不同处理对金玉兰菜丙二醛(MDA)含量的影响

通过测量MDA 含量的多少可以判断出果蔬内细胞组织的破损情况[21]。各组金玉兰菜中MDA 含量的变化如图6 所示。

图6 不同处理对金玉兰菜贮藏期内丙二醛含量的影响
Fig.6 Effect of different treatments on MDA content of chicory during storage

不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。

由图6 可知,3 种处理的变化趋势大致相同,呈现出缓慢增大的趋势。贮藏初期,金玉兰菜的MDA 含量最低,仅为0.038 μmol/g。随着贮藏期的增长,金玉兰菜内的膜脂过氧化程度不断的升高,导致了MDA 的含量不断上升。在整个贮藏期间,CK 组的MDA 含量始终高于另外两组,贮藏24 d 后达到了1.5 μmol/g,说明CK 组的叶片组织细胞破损更严重,品质下降得最快。贮藏中期,PBAT/PLA 组较PBAT/PLA+1-MCP 组MDA 含量更低,但贮藏24 d 后,PBAT/PLA+1-MCP 的MDA 含量略低于PBAT/PLA 组,为0.94 μmol/g。综合来看,PBAT/PLA+1-MCP 包装处理能有效抑制金玉兰菜内的质膜过氧化速度,延缓细胞破损,对金玉兰的保鲜具有积极作用。

2.8 不同处理对金玉兰菜总酚含量的影响

酚类物质有着较强的抗氧化作用,可以减缓果蔬的氧化变质[22]。不同处理对金玉兰菜贮藏期内总酚含量的影响如图7 所示。

图7 不同处理对金玉兰菜贮藏期内总酚含量的影响
Fig.7 Effect of different treatments on total phenolic content of chicory during storage

不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。

金玉兰菜贮藏过程中总酚含量总体上呈现先增后减的趋势。贮藏前12 d,PBAT/PLA 处理和PBAT/PLA+1-MCP 处理的总酚含量逐渐上升,分别达到了0.347 mg/g 和0.364 mg/g,这可能是由于一些酚类物质易与其它物质结合形成酯类物质,在贮藏期间这些酯类发生水解,导致总酚含量有所上升,也有可能是贮藏期间有机酸、蔗糖等转化合成酚类物质底物,使其总酚含量增加。贮藏后期,总酚含量下降主要是由于贮藏中后期多酚氧化酶活跃,将酚类物质分解。贮藏第24 天,CK 组总酚含量仅为0.260 mg/g,低于PBAT/PLA 组的0.349 mg/g 和PBAT/PLA +1-MCP 组的0.297 mg/g,且下降趋势明显。综上,薄膜包装处理能有效延缓金玉兰菜细胞氧化速率,维持较好的新鲜品质。

2.9 不同处理对金玉兰菜多酚氧化酶(PPO)活性的影响

多酚氧化酶作为一种金属蛋白酶,能将蔬菜中酚类物质氧化成醌类物质,这也是导致蔬菜褐变的主要原因[23],PPO 活性的高低是判断果蔬衰老情况的一个重要参考。不同处理的金玉兰菜在贮藏期内PPO 活性变化如图8 所示。

图8 不同处理对金玉兰菜贮藏期内PPO 活性的影响
Fig.8 Effect of different treatments on PPO activity of chicory during storage

不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。

由图8 可知,贮藏期间,各组PPO 活性大致呈现先增后减的趋势,贮藏中期,CK、PBAT/PLA 和PBAT/PLA+1-MCP 组PPO 活性分别达到最大值,为1.656、1.232 U/(g·min)和1.368 U/(g·min)。从总体来看,CK组的PPO 活性在中期处于较高的水平,明显高于其他两组,贮藏24 d 后,仍有0.930 U/(g·min),因而褐变程度较高,而PBAT/PLA 处理组的PPO 活性则降至0.217 U/(g·min),表明PBAT/PLA 复合膜对金玉兰菜内的酶有着较好的抑制作用,从而抑制营养物质的消耗,降低褐变腐败程度。

3 结论

本研究采用新型可降解PBAT/PLA 保鲜膜结合1-MCP 对金玉兰菜进行保鲜试验,试验结果表明,PBAT/PLA 膜在维持金玉兰菜SSC、TA、VC 等营养物质含量以及感官品质,延缓褐变和细胞氧化速率等方面具有较好效果,与普通泡沫箱包装(CK 组)相比,贮藏24 d 内能够减少失重率约5.48%,SSC、TA 和VC 含量分别维持在4.85%、0.073%和0.58 mg/100 g,能有效延长保鲜期12 d 左右,PBAT/PLA 膜包装结合1.0 μL/L 1-MCP 处理能够抑制呼吸强度、推迟呼吸高峰的出现,进一步维持金玉兰菜的新鲜品质。以PBAT/PLA 膜为代表的可降解薄膜代替传统的聚乙烯薄膜对金玉兰菜进行包装,结合1-MCP 保鲜剂可以有效地保持金玉兰菜冷链物流过程中的品质,具有潜在的应用前景。

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Effect of PBAT/PLA Film Combined with 1-MCP on Preservation of Chicory

CHENG Chi-yun1,ZHANG Na2,ZHU Xi-cheng1,YAN Rui-xiang1*
(1.College of Light Industry Science and Engineering,Tianjin University of Science&Technology,Tianjin 300222,China;2.National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products,Tianjin 300112,China)

Abstract:This study investigated the new biodegradable preservation packaging and technology for chicory.Specifically,with expanded polystyrene(EPS)box as control,poly(butyleneadipate-co-terephthalate)/polylactic acid(PBAT/PLA)film and 1-methylcyclopropene(1-MCP)were used to preserve chicory.The respiratory intensity,color difference,total phenols content,polyphenol oxidase activity,and nutrient content of chicory during the storage[(4.0±0.5)℃]were determined and analyzed.The results showed that the firmness of chicory wrapped with PBAT/PLA remained at 1.98 kg/cm2 after 24 days of storage,and the average sensory score was 3.425,1.15 higher than that of the control group.PBAT/PLA+1-MCP treatment delayed the peaking of respiratory intensity,reduced the peak by 10.72 mg CO2/(kg·h),and decreased browning index by 2.3-5.7 compared with the treatment without 1-MCP,which effectively restrained the loss of nutrients.The combination of PBAT/PLA film and 1-MCP can effectively improve the quality of chicory during cold storage. It can help expand the application of biodegradable packaging materials in agricultural preservation and improving chicory preservation technology.

Key words:poly(butyleneadipate-co-terephthalate)/polylactic acid(PBAT/PLA)film;1-methylcyclopropene(1-MCP);chicory(Cichorium intybus L. var. foliosum Hegi.);preservation;biodegradable packaging materials

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2023.06.004

基金项目:天津市科技支撑重点项目(20YFZCSN00620);现代农业产业技术体系项目(ITTVRS2021020)

作者简介:程赤云(1997—),女(汉),硕士研究生,研究方向:食品活性包装。

*通信作者:阎瑞香(1973—),女,教授,博士,研究方向:农产品物流保鲜包装。

引文格式:

程赤云,张娜,朱喜成,等.PBAT/PLA 复合膜结合1-MCP 处理对金玉兰菜保鲜效果的影响[J].食品研究与开发,2023,44(6):21-29.

CHENG Chiyun,ZHANG Na,ZHU Xicheng,et al.Effect of PBAT/PLA Film Combined with 1-MCP on Preservation of Chicory[J].Food Research and Development,2023,44(6):21-29.

加工编辑:孟琬星

收稿日期:2022-04-23