梁端賓，劉峻

（1. 上海人民塑料印刷廠有限公司，上海 200237；2. 上海市質量監(jiān)督檢驗技術研究院輕工與化工產(chǎn)品質量檢驗所，上海 201114）

西蘭花（甘藍，意大利）富含膳食纖維和維生素等多種營養(yǎng)物質，具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗微生物、調(diào)節(jié)代謝、神經(jīng)保護和腎臟保護等功能[1]。是營養(yǎng)含量很高的蔬菜，其口感也很受大家的歡迎，由于其可食性末端小花在采摘后呼吸速率和蒸騰速率很高，使其高度易腐爛，在0℃的空氣中儲存期為3 至4 周，在20℃以下的空氣中為2 至3 天[2]。

采摘后的西蘭花會通過蒸騰作用迅速失去水分，因此，可以通過降低水分的損失和降低呼吸速率來保持西蘭花的品質。呼吸作用對溫度較敏感，傳統(tǒng)上會將泥漿冰添加到包裝盒中以此來延遲西蘭花的枯萎速度并且能增加相對濕度(RH)，從而保持西蘭花的重量、顏色、感官品質等。低溫冷藏也可以延長西蘭花的貨架期，但設備投入大、成本高；采用冷凍的方式會凍壞西蘭花細胞，對于西蘭花營養(yǎng)物質、口感等造成一定影響。減壓技術常用于西蘭花的保鮮，減壓處理可以抑制西蘭花的呼吸、減少組織代謝損耗，并能及時排除有害氣體[3]。臭氧水處理[4]、生物保鮮劑[5]、化學保鮮（殺菌劑、乙醇等）[6]、輻照殺菌等技術手段都已用于西蘭花的保鮮研究中，各種技術手段都有一定的保鮮作用，但也有各自的局限性。

活性包裝保鮮技術是通過控制包裝內(nèi)部的O2和CO2的含量，來降低西蘭花的呼吸和代謝，同時抑制微生物的生長，來延長西蘭花的貨假期[7]。目前，影響西蘭花品質和貨架期的主要因素是包裝材料和包裝規(guī)格[8,9]。王丹等[8]用3 種規(guī)格的包裝袋保鮮鮮切西蘭花（大：32 cm×25 cm，500 g；中：32 cm×25 cm，300 g；?。?2 cm×25 cm，150 g），發(fā)現(xiàn)在抑制葉綠素降解方面，大、中包裝具有很好的效果；而小包裝無腐爛褐變，感官品質較好，證明了適量包裝能夠有效提高鮮切西蘭花的品質。LUCERA[9]等發(fā)現(xiàn)微穿孔膜在減少質量損失、萎蔫和較長時間保持感官質量方面最有效，陳學玲等[10]用聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚乙烯(PE)、低密度PE、聚甲基戊烯分別包裝鮮切西蘭花，發(fā)現(xiàn)PVDC 膜保鮮效果最好，PE膜在保持葉綠素和提高SOD 酶活力方面效果最佳。

PE 制作的薄膜具有良好的機械性能和氣體選擇透過性，是使用規(guī)模最大的果蔬包裝材料。本工作以西蘭花為保鮮對象，以PE 粒料為成膜基材，通過添加PE 粉料、MP-1 抗氧化劑、無水氯化鈣或丁香酚等組分，改變PE 膜的基礎性能和結構，賦予PE 膜抗氧化性和抑菌性，通過評價西蘭花的新鮮程度和品質探討PE 膜的組成對西蘭花品質的影響。

1 實驗

1.1 原料

1）PE（聚乙烯）

2）西蘭花購自農(nóng)貿(mào)市場。根據(jù)顏色、成熟度、大小、品質等參數(shù)挑選新鮮西蘭花作為實驗樣品。

3）氫氧化鈉(AR)、酚酞(AR)、丙酮(AR)、石英砂(AR)、碳酸鈣(AR)、二水合草酸(AR)、抗壞血酸(AR)、無水氯化鈣(AR)、2,6-二氯靛酚(AR)均購自國藥試劑。

4）丁香酚吉安華碩精油有限公司。

5）MP-1 抗氧化保鮮母粒，北京崇高納米科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 保鮮包裝膜的制備

PE 復合保鮮包裝膜的配方如表1 所示。4 種不同配方組成的PE 保鮮膜，分別編號為A 組、B 組、C 組、D 組。按照表1 所示的各組配方，分別稱取相應物料，并攪拌使其均勻混合后再進行造粒。原料進入雙螺桿擠出機一共通過7 個加熱區(qū)域，各區(qū)工作條件如表2所示。完成造粒的母料，通過雙螺桿擠出機(LSSJ-20)加熱熔融，用流延機(LY-300)流延成膜。

表1 PE 保鮮膜的配方Table1 Formula of PE fresh-keeping film

表2 造粒工作條件Table2 Working conditions for granulation

1.2.2 PE 復合保鮮膜制袋

將制備的4 組PE 保鮮膜，選取厚度均勻、完整無缺陷的部分裁切成15.0 cm×10.0 cm 的長方形若干，將相同組分兩張膜熱封制袋，每個組別制作30 個包裝袋。

1.2.3 西蘭花保鮮實驗

挑選顏色、成熟度、大小、品質接近的西蘭花，用刀切分成直徑約3～4 cm 的小花球若干，切割刀要鋒利，避免造成西蘭花的機械損傷。按照預定方案隨機分為4 個處理組：分別對應PE 保鮮膜配方的編號A、B、C、D 組。將西蘭花放入20 mg/L 的二氧化氯水溶液中浸泡30 s 后取出，風干后，將西蘭花隨機分裝裝入1.2.2 所制的PE 復合膜保鮮袋中，每袋質量為(100.0±5.0) g，貯藏于(4±0.5) ℃冰箱中，每隔1 d測定西蘭花的鮮度指標。

1.3 測試指標與方法

1.3.1 PE 復合保鮮膜的機械性能

1）霧度和透光率

每組薄膜分別裁切50 mm×50 mm 的薄膜樣品若干，采用WGT-S 透光率/霧度測定儀測定每組薄膜樣品的霧度和透光率，每張薄膜測試5 個點，每組配方平行測定3 張膜，取算術平均值。

2）拉伸性能

根據(jù)國標GB/T 1040.3-2006，分別按照薄膜的縱橫方向，裁取長×寬為50 mm×15 mm 的樣品各6 個，試樣應平整，無折痕無破損。測量樣品厚度，并使用(XLW)電子萬能實驗機測定薄膜樣品的拉伸強度和斷裂伸長率，結果取算術平均值。

3）透濕率

根據(jù)國標GB/T 21529-2008，測定薄膜的透濕率，每組薄膜樣品平行測試3 次，取算術平均值。

4）氧氣透過率

采用壓差法（G2/132 氣體滲透儀）測定PE 薄膜的氧氣透過率，每組薄膜樣品平行測試3 次，取算術平均值。

1.3.2 西蘭花的新鮮度

1）失重率的測定

失重率采用重量法。用電子天平記錄每組西蘭花的原始質量m0，每2 天稱量每組西蘭花樣品的質量m1，失重率按公式(1)計算，每組編號樣品平行測定3次取平均值。

2）感官品質評定

采用十分制評分法。首先對不同處理組中的西蘭花根據(jù)其色澤、腐敗情況、氣味分別進行觀察、嗅聞、拍照并根據(jù)評分標準進行打分，各項指標均為十分制打分方法，最終實驗數(shù)據(jù)由色澤、腐敗情況、氣味3個感官評定指標的總分來確定。具體評分標準見表3。

表3 感官質量評分標準Table3 Sensory quality scoring criteria

3）相對電導率的測定

稱取長短大小大致相同的西蘭花樣品10.0 g 放于燒杯中，用蒸餾水洗凈后用濾紙吸干水分再向西蘭花中加入50 ml 蒸餾水，放于30 ℃的水浴恒溫箱中1小時，取出后用電導率儀測出電導率R1，然后沸水浴加熱15 min，取出后測量電導率R2，按照公式(2)計算相對電導率，測量三次取算術平均值。

4）Vc 含量的測定

Vc 含量的測試采用2,6-二氯酚靛酚滴定法。

5）葉綠素含量的測定

使用分光光度計測定西蘭花樣品中葉綠素的含量，具體參照參考文獻，采用乙醇浸提法提取葉綠素，于470、649 和665 nm 處測定吸光度值，按方程(3)計算葉綠素含量。

式中：Ca、Cb，葉綠素a、b質量濃度，mg/L；Cchl，總葉綠素含量，mg/g；m，樣品質量，g；V，樣品提取液總體積，mL。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用軟件Origin 9.0 進行數(shù)據(jù)分析，并繪制圖表，使用SPSS Statistics 25 進行顯著性差異分析，P＜0.05 表示差異顯著。

2 結果與討論

2.1 活性PE 包裝保鮮薄膜的機械性能

圖1 所示為各組PE 保鮮膜的拉伸性能，其中(a)是各組PE 保鮮膜的縱、橫向斷裂伸長率，(b)是各組PE 保鮮膜的縱、橫向拉伸強度。從圖1(a)可以看出，PE 純粒料的縱向斷裂伸長率是最高的，在PE 粒料中添加PE 粉料，會導致復合膜的縱向斷裂伸長率降低，進一步添加MP-1 抗氧化劑，會導致PE 復合膜的縱向斷裂伸長率進一步降低，其中添加丁香酚對PE 保鮮膜的縱向斷裂伸長率影響最大。PE 保鮮膜的橫向斷裂伸長率的變化與縱向斷裂伸長率表現(xiàn)不同，MP-1抗氧化劑的添加，反而會在一定程度上改善其橫向韌性。就拉伸強度而言（圖1(b)），MP-1 抗氧化劑的添加對PE 保鮮膜的縱向拉伸強度略有影響，但不明顯，對其橫向拉伸強度的影響表現(xiàn)為PE 粉料的添加，可對橫向拉伸強度略有改善，其他成分的添加，均會引起PE 保鮮膜橫向拉伸強度的下降。

圖1 各組PE 復合保鮮膜的拉伸性能(a)斷裂伸長率、(b)拉伸強度Fig1. Tensile properties of PE fresh-keeping films(a)Elongation at break, (b)Tensile strength

2.2 活性PE 包裝保鮮薄膜的透光率和霧度

圖2 所示為各組PE 保鮮膜的透光率和霧度，從圖2 可以看出，A 組PE 膜的透光率是最高的，PE 粉料、MP-1 抗氧化劑、無水氯化鈣等成分的添加，會在不同程度上降低PE 膜的透光率，其中，添加無水氯化鈣的C 組PE 保鮮膜的透明性是最低的，各組保鮮PE膜的霧度在添加抑菌劑等成分后，均有所增大，其中C 組PE 保鮮膜的霧度最大。

圖2 各組PE 保鮮膜的透光率和霧度Fig2. Light transmittance and haze of PE fresh-keeping films

2.3 活性PE 保鮮膜的阻隔性

圖3 所示為各組PE 保鮮膜的阻隔率的變化情況，其中，(a)為透濕性，(b)為氧氣透過率。從圖3(a)可以看出，在純的PE 粒料中加入部分PE 粉，會導致PE 膜的透濕性略有下降，進一步加入抑菌劑等成分，會引起PE 保鮮膜的透濕性的增大，其中，添加丁香酚的添加對PE 保鮮膜的透濕性能影響最大。分析圖3(b)可知，A、B、C、D 各組PE 膜的氧氣透過率變化不大，也就是說各類成分的添加，對PE 保鮮膜的氧氣透過率沒有產(chǎn)生明確的影響。

圖3 各組PE 保鮮膜的透濕性(a)和氧氣透過率(b)Fig3. Moisture permeability(a)and oxygen transmittance(b)of PE fresh-keeping films

2.4 各組PE 保鮮膜對西蘭花的保鮮效果

2.4.1 失重率

西蘭花在貯藏過程中，伴隨著重量的損失，失重率的大小同時也側面的反應西蘭花腐敗和呼吸作用的快慢。用不同組別的PE 保鮮膜制成保鮮袋，包裝西蘭花樣品并低溫貯藏。圖4 所示為西蘭花樣品在貯藏期間的失重率變化情況。各組西蘭花樣品相比較，由C 組薄膜包裝的西蘭花失重率最高，這可能是由于無水氯化鈣的吸水性造成的，由純PE 粒料制備的A 組薄膜包裝的西蘭花的質量損失率高于B 組和D 組薄膜包裝的西蘭花，PE 粉料和抑菌劑的加入降低了西蘭花在貯藏過程中的失重，其中由D 組薄膜包裝的西蘭花在貯藏期間失重率上升最慢，證明丁香酚可以有效延緩西蘭花的質量損失。

圖4 各組PE 保鮮膜袋包裝的西蘭花失重率隨貯藏時間的變化Fig4. Weight loss rate of broccoli packaged in PE fresh-keeping film bags over storage time

2.4.2 感官質量

用不同組別的PE 保鮮膜制成保鮮袋，包裝西蘭花樣品并低溫貯藏。不同薄膜包裝組的西蘭花在貯藏期間的感官質量總得分如圖5 所示。從總體而言，各組西蘭花樣品的感官質量隨著貯藏時間的延長，均在劣化。其中，感官質量總分下降最快的是C 組PE 保鮮膜包裝的西蘭花，感官質量得分最高的是D 組PE保鮮膜包裝的西蘭花，A、B 組PE 保鮮膜包裝的西蘭花次之。C 組PE 保鮮膜由于含有無水氯化鈣，使包裝在其中的西蘭花發(fā)生失水萎縮，導致感官質量不佳，D 組PE 保鮮膜包裝的西蘭花的氣味、色澤和腐爛情況發(fā)展得最慢，說明在PE 中添加抗菌劑和抗氧化劑，可以有效抑制西蘭花的黃化、腐敗，對西蘭花起到了保鮮的效果。

圖5 各組PE 保鮮膜袋包裝的西蘭花感官質量得分隨貯藏時間的變化Fig5. Sensory quality scores of broccoli packaged in PE freshkeeping film bags over storage time

2.4.3 相對電導率

相對電導率是衡量細胞膜透性的一項重要指標，相對電導率越大，表示細胞膜完整性受到損害的程度越重。用不同組別的PE 保鮮膜制成保鮮袋，包裝西蘭花樣品并低溫貯藏。不同薄膜包裝組的西蘭花在貯藏期間的相對電導率隨貯存時間的變化如圖6 所示。

圖6 各組PE 保鮮膜袋包裝的西蘭花相對電導率隨貯藏時間的變化Fig6. Relative electrical conductivity of broccoli packaged in PE fresh-keeping film bags

由圖6 可以看出，各組PE 保鮮膜包裝的西蘭花的相對電導率隨著貯藏時間的延長都在逐步上升。在貯藏初期，C 組的相對電導率高于其他組，這可能是由于無水氯化鈣的吸水作用導致西蘭花脫水造成的，B 組PE 保鮮膜包裝的西蘭花的相對電導率高于A 組的PE 保鮮膜包裝的西蘭花，這可能是由于B 組PE保鮮膜的阻隔性較高引起的，D 組的相對電導率趨勢較為平緩，對西蘭花組織細胞起到了保護作用。

2.4.4 西蘭花Vc 含量的變化

果蔬采摘后，其Vc 含量會隨著其成熟和腐敗變質而逐漸減少，Vc 含量同時也是果蔬新鮮度和食用價值的重要指標。用不同組別的PE 保鮮膜制成保鮮袋，包裝西蘭花樣品并低溫貯藏。不同薄膜包裝組的西蘭花在貯藏期間的相對電導率隨貯存時間的變化如圖7所示。由圖7 可以看出，所有組別的西蘭花的Vc 含量均在不斷下降，前四天下降趨勢很迅猛，說明西蘭花的Vc 很容易流失，其中C 組PE 保鮮膜包裝的西蘭花的Vc 損失最為嚴重，所有組別相比，D 組PE 保鮮膜包裝的西蘭花Vc 損失最為緩慢。

圖7 各組PE 保鮮膜袋包裝的西蘭花Vc 含量隨貯藏時間的變化Fig7. Vc content of broccoli packaged in PE fresh-keeping film bags

2.4.5 西蘭花葉綠素含量的變化

鮮綠色是新鮮西蘭花的一個非常重要的屬性，因葉綠素降解導致的黃化是西蘭花采后主要的品質劣變現(xiàn)象[19]。圖8 是不同PE 膜包裝的西蘭花的葉綠素含量隨貯藏時間的變化情況。由圖8 可以看出，所有組別的西蘭花的葉綠素含量都在隨貯藏時間延長而降低，其中C 組在第3 天就發(fā)生突降，B 組情況類似，但比C 組下降的略慢，D 組下降最為緩慢，A 組在第5 天發(fā)生突降。實驗表明西蘭花的葉綠素的損失是很快的，這與西蘭花在貯藏過程中的開花發(fā)黃現(xiàn)象是相對應的，幾組PE 保鮮膜相比較，添加了丁香酚的D 組PE 保鮮膜能夠有效延緩西蘭花的成熟和腐敗變質，延緩其發(fā)黃現(xiàn)象的發(fā)生，對西蘭花起到較好的保鮮作用。

圖8 各組PE 保鮮膜袋包裝的西蘭花葉綠素含量隨貯藏時間的變化Fig8. Chlorophyll content of broccoli packaged in PE fresh-keeping film bags

3 結論

以PE 粒料為母料，分別通過添加一定比例的PE粉料、MP-1 抗氧化劑、無水氯化鈣或丁香酚，制備了4 種不同組成的PE 保鮮膜，并以西蘭花為保鮮對象，考察其保鮮性能。測定了PE 保鮮膜的機械性能、透氣率、透濕性、透光率及霧度等指標。結果表明，MP-1 抗氧化劑成分的加入對PE 膜的縱向機械性能影響較大，會導致縱向拉伸強度和斷裂伸長率的降低，對PE 膜的橫向機械性能能夠起到一定的改善作用。PE 膜的霧度隨著MP-1 抗氧化劑的加入而升高，透光率隨之降低，其中，無水氯化鈣的加入影響最為明顯。PE 膜的透濕率會隨著PE 粉料的加入而降低，丁香酚的加入會導致PE 膜的透濕率增大，各類物質的加入對PE膜的透氣性能影響不大。通過對西蘭花的失重率、感官質量、相對電導率、Vc 含量和葉綠素含量等鮮度指標的評價發(fā)現(xiàn)添加丁香酚的PE 保鮮膜的保鮮性能最好，能延長西蘭花2～3d 的貨架期，添加無水氯化鈣的PE 保鮮膜對西蘭花的保鮮效果不佳。