不同材料包装袋对泡椒鲜切马铃薯片储藏品质的影响

王 梅，刘永翔，吕 都，王 兰，王思达，董 楠，刘 嘉,*

（1. 贵州省农业科学院生物技术研究所，贵州 贵阳 550006；2. 贵州省体育运动学校，贵州 贵阳 551400；3. 贵阳市花溪区高坡苗族乡生态保护站，贵州 贵阳 550034）

马铃薯富含多种维生素和矿物质元素，具有很高的营养价值。以鲜切马铃薯片为原料，泡椒等为辅料制作的泡椒鲜切马铃薯片具有营养丰富、质地脆嫩、酸辣鲜香等特点，该产品在提高马铃薯附加值的同时还可丰富马铃薯产品市场，给消费者多一种选择。马铃薯因含有丰富的酚类物质、酶、还原糖、蛋白质等，即便经过高温处理，若灭酶灭菌不彻底，同样会发生酶促褐变、非酶褐变、微生物繁殖、质地软化等现象，导致产品品质下降，保质期缩短。

包装作为产品必不可少的环节，其抗光保护能力对产品的贮藏、运输和销售有至关重要的影响。研究表明：光会导致产品维生素流失，特别是光敏剂VB2、β-胡萝卜素及VC 等；光照还会使蛋白质分解产生游离氨基酸，或使游离氨基酸进一步降解，增加过氧化值，形成令人不愉快的挥发性化合物，如甲硫醛、甲基酮等[1]；光照也会使产品的香气成分含量减少、口味变淡[2]，油脂氧化、酸败[3]，从而导致产品营养和感官品质下降。通常，为了使消费者直观地看到食品的外观，食品加工中一般选择透明包装材料对产品进行包装，然而透明包装材料容易使食品中脂肪和部分天然色素发生光化学反应而失去商品价值[4]。研究表明，与聚乙烯（PE）袋气调包装（10.0% CO2，3.0% O2，87.0% N2）相比，聚酰胺/聚乙烯（PA/PE）袋真空包装更适合用于鲜切马铃薯的保鲜[5]；进一步对比75 μm 厚PA/PE 袋气调包装和90 μm 厚PA/PE 袋抽真空包装对鲜切马铃薯贮藏品质的影响，结果表明，90 μm 厚PA/PE 袋抽真空包装更适于鲜切拉伸聚丙烯/流延聚丙烯马铃薯保鲜[6]。赵瑞雪等[7]对比PE、高密度聚乙烯（HDPE）和拉伸聚丙烯/流延聚丙烯（OPP/CPP）包装材料对鲜切马铃薯片的保鲜效果，得出气体透过量较低的OPP/CPP 包装材料能较好地抑制酶活性，延缓衰老，减少营养物质的流失。何萌等[8]研究了3 种厚度不同、透性不同的PE 包装袋对鲜切马铃薯丝贮藏品质的影响，得出透气性好的PE2 包装材料更有利于保持鲜切马铃薯丝的贮藏品质。鲜切马铃薯包装材料的研究报道较多，但包装袋透光性对鲜切马铃薯品质的影响鲜有报道。研究表明，透光的包装材料会导致食品中的维生素、色素、脂肪、蛋白质等发生光氧化从而对食品的贮藏品质产生影响[9]。本研究通过比较透光率、透氧率和透湿率不同的几种包装袋对泡椒鲜切马铃薯片储藏品质的影响，旨在筛选合适的包装材料，为工厂实际加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

青薯9 号马铃薯，购于贵阳市石板镇农产品物流园，挑选新鲜、无机械损伤、无病虫害、无腐烂、无发绿的马铃薯为原材料；泡椒小米辣、生姜、大蒜、八角、花椒等，购于贵阳市合力超市。

全透明包装袋（P1、P2），材料均为聚酰胺/流延聚丙烯（PA/CPP）；半透明包装袋（P3、P4），材料均为聚对苯二甲酸乙二醇酯/镀铝箔/聚乙烯（PET/镀铝箔/PE）；不透明包装袋（P5、P6），材料均为聚对苯二甲酸乙二醇酯/铝箔/聚乙烯（PET/铝箔/PE）。以上包装袋均购于河北东光县卓越塑业有限公司，规格均为12 cm×17 cm。

PCA 培养基，购于上海博微生物科技有限公司；氯化钠（分析纯），购于国药集团化学试剂有限公司。

1.1.2 仪器与设备

TMS-Pro 物性分析仪，美国FTC 公司；NH310 色差仪，深圳市三恩时科技有限公司；HSP-70BE 恒温恒湿光照培养箱，上海力辰科技有限公司；CJ-1D 超净工作台，天津市泰斯特仪器有限公司；PYX-DHS恒温培养箱，上海跃进医疗器械厂；LDZX-50KBS 立式压力蒸汽灭菌锅，上海申安医疗机械厂。

1.2 方法

1.2.1 样品处理

马铃薯清洗、去皮，用0.11 g/L NaClO 溶液浸泡消毒10 min（所用刀器具也用该浓度NaClO 溶液消毒），切分成厚度3 mm 左右的圆片，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，于准备好的泡椒液中浸没腌制12～15 h；取出沥干水分，分别用不同材质包装袋进行抽真空包装。每袋约75 g，每种包装袋装150 袋。蒸汽灭菌2 min，冷却至室温，于37 ℃、RH 75%、光照条件下储藏42 d。每7 d 取样对产品的色泽、质构特性、微生物、感官品质进行测定，其中色泽、质构特性和感官品质每个样品重复10次（每种包装袋取样13 袋，其中色泽和质构测定需3袋），结果取平均值；微生物测定每个样品重复3 次（每种包装袋取样3 袋），结果取平均值。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 包装袋阻隔性

厚度：采用机械测量法[10]进行测定；透光率：参照GB/T 2410—2008[11]中的分光光度计法进行测定，其中半透明包装袋的透光率为透明面的透光率；水蒸气透过量：采用杯式法[12]进行测定；氧气透过量：采用压差法[13]进行测定。

1.2.2.2 色泽

采用色差仪测定，每个处理组随机选取10 片泡椒鲜切马铃薯片，测量正反面（n=20），结果取平均值。L*值代表亮度，其值越大，表示越白，亮度越好，褐变越轻，反之褐变越重。a*值表示红绿偏向，有正负之分，正值表示偏红，负值表示偏绿；b*值表示黄蓝偏向，正值表示偏黄，负值表示偏蓝。

1.2.2.3 硬度、弹性和咀嚼性

采用质构仪进行测定，选择TPA 质构分析，P/5 探头，测前速度、测试速度及测后速度均为1 mm/s，压缩形变量40%，每个样品平行测定10 次，结果取平均值。

1.2.2.4 菌落总数

参照GB 4789.2—2016[14]规定的内容进行测定。

1.2.2.5 感官评定

由10 名评价员对泡椒鲜切马铃薯片的感官品质进行测定。评分标准见表1。

1.2.3 数据分析

采用Excel 2007 进行数据统计及显著性分析、Origin 9.0 制图、SPSS 22.0 进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同材料包装袋阻隔性能比较

包装袋阻隔性由贵州省产品质量监督检验院进行检测，检测结果见表2。由表2 可知，半透明的P3 和P4 包装袋厚度较薄，且二者厚度相差不大，分别为0.072 mm 和0.078 mm，但二者的氧气透过量相差较大，分别为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 包装袋的水蒸气透过量和氧气透过量明显高于其他包装袋，水蒸气透过量分别为2.1 g/（m2·24 h）和2.7 g/（m2·24 h），氧气透过量分别为53 cm3/（m2·24 h·0.1 MPa）和52 cm3/（m2·24 h·0.1 MPa），阻隔性相对较差；不透明的P5 和P6 包装袋厚度较大，但水蒸气透过量和氧气透过量较低，阻隔性较好。

表2 包装袋阻隔性检测结果Table 2 Barrier test results of packaging bags

2.2 不同材料包装袋对泡椒鲜切马铃薯片色泽的影响

如图1 所示，随着储藏时间的延长，泡椒鲜切马铃薯片L*值逐渐降低，表明亮度逐渐下降，褐变逐渐加重。储藏至42 d，与初始值相比，P1、P2、P3、P4 分别下降了19.65%、22.16%、19.79%、21.25%，而P5 和P6下降较为缓慢，分别为10.12%和10.38%，表明P5、P6延缓褐变效果较好。各处理组储藏7 d 时，色泽变化不大，差异不显著。储藏21 d 开始，P5、P6 亮度显著优于P1、P2、P3 和P4（P＜0.05）。泡椒鲜切马铃薯片的色泽主要受包装袋氧气透过量和透光率的影响，氧气透过量越大越有利于酶促褐变的进行；其次，光照会使色素类物质发生氧化从而导致褐变。P5、P6 包装袋氧气透过量较低且不透光，故能较好地保持泡椒鲜切马铃薯片的色泽，显著抑制泡椒鲜切马铃薯片的褐变。

图1 不同材料包装袋对泡椒鲜切马铃薯片L* 值的影响Fig.1 Effects of different materials packaging bags on L* values of fresh-cut potato chips with pickled pepper

如图2 所示，储藏过程中a*值由负值向正值发生变化，表明泡椒鲜切马铃薯片由绿色逐渐向红色转变。红色偏向越高，说明褐变越严重。储藏前期负值的绝对数在逐渐减小，绿色在逐渐变淡。储藏至14 d，P5 包装的泡椒鲜切马铃薯片a*值首先变为正值，开始以红色偏向为主；储藏至21 d，P1、P2 处理组仍是绿色偏向，其他处理组已由绿色转为红色，且随着储藏时间的延长各处理组红色逐渐加深。储藏后期（35 d 后），P5、P6 变化相对缓慢，褐变也较缓慢。

如图3 所示，储藏过程中泡椒鲜切马铃薯片b*值均为正值，黄蓝色以黄色为主，从第7 天开始，随着储藏时间的延长，b*值逐渐降低，黄色逐渐减少。亮度降低、红色增加、黄色减少、表示褐变加深。P1、P2、P3、P4 变化较快，褐变较严重，储藏期结束时（42 d），P5、P6 与开始储藏时相比变化较缓慢，能较好地保持泡椒鲜切马铃薯片的色泽。

图3 不同材质包装袋对泡椒鲜切马铃薯片b* 值的影响Fig.3 Effects of different materials packaging bags on b* values of fresh-cut potato chips with pickled pepper

2.3 不同材料包装袋对泡椒鲜切马铃薯片质构特性的影响

质构对泡椒鲜切马铃薯片的口感至关重要，泡椒鲜切马铃薯片储藏过程中硬度、弹性和咀嚼性的变化如表3 所示。随着储藏时间的延长，不同材质包装袋内泡椒鲜切马铃薯片硬度、弹性和咀嚼性逐渐降低。其中，硬度以P3 处理组下降幅度较大，从储藏14 d开始，与其他处理组相比差异显著（P＜0.05）。储藏至42 d，P1、P2、P3、P4 处理组硬度低于100 N，与初始硬度相比分别下降了63.8%、67.2%、56.6%、57.6%，而P5、P6 硬度相对较高，分别为174.01、168.63 N，与初始硬度相比分别下降了22.1%、25.6%。各处理组在储藏过程中弹性相差不大，储藏后期，P1、P2、P3、P4 处理组可能因为微生物侵染和水渍现象严重导致韧性下降，表现为弹性降低，P5、P6 处理组则因为包装袋水蒸气透过量较低，袋内湿度相对稳定，所以弹性下降缓慢。咀嚼性在数值上为硬度、内聚性、弹性三者的乘积，反映检测对象对咀嚼的持续抵抗性[15]，储藏35 d 时，P5、P6 与P1、P2、P3、P4 处理组相比咀嚼性差异显著（P＜0.05）。储藏至42 d，P1、P2、P3、P4 中泡椒鲜切马铃薯片呈软烂状态，几乎不具备咀嚼性。泡椒鲜切马铃薯片储藏过程中弹性变化不大，说明咀嚼性的变化主要是受硬度和内聚性的影响，特别是半透明的P3 包装袋，储藏至14 d 咀嚼性为各包装中最低，之后咀嚼性大幅度下降。储藏至42 d 时，P5、P6咀嚼性显著高于P1、P2、P3、P4（P＜0.05）。

表3 不同材料包装袋中泡椒鲜切马铃薯片储藏期质构特性变化Table 3 Texture properties changes of fresh-cut potato chips with pickled pepper in different materials packaging bags during storage

泡椒鲜切马铃薯片储藏过程中硬度、弹性和咀嚼性的降低，一方面是因为微生物的侵染，营养物质被消耗，组织结构崩溃，最终表现为质构特性的降低，特别是P1、P2、P3、P4 包装袋透气性和透湿性较大，气体和湿度的交换较快，更有利于创造适合微生物生长的条件；另一方面马铃薯细胞壁中果胶类多糖含量的多少对硬度的高低有重要影响[16-17]，长时间光照可能会导致马铃薯细胞壁中的果胶类多糖等大分子物质发生降解[18]，从而硬度下降。由于P5、P6 为全避光包装袋，其阻湿性和阻气性较好，故大分子物质发生光氧化的可能性较小，微生物的侵染程度较低，从而能更好地保持泡椒鲜切马铃薯片的质构特性和口感。

2.4 不同材料包装袋对泡椒鲜切马铃薯片菌落总数的影响

泡椒鲜切马铃薯片储藏过程中菌落总数的变化如表4 所示，各处理组在37 ℃、75% RH、光照条件下储藏7 d，品质较好，均未长菌；储藏至14 d，全透明的P2 包装袋内开始长菌；储藏至21 d，只有P5、P6 未长菌，而全透明和半透明的P1、P2、P3、P4 均已长菌，且随着储藏时间的延长，菌落总数不断上升；储藏至42 d，P1、P2、P3、P4 菌落总数均已达到107数量级，染菌较为严重。根据NY/T 2650—2014[19]规定，泡椒类食品菌落总数如果大于1.0×105CFU/g，会影响产品的安全性。P5、P6 抑菌效果则较好，其中P5 储藏至35 d时才开始长菌，P6 从28 d 开始长菌，可能是因为P6的氧气透过量和水蒸气透过量太低，导致厌氧菌开始生长，但二者微生物生长速度缓慢，储藏至42 d，菌落总数低于1.0×105CFU/g，依旧在安全范围内。泡椒鲜切马铃薯片储藏过程中微生物的生长主要与包装袋的透气性和透湿性有关，透气性和透湿性越大，包装袋内外气体和湿度的交换速度就越快，越有利于创造适合微生物生长的条件，故菌落总数增长越快。

表4 不同材料包装袋中泡椒鲜切马铃薯片储藏期菌落总数变化Table 4 Total colonies numbers changes of fresh-cut potato chips with pickled pepper in different materials packaging bags during storage 单位：CFU/g

2.5 不同材料包装袋对泡椒鲜切马铃薯片感官品质的影响

由表5 可知，泡椒鲜切马铃薯片储藏过程中感官品质逐渐下降，P1、P2、P3、P4 品质劣变较快，P5、P6则一直保持较高的感官评分，从储藏的第7 天开始，P5、P6 与P1、P2、P3、P4 相比差异显著（P＜0.05）。P1、P2、P3、P4 储藏至21 d 时，感官评分均小于等于65分，马铃薯片色泽变暗、风味较差、质地软化，已失去食用价值和商品价值，而P5、P6 还继续保持着脆嫩的质地、酸辣的口感、金黄的色泽，整体感官品质较好，储藏42 d 时仍具有食用价值和商品价值，且P5、P6 感官评分相差不大。P1、P2、P3、P4 储藏至42 d 时，感官品质已严重劣变并伴有腐臭味。以上结果说明，P5、P6 包装袋更有利于保持泡椒鲜切马铃薯片的感官品质。

表5 不同材料包装袋中泡椒鲜切马铃薯片储藏期感官评分变化Table 5 Sensory scores changes of fresh-cut potato chips with pickled pepper in different materials packaging bags during storage 单位：分

3 讨论

马铃薯片在储藏过程中易受微生物侵染，发生腐败变质。本研究中全透明的P2 包装袋内最先长菌，随后P1、P3、P4 也被微生物侵染并快速增长，而P5、P6 包装袋内微生物增长缓慢，主要是因为P1、P2、P3、P4 包装袋氧气透过量和水蒸气透过量较高，更适合微生物生长，特别是需氧菌如霉菌等。微生物的大量繁殖会导致马铃薯中的营养物质被不断消耗，细胞结构遭到破坏，最终组织瓦解，硬度下降；果胶酶的存在或是环境pH 值降低、温度升高等变化使得原果胶发生水解，生成可溶性果胶酸，细胞间的粘结性降低，同样会导致马铃薯硬度和脆度下降[20]；失水导致的细胞膨压下降，也会使马铃薯硬度降低。

光照会引起蔬菜中色素类物质发生氧化导致褐变，包装材料能够遮挡、反射和散射光线，对产品起到一定的保护作用[21]。本试验结果表明，各处理组储藏过程中L*值不断降低，与赵敏[22]和Pack 等[23]研究结果一致，其中两面遮光的P5、P6 包装袋包装的泡椒鲜切马铃薯片在储藏中后期L*值显著高于两面透光的P1、P2 和单面遮光的P3、P4。P3、P4 与P1、P2 之间的L*值差异不显著，可能是因为储藏过程中P3、P4透光的一面始终对着光线的原因。马铃薯细胞的液泡中含有花色苷[24]，花色苷是一种光敏感色素，在光照条件下发生降解可导致褐变[25-26]。吴敏[18]研究表明，光照条件下荔枝汁的褐变主要是由抗坏血酸的降解和酚类物质的氧化聚合引起的，美拉德反应只是辅助褐变；徐冬颖等[27]研究则表明，避光条件下鲜切马铃薯片抗坏血酸含量高于不避光贮藏，说明透明包装袋中鲜切马铃薯的褐变可能是因为抗坏血酸发生了降解。其次，马铃薯中的酚类物质主要是咖啡酸衍生物（绿原酸）[28]，光照会导致鲜切马铃薯中的绿原酸及其他酚类物质含量增加[29]。本试验中的透明包装袋氧气透过量较高，为多酚氧化酶氧化聚合提供了条件，故透明包装袋中鲜切马铃薯片的褐变更严重。

4 结论

3 种透明度不同的包装袋包装的泡椒鲜切马铃薯片在外观色泽、气味滋味、质构特性方面相差较大，而透明度相同的两种包装袋包装的泡椒鲜切马铃薯片储藏品质相差不大，说明包装袋的透明度对泡椒鲜切马铃薯片的品质有重要影响。与全透明的P1、P2包装袋和半透明的P3、P4 包装袋相比，不透明的P5、P6 包装袋能有效抑制泡椒鲜切马铃薯片的褐变，减缓亮度的降低，保持硬度、弹性和咀嚼性水平，抑制微生物的生长，产品在37 ℃、RH 75%、光照条件下储藏42 d 品质保持完好，依旧具有食用价值和商品价值，显著延长了产品货架期，说明利用PET/铝箔/PE 材质的包装袋对食品进行包装，可以延长食品的储藏期，提高食品的储藏品质。