不同厚度聚乙烯膜包装对甜玉米贮藏品质的影响

时文林，赵雅琦，姜清秀，左进华，封碧红，王 清,*

（1.北京市农林科学院农产品加工与食品营养研究所，农业农村部蔬菜产后处理重点实验室，果蔬农产品保鲜与加工北京市重点实验室，北京 100097；2.广西大学农学院，广西 南宁 530000）

甜玉米（Ze a mays L.saccharata Sturt.），也称水果玉米或蔬菜玉米，是单子叶植物中的禾本科玉米属植物。甜玉米起源于美洲大陆，我国于20世纪60年代开始选育研究[1]。2018年，我国甜玉米种植面积达33.3万hm2，占全球甜玉米面积的25%[2]。甜玉米生长到青棒阶段时，可食用部分，即俗称的玉米粒，呈现皮薄多汁、口感鲜嫩脆甜的特点[3]。甜玉米含有丰富的营养物质，如蛋白质、膳食纤维、叶黄素、玉米黄素、VB等[4]，具有舒缓紧张情绪、预防毒素积累、降低胆固醇等功效[5]。此外，甜玉米用途广泛，既可用作粮食，还可用于化工、养殖、医药、美容护肤等产业[6]。由于其出色的香甜口感、丰富的营养和广泛的用途受到广大消费者的喜爱，在果蔬市场始终占有一席之地。

甜玉米的最佳采摘时期为乳熟期，此时苞叶颜色转为淡黄色，子粒金黄饱满，含糖量最高，但在该时期采摘的甜玉米呼吸强度大，糖分和水分流失快，风味和品质变差，从而导致其贮藏困难、货架寿命短，难以满足消费者的需求。此外，国内采后加工技术尚不成熟、所需成本高、销售市场尚未有效开发等因素制约了甜玉米采后加工的发展[7-8]。因此，甜玉米采收后应及时采取相应的保鲜技术，如迅速制冷以降低甜玉米品温、选用合适的包装袋等措施以延长其保鲜时间，提升经济效益。

目前，保鲜膜包装是甜玉米采后保鲜的主要方式[9]，市场上常见的保鲜膜有聚乙烯（PE）薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚偏二氯乙烯薄膜，而聚乙烯膜因原材料充足，价格低廉而被广泛应用。选用适宜厚度的保鲜薄膜能降低甜玉米的呼吸速率，延缓衰老、软化和腐烂，延长贮藏期。本研究以甜玉米为试材，使用0.02 mm和0.03 mm PE膜对其进行包装，并于0℃冷库贮藏，探讨不同厚度PE膜包装对采后甜玉米贮藏品质的影响，筛选出较优的包装材料，为甜玉米贮藏保鲜研究提供一定的理论基础和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

甜玉米品种为“金帅”，在乳熟期采摘于北京顺义大孙各庄镇（40.09°N，116.92°E），平均穗重400 g，当天采收后运至实验室，挑选大小均一、无病虫害、成熟度一致的甜玉米作为试验材料。厚度为0.02 mm和0.03 mm的包装用聚乙烯（PE）膜，购于北京华盾雪花有限公司。

蒽酮、乙酸乙酯、浓硫酸、蔗糖：分析纯，购于天津市光复科技发展有限公司；高氯酸、80%乙醇溶液、酒石酸钾钠、氢氧化钠、结晶酚、亚硫酸钠以：分析纯，购于西陇化工股份有限公司。

1.1.2 仪器与设备

UV-1800紫外分光光度计，日本京都岛津公司；D-37520台式冷冻高速离心机，赛默飞世尔科技（中国）有限公司；HW SY11-K型电热恒温水锅浴，北京市长风仪器仪表公司；A11 basic分析研磨机，德国IKA集团；GXH-3051型便携式气体分析仪，北京均方理化科技研究所；7820A气相色谱仪，美国安捷伦公司；DW-86L628型超低温保存箱，青岛海尔公司；PERME W3/031水蒸气透过率仪，CHY-C2型测厚仪，VAC-V2压差法气体渗透仪，济南兰光机电技术有限公司；CR-400全自动测色色差计，日本柯尼卡-美能达公司；PAL-1手持折光仪，北京科创益宏科技有限公司；PEN3型电子鼻，北京盈盛恒泰科技有限责任公司。

1.2 方法

1.2.1 处理方法

将经过挑选的甜玉米分为2组，每组90根，分别使用0.02 mm PE膜和0.03 mm PE膜进行包装，然后放置在泡沫箱中于0℃冷库中贮藏。所有甜玉米于冷库贮藏28 d，每7 d进行品质评价和指标测定。每组试验进行3个平行，3个重复。

1.2.2 测定指标与方法

1.2.2.1 感官评价

6位经培训的研究生（3男3女）对甜玉米的感官品质进行评分，总分12分，结果取平均值。评判标准参考NY/T 523—2020[10]并稍作调整，详见表1，其中9～12分为优良，5～8分为及格，1～4分为差。

1.2.2.2 包装膜特性

膜厚度测量时，分别选取3张0.03 mm和0.02 mm PE膜，用CHY-C2型测厚仪进行膜厚度测量，测量时保证测量区域平整无折叠，记录数据并取平均值。

水蒸气透过率测量时，选取平整的0.03 mm和0.02 mm PE膜，将裁剪好的两种薄膜分别夹装在PERME W3/031水蒸气透过率仪的透湿杯中，水蒸气会在薄膜两侧形成一定湿度差，并从高湿侧向低湿侧渗透，此时透湿杯的整体质量会随时间的延长而增加，对其质量进行测定，即可得到薄膜的水蒸气透过率。

表1 甜玉米感官评分标准Table 1 The sensory evaluation of sweet corns

氧气和二氧化碳透过率测定参考郝文静等[11]的方法，在温度为25℃、相对湿度20%的实验室环境中，将裁剪好的平整无褶皱、无破损的薄膜装在VAC-V2压差法气体渗透仪中，调节测量时间为8 h，打开真空泵，对整个系统抽真空，下腔关闭，上腔输入氧气和二氧化碳，通过监测压强变化即可得出结果。

1.2.2.3 失重率

每个处理组固定6根甜玉米，定期测量质量并记录数值，计算失重率。

1.2.2.4 皱缩率

随机从每个处理组中取出6根甜玉米计算皱缩率，结果取平均值。

1.2.2.5 色泽

使用CR-400全自动测色色差计对甜玉米进行色泽测定，测前校准，每组重复3次，结果取平均值。其中：L*值表示果实明暗程度，L*值越大，亮度越大，反之则越暗；a*值表示果实红绿程度，a*值越大果实越红，a*值越小则果实颜色越绿；b*值表示果实黄蓝程度，b*值越大，表明果实越偏黄色，b*值越小，表明果实越偏向蓝色[13]。

1.2.2.6 呼吸强度和乙烯生成速率

使用GXH-3051型便携式气体分析仪测定甜玉米呼吸强度。机器预热30 min，将甜玉米放入封密完好无漏气的呼吸室内，置于（0±1）℃的冷库中进行测定。30 min后记录CO2释放量，之后每10 min记录1次，共记录3次。呼吸强度以每小时每千克果蔬呼吸作用释放的二氧化碳毫克数表示，单位为mg·kg-1·h-1。

乙烯生成速率采用王雪青等[13]的方法测定。将甜玉米放入密封盒中，然后置于（0±1）℃冷库中，1 h后用1 mL带针无菌注射器取气，使用安捷伦7820A气相色谱仪进行乙烯释放量的测定。

1.2.2.7 可溶性固形物（TSS）含量

使用PAL-1手持折光仪进行测定。

1.2.2.8 可溶性糖含量

采用蒽酮试剂法[14]进行测定。

1.2.2.9 淀粉含量

采用酸水解法[15]进行测定。

1.2.3 电子鼻的测定

将甜玉米3个为1组放置于14 L的密闭容器中，0℃冷库中静置30 min后采用顶空吸气法使用PEN3型电子鼻传感器进行电子鼻数据采集。

1.2.4 数据处理

使用Excel 2019软件整理数据，使用Origin 2019b软件作图，利用IBM SPSS Statistics 22软件对数据进行最小差异显著性（Least significant difference，LSD）分析。

2 结果与分析

2.1 不同厚度PE膜膜特性比较

测定两种包装膜的厚度、水蒸气透过率、氧气和二氧化碳透过率，结果如表2所示。由表2可知，0.03 mm PE膜厚度为34.03μm，0.02 mm PE膜厚度为24.03μm；保鲜膜对水蒸气的阻隔性能一般用水蒸气透过率来表示[16-17]，水蒸气透过率不宜过低，否则包装袋内湿度过高而易发生腐烂现象，0.03 mm PE膜的水蒸气透过率比0.02 mm PE膜低，说明0.03 mm PE膜的透水性能较差，易造成包装袋内湿度过高；0.02 mm PE膜的氧气和二氧化碳的透过率均比0.03 mm PE膜大，说明0.02 mm PE膜能够有效更新包装内的气体成分，保持甜玉米正常的生理代谢，有助于维持其商品品质。

2.2 不同厚度PE膜包装对甜玉米感官品质的影响

感官评分是评价新鲜蔬菜水果的一个重要方法，主要包括色泽、风味、口感等[18]。由图1可以看出：随着贮藏期时间的延长，两种薄膜包装的甜玉米感官评分均呈下降趋势。在整个贮藏期间，0.02 mm PE膜包装甜玉米的感官评分始终显著高于0.03 mm PE膜包装（P＜0.05），且感官评分的下降速度更为平缓。贮藏第28天时，0.02 mm PE膜包装的甜玉米感官评分为8.03分，仍具有商品价值，且外观品质较好；而0.03 mm PE膜包装的甜玉米感官评分仅为7.33分，且外观品质较差。这表明0.02 mm PE膜包装能有效维持甜玉米的感官品质。

表2 不同PE膜的厚度、水蒸气透过率、氧气透过率和二氧化碳透过率Table 2 Different PE films thickness,water vapor transmission rates,oxygen transmission rates and carbon dioxide transmission rates

图1 不同厚度PE膜包装对甜玉米感官品质的影响Fig.1 Effects of different thicknesses of PE films packaging on sensory qualities of sweet corns

2.3 不同厚度PE膜包装对甜玉米失重率的影响

失重率反映了甜玉米采后品质的变化，其值越高，说明甜玉米采后品质劣变越严重。由图2可知：贮藏7 d以后，0.02 mm PE膜包装的甜玉米失重率始终显著低于0.03 mm PE膜包装组（P＜0.05）。随着贮藏时间的延长，两种薄膜包装的甜玉米失重率逐渐上升。贮藏第28天时，两组差值最大，此时0.03 mm PE膜包装组的失重率达到7.04%，而0.02 mm PE膜包装组的失重率仅为4.15%。由此可见，0.02 mm PE膜包装能够减轻甜玉米的质量损失程度，利于甜玉米贮藏品质的保持。

图2 不同厚度PE膜包装对甜玉米失重率的影响Fig.2 Effects of different thicknesses of PE films packaging on weight loss rates of sweet corns

2.4 不同厚度PE膜包装对甜玉米皱缩率的影响

由图3可知：在整个贮藏期间，0.02 mm PE膜包装的甜玉米皱缩率始终显著低于0.03 mm PE膜包装组（P＜0.05）。随着贮藏时间的延长，两种包装的甜玉米皱缩率均逐渐上升。贮藏28 d时，两种包装的甜玉米皱缩率差值最大，0.03 mm PE膜包装组的皱缩率达到14.18%，而0.02 mm PE膜包装组仅为8.49%。结果表明，0.02 mm PE膜包装更能有效延缓籽粒失水皱缩，从而达到更好的保鲜效果。

图3 不同厚度PE膜包装对甜玉米皱缩率的影响Fig.3 Effects of different thicknesses of PE films packaging on shrinkage rates of sweet corns

2.5 不同厚度PE膜包装对甜玉米苞叶和籽粒色泽的影响

色泽可反映甜玉米的新鲜程度和保绿程度，通常采用L*、a*、b*来表示。由图4A可知：甜玉米苞叶的L*值随着贮藏时间的延长而减小，表明贮藏期间甜玉米苞叶颜色逐渐变暗，0.02 mm PE膜包装的甜玉米苞叶L*值在整个贮藏过程中始终显著高于0.03 mm PE膜（P＜0.05）。贮藏28 d时两者差值最大，此时0.02 mm PE膜包装的甜玉米L*值为62.54，而0.03 mm PE膜仅为58.09。由图4B可知：甜玉米苞叶的a*值随着贮藏时间的延长而升高，表明苞叶的绿色色度值降低，苞叶逐渐失绿；贮藏7 d以后，0.02 mm PE膜包装甜玉米苞叶a*值显著低于0.03 mm PE膜（P＜0.05），贮藏28 d时两者差值最大，此时0.02 mm PE膜包装的甜玉米苞叶a*值为-9.46，而0.03 mm PE膜为-6.96。由图4C可知：苞叶b*值随着贮藏时间的延长而升高，说明苞叶逐渐发黄；而0.02 mm PE膜包装的甜玉米在整个贮藏过程中始终显著低于0.03 mm PE膜包装（P＜0.05），贮藏28 d时两者差值最大，此时0.02 mm PE膜包装的甜玉米苞叶b*值为33.35，而0.03 mm PE膜包装为38.20。结果表明，0.02 mm PE膜包装能有效延缓苞叶失绿发黄，提高其苞叶亮度。

图4 不同厚度PE膜包装对甜玉米苞叶色泽的影响Fig.4 Effects of different thicknesses of PE films packaging on bracts color of sweet corns

由图5A可知：在整个贮藏过程中，0.02 mm PE膜包装的甜玉米籽粒L*值始终显著高于0.03 mm PE膜包装组（P＜0.05）；贮藏28 d时，0.02 mm PE膜包装的甜玉米籽粒L*值为65.65，而0.03 mm PE膜包装组仅为63.96。由图5B可知：甜玉米籽粒a*值随着贮藏时间的延长而整体下降，整个贮藏期间，0.02 mm PE膜包装的甜玉米籽粒a*值显著高于0.03 mm PE膜包装组（P＜0.05）；贮藏7 d时，0.02 mm PE膜包装的甜玉米籽粒a*值为6.28，而0.03 mm PE膜包装组为5.04。由图5C可知：在整个贮藏过程中，0.02 mm PE膜包装的甜玉米籽粒b*值始终显著大于0.03 mm PE膜包装组（P＜0.05）；贮藏28 d时两者差值最大，此时0.02 mm PE膜包装的甜玉米b*值为38.05，而0.03 mm PE膜包装组仅为30.08。结果表明，相较于0.03 mm PE膜包装，0.02 mm PE膜包装能有效提升籽粒的亮度和黄色程度，从而保持甜玉米籽粒的色泽，提升其感官品质。

2.6 不同厚度PE膜包装对甜玉米呼吸速率和乙烯生成速率的影响

呼吸速率和乙烯生成速率是衡量甜玉米贮藏品质的重要指标[19]。甜玉米采后呼吸强度大，通过消耗自身的营养物质来维持新陈代谢，使得营养品质不断下降，同时释放的乙烯会使营养成分变化迅速，促进成熟与衰老，直接影响甜玉米鲜食果穗及其加工保鲜产品的食味品质。由图6A可知：在贮藏期内，两种包装的甜玉米呼吸速率均呈现下降趋势，0.02 mm PE膜包装的甜玉米呼吸速率始终显著低于0.03 mm PE膜包装组（P＜0.05）。贮藏28 d时，0.02 mm PE膜包装组和0.03 mm PE膜包装组的甜玉米呼吸速率分别为21.81、31.51 mg·kg-1·h-1，说明0.02 mm PE膜包装能有效抑制甜玉米的呼吸作用。由图6B可知：甜玉米的乙烯生成速率随贮藏时间的延长而降低。整个贮藏期内，0.02 mm PE膜包装甜玉米的乙烯生成速率始终显著低于0.03 mm PE膜（P＜0.05），且在第14天时0.02 mm PE膜包装甜玉米的乙烯生成速率为0.024μL·kg-1·h-1，而0.03 mm PE膜包装组为0.034μL·kg-1·h-1。结果表明，0.02 mm PE膜包装能有效抑制乙烯生成，延缓甜玉米衰老，保持其贮藏品质。

图6 不同厚度PE膜包装对甜玉米呼吸速率（A）和乙烯释放速率（B）的影响Fig.6 Effects of different thicknesses of PE films packaging on respiration rates(A)and ethylene release rates(B)of sweet corns

2.7 不同厚度PE膜包装对甜玉米TSS含量的影响

TSS是指甜玉米籽粒浆液中能溶于水的糖、酸、维生素和矿物质等，是衡量甜玉米品质的指标之一[20]。不仅如此，王颉等[21]研究发现，蔬菜贮藏过程中可溶性固形物含量的高低可以评判蔬菜采后贮运的防冻性能。由图7可知：两种不同薄膜包装的甜玉米TSS含量均随着贮藏时间的延长呈现下降趋势。整个贮藏期间，0.02 mm PE膜包装甜玉米的TSS含量均显著高于0.03 mm PE膜包装（P＜0.05），贮藏28 d时，两个处理组出现最大差值，此时0.02 mm PE膜包装的甜玉米TSS含量为11.7%，而0.03 mm PE膜组为10.27%。说明0.02 mm PE膜能有效抑制甜玉米TSS的消耗，较好地保持甜玉米的商品性。

图7 不同厚度PE膜包装对甜玉米TSS含量的影响Fig.7 Effects of different thicknesses of PE films packaging on TSS contents of sweet corns

2.8 不同厚度PE膜包装对甜玉米可溶性糖和淀粉含量的影响

图8 不同厚度PE膜包装对甜玉米可溶性糖（A）和淀粉（B）含量的影响Fig.8 Effects of different thicknesses of PE films packaging on soluble sugars(A)and starch(B)contents of sweet corns

可溶性糖包含蔗糖、葡萄糖和果糖。此外，甜玉米采收后的糖代谢主要为蔗糖与淀粉之间的相互转化[22]。由图8A可知：在贮藏期间，两种不同包装的甜玉米可溶性糖含量总体呈现下降趋势，0.02 mm PE膜包装的甜玉米可溶性糖含量始终显著高于0.03 mm PE膜组（P＜0.05）。贮藏28 d时，0.02 mm PE膜包装的甜玉米可溶性糖含量为27.86 mg/g，而0.03 mm PE膜组为23.46 mg/g。由如图8B可知：整个贮藏期间，甜玉米淀粉含量总体呈现先上升再下降后上升的趋势，且0.03 mm PE膜包装的甜玉米淀粉含量始终显著高于0.02 mm PE膜包装（P＜0.05），并在贮藏28 d时出现最大差值，此时0.03 mm PE膜包装的甜玉米的淀粉含量为39.90 mg/g，而0.02 mm PE膜包装为24.59 mg/g。在贮藏后期，由于甜玉米的呼吸作用和各相关糖分向淀粉转化导致可溶性糖含量逐渐下降、淀粉含量逐渐上升[23-24]。结果表明，使用0.02 mm PE膜包装甜玉米可以有效减缓可溶性糖含量下降和淀粉含量上升，提升甜玉米的商品品质。

2.9 不同厚度PE膜包装对甜玉米风味品质的影响

电子鼻的主成分分析（Principalcomponentanalysis，PCA）是一种统计方法，可将系统中多个指标转化为较少的几个指标[25]。图9为甜玉米贮藏期间第14天和第21天的PCA分析图。由图9可知：第一主成分PC1的贡献率为99.18%，第二主成分PC2的贡献率为0.79%，两者贡献率之和为99.97%，大于95%，说明可以判别各处理组分类情况。贮藏第14天时，0.03 mm PE膜包装、0.02 mm PE膜包装均与初值之间具有部分重叠区域，但0.02 mm PE膜处理组相距初值更近，说明贮藏14 d时，0.02 mm PE膜包装的甜玉米风味更好；贮藏第21天时，0.02 mm PE膜包装组与0.03 mm PE膜包装组之间无重叠区域，且0.03 mm PE膜处理组相距初值较远，说明贮藏第21天时，0.02 mm PE膜与0.03 mm PE膜分析结果具有高区分度，且0.02 mm PE膜保鲜效果更好。主成分分析结果表明，0.02 mm PE膜包装可以更好地保持甜玉米的风味品质。

图9 甜玉米贮藏14 d和21 d电子鼻PCA分析图Fig.9 Electronic nose PCA analysis of sweet corns on the 14th and 21st days of storage

3 讨论与结论

上述试验结果表明：使用0.02 mm PE膜包装可以显著提升甜玉米采后贮藏的感官评分，减少甜玉米的失重，降低其皱缩率；贮藏28 d时，0.02 mm PE膜包装的甜玉米感官评分为8.03分，仍具有商品性，其失重率仅为4.15%，皱缩率为8.49%，均显著低于0.03 mm PE膜包装组（P＜0.05）。此外，0.02 mm PE膜包装可以较好地维持甜玉米苞叶的绿色和籽粒的黄色程度，减缓苞叶的黄化速度，这说明使用0.02 mm PE膜包装甜玉米可以较好地维持甜玉米贮藏期间的感官品质，提升其商品性。

0.02 mm PE膜具有较高的水蒸气透过率、氧气透过率和二氧化碳透过率，这会在包装袋内形成低O2、低CO2，以及低湿的环境，进而抑制包装内甜玉米的呼吸作用。由于呼吸作用的主要底物为糖类物质，呼吸作用的减弱会减缓甜玉米糖类物质消耗，从而减少营养物质的损失，提升甜玉米籽粒的可溶性糖含量和TSS含量。试验结果表明：使用0.02 mm PE膜包装甜玉米可以显著降低其呼吸速率和乙烯生成速率（P＜0.05），显著减少可溶性糖和TSS的消耗（P＜0.05）；此外，使用0.02 mm PE膜包装甜玉米显著减少了糖类物质向淀粉的合成，有利于糖类物质的保持，这些变化可以明显提升甜玉米的食味品质，有效延长其贮藏时间。

综上所述，0.02 mm PE膜包装贮藏甜玉米可以有效减少其水分流失，延缓苞叶失绿黄化和籽粒失黄皱缩；减缓甜玉米可溶性固形物和可溶性糖含量的下降，保持甜玉米糖度；抑制淀粉含量上升，保证甜玉米的适口性。因此，使用0.02 mm PE膜包装甜玉米有利于甜玉米的保鲜，提高甜玉米的贮藏品质，其具有绿色安全、使用便捷等优点，可以进一步推广应用于甜玉米的贮运保鲜中。