初始密闭包装对蔬菜产后储藏保鲜效果研究.docx

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初始密闭包装对蔬菜产后储藏保鲜效果研究

目录

第1章绪论1

1.1选题的背景与意义1

1.2目前蔬菜保鲜研究现状及存在的问题1

1.3国内外初始密闭包装的现状及取得的成果2

1.4初始密闭包装的原理与方法2

1.5本课题研究的内容及预期结果3

1.6本课题研究的目的与意义4

第2章试验方案及试验过程5

2.1材料与仪器5

2.1.1试验材料与试剂6

2.1.2主要仪器6

2.2试验方案5

2.3试验方法6

2.4测定的指标和方法7

2.4.1失重率7

2.4.2乙醇含量的测定7

2.4.3感官质量综合评定8

第3章试验结果及分析9

3.1初始密闭包装对失重率的影响9

3.1.1氧气浓度对失重率的影响9

3.1.2处理时间对失重率的影响10

3.2初始密闭包装对乙醇含量的影响12

3.2.1氧气浓度对乙醇含量的影响12

3.2.2处理时间对乙醇含量的影响14

3.3初始密闭包装对感官评分的影响16

3.4初始密闭包装对小白菜高品质贮藏期延长的比较研究17

结论18

参考文献19

附录1：

小白菜的重量及失重率的变化22

附录2：

小白菜在完全腐烂后累积的乙醇含量24

摘要

为了更好地保持蔬菜的采后品质，保障蔬菜的安全、优质和营养，本文以小白菜为例，系统地研究了贮藏前期的密闭包装所形成的超低氧和高二氧化碳环境对蔬菜采后生理和贮藏品质的影响。

小白菜经聚乙烯薄膜袋包装，在6℃环境中，对同一种蔬菜分别在0.8%、0.5%和0.3%的氧气浓度下进行2、4、6和8小时的不同时间的初始密闭包装处理，再将包装袋进行扎孔处理，置于25℃（室温）条件下的货架上贮藏，定期观察初始密闭包装对蔬菜保鲜的效果，最后做出包装效果的比较，得出蔬菜初始密闭包装处理保鲜的最佳氧气浓度和处理时间。

试验结果表明，经过密闭包装处理4小时并且初始氧气浓度为0.5%的初始密闭包装的保鲜效果最好，小白菜能够保持果实良好品质达5天，比对照延长了约3天。

短期低氧的初始密闭包装处理确实能够较好地保持贮藏期间小白菜的品质，能够较好地保证叶类蔬菜拥有更长的货架期，是一种可行的蔬菜保鲜方法。

关键词：

小白菜；初始密闭包装；超低氧；高二氧化碳

ABSTRACT

Inordertobettermaintainthevegetablepost-harvestqualityandtoensurethesafetyofvegetables,high-qualityandnutrition,thisarticlecabbage,forexample,systematicstudyoftheearlystorageairtightpackagingformedbylowoxygenandhighcarbondioxideenvironmentonvegetablepost-harvestphysiologyandstoragequality.Thepolyethylenefilmbagcabbage,at6℃environment,thesamekindofvegetableswere0.8%,0.5%and0.3%oxygenconcentrationwas4,6and8hoursatdifferenttimesinitialunopenedprocessing,andthentieholesforprocessingbags,placedat25℃（roomtemperature）undertheconditionsofstorageshelves,regularobservationoftheinitialsealedpackageofvegetablepreservationeffect,finallymade​​thepackingeffectofcomparison,initialprocessingofvegetablefreshnesssealedpackagingoptimaloxygenconcentrationandprocessingtime.Theresultsshowedthatafterthesealedpackagefor4hoursandtheinitialoxygenconcentrationof0.5%oftheoriginalsealedpackagethebestpreservation,cabbagecanmaintainagoodqualityfruitfor5dayslongerthanthecontrolabout3days.Theinitialshort-termhypoxiasealedpackagedealindeedbetterabletomaintainthequalityduringstoragecabbage,canbetterensureleafyvegetableshavealongershelflife,itisafeasiblemethodforfreshvegetables.

Keywords:

avarietyofChinesecabbage,initialhermeticsealing,ultra-lowoxygen,highcarbondioxide

第一章绪论

1.1选题的背景与意义

改革开放以来，我国蔬菜产量迅速增加。

但由于收获采摘不当、贮藏不善、运输不及时或包装粗放等采后措施不当而造成的腐烂与损失，经常达到20%或30%以上。

所以，忽视蔬菜产后的处理，就不能保证经济效益[1]，蔬菜的产后包装处理也就成了目前蔬菜保鲜包装的主要话题。

果蔬从田间采摘后，并没有立刻停止呼吸作用，而仍然是一个有生命的呼吸体，进行着新陈代谢，仍会消耗氧气和养分，直至腐烂[20]。

为了使果蔬保鲜和储藏时间更长，就必须采取一定的包装来抑制果蔬的新陈代谢，也就是抑制果蔬的呼吸作用[3]。

果蔬生产有较强的季节性、区域性以及果蔬本身具有易腐性，这与消费者对果蔬需求的多样性及淡季调节的迫切性相矛盾，因而对果蔬的保鲜方法的研究是十分必要的[4]。

蔬果的保鲜主要是抑制它们的呼吸作用和杀菌或抑制其增殖速度。

蔬菜水果的呼吸作用及微生物的增殖都与储藏的温度、湿度、气体成分有关。

一般说来，低温、高湿度、低氧、高二氧化碳、低乙烯、无菌的环境有利于蔬菜水果的保鲜，因此保鲜的主要方法是保持低温、控制水分蒸发、调节气体环境、清除乙烯气体、杀菌和抗菌等[5]。

近年来，人们越来越多地关注采后短时超低氧处理对采后果蔬生理代谢的影响，因此在原来气调贮藏技术的基础上，又出现了超低氧贮藏技术。

超低氧一般被认为是氧气体积分数小于1%的气体贮藏环境。

作为一种廉价的非化学保鲜技术，超低氧贮藏能够有效地防止水果生理病害、延迟与成熟相关的生理过程，有利于延长果蔬产品的贮藏期和货架期，以及具有减少化学药剂的使用和费用较低等优点[2]。

短时的无氧处理诱导的少量无氧代谢产物可能对提高采后果蔬的质量是有利的，但超低氧处理时间不宜过长，否则将会对果实产生低氧伤害，引起果实的风味异常和生理异常，严重影响其贮藏品质。

因此，选取初始密闭包装对蔬菜产后储藏保鲜效果研究的课题以便对超低氧处理技术的部分技术细节做进一步研究。

1.2目前蔬菜保鲜研究现状及存在的问题

我国近年果蔬贮藏手段得到了很大的发展。

目前已经广泛使用或颇受关注的技术主要有：

机械制冷贮藏保鲜技术，气调贮藏保鲜技术，传统窖藏保鲜技术以及保鲜剂、涂膜保鲜技术等。

为了适应我国国情，解决果蔬保鲜问题，不少学者近年主要从事研究和推广节能、高效、低成本和无污染的果蔬保鲜新技术:

即利用自然冷源的果蔬保鲜技术、利用高压静电场的果蔬贮藏保鲜技术和利用电生功能水的保鲜技术[6]。

但是各式各样保鲜技术多存在技术难度较大、成本高、投资大等不足之处，我国在短期内难以普及。

同时，化学保鲜操作简单，成本较低，对蔬菜的保鲜也起到一定的效果，但存在毒性残留和抗药性及环境污染问题。

植物激素和植物生长调节剂保鲜虽起到一定的保鲜作用，但目前研究尚未完善，同时有些激素价格昂贵，尚未广泛应用。

另外，不同的果蔬对低氧和高二氧化碳的耐受程度是不同的，主要与果蔬的种类、品种和年龄等有关，因为这些因素决定着组织间气体的扩散性，以及也与温度和处于低氧和高二氧化碳的时间长短有关[7]。

所以具体的氧气浓度和处理时间的精准的确定还待进一步的研究。

1.3国内外初始密闭包装的现状及取得的成果

初始密闭包装是利用改变果蔬周围气氛达到储藏保鲜的目的，在国际上被认为是最先进有效的果蔬保鲜方法之一。

其主要理论是通过对包装密闭环境内的气体进行调节，达到最适宜果蔬的气调氛围，抑制果蔬的呼吸作用，从而达到果蔬保鲜和储存的目的。

近几年以来，许多发达国家将初始密闭包装技术广泛应用到新鲜果蔬的保鲜上，并积累了丰富的经验。

国外有很多的超低氧前处理的报道对保持果蔬的贮藏品质具有一定的效果，如低氧前期处理可以保持鳄梨的硬度下降[21]。

Ma和Chen研究认为低氧处理可以很好地保持梨的绿色[22]。

同样的,经低氧处理后的韭菜、苹果以及番茄等果蔬在贮藏过程中的色泽变化也都得到有效延迟。

Shellie报道0.05%-0.10%的低氧能够抑制葡萄柚贮藏期间绿霉的生长[23]。

有研究表明高二氧化碳也具有抑制霉菌生长和减少果实腐烂等作用[24]。

初始密闭包装由于费用较低和操作简单已在许多国家得到广泛的应用，众多专家学者也对初始密闭包装进行过研究，研究结果表明初始密闭包装在我国会有着比较广阔的发展前景。

1.4初始密闭包装的原理与方法

初始密闭包装是将果蔬短时间置于极端低氧和高二氧化碳条件下进行采后预处理，贮藏之前采用低氧处理的一种廉价的非化学保鲜技术，具有抑制果蔬生理病害、延迟果实成熟的作用。

许多微生物、酶、脂化物等影响蔬菜质量的因素都与氧气的含量有关。

氧气含量过多会导致蔬菜呼吸强度的提高，许多有氧参与的化学反应加强[11]，而当氧气的含量过低的话，就会导致缺氧呼吸，产生二氧化碳、乙醇、乙醛等中间产物，当这些产物的浓度达到一定程度就会引起细胞的中毒，抑制呼吸酶的活性，阻碍正常的生理功能，造成生理病害[12]。

最佳的贮藏气体条件要求稍高于低氧极限（LOL），此时有氧呼吸最低，无氧呼吸还没有发生。

如果O2浓度低于LOL，果蔬组织就会启动无氧呼吸，从而对果蔬造成伤害。

由于无氧呼吸形成的乙醇和乙醛含量较高，因此不宜长期存放。

现已有研究表明，短期的低氧胁迫处理可保持葡萄更多的风味物质，并且可以延长其贮藏时间，更好地抑制果实的衰老和微生物的生长。

初始密闭包装通过调节果蔬贮藏环境中气体成分来降低果蔬的代谢强度，能够有效地延长其贮藏寿命。

贮藏中的低氧环境能够降低果蔬的呼吸强度、抑制乙烯生物合成、减轻微生物引起的腐烂以及保持良好的产品色泽、质地和风味等感官品质。

通过果蔬本身的呼吸作用消耗O2和呼出C02，同时又通过包装薄膜的透气性透入02和透出CO2，使果蔬的呼吸与包装材料的透气性相匹配，从而在包装内获得果蔬贮藏所要求的适宜的气体浓度[9]。

经过一段时间的初始密闭包装处理过的果蔬再置于货架上则能有较长时间的保存期，很好地延长了蔬果的新鲜度。

初始密闭包装由于费用较低、操作简单已在许多国家得到广泛的应用，在我国也有着比较广阔的发展前景。

1.5本课题研究的内容及预期结果

通过查资料知道叶类蔬菜的最适储存温度为6℃[10]，所以从蔬菜的特性出发，在6℃环境中，对同一种蔬菜分别在0.8%、0.5%和0.3%的氧气浓度下进行2、4、6和8小时的不同时间的初始密闭包装处理，再将包装袋进行扎孔处理，置于25℃（室温）条件下的货架上贮藏，定期观察初始密闭包装对蔬菜保鲜的效果，最后做出包装效果的比较，得出蔬菜初始密闭包装处理保鲜的最佳氧气浓度和处理时间。

（1）在0.8%、0.5%和0.3%的氧气浓度下，不做任何处理的对照组、经过2、4、6和8小时初始密闭包装处理了的共13组对照组，通过测试并比较蔬菜的保鲜指标，对蔬菜保鲜效果进行分析比较，获得蔬菜初始密闭包装的最佳氧气浓度和处理时间；

（2）分析初始密闭包装在果蔬保鲜中应用的可行性。

通过日常生活常识以及大量的资料查阅，不难预测低温条件下的初始密闭包装具有很好的保鲜效果；不同氧气浓度和不同时间的初始密闭包装处理应该也会影响初始密闭包装的保鲜效果，并且如果处理时间过短蔬菜的呼吸未受到完全抑制，处理时间过长又会让蔬菜进行无氧呼吸加快腐烂，所以处理时间过短和过长都不是最适合蔬菜保鲜的；同样，初始密闭包装的氧气浓度过高或过低也都不是最适合蔬菜保鲜的。

随着试验的进行不难找到最适合进行初始密闭包装保鲜的最佳氧气浓度和最佳处理时间，但是具体怎样影响怎样变化还待进一步的试验研究。

1.6本课题研究的目的与意义

蔬菜的生产存在着较强的季节性、区域性及蔬菜本身的易腐性同广大消费者对蔬菜的多样性及淡季调节的迫切性相矛盾，依靠科学技术对蔬菜进行长久保鲜成为食品领域中一项重要的课题，它和人们的生活质量息息相关。

目前关于初始密闭包装的国内研究还很少，并且关于所研究对象的成熟度、处理温湿度、容积度、处理时间和氧气浓度等方面的相互影响还需要做进一步的研究。

随着人们生活水平的提高，人们要吃到的不仅是能帮助填饱肚子的菜，人们还开始讲究蔬菜的环保卫生无公害，吃的是绿色蔬菜。

绿色蔬菜是无污染的安全、优质、营养类蔬菜总称。

“安全”都是指蔬菜内不含对人体有毒、有害物质，或将其控制在安全标准以下，“优质”是指蔬菜的商品质量，“营养”是指蔬菜的内含品质[8]。

开发绿色蔬菜有其重要而特殊的生态效益、经济效益和社会效益。

本课题研究初始密闭包装处理对蔬菜产后储藏品质的影响，通过试验可以验证初始密闭包装处理对蔬菜产后保鲜储藏的可行性、经济性与环保性。

第2章试验方案及试验过程

2.1材料与试剂

2.1.1试验材料与试剂

试验在湖南工业大学包印实验楼405室和403室进行。

选用常见的绿叶类蔬菜小白菜作为试验样品，从湖南工业大学校门附近的蔬果店购得。

这些小白菜植株大小基本相当，新鲜度基本一致，均已达到食用程度。

小白菜购买后立即送往实验室，用自来水清洗并在试验台上晾干，选用植株清洁，无腐烂，无机械损伤，菜叶无腐烂叶柄无褐变的小白菜13株，作为实验材料。

基于本试验的具体过程，选用从校门口商店购买的材质为聚乙烯（PE）的保鲜袋对小白菜进行包装。

所需药品试剂有重铬酸钾、浓硫酸、碘化钾、硫代硫酸钠、淀粉，从实验室领取。

2.1.2主要仪器

JPT-5型电子称

超低温冰柜

超洁净工作台

JBB-B热封仪

CYES-11型O2/CO2气体测定仪

梅特勒－托利多仪器有限公司

海尔公司

北京东联哈尔仪器制造有限公司

广州标记包装设备有限公司

上海嘉定学联仪表厂

2.2试验方案

实验选用常见的绿叶类蔬菜小白菜作为试验样品，在6℃环境中，对同一种蔬菜分别在0.8%、0.5%和0.3%的氧气浓度下进行2、4、6和8小时的不同时间的初始密闭包装处理，再将包装袋进行扎孔处理，置于25℃（室温）条件下的货架上贮藏，定期观察初始密闭包装对蔬菜保鲜的效果，最后做出包装效果的比较，得出蔬菜初始密闭包装处理保鲜的最佳氧气浓度和处理时间。

整个实验分为两个部分。

第一部分：

查阅文献资料确定试验中评价蔬菜新鲜度的指标：

乙醇含量、感官综合评价（色泽、外观、鲜嫩度、腐烂度）和失重率。

乙醇含量：

化学还原法；

感官综合评价：

目测法；

失重率：

称量法。

第二部分：

在不同氧气浓度下，对照组及不同处理时间的初始密闭包装对小白菜的保鲜效果试验。

（1）试验各项指标测定周期的确定：

考虑到未经初始密闭包装处理的小白菜保存期限比较短，所以对照组的各项指标为每天测一次；为了方便观察，经初始密闭包装处理的样品各项指标也每天测一次。

（2）试验样品的分组及处理：

将购买的新鲜小白菜清洗晾干，挑选大小相近的植株，根据不同初始密闭包装处理时间进行分组。

（3）根据各项指标测定周期分别测定各项指标：

定期从各组取样进行测定若样品外观已经腐烂变质失去食用价值则不再测。

（4）各项指标测定结果的计录与分析，得出研究结论。

2.3试验方法

温度是蔬菜贮藏过程中重要的影响因素[18]。

低温贮藏蔬菜能制约酶及微生物的活力、减缓化学反应速率、降低呼吸作用。

在设定温度时要保持蔬菜的活体状态，因为呼吸作用能抵御细菌的入侵，其氧化作用能将微生物分泌出的水解酶氧化变成无害物质。

贮藏温度与环境温度的温差应尽量缩小，结露现象也会导致微生物的滋生，毒害组织细胞，影响品质[13-15]。

经网上查资料知道叶类蔬菜最适保鲜温度为6℃[10]，所以整个初始密闭包装处理都在冰柜里6℃环境下进行。

选择洗净晾干、植株清洁、无腐烂、无机械损伤并且菜叶无腐烂叶柄无褐变的小白菜样品13株，分别装进13个PE保鲜袋中，并用JBB-B热封仪封口。

将包装好的13株小白菜分为13组，其中12组利用注射器先抽成真空，再利用注射器将已经测量好的氧气浓度为0.8%、0.5%和0.3%的空气充入这12组，每4组充入的氧气浓度是相同；剩下一组作为对照组。

所有组均贴上标签以便试验过程中进行区分。

在冰柜6℃条件下分别贮藏0（对照组）、2、4、6和8小时后，对13组小白菜包装进行刺孔处理，使袋内气体成分几乎与常规空气相同，并放在25℃（室温）条件下的货架上进行观察。

有孔包装袋用注射器针头（φ0.7mm）按每1cm2刺1个孔进行刺孔处理。

处理后的小白菜全部放在25℃（室温）条件下的货架上，并按之前确定的周期在贮藏后的第1、2、3、4、5、6和7天[25]对小白菜的各项指标进行观测，直至每组小白菜在均已完全腐烂失去食用价值，便测定小白菜的失重率，并不再观测。

2.4测定的指标和方法

本次试验采用市面上常见的保鲜袋（PE）来对试验材料小白菜进行包装，其良好的透明性方便了对试验材料的感官综合评价。

这里选取了乙醇含量、失重率和感官质量的综合评价这三种测定指标对小白菜样品进行评价。

其中感官质量的综合测定包括小白菜叶柄的褐变程度和小白菜菜叶的腐烂程度。

2.4.1失重率

经过不同氧气浓度和不同初始密闭包装处理时间处理后的小白菜全部放在25℃（室温）条件下的货架上，每天用电子称对各组小白菜进行称重，直到每组小白菜均已完全腐烂失去食用价值后便不再进行称重。

最后处理数据时比较各组小白菜的失重率变化，变化最小的小白菜组保鲜效果最佳。

其中失重率是利用下面这个公式进行失重率的计算：

失重率（%）=[（贮前质量-贮后质量）/贮前质量]×100%

2.4.2乙醇含量的测定

按照重铬酸钾氧化还原滴定法进行小白菜乙醇含量的测定。

将20g小白菜叶片研碎，用150mL蒸馏水将叶片洗入250mL的圆底烧瓶中蒸馏，用一个100mL的烧杯收集从冷凝管中流出的蒸馏液80mL左右，将其定溶至100mL。

吸取10mL标准重铬酸钾溶液（0.05molL-1）置于250mL的磨口三角瓶中，缓缓加入5mL浓硫酸，再加入10mL蒸馏液，振荡均匀。

连接立式冷凝管，使瓶中溶液轻微煮沸10min。

待回流过的溶液冷却后，用约100mL蒸馏水冲洗冷凝管，并完全无损地转入到原250mL磨口三角瓶中。

称取1.0克碘化钾加入到该磨口三角瓶中，振荡，塞上瓶塞，放置暗处保持5min。

从暗处取出后，自滴定管中滴加0.05molL-1硫代硫酸钠溶液。

当三角瓶中溶液的颜色由橙色变成淡黄色时，加入5mL5gL-1淀粉溶液。

然后继续滴定，至颜色由蓝色变为浅绿色时为止，记下消耗的硫代硫酸钠溶液的体积。

果蔬中乙醇含量=100%×[0.0115×（6×C0×V0-C1×V1）]/（m·Vs）

式中V——样品提取液（溜出液）总体积，ml；

Vs——吸取样品液体积，ml；

C0——标准重铬酸钾溶液浓度，molL-1；

V0——标准重铬酸钾的用量，ml；

C1——硫代硫酸钠溶液标定浓度，molL-1；

V1——硫代硫酸钠溶液滴定消耗量，ml；

M——样品质量，g；

0.015——折算系数。

2.4.3感官质量综合评定

采用目测法对小白菜进行感官评价。

各组小白菜如期的每两天从感官上对各组小白菜进行观察并记录。

小白菜的叶柄褐变程度采用Crisosto等[16]等级评估法，褐变程度按以下四个等级打分。

1分:

根部健康，叶柄保持良好白色，无褐变；

2分:

轻微褐变，根部无褐变，叶柄轻微褐变；

3分:

中等褐变，根部无明显褐变，叶柄褐变；

4分:

严重褐变，根部和叶柄均褐变[17]。

小白菜的菜叶腐烂程度也采用等级评估法，腐烂程度按以下四个等级打分。

1分:

菜叶保持良好绿色，无腐烂；

2分:

轻微腐烂，菜叶部分边缘开始变色，菜叶开始腐烂；

3分:

中等腐烂，菜叶边缘基本出现腐烂并正在扩大面积，菜叶正式腐烂；

4分:

严重腐烂，菜叶基本腐烂变黄变黑，腐烂面积约占叶片的90%。

因为每组有5株小白菜，所以每组的小白菜感官评价分数即为每组每株叶柄褐变程度和菜叶的腐烂程度所得分数之和。

第3章试验结果及分析

3.1初始密闭包装对失重率的影响

3.1.1处理时间对失重率的影响

图3.1、图3.2和图3.3记录的分别是初始氧气浓度分别为0.8%、0.5%和0.3%时，对照组（未经初始密闭包装）、经过2、4、6和8小时初始密闭包装的五组实验组的前一天与后一天小白菜总重量的变化。

数据源自附录中记录的各组小白菜的每天的重量。

图3.1初始氧气浓度为0.8%时失重率的变化

图3.2初始氧气浓度为0.5%时失重率的变化

图3.3初始氧气浓度为0.3%时失重率的变化

图3.1、图3.2和图3.3记录的是不同氧气浓度初始密闭包装下失重率的结果，可以看出，在25℃（室温）条件下货架的贮藏，当氧气浓度固定时，处理时间的不同会让失重率的变化也不同。

其中处理了4小时的各试验组的失重率变化明显低于其他各组，经初始密闭包装处理8小时的各试验组和对照组失重率变化最大，处理2小时和6小时的各组失重率变化相当。

在25℃（室温）条件下货架的贮藏，经初始密闭包装处理的小白菜失重率均低于对照组，其中初始密闭包装处理4小时的明显低于其他组。

这说明初始密闭包装对减缓小白菜的失重率有明显的作用，因为初始密闭包装可以很好地抑制水分的蒸发，减缓小白菜新陈代谢，从而减少自然消耗，降低失重率的增加。

而初始密闭包装处理时间超过4小时则会导致包装内小白菜处于低氧高二氧化碳环境时间较长，组织受到一定程度的伤害，细胞膜结构可能发生了变化，导致失水加快，失重率上升。

失重率与小白菜货架贮藏品质有很好的相关性。

3.1.2初始氧气浓度对失重率的影响

图3.4、图3.5、图3.6和图3.7记录的分别是经过2、4、6和8小时初始密闭包装后，对照组（未经初始密闭包装）、初始氧气浓度分别为0.8%、0.5%和0.3%时的五组实验组的前一天与后一天的小白菜失重率的变化。

数据源自附录中记录的各组小白菜的每天的重量。

图3.4经2小时初始密闭包装后失重率的变化

图3.5经4小时初始密闭包装后失重率的变化

图3.6经6小时初始密闭包装后失重率的变化

图3.7经8小时初始密闭包装后失重率的变化

从图3.4、图3.5、图3.6和图3.7中看得出，对照组的失重率均高于其他各组。