薄膜包裝對模擬運輸過程紅椒品質的影響

張雷剛，周宏勝，胡花麗，孫玉東，羅德旭，黃建國，李鵬霞*

(1.江蘇省農業科學院 農產品加工研究所，江蘇 南京 210014; 2.江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所，江蘇 淮安 223001；3.江蘇省淮安市金湖縣農業技術推廣中心，江蘇 金湖 223001)

紅椒屬茄果類蔬菜，富含胡蘿卜素、維生素等營養元素。淮安紅椒是淮安地區廣泛種植的蔬菜品種，經過近30年的發展已成為江蘇省一大特色蔬菜，其果色鮮艷、果肉厚，深受市場歡迎并成功注冊為中國地理標志產品。目前，淮安紅椒大棚設施化栽培面積達2萬hm2以上[1]，年產量超過30萬t[2]，社會和經濟效益顯著，由此帶動的設施蔬菜產業成為農民增收、農業增效的重要途徑。

蔬菜從采收到銷售的各個環節均會受到各種形式的機械損傷，包括震動、碰撞、擠壓等，造成感官品質下降、營養成分流失等問題[3]。此外，機械傷導致的生理代謝紊亂促進了微生物侵染和衰老，導致蔬菜采后流通過程中損耗嚴重，經濟損失巨大。數據表明，我國蔬菜采后各個環節中因為機械損傷而造成的損失在25%～45%[4]。紅椒水分含量較高，質地中空，在運輸過程中容易因擠壓、碰撞造成機械損傷，引起品質下降[5]。因此，在紅椒運輸過程中引入適宜的包裝材料，是降低機械損傷的有效途徑。

包裝是果蔬采后貯運保鮮的重要措施，已被廣泛應用于我國果蔬采后中長途運輸及電商物流環節[6]。模擬運輸評估不同包裝方式對果蔬機械損傷的防護效果，是目前果蔬貯運流通中具有實際價值的研究之一。使用適宜的減震包裝材料來減少運輸過程中的機械損傷很有必要[7]。潘儼等[8]通過建立與實際冷藏運輸相近的三軸向振動和溫度條件，發現模擬運輸振動加快了冷藏鮮杏的后熟和品質劣變，應選擇適宜貯運的成熟度采收果實并更換包裝，以降低損耗；申江等[9]通過對胡蘿卜、黃瓜、番茄、甜椒4種果蔬模擬公路冷藏運輸表明，運輸過程中的振動變化對果蔬影響顯著，較大的振動會對蔬菜帶來比較嚴重的機械損傷，建議冷藏運輸車應加強防振設施；程曦等[10]研究了不同振動時間和不同包裝方式對杏果實模擬汽車運輸過程中品質的影響，發現網套包裝能有效減輕運輸過程中振動脅迫對杏果實品質的不良影響，能較好地保持杏果實品質。目前生產中紅椒的運輸主要采用薄膜包裝袋包裝后裝入紙箱。前期我們探索了不同聚乙烯薄膜包裝材料對采后紅椒貯藏品質的影響，篩選得到的P1包裝材料能維持采后紅椒較好的靜態貯藏品質[11]，但其在運輸過程中的減損效果尚未得到驗證。本研究以紅椒流通銷售中常用的包裝材料為對照，對比P1處理對紅椒模擬運輸后的貯藏效果，從而為保障紅椒品質提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

“先紅一號”紅椒，采自江蘇淮安現代農業高新科技園，采后2 h內運回實驗室，挑選大小均勻、成熟度一致、無機械損傷的紅椒備用。

0.01 mm聚乙烯袋(P1)購自天津市國家農產品保鮮工程技術研究中心，普通紅椒包裝袋(CK)購自當地紅椒物流市場。2種包裝袋統一裁成30 cm×36 cm規格。

1.2 試驗處理

將紅椒隨機分成4組，其中2組用P1包裝，另2組用CK包裝。每組設置6袋重復，每袋內放置8個紅椒，每袋紅椒重約(800±50)g，將紅椒分別裝入紅椒包裝紙箱，將各箱紅椒固定于全功能微電腦垂直振動臺(模擬公路運輸)分別震動4 h和12 h，然后置于20 ℃保存，測定模擬運輸后貯藏0、1、4、8、12 d的紅椒品質指標(以新鮮紅椒采摘當天為第0天，以所有處理模擬振動結束時為第1天)。參照盧立新等[12]的方法，用變頻可調幅振動臺來實現振動脅迫。振動臺模擬隨機振動，采用5～55 Hz，強度為15%～45%，5 Hz和55 Hz分別設置1800 s，掃頻速度為每分鐘1/2個倍頻程[7]。

從各處理隨機選取8個紅椒，從同一部位切下2 cm×2 cm小塊用于硬度測定。另外，隨機選取12個紅椒，切去頭尾，將中間部分切成大小均勻的小塊后于液氮中冷凍，-80 ℃冰箱保存。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 硬度 將試樣置于質構儀P/50探頭下進行TPA測定，感應元量程為1000 N。測試參數[11]：測試高度20 mm、測試速度60 mm/min、形變量30%、起始力0.6 N、間隔時間10 s。

1.3.2 可溶性固形物(Total Soluble Solid, TSS)含量 使用ATAGO PAL-1型折光儀測定紅椒果肉汁液中TSS含量，用百分比表示，每個處理組測定15次。

1.3.3 腐爛率 參照黎春紅等[11]的方法，通過以下公式計算紅椒的腐爛率。

1.3.4 感官評價 參照黎春紅等[11]的評價標準對紅椒的組織質地、色澤、氣味、腐爛等情況進行綜合感官評價。

1.3.5 VC含量 VC含量采用2,6-二氯靛酚法[13]測定。稱取2 g紅椒果肉，加20 mL 2%的草酸溶液，研磨勻漿后，離心(10000 r/min、20 min、4 ℃)。取1 mL上清液，用1%草酸溶液將樣品液移入50 mL容量瓶中稀釋至刻度，搖勻。取20 mL濾液，置于50 mL三角瓶中，用已標定的2,6-二氯靛酚染料溶液滴定，直至溶液呈微紅色且15 s不褪色為止，重復3次。同時，以20 mL 2%草酸溶液作為空白對照按同樣方法進行滴定。紅椒果實中VC含量以mg/100 g表示。

1.3.6 抗氧化相關酶活性 提取樣品中的酶液：稱量2 g樣品經過研磨后加入含有0.1 mmol/L EDTA、4%聚乙烯吡咯烷酮和0.3%曲拉通的50 mmol/L的磷酸緩沖液(pH 7.5)。混勻后離心(10000 r/min、20 min、4 ℃)，取上清液使用。參照黎春紅等[11]的方法分別測定樣品中 APX(抗壞血酸過氧化物酶)、POD(過氧化物酶)、CAT(過氧化氫酶)、SOD(超氧化物歧化酶)的活性。

1.3.7 丙二醛(MDA)含量 參考程曦等[10]的方法，取5 g樣品，加入5%三氯乙酸10 mL，研磨后所得勻漿在3000 r/min下離心10 min,取上清液2 mL，加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸，混合后水浴煮沸30 min冷卻后離心，分別取上清液測定450、532、600 nm處的吸光值，計算MDA含量(μg/g)。

1.4 數據的處理及分析

采用Excel 2007軟件統計數據，所有數據為3次以上重復試驗的平均值±標準誤差；采用SPSS 21.0進行數據差異顯著性分析，數據處理間差異顯著性檢驗采用Duncan法。

2 結果與分析

2.1 薄膜包裝對模擬運輸后紅椒硬度的影響

硬度反映了紅椒果實在模擬運輸后貯藏期間的果肉質地變化。如圖1所示，模擬運輸后紅椒硬度略有下降，隨著貯藏時間延長呈顯著下降趨勢。第4天時，CK處理組硬度降低了65%～68%，同期P1處理組硬度下降了45%～51%，顯著高于CK(P<0.05)。隨后，各處理組紅椒硬度開始緩慢下降，但P1處理始終優于CK處理。各處理組模擬運輸4 h和12 h之間的差異不顯著。可見，P1包裝處理延緩了模擬運輸后紅椒果肉質地的軟化進程。

圖1 薄膜包裝對模擬運輸后貯藏期間紅椒硬度的影響

2.2 薄膜包裝對模擬運輸后紅椒TSS含量的影響

紅椒的呼吸作用消耗自身營養物質，導致運輸及貯藏過程中TSS含量的下降，P1處理能顯著延緩這種趨勢(P<0.05)。如圖2所示，模擬震動4 h和12 h以及隨后的貯藏期間，紅椒TTS含量下降較為平穩，貯藏12 d時分別下降了8%和9%。而CK處理的效果不如P1處理，尤其是第8天之后TSS含量急劇下降，貯藏到第12天時，模擬震動4 h和12 h的處理組TSS含量分別降低了23%和29%。由此可見，使用P1薄膜包裝袋能夠延緩模擬運輸后貯藏期間TSS含量的降低。

2.3 薄膜包裝對模擬運輸后紅椒腐爛率的影響

通過前期研究我們發現，紅椒采后貯藏期間果柄發霉是引起品質劣變的重要誘因。對紅椒進行模擬運輸后紅椒的腐爛率如圖3所示，由于紅椒自身的耐儲藏及抗病性，第4天時2種包裝的紅椒均未見明顯腐爛。隨后紅椒的腐爛率開始急劇上升，在第8天時P1包裝袋經過模擬運輸4 h和12 h的腐爛率分別為45%和40%，而CK包裝袋的腐爛率為65%和80%。第12天時CK包裝2組處理的紅椒已全部腐爛，而P1包裝模擬運輸4 h和12 h的腐爛率與CK處理第8天相當，可見使用P1包裝可延緩紅椒運輸后的腐爛。

圖3 薄膜包裝對模擬運輸后貯藏期間紅椒腐爛率的影響

2.4 薄膜包裝對模擬運輸后紅椒感官評價的影響

感官評價是采后蔬菜商品性的重要指標之一。隨模擬運輸后貯藏時間的延長，紅椒品質呈逐漸下降趨勢(圖4)。CK處理的紅椒品質劣變較快，第4天時即出現霉變和萎蔫現象，色澤開始變深，至第8天時果柄有一半以上腐爛，包裝袋內有明顯發酵氣味，幾乎喪失商品性；P1處理能顯著延緩紅椒劣變速度，至第8天時除個別出現霉變和失水癥狀外，整體仍有較好商品性。模擬運輸對紅椒貯藏感官品質有顯著影響，振動12 h的紅椒保鮮期明顯短于振動4 h處理。綜合組織質地、氣味、色澤、腐爛情況等品質指標，P1包裝處理能延緩模擬運輸后貯藏期內紅椒的感官品質下降，振動時間越短保鮮效果越好。

圖4 薄膜包裝對模擬運輸后貯藏期間紅椒感官評價的影響

2.5 薄膜包裝對模擬運輸后紅椒VC含量的影響

紅椒是一種富含VC的蔬菜，采后貯藏期間的VC含量呈顯著下降趨勢。如圖5所示，紅椒在模擬運輸后第4天的VC含量下降了14%～17%，第8天時下降了18%～22%，第12天時下降了23%～42%，P1處理略好于CK處理。其中，不論哪種包裝貯藏期間，模擬振動4 h的紅椒VC含量普遍高于振動12 h的，表明紅椒運輸過程對VC含量的影響較大，貯藏時間越長下降得越快。

圖5 薄膜包裝對模擬運輸后貯藏期間紅椒VC含量的影響

2.6 薄膜包裝對模擬運輸后紅椒抗氧化相關酶活性的影響

2.6.1 APX APX是果蔬重要的抗氧化酶之一。模擬運輸后貯藏期間，不同包裝處理差異較大，P1處理的紅椒APX酶活性下降較緩慢，且第8天時有上升趨勢，尤其是模擬振動4 h的上升幅度非常顯著(P<0.05)；CK處理的紅椒APX酶活性下降較明顯，且不同模擬運輸時間的處理組差異不顯著(圖6)。可見，P1包裝處理能維持紅椒較高的APX活性，提高紅椒對氧化脅迫的耐受性。

圖6 薄膜包裝對模擬運輸后貯藏期間紅椒APX活性的影響

2.6.2 SOD SOD是植物體內活性氧清除酶系統的重要保護酶，其活性下降是生物體衰老的標志之一。如圖7所示，模擬運輸后的貯藏期間，紅椒SOD活性呈降低-升高-再下降的趨勢，但P1包裝的2個處理組的下降趨勢較CK組延遲了4 d左右。模擬振動4 h后的貯藏期間，P1處理的紅椒SOD活性顯著高于其他處理，尤其在第12天時仍保持著相對較高的活性(P<0.05)。由此可見P1包裝對維持紅椒SOD活性起到了重要作用。

圖7 薄膜包裝對模擬運輸后貯藏期間紅椒SOD活性的影響

2.6.3 POD POD能還原過氧化氫從而降低對植物細胞的損害，延緩衰老。模擬運輸對POD活性有誘導作用，模擬運輸后貯藏前期(0～4 d)略有下降，隨后的貯藏期間均不同程度上升。其中，模擬運輸4 h的P1處理能顯著提高POD活性，貯藏前期即開始上升，至第8天時達到最高(為新鮮紅椒的1.4倍)。模擬運輸12 h的P1處理貯藏第8天時POD的活性開始升高，至第12天時達到新鮮紅椒活性水平。而CK處理對POD活性的影響較小，模擬運輸4 h和12 h處理組均呈緩慢下降趨勢，至第12天時有所升高(圖8)。可見，P1包裝處理能有效提高紅椒POD活性，維持紅椒活性氧代謝水平。

2.6.4 CAT CAT能有效延緩植物體內H2O2對細胞的氧化作用，是保護自身免受活性氧自由基毒害的重要酶類。如圖9所示，模擬運輸后的貯藏期間，紅椒CAT活性總體呈現下降趨勢，P1包裝相對延緩了下降速度。無論P1還是CK包裝，模擬振動4 h的CAT活性均略高于12 h處理組。可見，P1包裝處理能減緩運輸后貯藏過程中紅椒CAT活性的下降，延緩紅椒組織內H2O2對細胞的損傷。

圖8 薄膜包裝對模擬運輸后貯藏期間紅椒POD活性的影響

圖9 薄膜包裝對模擬運輸后貯藏期間紅椒CAT活性的影響

2.7 薄膜包裝對模擬運輸后紅椒MDA含量的影響

MDA含量是膜脂過氧化程度的指標。由圖10可知，模擬運輸后的貯藏過程中，紅椒MDA含量呈上升趨勢，0～4 d時變化幅度較小，隨后顯著上升。貯藏8 d時MDA含量上升了1.7～2.8倍，貯藏12 d時MDA含量上升了3.2～5.3倍。其中，P1包裝能顯著延緩貯藏期間MDA的積累速度(P<0.05)。可見，振動脅迫可以顯著加速紅椒MDA含量的上升，P1包裝可明顯減緩MDA積累。

3 討論

3.1 運輸引起的傷害對紅椒貯藏和貨架期具有顯著影響

農產品采收到銷售環節需要物流運輸來銜接。據統計，由于運輸過程中的機械損傷造成的果蔬的爛損率達30%[14]，而運輸中的振動是造成果蔬損失的主要因素。運輸過程中的振動會引起果實的生理變化，導致呼吸強度增加，內部軟化，最終引起果實品質衰變，貨架期縮短，造成嚴重的經濟損失[15]。新鮮紅椒果肉較厚，含水量較高，但經過模擬運輸處理后，其感官品質受到顯著影響。與我們之前的研究對比發現，采取同樣的包裝處理，模擬振動過的紅椒貯藏至第8天時即失去商品性，而沒有機械損傷的紅椒貯藏至第12天時仍有較好的商品性[11]。感官評分也能準確反映這一問題：采后直接P1包裝的紅椒貯藏到第12天時感官評分仍保持8分以上，而模擬運輸過的P1包裝紅椒貯藏至第8天時感官評分已經低于8分(圖4)。同時，模擬運輸時間與紅椒品質下降呈顯著正相關，振動造成的機械損傷嚴重威脅著紅椒的貯藏與銷售。經過模擬運輸后常溫條件下極易受到腐生菌和潛伏病原菌的侵染，其中紅椒果柄霉變最為嚴重[11]。同樣的包裝處理下，經過常規時間的模擬運輸(4～12 h)，紅椒的腐爛情況比采后直接貯藏的提前了2 d[11]。

圖10 薄膜包裝對模擬運輸后貯藏期間紅椒MDA含量的影響

3.2 適宜的薄膜包裝能減輕紅椒模擬運輸后貯藏期間的品質劣變

薄膜包裝在果蔬儲運過程中發揮著重要作用，能夠有效減少失水、褐變、木質化等[16-17]。但不同果蔬的呼吸和生理代謝各不相同，導致其對包裝材料的適應性也存在特異性。梁蕓志等[18]篩選了不同保鮮膜處理對番茄常溫貨架品質的影響，發現微孔膜處理可以保持番茄較好的品質。黎春紅等[7]將內襯保鮮膜和緩沖材料加以結合，能顯著延緩水蜜桃運輸期間受到的機械損傷，并能在很大程度上保持運輸過程中水蜜桃的各項生理及感官品質。另外，為了在流通中保持鮮切花品質，基于高水蒸氣阻隔技術和氣調包裝技術的包裝材料研究也受到越來越多的關注[19]。我們前期研究了不同厚度的聚乙烯薄膜包裝材料對紅椒的靜態保鮮效果，結果發現P1聚乙烯薄膜包裝能更好維持采后紅椒的貯藏品質。在本研究中，我們進一步證實了這種保鮮包裝材料在紅椒采后運輸中也能發揮作用，有效減輕機械損傷對后期貯藏造成的影響。綜上所述，P1包裝材料能延緩紅椒腐爛、誘導提高抗衰老相關酶的活性，可替代常規包裝材料用于物流運輸、貯藏及貨架期銷售過程中，維持紅椒較好的品質和商品性。