果蔬采后保鮮包裝技術的研究進展

王 靜

（陜西學前師范學院生命科學與食品工程學院，陜西 西安 710100）

水果和蔬菜中碳水化合物、礦物質、維生素、膳食纖維等營養物質含量豐富，是人們飲食中不可或缺的重要組成。近年來，隨著生活水平的不斷提高和生鮮電子商務的快速發展，人們對果蔬的需求與日俱增，對新鮮果蔬品質的要求不斷提高。果蔬采后從產地到消費者的整個供應鏈中，由于腐爛變質等原因產生10%~20%的損耗率，給國家及相關產業造成巨大的經濟損失。合理的保鮮包裝技術是阻隔果蔬免受環境污染，保障果蔬的安全與品質，降低腐爛率及延長貯藏期的重要手段之一。

綜述了納米類、涂膜類、氣調類包裝和活性包裝等不同保鮮包裝對采后果蔬品質和貯藏特性的影響，以期為果蔬保鮮提供參考。

1 包裝材料對采后果蔬耐貯性及貯藏品質的影響

1.1 納米類

所謂“納米包裝”，就是采用納米技術，運用納米復合材料，使包裝具有某些特殊物理、化學性質的納米固體材料。納米復合材料的分散相在1~100 nm 之間，在結構和功能上具有的獨特表面效應、體積效應、量子尺寸效應和宏觀效應使其在力學、磁學、光學、電學、聲學、熱學和化學活性等方面呈現出與傳統材料不同的性能，主要表現為低透氧率、低透濕率、阻隔二氧化碳、具有抗菌表面等特性[1]。

相比于普通包裝或未包裝的果蔬，納米材料包裝的果蔬采后生理代謝明顯受到抑制，受微生物的侵染相對減少，果實硬度下降延緩，營養物質損失減少，氧化程度降低，從而使貯藏期間果蔬保持良好的品質，延緩其腐敗變質[2-3]。納米類包裝在市場中的應用越來越廣泛，如在采后金針菇[4]、竹筍[5]、生菜[6]、杏鮑菇[7]等的貯藏中應用效果良好。馬寧等[4]研究了采后納米包裝對金針菇的保鮮效應，研究結果表明，納米包裝能夠維持較高水平的三磷酸腺苷（ATP）含量和線粒體復合體活性，從而使金針菇保持較高的能量狀態，延緩其衰老。馬寧等[6]還研究了納米包裝材料對生菜的保鮮效果，結果顯示，與普通包裝材料相比，納米材料包裝后生菜的失重率和營養成分的損失率相對降低，多酚氧化酶的活性受到抑制，膜脂過氧化進程減緩，從而使生菜在貯藏過程中能保持良好的感官品質，有效改善生菜的萎蔫現象。張燁[8]研究了不同復合納米材料對番茄保鮮效果的影響，結果表明，復合納米纖維材料能降解番茄成熟過程中乙烯的產生，延緩其成熟衰老。

1.2 涂膜類

涂膜類包裝有環氧乙烷高級脂肪醇（OHAA）被膜、臭氧冰膜、可食性膜等[9]。

1.2.1 OHAA 被膜

OHAA 是以脂肪醇和環氧乙烷為原料，通過逐級結合反應而成，具有無味、無臭和無毒的特點，有良好的分散性、潤濕性、勻染性、起泡性。OHAA 加入一定量水調合后制成懸浮狀被膜劑，能有效抑制果蔬組織水分的揮發，防止微生物侵入，而不影響果蔬自身的呼吸作用[10]。

將OHAA 涂膜在冬棗表面后，可以明顯抑制果實水分的散失，降低其可溶性固形物、可滴定酸和VC含量的損失[11]。OHAA 若與次氯酸鈉、1-甲基環丙烯結合制成復合保鮮劑，能夠使被膜的保鮮效果增強，提高冬棗果實的食用品質[12]。于軍等[13]研究了OHAA涂膜對小白杏的保鮮效果，結果表明，經涂膜后小白杏果實中過氧化氫酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性受到抑制，果實活性氧代謝被抑制，貯藏期延長。

1.2.2 臭氧冰膜

臭氧冰膜是將果蔬用臭氧水浸泡后，在低于0 ℃的冷凍條件下，果蔬外表面形成一層冰膜。這層臭氧冰膜不但能控制果蔬的蒸騰作用，防止果蔬失水萎蔫和發生冷害、凍害，而且還能抑制果蔬表面微生物的生長，使果蔬后熟釋放的乙烯、乙醇等物質發生氧化，延緩果蔬的后熟[14]。

臭氧冰膜處理后的冬棗硬度下降緩慢，可滴定酸和VC 含量的損失顯著減少；有效降低了膜脂過氧化程度，減緩冬棗丙二醛含量的增加，保護其細胞膜系統不受傷害，從而減慢其衰老腐敗的速率。此外，臭氧冰膜處理還可以減少冬棗貯藏過程中的失水，降低其軟化速率，防止乙醇大量積累導致的果實感官品質與食用價值下降[15]。張明等[16]對臭氧冰膜處理后的無花果活性氧代謝進行了研究，結果表明，經臭氧冰膜處理后，無花果果實過氧化物酶（POD）、CAT 和SOD 活性提高，活性氧等自由基產生的速率降低，果實耐貯性提高。

1.2.3 可食性膜

1.2.3.1 多糖類

多糖類可食性涂膜是以多糖及其衍生物為基本材料，再向其加入可食用性增塑劑，經過加工處理，在分子間氫鍵的作用下，形成的一種薄膜材料。多糖類可食性膜的氣體阻隔性較好，可防止果蔬因采后呼吸作用增強導致的腐敗現象。相比普通薄膜包裝而言，多糖類可食性薄膜能被生物降解，因此不會對環境造成不良影響[17]。多糖類可食性涂膜主要包括由淀粉、動植物膠、纖維素等制成的可食性膜[18]。

淀粉類可食性涂膜是以直鏈淀粉為基本材料，加入一定量增塑劑和少量增強劑制成的，具有良好的成膜性和透明度[17]。由于使用的原料較廣泛，制作成本較低，因此其在采后果蔬保鮮中應用廣泛。張帆等[19]將改性葛根淀粉膜涂在鮮切山藥上，以減緩山藥組織細胞進一步破壞，使山藥表面形成低O2、高CO2的環境，防止致病微生物的生長繁殖，其蒸騰作用也受到抑制。陳守江等[20]研究了不同可食性淀粉涂膜液配方對鮮切蘑菇貯藏品質的影響，結果表明，在淀粉涂膜液中添加2.65%甘油和0.25%巴西棕櫚蠟時，冷藏蘑菇切片的呼吸作用受阻最明顯，失重率最低，色澤變化最小，貯藏品質最優。

動植物膠類可食性膜是在以動物膠或植物膠為原料的基礎上，加入適宜增塑劑如甘油、多元醇、山梨酸酯等，經加工處理制成的可食用性涂膜，具有良好的阻氣性和耐濕性，透明度高、強度大，同時還具有一定的抗菌性和生物降解性[21]。殼聚糖是除纖維素外，自然界中唯一存在產量最高的生物高分子堿性多糖，具有易于生物降解、抗菌性強、安全無毒等優點[22-23]。殼聚糖涂膜為半透性膜，其通過控制氣體交換，抑制果蔬的蒸騰作用，降低失重率，并阻礙果蔬組織內活性氧的合成，從而降低果蔬衰老、腐敗的速率，使采后果蔬組織保持穩定，防止微生物侵染[24-25]。蔣璇靚等[26]研究表明，殼聚糖可以誘導局部和整個果蔬植株系統發生一系列的反應，其中包括胞漿酸化、蛋白磷酸化、細胞膜去極化、信號傳遞、病程相關蛋白的產生與積累及抗菌成分的聚集與激活等，從而有效提高果蔬的抗病性。刁維新[27]研究了草酸/蘋果酸改性殼聚糖可食性膜對西梅保鮮效果的影響，結果表明，草酸添加量為0.6%，蘋果酸添加量為0.8%時，改性包裝膜的性能良好，保鮮效果較好。殼聚糖還被廣泛應用于櫻桃[28]、紅地球葡萄[29]、冬棗[30]、香蕉[31]等果蔬的保鮮。

纖維素可食性涂膜主要是將纖維素改性后加入甘油等制成的薄膜，改性后的纖維素膜具有良好的阻氧性，可有效防止果蔬在貯藏過程中出現褐變、霉變以及變質現象[18]。陳中杭等[32]研究發現，納米改性ZnO/纖維素膜可減慢西蘭花葉綠素含量的降低速率，減少VC 的損失，有效防止微生物侵染，提高西蘭花POD 活性，從而保持良好的感官品質和食用價值。此外，李保祥等[33]研究了納米纖維素-殼聚糖復合涂膜對砂糖橘的保鮮效應，結果表明，復合涂膜顯著降低了砂糖橘果實的膜脂過氧化程度，使果實保持較高的抗衰老能力，增強了果實的保鮮效果。

1.2.3.2 蛋白質類

蛋白質類可食性膜是用玉米、花生、大豆、小麥、牛奶等蛋白質含量豐富的原料制成的膜材料，該類可食性膜具有良好的阻隔性和機械特性，能有效抑制果蔬風味物質的揮發，保持較好的果蔬品質[34]。王瑩等[35]研究了乳清蛋白膜的不同成膜工藝對圣女果貯藏品質的影響，結果表明，酶解法制備的乳清蛋白膜對圣女果的涂膜保藏效果最佳，可顯著降低圣女果果實的失重率，抑制果實呼吸作用，降低抗壞血酸的損失。牛春艷等[36]研究了大豆分離蛋白可食性膜對黃瓜的保鮮效應，結果表明，經可食性膜處理的黃瓜營養物質的損失較低，保鮮效果較好。

1.2.3.3 脂質及其化合物類

脂質涂膜是由蠟、酰基甘油或脂肪酸制成的膜材料，其對水蒸氣的阻隔性較好。蠟常以巴西棕櫚蠟、蜂蠟為主，以其制成的膜除了能有效避免果蔬蒸騰作用導致水分流失外，還能提亮果蔬光澤，從而改善其感官品質[34]。王昕等[37]研究了淀粉基添加不同量脂質的可食膜對番茄果實的保鮮效應，結果表明，涂膜后的番茄果實營養成分損失減少，失重率降低，貨架期延長。

2 包裝方式對采后果蔬耐貯性及貯藏品質的影響

2.1 氣調包裝

氣調包裝又稱充氣包裝或氣體置換包裝，通常是指向包裝內充入所需的相應比例混合氣體，調節或控制采后果蔬貯藏環境的氣體含量，抑制果蔬的呼吸作用，以達到減少果蔬中營養成分損失和延長貨架期的目的。在高CO2環境的包裝內大多數好氧微生物的生長繁殖被抑制，從而減少了由微生物侵染導致的果蔬腐敗變質現象[38]。由于氣調包裝能較好地保持果蔬采摘時的新鮮度，從而保持較佳的果蔬風味及口感，無毒無害，對環境無污染，近年來深受人們認可[39]。

2.1.1 氣調包裝的分類

2.1.1.1 主動氣調

主動氣調主要利用機械設備創造出對果蔬保鮮最有利的氣體環境。果蔬經普通包裝后，在包裝內達到真空狀態時，再向包裝內充入一定量O2、CO2等適宜果蔬保鮮貯藏的氣體，在適宜的氣體環境下使果蔬保持良好的生理狀況，從而達到保鮮的效果。主動氣調的優點是操作者能夠根據不同果蔬呼吸作用的特點，調節包裝內不同氣體的比例，建立起果蔬貯藏所需的最佳氣調環境；缺點是前期需要配氣，因此增加了大量設備成本[39-40]。

2.1.1.2 被動氣調

被動氣調也稱自發氣調，其利用果蔬在貯藏過程中通過自身的呼吸作用吸收包裝內O2釋放CO2，制造一個低濃度O2和高濃度CO2的不利于果蔬呼吸作用的氣體環境，從而達到延長果蔬貨架期的目的。生鮮市場中常用的被動氣調包裝材料有淺盤、塑料保鮮膜和塑料袋等。被動氣調法要求包裝內果蔬的呼吸作用與包裝材料的透氣性保持良好的契合，盡管包裝成本較低、易操作，但創建最佳的氣調環境需較長時間且只適用于少數果蔬的貯藏。

2.1.2 氣調包裝對采后果蔬品質和貯藏特性的影響

陳金鳳[41]研究了自發氣調包裝對竹筍的保鮮效果，結果表明，這種低O2高CO2的氣體環境可以有效抑制竹筍的呼吸作用和貯藏期間的蒸騰失水，同時也能有效預防微生物滋生。濮艷清[42]研究發現，預處理結合氣調包裝能有效改善多汁類果蔬的褐變、腐爛和果汁流失等問題。董浩[43]使用改性氧化石墨烯/磺化聚醚醚酮平衡氣調膜對櫻桃番茄和生菜進行保鮮，結果表明，氣調膜能使O2、CO2體積分數達到維持適宜櫻桃番茄和生菜貯藏的氣體環境的要求，有效地減少了代謝過程中營養物質的損耗。此外，果蔬蒸騰作用產生的水分能通過平衡氣調膜滲出，減少微生物污染的可能，有效降低果蔬的腐爛指數，提高其貯藏性。徐春蕾等[44]研究了氣調包裝對楊桃、碭山梨、黃瓜、小麥草的保鮮效應，結果表明，貯藏一段時間后，4種果蔬果實失重率、果實菌落數的增長率均小于正常包裝，果實微生物滋長以及腐敗變質問題得以改善，有效提高了果蔬耐貯性。氣調包裝還被應用于草莓[45]、香菇[46]、火龍果[47]、花椰菜[48]等多種果蔬的貯藏保鮮中。

2.2 活性包裝

活性包裝是指以包裝材料作為傳送載體，在包裝材料中加入抗菌劑、除氧劑、二氧化碳、乙烯控制劑等活性物質，對包裝內氣體環境進行調控，抑制病原微生物的生長繁殖，延緩采后果蔬的生理生化反應，降低果蔬的呼吸強度，從而實現果蔬抗菌、防腐、延長果蔬保鮮貯藏期[49]?；钚园b的種類繁多，主要有抗菌包裝、除氧包裝、除乙烯包裝、控濕包裝等。隋思瑤等[50]研究了抗菌包裝對采后果蔬的保鮮效果，結果表明，抗菌包裝可以通過破壞微生物的細胞結構達到抗菌效果，防止果蔬遭受微生物侵染。孫世旭等[51]研究了納米抗菌包裝對白蓮藕風味品質的影響，結果表明，納米抗菌包裝能提高白蓮藕的SOD 和CAT 活性，調節白蓮藕中揮發性組分代謝相關基因的表達，從而延緩其衰老和褐變，提高感官品質。付亮等[52]研究了溶菌酶結合納米包裝對獼猴桃果實貯藏品質的影響，結果表明，溶菌酶和納米包裝處理能不同程度地抑制采后獼猴桃果實的呼吸強度、失重率、腐爛率和乙烯釋放量，延緩獼猴桃果實的后熟和衰老，提高果實的品質和食用價值。黃巍等[53]以丁香精油為抑菌劑涂布紙箱，研究其對水蜜桃的保鮮效果。研究發現，丁香精油涂布紙箱能抑制多種霉菌的生長繁殖，延長水蜜桃的貨架期。陳嘉琪等[54]研究了不同包裝方式對嫩鮮蒜貯藏品質及抗氧化活性的影響，結果表明，二氧化氯緩釋劑結合自發氣調包裝能夠延緩嫩鮮蒜的腐爛和衰老，貯藏7 個月時仍保持較好的外觀品質。

吸收或釋放包裝主要是利用吸收劑或釋放劑，控制包裝內乙烯和二氧化碳含量，從而調控包裝內氣體環境，使果蔬的呼吸作用受阻，抑制果蔬后熟與衰老的速度，延長保鮮貯藏期。高錳酸鉀、活性炭、沸石以及一些多孔性礦物質粉末可作為吸收劑。徐靜等[55]將采用高錳酸鉀、磷酸、磷酸二氫鈉、沸石、膨潤土制成的乙烯吸附劑用于青菜的貯藏中，結果表明，添加乙烯吸附劑后，青菜的發黃問題得到明顯改善，貯藏過程中葉綠素分解和亞硝酸鹽含量減少。

3 小結與展望

隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高，消費者對采后果蔬的品質和包裝提出了更高的要求，但目前果蔬包裝材料的安全性和對環境的污染問題仍然存在，消費者對活性包裝的接受度還不高，保鮮包裝的智能化、集成化與高速發展的現代綠色生態農業的要求還有一定距離。未來的果蔬包裝應以增強果蔬保鮮功能、提高果蔬貯藏品質，確保果蔬食用安全為核心，加強綜合性、智能化包裝技術研究，改變果蔬保鮮包裝功能單一的現狀；另外，應加大開發天然新型、可食用、易降解、無污染包裝材料的開發力度，以促進綠色包裝行業的可持續性發展。