包装贴体度对真空包装凉粉出水和保鲜品质的影响

何飘1,肖徐1,2,3,张丹1,2,3,王婧1,龚诗琪1,张敏1,2,3*

1(西南大学 食品科学学院,重庆,400715)

2(西南大学,食品贮藏与物流研究中心,重庆,400715)

3(农业农村部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室,重庆,400715)

摘 要 为延长凉粉保质期,解决其销售局限性的问题,实验使用流延聚丙烯(cast polypropylene,CPP)、聚乙烯(polyethylene,PE)、聚酰胺/聚乙烯(polyamide/polyethylene,PA/PE)、聚酯/聚乙烯(polyester/polyethylene,PET/PE)4种有不同柔韧性的包装材料对凉粉进行真空包装,探究包装贴体度对凉粉出水和保鲜品质的影响。结果显示,4种材料柔韧性表现为PE>CPP>PA/PE>PET/PE。PA/PE和PET/PE由于材质柔韧性较差,抽真空后贴合度不够,易使凉粉受损,加剧水分流失,进而促使贮藏过程中支链淀粉重新聚集形成微结晶,淀粉构象发生变化,且随着贮藏时间的延长,淀粉回生增强。而CPP和PE材质柔韧性较好,能与凉粉实现高程度贴合,维持其高水分含量,从而阻碍支链淀粉的重结晶,一定程度抑制凉粉老化,进而延缓其硬度、咀嚼力、淀粉相对结晶度和有序结构的增加,同时抑制L*值的下降,使其保持色泽透亮,感官品质更优,其中,PE保存效果最佳。因此,选用高贴体度的PE包装材料可以有效控制凉粉出水,使其在15 d贮藏期内表现出更好的质构和感官品质。但由于PE透氧率最高,气体从袋外透入袋内量最大,导致贮藏9 d后贴体效果开始减弱,凉粉虽仍能保持最高的水分含量,但其下降幅度却明显增加,后续需进一步研究其他方法予以提升。

关键词 凉粉;包装贴体度;出水;重结晶;有序结构;保鲜

凉粉是西南地区的知名小吃,属于淀粉凝胶类食品,因其劲道爽滑,口感独特而深受消费者喜爱。凉粉的传统制作工艺是淀粉经糊化后冷却老化的过程,过程中能够产生有益于人体健康的抗性淀粉,在大肠中通过发酵产生短链脂肪酸,起到预防直肠癌、促进排便等作用[1]。而作为鲜湿淀粉类凝胶食品的凉粉水分含量高、水分活度大,在常温环境下贮藏极易失水而导致亮度变暗、老化、变硬干缩等品质劣变问题[2],导致产品感官品质严重下降,所以当前凉粉的售卖方式多以餐饮店和市场流动摊贩为主,多为现做现卖,而少数工业化制作的凉粉也仅仅保鲜2~3 d,无法进行远距离销售,严重限制了凉粉产业发展壮大,因此研究凉粉保质保鲜技术就显得十分必要。

针对凉粉失水问题,从包装予以控制有可能是一种有效可行的方式。从包装工艺来看,已有研究表明真空包装对于米制鲜湿食品有延长保质期的作用,如田晓红等[3]研究包装方式对糙米线的影响,发现真空包装能延缓米线的氧化程度并延长其保质期。唐欢欢[4]对凉粉用3%乳酸酸浸90 s,真空包装(0.1 MPa,30 s),90 ℃水热杀菌30 min,再在80 ℃下微波杀菌110 s,可将凉粉的保质期延长至45 d。但从包装材料的角度来看,传统真空包装存在包装材料与食品的贴合不够完美、会有褶皱存在的问题,这可能导致袋内有气泡和“水分通道”出现,食品的渗出物会积聚在微小的残留裂缝中,会促使微生物生长,从而降低其保质期[5]。赵莹鑫等[6]研究发现,羊肉贴体包装后,能较好维持其品质,有利于羊肉的长期保存。刘义等[7]用普通真空包装、托盘包装、真空贴体包装等不同包装方式包装鲟鱼片,发现与普通真空包装(6 d)和托盘包装(3 d)相比,真空贴体包装可将鲟鱼片在4 ℃冷藏条件下的货架期延长至9 d,且产品的展示性更好。因此,选用能与凉粉贴体好的包装材料,解决真空包装贴合度的问题,将更有利于真空包装应用于高水分含量食品的保鲜。

目前对不同包装方式及包装材料对食品的保鲜研究较多,但通过研究包装材料与食品的贴体度来解决出水问题从而改善食品品质的研究报道极少。因此,本实验选用不同包装材料对凉粉进行真空包装,通过测定4种包装材料的拉伸性能和凉粉在贮藏过程中的汁液流失率、质构特性、淀粉相对结晶度和有序结构等指标,探究不同包装材料的贴体度对凉粉出水及保鲜品质的影响。在不影响凉粉品质的前提下,解决凉粉的失水问题,进一步延长凉粉的保质期,为扩大凉粉销售半径,也为高水分食品的保鲜提供新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜凉粉(同批次,当天制作),重庆市天生农贸市场;流延聚丙烯(cast polypropylene,CPP)包装袋,双面厚度100 μm,蒙蒙包装厂;聚乙烯(polyethylene,PE)包装袋,双面厚度100 μm,兴发包装行;聚酰胺/聚乙烯(polyamide/polyethylene,PA/PE)包装袋,双面厚度60 μm,其中PA 15 μm/PE 45 μm,喜之龙办公旗舰店;聚酯/聚乙烯(polyester/polyethylene,PET/PE)包装袋,双面厚度160 μm,喜之龙办公旗舰店。4种包装袋尺寸均为15 cm×20 cm。

1.2 仪器与设备

MLtraScan®色度仪、DPH电热恒温培养箱,上海一恒科学仪器有限公司;PROXLW智能电子拉力试验机,济南蓝光电子有限公司;TA-XT plus物性测定仪,英国Stable Micro System公司;DZQ-320B真空包装机,泉州市安尔盛机械有限公司;LGJ-10真空冷冻干燥机,北京松源华兴科技发展有限公司;傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer,FT-IR),美国Thermo Fisher Scientific公司;X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD),日本Rigaku公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品准备

将凉粉切成大小均匀的长条状,每份样品(50±5) g左右。为探究不同包装材料的不同贴体度对凉粉失水及其保鲜品质的影响,分别将凉粉装入4种包装材料:A组:CPP包装袋,透氧率1 220 cm2/(m2·24 h·0.1 MPa),透湿率12 g/(m2·24 h);B组:PE包装袋,透氧率2 667 cm2/(m2·24 h·0.1 MPa),透湿率16 g/(m2·24 h);C组:PA/PE包装袋,透氧率47.1 cm2/(m2·24 h·0.1 MPa),透湿率14 g/(m2·24 h);D组:PET/PE包装袋,透氧率105 cm2/(m2·24 h·0.1 MPa),透湿率15 g/(m2·24 h)。样品分装完毕后,将4组样品抽真空40 s封袋,再统一进行75 ℃、15 min水浴杀菌处理,然后置于25 ℃室温贮藏。每3 d从各组随机取样检测各项指标,实验周期为15 d。

1.3.2 检测方法

1.3.2.1 拉伸性能

参考GB/T 1040.3—2006《塑料 拉伸性能的测定 第3部分:薄塑和薄片的试验条件》测定各包装材料的拉伸性能。

1.3.2.2 菌落总数

参考GB 4789.2—2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》规定的方法测定凉粉样品菌落总数。

1.3.2.3 水分含量

参考GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中水分直接干燥法,测定凉粉样品水分含量。

1.3.2.4 汁液流失率

计算如公式(1)所示:

汁液流失率/%=[(初始凉粉质量-测定时凉粉质量)/初始凉粉质量]×100

(1)

1.3.2.5 质构特性

使用物性测定仪对凉粉进行全质构测试,凉粉样品切为1 cm×1 cm×1 cm的大小,测试为压力测试并略作修改[8]。设置参数为:TPA模式;测前速率0.1 mm/s;测试速率0.1 mm/s;测后速率0.1 mm/s;停留时间5.0 s,受压形变30%,触发力20 g,用P/36R型探头进行测试。

1.3.2.6 亮度值(L*值)

使用色度仪测试凉粉的亮度值(L*值)。

1.3.2.7 淀粉相对结晶度测定

将凉粉冻干后研磨成粉末,过200目筛后,用X-射线衍射仪测定样品在40 kV和40 mACu辐射下的晶体结构,2θ扫描范围为5°~40°,扫描速度为2 °/min。所得图谱用Jade 6进行分析,按照公式(2)计算相对结晶度。

相对结晶度

(2)

1.3.2.8 淀粉有序结构分析

将凉粉冻干后研磨成粉末,过200目筛后,取1~2 mg粉末试样、200 mg纯KBr研细均匀,置于模具中,在油压机上压成透明薄片,将样片放入红外光谱仪中测试,波数范围4 000~600 cm-1,扫描次数32,分辨率4 cm-1

1.3.2.9 感官评价

参考王林[9]的方法,由经过培训的10人对照感官评定标准对凉粉的硬度、出水可接受程度、弹性、气味、色泽、组织结构6个感官指标进行评定,感官指标评定标准如表1所示。每项指标最高分为100分,最低分为0分,最终用比例加权法计算总分。硬度、出水可接受程度、弹性、气味、色泽、组织结构占总分比例分别为30%、30%、10%、10%、10%、10%,根据总分评定凉粉的品质。结果取平均,本实验中以60分及以上为具有商品性。

表1 感官评定标准
Table 1 Standard of sensory evaluation

分值硬度出水程度弹性气味色泽组织结构80~100软硬适中出水(失水)不明显,完全能接受弹性好,回复性好有凉粉特有的香气,无异味洁白透亮,有光泽组织均匀,边缘整齐60~79稍有变硬肉眼可见出水(失水),接受程度一般弹性较好,回复性一般凉粉香气较淡,无异味颜色正常,稍有光泽组织完整,边缘整齐性稍有下降20~59变硬明显肉眼可见出水(失水),接受程度较低弹性较差,回复性差无凉粉香气,有异味颜色变暗,无光泽结构稍有松散,边缘整齐性差0~19显著变硬出水(失水)显著,接受程度低弹性差,易碎异味严重颜色变暗、出现霉斑,缺乏光泽结构松散、边缘不整齐

1.3.3 数据分析

采用SPSS软件对试验数据差异性比较,P>0.05代表数据之间存在差异但不显著,P<0.05代表数据之间差异性显著,P<0.01代表数据之间差异性极显著。用Origin 2018制图。

2 结果与分析

2.1 外观形态变化

如图1所示,CPP、PA/PE、PET/PE材料在真空包装后,包装薄膜均出现褶皱或裂隙的情况,对凉粉边缘处造成不同程度的挤压和磨损,导致水分从凉粉中渗出,损耗增加[10]。而PE真空包装的凉粉真空处理后包装袋平整,贴体度高,商品性更佳。

图1 不同包装材料对凉粉贮藏过程中外观形态的影响
Fig.1 Effects of different packing materials on the appearance and morphology of fresh wet jelly during storage

2.2 拉伸性能

拉伸性能是塑料薄膜的重要物理机械性能指标,塑料薄膜的拉伸性能可通过拉伸强度(纵/横向)试验得出,塑料薄膜试样在拉伸夹具的作用下,向特定方向(纵向或横向)以一定实验速度被拉伸,直至试样断裂,拉伸强度以实验过程中塑料薄膜试样断裂时的最大作用力除以塑料薄膜的截面积来表示。断裂伸长率则是指在拉伸实验中,塑料薄膜试样断裂时标线间距离的增加量与初始标距之比,该值用来衡量塑料薄膜在未断裂时的延伸能力。如图2所示,拉伸强度D>C>A>B(P<0.01),拉伸强度高意味着材料不易发生形变,材料相对较为硬挺,代表在抽真空后,会更难与凉粉样品实现高程度贴合。断裂伸长率表现为:B>A>C>D(P<0.01),PE的断裂伸长率极显著大于其他3种材料(P<0.01),说明PE具有较好的韧性,材料性质较软。断裂伸长率与分子质量、聚集态、相结构均有关系,但是根本上还是与大分子柔性有关,因为拉伸变形的过程本质上就是一个“消耗”高分子链柔性(构象变化能力)的过程。在整个拉伸变形的过程中,分子一直在吸收能量,也就是受力。这样更高伸长率代表着更多能量的吸收,因此产品表现出来的性能就更好。PE材料,分子间存在更多的长支链,大幅提高了PE的韧性。而PA/PE、PET/PE,分子刚性也很大,分子链柔性差,所以断裂伸长率相较于PE、CPP更小[11]。综上,材料柔韧性表现为PE>CPP>PA/PE>PET/PE,在抽真空后,柔韧性越好的包装材料与样品贴合度越高,更容易实现真空贴体的效果。

图2 不同包装材料的拉伸性能
Fig.2 Tensile properties of different packaging materials

注:不同小写字母表示差异显著(P<0.01)(下同)。

2.3 菌落总数的变化

微生物代谢产物的大量积累会引起凉粉酸败、发霉、出现异味,菌落总数是用来衡量凉粉品质的重要指标之一[12]。如图3所示,各组凉粉菌落总数均呈先下降再缓慢上升的趋势,下降的原因是经过水浴杀菌后,凉粉的微生物被杀灭,因此凉粉菌落总数先显著下降。后期随着贮藏时间的延长,凉粉的菌落总数逐渐增加,但在15 d内变化范围不大。贮藏中凉粉的菌落总数受到包装材料透氧率的影响,在贮藏的前6 d各组的菌落总数相差不大,由于PE透氧率较高,导致B组菌落总数在贮藏后期增长速率最大,自第9天后显著大于其他组(P<0.05),但总体来说,经过水浴杀菌后,微生物能被有效杀灭,各组菌落总数依然处于一个数量级内,品质差异不大。

图3 包装材料对凉粉贮藏过程中菌落总数的影响
Fig.3 Effects of packing materials on the total number of colonies during storage of fresh wet jelly

2.4 水分含量的变化

水分会影响凉粉在贮藏过程中微生物的生长繁殖和凉粉的淀粉老化回生,因而影响贮藏中凉粉的品质[13]。如图4所示,在第15天时各组凉粉水分含量与初始水分含量相比均有下降,其中C、D两组水分含量在贮藏前期下降幅度明显更大,从第3天起水分含量下降速度一直表现为:D>C>A>B(P<0.05),B组水分含量下降最为平缓,且下降范围最小。至贮藏15 d时,A、B、C、D组的水分含量分别由92.68%下降至92.19%、92.24%、91.62%和91.45%。相较于单层材料PE、CPP,复合材料PA/PE、PET/PE的厚度更大,材质更为硬挺,材料更不易发生形变,抽真空后与凉粉贴合度不够,凉粉与包装袋仍存在空隙,形成水分流失的通道。此外,由于CPP柔韧性不及PE,抽真空时在与凉粉接触的边缘处易使凉粉受损,导致凉粉失水增加。而PE组后期水分含量下降更明显,可能是由于PE透气性较大,后期袋内进入更多空气,使得贴体效果不如前期。综上,PE真空包装能通过实现包装袋与凉粉最高程度的贴合,从而尽可能消除液体存在的间隙,更好地控制凉粉的失水。BENYATHIAR等[14]使用真空贴体包装结合聚丙烯托盘的方式包装鲜切芦笋,发现真空贴体包装能够很好的保持芦笋的水分,并延长其保质期至18 d,这与本实验的研究结果相似。

图4 包装材料对凉粉贮藏过程中水分含量的影响
Fig.4 Effects of packing materials on moisture content of fresh wet jelly during storage

2.5 汁液流失率的变化

凉粉的汁液流失率与凉粉的水分含量和菌落总数密切相关。如图5所示,各组凉粉汁液流失率呈现不同程度的上升趋势,其中C、D两组汁液流失率在贮藏前期上升更为显著,从第3天起汁液流失率上升趋势一直表现为:D>C>A>B(P<0.05),B组汁液流失率上升范围最小,极显著小于其余处理组(P<0.01)。至贮藏15 d时,C、D两组的汁液流失率较大,分别为7.56%和9.18%,而B组的汁液流失率最小,仅为6.19%。经水浴杀菌后,各组包装袋内的绝大部分微生物被杀灭,凉粉品质良好,组织结构受微生物的破坏微乎其微,因此,此时凉粉的汁液流失率主要与凉粉水分含量的下降有关。同时真空处理时,因为PET/PE、PA/PE、CPP材质更为硬挺,材料抽气时易损坏凉粉的边缘部分,从而导致凉粉质量损失,而凉粉的损伤也进一步加快了水分的流失。综上,PE真空包装能通过实现高贴体度,从而抑制凉粉汁液流失率的上升,使凉粉组织结构更为完整,品质更优良。KAMENK等[15]研究了传统真空包装和真空贴体包装对牛肉品质的影响也得出相似的结论,至贮藏35 d时,传统真空包装的汁液损失率为3.9%,而真空贴体包装的汁液损失率仅为1%。

图5 包装材料对凉粉贮藏过程中汁液流失率的影响
Fig.5 Effects of packing materials on juice loss rate of fresh wet jelly during storage

2.6 质构特性的变化

TPA质构测试又被称为2次咀嚼测试(two bite test,TBT),主要是通过模拟人口腔的咀嚼运动,对样品进行2次压缩以后输出质构参数,可以客观评价食品品质变化[16]。如表2所示,随着贮藏时间的增加,各处理组的硬度、胶着性、咀嚼性均呈上升趋势,弹性和内聚力缓慢下降,但变化趋势不明显。胶着性、咀嚼性与硬度呈正相关,随着硬度值的增加而增加。硬度值始终表现为:D>C>A>B(P<0.05),至贮藏第15天,B组硬度值极显著小于其余处理组(P<0.01)。硬度值一方面受水分含量的影响,水分下降越多,硬度值增大更为显著;另一方面受淀粉老化的影响,淀粉结晶度越高,老化越严重,凉粉样品的硬度越大。胶着性、咀嚼性的变化趋势同硬度值保持一致。内聚性随着贮藏时间的延长呈减小的趋势,这表明随着贮藏时间的延长,淀粉和水分子以及淀粉和淀粉之间的相互作用减弱[17]。各组弹性逐渐下降的原因是在贮藏过程中,淀粉发生老化,直链淀粉形成凝胶网络结构且支链淀粉长期有序化重结晶,从而引起弹性的变化[18]。说明PE真空包装能通过实现高贴体度有效延缓凉粉硬度值、胶着性、咀嚼性的上升,弹性、内聚力的下降,更好地保持凉粉的质地。这与刘义等[7]对真空贴体包装鲟鱼片冷藏过程中品质变化的研究结果相似,与传统真空包装相比,真空贴体包装鲟鱼片的弹性与硬度更高,质构品质更好。

表2 不同包装材料凉粉贮藏过程中质构特性变化
Table 2 Changes of texture characteristics of fresh wet jelly with different packaging materials during storage

时间/d组别硬度/g胶着性/g弹性/mm内聚力咀嚼性/g0CK218.47±4.11a186.57±6.15a20.92±0.36a0.85±0.01a130.10±1.37a3A235.12±1.88c197.50±1.35c20.45±0.25b0.84±0.03a131.91±2.45cB222.69±5.18d187.06±2.76d20.75±0.33a0.84±0.01a129.38±3.32dC243.99±5.90b200.07±3.76b19.78±0.62c0.82±0.02b135.15±3.52bD251.23±4.11a203.50±5.18a19.63±0.63d0.81±0.02b139.63±2.48a6A251.10±2.43c208.41±2.15c20.21±0.23b0.83±0.05a140.40±1.48cB238.45±1.85d197.91±2.56d20.56±0.22a0.83±0.05a135.63±2.31dC269.34±0.65b218.17±2.06b21.07±1.01c0.81±0.02ab142.10±1.75bD287.53±2.15a227.15±5.18a19.38±0.16d0.79±0.02b146.74±1.48a9A276.14±1.33c223.67±4.45c20.05±0.44b0.81±0.02ab146.68±1.18cB255.56±0.69d212.11±13.10d20.24±0.56a0.83±0.05a143.11±2.81dC291.10±5.67b229.97±1.64b19.22±0.21c0.79±0.01b147.33±1.56bD304.57±0.64a231.47±3.65a19.01±0.56d0.76±0.01c149.49±2.02a12A293.27±3.30c234.62±3.21c19.75±1.25b0.80±0.02b150.86±2.03cB272.87±2.69d223.75±3.10d19.96±0.47a0.82±0.02a148.87±1.81dC312.82±1.67b240.87±0.64b18.79±0.38c0.77±0.06c153.90±1.48bD334.55±3.10a247.57±3.60a18.65±0.57d0.74±0.01d156.46±2.12a15A327.86±2.28c255.73±1.45c19.41±0.19b0.78±0.16b159.63±2.15cB301.34±2.18d241.07±3.10d19.63±0.36a0.80±0.02a157.74±1.48dC345.78±2.90b259.34±2.64b18.35±0.41c0.75±0.04c163.01±1.10bD375.92±3.45a266.90±2.18a18.21±0.32d0.71±0.01d167.46±1.02a

注:字母a~c表示差异显著(P<0.05),d表示差异极显著(P<0.01)。

2.7 亮度值(L*值)的变化

色泽是反映鲜湿凉粉品质的重要指标,凉粉亮度的变化与微生物的代谢和水分含量的变化息息相关[19]。如图6所示,随着贮藏时间的延长,各组L*值均呈下降趋势,但变化幅度不大。L*值始终表现为:B>A>C>D(P<0.05)。至贮藏15 d,B组L*值极显著大于其余组(P<0.01)。水浴杀菌后,凉粉中微生物大部分被杀灭,L*值整体变化不大,而水分的流失成为影响其L*值变化的主要原因。因此L*值也在一定程度上反映了凉粉水分含量的大小。而在贮藏过程中,凉粉的支链淀粉也会缓慢结晶,淀粉发生老化,凝胶出水,使得凉粉的色泽略有下降。综上,PE真空包装能通过实现高贴体度,更好地控制凉粉的水分流失,进一步延缓L*值的下降,从而能更好维持凉粉的色泽。这与舒丽洁等[20]的研究结果相似,贴体包装对湿豆皮色泽影响显著,使用贴体包装能够较好地维持湿豆皮的原有色泽。

图6 包装材料对凉粉贮藏过程中L*值的影响
Fig.6 Effects of packing materials on L* value of fresh wet jelly during storage

2.8 淀粉相对结晶度的变化

X-衍射可以测定淀粉体系内的晶体含量,进而反映淀粉的老化程度。淀粉老化时晶体含量会逐渐增加,淀粉的结晶含量越多,结晶区域越完整,衍射峰越高越窄,老化的程度越强[21-22]。而当水分含量足够高时,淀粉溶液被稀释,浓度降低,使得分子碰撞机率下降,老化程度减轻[23]。由图7可知,不同包装材料真空包装在25 ℃下贮藏的凉粉淀粉的峰型均相似,在17 °左右均有一个淀粉老化的特征峰[24-25],衍射峰为典型的B-型结构,这个峰的形成说明支链淀粉在贮藏的过程中重新聚集形成微结晶[26]。且随着贮藏时间的延长,衍射峰变高、变窄,说明淀粉回生增强。A、C、D组淀粉17 °衍射峰比B组淀粉的衍射峰尖锐,说明PE真空包装延缓淀粉回生效果最好。由图8可知,各组至贮藏15 d时的结晶度均有所增加,其中B组的结晶度为13.21%,显著低于其余处理组(P<0.05),原因可能是PE高贴体度包装能够有效抑制水分含量的下降,从而阻碍支链淀粉的重结晶,一定程度抑制凉粉的老化。A组结晶度为14.34%,仅次于B组,其原因可能是CPP材质较PE更为硬挺,贮藏过程中对凉粉水分含量的保持不及PE,从而导致淀粉结晶度增加。而C、D两组的结晶度相对较大,分别为15.79%和17.67%,可能是由于PA/PE和PET/PE材料柔韧性较差,导致贮藏过程中凉粉的汁液流失率增加,从而加剧了淀粉的老化。综上,说明包装材料与凉粉贴体度越高,对淀粉重结晶的抑制效果越好。

图7 凉粉贮藏过程中不同包装材料的XRD图谱
Fig.7 XRD patterns of different packaging materials during storage of fresh wet jelly

图8 包装材料对凉粉贮藏过程中淀粉相对结晶度的影响
Fig.8 Effects of packaging materials on relative crystallinity of starch during storage of fresh wet jelly

2.9 淀粉有序结构分析

红外光谱通过构象变化敏感区域(1 200~900 cm-1)的峰宽变窄和峰高变化,反映淀粉凝胶在储存过程中因老化引起的构象变化。淀粉老化可引起结晶区吸收峰(1 047 cm-1处)与无定形区吸收峰(1 022 cm-1处)峰高比率的增加[27]。不同包装材料真空包装的凉粉贮藏过程中4 000~500 cm-1的FT-IR图谱如图9所示。A、C、D组H键(3 600~3 000 cm-1)和淀粉区(1 300~800 cm-1)信号均强于B组。说明贮藏过程中淀粉构象变化,淀粉发生回生,其中B组淀粉回生程度最小。如图10所示,不同包装材料真空包装的凉粉有序度(degree of order,DO)值随着贮藏时间的延长均增大:初始凉粉的DO值为1.05,室温贮藏15 d后,A组DO值为1.67,B组DO值为1.61,C、D两组DO值分别为1.74和1.84。PE真空包装组凉粉淀粉样品的DO值显著小于其余包装材料真空组(P<0.05),DO值变化与淀粉相对结晶度大小一致。因此,PE真空包装可有效延缓凉粉在贮藏过程中有序结构的形成,延缓淀粉回生。

图9 凉粉贮藏过程中不同包装材料的FT-IR图谱
Fig.9 FT-IR spectra of different packaging materials during storage of fresh wet jelly

图10 包装材料对凉粉贮藏过程中DO值的影响
Fig.10 Effects of packaging materials on DO value of fresh wet jelly during storage

2.10 感官评价的变化

凉粉的感官品质能够更加直观的反映凉粉理化指标的变化,因此可通过感官鉴定进一步评价凉粉在贮藏期间的品质变化[28]。如图11所示,室温贮藏15 d后,B组感官评价得分极显著高于其余处理组(P<0.01),其原因可能是PE抽真空后贴合度最好,能够有效控制凉粉失水老化,从而使凉粉组织质地更优,色泽最为透亮,包装外观上看起来更为美观整洁,整体商品性更佳。而D组感官品质下降幅度最大,其原因可能是PET/PE与凉粉的贴合度最差,导致贮藏过程中凉粉水分流失加剧,进一步促使凉粉硬度及胶着性的增加、弹性降低,从而使其感官品质降低。综上,PE高贴体度包装对于维持凉粉感官品质的效果更好。

图11 包装材料对凉粉贮藏过程中感官评价的影响
Fig.11 Effects of packaging materials on sensory evaluation of fresh wet jelly during storage

3 结论与讨论

本实验研究了不同贴体包装材料对真空包装凉粉品质的影响及相关机理,结果表明,贴体效果与水分含量成正比,包装材料与凉粉贴体度越高,凉粉失水程度越小,综合品质越好。材料柔韧性表现为PE>CPP>PA/PE>PET/PE。其中,PE常温保存效果最佳,由于其本身材质柔韧,贴体效果最好,同等真空条件下,对凉粉样品几乎没有挤压,能够最大程度的实现与凉粉的贴体,有效抑制其水分含量的下降,从而阻碍支链淀粉的重结晶,抑制老化,进而延缓硬度、咀嚼力、淀粉相对结晶度和有序结构的增加,使其保持最佳的质构和感官品质。CPP对凉粉水分含量的保持仅次于PE,但由于CPP材质相对更为硬挺,真空过程中易对凉粉边缘造成挤压磨损,使凉粉水分流失增加,从而使其综合品质降低。而PA/PE、PET/PE由于是复合材料,材质柔韧性较差,抽真空过程中不易发生形变,易使凉粉受损,并且真空后与样品之间仍有空隙,贴体效果不佳,给水分转移提供了机会,使其在贮藏期间水分流失加剧,进而导致淀粉构象发生变化,支链淀粉重新聚集形成微结晶,且随着贮藏时间的延长,淀粉回生增强,从而使凉粉弹性下降、变硬干缩,胶着性、淀粉相对结晶度和DO值显著高于其他两组,同时L*值下降明显,进而影响凉粉的美观程度。

综上所述,包装材料自身的性能会影响到真空贴体效果,从而影响真空包装凉粉的品质与保鲜效果。材质柔韧的PE能实现与凉粉样品的高贴体度,延长室温贮藏时间至15 d。但PE 贴体效果虽好,由于其透氧率最高,易使袋外空气进入袋内导致贮藏后期(9 d)贴体效果逐渐减弱,水分含量下降幅度增加,但仍能使凉粉在15 d贮藏期内保持较好的综合品质。下一步研究中可以考虑用 PE 真空贴体做内包装,再装入阻隔性高的包装袋内,这样既维持了较好的初始贴体度,也可以在后续流通和贮藏过程中维持较好的贴体度,从而最好的保持住凉粉的水分。此外,目前市场上的高阻隔包装材料的贴体度都不如PE材料,后续可以研究贴体度好的高阻隔性材料直接包装凉粉,而无需增加外包装来提高阻隔性,如在PE膜基材上进行聚偏二氯乙烯或硅氧化物等的涂布,以增加PE的阻隔性,但是其添加量及添加工艺应注意对贴体度的影响,平衡好柔韧性和阻隔性的关系,为凉粉此类食品提供适合的、优质的包装材料。

总之,包装材料与凉粉的贴体度对凉粉出水及品质保持极为重要,然而目前并没有相关研究报道。本实验选用不同包装材料实现了贴体度的不同,通过包装这种物理方法解决了凉粉的出水问题,并有效抑制凉粉的老化,更好的保留了凉粉的口感和品质。同时,本研究成果可帮助行业认识到除了使用真空包装这种工艺外,选择高贴体度的包装材料对凉粉的保存品质也是十分重要的。

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Effect of package skin degree on water loss and freshness quality of vacuum-packed fresh wet jelly

HE Piao1, XIAO Xu1,2,3, ZHANG Dan1,2,3, WANG Jing1, GONG Shiqi1, ZHANG Min1,2,3*

1(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China)2(Food Storage and Logistics Research Center of Southwest University, Chongqing 400715, China)3(Laboratory of Quality Safety Risk Assessment for Argo-products on Storage and Preservation, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Chongqing 400715, China)

ABSTRACT To prolong the shelf life and solve the problem of the sales limitations of fresh wet jelly, the four packaging materials of cast polypropylene (CPP), polyethylene (PE), polyamide/polyethylene (PA/PE), and polyester/polyethylene (PET/PE) were vacuum-packed with fresh wet jelly in this experiment, to investigate the effect of package skin degree on the water loss and freshness preservation quality of fresh wet jelly.Results showed that the package skin degree of the four materials was PE>CPP>PA/PE>PET/PE.PA/PE and PET/PE, due to the poor flexibility of the material, the degree of adhesion after the vacuum was not enough, easily making the fresh wet jelly damage, exacerbating the loss of water, and further promoting the reaggregation of amylopectin during storage.The formation of microcrystals changed the conformation of starch and the retrogradation increased with the prolongation of storage time.CPP and PE were more flexible, which could achieve a high degree of adhesion with the fresh wet jelly, and maintain its high moisture content, thus hindering the recrystallization of amylopectin, inhibiting retrogradation to a certain extent, thereby delaying the increase of hardness, chewiness, relative crystallinity, and ordered structure of starch, inhibiting the decline of the L* value, to keep the color bright and the sensory quality better.Among them, PE had the best preservation effect.Therefore, the PE packaging material with high fitness could effectively control the water loss of the fresh wet jelly, so that it showed better texture and sensory quality during the 15-day storage period.However, due to the highest oxygen permeability rate of PE, the amount of gas penetrating from the outside to the inside of the packaging was the largest, resulting in the weakening of the skin degree after the 9th day of storage.Although the fresh wet jelly could still maintain the highest moisture content, its decline was significantly increased.Other methods need to be further studied to improve it.

Key words fresh wet jelly;package skin degree;water loss;recrystallization;ordered structure;preservation of freshness

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.040016

引用格式:何飘,肖徐,张丹,等.包装贴体度对真空包装凉粉出水和保鲜品质的影响[J].食品与发酵工业,2025,51(11):315-323.HE Piao, XIAO Xu, ZHANG Dan, et al.Effect of package skin degree on water loss and freshness quality of vacuum-packed fresh wet jelly[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(11):315-323.

第一作者:硕士研究生(张敏副教授为通信作者,E-mail:zmqx123@163.com)

收稿日期:2024-05-27,改回日期:2024-08-28