不同薄膜包装对鸡毛菜采后货架期品质的影响

任凯1,2,何雪2,徐畅2,李鹏霞2,马艳弘1,3*,胡花丽2*

1(山西农业大学 食品科学与工程学院,山西 晋中,030801)

2(江苏省农业科学院,农业设施与装备研究所,江苏 南京,210014)

3(江苏省农业科学院,农产品加工研究所,江苏 南京,210014)

摘 要 为探究自发气调包装(modified atmosphere packaging, MAP)对采后鸡毛菜货架品质调控的影响,该研究在常温[(23±1)℃]条件下,系统分析了不同厚度及透气特性薄膜包装对鸡毛菜采后货架期品质的影响。将鸡毛菜进行包装后放入培养箱。结果显示,与对照组(超市常用30 μm的PE膜)和其他包装组相比,70 μm微孔膜(P5)通过调控袋内气体微环境(低O2高CO2),显著抑制了鸡毛菜的呼吸速率及失重率的上升(货架期8 d的失重率仅为对照组的56.3%),有效维持了采后鸡毛菜的外观品质。进一步研究发现,P5微孔膜可延缓叶绿素(货架期8 d的总叶绿素含量较对照组高76.7%)和抗坏血酸(货架期8 d的抗坏血酸含量较对照组高28.6%)的降解,减少了有害物质丙二醛和亚硝酸盐的积累,并抑制了菌落总数的增长。综上,P5微孔膜通过抑制呼吸速率、延缓氧化损伤及抑菌作用,显著提升了鸡毛菜货架期的保鲜效果,可作为优化鸡毛菜货架期品质的新型包装薄膜。

关键词 自发气调包装;鸡毛菜;货架期品质;常温;保鲜

鸡毛菜(Brassica rapa L.Chinensis)作为十字花科速生叶菜,以鲜嫩幼苗供食,富含维生素C、叶绿素及矿物质等功能成分,是我国南方地区重要的鲜食蔬菜[1]。然而,其采后生理代谢活跃,叶片薄壁组织发达,在常温货架期极易因水分流失导致萎蔫,或因叶绿素降解出现黄化,通常1~2 d即丧失商品价值[2]。据统计,我国叶菜类蔬菜采后损耗率高达30%~40%,其中鸡毛菜因保鲜技术滞后,常温流通损耗尤为突出[3]

现有鸡毛菜的保鲜技术主要包括低温贮藏、化学保鲜剂处理、微酸性电解水清洗、LED光照调控等。尽管低温[(0±0.5)℃]可显著延缓品质劣变,但冷链成本占比超过流通成本的40%,限制了其在中小流通环节的应用[4];化学保鲜剂(如ε-聚赖氨酸)虽能抑制微生物繁殖,但可能引发消费者对化学残留的担忧[5];物理处理方法则存在操作复杂、设备投入高等问题[6-7]。因此,开发低成本、易操作的常温货架包装保鲜技术对鸡毛菜产业具有重要现实意义。

自发气调包装(modified atmosphere packaging, MAP)通过薄膜对气体的选择透过性,与果蔬呼吸作用协同调控包装袋内O2和CO2浓度,形成低O2高CO2的微环境,从而抑制呼吸代谢和减缓组织中营养物质的损耗[8]。该技术已在无花果[9]、葡萄[10]、花椰菜[11]和桑叶[12]等农产品中实现应用,但在叶菜类尤其是鸡毛菜中的研究仍较缺乏。唐月明等[13]发现0.02 mm厚的PE膜在低温下可延长花椰菜保鲜期至50 d,但其常温下的适用性有待验证;D’AQUINO等[14]指出,叶菜类MAP的关键在于薄膜透气率与呼吸速率的匹配,而常温条件下该匹配关系更易失衡。此外,微孔膜因兼具气体交换与控湿功能,在鲜切羽衣甘蓝[15]中表现出优于普通PE膜的保鲜效果,但在鸡毛菜中的应用尚未见报道。

基于此,本研究选取5种不同厚度及透气特性的薄膜,系统分析其对常温[(23±1)℃]货架期鸡毛菜失重率、叶绿素保留率、微生物生长及氧化代谢的影响,旨在筛选适宜的MAP薄膜材料,为鸡毛菜货架保鲜提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鸡毛菜(Brassica rapa L.Chinensis)采自南京溧水普仁有机蔬菜生产基地,选取株高一致[(10±2) cm]、无病虫害、叶色鲜绿的幼苗,采收后1 h内运送至江苏省农业科学院农业设施与装备研究所,进行包装处理。

三氯乙酸、四硼酸钠、对氨基苯磺酸、冰乙酸、2-硫代巴比妥酸、草酸二水合物,上海麦克林生化科技股份有限公司;平板计数琼脂,海博生物技术有限公司;亚铁氰化钾、乙酸锌、正钼酸铵、偏磷酸,上海源叶生物科技有限公司;N-(1-萘基)乙二胺二盐酸盐,国药集团化学试剂有限公司;浓硫酸,上海凌峰化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

SIGMA台式高速冷冻离心机,上海艾研生物科技有限公司;FM4雪花制冰机,北京长流科学仪器公司;SYQ-DSX-280B高压灭菌锅,上海申安医疗器械厂;U-5100分光光度计,日本株式会社日立高新技术科学那珂事务所;MIR-254恒温培养箱,日本Sanyo公司;SW-CJ-1B净化工作台,苏州净化设备有限公司;TU-1810紫外-可见分光光度计,北京普析通用仪器有限责任公司;W301-2.0水蒸气透过率测定仪,广州标际包装设备有限公司;VAC-VBS压差法气体渗透仪,济南兰光机电技术有限公司;CheckPoint Ⅱ 气体分析仪,丹麦 PBI-Dansensor公司;GC7890 气相色谱仪,美国安捷伦科技有限公司。

1.3 实验方法

1.3 试验设计与处理

采用5种不同薄膜对鸡毛菜进行包装处理,尺寸统一为21 cm×30 cm,具体参数见表1。以超市常用的30 μm厚的PE膜包装作为P1对照组(无透气孔,该款薄膜为易珀尔连卷袋)、30 μm厚的带孔薄膜包装为P2组(正反面各设置12个直径为8 000 μm的圆形透气孔,该款薄膜为盒马专用)、50 μm厚的PE薄膜包装为P3组(无透气孔)、60 μm厚的PE薄膜包装为P4组(无透气孔)和70 μm厚的微孔PE薄膜包装为P5组(单面纵向排列14个直径50 μm的微孔),其中P3、P4和P5均由江苏申凯包装高新技术股份有限公司提供。选取大小均匀、无黄化和病害的鸡毛菜作为实验材料进行包装处理,每组包装鸡毛菜(100±5)g,每组薄膜包装共设置12组,用封口机密封后放入温度为(23±1)℃、相对湿度为80%~90%的恒温培养箱中,模拟超市常温货架期8 d,每2 d 进行拍照取样和测气,鲜样用于菌落总数和失重率的测定,其余样品用液氮速冻后放入-80 ℃冰箱保存,用于后续各项指标测定。

表1 不同薄膜的气体透过性
Table 1 Gas permeability of different films

参数不同薄膜P1P3P4P5O2透过率/[cm3/(m2·d·Pa)]1.427×10-16.715×10-29.323×10-27.506×10-4O2透过系数/[cm3·cm/(cm2·s·Pa)]4.953×10-133.109×10-136.474×10-136.081×10-15CO2透过率/[cm3/(m2·d·Pa)]2.951×10-12.689×10-14.445×10-13.168×10-3CO2透过系数/[cm3·cm/(cm2·s·Pa)]1.025×10-121.245×10-123.087×10-122.567×10-14水蒸气透过率/[g/(m2·24h)]3.006 11.530 82.434 90.848 6

1.3.2 指标测定方法

1.3.2.1 黄化指数的测定

根据叶片黄化面积占总叶面积的百分比对油菜分级[16]。观察不同袋内鸡毛菜叶片的黄化情况,数出每袋内鸡毛菜页片总数,观察每片叶片黄化的面积区分为不同级别。0级-黄化面积率为0;1级-黄化面积率≤25%;2级-25%<黄化面积率<50%;3级-50%<黄化面积率<75%;4级-黄化面积率>75%。黄化指数按公式(1)计算:

黄化指数=Σ(黄化级别×该黄化级别的叶片数)×100/(总叶片数×最高分级数)

(1)

1.3.2.2 气体和水蒸气透过性的测定

气体透过性参考GB/T 1038.1—2022《塑料制品 薄膜和薄片 气体透过性试验方法 第1部分:差压法》,采用压差法测定。水蒸气透过性参考GB/T 1037—2021《塑料薄膜与薄片水蒸气透过性能测定 杯式增重与减重法》,条件设置为温度23 ℃、相对湿度90%。

1.3.2.3 失重率的测定

参考SINGH等[17]的方法,按照公式(2)计算:

失重率

(2)

式中:W1为贮藏前质量,g;W2为贮藏后质量,g。

1.3.2.4 包装袋内O2和CO2比例的测定

参考万杨卓群等[18]的方法,使用气体成分分析仪进行测定,将气体成分分析仪的2个探针插入袋内,进行读数。

1.3.2.5 呼吸速率的测定

参考姜爱丽等[19]的方法稍作改动。将80 g鸡毛菜放入4.5 L的密封箱内,常温下密闭6 h,用注射器采集箱内气体20 mL,气相色谱条件:FID检测器,柱子温度为70 ℃,转化炉温度为375 ℃,N2压力为0.4 MPa,H2压力为0.3 MPa,空气压力为0.5 MPa,定量方法采用外标法,单位为mg/(kg·h),每组重复3次,取平均值即为呼吸速率。

1.3.2.6 叶绿素含量的测定

参考安容慧等[20]的方法稍作改动。称取0.2 g鸡毛菜样品,加入5 mL体积分数为95%的乙醇溶液,常温避光浸提12 h,离心后取上清液用于测定。用提取液作为空白校零,分别测定642 nm和665 nm处上清液的吸光度。

1.3.2.7 丙二醛含量的测定

参考张昱等[21]的方法,采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛。

1.3.2.8 亚硝酸盐含量的测定

参考GB 5009.33—2016《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》的方法稍作改动。准确称取0.5 g研磨后的鸡毛菜样品,加2.5 mL饱和硼砂溶液,振荡混匀后向其中加入2.5 mL 70 ℃左右的蒸馏水,混匀后沸水浴15 min,冷却10 min,之后加入1 mL亚铁氰化钾溶液,混匀后加入1 mL乙酸锌溶液,摇匀静置30 min后离心(4 ℃、10 000 r/min,20 min)。吸取2.5 mL上清液,加2 mL对氨基苯磺酸溶液,混匀静置3 min后加入1 mL盐酸萘乙二胺溶液,振荡混匀后静置15 min,于538 nm处测定其吸光度,重复测定3次取平均值。

1.3.2.9 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》测定鸡毛菜叶片中菌落总数。

1.3.2.10 抗坏血酸含量测定

参考刘绍俊等[22]的方法稍作改动。取1 g样品,加入2.5 mL草酸-EDTA溶液(草酸0.05 mol/L、0.20 mol/L EDTA)后在4 ℃、10 000 r/min离心20 min,随后取0.1 mL上清液加入0.5 mL偏磷酸-乙酸溶液,1.0 mL体积分数为5%的硫酸,2.0 mL体积分数为5%的钼酸铵溶液,30 ℃水浴中反应15 min,随后于760 nm处比色,重复测定3次取平均值,采用抗坏血酸标准样品作标准曲线。

1.4 数据统计与分析

所有实验重复3次,采用Microsoft Excel 2016处理数据,结果以“平均值±标准差”表示,采用SPSS 25.0软件(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)进行单因素方差分析(ANOVA)和Duncan’s多重比较(P<0.05为差异显著),图像采用Origin 2021(OriginLab Corporation, Northampton, MA, USA)软件绘制。

2 结果与分析

2.1 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜外观品质的影响

不同薄膜包装处理对鸡毛菜外观品质的影响见图1-a。随着货架期时间的延长,各组鸡毛菜的外观品质均有所下降。货架期前2 天各组的外观无明显差异;在货架期4 d时,P1、P2、P3、P4组的叶片均出现轻度黄化,P5组仍保持鲜绿;在货架期6 d时,P1~P4组的黄化严重,已失去商品价值,P5组仅轻微黄化;货架期8 d时,P5组仍具有商品价值,而其他组已完全丧失商品价值。

a-货架期外观品质;b-黄化指数;c-货架期与R/GR/BB/G的相关性分析;d-基于R/GR/BB/G的聚类分析

图1 不同薄膜包装对鸡毛菜货架期外观品质及分析
Fig.1 Effect of different film packaging on the shelf-life appearance quality and analysis of Chinese little greens

注:相同字母表示差异不显著(P>0.05);不同字母表示差异显著(P<0.05)。*显著相关(P<0.05);**极显著相关(P<0.01)(下同)。

图1-b为不同薄膜包装处理对鸡毛菜的黄化指数的影响情况。由图1-b可看出,随着货架期的延长,对照组和各处理组的黄化指数均明显上升,但P5组的上升幅度明显低于对照和其他处理组,货架期6 d时,P5组的黄化指数比对照组低43.9%,其他处理组与对照之间无显著差异。货架期8 d时,P5组的黄化指数较P1、P2、P3、P4分别低39.1%、40.0%、41.2%和42.2%。这表明P5组有效延缓了采后鸡毛菜的黄化衰老进程。

同时使用Adobe Photoshop 2025应用程序捕获鸡毛菜叶上不同部位的RGB值。通过分析R/GR/BB/G与货架期之间的相关性表明(图1-c),R/G与货架期之间有显著的正相关,R/B与货架期之间有极显著的正相关,而B/G与货架期有极显著的负相关。进一步的聚类分析结果显示(图1-d),随着货架期的延长,R/GR/B不断增加,B/G则不断减少。由聚类分析的结果还可看出,整个货架期,不同处理及货架期时间对鸡毛菜外观特性的影响可分为五大类。货架期0 d的鸡毛菜,货架期2 d的P1、P2、P3、P4、P5组和货架期4 d的P5组聚为第一类;货架期4 d的P1、P2、P3、P4组,6 d和8 d的P5组聚为第二类。6 d的P1、P2、P3、P4组和8 d的P1、P4组聚为第三类。8 d的P3组为第四类。8 d的P2组为第五类。由这一聚类特性可明显看出,P5组薄膜包装处理能延缓货架期鸡毛菜的衰老进程。

2.2 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜失重率的影响

不同薄膜包装对鸡毛菜货架期失重率的影响如图2所示。随着货架期的延长,各组鸡毛菜的质量均有不同程度的下降。货架期8 d时,P2组因穿孔膜透气和透水性高,失重率高达13.8%,P1组的失重率为3.4%。P5组为微孔膜,其对水蒸气的透过率较低[(0.848 6 g/(m2·24 h)],可较好地保持采后鸡毛菜水分的同时,阻止薄膜袋中水雾的凝聚,货架期8 d时该组鸡毛菜的失重率仅为1.9%。可见,合适的薄膜包装可通过减少水分蒸发的同时通过微孔避免水雾凝聚,有效抑制鸡毛菜货架期质量的损失,与P2组透气孔过大形成有效对比。

图2 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜失重率的影响
Fig.2 Effects of different film packaging on the weight loss rate of Chinese little greens during shelf life

2.3 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜包装袋内O2和CO2体积分数的影响

由图3可看出,除P2组外,货架期内其他各包装组内的O2比例均下降,CO2比例均上升,其中P5组的变化最显著:至货架期8 d时,该组的O2比例下降了10.0%,CO2比例上升了5.5%,而P1对照组的O2比例下降了6.7%,CO2比例上升了1.5%。在整个货架期,P2组由于透气性过大,无法形成气调环境,P1、P3、P4薄膜组由于其本身透过率的问题,未能形成较好的气调能力,相比之下,P5组薄膜更易形成低O2(9.7%~13.1%)和高CO2(4.3%~5.5%)的气体微环境,从而调控鸡毛菜货架期的衰老进程。

a-O2;b-CO2

图3 不同薄膜包装内O2和CO2体积分数的变化
Fig.3 Changes in the volume fraction of O2 and CO2 in different film packages

2.4 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜呼吸速率的影响

呼吸速率是影响果蔬质量的重要指标。由图4可看出,鸡毛菜的呼吸速率整体呈先上升后下降的趋势。P5组在货架期2~6 d的呼吸速率始终低于对照组,其货架期2、4、6、8 d的呼吸速率分别为61.74、58.75、62.90、60.98 mg/(kg·h),较对照组低16.6%、23%、12.8%、14.0%;在货架期2~6 d时,P5组的呼吸速率也显著低于P3和P4组。这些结果表明,P5组薄膜构建的低O2高CO2环境有效抑制了鸡毛菜组织的呼吸速率。

图4 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜呼吸速率的影响
Fig.4 Effects of different film packaging on the respiration rate of Chinese little greens during shelf life

2.5 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜表面菌落总数的影响

由图5可知,随着货架期的延长,菌落总数整体呈增长趋势。其中P5组的菌落总数在整个货架期均显著低于对照和其他薄膜包装处理组。在货架期第8天时,P5组的菌落总数为5.01 lg CFU/g,比P1、P2、P3、P4分别低了6.6%、6.4%、3.2%、4.2%。可见P5薄膜包装膜可能通过对湿度环境(图2)和气体比例的调节(图3),间接但有效地控制了微生物的增殖,因而维持了鸡毛菜组织中较低的菌落总数。

图5 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜表面菌落总数的影响
Fig.5 Effects of different film packaging on the total number of colonies on the surface of Chinese little greens during shelf life

2.6 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜中叶绿素含量的影响

由图6所示,在整个货架期间,鸡毛菜中的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈下降趋势。P5组的叶绿素含量在货架期2 d时与对照组和其他薄膜处理组之间尚无显著差异,但在货架期第4~8天时,其总叶绿素含量显著高于对照组和其他处理组。在货架期第8天时,P5组的总叶绿素含量为0.53 mg/g,比P1、P2、P3、P4分别高了79.4%、86.3%、63.4%、70.7%。可见,P5薄膜有效延缓采后货架期鸡毛菜中叶绿素含量的降低。

a-叶绿素a;b-叶绿素b;c-总叶绿素

图6 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜中叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量的影响
Fig.6 Effects of different film packaging on the contents of chlorophyll a, chlorophyll b, and total chlorophyll in Chinese little greens during shelf life

2.7 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜中亚硝酸盐的影响

亚硝酸盐积累是叶菜采后品质劣化和潜在安全性的问题。如图7所示,随着货架期的延长,所有鸡毛菜中的亚硝酸盐含量均上升。货架期2~4 d期间,除了P1组外,其他薄膜包装组中的亚硝酸盐含量之间无显著差异。然而从第6天开始,P5薄膜组与对照和其他处理组出现显著差异。如在第8天时,P5组的亚硝酸盐含量为1.42 mg/kg,比P1、P2、P3、P4组分别低了40.8%、16.5%、34.7%、26.2%。可见,P5薄膜可抑制采后货架期鸡毛菜中亚硝酸盐含量的积累。这可能由于延缓的衰老进程和较低的呼吸速率降低了整体氮代谢的速率,从而减少了硝酸盐向亚硝酸盐转化的驱动力。

图7 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜中亚硝酸盐含量的影响
Fig.7 Effects of different film packaging on the nitrite content of Chinese little greens during shelf life

2.8 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜中丙二醛含量的影响

如图8所示,随着货架期的延长,所有鸡毛菜中的丙二醛含量均逐渐增加。P5处理组的丙二醛含量在整个货架期均低于P1对照组和其他薄膜包装处理组,至货架期8 d时,P5组的丙二醛含量比P1、P2、P3、P4薄膜处理组分别低了25.5%、25.8%、13.0%、22.0%。可见P5薄膜包装能显著降低货架期鸡毛菜中丙二醛的积累,表明其有效减轻了采后鸡毛菜的氧化损伤程度,更好地保持了细胞膜的完整性,这可能与P5薄膜形成的低O2和高CO2环境减少活性氧的产生有关。

图8 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜中丙二醛含量的影响
Fig.8 Effects of different film packaging on the malondialdehyde content of Chinese little greens during shelf life

2.9 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜中抗坏血酸含量的影响

如图9所示,随着货架期的延长,所有鸡毛菜中的抗坏血酸含量均下降。在整个货架期,P5组鸡毛菜中的抗坏血酸含量显著高于P1对照和其他薄膜包装处理组。例如,在第2、4、6、8 天时,P5薄膜包装鸡毛菜中的抗坏血酸含量分别为37.39、35.99、34.31、31.89 mg/100 g,比P1对照组分别高了12.3%、20.5%、26.8%、28.6%。可见,P5薄膜包装有效延缓货架期鸡毛菜中抗坏血酸含量的降低。这可能在于P5膜形成的低O2和高CO2微环境,通过抑制呼吸代谢与整体生理活动,降低了抗坏血酸作为代谢底物的消耗速率;同时,低O2和高CO2环境也可能直接抑制了抗坏血酸氧化酶的活性,从而共同减缓了抗坏血酸的损失。

图9 不同薄膜包装对货架期鸡毛菜中抗坏血酸含量的影响
Fig.9 Effects of different film packaging on the ascorbic acid content of Chinese little greens during shelf life

2.10 相关性分析

相关性分析结果清晰地揭示了各品质指标间的内在联系和P5膜的保鲜机制网络。如图10所示,失重率与氧气比例、丙二醛含量、呼吸速率、菌落总数呈极显著正相关,而与CO2比例、抗坏血酸含量、叶绿素含量呈极显著负相关,这印证了:水分流失加剧会导致代谢加快(呼吸上升)、氧化损伤(丙二醛上升)和微生物滋生;而低O2+高CO2环境能有效抑制呼吸、减轻氧化损伤、延缓叶绿素和抗坏血酸降解并抑制微生物。失重率与R值和G值正相关,与B值负相关,进一步将外观颜色变化与内部的生理生化变化(叶绿素降解、衰老)联系起来。P5膜正是通过协同调控气体微环境(低O2高CO2)、有效控制水分流失(低失重)以及由此带来的抑制呼吸、延缓氧化、抑制微生物等多重效应,共同维持了鸡毛菜的货架品质。

图10 不同薄膜包装处理鸡毛菜指标间的相关性分析
Fig.10 Correlation analysis between indexes of Chinese little greens in different film packaging treatments

3 讨论

鸡毛菜采后易失水腐败,自发气调包装因简单易行、成本低、适用广等优点被广泛应用于果蔬保鲜,其利用薄膜渗透性和果蔬呼吸作用形成低O2高CO2环境,降低呼吸速率以延长货架期[23]。本研究系统评估了不同薄膜包装对常温[(23±1)℃]下鸡毛菜货架期品质的影响,发现70 μm微孔PE膜(P5)在延长货架期(至8 d)和维持综合品质方面表现最优。其核心优势在于通过微孔结构(直径50 μm)与厚度(70 μm)的协同设计,精准调控了包装袋内的气体微环境(维持稳定的低O2:9.7%~13.1%,高CO2:4.3%~5.5%),并有效控制了水分损失[水蒸气透过率低至0.848 6 g/(m2·24 h)]。

P5膜的成功验证了MAP保鲜的关键科学原理在于薄膜透气特性与产品呼吸代谢特性的匹配。本研究明确显示,对于常温下呼吸旺盛的鸡毛菜:a)过低的气体交换(如P3和P4较厚无孔膜),无法有效降低O2和升高CO2,未能形成抑制呼吸和衰老的有效气体环境,导致保鲜效果不佳;b)过高的气体交换(如P2带大孔膜),气体交换过快,袋内O2浓度接近大气水平(20.9%),CO2积累不足,同样无法有效抑制呼吸代谢(呼吸速率较高)和水分流失(失重率高),且可能增加微生物侵染风险;c)P5膜的微孔设计(直径50 μm),提供了可控的气体交换通道,避免了气体环境的剧烈波动,同时P5膜的厚度(70 μm),限制了气体和水蒸气的透过速率,使其与鸡毛菜的呼吸强度和蒸腾速率达到动态平衡。这种平衡创造了稳定且适宜的低O2高CO2环境。

本研究结果与D’AQUINO等[14]强调的“叶菜类MAP关键在于薄膜透气率与呼吸速率的匹配”观点高度一致,并为这一关键匹配原则在重要叶菜(鸡毛菜)常温保鲜中的具体应用提供了强有力的实验证据和参数优化方案(70 μm微孔PE膜)。研究证实,即使在常温下,通过精心设计的微孔膜(而非简单打孔或无孔膜)也能实现气体环境的稳定调控,这与YANG等[12]在桑叶上的发现类似,但针对更易腐的鸡毛菜更具挑战性和应用价值。P5膜在延缓叶绿素和抗坏血酸降解(图6,图9)方面的效果与MOU等[11]在菜心上的MAP研究结果一致,进一步支持了低O2高CO2环境在保护叶菜功能成分方面的普适性机制。本研究还补充了MAP对叶菜亚硝酸盐积累和氧化损伤影响的详细数据,丰富了叶菜MAP保鲜的理论基础。

基于本研究结果,70 μm微孔PE膜(P5)在鸡毛菜常温保鲜中展现出显著的潜在应用价值:a)相较于冷链(成本占比流通超40%[4]),MAP技术无需昂贵制冷设备,薄膜成本低廉,操作简便,特别适合中小型流通企业、社区生鲜店及电商短途配送场景,能大幅降低鸡毛菜的流通损耗(目前高达30%~40%[3]);b)该技术仅需在现有包装环节替换薄膜,操作简单易行;c)无需化学保鲜剂,完全避免了化学残留风险(如聚赖氨酸[5]),符合消费者对绿色、安全食品的需求;d)有效延长货架期:将鸡毛菜的常温货架期从1~2 d显著延长至8 d(仍具商品价值),极大提升了产品的销售窗口期和市场半径;e)不仅保“鲜”(外观、质地),更保“健”(叶绿素、抗坏血酸等营养成分),同时控制亚硝酸盐等安全指标,提升产品整体价值。

4 结论

综上所述,70 μm微孔膜通过精准调控袋内气体微环境,在常温下实现了对鸡毛菜失重率、呼吸代谢、氧化损伤及微生物繁殖的协同抑制,将货架期延长至8 d,为鸡毛菜的常温货架或流通提供了新型包装解决方案。该技术在成本控制、操作便捷性和安全性方面具有显著优势,有望在鸡毛菜货架保鲜中推广应用。

参考文献

[1] 闫帅, 梁颖, 文梦棠, 等.热处理对鲜切鸡毛菜品质的影响[J].食品工业科技, 2014, 35(12):341-343.YAN S, LIANG Y, WEN M T, et al.Effects of hot water treatment on quality of fresh-cut Brassica[J].Science and Technology of Food Industry, 2014, 35(12):341-343.

[2] 谢晶, 张利平, 高志立, 等.鸡毛菜的品质动力学分析及货架期预测模型[J].食品科学, 2014, 35(10):268-272.XIE J, ZHANG L P, GAO Z L, et al.Kinetic quality changes and shelf life prediction of Chinese small cabbage (Brassica rapa L.Chinensis group)[J].Food Science, 2014, 35(10):268-272.

[3] 柳青, 陈晓琪, 黄广学, 等.鲜切果蔬品质控制技术研究进展[J].食品研究与开发, 2022, 43(6):217-224.LIU Q, CHEN X Q, HUANG G X, et al.Progress on research into quality control technology for fresh-cut fruit and vegetables[J].Food Research and Development, 2022, 43(6):217-224.

[4] 乔勇进, 高春霞, 甄凤元, 等.贮藏温度对鸡毛菜贮藏品质的影响[J].上海农业学报, 2018, 34(2):94-98.QIAO Y J, GAO C X, ZHEN F Y, et al.Effect of temperature on the storage physiological quality of fresh Brassica rapa L.Chinensis Group.[J].Acta Agriculturae Shanghai, 2018, 34(2):94-98.

[5] 韩扬, 朱成志, 李沁雨, 等.ε-聚赖氨酸复合保鲜剂对鸡毛菜品质及微生物的影响[J].食品与发酵工业, 2022, 48(18):205-212.HAN Y, ZHU C Z, LI Q Y, et al.Effects of ε-polylysine compound preservatives on quality and microorganism of Brassica rapa L.Chinensis group.[J].Food and Fermentation Industries, 2022, 48(18):205-212.

[6] 赵安琪, 安容慧, 王馨渝, 等.真空预冷中雾化微酸性电解水处理对鸡毛菜低温流通及其货架期品质的影响[J].食品科学, 2023, 44(3):218-227.ZHAO A Q, AN R H, WANG X Y, et al.Effect of atomized slightly acidic electrolyzed water treatment during vacuum precooling on the quality of postharvest Chinese little greens during low temperature circulation and shelf life[J].Food Science, 2023, 44(3):218-227.

[7] 刘帮迪, 孙静, 孙洁, 等.不同LED照射方式对鸡毛菜货架期品质及活性氧代谢影响[J].保鲜与加工, 2021, 21(4):7-16.LIU B D, SUN J, SUN J, et al.Effects of different LED illumination modes on shelf life quality and reactive oxygen metabolism of Chinese little greens[J].Storage and Process, 2021, 21(4):7-16.

[8] 巫梅婷, 王玲, 陈于陇, 等.自发气调包装下不同品种韭菜贮藏品质对比分析[J].保鲜与加工, 2023, 23(4):9-15.WU M T, WANG L, CHEN Y L, et al.Comparative analysis of storage qualities of different varieties of leeks under modified atmospheric package[J].Storage and Process, 2023, 23(4):9-15.

[9] VILLALOBOS M C, SERRADILLA M J, MARTN A, et al.Influence of modified atmosphere packaging (MAP) on aroma quality of figs (Ficus carica L.)[J].Postharvest Biology and Technology, 2018, 136:145-151.

[10] YAHIA E M.Modified atmosphere packaging of grapes[J].HortScience, 1992, 27(6):677b-6677.

[11] MOU Z L, WANG C X, WEI W, et al.Modified atmosphere packaging delays postharvest leaf senescence of Chinese flowering cabbage via suppressing chloroplast dismantling and alleviating mitochondrial oxidative damage[J].Food Packaging and Shelf Life, 2023, 39:101136.

[12] YANG T D, CHEN Y L, ZENG F K, et al.Effects of modified atmosphere packaging on the postharvest quality of mulberry leaf vegetable[J].Scientific Reports, 2022, 12:10893.

[13] 唐月明, 高佳, 朱永清, 等.自发气调包装薄膜透气性对花椰菜低温贮藏品质的影响[J].食品与发酵工业, 2020, 46(15):169-174.TANG Y M, GAO J, ZHU Y Q, et al.Effect of gas permeability of the modified atmosphere packaging film on cauliflower quality during low-temperature storage[J].Food and Fermentation Industries, 2020, 46(15):169-174.

[14] D’AQUINO S, MISTRIOTIS A, BRIASSOULIS D, et al.Influence of modified atmosphere packaging on postharvest quality of cherry tomatoes held at 20 ℃[J].Postharvest Biology and Technology, 2016, 115:103-112.

[15] FONSECA S C, OLIVEIRA F A R, FRIAS J M, et al.Modelling respiration rate of shredded Galega kale for development of modified atmosphere packaging[J].Journal of Food Engineering, 2002, 54(4):299-307.

[16] 魏宝东, 赵帅, 程顺昌, 等.不同浓度CO2对油菜常温下贮藏品质的影响[J].食品与发酵工业, 2013, 39(8):212-215.WEI B D, ZHAO S, CHENG S C, et al.Effect of CO2 on the storage quality of pak choy at room temperature[J].Food and Fermentation Industries, 2013, 39(8):212-215.

[17] SINGH M, KUMAR A, KAUR P.Respiratory dynamics of fresh baby corn (Zea mays L.) under modified atmospheres based on enzyme kinetics[J].Journal of Food Science and Technology, 2014, 51(9):1911-1919.

[18] 万杨卓群, 李书影, 刘方玥, 等.自发气调包装和短波紫外线处理对鲜核桃仁保鲜效果的影响[J].食品与发酵工业, 2021, 47(20):204-211.WAN Y Z Q, LI S Y, LIU F Y, et al.Effects of modified atmosphere packaging and UVC treatment on preservation of fresh walnut kernel[J].Food and Fermentation Industries, 2021, 47(20):204-211.

[19] 姜爱丽, 胡文忠, 田密霞, 等.水杨酸处理对采后番茄果实后熟衰老的影响[J].食品与发酵工业, 2009, 35(5):205-209.JIANG A L, HU W Z, TIAN M X, et al.Effects of salicylic acid treatments on postharvest ripening and senescence of tomato[J].Food and Fermentation Industries, 2009, 35(5):205-209.

[20] 安容慧, 周宏胜, 罗淑芬, 等.真空预冷及不同流通方式对上海青货架品质的影响[J].食品科学, 2021, 42(13):241-248.AN R H, ZHOU H S, LUO S F, et al.Effects of vacuum precooling and different circulation modes on the shelf quality of pakchoi(Brassica rapa L.ssp.Chinensis)[J].Food Science, 2021, 42(13):241-248.

[21] 张昱, 芦玉佳, 任新雅, 等.外源葡萄糖处理对杏果实抗氧化代谢及贮藏品质的影响[J].食品科学, 2023, 44(19):157-163.ZHANG Y, LU Y J, REN X Y, et al.Effect of exogenous glucose treatment on antioxidant metabolism and storage quality of apricot fruit[J].Food Science, 2023, 44(19):157-163.

[22] 刘绍俊, 牛英, 刘冰浩, 等.钼蓝比色法测定沙田柚果肉中还原型维生素C含量的研究[J].北方园艺, 2011(1):8-12.LIU S J, NIU Y, LIU B H, et al.Study on determination of the content of reduction-type VC in Chinese grapefruit’s sarcocarp with phosphomolybdate-blue spectrophotometry[J].Northern Horticulture, 2011(1):8-12.

[23] 陈淑慧, 王彦, 赵丹, 等.膜材料在果蔬自发气调过程中的应用及发展[J].膜科学与技术, 2022, 42(3):153-162.CHEN S H, WANG Y, ZHAO D, et al.Application and development of membrane materials in modified atmosphere packaging of fruits and vegetables[J].Membrane Science and Technology, 2022, 42(3):153-162.

Effects of different film packaging on postharvest shelf-life quality of Chinese little greens

REN Kai1,2, HE Xue2, XU Chang2, LI Pengxia2, MA Yanhong1,3*, HU Huali2*

1(College of Food Science and Engineering, Shanxi Agricultural University, Jinzhong 030801, China)
2(Institute of Facilities and Equipment in Agriculture, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China)
3(Institute of Agro-products Processing, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China)

ABSTRACT To investigate the effects of modified atmosphere packaging (MAP) on regulating the postharvest shelf quality of Chinese little greens, this study systematically analyzed the impacts of films with varying thicknesses and gas permeability characteristics on the shelf-life quality of postharvest Chinese little greens under ambient conditions [(23±1) ℃].The Chinese little greens were packaged and subsequently placed in a cultivation chamber.The results showed that compared with the control group (30 μm PE film commonly used in supermarkets) and other packaging groups, the 70 μm micro-perforated film (P5) significantly inhibited the increase in respiration rate and weight loss of Chinese little greens by regulating the internal gas microenvironment (low O2 and high CO2).Specifically, the weight loss rate of P5 after 8 days of storage was only 56.3% of that in the control group, effectively maintaining the visual quality of the postharvest Chinese Little Greens.Further analysis revealed that the P5 microperforated film delayed the degradation of chlorophyll (total chlorophyll content was 76.7% higher than the control group after 8 days) and ascorbic acid (28.6% higher than the control group), reduced the accumulation of harmful substances such as malondialdehyde and nitrite, and inhibited the growth of total colony counts.In conclusion, the P5 microperforated film significantly improved the preservation effect during the shelf life of Chinese little greens by suppressing respiration rate, delaying oxidative damage, and exerting antibacterial effects.Therefore, it can serve as a novel packaging material to optimize the shelf-life quality of Chinese little greens.

Key words modified atmosphere packaging; Chinese little greens; shelf quality; ambient temperature; preservation

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.043941

引用格式:任凯,何雪,徐畅,等.不同薄膜包装对鸡毛菜采后货架期品质的影响[J].食品与发酵工业,2026,52(8):113-121.REN Kai,HE Xue,XU Chang, et al.Effects of different film packaging on postharvest shelf-life quality of Chinese little greens[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(8):113-121.

第一作者:硕士研究生(马艳弘研究员和胡花丽副研究员为共同通信作者,E-mail:ma_yhhyy@126.com和huhuali203@163.com)

基金项目:江苏省农业科技自主创新资金项目(CX(22)1014);江苏省重点研发计划(现代农业)-面上项目(BE2022368)

收稿日期:2025-07-17,改回日期:2025-09-28