表1 包装形式和贮藏方式
Table 1 packaging methods andstorage environments
编号包装方式和贮藏方式编号包装方式和贮藏方式1塑料盒 7散装食品袋2纸盒 8真空包装 3编织袋 9充氮气包装4自封袋 10冷藏 5牛皮纸袋11冻藏 6铝箔袋 12高温高湿
马铃薯(Solanum tuberosum L.)，又称地蛋、土豆、洋山芋等，与小麦、稻谷、玉米、高粱并成为世界五大作物[1]。现阶段马铃薯已被列为我国的主粮之一[3]，其种植面积扩大，产量增加，马铃薯的相关加工方式不断提升。脱水马铃薯片是云贵川一带对马铃薯保藏的方式之一，是马铃薯经清洗、去皮、切片、漂烫、干燥等工艺后直接进行包装贮藏的一种脱水蔬菜，具有质量轻、包装简便、货架期长等优点[4]。脱水马铃薯片经漂烫、干燥后，含水量少、酶活性降低，能有效抑制微生物的滋生，提高产品品质，延长产品贮藏期[5]。脱水马铃薯片经过脱水加工使其保持特有风味、色素和营养素，经油炸后常常作为一道休闲美食，在贵州省农民家庭里几乎每家都会制作该产品并常作为冬季食用的菜肴，这恰好能满足人们在非马铃薯收货季节对马铃薯的需求。
脱水马铃薯片水分含量低，易吸水回潮，在贮藏过程中，理化性质易受贮藏环境的影响，使产品水分含量发生变化，导致其质地发生变化，使产品品质下降，失去商品价值和食用价值。色泽是衡量产品质量及卫生安全的一个重要标志，贮藏期间发生色变主要是由各种微生物作用、酶促褐变、非酶褐变及维生素C的不稳定性引起的[6]，同时，产品色泽受水分、微生物、温度、氧气和光照的影响，造成产品发黄、颜色变暗[7]。因此，包装形式以及贮藏环境是影响脱水马铃薯片的品质重要因素之一。包装材料的透气性、透水性影响产品吸潮程度及微生物的生长情况，适宜的包装可保护脱水马铃薯片免受或减少外界环境因素的影响，减缓营养物质氧化分解的程度[8]，保证产品品质。目前，脱水马铃薯片采取的大多是麻袋包装、室温放置等较粗放的包装和贮藏方式，严重影响产品品质和卫生安全。因此，有必要对脱水马铃薯片的包装形式以及贮藏环境进行研究。本文通过对散装食品袋、自封袋、牛皮袋、铝箔袋、编织袋、塑料盒、纸盒、真空包装、充氮包装以及3种贮藏方式高温高湿(温度 37 ℃，相对湿度90%)、冷藏(4 ℃)、冻藏(-18 ℃)进行实验，以脱水马铃薯片的水分含量、色泽、硬度、破碎力和菌落总数含量为指标，研究其贮藏1年的品质变化情况，揭示包装形式和贮藏环境对脱水马铃薯片品质的影响，为马铃薯相关产业的贮藏提供理论基础及技术支持。
马铃薯，品种为青薯9号，由贵州省生物技术研究所提供；食盐、花椒、 散装食品袋、自封袋、铝箔袋、牛皮纸袋、编织袋、塑料盒、纸盒，购于花溪区合力超市。
TMS-Pro质构仪，北京盈盛恒泰科技有限公司；Nh310色差仪，上海卡罗卡超仪器有限公司；BKQ-B50II全自动高压蒸汽灭菌锅，山东博科科学仪器有限公司；热泵干燥机，上海湿腾设备有限公司；LRH-70电热恒温培养箱，海精密仪器仪表有限公司。
1.3.1 脱水马铃薯片制作工艺
原料→筛选→清洗→去皮→切片→浸泡→漂烫→冷去→干燥→包装→成品→贮藏
1.3.2 样品贮藏
取脱水马铃薯片样品，分成12份，每份100 g，具体见表1。其中3份经散装食品袋包装后分别置于高温高湿(温度37 ℃，相对湿度90%)、冷藏(4 ℃)和冻藏(-18 ℃)3种不同环境下贮藏12个月；另外9份经不同包装材料包装后置于常温常湿(室温自然环境下)条件下贮藏12 个月。
表1 包装形式和贮藏方式
Table 1 packaging methods andstorage environments
编号包装方式和贮藏方式编号包装方式和贮藏方式1塑料盒 7散装食品袋2纸盒 8真空包装 3编织袋 9充氮气包装4自封袋 10冷藏 5牛皮纸袋11冻藏 6铝箔袋 12高温高湿
注：1～7、10、11、12为正常密封包装；1～9组贮藏于常温常湿；冷藏温度为 4 ℃；冻藏温度为-18 ℃；高温高湿为温度 37 ℃，相对湿度90%
1.3.3 水分的测定
参照 GB5009.3—2016食品安全国家标准食品中水分的测定中直接干燥法测定,测定3次取平均值。
1.3.4 色差的测定
使用Nh310便携式色差仪测定脱水马铃薯片亮度L、红绿值a、黄蓝值b，每个样品平行测定6次，取平均值[9]。
1.3.5 硬度与破碎力的测定
采用TPA法测定硬度和破碎力，使用P/36R圆柱形探头，68%的压缩比例，触发力0.15 N，30 mm/min测试速率下降距离15 mm。每个样品平行测定4 次取平均值[10]。
1.3.6 菌落总数的测定
按照GB 4789.2—2016食品微生物学检验 菌落总数测定方法，取样测定。
采用Microsoft Excel 2016和Origin 9.0软件进行分析并制图，采用SPSS18.0对数据进行统计分析，显著水平P<0.05。
水分含量会影响脱水马铃薯片的稳定性、微生物含量等，水分含量过高会降低脱水马铃薯片的品质(如褐变、加速氧化等)和贮藏性能以及引发食品安全性问题[11]。图1 所示为贮藏期间不同包装处理对脱水马铃薯片水分含量的影响。未贮藏前脱水马铃薯片的含水量为 12.77%，充氮包装、真空包装、冷藏和冷冻在贮藏期间中含水量变化较稳定，高温高湿贮藏和编织袋常温常湿水分含量随时间的增加而急剧增加，分别到达19.99%和20.59%。在贮藏过程中充氮包装、真空包装以及冻藏和冷藏能有效防止脱水马铃薯片吸潮，保持产品品质。
图1 不同贮藏条件下脱水马铃薯片的水分含量
Fig.1 Content of moisturet in dehydrated potato chips under different storage conditions
脱水马铃薯片的色泽受环境中氧气分压、水分以及细菌繁殖程度等许多因素的影响[12-13]。色差L值反映的是产品的亮度，其在0～100变化，0表示黑色，100表示白色。马铃薯中除了含有大量的多酚氧化酶外，还含有大量的抗坏血酸，二者均极易引起产品色泽变化[14]。由图2可知，贮藏期间脱水马铃薯片的L值呈下降趋势，综合比较9种包装方式和3种贮藏方式，使用充氮包装、真空包装与牛皮纸包装的脱水马铃薯片在亮度保持方面效果较好，充氮气包装的脱水马铃薯片的L值下降速率最慢，高温高湿组的L值下降速度最快，其原因可能是充氮包装可以有效隔绝空气中的氧气和水分，包装内气体的氧分压低,酚类物质的氧化反应速度较低，降低了产品色泽变化速率，而高温高湿组使干马铃薯部发生氧化褐变，导致色泽加深[15-16]；其次是编制袋组样品L值下降幅度较大，编制袋包装不仅受氧气和水分的影响，微生物的滋生也是影响其色泽变化的重要原因[12]。充氮包装、真空包装与牛皮纸包装与普通铝编织袋包装的脱水马铃薯片相比，可显著抑制片L值的降低，说明空气的湿度、氧气和微生物对脱水马铃薯片亮度的影响较大。
图2 不同包装处理对脱水马铃薯片L值影响
Fig.2 Effect of different packaging treatments on L value of dehydrated potato chips
a值为红绿值，a>0时，值越大红色度越深，a<0时，其绝对值越大绿色度越深。由图3可知，样品在不同包装和贮藏条件下a值呈现上升趋势，贮藏1个月时a值差异不显著(P>0.05)，第1个月以后高温高湿条件呈显著性变化(P<0.05)，脱水马铃薯片在高温高湿条件下贮藏因水分和氧气的作用使得产品发生褐变反应引起色泽变深[17]。相其次编织袋包装的脱水马铃薯片增幅较大，主要是由于编织袋包装是一种透气性的包装袋，干马铃薯贮藏过程因受到外界氧气和水分的作用，发生褐变，使色泽加深，a值增加。充氮包装、真空包装、冷冻和冷藏的产品a值变化较小。
图3 不同包装处理对脱水马铃薯片a值影响
Fig.3 Effect of different packaging treatments on a value of dehydrated potato chips
b值表示黄蓝值，b>0时，取值越大颜色越黄，b<0时，其绝对值越大颜色越蓝。由图4可知，b值在贮藏过程中整体变化较小。充氮包装的b值由贮藏前25.19在贮藏12个月后降到22.01，b值变化最小，由于氮气性质稳定，不易于产品成分发生反应，同时充氮气有效降低样品包装中的氧分压，有利于产品色泽的保护，其次变化较小的分别是抽真空包装、冷藏和冻藏贮藏。高温高湿组的b值变化呈直线式增加，由最初的25.19增加至45.95，其中，在0～1个月贮藏段增幅最显著，增幅为41.63%，后期呈现缓慢线性增加。在贮藏初期，脱水马铃薯片因干燥脱水，水分含量较少，当放置于高温高湿的环境中时，水分含量增加，高温和含水量是影响产品美拉德反应的因素之一，导致产品变黄；同时，水分的分解使环境氧自由基增加，加速产品氧化变质，从而引起色泽变化[18]，b值增加。锡箔纸包装组样品b值变化较大，我们推测这可能与包装材料的成分有关，是否在常温常压条件下贮藏锡箔纸会吸收空气的部分热能，使样品发生氧化反应，导致色泽变化。综合分析脱水马铃薯片的色泽(L、a、b值)变化，充氮包装和抽真空包装对样品色泽保护较好。
图4 不同包装处理对脱水马铃薯片b值的影响
Fig.4 Effect of different packaging treatments on b value of dehydrated potato chips
硬度值为样品断裂所需要的最大力，产品越硬，数值越大[20]。由表2可知，不同处理的脱水马铃薯片在贮藏过程中的硬度变化存在显著差异(P<0.05)。样品在贮藏过程中硬度值整体呈下降趋势，可能与样品在贮藏过程中吸收水分和氧气有关[21]。样品贮藏12个月后除充氮包装、真空包装与锡箔袋包装差异显著外(P<0.05)，其余几种包装及贮藏方式均无显著性差异(P>0.05)。编织袋包装与高温高湿贮藏条件下样品的硬度值由最初的(23.22±2.05)分别降低到(2.36±1.88)与(2.97±1.13)，说明透气的包装材料增大了样品与水分接触的机会，导致产品硬度降低，品质变差；同时编织袋，包装极易受微生物的侵害，使样品发软[13]。贮藏期间充氮包装和抽真空包装，与其他几种包装材料相比硬度降低较小，说明充氮包装与真空包装对维持脱水马铃薯片的硬度有一定的作用，是一种较好的包装方式。
表2 不同贮藏条件对脱水马铃薯片硬度的影响
Table 2 Effect of storage conditions on the firmness of dehydrated potato chips
贮藏条件贮藏时间/月0136912塑料盒纸盒编织袋自封袋散装锡箔袋牛皮袋充氮真空袋冷藏冻藏高温高湿23.22±2.05a12.97±2.94c4.17±0.07c2.55±0.93d3.86±0.68d3.21±1.05c15.33±1.55bc3.34±0.29cd3.17±1.75d2.84±0.39e3.22±0.2c21.03±1.61abc5.98±0.28c6.28±0.68bc4.08±0.4c2.36±1.88c23.63±1.25abc5.3±0.22c4.84±1.73cd4.18±0.11c4.61±0.65c26.67±3.09ab2.78±0.30d2.99±1.03d3.01±1.29de3.14±0.76c25.03±3.85abc8.09±0.11b7.08±1.71b6.80±0.26b6.98±1.58b28.90±3.73a12.52±0.12a5.07±1.07c3.34±0.71d3.29±1.15c19.83±2.94abc11.16±0.25a10.22±0.68a10.85±0.09a10.59±0.97a22.57±1.74abc11.37±0.39a10.28±0.80a9.54±0.54a10.93±1.04a20.11±2.99abc10.20±0.14a4.85±0.53cd4.92±0.13c3.42±0.39c17.32±3.01bc8.10±0.07b4.57±0.63cd4.76±1.3c3.03±0.31c10.50±2.89c1.25±0.09d2.29±0.82d2.54±0.43e2.97±1.13c
注：同一列标示的不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)
用破碎力来表征脱水马铃薯片的脆度，破碎力大小与脆度呈现反比关系[20]。由表3可知，不同贮藏条件下样品的破碎力存在显著性差异(P<0.05)。样品在贮藏过程中破碎力在贮藏过程中呈缓慢上升趋势，可能是由于干制后的马铃薯片水分含量低，吸水易回朝，导致破碎力升高，脆度降低。贮藏12个月后充氮包装、真空包装和锡箔袋包装的样品破碎力变化最小，这是由于样品经过热烫预处理后，细胞发生皱缩，细胞间会保留一定的水分，在干燥过程中减少了样品多孔性程度，从而提高了其破碎力，但由于充氮和真空条件下与氧气和空气中水分隔离，由于样品环境周围的水分含量低于样品内部水分含量，因此原料细胞间隙中的水分会发生汽化蒸发，增加组织结构的通透性，具有增强样品脆度的效果[22]。高温高湿组与编织袋组的样品破碎力变化最大，其增幅分别为 76.39%和66.07%，由于样品含水量较低，在高温高湿的环境中样品吸收水分，导致破碎力增加，脆度降低。由于编织袋属于一种透气性的包装，在此包装下的样品置于常温常压下，极易吸收空气的水分导致脆度降低。采用纸盒包装的样品在常温常压下其破碎力相对较大，采用纸盒包装不但样品会吸收空气中水分，同时纸盒也会吸收空气中的水分，在贮藏过程中纸盒会发生发霉、坍塌，严不仅会影响产品的脆度，同时包装盒发霉会引起产品的安全性问题。因此脱水马铃薯片的包装采用充氮包装和真空包装较好。
表3 不同包装方式对脱水马铃薯片破碎力的影响
Table 3 Effect of different packing forms on the rupture of dehydrated potato chips
贮藏条件贮藏时间/月0136912塑料盒纸盒编织袋自封袋散装锡箔袋牛皮袋充氮真空袋冷藏冻藏高温高湿18.51±2.01a23.50±0.30b20.37±1.93b20.85±0.05b20.58±0.40bc19.92±1.04c22.64±2.58b27.27±1.41a28.65±0.64a28.14±0.62a28.91±0.82b28.19±3.55a26.67±2.05a29.21±0.66a29.64±0.99a30.74±1.04a23.37±0.6b26.90±1.49a25.41±0.11ab24.39±0.02b24.27±0.25bc28.38±3.51a28.30±0.85a29.83±0.03a29.76±0.4a28.27±2.51b21.07±2.60c21.17±2.34b21.67±0.58b20.82±0.73bc18.20±0.61c21.87±1.00c22.13±1.27b21.80±0.43b20.21±0.23bc20.28±0.67bc17.60±3.20d16.9±1.42c16.41±0.50c16.94±0.93c16.67±1.29c25.50±3.83ab21.73±1.01b19.97±0.05b19.59±0.32c17.41±1.21c23.45±1.20ab22.90±3.61b22.82±0.0b19.02±079c19.00±2.07c21.21±2.11c20.53±0.7b19.72±0.02bc19.98±0.27c19.10±1.87c20.33±3.00c22.19±1.75b28.87±0.31b32.06±0.20a32.65±1.35a
行业标准NY/T 959—2006 (脱水蔬菜)中对脱水蔬菜的菌落总数的要求<100 000 CFU/g。由表4可知，经充氮包装和真空包装的样品菌落总数含量最少且与贮藏初期样品中菌落总数含量基本一样，充氮包装和真空包装隔绝了氧气，贮藏前期微生物生长缓慢，有效地抑制了微生物的繁殖，说明充氮包装和真空包装再结合冷藏或冻藏能有效减缓微生物的生长繁殖，保证样品的安全性。其他几组的菌落总数含量随着贮藏时间的延长而不断升高，经编织袋包装、纸盒包装和高温高湿条件贮藏下样品微生物含量较其他几种包装贮藏方式多，特别是经编织袋包装的样品在贮藏9个月后菌落总数已经达到多不可计，同时产品表面出现大面积发霉，样品已经完全失去食用性；经纸盒包装的样品表面也产生霉菌。
表4 不同包装方式对脱水马铃薯片菌落总数的影响 单位：CFU/g
Table 4 Effect of different packing forms on the rupture of dehydrated potato chips
贮藏条件贮藏时间/月0136912塑料盒纸盒编织袋自封袋散装锡箔袋牛皮袋氮气真空袋冷藏冻藏高温高湿3934.06×1025.73×1026.12×1027.06×1021.02×1021.75×1032.07×1036.10×1031.05×1042.04×1028.75×1037.83×103多不可计多不可计34931.10×1022.13×1023.72×10242891.34×1022.75×1024.53×10251236901.32×1024578961.65×1023.45×102423244332267856665671.42×1029.50×1021.35×1033.20×1034.55×103
脱水马铃薯的包装形式不但可以有效地抗压、阻气、抑氧、保鲜，同时可以长期保持产品的色、香、味、形和营养价值，抑制微生物的生长和繁殖。不同包装形式(散装食品袋、自封袋、牛皮袋、铝箔袋、编织袋、塑料盒、纸盒采、真空包装、充氮包装)和贮藏方式(高温高湿、冷藏、冻藏)的脱水马铃薯片在贮藏期间水分含量、色差(L、a、b值)、硬度、破碎力及菌落总数呈现显著性差异。编织袋包装和高温高湿贮藏产品水分和破碎力增加最显著(P<0.05)，色差值和硬度下降最快，编织袋包装的菌落总数在9个月时达到多不可计，产品表面出现大面积发霉，已失去食用价值，主要的原因是产品吸水变软，进而为微生物滋生提供了条件，同时，在本试验中是漂烫后直接干燥，并未进行其他的漂白或灭酶处理(一般采用SO2烟熏或添加护色剂等)，因此，样品中可能存在未完全杀灭的酶，进而引起色泽改变；采用纸盒包装的产品，纸盒吸湿坍塌，产品表面发霉。充氮包装、真空包装、冷藏和冻藏的脱水马铃薯片水分含量变化较小，总体色差变化较小，硬度较小且脆性良好，对保持产品品质作用较好，菌落总数与贮藏初期基本一致，产品安全性得以保证。由于真空包装的产品破碎率较多，可采用充氮包装结冷藏的方式能长期保藏产品。
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