包装材料对常温花生耐贮性的影响.pdf

第 28 卷第 3 期农 业 工 程 学 报Vol.28No.32012 年2 月Transactions of the CSAEFeb.2012269包装材料对常温花生耐贮性的影响陈红1，熊利荣1，王晶1，万鹏1，胡筱波2（1.华中农业大学工学院，武汉 430070；2.华中农业大学食品科技学院，武汉 430070）摘要：为了探讨包装材料对常温贮藏条件下花生耐贮性的影响，该文研究了常用的 3 种包装材料下花生色泽、含水率、电导率、发芽率、黄曲霉感染指数、防虫效果的变化规律。结果表明：包装对花生贮藏质量指标的影响非常显著。薄膜袋包装花生的红衣种皮颜色变化速度比编织袋和麻袋包装的缓慢；薄膜袋较强的保水能力能够有效地防止花生水分散失；但在贮藏初期，密闭的薄膜袋包装环境易造成无氧呼吸，引起花生种皮细胞膜结构和种胚损伤，导致电导率急剧增大；种皮是花生抵抗黄曲霉菌侵染的重要屏障，因此，薄膜袋包装的抗黄曲霉菌侵染能力低于编织袋和麻袋包装；编织袋和麻袋包装花生的发芽率略高于薄膜袋包装；3 种包装方式抑制虫害繁殖作用差异显著，高通透性的编织袋和麻袋包装的花生害虫侵蚀严重，而薄膜袋包装可以有效地抑制虫害的发生。总之，花生品质的变化是一个动态的复杂过程，在选择适宜包装材料时应结合花生生理特性、贮藏环境等因素综合考虑，这为常温花生的贮藏提供了参考。关键词：包装材料，贮藏，质量控制，花生doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.03.046中图分类号：S379文献标志码：A文章编号：1002-6819(2012)-03-0269-05陈红，熊利荣，王晶，等.包装材料对常温花生耐贮性的影响J.农业工程学报，2012，28(3)：269273.Chen Hong,Xiong Lirong,Wang Jing,et al.Influence of packaging materials on storage property of peanut under normaltemperatureJ.Transactions of the CSAE,2012,28(3):269273.(in Chinese with English abstract)0引言花生富含脂肪和蛋白质，在田间生长期间就已携带有大量真菌和虫卵。常温贮运过程中，当温湿度适宜时，随呼吸作用增强，花生红衣种皮细胞结构逐渐被破坏，防御能力降低，容易滋生霉菌、虫害，出现破损、皱缩或变色，发生品质劣变。有些霉菌还可产生致癌性极强的黄曲霉毒素，不仅影响商品价值，而且降低了花生食用安全性1-2。适宜的包装是保护农产品免受或减少氧气、温度、湿度、光线等外界环境因素的影响，减缓贮藏品质劣变，确保安全食用品质和商品价值的重要措施3-4。国外学者在花生及其制品的真空包装、气调包装等方面有大量研究报道5-8，也有文献探讨了不同材料包装的花生在气调贮藏环境下的品质及氧化稳定性9-10，普遍认为，气调包装能够有效防止花生及其制品油脂氧化，霉菌繁殖和水分散失。目前，受使用成本等因素的限制，国内特别是华中地区花生气调包装应用并不多。常温花生贮运过程中常用的包装材料有麻袋、聚乙烯薄膜袋、聚乙烯编织袋。因包装材料的不同，花生的感官质量及贮藏品质差异很大。有关包装材料对常温下花生贮藏质量和货架期影响方面的报道较少，高翔等研究了聚乙烯编织袋、2 种不同厚度聚乙烯薄膜袋对花生储藏期微生物活收稿日期：2011-03-30修订日期：2011-11-10基金项目：湖北省自然科学基金（项目编号：2005ABA249）作者简介：陈红（1968），女，湖南长沙人，副教授，博士，主要研究方向为农产品加工与贮藏。武汉华中农业大学工学院，430070。Email：。动的影响11。因此，探讨常温贮藏条件下特别是高温潮湿季节不同包装材料对花生贮藏质量的影响，对有效控制虫害、霉菌侵染，延长其贮藏寿命和货架期有着重要的指导意义。本文研究了不同包装对常温花生贮藏过程中生色泽、含水率、电导率、发芽率、黄曲霉菌感染指数、防虫效果的影响，以期找到适合花生的包装，从而延长其货架期。1材料与方法1.1材料与处理试验材料为白沙 6 号，选择充分成熟，种粒均匀，无虫蛀、霉烂、皱缩的当年脱壳带红衣种皮新花生，经干燥将含水率从 8%降至 6%，采用市场上常温花生贮运过程中常用的聚乙烯袋（厚度为 0.06 mm）、麻袋（厚度为 2 mm）和编织袋（厚度为 0.1 mm，丝宽为 mm，密度为条丝/cm2）进行分装，每袋装入 0.5 kg 花生，其中 40粒进行编号，用于图像摄取。室温贮藏，温度 1025，相对湿度 40%70%。按照秋收花生市场供求及贮藏特点，贮藏时间为 8 个月，从 2009 年 12 月至 2010 年 8 月。1.2指标测定方法采用种皮色泽、含水率、相对电导率、发芽率、黄曲霉菌感染率、虫害率作为衡量花生安全贮藏品质的指标，每个试验重复 3 次，取平均值。1.1.1色泽测定每月定期取出编号花生，摄取图像。采用由色度（Hue）、饱和度（Satu-ration）、亮度（Value）3 个分量组成 HSV 颜色模型研究花生贮藏过程中表皮颜色、纹理、光泽等的变化规律。农业工程学报2012 年2701.2.2含水率取 20 颗花生，粉碎后取 10 g，放入干燥皿，置于105电热恒温干燥箱，测花生的含水率。1.2.3相对电导率参照张文明等12的方法。每处理取 3 颗花生，加入200 mL 双重蒸馏水，于 25恒温下浸泡 24 h，测定浸泡液电导率 C1（s/cm g），将花生及浸泡液于沸水浴中蒸10 min，冷却后，测定浸泡液电导率 C2（s/cm g），并按12100%CsC计算浸泡液的相对电导率 s。1.2.4发芽率发芽率的统 计按采 用计 数法测定，参照国 标GB/T3543-1995 农作物种子检验规程，采用培养皿法进行发芽试验。统计第 5 天及第 7 天的发芽数，并计算发芽率。1.2.5黄曲霉菌感染指数采用周桂元方法13，选取饱满、大小均匀无损花生30颗消毒后，用无菌水冲洗3次，并使种子含水率达20%，置于灭菌培养皿中。在培养皿中加入 5 mL 黄曲霉菌孢子悬浮液，搅拌，使每粒花生均匀粘上黄曲霉菌孢子，放入 30恒温中培养。第 7 天统计感染霉菌花生数和感染程度。1.2.6虫害率受虫侵害种仁表面会出现破损或虫蚀孔，观察、统计各包装材料内虫害花生种仁数和袋内虫子个数，侵害程度由浅至深用以下式计算100%nVN式中，n 为已侵害破损花生数，N 为花生总数。1.3统计分析所有数据采用 Excel 进行统计处理，应用 SPSS13.0软件对数据进行方差分析（ANOVA），并利用邓肯式多重比较。2结果与分析贮藏过程中，花生品质的变化是一个连续的、由量变到质变的复杂过程，微生物的、生物的、物理的、化学的变化反应会同时进行14-17。包装使花生与外界环境中的水汽、氧气相对隔绝开来，从而抑制花生生理代谢活动，有效地降低各种生理生化反应的速度，延缓花生品质变化。不同的包装材料透湿、透气性能各不相同，麻袋、聚乙烯薄膜袋、聚乙烯编织袋 3 种常用包装材料中，编织袋孔隙大、通透性最好，麻袋其次，薄膜袋对水汽、氧气的阻隔作用最强。2.1不同包装材料对花生色泽的影响花生红衣中 50%左右的为生物活性较高的黄酮类化合物18。新收获的花生种皮呈较浅的桃白色，种皮较薄，皱缩，和种仁贴合紧密。随着贮藏时间的延长，随花生种皮水分减少以及黄酮类化合物氧化，3 种包装的花生种皮变干、逐渐变光滑，颜色逐渐变深，种皮和内仁的贴合变松。花生的 H、S、V 三分量变化如图 1 所示，随贮藏时间延长，3 种包装处理花生的颜色分量 H、S、V 表现出相同的变化规律。色调 H 值变化相对平缓，呈现减小的趋势，饱和度 S 值逐渐增大，亮度 V 快速降低。说明花生颜色逐渐变深，表面光泽逐渐失去，变得暗淡起来。5、6 月因环境温度逐渐变高，湿度变大，花生色泽发生显著变化。3 种包装延缓花生变色的作用存在差异，经显著性分析（P0.05）薄膜袋与编织袋和麻袋之间差异显著，说明薄膜袋包装能够阻隔氧气，减缓氧化，从而有效地延缓花生变色，保持花生的成色，编织袋和麻袋的保色效果没有明显差异。图 1不同包装花生的色度 H、饱和度 S、亮度 V 分量值变化Fig.1Hue,Satu-ration,Value changes ofpeanut with different packaging2.2不同包装材料对花生含水率的影响如图 2 所示，随着贮藏期延长，3 种包装处理花生的含水率呈缓慢下降趋势，麻袋及编织袋内花生的含水率下降较快，总的下降率约为 20%，薄膜袋内花生的含水率变化较小，总的下降率约为 10.7%。在高温潮湿的 6、7 月份，各包装材料内花生的含水率有所回升。花生易吸湿，花生的含水率出现波动，反映了贮藏环境条件及花生自身生理活动对花生水分的综合作用19。在储藏末期，薄膜袋包装的花生含水率为 6.34%，是编织袋包装的 1.19第 3 期陈红等：包装材料对常温花生耐贮性的影响271倍，经显著性分析，薄膜袋与麻袋、编织袋之间对含水率的影响存在显著性差异（P0.05），而麻袋和编织袋之间含水率差异不显著（P0.05）。花生与外界环境发生水分传递过程中，包装材料的透湿性能起到关键的作用。麻袋和编织袋通透性好，导致花生含水率下降较快；而薄膜袋形成的相对密闭环境有利于保水，在一定程度上延缓花生含水率的降低。图 2不同包装方式对花生含水率的影响Fig.2Effects of different packaging on moisture content ofpeanut2.3不同包装材料对花生膜透性的影响相对电导率是反映膜透性的重要指标，花生后熟期长达 110120 d，期间，呼吸作用消耗养分，放出大量的热量和水，种皮组织在逆高温高湿条件下，细胞膜的结构和功能将受到伤害，导致细胞膜透性随贮藏时间延长不断增大，电导率逐渐增大。由图 3 可知，3 种包装内花生的相对电导率在贮藏过程中呈上升的趋势，说明膜透性增加。贮藏初期，相比于麻袋和编织袋，薄膜袋包装花生电导率迅速增加到 40%，贮藏 4 个月后，变化相对平缓；到了高温高湿的 7、8 月份，麻袋和编织袋包装花生内害虫繁殖，生理过程日趋旺盛，导致电导率显著增大，超过了薄膜袋包装花生的电导率。经显著性分析，麻袋与编织袋之间对电导率的影响没有显著差异（P0.05），它们和薄膜包装之间均差异显著（P0.05）。图 3不同包装方式对花生相对电导率的影响Fig.3Effects of different packaging on peanut conductivity2.4不同包装材料对花生虫害的影响花生易受仓贮害虫危害。花生在田间生长期间就携带有大量虫卵和真菌。温度、湿度、气体等是影响害虫生长发育、繁殖的重要环境因素，与昆虫的生命活动关系非常密切，特别是气温对害虫的生长、繁殖影响显著。表 1 所示为贮藏期各月平均气温及相对湿度，结合图 4虫害发生情况可知，贮藏初期的 13 月份，平均气温小于虫口繁殖所需温度（15）；贮藏进入 4、5 月份，随着气温逐渐升高，当环境温湿度及氧气含量适宜时便会引发虫害生长和繁殖。从 4 月份开始，气温逐渐升高，相对湿度逐渐增大，麻袋和编织袋内氧气含量相对充足，有利于虫卵繁殖，花生内逐渐出现虫分泌物、啃噬的花生皮屑；到了 6、7 月份，2530的气温达到虫害生长和繁殖的最佳温度，害虫生长速度快，这引起爆炸性虫口增加，麻袋和编织袋内花生虫害侵染非常严重。贮藏末期，麻袋和编织袋中分别有 50%、42%的花生被虫咬蚀，破损，在包装材料内可见白色的线虫。在整个贮藏期，薄膜袋内几乎没有出现虫害。图 4不同包装方式对花生虫害的影响Fig.4Effects of different packaging on insect pest rate of peanut经显著性分析，3 种包装的花生虫害率之间有显著差异，不同包装对花生虫害率有较大的影响。据报道，当氧气体积分数在 15%左右时，蛾类成虫生命活动即受到抑制，氧气体积分数在 8%左右时各种害虫的生命活动都会受到不同程度的抑制20，因此，相对密闭的薄膜袋包装可以有效地抑制虫害发生。表 1各月气温及相对湿度Table 1Temperature and humidity of each month月份12345678气温/2.85.010.016.021.325.829.028.5相对湿度/%37415061707884832.5不同包装材料对花生发芽率的影响图 5 为贮藏 8 个月时，未虫蛀及霉变花生的发芽试验进行到第 5、7 天时，不同包装材料下的花生发芽率。第 5 天时，编织袋包装花生的发芽率高于薄膜袋和麻袋，三者之间差异显著（P0.05）；随发芽时间延长，发芽率的标准差减小，第 7 天时，薄膜袋包装的花生发芽率显著提高，编织袋包装的花生发芽率略高于其他 2 种包装，麻袋和薄膜袋对发芽率影响差异不显著（P0.05）。这是因为，贮藏初期，花生旺盛的呼吸作用消耗氧气，放出大量的热能，薄膜袋密闭包装，袋内发热会对花生种胚造成伤害；并且随贮藏时间延长，袋内缺氧的环境农业工程学报2012 年272造成无氧呼吸，产生醛、醇类有害物质损害胚细胞而导致花生发芽能力下降21。图 5不同包装方式对花生发芽率的影响Fig.5Effects of different packaging on germination rate of peanut2.6不同包装材料对花生黄曲霉菌感染指数的影响如图 6 所示，8 个月时，各包装方式内花生黄曲霉感染指数不同，薄膜袋包装花生的黄曲霉感染指数高于其他 2 种包装材料，编织袋次之，麻袋最小，经显著性分析，麻袋与编织袋包装对霉变指数的影响不显著（P0.05），薄膜袋与麻袋、编织袋相比，对霉变指数的影响显著（P0.05）。花生种皮的完整性、强度在抗黄曲霉侵染和产毒中发挥着重要的屏障作用，种皮细胞的破坏容易形成霉菌适宜繁殖的条件，电导率越大，种皮膜结构受到的损伤越大。薄膜袋包装花生的电导率最大，因此，接种黄曲霉菌后，侵染程度最高22-23。图 6不同包装方式对花生黄曲霉感染指数的影响Fig.6Effects of different packaging on Aspergillus flavusinfection index of peanut3结论1）常温贮藏条件下，包装材料对花生色泽、含水率、电导率、发芽率、黄曲霉感染指数、防虫效果的影响非常显著。相比于编织袋和麻袋，薄膜袋包装形成的密闭贮藏环境不仅能保持花生含水率，而且能隔绝氧气，抑制虫害的发生；但是，密闭的包装环境容易造成无氧呼吸，破坏种皮细胞膜结构，导致薄膜袋包装花生的膜和种胚损伤，电导率大，黄曲霉感染指数高，发芽率低。2）贮藏过程中要保证种皮维持一种动态平衡关系。贮藏初期的 12 个月，薄膜袋相对密闭的环境不利于水和热量的散发，薄膜袋密闭包装，袋内发热会对花生种胚造成伤害，对种皮细胞膜造成的损害大，为了散发呼吸作用放出的水和热量，应选择通气性和透湿性好的麻袋及编织袋包装；而到了高温高湿的夏季，麻袋和编织袋内氧气含量相对充足，害虫生长速度快，容易引发爆炸性的虫口危害；因此，为了阻隔水汽和氧气，抑制虫害发生，需要选择相对密闭的薄膜袋包装来抑制虫害的繁殖。参考文献1DornerJW.Combinedeffectsofbiologicalcontrolformulations.Cultivars,and fungicides on preharvest colonizationand aflatoxin contamination of peanuts by AspergillusspeciesJ.Peanut Science,2004,31(2):7986.2黄淑霞，蔡静平，高翔.不同花生品种储藏期间霉菌活动差异性初探J.中国粮油学报，2009，24(12)：114117.Huang Shuxia,Cai Jingping,Gao Xiang.A primary study onmould action variety among peanut cultivars in storageJ.Journal of the Chinese Cereals and Oils Association,2009,24(12):114117.(in Chinese with English abstract)3Sheikh A S,Hirata T,Ishitani T.Quality preservation ofpeanuts by means of plastic packagingJ.Pakistan Journal ofScientific and Industrial Research,1985,28(1):4651.4Vibeke Kistrup Holm,Grith Mortensen,Mette Vishart,et al.Impact of poly-lactic acid packaging material on semi-hardcheeseJ.International Dairy Journal,2006,16(8):931939.5Ellis W O,Smith J P,Simpson B K,et al.Growth of andaflatoxin production by Aspergillus flavus in peanuts storedunder modified atmosphere packaging(MAP)conditionsJ.International Journal of Food Microbiology,1994,22(2/3):173187.6Wilson D M,Jay R,Hill R A.Microflora changes in peanuts(groundnuts)stored under modified atmospheresJ.Journalof Stored Products Research,1985,21(1):4752.7O Keefe F,Wiley A,Knauft A.Comparison of oxidativestability of high-and normal-oleic peanut oilsJ.Journal ofthe American Oil ChemistsSociety,1993,70(5):489492.8zg l E.The effects of temperature and moisture content onlipid peroxidation during storage of unblanched salted roastedpeanuts:Shelf life studies for unblanched salted roastedpeanutsJ.InternationalJournalofFoodScienceandTechnology,1993,28(2):193199.9Lee C M,Resurreccion A V A.Consumer acceptance ofroasted peanuts affected by storage temperature and humidityconditionsJ.LWT-Food scitechnol,2006,39:872882.10 Pernille N.Jensen,Bente Danielsen,Grete Bertelsen,et al.Storage stabilities of pork scratchings,peanuts,oatmeal andmuesli:Comparison of ESR spectroscopy,headspace-GC andsensory evaluation for detection of oxidation in dry foodsJ.Food Chemistry,2005,91:2538.11 高翔，蔡静平，黄淑霞，等.不同包装材料对花生储藏微生物活动的影响J.粮油加工，2009，5：4750.Gao Xiang,Cai Jingping,Huang Shuxia,et al.Study on themicrobe activity of different packaging peanutJ.Cereals第 3 期陈红等：包装材料对常温花生耐贮性的影响273and Oils Processing,2009,5:4750.(in Chinese withEnglish abstract)12 张文明，郑文寅，任冲，等.电导法测定大豆种子活力的初步研究J.种子，2003，2：3436，38.Zhang Wenming,Zheng Wenyin,Ren Chong,et al.Study ontesting method of seed vigor by electrical conductivity insoybeanJ.Seed,2003,2:3436,38.(in Chinese withEnglish abstract)13 周桂元，梁炫强.抗黄曲霉花生种皮纹理超微结构的研究J.中国油料作物学报，1999，21(1)：1719.Zhou Guiyuan,Liang Xianqiang.Anti-aflatoxin peanut skintexture UltrastructureJ.Chinese Journal of Oil Crop Sciences,1999,21(1):1719.(in Chinese with English abstract)14 Mexis S F,Kontominas M G.Effect of oxygen absorber,nitrogen flushing,packaging material oxygen transmissionrate and storage conditions on quality retention of raw wholeunpeeledalmondkernels(Prunusdulcis)J.LWT-FoodScience and Technology,2010,43:111.15 Reed K A,Sims C A,Gorbet D W,et al.Storage wateractivity affects flavor fade in high and normal oleicpeanutsJ.Food Research International,2002,35:769774.16 金建猛，任丽，谷建中，等.影响花生种子安全贮藏的原因分析与对策J.种子科技，2007，25(3)：41.Jin Jianmeng,Ren Li,Gu Jianzhong.Influence factors ofsafty storage peanut seed and its measuresJ.Seed Scienceand Technololy,2007,25(3):41.(in Chinese with Englishabstract)17 Mate J I,Saltveit M E,Krochta JM.Peanut and walnut rancidity:Effects of oxygen concentration and relative humidityJ.Journalof Food Science,1996,61:465468,472.18 温志英，刘晶，刘焕云.花生红衣综合利用现状及发展前景J.中国粮油学报，2010，25(1)：143146.WenZhiying,LiuJin,LiuHuanyun.Comprehensiveutilization of peanut hongyiJ.Journal of the ChineseCereals and Oils Association,2010,25(1):143146.(inChinese with English abstract)19 Mexis S F,Badeka A V,Kontominas M G.Qualityevaluation of raw ground almond kernels(Prunus dulcis):Effectofactiveandmodifiedatmospherepackaging,container oxygen and storage conditionsJ.Food Scienceand Emerging Technologies,2009,10(4):580589.20 邓永学，赵志模，李隆术.环境因子对储粮害虫影响的研究进展J.粮食储藏，2003，1：512.Deng Yongxue,Zhao Zhimo,Li Longshu.Research advanceof environmental factors on stored grain insectsJ.GrainStorage,2003,1:512.(in Chinese with English abstract)21 Mexis S F,Badeka A V,Riganakos K A,et al.Effect ofpackaging and storage conditions on quality of shelledwalnutsJ.Food Control,2009,20(8):743751.22 梁炫强，周桂元.花生种皮蜡质和角质层与黄曲霉侵染和产毒的关系J.热带亚热带植物学报，2003，11(1)：114.Liang Xianqiang,Zhou Guiyuan.Wax and cuticle of peanutseed coat in relation to infection and aflatoxin production byasperillus flavusJ.Journal of Tropical and SubtropicalBotany,2003,11(1):114.23 Rao R G S,Singh P M,Mathura Rai.Storability of onionseeds and effects of packaging and storage conditions onviability and vigourJ.Scientia Horticulturae,2006,110(11):16.Influence of packaging materials on storage property ofpeanut under normal temperatureChen Hong1,Xiong Lirong1,Wang Jing1,Wan Peng1,Hu Xiaobo2(1.College of Engineering,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China;2.College of Food Science and Technology,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China)Abstract:In order to study the influence of packaging materials on storaged peanut at normal temperature,the paperinvestigated the effects of commonly-used 3 types of packaging materials on peanut s color,moisture content,conductivity,germination percentage,Aspergillus flavus infection index and insecticidal effect.The results showed thatthe packaging materials had notable influences on peanut s storage quality index.The seed coat color change rate ofpeanut packaged in plastic film bag was slower than that in woven bag and sack.Meanwhile,the strongwater-preservation ability of plastic film bag enabled itself to effectively prevent against water evaporation of peanuts.However,at the initial stage of storage,the closed package environment of plastic film bag can cause anaerobicrespiration which will damage the cell membrane structures of seed coat and embryo,and leads to sharp increase ofconductivity.The seed coat is an important barrier of peanut to prevent itself from being infected by Aspergillus flavus.Therefore,the anti-infection ability of peanut packaged in plastic film bag was worse than that in woven bag and sack.The germination percentage of peanut packaged in woven bag and sack was a bit higher than that in plastic film bag.The3 types of packagings had significant difference in restraining insect pests.The peanuts packaged in highly-permeablewoven bag and sack suffer serious invasion from insect pests,while in plastics film bag it can effectively preventinfection.In a conclusion,the change of peanut quality is a dynamic and complex process,which requires tocomprehensively considering the peanut s physiological characteristics and storage environment before choosing aproper packaging material.The research can provide a reference for peanut storaged at normal temperature.Key words:packaging materials,storage,quality control,peanut