不同阻隔包装方法对苹果片最适货架期的预测

作者: 易华平 何劭英 林巧 蒋斌 杨群娜 李欣雨

1.前言

四川省盐源县是全国高原地区苹果第一县,苹果产业是盐源县的产业支柱,盐源苹果基地海拔2300-2700 米,产区生态环境兼具中国渤海湾和黄土高原两大苹果优生区的综合优势,属我国乃至世界极为少有的苹果优生区。全县苹果产业从业人员约15万人,占全县总人口的38.5%。2023年,凉山州盐源县苹果栽培总面积达42万亩,产量65万吨,产值32亿元,面积和产量分别占四川省苹果栽培面积和产量的65%和75%。苹果产量的增加促进了当地苹果片产业的发展。

盐源县美青源食品有限公司成立于2010年,位于盐源县盐井镇太安村二组,是首家在盐源县对苹果进行深加工的企业。由盐源县美青源食品有限公司制成的苹果片具有含水量低、酥脆即食等特性,在包装流通过程中易吸水变质,缩短货架期。为解决这一问题,本研究采用聚丙烯(Oriented Polypropylene Film,OPP)材料、复合高分子聚合物(PE/PET)材料、镀铝(OPP/AL/PET)材料、双向拉伸尼龙薄膜[Biaxially oriented polyamide(nylon)film/OPA]材料和高密度聚乙烯(High Density Polyethylene/HDPE)材料五种包装材料装入一定量刚生产的合格苹果片,通过加速破坏实验的方法,分别将苹果片储存在45%湿度、55%湿度、65%湿度、75%湿度环境下,测定不同时期苹果片重量变化,预测不同包装材料包装苹果片的最适货架期。

2.材料与方法

2.1 材料与设备

苹果片,盐源县美青源食品有限公司;聚丙烯(Oriented Polypropylene Film,OPP)材料包装袋;复合高分子聚合物(PE/PET)材料包装袋;镀铝(OPP/AL/PET)材料包装袋;双向拉伸尼龙薄膜[Biaxially oriented polyamide(nylon)film/OPA]材料包装袋;高密度聚乙烯(High Density Polyethylene/HDPE)包装袋;热风封口机,广东行远包装机械有限公司。

2.2 试验方法

2.2.1 最大含水变化率计算

称取两组盐源县美青源食品有限公司刚生产的合格苹果片100g,将其自然放置至稍有韧度口感变差后称重,计算两组苹果片水分变化率平均值,作为苹果片最大含水变化率。

2.2.2 不同阻隔性材料包装苹果片最适货架期预测

取聚丙烯(Oriented Polypropylene Film,OPP)材料包装袋20个,分别装入不定重量的苹果片,随机将20袋苹果片分成a、b、c、d四组,每组5袋苹果片分别在45%湿度、55%湿度、65%湿度、75%湿度环境下储存。在储存第7天对a组苹果片进行称重,并计算每袋苹果片含水变化率;第14天对b组苹果片进行称重,并计算每袋苹果片含水变化率;第21天对c组苹果片进行称重,并计算每袋苹果片含水变化率;第28天对d组苹果片进行称重,并计算每袋苹果片含水变化率。

按照同样方法利用复合高分子聚合物(PE/PET)材料包装袋、镀铝(OPP/AL/PET)材料包装袋、双向拉伸尼龙薄膜[Biaxially oriented polyamide (nylon)film/OPA]材料包装袋、高密度聚乙烯(High Density Polyethylene/HDPE)包装袋包装苹果片并对其含水变化率进行计算。

3.结果与分析

3.1 最大含水变化率计算

苹果片水分含量计算公式如下。

X=[(m1-m2)/m1]×100%(1)

式(1)中:X为苹果片最大含水变化率(%),m1为试样的质量(g),m2为试样干燥后的质量(g)。通过计算得出苹果片最大含水变化率为6%,为后续试验提供参考。

3.2 不同阻隔性材料包装苹果片最适货架期预测

3.2.1 OPP材料包装苹果片最适货架期的预测

OPP包装材料密封性较好,用OPP材料包装的苹果片存放含水量总体呈上升趋势,苹果片出现吸水现象。如图1所示,在45%湿度环境中,吸水率增长较慢,苹果片在第28天吸水率为0.65%,符合苹果片保存要求;在75%湿度环境中保存的苹果片水分含量变化最大,吸水较快,预测苹果片在该环境下第54天会吸水变质。

3.2.2 PE/PET材料包装苹果片最适货架期的预测

如图2所示,将苹果片装入PE/PET材料包装袋中保藏效果整体效果较差,在75%湿度环境中保藏的苹果片水分含量变化大,在第28天,苹果片吸水率为5.75%,接近6%,即将变质。另外,在65%湿度环境下保藏的苹果片水分变化率斜率较大,苹果片货架期较短。

3.2.3 PET/AL/PE材料包装苹果片最适货架期的预测

镀铝材料受环境影响小,具有良好的防潮性能,同时具有较好的耐冲击性能和柔韧性,阻隔性较高。如图3所示,用PET/AL/PE材料包装的苹果片含水量总体变化小,在75%湿度环境下保藏的苹果片吸水率最高,第28天的吸水率为0.66%,预测该环境下苹果片最适货架期为254天。

3.2.4 OPA材料包装苹果片最适货架期的预测

OPA包装材料具有优异的机械性能、光学性能、耐穿刺性能、阻隔性能及加工性能。如图4所示,用OPA材料包装的苹果片存放含水量总体呈上升趋势,苹果片出现吸水现象。保藏第14天前,存放在55%湿度环境中的苹果片吸水率最低,此后吸水率最低的是保藏在45%湿度环境中的苹果片。在75%湿度环境下保藏的苹果片水分含量变化最大,第28天的含水量为4.72%,预测该环境下苹果片最适货架期为35天。

3.2.5 HDPE材料包装苹果片最适货架期的预测

HDPE包装材料具有密度高、强度高、硬度高、刚性好、成型性好、耐腐蚀、无毒等特点,但其作为苹果片包装材料的使用效果差,易导致苹果片吸水变质,在45%湿度环境下保藏的苹果片整体效果最好,其余各组保存效果均不佳,货架期短。

3.2.6 苹果片最适货架期预测

根据各包装材料包装苹果片货架期预测曲线估计大致斜率,得到一元一次方程Y=aX+b,根据方程计算当Y=6%时X的值,预测不同阻隔包装方法对苹果片最适货架期的影响。

整体来说,在45%湿度环境下苹果片水分含量变化最小,保存藏时间最长,75%湿度环境下保藏时间最短。苹果片保藏受环境湿度影响大,降低苹果片保藏环境的湿度会降低苹果片的吸水率,对延长苹果片货架期有重要意义。

镀铝材料受环境影响小,透湿度低,用其包装苹果片可延长货架期,(如表1)。加速破坏实验中,75%湿度环境中用镀铝材料包装苹果片的预测货架期为254天,相较于PE/PET、OPA、HDPE材料包装苹果片在45%湿度下保藏的货架期更长。聚丙烯材料密封性较好,在45%湿度环境下的苹果片保藏货架期达到258天,复合高分子聚合物材料在45%湿度环境下的苹果片保藏货架期达到247天,双向拉伸尼龙薄膜材料和高密度聚乙烯材料对苹果片的保藏效果较差,不宜使用。

4.讨论与结论

通过试验得出,苹果片在45%湿度环境下保存吸水率最低,货架期最长,说明苹果片保藏受环境湿度影响大,适当降低环境湿度对延长苹果片保藏时间具有重要意义,且采用密封性能较好、受环境变化影响小的镀铝包装材料也可延长苹果片的货架期。若考虑经济因素,盐源县美青源食品有限公司也可选用聚乙烯包装材料或复合高分子聚合物包装材料包装苹果片,并将其保藏在湿度小的环境中。本次研究均使用15丝的包装材料,可以适当调整包装材料的厚度以延长苹果片货架期。同时,在包装袋中加入干燥剂,通过物理吸附降低湿度,也可达到延长苹果片货架期的目的。

基金项目

盐源县美青源食品有限公司“盐源县苹果干延长货架期的研究”(015/117281647);攀西特色作物研究与利用四川省重点实验室校内发展基金项目“攀西地区特色系列水果果酒研发”(XNFZ2106); 2023年度州级科技计划项目“盐源苹果干品质改良及货架期延长的研究与应用”(23ZDYF0118)。

作者简介

易华平(1971-),男,本科,讲师;研究方向:食品包装。

*通讯作者

林巧(1978-),女, 硕士,教授;研究方向:食品分析与检测。

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