论文部分内容阅读
樱桃番茄属于呼吸跃变型果实,采后呼吸代谢旺盛,易导致营养损失、组织破坏,进而腐烂变质,严重影响其商业价值。因此,开展樱桃番茄采后保鲜技术的研究对相关产业至关重要。自发气调包装技术可通过调节贮藏环境的气体浓度,使果蔬维持在适宜其贮藏的水平,从而延长果蔬的贮藏期。本论文通过考察樱桃番茄的呼吸代谢特点,建立其在不同温度下的呼吸模型,确定了适用于樱桃番茄保鲜用的自发性气调膜参数;依据樱桃番茄的气调保鲜条件,以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙二醇(PEG)、磺化聚醚醚酮(SPEEK)作为原材料,制备了PEG/PVDF、SPEEK/PEG/PVDF共混气调膜,并对共混膜的透气性、透湿性、力学性能等进行分析,建立樱桃番茄的气调包装保鲜体系,并取得有效的保鲜效果。本论文的研究内容和结果如下:(1)樱桃番茄呼吸模型的建立及气调包装设计。采用密闭系统法测定樱桃番茄贮藏环境内的呼吸强度的变化,建立樱桃番茄在不同温度下的呼吸模型,确定樱桃番茄气调包装的各项参数。结果表明,樱桃番茄的呼吸速率随温度的升高不断增大,随贮藏时间的延长而逐渐减弱。樱桃番茄呼吸初值的研究表明樱桃番茄是中等温度敏感性蔬菜。5℃贮藏条件下化学动力学方程的拟合效果最佳,对该模型进行验证中发现试验值与预测值之间的绝对误差在0.02~1.08 m L/(kg·h)之间,T检验结果表明试验值与预测值间无显著性差异。由化学动力学模型及气体平衡方程确定樱桃番茄气调包装的各项参数:贮藏温度5℃、贮藏环境气体成分5%O2和5%CO2,薄膜厚度为2.2×10-5 m;薄膜有效扩散面积为2.2×10-2 m~2;樱桃番茄保鲜重量为0.13 kg,适用于樱桃番茄的气调包装薄膜对CO2和O2渗透系数分别为:6.86×10-13 cm~3·cm/(cm~2·s·Pa)、1.13×10-13cm~3·cm/(cm~2·s·Pa),气体分离比为6.07。(2)PEG/PVDF共混膜的制备及性能表征。采用溶剂挥发法制备PEG/PVDF共混膜,并对PEG/PVDF膜的微观结构和性能进行了表征。结果表明,当PEG分子量小于6000时,PEG/PVDF共混膜的CO2渗透速率,CO2/O2分离比及亲水性均随PEG分子量的增加而增大的趋势,当PEG分子量达8000时,性能又变差,选用分子量为6000的PEG。当PEG含量超过10%时,共混膜的机械性能下降,且能在共混膜表面明显观察到PEG晶体,说明PEG与PVDF的相溶性降低。10%PEG/PVDF共混膜的综合性能最佳,此膜的气体分离比达4.7,CO2透过系数较PVDF增加了1.89倍,为2.01×10-13 cm~3·cm/(cm~2·s·Pa),表面接触角为80.4°,有较好的亲水性,可作为樱桃番茄气调保鲜膜的基础材料,进一步改性优化。(3)SPEEK/PEG/PVDF共混膜的制备及性能表征。采用后磺化法制备SPEEK,通过溶剂挥发法制备SPEEK/PEG/PVDF气调膜,并对膜的微观结构和性能进行了表征。SPEEK材料的XRD、FTIR表征结果显示,PEEK分子主链上成功引入磺酸基团,采用~1H-核磁共振法测得制备的SPEEK的磺化度为78%。随着SPEEK添加量的增多,共混膜的亲水性,透湿性,吸水率,力学性能及溶胀性均有一定程度的增加。当SPEEK添加量为12 wt.%时,SPEEK/PEG/PVDF膜对CO2和O2的透过系数分别为5.01×10-13cm~3·cm/(cm~2·s·Pa),8.07×10-14 cm~3·cm/(cm~2·s·Pa),分离比为6.21,该膜对气体的选择透过性有较好的调控作用,气体透过率也基本满足樱桃番茄自发气调保鲜膜的理论设计要求。(4)SPEEK/PEG/PVDF气调膜保鲜樱桃番茄的研究。选用10%PEG/PVDF膜和12%SPEEK/PEG/PVDF气调膜保鲜樱桃番茄,探讨樱桃番茄贮藏过程中的感官和理化性质指标。结果表明,12%SPEEK/PEG/PVDF气调膜处理组在平衡状态下CO2的浓度在5%左右,O2的浓度在6.4%~6.8%范围内波动,樱桃番茄处于低O2高CO2环境中,呼吸受到抑制,保藏30天后仍具有良好的感官品质。12%SPEEK/PEG/PVDF气调膜组显著降低了樱桃番茄的失重率,保持樱桃番茄较低的膜透性和较高的好果率、硬度、可滴定酸含量、VC及TSS含量,减少腐烂的发生,延长贮藏期。此膜对樱桃番茄有良好的气调保鲜效果,与PVDF膜组和对照组相比能分别延长12天和20天以上。NMR结果进一步表明,12%SPEEK/PEG/PVDF自发气调膜能有效延缓樱桃番茄的成熟衰老进程。