APPS | 高颜值果块如何拒绝“软塌褪色”？不同包装对桑葚紫薯复合冻干贮藏品质的影响|干果|果蔬|桑葚|番薯|紫薯|质构

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Introduction

桑葚富含花色苷、多酚等多重生物活性物质，具备显著的生理功能，但因高水分极易腐败变质。真空冷冻干燥（Freeze Drying, FD）是其保鲜深加工的优选技术。针对传统单一冻干产品形态极易破碎、风味偏酸的加工局限，本研究引入同样富含花色苷与天然淀粉的紫薯进行科学复配。此举不仅实现了营养的深度协同，其丰富的淀粉更有效克服了冻干易碎的质构缺陷；同时，紫薯的温润甜味中和了果酸，赋予产品更为协调的感官与色泽体验，成功制备出高品质的桑葚紫薯复合冻干果块。

然而，该高附加值产品在常温贮藏中表现出极高的环境敏感性。受光照、氧气等综合因素影响，果块极易发生花色苷降解与非酶褐变；加之高含糖量带来的强烈吸湿性，极易导致产品软化甚至诱发微生物滋生。因此，探寻高效的包装阻隔策略，成为保障该产品贮藏品质与延长商业寿命的核心关键。

基于此，石河子大学果蔬贮藏与加工团队程少波副教授以桑葚紫薯复合冻干果块为研究对象，系统开展了包装干预研究。本研究交叉组合了不同阻隔材料与包装工艺，构建了4 种对照方案：铝箔真空包装（AV）、铝箔充氮包装（AN）、尼龙真空包装（NV）、尼龙充氮包装（NN）。全面探究了不同包装微环境对常温贮藏期间冻干果块色泽、质构、水分含量、核心活性成分、抗氧化能力及挥发性风味演变规律的影响，旨在揭示复合冻干制品的品质劣变机制，为优化易氧化冻干食品的绿色包装方案提供坚实的理论依据。

图1冻干果块的不同包装方法

Results and Discussion

色泽与非酶褐变控制
图2阐释了果块色泽参数（L*、a*、b及色差ΔE）在贮藏期的变化。随着贮藏时间延长，亮度（L）及红黄度（a*、b*）逐渐下降，而整体色差（ΔE）持续上升，这主要归因于贮藏期间花色苷等光热敏感型色素的氧化降解。与尼龙包装相比，铝箔包装（AV、AN）显著抑制了色泽劣化，原因在于尼龙材质的半透明特性无法有效阻隔光照，进而加速了多酚类化合物的光促降解。

图2不同包装方法下冻干果块储存期间颜色的变化

生物活性成分及抗氧化能力
图3展示了贮藏期间抗坏血酸（AsA）、总酚含量（TPC）、总黄酮含量（TFC）、总花色苷含量（TAC）以及整体抗氧化活性的衰减情况。结果表明，上述活性成分均呈总体下降趋势。得益于极低的氧气透过率（OTR）与避光特性，铝箔复合包装（AV和AN）相比尼龙包装能更高效地截留生物活性物质。特别是铝箔的低水蒸气透过率有效抑制了水分介导的花青素水解反应，而AN组对整体抗氧化能力的维持效果最佳，与活性物质的保留趋势高度一致。

图3不同包装方法下冻干果块储存期间生物活性化合物含量的变化

挥发性风味轮廓演变（电子鼻与GC-MS分析）
采用电子鼻与气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）系统解析了果块的风味演变。雷达图显示，W5S、W2W和W1W传感器响应最为强烈，揭示氮氧化合物、萜烯类及芳香族化合物是构成其特征风味的核心物质。主成分分析（PCA）进一步确证（前两主成分累计贡献率达97.2%），贮藏末期（120天）的风味轮廓与中早期（0~60天）存在显著空间分离。GC-MS共鉴定出35 种挥发性化合物（含10 种酯类、2 种酮类及多种芳香烃等）。聚类热图（图7）直观反映出，AN组在贮藏60天时的风味指纹图谱与初始状态（0天）最为贴合。贮藏后期的风味偏移主要源于酚类、酸类和烷烃类物质的挥发与降解。酯类、酮类和萜烯类物质为复合果块奠定了愉悦的果香基调。

图4 不同包装方法下冻干果块的电子鼻雷达图及主成分分析

图5不同包装方法下冻干果块挥发性风味热图

Conclusion

120天的常温贮藏过程中，不同包装模式下的桑葚紫薯复合冻干果块品质均发生不同程度的衰变。通过系统对比证实，铝箔充氮包装（AN）在阻滞水分迁移、延缓色泽衰退、维持质构（硬度与脆度）、截留核心抗氧化活性成分（AsA、TPC、TFC、TAC）及整体抗氧化能力方面均表现出最优异的屏障效能。此外，电子鼻与GC-MS风味组学分析表明，AN包装能最大程度保留酯类和萜烯类等赋予果块宜人特征香气的挥发性物质。综上所述，高阻隔铝箔复合充氮工艺（AN）是维系桑葚紫薯复合冻干果块贮藏品质的理想包装方案。

第一作者简介

周燕，石河子大学食品学院2022级硕士研究生，研究方向为果蔬贮藏与加工。以第一作者在《农业工程学报》上发表论文一篇。

通信作者简介

程少波，石河子大学食品学院副教授、硕士生导师。主要从事新疆特色果蔬贮藏与加工等方面的研究工作。入选新疆“天山英才-青年托举人才”、石河子大学“3152”学科带头人培养计划，中国农业工程学会农产品物流工程专业委员会委员、中国农学会农产品物流分会委员，《保鲜与加工》和《Agricultural Products Processing and Storage》期刊青年编委。主持省部级科研项目4 项、师/厅级8 项；授权国家发明专利5 项，发表学术论文30 篇，其中SCI收录25 篇。

Effects of different packaging methods on the storage quality of mulberry–purple potato compound freeze-dried fruit blocksYan Zhoua,b,c,1, Wei Chenga,b,c,1, Yuxing Liua,b,c, Hao Dongd, Lingling Lia,b,c, Weida Zhanga,b,c, Minrui Guoa,b,c, Wanting Yanga,b,c, Guogang Chena,b,c & Shaobo Chenga,b,c,*

aCollege of Food Science and Technology, Shihezi University, Shihezi, 832000, China

bResearch Center of Xinjiang Characteristic Fruit and Vegetable Storage and Processing Engineering, Ministry of Education, Shihez, 832000, China

cKey Laboratory of Agricultural Product Processing and Quality Control of Specialty (Co-Construction By Ministry and Province), Shihezi, 832000, China

dShihezi Testing Institute of Quality and Metrology, Shihezi, 832000, China

1Yan Zhou and Wei Cheng contributed equally to this work.

*Corresponding author.

Abstract

During extended storage, dried foods experience color fading, nutrient degradation, and flavor loss. Appropriate packaging is essential to maintain food quality and economic value. To improve the storage quality of mulberry-purple potato compound freeze-dried fruit blocks (MPFBs), we evaluated 4 packaging methods: aluminum foil vacuum packaging, aluminum foil nitrogen-filled packaging (AN), nylon vacuum packaging, and nylon nitrogen-filled packaging. The changes in color, texture, active nutritional components, and volatile flavor compounds under different packaging conditions were systematically analyzed. The results revealed that the quality of MPFBs under all four packaging methods declined during storage. However, AN packaging demonstrated the best performance in terms of color stability, texture consistency, and retention rates of nutritional components (total phenols, anthocyanins, etc.). After 120 days of storage, the anthocyanin retention rate reached 79.59%, which was 23.8% and 18.17% higher than that of NV and NN packaging, respectively. Additionally, the phenolic compound retention rate reached 98.25%, significantly higher than other packaging methods (P < 0.05). Electronic nose and -gas chromatography-mass spectrometry analysis identified esters, ketones, olefins, and aromatic hydrocarbons as characteristic flavor compounds in MPFBs. The flavor response value of AN packaging remained close to the initial state after 60 days of storage, with no significant deterioration in odor characteristics. This study systematically elucidated the impact of different packaging methods on the storage quality of MPFBs. Considering both nutritional components and flavor characteristics, AN seems to be the optimal packaging method for MPFBs. Our results provide a theoretical foundation for extending the shelf life of oxidation-prone lyophilized products.

Reference:

Zhou, Y., Cheng, W., Liu, Y. et al. Effects of different packaging methods on the storage quality of mulberry–purple potato compound freeze-dried fruit blocks. Agric. Prod. Process. Sto. 2, 41 (2026). https://doi.org/10.1007/s44462-026-00074-4.

文章编译由作者提供

编辑：王佳红；责任编辑：孙勇

封面图片来源：摄图网

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