運(yùn)輸過程中振動(dòng)條件對西紅柿貯藏品質(zhì)影響

田津津,張 哲,嚴(yán) 雷,郝俊杰,李立民,毛義瓊

(天津商業(yè)大學(xué)天津市制冷技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300134)

運(yùn)輸過程中振動(dòng)條件對西紅柿貯藏品質(zhì)影響

田津津,張 哲*,嚴(yán) 雷,郝俊杰,李立民,毛義瓊

(天津商業(yè)大學(xué)天津市制冷技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300134)

根據(jù)運(yùn)輸過程中實(shí)際情況,實(shí)驗(yàn)研究了運(yùn)輸過程中振動(dòng)頻率和振動(dòng)加速度對西紅柿貯藏品質(zhì)的影響,分別研究了西紅柿果實(shí)在10、20、30、40、50 Hz五種振動(dòng)頻率以及2.5、5、7.5 m/s23種振動(dòng)加速度下硬度、可溶性固形物、可滴定酸、維生素C變化。結(jié)果表明，在不同的振動(dòng)條件下，西紅柿果實(shí)硬度、可滴定酸、維生素C含量均下降,MDA含量上升,內(nèi)部可溶性物質(zhì)先上升后下降,但根據(jù)其速率及含量變化得出在20 Hz的振動(dòng)頻率、2.5 m/s2的振動(dòng)加速度下的損傷最小。

果蔬貯藏,振動(dòng)頻率,西紅柿,品質(zhì)

西紅柿在貯運(yùn)過程中由于受到機(jī)械振動(dòng)而損失嚴(yán)重[1-2]。研究振動(dòng)過程以及后期貯藏對西紅柿損耗的影響,同時(shí)也為其它果蔬提供借鑒參考,對于降低果蔬采后損耗量、保障國民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展有著非常積極的作用,也被越來越多的研究者所關(guān)注。

國內(nèi)外一些學(xué)者對果蔬振動(dòng)進(jìn)行了很多的相關(guān)研究。申江[3]對豆角、生菜、甘藍(lán)在振動(dòng)條件下冷藏貯存的狀態(tài)及品質(zhì)變化進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。劉華英[4-5],田津津[6]等人進(jìn)行了小白杏和草莓等水果的相關(guān)振動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn),對果實(shí)的硬度進(jìn)行預(yù)測。Holt[7]提出了相關(guān)的振動(dòng)模型來對各蘋果之間能量的吸收過程進(jìn)行了分析。Turczyn等[8]用紙質(zhì)打包袋和蜂窩紙箱分別包裝馬鈴薯進(jìn)行振動(dòng)沖擊實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了馬鈴薯包裝件產(chǎn)生破壞損傷的關(guān)鍵值。目前關(guān)于振動(dòng)頻率及加速度對果蔬影響的研究很少,關(guān)于西紅柿的相關(guān)研究多集中在常溫下的熱處理及膜包裝件對貯藏的影響[9-12],因此本文通過在不同的振動(dòng)頻率和振動(dòng)加速度下,研究西紅柿在其貯藏期間品質(zhì)的變化,來確定貯運(yùn)過程中最合理的振動(dòng)條件。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

西紅柿 天津市咸陽北路菜市場,選取無損傷、無病害、大小中等、新鮮的浙粉202西紅柿。

UV-1780型紫外分光光度計(jì) 日本島津公司;TA.XT.PLUS型物性測試儀 英國Stable Micro System 公司;DY-600-5低頻運(yùn)輸實(shí)驗(yàn)臺 蘇州實(shí)驗(yàn)儀器總廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 西紅柿預(yù)處理 西紅柿采購后即送到實(shí)驗(yàn)室篩選、清洗,擦干后包裝,包裝件如圖1所示。共取12筐果實(shí),每四筐為一組。

圖1 西紅柿包裝件Fig.1 Tomato package

1.2.2 振動(dòng)頻率實(shí)驗(yàn) 將上述包裝件的西紅柿果實(shí)置于10、20、30、40、50 Hz的振動(dòng)頻率下,振動(dòng)時(shí)間設(shè)定為30 min,振動(dòng)結(jié)束后放在溫度為0 ℃的冷庫中貯藏12 d。測定西紅柿果實(shí)硬度、可溶性固形物、可滴定酸、維生素C含量變化。

1.2.3 振動(dòng)加速度實(shí)驗(yàn) 將上述的西紅柿包裝件在振動(dòng)頻率為10 Hz的設(shè)定下進(jìn)行振動(dòng)加速度實(shí)驗(yàn),加速度分別設(shè)定為2.5、5和7.5 m/s2,振動(dòng)時(shí)間為30 min,處理及測量參數(shù)同上。

1.2.4 西紅柿貯藏期間品質(zhì)測定

1.2.4.1 硬度 采用英國產(chǎn)TA.XT.Plus物性測定儀測定,每次取6個(gè)果在果實(shí)內(nèi)部測定,單果重復(fù)4次取最大力,最后取其平均值。

1.2.4.2 可溶性固形物 采用手持測糖儀測定[13]。

1.2.4.3 可滴定酸 可滴定酸采用酸堿滴定法測定[14]。

1.2.4.4 維生素C含量 維生素C含量的測定用2,6-二氯靛酚滴定法[15]。

1.2.4.5 MDA測量方法 MDA含量測定采用硫代巴比妥酸比色法[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 振動(dòng)頻率對西紅柿貯藏品質(zhì)的影響

2.1.1 對西紅柿硬度的影響 經(jīng)歷10、20、30、40、50 Hz 5種頻率振動(dòng)過程的西紅柿果實(shí),由于振動(dòng)對果實(shí)組織的損害,其硬度均呈現(xiàn)出下降的趨勢,如圖2所示。經(jīng)12 d貯藏后,5組的西紅柿果實(shí)硬度分別下降了7.1%、5.9%、6%、7.9%和8.13%。果實(shí)硬度大小關(guān)系為20 Hz>30 Hz>40 Hz>10 Hz>50 Hz。經(jīng)歷了五種振動(dòng)的果實(shí)其硬度的下降情況隨頻率的變化而變化,沒有呈現(xiàn)出直接的線性關(guān)系,這是因?yàn)樗x取的西紅柿包裝件固有頻率較高的原因。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)作為低頻段,10 Hz的果實(shí)硬度下降情況比20 Hz和30 Hz還差,可見低頻對西紅柿果實(shí)的損傷在一定程度上較高頻還大。這與潘見對草莓損傷所做的研究結(jié)果相同[17]。

圖2 不同振動(dòng)頻率下西紅柿硬度在0 ℃下的變化Fig.2 Changes of hardness of tomato under different vibration frequencies at 0 ℃

2.1.2 對西紅柿可溶性固形物含量影響 5種頻率下的果實(shí)可溶性固形物含量呈現(xiàn)出逐漸上升再下降的趨勢,但是具體上升和下降過程各不相同,如圖3所示。經(jīng)10、30、40、50 Hz振動(dòng)組的西紅柿果實(shí),在前4 d其可溶性固形物含量呈現(xiàn)出上升的趨勢,這是由于貯藏前期合成代謝的進(jìn)行,其后期可溶性固形物含量逐漸下降;20 Hz振動(dòng)組的西紅柿果實(shí),其可溶性固形物在第6 d以前含量逐漸上升,第6 d以后可溶性固形物含量開始下降。經(jīng)歷了五種不同頻率振動(dòng)的西紅柿內(nèi)部,在上升階段其可溶性固形物含量大小關(guān)系為50 Hz>10 Hz>40 Hz>30 Hz>20 Hz,可見低頻段和高頻段頻率對西紅柿內(nèi)部可溶性固形物含量增長有一定的促進(jìn)作用。

圖3 不同振動(dòng)頻率下西紅柿可溶性固形物含量在0 ℃下的變化Fig.3 Changes of SSC content of tomato under different vibration frequencies at 0 ℃

2.1.3 對西紅柿可滴定酸含量影響 5種頻率下的西紅柿果實(shí)可滴定酸含量均呈現(xiàn)出下降趨勢,如圖4所示。其中,經(jīng)10、50 Hz振動(dòng)的西紅柿果實(shí)可滴定酸含量分別在第6 d和第4 d呈現(xiàn)出下降逐漸加快的趨勢;20、30、40 Hz振動(dòng)過程的西紅柿果實(shí),其可滴定酸的含量均呈現(xiàn)出勻速下降的趨勢。10、20、30、40和50 Hz的西紅柿果實(shí)可滴定酸含量下降率分別為10.8%、9.2%、8.42%、11.1%和16.2%,西紅柿果實(shí)可滴定酸含量大小關(guān)系為20 Hz>30 Hz>10 Hz>40 Hz>50 Hz。在0 ℃情況下進(jìn)行貯藏時(shí),經(jīng)歷了10、20、30、40、50 Hz五種振動(dòng)的西紅柿果實(shí)其可滴定酸含量下降情況與經(jīng)歷的振動(dòng)頻率的大小相關(guān),在低頻和高頻時(shí),其內(nèi)部可滴定酸含量均較低,均不利于西紅柿果實(shí)的貯存。

圖4 不同振動(dòng)頻率下西紅柿可滴定酸含量在0 ℃下的變化Fig.4 Changes of titratable acid content of tomato under different vibration frequencies at 0 ℃

2.1.4 對西紅柿維生素C含量的影響 經(jīng)歷了10、20、30、40、50 Hz振動(dòng)的西紅柿果實(shí),其維生素C含量變化,如圖5所示。經(jīng)過12 d的貯藏以后,五種頻率振動(dòng)的西紅柿果實(shí),其維生素C含量均呈現(xiàn)出均勻下降的趨勢,含量分別下降了10%、10.5%、10.3%、11.2%和17.6%。西紅柿內(nèi)部維生素C含量的高低隨著振動(dòng)頻率的變化而變化,經(jīng)歷了20 Hz振動(dòng)的西紅柿果實(shí)維生素C含量相對于其它組均處于較高水平,經(jīng)歷了50 Hz振動(dòng)的西紅柿果實(shí)維生素C含量最低,這是由于高頻振動(dòng)造成西紅柿果實(shí)之間以及西紅柿果實(shí)與包裝件之間碰撞頻繁,進(jìn)而導(dǎo)致果實(shí)內(nèi)部細(xì)胞間相互擠壓加重,細(xì)胞損傷。因此在運(yùn)輸過程中,對于不同的包裝件,應(yīng)該尋找到其最佳的運(yùn)輸頻率,進(jìn)而保障果實(shí)內(nèi)部維生素C等營養(yǎng)物質(zhì)保持最小的消耗。

圖5 不同振動(dòng)頻率下西紅柿VC含量在0 ℃下的變化Fig.5 Changes of VC content of tomato under different vibration frequencies at 0 ℃

2.1.5 對西紅柿MDA含量的影響 在0 ℃貯藏期間,經(jīng)歷了10、20、30、40、50 Hz振動(dòng)的西紅柿果實(shí),其MDA含量變化如圖6所示。在12 d的貯藏過程,五種頻率下的西紅柿果實(shí)MDA含量均呈現(xiàn)出上升的趨勢,但具體的上升趨勢又有不同的地方:在上升過程中,經(jīng)歷了10、40、50 Hz振動(dòng)過程的西紅柿果實(shí)其MDA含量上升過程較為相似;而經(jīng)歷了20 Hz振動(dòng)的西紅柿果實(shí),其MDA含量上升情況表現(xiàn)為在前8 d其上升速度由緩慢,第8 d以后MDA含量上升加速。經(jīng)過12 d的貯藏以后,五種頻率下的西紅柿果實(shí)內(nèi)部MDA含量上升率分別為15.6%、16.1%、17.2%、12.1%和14%。同經(jīng)歷了20 Hz振動(dòng)的西紅柿果實(shí)MDA含量較其它組較低,可見經(jīng)歷了20 Hz振動(dòng)的西紅柿果實(shí)內(nèi)部細(xì)胞的完整程度較好。經(jīng)歷了10、20、30、40、50 Hz五種振動(dòng)的西紅柿果實(shí)其MDA含量上升情況隨著頻率的變化而變化,在低頻和高頻時(shí)果實(shí)MDA含量累積較快。

圖6 不同振動(dòng)頻率下西紅柿MDA含量在0 ℃下的變化Fig.6 Changes of MDA content of tomato under different vibration frequencies at 0 ℃

從以上各圖可以發(fā)現(xiàn),經(jīng)歷了20 Hz振動(dòng)的西紅柿,其變質(zhì)速度最慢,這是因?yàn)榈皖l10 Hz情況時(shí),一個(gè)振動(dòng)能量集中的階段,西紅柿果實(shí)相互間以及果實(shí)與包裝間碰撞擠壓嚴(yán)重,而當(dāng)頻率升高至40 Hz和50 Hz時(shí),接近固有頻率,包裝件達(dá)到了一個(gè)振動(dòng)的峰值狀態(tài),西紅柿果實(shí)受損程度增大。

2.2 振動(dòng)加速度對西紅柿貯藏品質(zhì)的影響

2.2.1 對西紅柿硬度的影響 在10 d的貯藏過程中,西紅柿果實(shí)硬度呈現(xiàn)出緩慢下降趨勢,如圖7所示。經(jīng)歷3種振動(dòng)加速度下的西紅柿果實(shí)硬度,0 ℃下降了4.3%、5.7%、10.7%;5 ℃下降了8.7%、10.3%、13.7%;10 ℃下降了23%、27.3%、47%。加速度為2.5 m/s2的西紅柿果實(shí)硬度下降量最大,而5 m/s2的果實(shí)次之,7.5 m/s2的西紅柿果硬度下降率最大。可見,振動(dòng)加速度越大,西紅柿果實(shí)的硬度下降過程越快,越不利于貯藏。在運(yùn)輸過程中,應(yīng)當(dāng)在盡量小的加速度下對果實(shí)進(jìn)行運(yùn)輸。這樣,無論在硬度下降率上還是在硬度值的保持上,都會(huì)有利于果實(shí)硬度品質(zhì)的保持。

圖7 不同振動(dòng)加速度下西紅柿硬度的變化Fig.7 Changes of hardness of tomato under different vibration accelerations

圖8 不同振動(dòng)加速度下西紅柿可溶性固形物含量的變化Fig.8 Changes of SSC content of tomato under different vibration accelerations

2.2.2 對西紅柿內(nèi)部可溶性固形物含量的影響 經(jīng)歷了不同振動(dòng)加速度的西紅柿果實(shí)可溶性固形物含量變化情況,如圖8所示。經(jīng)歷了2.5、5、7.5 m/s2振動(dòng)的西紅柿果實(shí),其可溶性固形物的變化過程都表現(xiàn)出了比較類似的先升后降的過程。對于0 ℃情況下的西紅柿果實(shí)來說,經(jīng)歷2.5 m/s2振動(dòng)過程的西紅柿果實(shí)其可溶性固形物含量在貯藏的第6 d達(dá)到最大,而經(jīng)過了5、7.5 m/s2振動(dòng)過程的西紅柿果實(shí),其可溶性固形物達(dá)到頂峰的時(shí)間分別為第6 d和第4 d,可見經(jīng)歷的振動(dòng)加速度不同,可溶性固形物達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)間也不相同。同時(shí)分析5 ℃、10 ℃數(shù)據(jù)可以知道,經(jīng)歷了7.5 m/s2振動(dòng)過程的西紅柿果實(shí)可溶性固形物變化最劇烈,而2.5 m/s2的西紅柿果實(shí)可溶性固形物含量變化最小。

2.2.3 對西紅柿可滴定酸含量的影響 經(jīng)歷了2.5、5、7.5 m/s2振動(dòng)過程的西紅柿可滴定酸含量變化,如圖9所示。西紅柿可滴定酸含量是下降的,且下降過程較為緩慢。經(jīng)歷了7.5 m/s2振動(dòng)的西紅柿可滴定酸含量最低,2.5 m/s2最高。經(jīng)過周期為10 d的貯藏過程以后,加速度為2.5、5、7.5 m/s2振動(dòng)的西紅柿果實(shí)可滴定酸含量下降率分別為0 ℃:9.7%、13.8%、11.7%;5 ℃:18%、21.2%、24%;10 ℃:34.2%、40%、42%。在貯藏過程中,加速度越小,其可滴酸含量越高,越不利于西紅柿果實(shí)的貯藏。

圖9 不同振動(dòng)加速度下西紅柿可滴定酸含量的變化Fig.9 Changes of titratable acid content of tomato under different vibration accelerations

2.2.4 對西紅柿維生素C含量的影響 經(jīng)歷三種加速度振動(dòng)的西紅柿維生素C含量變化規(guī)律,如圖10所示。三組西紅柿內(nèi)部VC的含量均表現(xiàn)出較快均勻下降的趨勢。西紅柿果實(shí)維生素C含量總體表現(xiàn)為2.5 m/s2組含量最高,而5 m/s2組次之,7.5 m/s2組最低。經(jīng)過貯藏期以后,3組西紅柿果實(shí)VC含量的下降情況分別為0℃:6.5%、9%、12.2%;5℃:22.4%、31.2%、33.2%;10℃:45%、53.1%、63%。振動(dòng)加速度越小,果實(shí)VC含量越高,果實(shí)內(nèi)部營養(yǎng)成分越高,質(zhì)量越好,果實(shí)可貯藏性越佳。而且溫度越高西紅柿內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)下降比例也越大,其可儲(chǔ)存性受到了很大的削弱。

圖10 不同振動(dòng)加速度下西紅柿VC含量的變化Fig.10 Changes of VC content of tomato under different vibration accelerations

2.2.5 對西紅柿MDA含量的影響 經(jīng)歷三種加速度振動(dòng)的西紅柿MDA含量變化如圖11所示。三組加速度振動(dòng)的西紅柿果實(shí)MDA表現(xiàn)出均勻上升的趨勢。加速度越大,果實(shí)間和果實(shí)與包裝件之間碰撞越厲害,果實(shí)細(xì)胞的受損傷程度也越大,細(xì)胞的完整性越差。經(jīng)過為期10 d的貯藏過程以后,三種西紅柿果實(shí)MDA的上升量分別為0℃:8.3%、9.4%、11.4%;5℃:17.8%、23.6%、26%;10℃:43%、42%、40%。加速度小的西紅柿果實(shí)MDA含量和累積情況均較小,細(xì)胞完整程度好,可貯藏性好,而加速度越大,可貯藏性也隨之降低。

結(jié)合前面數(shù)據(jù)分析還可以發(fā)現(xiàn),貯藏溫度越低越有利于西紅柿品質(zhì)保存。

圖11 不同振動(dòng)加速度下西紅柿MDA含量的變化Fig.11 Changes of MDA content of tomato under different vibration accelerations

3 結(jié)論

經(jīng)歷了不同頻率振動(dòng)的西紅柿果實(shí),其硬度、可滴定酸含量、VC含量在貯藏過程中,均呈下降趨勢,果實(shí)MDA含量則均呈現(xiàn)出累積上升趨勢,西紅柿可溶性固形物含量先上升再下降。經(jīng)歷了10、40、50 Hz振動(dòng)的兩種果實(shí),其變質(zhì)速度較20 Hz和30 Hz快,而20 Hz情況下果實(shí)變質(zhì)最慢。

經(jīng)歷了不同加速度振動(dòng)的西紅柿,其硬度、可滴定酸含量和VC含量均呈下降趨勢,MDA不斷累積,西紅柿內(nèi)部可溶性固形物含量在整個(gè)周期內(nèi)先上升再下降，而果實(shí)可溶性固形物含量持續(xù)上升;振動(dòng)加速度和后期貯藏環(huán)境均對西紅柿果實(shí)的貯藏周期有影響,加速度越大,果實(shí)的可貯藏性越低,貯藏溫度越高,果實(shí)變質(zhì)越快。

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Effect of mechanical vibration conditions on the storage quality of tomato fruit

TIAN Jin-jin,ZHANG Zhe*,YAN Lei,HAO Jun-jie,LI Li-min,MAO Yi-qiong

(Tianjin Key Laboratory of Refrigeration Technology,Tianjin University of Commerce,Tianjin 300134,China)

Based on the actual situation in the transport process,the effects of mechanical vibration frequencies and acceleration on the storage quality of tomato fruit during the transportation process have been experimentally researched. The change processes of hardness,the content in internal soluble solids,titratable acid,VC,MDA under five gradation vibration frequencies of 10、20、30、40、50 Hz and three vibration accelerations of 2.5,5,7.5 m/s2have been researched. The results indicated that the hardness,titratable acid,VCwere decreased whereas the content of MDA were increased during the time of experiment,and the content of internal soluble solids decreased after a few days increased. It also can be found that 20 Hz vibration frequencies and 2.5 m/s2vibration accelerations is the least loss damage condition for tomato fruit storage quality during the transportation process.

fruits and vegetables storage;vibration frequency;tomato;quality

2016-10-08

田津津(1978-),女,碩士,實(shí)驗(yàn)師,研究方向:食品冷鏈,E-mail:tianjj@tjcu.edu.cn。

*通訊作者:張哲(1975-),男,博士,教授,研究方向:食品冷鏈,E-mail:zhangzhe@tjcu.edu.cn。

國家自然科學(xué)基金(11572223);天津市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(15JCZDJC34200);天津商業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201610069022)。

TS255.1

A

1002-0306(2017)07-0340-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.07.057