面向物流環節的蘋果品質影響研究

王成林，曾瑞讓，張經善，張 濤（北京物資學院 物流學院，北京 101149）

面向物流環節的蘋果品質影響研究

王成林，曾瑞讓，張經善，張 濤
（北京物資學院 物流學院，北京 101149）

目前蘋果流通過程由于受到各種因素影響，特別是物流作業環節，其重要品質參數，包括顏色、硬度等都會發生較大改變，成為影響蘋果流通質量的關鍵問題。系統梳理了蘋果在物流環節的影響因素，基于研發的專用測試系統，從顏色和硬度兩個方面對碰撞、沖擊等因素的影響做了定量分析，并對如何減少蘋果損傷問題提出了相應的解決措施。

蘋果；品質控制；農產品物流

1 引言

蘋果屬于薔薇科，是重要的日常消費品，我國是目前世界上最大的蘋果生產國與消費國，蘋果種植面積不斷穩步增長，其產量逐年上升，到2014年已經達到4 000 萬t。

目前蘋果流通質量受到了廣泛的關注，整個過程由于參與主體眾多，環節復雜，品質會受到各種因素的影響，特別是物流作業環節影響尤為明顯，已經成為品質控制的核心環節。在裝卸搬運、運輸、配送等環節中，蘋果重要的品質參數，特別是消費者關注的參數，包括色澤、硬度等都會發生較大的改變，為了做好品質控制工作，需要系統地梳理關鍵影響要素，并以試驗為基礎，建立物流作業關鍵指標與品質參數之間的對應關系，特別是碰撞、沖擊等重要因素的影響關系，并據此提出品質控制的關鍵措施。

2 面向物流環節的蘋果特性分析

蘋果的果實結構是由表皮、果肉、果心等構成。果實組織結構與果實的食用品質、耐貯性密切相關。果實的肉質不僅與果肉中原果膠和纖維素的含量有關,還與果肉細胞的排列、細胞的大小和分布密切相關[1-3]。蘋果的果實結構是確定物流技術的重要基礎，同時也需要重點考慮消費者的購買影響因素，以需求為導向設定科學的物流作業模式。通過電子商務領域兩大銷售平臺1 000個用戶的評價統計，消費者主要的關注點見表1。

表1 消費者關注點統計

2.1 蘋果流通方式分析

物流作業環節形式受到流通模式的影響，由于蘋果流通地域范圍大，參與主體多，因此其流通方式比較復雜。近年來隨著電子商務等新興業態的發展，進一步豐富了蘋果的流通組織模式。如目前以蘋果種植基地、冷庫、流通加工中心、超市等主要參與方的流通模式為例，如果技術條件允許，其典型的流通組織過程如圖1所示。

圖1 典型蘋果流通過程

圖1中所示的流通組織過程包括了其中一些必要的物流環節，在基礎設施設備較好的條件下，從基地冷庫到流通加工中心采用全程冷鏈運輸，以確保蘋果品質不受影響；在流通加工中心進行商品化處理，一般包括清洗、打蠟、分級、包裝等環節；再通過冷鏈設備配送到超市，超市銷售至消費者。但由于目前各地情況不同，

整個流通過程中物流作業采取的技術和方法差異較大，其中包裝形態主要有兩種，即散裝與集裝，集裝器具的種類有果筐、周轉箱、集裝袋、瓦楞紙箱等。

2.2 物流環節對蘋果的損傷影響分析

由于蘋果生產地與消費地之間需要大量的物流作業，特別是包裝、運輸、裝卸搬運等環節；在整個作業環節中，存在大量的影響因素，會對蘋果造成不同程度的損傷。以運輸環節為例，可以從宏觀環境、中觀環境、微觀環境等來分析其影響關系。

（1）宏觀環境主要是指外部的物流作業環境，包括大氣溫度、濕度、道路運輸條件等關鍵指標。以溫度為例，在冬、夏以及春秋季等都具有不同的特征，對于非冷鏈條件下的運輸影響更為巨大；由于道路運輸路面狀況不好等產生周期性上下顛簸或左右搖晃，對蘋果品質產生影響，但隨著物流環境的改變，不同要素的變化也不相同，其中道路運輸條件差異越來越小，呈現網絡化的均一性特征。宏觀環境對不具備冷鏈運輸條件的物流活動影響比較大，需要提出針對性的解決方案。

（2）中觀環境主要是指以運輸工具為主體的物流作業環境，包括車輛裝載空間的溫度、濕度、沖擊、振動、壓力等，同時與車輛的配載情況也有較強的關聯性。運輸車輛的啟動、變速、轉向、剎車等會改變速度，也會改變其中觀環境參數。當車輛內部堆垛不合理時，裝有蘋果的包裝器具會與車廂和相鄰的器具發生碰撞，導致蘋果的損傷；如采用瓦楞紙等包裝形式，在運輸時間較長的情況下，將會產生壓力變形。

（3）微觀環境主要是指蘋果包裝內部的物流微環境。以目前的電子商務物流為例，采用普通的瓦楞紙箱包裝，其保溫、抗壓、減振等能力減弱，無法形成穩定的包裝微環境。

除此之外，其他的作業環節也有一定的影響，例如，裝卸搬運環節中機械的突然啟動，而且損傷同裝卸搬運次數成正相關關系。

3 物流過程中典型損傷關系分析

由于物流過程中各個環境影響因素變化較大，且各個因素之間存在較強的耦合作用，例如運輸過程中，振動、壓力等對蘋果造成損傷就有很強的疊加效應，其影響較難精準的預測，但是借助現代測試技術和統計方法，對于一些關鍵環節的基本影響規律可以進行科學分析。例如由于蘋果發生碰撞時，加速度值較大，會使得其細胞發生破裂，從而發生一系列化學反應，這種反應表現在蘋果上就是發生褐變。研究表明受到機械損傷的蘋果細胞膜結構遭到破壞，酚類物質和多酚氧化酶迅速接觸氧化發生酶促褐變，導致果肉顏色由黃綠快速轉為紅褐，碰損越明顯，褐變現象就越嚴重，而且硬度值也會發生變化，具體數值可以用CR-400色差計和GY-1硬度計等儀器進行檢測。試驗中所采用的色差儀基于CIE色坐標系標識顏色變化，如圖2所示，其中，L*表示明暗程度的變化，a*表示赤綠色維度的變化，b*表示黃青色維度的變化。

圖2 CIE色坐標系示意圖

3.1 碰撞損傷試驗設備設計

碰撞是一種典型的蘋果損傷形式，是引起蘋果褐變現象的重要因素，在裝卸搬運、流通加工、包裝等環節廣泛存在。為了研究在上述過程中蘋果碰撞損傷情況，評估品質影響，設計了專用的碰撞裝置進行試驗，其專用裝置如圖3所示，利用該裝置可以實現蘋果點對點碰撞試驗模擬測試。

圖3 專用碰撞試驗裝置

試驗過程中，將蘋果分別固定在夾果板和底托位置，通過單自由度方向的速度參數設置來實現不同條件下的碰撞效果測試。

3.2 蘋果碰撞試驗條件下的褐變顏色變化分析

本次試驗采用同一品種大小不同、外表無損傷的蘋果作為試驗對象，通過對目前流通領域的分析，基本在一周以內會對蘋果進行處理，因此選擇測試時間范圍為6d；根據相關的操作規程，一般設定在30cm的高度內進行操作，因此設定最高測試速度為2.4m/s，實際測試過程中，選擇以0.4-2.4m/s的速度進行碰撞試驗，用CR-400色差記錄儀記錄蘋果色差值，作為結果分析依據，選取其中的典型數據進行分析，如圖4所示。

圖4 蘋果碰撞試驗褐變顏色變化圖

從測試結果可以得出，蘋果經過沖擊碰撞后會出現明顯的顏色變化，速度沖擊對損傷的范圍有較大的影響，對初始顏色影響并沒有明顯的正比例關系。為進一步了解其規律，增加試驗測試樣本數量，并量化分析其影響規律。假定時間為t，單位為d，速度為v，單位為m/ s，則顏色變化△E*與其數值上的關系如下：

△E*=2.651 58t-0.345 19v+0.011 54v2對其進行F檢驗，數據沒有顯著性差異。從分析的結果可以看出，顏色改變與時間呈現正比例關系，是關鍵影響因素。由于測試過程中速度的取值有一定的限制，因此其影響效果并不顯著。

在具體試驗過程中發現若蘋果的包裝不夠合理，例如存在堆高造成底部包裝破損，隨著時間的推移，損傷區域的面積和深度會出現疊加破壞現象；同時由于蘋果破損接觸點會與其它蘋果接觸，蘋果個體間相互作用，損傷點會不斷增多，會增加整個包裝單元內部的損傷情況。物流環節中的宏觀、中觀和微觀影響因素會出現更加顯著的耦合效應。

為了進一步驗證試驗效果，采用同一品種，外表無損傷的蘋果作為試驗對象，利用瓦楞紙箱和柔性材料，分別從30cm、80cm、150cm高度做跌落試驗，分析在整個過程中的損傷情況，并用CR-400色差記錄儀記錄蘋果色差值。

該試驗獲得的試驗數據如圖5、圖6和圖7所示。

圖5 30cm跌落試驗結果

圖6 80cm跌落試驗結果

圖7 150cm跌落試驗結果

從圖5-圖7可知，隨著蘋果數量的增加，在跌落過程中蘋果之間相互作用有一定的影響，加劇了蘋果的色差變化，隨著試驗天數的增加，其色差變化值呈現正相關關系，與碰撞試驗結果類似。

3.3 蘋果碰撞試驗條件下的硬度變化分析

蘋果的硬度是影響其口感的重要參數，研究表明受到機械損傷的蘋果細胞膜結構遭到破壞，褐變的同時蘋果硬度發生變化。通過GY-1硬度計測量蘋果損傷前后損傷部位硬度值，測試5組取平均值，并計算其變化率，變化率=，測試結果如圖8所示。

圖8 不同速度下蘋果損傷硬度變化率曲線

由圖8可知，排除偶然影響因素，蘋果的硬度變化率在0.4-1.2m/s的速度范圍內基本沒有變化，當速度增大時，蘋果硬度變化率逐漸增大，其硬度值變化較為明顯，成為關鍵影響因素。

4 提高蘋果品質控制能力的措施分析

結合蘋果流通過程中的影響因素分析，針對消費者的關鍵購買評價指標，為提高蘋果流通品質控制能力，可以采用以下措施：

（1）優化物流組織過程，盡量減少物流環節。目前很多情況下蘋果都是由采購商從農戶手中收購后運往產地的批發市場，由經銷商從產地批發市場運送到銷售地批發市場，再由下級經銷商銷售到各個銷售終端，最終流向消費者，參與主體多，環節復雜，蘋果損傷幾率增加。因此應該盡可能優化物流組織過程，盡量減少流通環節，可以考慮更多的采取“商物分離”的方式，改變目前農產品批發市場功能，盡量減少實物流動，將交易過程與物流過程分離，將批發市場轉變為展示、交易、結算中心，不直接參與物流過程。

（2）增強標準化方面領域的研究工作，形成標準作業規范。農產品物流具有典型的差異化特征，其作業對象復雜，評價難度大，應從作業角度出發，加大對物流作業、包裝質量檢測等國家標準的制定工作，為有效判斷作業規范化、包裝的有效性、物流設備器具選型與集成等提供依據。

（3）加強品質控制關鍵技術研究，突破瓶頸環節約束。品質控制是組織物流作業的重要因素，在物流過程中對中觀環境和微觀環境的影響因素研究都需要以科學的技術方法為指導。以集裝化流通組織為例，可以研發柔性集裝包裝器具以形成有效的防護措施；為了改善微觀包裝環境，可以結合新材料技術研發經濟型保溫包裝技術。通過技術突破可以有效地提升品質控制能力，提高物流質量。

5 結論

蘋果流通過程由于受到各種因素的影響，特別是物流作業環節，其品質控制工作尤為關鍵，需要合理地優化設置參數，保證重要品質，包括色澤、硬度等符合消費需求。通過研究包裝、運輸、裝卸搬運等環節，從宏觀環境、中觀環境、微觀環境等分析，并對沖擊速度等造成的影響量化分析，其顏色和硬度較大改變和時間、速度值等因素相關，應采取合理的措施進行品質控制，以滿足消費者的購買需求。

[1]李宏建,伊凱,李寶江,等.蘋果不同品種果實組織結構研究[J].中國果樹,2009,3(5):13-17.

[2]謝佳駿,張若宇.水果品質檢測分級加工處理過程中機械損傷研究[J].新疆農墾科技,2015(5):71-73.

[3]李越.倉儲物流運輸包裝決定蘋果品質[J].果農之友,2014, (12):3-4.

Study on Influence on App le Quality in Logistics Links

Wang Chenglin,Zeng Ruirang,Zhang Jingshan,Zhang Tao
(SchoolofLogistics,Beijing Wuzi University,Beijing 101149,China)

In this paper,we went over systematically the influence factors of apple quality in the logistics links,then based on a specifically developed test system,analyzed quantitatively the factors such as collision and impact etc.,on the color and hardness of the applesin the logistics links,and attheend,presented themeasuresto reduce thebruiseson them.

apple;quality control;agricul tural produce logistics

F721.8

A

1005-152X(2017)04-0031-04

2017-02-17

北京市通州區科技計劃項目（CK2016KJ039）；山東省科技廳自主創新及成果轉化項目資助（2014ZZCX02701）

王成林（1979-），男，黑龍江牡丹江人，北京物資學院產業研究院常務副院長，教授，博士，碩士研究生導師，研究方向：物流設備工程；曾瑞讓（1993-），男，浙江溫州人，北京物資學院物流學院碩士研究生，研究方向：物流工程；張經善（1993-），男，山東龍口人，北京物資學院物流學院碩士研究生，研究方向：物流工程；張濤（1991-），女，山西太原人，北京物資學院物流學院碩士研究生，研究方向：物流工程。

doi∶10.3969/j.issn.1005-152X.2017.04.008