振動(dòng)條件下堆碼位置對(duì)獼猴桃貯藏品質(zhì)的影響

張 哲,徐 垚,田津津,王懷文,郭 旭,丁 浩,毛義瓊,李福正,邳春英

(1.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； 2.中天環(huán)能(天津)工程技術(shù)有限公司,天津 300100)

近年來(lái),隨著人民生活水平的普遍提高和物流運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展,人們能夠及時(shí)品嘗到各類(lèi)新鮮的果蔬[1],但我國(guó)果蔬在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中會(huì)造成巨大的損失,果蔬儲(chǔ)運(yùn)損失率高達(dá)20%以上,每年損失的總價(jià)值近800億元[2-3]。運(yùn)輸中的沖擊和振動(dòng)是引起包裝件破損,造成果蔬損失率高的主要原因[4-6]。實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中的包裝件是堆碼放置的,合理的貨物堆碼有利于果蔬運(yùn)輸途中的有效保鮮[7],因此有必要進(jìn)行堆碼振動(dòng)傳遞性能實(shí)驗(yàn)研究[8-9]。

在國(guó)外,O’Brien等[10]研究了運(yùn)輸過(guò)程中振動(dòng)對(duì)果蔬損傷情況的影響,同時(shí)還對(duì)包裝對(duì)果蔬的保護(hù)作用進(jìn)行了研究。Singh等[11]研究了在散裝情況下,振動(dòng)對(duì)番茄果實(shí)損傷的研究,認(rèn)為在容器中頂層番茄受振動(dòng)損傷最嚴(yán)重。Berardinelli等[12]模擬了運(yùn)輸過(guò)程中當(dāng)堆碼高度不同時(shí)梨果實(shí)的振動(dòng)損傷狀況,研究結(jié)果說(shuō)明,在頻率為19～21 Hz時(shí),梨果實(shí)的加速度峰值可達(dá)到振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的兩倍。在國(guó)內(nèi),陳萃仁等[13]從果蔬的包裝方面下手,研究了包裝方法、草莓果實(shí)成熟度和包裝材料的不同對(duì)草莓振動(dòng)損傷的影響情況,建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。汪魯聰?shù)萚14]進(jìn)行了果品物流運(yùn)輸包裝件堆碼性能的實(shí)驗(yàn)研究,確定了包裝件的最大堆碼層數(shù)為11層,最大堆碼高度為1870 mm。由于國(guó)內(nèi)外關(guān)于機(jī)械振動(dòng)對(duì)箱裝果品堆碼的研究甚少,所以,本文以箱裝獼猴桃為研究對(duì)象,進(jìn)行振動(dòng)堆碼實(shí)驗(yàn),研究了機(jī)械振動(dòng)對(duì)不同堆碼高度獼猴桃貯藏品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

獼猴桃 選取新鮮,成熟度均一,大小中等、無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)機(jī)械傷果實(shí)，八九分成熟的金魁獼猴桃,天津批發(fā)市場(chǎng);E型瓦楞紙箱 杭州鼎峰包裝有限公司。

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

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

根據(jù)中國(guó)公路運(yùn)輸條件車(chē)輛的實(shí)際振動(dòng)情況,設(shè)定振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)頻率為10 Hz,選取相同的9箱獼猴桃果實(shí)堆成三層,每層3箱進(jìn)行獼猴桃的堆碼實(shí)驗(yàn),獼猴桃包裝件采用E型瓦楞紙箱包裝,獼猴桃分三層在底部自然排放,每箱5 kg,包裝件內(nèi)部無(wú)阻隔,振動(dòng)時(shí)間設(shè)為30 min,將振動(dòng)后的獼猴桃果實(shí)分為上、中、底三層在三個(gè)不同溫度(0、5和10 ℃)冷庫(kù)中進(jìn)行貯藏,相對(duì)濕度為65%,定期測(cè)量猴桃果實(shí)的硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、維生素C含量和丙二醛(MDA)含量,得出貯藏期間各品質(zhì)的變化情況。

1.2.1 硬度測(cè)定 硬度測(cè)定采用英國(guó)TA.XT.Plus物性測(cè)定儀測(cè)定,每次取6個(gè)果在胴部去皮測(cè)定,每個(gè)果實(shí)重復(fù)4次取最大力,最后取這6個(gè)果實(shí)的平均值作為結(jié)果;P/2柱頭(φ2 mm),測(cè)試速度為2 mm/s[15-17]。

1.2.2 可溶性固形物含量測(cè)定 采用手持測(cè)糖儀測(cè)定[18]。

1.2.3 可滴定酸含量測(cè)定 可滴定酸采用酸堿滴定法測(cè)定[19-20]。

1.2.4 維生素C含量測(cè)定 維生素C含量的測(cè)定用2,6-二氯靛酚滴定法[21-22]。

1.2.5 MDA含量測(cè)定 MDA含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸比色法[23]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Origin 8.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 振動(dòng)堆碼過(guò)程對(duì)貯藏期間獼猴桃硬度的影響

在0、5、10 ℃三種貯藏溫度下,經(jīng)歷了3層堆碼振動(dòng)過(guò)程的獼猴桃果實(shí)硬度隨時(shí)間的變化情況如圖1(a)、(b)、(c)所示。

圖1 不同貯藏溫度、不同振動(dòng)層數(shù)的獼猴桃硬度變化情況Fig.1 Changes in firmness of kiwi fruit under different storage temperature and different vibration layers

在果實(shí)硬度的測(cè)量過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了振動(dòng)過(guò)程的三層獼猴桃果實(shí),隨著貯藏時(shí)間的增長(zhǎng),其硬度均呈下降趨勢(shì)。分析圖1(a)～(c)可知,經(jīng)過(guò)為期12 d貯藏后的獼猴桃,在0 ℃時(shí),上、中、底三層獼猴桃果實(shí)硬度分別下降了13.3%、6%和10.9%。在5 ℃時(shí),上、中、底三層獼猴桃果實(shí)硬度分別下降了22%、17.7%和19%,在10 ℃時(shí),上、中、底三層獼猴桃果實(shí)硬度分別下降了35%、31%和33.5%,經(jīng)過(guò)比較,經(jīng)歷了同樣振動(dòng)的三層獼猴桃果實(shí),由于其包裝件所處位置的不同,其內(nèi)部獼猴桃果實(shí)硬度所受影響也不相同,其中對(duì)上層獼猴桃果實(shí)硬度的影響最大、貯藏期間其果實(shí)硬度最小,對(duì)底層獼猴桃果實(shí)硬度的影響次之,而對(duì)中層獼猴桃果實(shí)硬度的影響最小、貯藏期間其果實(shí)硬度最大。這是因?yàn)樵谡駝?dòng)過(guò)程中,上層包裝件內(nèi)的獼猴桃果實(shí),由于加速度傳遞的原因,其所承受的加速度最大,因此其損傷也最為嚴(yán)重,而底層獼猴桃果實(shí)在承受振動(dòng)的同時(shí),還承受了上邊兩層果實(shí)的重量,導(dǎo)致其果實(shí)一直處于擠壓狀態(tài),果實(shí)硬度下降[24]。

2.2 振動(dòng)堆碼過(guò)程對(duì)貯藏期間獼猴桃果實(shí)可溶性固形物含量的影響

在0、5、10 ℃三種貯藏溫度下,經(jīng)歷了3層堆碼振動(dòng)過(guò)程的獼猴桃果實(shí)可溶性固形物含量隨時(shí)間的變化情況如圖2所示。可溶性固形物是反映果實(shí)成熟度及品質(zhì)的標(biāo)志性指標(biāo),發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了振動(dòng)過(guò)程的三層獼猴桃果實(shí),隨著貯藏時(shí)間的增長(zhǎng),其可溶性固形物含量均呈上升趨勢(shì)。通過(guò)分析圖2發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)為期12 d的貯藏后的獼猴桃,在0 ℃時(shí),上、中和底三層獼猴桃果實(shí)可溶性固形物含量上升率分別為11.1%、10.4%和9.4%,變化率大小為上層>中層>底層。在5℃時(shí),上、中和底三層獼猴桃果實(shí)可溶性固形物上升率分別為25%、18.4%和22%,變化率大小為上層>底層>中層。在10 ℃時(shí),上、中和底三層獼猴桃果實(shí)可溶性固形物上升率分別為27.6%、26.4%和27%,變化率大小為上層>底層>中層。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),上層獼猴桃果實(shí)可溶性固形物含量上升較快,而中層和底層的獼猴桃果實(shí)可溶性固形物含量上升速度相差不大,上升趨勢(shì)也有些相似。

圖2 不同貯藏溫度、不同振動(dòng)層數(shù)的 獼猴桃果實(shí)可溶性固形物含量變化情況Fig.2 Changes in soluble solids content of kiwifruit under different storage temperature and different vibration layers

2.3 振動(dòng)堆碼過(guò)程對(duì)貯藏期間獼猴桃果實(shí)可滴定酸含量的影響

在0、5、10 ℃三種貯藏溫度下,經(jīng)歷了3層堆碼振動(dòng)過(guò)程的獼猴桃果實(shí)可滴定酸含量隨時(shí)間的變化情況如圖3所示。

圖3 不同貯藏溫度、不同振動(dòng)層數(shù)的 獼猴桃果實(shí)可滴定酸含量變化情況Fig.3 Changes in titratable acid content of kiwifruit under different storage temperature and different vibration layers

可滴定酸是獼猴桃的重要構(gòu)成性狀之一,其含量直接影響著獼猴桃的風(fēng)味品質(zhì)。通過(guò)分析圖3發(fā)現(xiàn),經(jīng)12 d貯藏后的獼猴桃果實(shí)可滴定酸含量均呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。在0 ℃時(shí),上層的獼猴桃果實(shí)可滴定酸含量下降情況呈現(xiàn)出先快后慢的趨勢(shì),而中層和底層的獼猴桃果實(shí)可滴定酸含量下降則呈現(xiàn)出先緩后急的趨勢(shì),上、中和底三層的獼猴桃果實(shí)可滴定酸含量下降率分別為6.3%、5%和8.2%,變化率大小為底層>上層>中層。在5 ℃時(shí),上、中、底三層獼猴桃果實(shí)可滴定酸含量均呈下降趨勢(shì),其果實(shí)可滴定酸含量分別下降了9.7%、9.4%和9.8%,下降率相差不大。在10 ℃時(shí),中層和底層獼猴桃果實(shí)可滴定酸含量走勢(shì)相似,含量相當(dāng)均表現(xiàn)出先快速下降再緩慢下降的趨勢(shì),對(duì)于上層獼猴桃果實(shí)來(lái)說(shuō),其可滴定酸含量表現(xiàn)出先快速下降再緩慢下降的過(guò)程,上、中、底三層獼猴桃果實(shí)可滴定酸含量分別下降了19.2%、15.2%和15.7%。通過(guò)對(duì)比可知,振動(dòng)過(guò)程中,獼猴桃果實(shí)所處位置的不同,造成了其果實(shí)可滴定酸含量的不同,而中層獼猴桃果實(shí)可滴定酸保持效果最好。

2.4 振動(dòng)堆碼過(guò)程對(duì)貯藏期間獼猴桃果實(shí)維生素C含量的影響

在0、5、10 ℃三種貯藏溫度下,經(jīng)歷了3層堆碼振動(dòng)過(guò)程的獼猴桃果實(shí)可滴定酸隨時(shí)間的變化情況如圖4所示。

圖4 不同貯藏溫度、不同振動(dòng)層數(shù)獼猴桃 果實(shí)維生素C含量變化情況Fig.4 Changes in vitamin C content of kiwifruit under different storage temperature and different vibration layers

維生素C 是獼猴桃中重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),其含量極易受氧化作用而損失。隨著維生素C含量的下降,獼猴桃果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分逐漸減少,貯藏品質(zhì)越差[25-26]。通過(guò)分析圖4可知,經(jīng)過(guò)12 d貯藏的獼猴桃果實(shí)維生素C含量均呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。在0 ℃時(shí),三層獼猴桃果實(shí)維生素C含量下降率分別為11.7%、7.4%和8.1%,變化率大小為上層>底層>中層。在5℃時(shí),上、中、底層獼猴桃果實(shí)維生素C含量分別下降了16.1%、10.6%和16%,可見(jiàn)上層和底層相差不大,而中層下降率最小。在10 ℃時(shí),上、中、底三層獼猴桃果實(shí)維生素C含量分別下降了18.6%、17.9%和19.8%。變化率大小為底層>上層>中層。振動(dòng)加速度的增大會(huì)造成果膠酯酶、纖維素酶等一系列相關(guān)酶活性的增加,從而造成維生素C含量下降。不難發(fā)現(xiàn),中層獼猴桃果實(shí)維生素C含量無(wú)論在下降率上還是在數(shù)值上均比其他兩組良好,可見(jiàn)堆碼過(guò)程中中層獼猴桃果實(shí)保存最好。

2.5 振動(dòng)堆碼過(guò)程對(duì)貯藏期間獼猴桃果實(shí)MDA含量的影響

在0、5、10 ℃三種貯藏溫度下,經(jīng)歷了3層堆碼振動(dòng)過(guò)程的獼猴桃果實(shí)MDA含量隨時(shí)間的變化情況如圖5(a)、(b)、(c)所示。在獼猴桃中,MDA含量高低是反映獼猴桃膜脂過(guò)氧化作用強(qiáng)弱的一個(gè)重要指標(biāo)[27]。MDA含量越高,說(shuō)明獼猴桃細(xì)胞膜系統(tǒng)受到的損傷越大,細(xì)胞衰老越嚴(yán)重。通過(guò)分析圖5(a)～(c)可知,經(jīng)過(guò)12 d貯藏的獼猴桃果實(shí)MDA含量均呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)。在0 ℃時(shí),上、中、底三層獼猴桃果實(shí)MDA含量分別上升了13.1%、10.7%和8.4%。在5 ℃時(shí),上、中、底三層獼猴桃果實(shí)MDA含量分別上升了17.4%、13.8%和11.6%。在10 ℃時(shí),上、中、底層三層獼猴桃果實(shí)MDA含量分別上升了28.4%,19.6%和20.9%。可以看出,在貯藏過(guò)程中,獼猴桃果實(shí)MDA含量的累計(jì)進(jìn)出也受到其所處位置的影響。無(wú)論何種溫度,中層獼猴桃果實(shí)MDA含量最低,所以對(duì)于中層獼猴果實(shí)來(lái)說(shuō),其果實(shí)細(xì)胞膜完整性較好,貯藏效果好。

圖5 不同貯藏溫度、不同振動(dòng)層數(shù) 獼猴桃果實(shí)MDA含量變化情況Fig.5 Changes in MDA content of kiwifruit under different storage temperature and different vibration layers

通過(guò)對(duì)以上各種參數(shù)的分析發(fā)現(xiàn),中層獼猴桃果實(shí)貯藏效果最好。這主要是因?yàn)?上層包裝件內(nèi)的獼猴桃果實(shí),由于加速度傳遞的原因,其所承受的加速度最大,加速度越大,果實(shí)損傷也越為嚴(yán)重[28],果實(shí)最不容易貯藏;而下層獼猴桃果實(shí)在承受振動(dòng)的同時(shí),還承受了上層果實(shí)的重量,導(dǎo)致其果實(shí)一直處于擠壓狀態(tài),果實(shí)也受到一定的損傷,影響了其貯藏效果。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)獼猴桃果實(shí)堆碼振動(dòng)實(shí)驗(yàn)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以得到以下一些結(jié)論:

經(jīng)歷了堆碼振動(dòng)實(shí)驗(yàn)的獼猴桃果實(shí)硬度、果實(shí)可滴定酸含量、維生素C含量均呈下降趨勢(shì),而果實(shí)可溶性固形物含量、MDA含量均不斷上升,獼猴桃果實(shí)品質(zhì)總體不斷變差。貯藏過(guò)程中上層獼猴桃果實(shí)變質(zhì)最快,底層次之,中層最慢。

實(shí)驗(yàn)研究了振動(dòng)條件下不同堆碼位置對(duì)獼猴桃貯藏品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)位于中層堆碼位置的獼猴桃果實(shí)印度硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、維生素C含量和丙二醛含量等指標(biāo)優(yōu)于上層和底層,但對(duì)于振動(dòng)條件下上層和底層堆碼位置獼猴桃果實(shí)貯藏品質(zhì)的改善措施還需進(jìn)一步研究

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