蟠桃專用包裝盒在模擬運輸中減振功能分析

郭慧靜，宋方圓，李冀新，趙志永

(新疆農墾科學院農產品加工研究所，新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意義】蟠桃(Amygdalus persica L.var.)是薔薇科桃屬，主要種植區域為山東、甘肅、河北、陜西、新疆等地[1]。新疆是蟠桃的原產地，比較品質、色澤、口感、各種營養成分，由于特有的氣候、土壤和水質優勢，所產蟠桃果大、味甜、多汁、營養豐富，蟠桃品質最好[2]。新疆石河子143團，被命名為“中國蟠桃之鄉”[3]。蟠桃果實采收期集中，在貯運過程中容易受機械損傷，易褐變、腐爛，影響蟠桃的商品價值[4]。不同的運輸和包裝方式對水果的品質和商品價值有著極大的影響[5]。適宜的包裝對于降低蟠桃在運輸過程中的損傷、腐爛有重要意義。【前人研究進展】黃斯等[6]根據草莓果實的結構特點研制了草莓分果包裝盒，顯著延緩了采后品質劣變；昌玥等[7]研制了獼猴桃減振包裝塑料托盤，可以顯著減少果實損傷并延緩其衰老進程；王衍鵬[8]采用水果網袋、覆消毒無紡布等對枇杷的貯藏保鮮進行了研究，效果顯著且方便實用。針對于蟠桃果實，目前公知技術是吳江超[9]，譚亞輝[10]設計的蟠桃包裝盒，設有大小孔洞，大的蟠桃放入大孔洞中，小的蟠桃放在小孔洞中。但此設計存在一定缺陷，由于孔洞大小固定，蟠桃太大則放不進去，孔洞太大則造成蟠桃在貯運過程中產生碰撞，致使蟠桃產生機械傷而加速腐爛。【本研究切入點】雖然前人針對蟠桃果實已經研制了專用包裝盒，但如何實現快速分裝，既美觀、方便適用又能減少果實損傷并延緩衰老仍然是當前蟠桃貯運急需解決的問題。針對現有設計存在的缺陷，研制了蟠桃果實專用包裝盒[11]，設計一種既適用包裝盒，可以快速的對蟠桃果實進行分裝，并減少蟠桃果實在貯運過程中的機械損傷、保持采后品質。【擬解決的關鍵問題】采用自主研制的蟠桃專用包裝盒和普通包裝盒，測定運載振動、跌落、低氣壓等試驗后蟠桃果實的表面損傷指數、失重率、乙烯釋放量、呼吸強度、可溶性固形物含量、相關酶活性等品質指標，比較蟠桃專用包裝盒與普通包裝盒在模擬運輸中對蟠桃各項生理和品質指標的影響，研究運輸過程中專用包裝盒對蟠桃的防損傷效果，為采后蟠桃的運輸、保鮮提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗用蟠桃采于新疆石河子市143團，選取八成熟、大小均一、無機械損傷、無病蟲害的果實。采后立即通過低溫周轉箱(<18℃)運回新疆農墾科學院果蔬保鮮實驗室，剔除損傷果實確保試驗所用試材的完好性。

內包裝材質為EPE，尺寸為445 mm×85 mm×335 mm，果洞采用風火輪結構設計；普通包裝盒所用塑料泡沫網套材質為EPE，尺寸為60 mm×100 mm，厚度3 mm；H2O2、鄰苯二酚、BaCl、酚酞，草酸等(均為國產分析純)。圖1

圖1 蟠桃專用包裝盒實例Fig.1 Example diagram of a special packaging box for flat peaches

1.2 方 法

1.2.1 樣品處理

將蟠桃果實隨機分成3組，分別采用專用包裝、普通包裝、裸露3種方式包裝。專用包裝盒中蟠桃平放在果洞中，普通包裝盒中蟠桃裝入泡沫網套后單層挨個平放，裸露組中蟠桃直接放入包裝紙箱。每個包裝盒中放置12個蟠桃，總重量1.7 kg左右，于室溫(20℃)條件下，對3種包裝的蟠桃分別模擬運輸振動試驗。將模擬運輸后蟠桃均放進內襯泡沫墊的塑料筐內，置于20℃，濕度90%條件下，每2 d測定1次指標，重復3次。

1.2.2 模擬運輸振動

(1)運載振動

根據ASTM D4169-16[12]，振動時間2 h。

表1 空運PSD譜線Table 1 Airborne PSD spectrum

(2)跌落

根據GB/T 4857.5-1992[13]，跌落部位3面，每個部位跌落1次，跌落高度229 mm。

(3)低氣壓

根據ASTM D4169-16，模擬海拔高度4 267 m，試驗時間1 h。

1.2.2 測定指標

(1)表面損傷指數

參照鄭永華[14]方法。將果實按損傷面積分為4級(0級為無明顯損傷；1級為損傷面積小于總面積的25%；2級為損傷面積占總面積的25%～50%；3級為損傷面積占總面積的50%以上)。

表面損傷指數(%)=

(2)失重率和硬度

失重率采用稱重法測定。

硬度采用GY-4硬度計測定：隨機選取3個果實，每個果實測定3次，取平均值，單位kg/cm2。

(3)TSS和MDA含量

TSS含量采用糖度計法測定：稱取5.0 g蟠桃果實組織研磨成勻漿，通過紗布過濾后取汁液，滴于糖度計上讀數，重復3次取平均值。

MDA含量參照Xu等[15]方法測定：稱取0.5 g 果肉，用TBA法提取酶液，分別測定其OD532、OD600和OD450。

CMDA=6.45(OD532-OD600)-0.56OD450。

(4)呼吸速率和乙烯釋放速率

呼吸速率參照張紅星等[16]測定：取500 g蟠桃置于干燥器中，底部放入定量堿液，靜置1 h后取出堿液，用草酸進行滴定，mg CO2/(kg·h)，重復3次取平均值。

乙烯釋放速率參照Guo等[17]方法：取1.0 kg蟠桃放置在3 L的密閉容器內1 h，抽1 mL頂空氣體，通過氣相色譜測定，重復3次取平均值。

(5)CAT、PPO活性

CAT活性參照WANG等[18]方法：制備酶液測定在240 nm處OD值的下降速度；PPO活性參照Fu等[19]方法測定：制備酶液測定在410 nm處的OD值。將1 minOD值改變0.01定義為1個活力單位。

1.3 數據處理

每組試驗重復3次取平均值。利用Excel 2013對數據進行整理，SPSS 19.0軟件進行LSD顯著性分析(P<0.05表示差異顯著)，Origin 8.5進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 蟠桃專用包裝盒構造

研究表明，蟠桃專用包裝盒包括盒體，在盒體上部設有推拉式蓋板，蓋板及盒體外周設有防護層，盒體內裝有珍珠棉，珍珠棉上設有多個間隔排列的圓柱形果洞，果洞內壁設有多個朝向不一致的錐形齒牙，相鄰錐形齒牙朝向相反；在蓋板上，與果洞相對應的位置設有圓孔，果洞的底部設有通氣孔，圓孔、果洞、通氣孔相互連通且與外界相連通；外包裝盒體上方設有翻蓋，外側設有提手和抓槽，便于手執盒體；推拉式蓋板通過滑軌或滑槽結構與盒體相連接。圖2

注：1為蓋板，2為防護層，3為盒體，4為圓柱形果洞，5為通氣孔，6為抓槽

2.2 包裝方式對蟠桃表面損傷的影響

研究表明，蟠桃表面損傷指數隨貯藏時間的延長逐漸增大，在模擬運輸后，對照組的損傷指數為3.24%，處理組均為0；表面損傷在貯藏4 d后顯著出現；貯藏8 d后，對照、普通包裝和專用包裝組的損傷指數分別20.75%、15.48%和10.53%，差異顯著(P<0.05)。圖3

注：同列中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同

2.3 包裝方式對蟠桃失重率和硬度的影響

研究表明，蟠桃失重率隨貯藏時間的延長均逐漸上升；在模擬運輸后，蟠桃失重率無顯著差異(P>0.05)；貯藏4 d后，不同包裝的蟠桃失重率差異顯著(P<0.05)，分別為13.42%、11.85%、10.25%；貯藏8 d后，對照組失重率為20.56%顯著高于包裝組，但普通包裝和專用包裝蟠桃失重率無顯著差異。

蟠桃硬度隨貯藏時間的延長均逐漸下降；在模擬運輸后，不同包裝蟠桃硬度差異顯著(P>0.05)；貯藏2 d時硬度快速降低后緩慢下降；貯藏8 d后，普通包裝和專用包裝蟠桃硬度分別為4.81、5.08 kg/cm2，顯著高于對照組3.91 kg/cm2(P<0.05)。圖4

圖4 不同包裝方式下蟠桃失重率(A)和硬度(B)變化Fig.4 Effects of packaging method on the weight loss rate (A) and hardness (B) of flat peaches

2.4 包裝方式對蟠桃TSS和MDA含量的影響

研究表明，蟠桃TSS含量隨貯藏時間的延長呈先上升后下降趨勢；在模擬運輸后，不同包裝蟠桃TSS含量差異不顯著(P>0.05)；貯藏6 d時，對照組、普通包裝和專用包裝蟠桃TSS含量均達到峰值，分別為12.39%、12.21%、12.3%；貯藏8 d后，普通包裝和專用包裝蟠桃TSS含量分別為12.31%、12.25%，顯著高于對照組12.04%(P<0.05)。

蟠桃MDA含量隨貯藏時間的延長均逐漸上升；在模擬運輸后，普通包裝和專用包裝蟠桃MDA含量差異不顯著(P>0.05)；貯藏2 d后，對照組蟠桃MDA含量迅速增加，顯著高于包裝組；貯藏8 d時，普通包裝和專用包裝蟠桃MDA含量分別為1.25和1.21 mmol/g，顯著低于對照組1.55 mmol/g(P<0.05)；在模擬運輸后貯藏期間專用包裝MDA含量始終低于普通包裝。圖5

2.5 包裝方式對蟠桃呼吸速率和乙烯釋放速率的影響

研究表明，蟠桃呼吸速率隨貯藏時間的延長均呈先上升后下降趨勢；在模擬運輸后，對照組蟠桃呼吸速率顯著高于包裝組，但普通包裝和專用包裝差異不顯著(P>0.05)；貯藏4 d時，對照組呼吸速率達到峰值82.28 mgCO2/(kg·h)；貯藏6 d時，普通包裝和專用包裝呼吸速率達到峰值，分別為77.09、75.43 mgCO2/(kg·h)；貯藏8 d時，呼吸速率對照組74.6 mgCO2/(kg·h)>專用包裝72.08 mgCO2/(kg·h)>普通包裝70.11 mgCO2/(kg·h)(P<0.05)。

隨貯藏時間的延長，蟠桃乙烯釋放速率與呼吸速率變化趨勢一致；在模擬運輸后，蟠桃乙烯釋放速率差異不顯著(P>0.05)；貯藏2 d后，對照組蟠桃乙烯釋放速率顯著高于包裝組；貯藏6 d時，對照組、普通包裝和專用包裝乙烯釋放速率均達到峰值，分別為3.07、2.8和2.77 μL/(kg·h)；貯藏8 d時，專用包裝乙烯釋放速率為2.62 μL/(kg·h)，顯著較低(P<0.05)。圖6

圖6 不同包裝方式下蟠桃呼吸速率(A)和乙烯釋放速率(B)變化Fig.6 Effects of packaging methods on the respiration rate and ethylene release rate of flat peaches

2.6 包裝方式對蟠桃CAT和PPO活性的影響

研究表明，蟠桃CAT活性隨貯藏時間的延長呈先上升后下降趨勢；在模擬運輸后，包裝組CAT活性顯著高于對照組(P<0.05)；貯藏2 d后，蟠桃CAT活性迅速上升；貯藏6 d時，對照組、普通包裝和專用包裝CAT活性均達到峰值，分別為25.68 、28.02、29.35 U/g；貯藏8 d時，專用包裝組CAT活性高于普通包裝但差異不顯著(P>0.05)，但均顯著高于對照組22.9 U/g。

隨貯藏時間的延長，蟠桃PPO活性逐漸上升；在模擬運輸后，對照組PPO活性顯著高于包裝組(P<0.05)；貯藏8 d時，普通包裝和專用包裝PPO活性分別為12.54、11.78 U/g，顯著低于對照組；在模擬運輸后貯藏期間專用包裝PPO活性始終顯著低于普通包裝。圖7

圖7 不同包裝方式下蟠桃CAT(A)和PPO(B)活性變化Fig.7 Effects of packaging methods on the CAT and PPO activities of flat peaches

3 討 論

蟠桃在運輸過程中若無保護措施，極易受到機械損傷而導致快速腐爛，縮短貨架期。模擬運輸后貯藏8 d，專用包裝表面損傷指數為10.53%，小于普通包裝組(15.48%)和對照組(20.75%)，專用包裝可以有效減少蟠桃機械損傷；硬度(5.08%)顯著高于對照組(3.91%)和普通包裝組(4.81%)；失重率(16.93%)顯著低于對照組(20.56%)；TSS含量無顯著差異，與昌玥等[7]研究結果一致，可能后期貯藏條件相同對蟠桃TSS沒有影響；呼吸強度是影響果實采后品質的重要因素，可以判斷果實發育階段。貯藏8 d，專用包裝呼吸強度(72.08 mgCO2/(kg·h))低于對照組(74.6 mgCO2/(kg·h))，機械損傷會提高果蔬的呼吸強度，縮短貯藏壽命[20]。乙烯的濃度可以判斷果實成熟度及耐藏性[21]，專用包裝乙烯釋放速率(2.62 μL/(kg·h))顯著低于其它組，更適用于蟠桃采后的貯藏。MDA是機體脂質過氧化的終產物，可以衡量果實的膜脂過氧化水平[22]；PPO可以促進果實的褐變，抑制其活性可以緩解蟠桃褐變[23]。貯藏8 d，專用包裝蟠桃MDA含量(1.21 mmol/g)、PPO活性11.78 U/g，顯著低于普通包裝和對照組。CAT是一種酶類清除劑，可以防止機體氧化，專用包裝蟠桃CAT活性25.73 U/g，顯著高于對照組(22.9 U/g)。

4 結 論

采用專用包裝盒經過模擬運輸后，蟠桃表面損傷指數為10.53%，與對照組相比降低49%；硬度5.08%顯著高于對照組3.91%；失重率16.93%顯著低于對照組20.56%；呼吸強度72.08 mgCO2/(kg·h)、乙烯釋放速率2.62 μL/(kg·h)、MDA含量1.21 mmol/g等均小于對照組；CAT酶活性25.73 U/g顯著高于對照組22.9 U/g。專用包裝具有顯著減少蟠桃果實損傷和延緩果實衰老的效果，減振效果優于普通包裝，更利于蟠桃運輸后的貯藏和品質保持。專用包裝結構簡單、方便快捷，便于包裝和攜帶，也適用于冷藏車或集裝箱，且果實與的圓柱形果洞緊密結合。