物流運輸振動對哈密瓜理化特性的影響

張連文，謝曉定，徐 斌，喬 雪，張 超，高 鉀，武玉柱，李淳昊

（1.天津商業大學 機械工程學院，天津 300134；2.新疆工程學院，新疆 烏魯木齊 830023；3.新疆農業科學院，新疆 烏魯木齊 830023）

哈密瓜因其甜、脆、香等獨特風味，受到廣大消費者青睞。為滿足消費者的需求，需將哈密瓜通過長途卡車從產地運往分銷區。長途運輸振動是影響瓜果理化特性的主要原因。以往研究主要集中在運輸振動對梨、獼猴桃、杏等水果理化特性的影響，而有關運輸振動對典型呼吸躍變型水果哈密瓜理化特性的影響的報道較少[1-3]。本文研究物流運輸振動對哈密瓜理化特性的影響，為尋找減輕運輸振動對哈密瓜品質影響的方法提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

哈密瓜：西州蜜17 號；瓦楞紙箱：7 層瓦楞紙箱；緩沖材料：泡沫網套以及5 層瓦楞紙板。

DC-1000-15 型低頻振動臺：蘇州試驗儀器總廠；T3000Y 電子天平：美國雙杰兄弟集團有限公司；PAL-1 型數顯折射儀：日本大普儀器有限公司；GY-4型硬度計：樂清市寶特思儀器有限公司；WSC-2 型色差儀：北京光學儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 哈密瓜包裝

按照哈密瓜的實際運輸包裝要求進行包裝，將套好泡沫網套的哈密瓜放入瓦楞紙箱中，每箱裝4 個，并且用瓦楞紙板將哈密瓜分隔開。

1.2.2 材料處理

嚴格按照《包裝 運輸包裝件基本試驗 第2 部分：溫濕度調節處理》（GB/T 4857.2—2005）對實驗材料進行恒溫恒濕處理。根據實驗的進度，分批次處理，設置預處理條件：溫度為23 ℃、相對濕度為50%。

1.2.3 正弦定頻振動實驗

嚴格按照《包裝 運輸包裝件基本試驗 第7 部分：正弦定頻振動試驗方法》（GB/T 4857.7—2005）進行正弦定頻振動實驗。將包裝好的哈密瓜逐層碼放于振動臺臺面中心，為防止振動過程中產生劇烈晃動，利用尼龍繩捆扎固定。選擇振動頻率為10 Hz，振動時間為1 h，進行模擬運輸振動。振動處理結束后，將哈密瓜放置在23 ℃的環境中貯藏28 d，每隔4 d 測定一次振動處理組與對照組哈密瓜的理化特性指標。

1.2.4 失重率測定

采用稱重法進行測定，按公式（1）計算失重率。

式中：M0為哈密瓜貯藏第0 天的質量，g；M1為哈密瓜貯藏n天后的質量，g。

1.2.5 可溶性固形物測定

將哈密瓜沿赤道橫向切開，利用開孔器，取深度為20 mm 圓柱樣品，將樣品放入研缽研磨后過濾出汁液，利用滴管滴入3 滴汁液到數顯折射儀樣品槽中，靜置3 s 讀取測量數據。

1.2.6 硬度測定

用GY-4 型硬度計測定哈密瓜硬度。將哈密瓜沿赤道橫向切成兩半，用直徑10 mm 的探頭在對稱部位距果皮10 mm 處分別取8 個點測定果肉的硬度，最后取其平均值作為哈密瓜的硬度值。

1.2.7 色差測定

利用WSC-2 型色差儀測定哈密瓜果皮的色差，沿著哈密瓜赤道線部位均勻選取3 個點測定其L（亮度）、a（紅綠色度）、b（黃藍色度）值，并分別求3 個點L、a、b的平均值。哈密瓜的色澤變化用色差值?E表示，根據公式（2）計算。

式中：L、a、b分別表示哈密瓜貯藏n天后的亮度值、紅綠色度值、黃藍色度值；L*、a*、b*分別表示哈密瓜貯藏第0天的亮度值、紅綠色度值、黃藍色度值。

1.3 數據處理

對上述獲得的理化指標數據采用Excel 2019 進行整理與分析，用Origin 2019b 軟件繪制圖形，用SPSS進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 振動對失重率的影響

哈密瓜的失重主要是由于呼吸消耗和蒸騰導致水分散失。如圖1 所示，在貯藏期間，對照組和振動處理組的失重率均呈上升趨勢，并且隨貯藏時間的延長，其上升速度持續加快，當失重率超過5%時，哈密瓜出現明顯的萎蔫現象。此外，振動處理組在貯藏期間的失重率始終高于對照組，這是由于振動處理加快了貯藏期間的呼吸作用，導致呼吸消耗的水分增加[4]。振動處理組在貯藏20 d 后，失重率明顯增加，這是由于儲藏20 d 左右時哈密瓜表皮已出現腐斑，導致哈密瓜蒸騰失水的速率增加。

圖1 運輸振動對哈密瓜失重率的影響圖

2.2 振動對可溶性固形物的影響

可溶性固形物是指水果汁液中可溶性溶質，其含量與可溶性糖類成分如蔗糖、果糖和葡萄糖有關，是衡量水果品質的重要指標。如圖2 所示，在貯藏期間，對照組和振動處理組的可溶性固形物含量均呈現先上升后下降的趨勢。在貯藏初期，哈密瓜的可溶性固形物含量逐漸上升，這與哈密瓜的后熟作用有關，在淀粉酶的作用下，其內部的淀粉持續被轉化為可溶性固形物，當可溶性固形物達到峰值時，糖度最高，此時為哈密瓜的最佳食用時間。在貯藏中后期，哈密瓜的可溶性固形物含量逐漸下降，這是因為哈密瓜為了維持正常的生命活動，呼吸作用逐漸增大，當淀粉轉化的可溶性固形物不能彌補呼吸作用的消耗時，貯藏初期淀粉轉化并儲存的可溶性固形物將逐漸作為呼吸底物被消耗[5]。振動處理組和對照組的可溶性固形物分別在貯藏4 d 和8 d 達到峰值，可能是因為振動刺激了哈密瓜的內部組織，加速了其呼吸及后熟作用。在貯藏中后期，與對照組相比，振動處理降低了哈密瓜的可溶性固形物含量，這是由于振動處理加速了哈密瓜的呼吸作用，增加了可溶性固形物的消耗。

圖2 運輸振動對哈密瓜可溶性固形物的影響圖

2.3 振動對硬度的影響

硬度是感官評價的重要指標之一，能夠反映哈密瓜細胞壁成分、細胞之間的結合度以及相關酶變化情況。如圖3 所示，對照組的硬度隨貯藏時間的延長逐漸下降，這是由于在原果膠酶或多聚半乳糖醛酸酶的作用下，存在于中胚層細胞間的原果膠轉化為可溶性果膠和果酸，并且進一步轉化為小分子物質，導致細胞間的結合力下降，增加了細胞之間相對滑移的趨勢，從而引起哈密瓜組織軟化。在整個儲藏期間，振動處理組的哈密瓜硬度低于對照組，這是由于振動處理促進了哈密瓜的呼吸作用以及乙烯的釋放量，同時增加了原果膠酶、多聚半乳糖醛酸酶的活性，加劇了原果膠的水解。在貯藏初期，振動處理對哈密瓜硬度的影響不大，隨著貯藏時間的延長，振動對硬度的影響越來越明顯。

圖3 運輸振動對哈密瓜硬度的影響圖

2.4 振動對色差的影響

哈密瓜的色差是影響消費者接受度的重要品質指標之一。如圖4（a）所示，在貯藏期間，哈密瓜的亮度值L隨貯藏時間的延長不斷下降，表明哈密瓜在貯藏期間表皮的亮度越來越暗，振動處理組哈密瓜的亮度始終低于對照組，表明振動處理加劇了哈密瓜表皮亮度的下降。色差?E表示哈密瓜色澤相比于貯藏0 d時色澤變化程度，?E值越大表示哈密瓜色澤變化程度越大。如圖4（b）所示，哈密瓜的?E值隨貯藏時間的延長持續增大，振動處理組的?E值始終高于對照組，對照組和振動處理組在貯藏28 d 的?E值分別為31.08 和35.78，表明振動處理會增大哈密瓜色澤的變化程度。

2.5 振動后理化特性相關性分析

振動處理后哈密瓜理化特性的相關性分析結果如表1 所示。從表中可以看出，失重率與可溶性固形物呈顯著負相關（P＜0.05），失重率與硬度呈極顯著負相關（P＜0.01），失重率與色差呈極顯著正相關（P＜0.01）；可溶性固形物與硬度呈顯著正相關（P＜0.05）；硬度與色差呈極顯著負相關（P＜0.01）。表明哈密瓜的水分含量會影響其可溶性固形物、硬度和色差。

表1 振動處理后哈密瓜理化特性的相關性表

3 結論

運輸振動容易造成部分哈密瓜表皮出現明顯的機械損傷。本次實驗結果表明振動處理后的哈密瓜在貯藏期間的各項理化特性指標均劣于對照組，運輸振動逆境加快了哈密瓜的呼吸作用以及后熟作用，導致哈密瓜失重率、可溶性固形物、硬度和色差的劣變，不僅影響哈密瓜的感官品質，還造成營養物質的流失，最終降低哈密瓜的商品價值。因此，可以通過采取抑制采后哈密瓜生理活性的方法降低振動引起哈密瓜理化特性品質的劣變，如在運輸前對哈密瓜進行熱水處理；此外，還可通過改善包裝方式和包裝材料降低運輸振動對哈密瓜理化特性的影響。