预冷与冷链运输和货架期间桃果热传导性能及品质差异

2013-04-10周慧娟叶正文苏明申杜纪红

经济林研究 2013年3期

周慧娟，叶正文，苏明申，杜纪红

（上海市农业科学院a.林木果树研究所；b.上海市设施园艺技术重点实验室，上海 201403）

近年来，我国桃果种植业发展十分迅速，总种植面积紧跟苹果、柑橘之后，位居第三。有关研究者在对国内桃果市场动态的调研中发现了如下三个问题：一是农民卖果难；二是国内桃果终端市场的果品外观及内在品质仍差强人意；三是桃果出口量所占比例小。除了与某些桃品种需要更新替代、栽培管理技术有待改进外，果品预冷、物流及货架期间的操作关键点日益成为制约桃产业发展的瓶颈[1-2]。

为了提高桃果在国际市场所占比例和国际影响力，减少桃果终端市场的损耗和改善桃果的品质，使得预冷和冷链物流环节的研究成为水果学界亟待研究解决的重要课题[3-4]。热传导性是指果实对冷热能量的传递能力和传递速率。果实采后仍是活的生命体，时刻进行着呼吸代谢和营养代谢，但它们的变化极大地受到外界温度的影响，温度升高其酶活性增强，呼吸速率增大，加速了果实的衰老；温度降低，则呼吸速率随之下降，可延缓果实衰老腐烂；这种特殊的生理现象将直接影响果实内部的热传导性能[5-6]。研究采后果实热传导机理不仅有理论意义，对其定量精确的研究更有推广应用价值，如能确定果实的预冷和冷藏时间，则能为果实采后贮运提供技术指导。对于这一方面的研究，国内外除了有关果蔬运输现状的综述和展望的研究报道之外[7-8]，鲜有对桃果冷链运输的具体分析的研究报道[9-10]。文中以甘肃秦安县的“仓方早生”水蜜桃为试材，对不同成熟度桃果实在预冷、运输和货架期间其热传导性能和货架品质之间的差异性进行了研究，以期筛选出不同成熟度果实冷链长途运输所需预冷时间和适宜的采收成熟度，从而为桃产业的发展提供一定的技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验试材

以采自甘肃省秦安县的“仓方早生”水蜜桃为试材，筛选不同成熟度（七、八、九成熟）、着色均匀、大小一致、无病虫害、无机械损伤的果实，放入垫有海绵纸的塑料筐中，以单果泡沫网包装，双层摆放，之后立即运回秦安县茗秀果业冷库进行预冷处理。

1.2 试验方法

将桃果置于（2±1）℃的低温预冷库中预冷30 h后装入温度为5～8 ℃的冷链车中进行长途（由甘肃秦安运至福建泉州，≥2 000 km）运输，到达目的市场后，将试验果品摆放至温度为20～25 ℃的房间内进行货架研究。

对预冷、长途运输及货架期间不同成熟度果实果心温度及空气温湿度的变化情况进行全程跟踪记录。到达泉州后，对货架期间不同成熟度果实的各品质指标（失重率、腐烂率、机械损伤、果实硬度、可溶性固形物、可滴定酸含量）进行观测，并拍照跟踪记录。

2012年甘肃秦安至福建泉州的长途冷链运输试验，于7月25日13时将桃果放进冷库进行预冷，7月26日18时装车，7月26日20时左右发车前往泉州，7月28日22时在高速路口处接到货物。其中，冷库预冷30 h左右（上下波动一个小时的时间），长途运输50 h左右（上下波动一个小时的时间），之后放入实验室的货架（20～25 ℃）上进行观察与研究。

1.3 调查与分析方法

果心温度：用浙江大学研制的ZDR-40智能温湿度记录仪对果实的果心温度进行跟踪记录，以探头插入果肉1 cm深为标准。

果实失重率的计算公式为：

果实失重率＝（初始果质量－调查时果质量）/初始果质量×100%。

果实腐烂率的计算公式为：

果实腐烂率＝（初始果数－好果数）/初始果数×100%。

机械损伤率的观察与计算：将到达运输目的地的果实于室温下放置24 h后观察其外观碰伤情况，再按下列公式计算机械损伤率：

机械损伤率＝（初始果数－好果数）/初始果数×100%。

用水果刀削去果实缝合线左右赤道部位的对称果皮后，用FTA (美国)自动型果实硬度计测定果肉组织硬度；以手持阿贝折光仪测定桃果中可溶性固形物的含量；参照李合生等人[11]的方法测定桃果中的可滴定酸含量。

1.4 数据分析

采用Excel 2003软件进行数据统计，文中所有数据为3次重复的平均值和标准差。并应用SPSS软件，采用邓肯氏新复极差法，对数据进行差异性分析。

2 结果与分析

2.1 低温预冷处理对不同成熟度果实热传导性能的影响

将果实进行预冷时，以其果心温度降至2～4 ℃为宜。冷库预冷温度设置为（2±1）℃，整个预冷期间，不同成熟度对果实热传导（即指不同成熟度果实对低温能量的传递速率）的影响情况如图1所示。从图1中可以看出，七成熟果实预冷处理20 h，果心温度由最初的28.2 ℃降至4 ℃左右，预冷处理至25～30 h，果心温度稳定在2 ℃，因此，七成熟“仓方早生”水蜜桃预冷时间不能低于20 h；八成熟果实预冷处理10～15 h，果心温度由最初的27.3 ℃降至4 ℃左右，预冷处理至20 h，果心温度维持在2 ℃，预冷处理至25～30 h，果心温度稳定在1.5 ℃，所以八成熟“仓方早生”水蜜桃预冷时间不能低于15 h；九成熟果实预冷处理20 h，果心温度由最初的27 ℃降至4 ℃左右，预冷处理至25～30 h，果心温度稳定在2 ℃，所以九成熟“仓方早生”水蜜桃预冷时间不能低于20 h，与七成熟果实的预冷处理效果相似。

图1 低温预冷处理对不同成熟度桃果热传导性能的影响Fig.1 Effect of precooling treatment on heat conduction of fruits at different maturities

2.2 冷链运输时间对不同成熟度桃果热传导性能的影响

冷链车运输时间对不同成熟度果实热传导性能的影响情况如图2所示。由图2 可知，在整个运输期间，七、八、九成熟桃果实的果心温度分别维持在5～6、7～9、5～7 ℃；空气温度显著高于不同成熟度果实的果心温度，且整个运输期间呈上升趋势，运输80 h的空气温度高达11 ℃，这可能因为冷链运输车的设定温度（4 ℃左右）高于预冷温度（2±1）℃，且运输期间果实的大量呼吸热致使冷链运输车内的空气温度升高。

图2 冷链车运输时间对不同成熟度桃果热传导性能的影响Fig.2 Effect of cold chain transportation time on heat conduction of fruits at different maturities

2.3 货架温度对不同成熟度桃果热传导性能的影响

货架温度对不同成熟度桃果实热传导性能的影响情况如图3所示。货架期间，不同成熟度桃果的果心温度及空气温度均呈先急剧上升后稳定的变化趋势。空气温度的增幅显著高于不同成熟度桃果果心温度的变化幅度，且随着桃果摆放于货架时间的延长，两者的差异愈显著。

图3 货架温度对不同成熟度桃果热传导性能的影响Fig.3 Effect of shelf temperature on heat conduction of fruits at different maturities

2.4 不同成熟度桃果冷链运输特性的比较

经30 h左右的低温冷库预冷处理和50 h左右的冷链运输后，果品由甘肃秦安到达福建泉州，不同成熟度桃果运输特性的测定结果如表1所示。当果品运到泉州时，不同成熟度桃果的果实失重率均低于1%，这一指标值在国标规定范围之内（≤5%）；不同成熟度果实均无腐烂及机械损伤情况；七成熟、八成熟果实的硬度均保持在6～7 kg/cm2，而九成熟果实的硬度仅为1.73 kg/cm2，手感（硬度）和口感（果肉细腻性、汁液含量等）等商品价值均大大降低；到达目的地时七、八成熟果实中的可溶性固形物含量均呈上升的变化趋势，分别由采摘时的9.14%和9.45%上升至9.95%和10.05%，而九成熟果实的含量却呈下降的变化趋势；到达目的地时七成熟果实中的可滴定酸含量呈上升的变化趋势，说明成熟度低的果实其酸合成速率高于消化降解速率，八成熟果实中可滴定酸含量的变化不大，九成熟果实中的可滴定酸含量却呈降低的变化趋势；七、八成熟果实的固酸比均呈上升的变化趋势，九成熟果实的固酸比由原来的36∶1上升为38∶1。上述各指标值说明，九成熟果实呈营养体快速消耗状态，而七、八成熟果实的长途冷链运输特性大大优于九成熟果实。

2.5 不同成熟度桃果被置于货架期间其果实硬度与可溶性固形物含量的变化情况

不同成熟度桃果被置于货架期间其果实硬度与可溶性固形物含量的变化曲线如图4所示。从图4中可以看出，采摘时九成熟桃果其果实硬度仅为3 kg/cm2左右，到达泉州后其果实硬度降为1.73 kg/cm2，商品价值大大降低了，且其可溶性固形物含量显著低于七、八成熟果实；七、八成熟果实中的可溶性固形物含量呈先上升后下降的变化趋势，两者之间无显著性差异。桃果被置于货架的第1天其果实硬度没有显著下降；置于货架的第2天，七、八成熟桃果的果实硬度由到达时的6.9与6.3 kg/cm2分别下降为4.5和2.4 kg/cm2。置于货架的第3天，七、八成熟桃果的果实硬度维持在2.3和1.7 kg/cm2之间，这表明八成熟果实必须在两天之内销售完毕，七成熟果实可推迟到第3天售完。

表1 不同成熟度桃果实运输特性比较Table 1 Comparison of transportation characteristics of fruits during different maturities

图4 货架期间不同成熟度桃果的果实硬度和可溶性固形物含量的变化曲线Fig.4 Changes of firmness and soluble solids content of fruits at different maturities during shelf period

2.6 不同成熟度桃果被置于货架期间其果实中的可滴定酸含量的变化情况

不同成熟度桃果被置于货架期间其果实中的可滴定酸含量的变化曲线如图5所示。从图5中可以看出，运输至目的地时，不同成熟度果实的可滴定酸含量与初始值相比均无显著性变化，货架期间不同成熟度果实的可滴定酸含量均呈上升的变化趋势，桃果被置于货架的第3天，七、八、九成熟果实的可滴定酸含量分别为0.26%、0.32%和0.25%，其中八成熟果实的可滴定酸含量显著高于七成熟和九成熟果实。

图5 货架期间不同成熟度桃果中可滴定酸含量的变化曲线Fig.5 Changes of titratable acid content of fruits at different maturities during shelf period

2.7 货架期间不同成熟度桃果其固酸比的变化情况

据前人研究结果，桃果实的固酸比为50∶1左右则风味较好。货架期间不同成熟度桃果其固酸比的变化曲线如图6所示。由图6可知，整个贮运期间，不同成熟度果实的固酸比均呈下降趋势，至货架期第2天，七、八、九成熟果实的固酸比分别为42∶1、37∶1、34∶1，七至八成熟果实的固酸比较好，较好地保持了果实的原有风味。

图6 货架期间不同成熟度桃果其固酸比的变化曲线Fig.6 Changes of ratio of soluble solids to titratable acid of fruits at different maturities during shelf period

3 讨论

果实对外界温度变化的响应具有较长时间的滞后现象，即当升温或降温开始一段时间后方发生变化，当升温或降温到一定临界值后，温度变化变得十分缓慢，即生物学中的时间滞后效应[12]。试验结果表明：在预冷、冷链运输及货架期间，不同成熟度桃果果心温度的变化速率均低于外界空气的变化速率，表现出一定的滞后性，这与张敏等人[13]在研究苹果冷藏期间的热传递性时得出的结论一致；八成熟果实果心温度的变化速率高于七成熟和九成熟果实。采用目前的预冷方式所需预冷时间较长，建议以后采用强风预冷，冷却效果均匀，预冷时间为2～4 h。

八成熟果实预冷速度比七成熟和九成熟的快，可能与七成熟果实果肉组织紧密、汁液少、不溶性果胶含量高导致果实传导蓄冷传递慢有关；九成熟果实传导蓄冷传递慢可能与其果肉絮败、纤维化严重导致果汁减少有关；八成熟果实不溶性果胶含量减少、可溶性果胶含量增加、汁液丰富，使得果实预冷速度比以上两者快。

冷链运输期间，八成熟果实果心温度的变化幅度比七成熟和九成熟的大，且比七、九成熟果的果心温度高，和空气温度（10 ℃左右）的变化相符，说明在车内温度一定的条件下，果实自身的蓄冷量和传导速率有关，汁液有导热和导冷的功能，七成熟和絮败的九成熟果实其汁液少，导冷能力弱，自身蓄冷量比较稳定，可较好保持原有的预冷温度，而八成熟果实在长时间的运输条件下，温度升至与空气温度相似。

货架期间，不同成熟度果实的可滴定酸含量均呈上升趋势，七至八成熟果实可能与其后熟软化期间游离酸的合成大于分解速率导致总酸含量增加有关，九成熟果实后期的增加可能与其无氧呼吸导致果实乙醇、乙醛等附生代谢物的增加有关。