运输过程中机械振动对猕猴桃贮藏品质的影响

张 哲 张治权 毛 力 田津津

郝俊杰 李立民 毛义琼

(天津商业大学天津市制冷技术重点实验室，天津 300134)

运输过程中机械振动对猕猴桃贮藏品质的影响

张 哲 张治权 毛 力 田津津

郝俊杰 李立民 毛义琼

(天津商业大学天津市制冷技术重点实验室，天津 300134)

根据实际运输情况，研究了运输过程中振动频率和振动加速度对猕猴桃贮藏品质的影响。通过测定猕猴桃在10，20，30，40，50 Hz 5种振动频率以及2.5，5.0，7.5 m/s23种振动加速度下硬度、可溶性固形物、可滴定酸、VC、丙二醛(MDA)的含量变化来评定其品质变化，以确定振动频率和振动加速度对猕猴桃贮藏品质的影响。结果表明，随着试验进行其硬度、可滴定酸、VC含量均下降，可溶性固形物、MDA含量均上升。研究发现在20 Hz的振动频率、2.5 m/s2的振动加速度下猕猴桃损伤最小。

振动；猕猴桃；品质

果蔬在运输过程中，往往会受到机械振动的作用[1-3]，这样会导致果蔬机械损伤的产生，而机械损伤也正是造成果蔬采后损耗的主要因素之一[4-6]。在中国，果蔬在采摘后运输的过程中，损失率高达30%，而在发达国家，果蔬采后损失率处于5%以下，美国仅为1%～2%[7]。运输过程中机械损伤引起的耐贮性下降，是造成果蔬采后损失的主要原因[8-9]。减少机械振动对果蔬采后的损耗，已经被越来越多的研究者所关注。

中国一些学者针对振动对果蔬运输过程的影响做了一些研究。卢立新等[10]建立了水晶梨的力学特性与非线性粘弹性塑性模型。王善荣等[11]通过振动模拟试验，运用所建立起来的模型得出了水蜜桃果实的阻尼、刚度以及共振频率等一系列的基本动态参数。在国外，O’ Brien等[12-13]研究了运输过程中包装、摆放方式对果蔬损伤情况的影响。Berardinelli等[14]把梨作为研究对象，研究了运输车厢的前、中、后3个不同位置的振动状况对梨果实的影响。

目前对于运输过程中振动频率对果蔬影响的试验研究，仅限于单一的定频试验[15-16]，未进行全面多频率的试验，因此没有确定合理的果蔬运输振动条件。本试验拟以猕猴桃为研究对象，采用多频率振动的试验方法，以可溶性固形物、可滴定酸、VC、MDA为考察指标，确定猕猴桃运输过程中最佳的振动条件，为降低在实际运输过程中机械振动对猕猴桃的损伤提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

猕猴桃：2015年9月2日采购于天津批发市场，其全部为新鲜、成熟度均一的金魁猕猴桃，挑选中等大小、无病虫害、无机械伤进行试验；

紫外分光光度计：UV-1780型，日本岛津公司；

物性测试仪：TA.XT.PLUS型，英国Stable Micro System 公司；

低频运输试验台：DY-600-5型，苏州实验仪器总厂。

1.2 方法

1.2.1 试验台简介 振动试验在DYS-600-5低频振动试验台上进行，整个振动系统由振动台、振动控制系统以及数据收集系统三大部分组成。

1.2.2 振动处理 根据中国公路运输条件车辆的实际振动情况，振动频率试验设定在10，20，30，40，50 Hz 5种频率下。进行猕猴桃包装件的定频振动试验，振动时间设定为30 min，将振动后的猕猴桃放在两个冷库中进行贮藏，温度均设定为(0.0±0.5)℃，贮藏12 d。猕猴桃包装件采用E型瓦楞纸箱包装，猕猴桃在箱体内部自然排放，每箱5 kg，包装件内部无阻隔。振动加速度试验设定振动台频率为10 Hz，选取12箱相同猕猴桃果实，4箱1组，3组振动加速度分别设定为2.5，5.0，7.5 m/s2，持续30 min后放在0，5，10℃的冷库内贮藏，在此期间对猕猴桃的硬度、可滴定酸含量、可溶性固形物含量、VC含量和丙二醛含量进行定期测量。

1.3 猕猴桃品质测量方法

1.3.1 硬度 硬度测定采用TA.XT.PLUS型物性测定仪测定，每次取6个在胴部去皮测定，每个果实重复4次取最大力，最后取这6个果实的平均值作为结果；P/2柱头(Ø 2 mm)，测试速度为2 mm/s。

1.3.2 可溶性固形物 采用手持测糖仪测定[17]。

1.3.3 可滴定酸 采用酸碱滴定法[18]测定。

1.3.4 VC含量 采用2,6-二氯靛酚滴定法[19]测定。

1.3.5 MDA含量 采用硫代巴比妥酸比色法[20]测定。

2 结果与分析

2.1 振动频率对猕猴桃品质的影响

2.1.1 对硬度的影响 由图1可知，经历了20 Hz和30 Hz振动过程的猕猴桃果实在前期下降速度较快，8 d以后其下降过程趋于平缓。经历了10，40，50 Hz 振动的3种猕猴桃果实，其硬度均呈现出平缓下降的趋势。贮藏12 d后，5种果实硬度大小关系为20 Hz>30 Hz>10 Hz>40 Hz>50 Hz。20 Hz时猕猴桃果实硬度状况均优于其它几组。在20 Hz以上的高频段振动对微器官损伤大，而低频振动会造成表层组织的损害，由此产生图1的结果，这点与潘见等[21]的研究结果相同。上述的损伤造成猕猴桃在10，40，50 Hz频段后期硬度变化率加大，出现加速下降的趋势。

图1 0℃时不同振动频率下猕猴桃硬度变化情况Figure 1 Changes of hardness of kiwi fruit under different vibration frequencies at 0℃

2.1.2 对可溶性固形物含量的影响 由图2可知，在5种振动频率下的猕猴桃果实，其可溶性固形物含量均呈现出逐渐上升的趋势，但是上升程度各不相同。贮藏12 d后，10，20，30，40，50 Hz振动的猕猴桃果实可溶性固形物上升率分别为7.3%，5.5%，5.7%，6.9%，7.0%；变化率大小为10 Hz>50 Hz>40 Hz>30 Hz>20 Hz。可溶性固形物作为果实汁液中溶质的百分含量，在受到振动作用时由于果肉间相互产生力的作用，使猕猴桃中产生更多的颗粒[22]。在10 Hz及高频段猕猴桃中的颗粒会产生得更多，20 Hz时可溶性固形物反而增加的较小，这主要是由于在低频10 Hz情况时，振动能量较高，猕猴桃果实由于挤压而损伤严重。

2.1.3 对可滴定酸含量的影响 由图3可知，5种频率下的猕猴桃果实，其可滴定酸含量均呈现出下降的趋势。经历10，20，30，40，50 Hz振动的猕猴桃果实可滴定酸含量下降率分别为16.40%，7.50%，6.25%，17.70%，16.30%。

图2 0℃时不同振动频率下猕猴桃可溶性固形物含量变化情况Figure 2 Changes of SSC content of kiwi fruit under different vibration frequencies at 0℃

图3 0℃时不同振动频率下猕猴桃可滴定酸含量变化情况Figure 3 Changes of titratable acid content of kiwi fruit under different vibration frequencies at 0℃

在贮藏过程中，猕猴桃可滴定酸含量的大小关系为20 Hz>30 Hz>10 Hz>40 Hz>50 Hz。振动频率在固有频率范围内(40～50 Hz)时，可滴定酸含量降低较快，而在20，30 Hz频率时可滴定酸含量降低的较慢。

2.1.4 对VC含量的影响 由图4可知，贮藏期间经历了5种频率下的猕猴桃果实VC含量均呈现出下降的趋势。贮藏期12 d后，经历10，20，30，40，50 Hz振动的猕猴桃果实VC含量下降率分别为11.0%，3.5%，3.7%，9.9%，10.1%。同时发现，在贮藏过程中，经历了5种振动过程的猕猴桃VC含量大小关系为20 Hz>30 Hz>40 Hz>50 Hz>10 Hz。VC在贮藏过程中损失严重，下降率较明显[23-24]。在高频率段(40，50 Hz)由于振动剧烈以及低频段(10 Hz)能量集中的原因，对猕猴桃损伤较大，造成这些频率段时下降速率很大。

图4 0℃时不同振动频率下猕猴桃VC含量变化情况Figure 4 Changes of VC content of kiwi fruit under different vibration frequencies at 0℃

2.1.5 对MDA含量的影响 由图5可知，经过5种频率振动的猕猴桃果实MDA含量均呈现出上升的趋势。贮藏12 d 后，经历10，20，30，40，50 Hz振动的猕猴桃果实MDA含量上升率分别为23.0%，23.1%，22.1%，18.0%，19.1%。振动胁迫作用下，MDA含量总是具有升高趋势[25-26]，但在20 Hz 时猕猴桃渗透率最低，这主要是由于猕猴桃果实内MDA含量在高于和低于20 Hz时上升率均较大。所有频段猕猴桃的MDA含量曲线最后均趋于稳定，而在20 Hz时猕猴桃的MDA含量曲线率先达到稳定转折点。

图5 0℃时不同振动频率下猕猴桃MDA含量变化情况Figure 5 Changes of MDA content of kiwi fruit under different vibration frequencies at 0℃

综合图1～5可知，经历了10，40，50 Hz振动的猕猴桃，其变质速度较20 Hz和30 Hz快，而20 Hz情况下变质最慢，这是因为低频(10 Hz)时，一个振动能量集中的阶段，果实相互间以及果实与包装间碰撞挤压严重，而当频率升高至40 Hz和50 Hz时，接近固有频率，包装件达到了振动的峰值状态，果实受损程度增大。

2.2 振动加速度对猕猴桃品质的影响

2.2.1 对硬度的影响 经历了振动加速度损伤过程的猕猴桃果实，在0，5，10℃下进行贮藏时，各组猕猴桃果实硬度均呈现出逐渐下降的趋势，见图6。贮藏12 d后，0℃时2.5，5.0，7.5 m/s23组硬度下降率分别为10.0%，10.6%，12.2%；5℃时分别为11.7%，11.9%，15.2%；10℃分别为14.7%，17.1%，18.5%。综合研究发现2.5 m/s2的猕猴桃果实经历了贮藏过程后，其硬度下降率最低，5.0 m/s2次之，7.5 m/s2最差。而且在3种贮藏温度条件下，3组猕猴桃果实硬度下降情况前期基本相等，这是由于在该温度下振动加速度的不同对前期猕猴桃硬度的影响较小，其硬度下降过程基本是在后期完成的，贮藏1～3 d猕猴桃果实硬度变化不大。

图6 不同振动加速度下猕猴桃硬度变化情况Figure 6 Changes of hardness of kiwi fruit under different vibration accelerations

2.2.2 对可溶性固形物含量的影响 经历了加速度试验贮藏的猕猴桃，虽然加速度不同，但是在后期贮藏过程中，其可溶性固形物均呈现上升趋势，见图7。贮藏12 d后，0℃时2.5，5.0，7.5 m/s23组猕猴桃可溶性固形物分别上升了3.34%，3.97%，4.00%；5℃时分别上升了5.10%，6.06%，6.27%；10℃时分别上升了5.96%，6.67%，7.90%。

2.2.3 对可滴定酸含量的影响 经历了加速度试验的猕猴桃，其可滴定酸都呈现下降趋势，见图8。贮藏12 d后，0℃时2.5，5.0，7.5 m/s23组猕猴桃可滴定酸分别下降了0.6%，0.9%，0.9%；5℃时分别下降了7.80%，7.89%，7.20%；10℃时分别下降了14.6%，15.7%，15.3%。其中加速度为2.5 m/s2的猕猴桃果实内部可滴定酸含量始终保持较高水平。

图7 不同振动加速度下猕猴桃内部可溶性固形物含量变化情况Figure 7 Changes of SSC content of kiwi fruit under different vibration accelerations

2.2.4 对VC含量的影响 在0，5℃贮藏过程中，前1～3 d猕猴桃果实VC含量下降最快，3～12 d较为平缓。贮藏12 d后，0℃时2.5，5.0，7.5 m/s23组猕猴桃VC下降率分别为15.16%，16.55%，18.81%，见图9(a)；5℃时分别为12.58%，15.74%，20.63%，见图9(b)。在10℃贮藏过程中，前1～2 d VC含量下降均比较缓慢，而2～3 d时，VC的下降速度都有明显提高，其中7.5 m/s2的下降最快，3～12 d VC含量变化又趋于平缓。2.5，5.0，7.5 m/s23组猕猴桃果实，VC下降率分别为18.13%，20.50%，24.49%。在3种温度下贮藏，2.5 m/s2的VC含量下降率最低，其次是5.0 m/s2，最差是7.5 m/s2。

2.4.5 对MDA含量的影响 在0℃下贮藏时，猕猴桃MDA呈现出缓慢积累的态势，贮藏12 d后，2.5，5.0，7.5 m/s23组猕猴桃果实MDA含量分别增长了5.1%，5.3%，6.8%，而整个贮藏期间加速度小的果实内部MDA含量低，加速度大的果实内部MDA含量高，见图10(a)。贮藏12 d后，5℃时2.5，5.0，7.5 m/s23组猕猴桃果实MDA含量分别增长了15.0%，18.2%，20.0%，见图10(b)；10℃时分别增长了27%，26%，36%，见图10(c)。可见，前期振动加速度越大，越不利于后期果实的贮藏保质。各组果实内部MDA的含量与果实经历的振动加速度大小成正比，即经受振动加速度越小，果实内部MDA含量越少，而加速度越大，内部MDA含量也越大。

图8 不同振动加速度下猕猴桃内部可滴定酸含量变化情况Figure 8 Changes of titratable acid content of kiwi fruit under different vibration accelerations

图9 不同振动加速度下猕猴桃内部VC含量变化情况Figure 9 Changes of VC content of kiwi fruit under different vibration accelerations

3 结论

通过在5种振动频率和3种振动加速度下的振动试验，将经振动试验后的猕猴桃进行贮藏保存，得出以下结论：

(1) 振动使果实表面之间产生反复的挤压、摩擦以及冲撞，猕猴桃在此作用下硬度下降，而振动频率的变化引起猕猴桃呼吸强度、果实内糖酸以及酶活性的变化，造成果实内可滴定酸、可溶性固形物及VC含量下降、MDA含量的增加。通过试验发现当猕猴桃包装件处于20～30 Hz的振动频率范围内时，各品质参数的变化均较小，猕猴桃可以保持很好的品质。

图10 不同振动加速度下猕猴桃内部MDA含量变化情况

(2) 通过3个温度条件下的贮藏试验，可以发现低温贮藏有利于果实的保存。振动加速度的增大会造成果胶酯酶、纤维素酶等一系列相关酶活性的增加，从而造成可滴定酸、可溶性固形物及VC含量下降、MDA含量的增加，且随着振动加速度增大变化率增大。研究发现在较低的振动加速度下(2.5 m/s2)猕猴桃的贮运品质最好。

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Effect of mechanical vibration during the transportation process on the storage quality of kiwi fruit

ZHANG ZheZHANGZhi-quanMAOLiTIANJin-jin

HAOJun-jieLILi-minMAOYi-qiong

(KeyLaboratoryofRefrigerationTechnologyofTianjin,TianjinUniversityofcommerce,Tianjin300134，China)

Based on the actual situation in the transport process, the effects of mechanical vibration frequencies and acceleration on the storage quality of kiwi fruit was investigated. The change processes of storage quality of kiwi fruit were studied under five vibration frequencies of 10, 20, 30, 40, 50 Hz and three vibration accelerations of 2.5, 5.0 and 7.5 m/s2. Moreover the effects of mechanical vibration on the hardness, the content in internal soluble solids, titratable acid, VC, and MDA of each group of kiwi fruit have been analyzed. The results indicated that the hardness, titratable acid, VCwere decreased whereas the content in internal soluble solids and MDA were increased during the time of experiment. It was also found that 20 Hz vibration frequencies and 2.5 m/s2vibration accelerations was the least loss damage condition for kiwi fruit storage quality during the transportation process.

vibration; kiwi fruit; quality

国家自然科学基金(编号：11572223)；天津市自然科学基金重点项目(编号：14JCZDJC34600,15JCZDJC34200)；天津商业大学大学生创新创业训练计划项目(编号：201610069022)

张哲(1975-)，男，天津商业大学教授，博士。 E-mail：zhangzhe@tjcu.edu.cn

2016-09-13

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.01.025