运输过程中振动条件对西红柿贮藏品质影响

田津津,张 哲,严 雷,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)

运输过程中振动条件对西红柿贮藏品质影响

田津津,张 哲*,严 雷,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)

根据运输过程中实际情况,实验研究了运输过程中振动频率和振动加速度对西红柿贮藏品质的影响,分别研究了西红柿果实在10、20、30、40、50 Hz五种振动频率以及2.5、5、7.5 m/s23种振动加速度下硬度、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C变化。结果表明，在不同的振动条件下，西红柿果实硬度、可滴定酸、维生素C含量均下降,MDA含量上升,内部可溶性物质先上升后下降,但根据其速率及含量变化得出在20 Hz的振动频率、2.5 m/s2的振动加速度下的损伤最小。

果蔬贮藏,振动频率,西红柿,品质

西红柿在贮运过程中由于受到机械振动而损失严重[1-2]。研究振动过程以及后期贮藏对西红柿损耗的影响,同时也为其它果蔬提供借鉴参考,对于降低果蔬采后损耗量、保障国民经济的健康发展有着非常积极的作用,也被越来越多的研究者所关注。

国内外一些学者对果蔬振动进行了很多的相关研究。申江[3]对豆角、生菜、甘蓝在振动条件下冷藏贮存的状态及品质变化进行实验研究。刘华英[4-5],田津津[6]等人进行了小白杏和草莓等水果的相关振动力学实验,对果实的硬度进行预测。Holt[7]提出了相关的振动模型来对各苹果之间能量的吸收过程进行了分析。Turczyn等[8]用纸质打包袋和蜂窝纸箱分别包装马铃薯进行振动冲击实验,发现了马铃薯包装件产生破坏损伤的关键值。目前关于振动频率及加速度对果蔬影响的研究很少,关于西红柿的相关研究多集中在常温下的热处理及膜包装件对贮藏的影响[9-12],因此本文通过在不同的振动频率和振动加速度下,研究西红柿在其贮藏期间品质的变化,来确定贮运过程中最合理的振动条件。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

西红柿 天津市咸阳北路菜市场,选取无损伤、无病害、大小中等、新鲜的浙粉202西红柿。

UV-1780型紫外分光光度计 日本岛津公司;TA.XT.PLUS型物性测试仪 英国Stable Micro System 公司;DY-600-5低频运输实验台 苏州实验仪器总厂。

1.2 实验方法

1.2.1 西红柿预处理 西红柿采购后即送到实验室筛选、清洗,擦干后包装,包装件如图1所示。共取12筐果实,每四筐为一组。

图1 西红柿包装件Fig.1 Tomato package

1.2.2 振动频率实验 将上述包装件的西红柿果实置于10、20、30、40、50 Hz的振动频率下,振动时间设定为30 min,振动结束后放在温度为0 ℃的冷库中贮藏12 d。测定西红柿果实硬度、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C含量变化。

1.2.3 振动加速度实验 将上述的西红柿包装件在振动频率为10 Hz的设定下进行振动加速度实验,加速度分别设定为2.5、5和7.5 m/s2,振动时间为30 min,处理及测量参数同上。

1.2.4 西红柿贮藏期间品质测定

1.2.4.1 硬度 采用英国产TA.XT.Plus物性测定仪测定,每次取6个果在果实内部测定,单果重复4次取最大力,最后取其平均值。

1.2.4.2 可溶性固形物 采用手持测糖仪测定[13]。

1.2.4.3 可滴定酸 可滴定酸采用酸碱滴定法测定[14]。

1.2.4.4 维生素C含量 维生素C含量的测定用2,6-二氯靛酚滴定法[15]。

1.2.4.5 MDA测量方法 MDA含量测定采用硫代巴比妥酸比色法[16]。

2 结果与分析

2.1 振动频率对西红柿贮藏品质的影响

2.1.1 对西红柿硬度的影响 经历10、20、30、40、50 Hz 5种频率振动过程的西红柿果实,由于振动对果实组织的损害,其硬度均呈现出下降的趋势,如图2所示。经12 d贮藏后,5组的西红柿果实硬度分别下降了7.1%、5.9%、6%、7.9%和8.13%。果实硬度大小关系为20 Hz>30 Hz>40 Hz>10 Hz>50 Hz。经历了五种振动的果实其硬度的下降情况随频率的变化而变化,没有呈现出直接的线性关系,这是因为所选取的西红柿包装件固有频率较高的原因。同时还发现作为低频段,10 Hz的果实硬度下降情况比20 Hz和30 Hz还差,可见低频对西红柿果实的损伤在一定程度上较高频还大。这与潘见对草莓损伤所做的研究结果相同[17]。

图2 不同振动频率下西红柿硬度在0 ℃下的变化Fig.2 Changes of hardness of tomato under different vibration frequencies at 0 ℃

2.1.2 对西红柿可溶性固形物含量影响 5种频率下的果实可溶性固形物含量呈现出逐渐上升再下降的趋势,但是具体上升和下降过程各不相同,如图3所示。经10、30、40、50 Hz振动组的西红柿果实,在前4 d其可溶性固形物含量呈现出上升的趋势,这是由于贮藏前期合成代谢的进行,其后期可溶性固形物含量逐渐下降;20 Hz振动组的西红柿果实,其可溶性固形物在第6 d以前含量逐渐上升,第6 d以后可溶性固形物含量开始下降。经历了五种不同频率振动的西红柿内部,在上升阶段其可溶性固形物含量大小关系为50 Hz>10 Hz>40 Hz>30 Hz>20 Hz,可见低频段和高频段频率对西红柿内部可溶性固形物含量增长有一定的促进作用。

图3 不同振动频率下西红柿可溶性固形物含量在0 ℃下的变化Fig.3 Changes of SSC content of tomato under different vibration frequencies at 0 ℃

2.1.3 对西红柿可滴定酸含量影响 5种频率下的西红柿果实可滴定酸含量均呈现出下降趋势,如图4所示。其中,经10、50 Hz振动的西红柿果实可滴定酸含量分别在第6 d和第4 d呈现出下降逐渐加快的趋势;20、30、40 Hz振动过程的西红柿果实,其可滴定酸的含量均呈现出匀速下降的趋势。10、20、30、40和50 Hz的西红柿果实可滴定酸含量下降率分别为10.8%、9.2%、8.42%、11.1%和16.2%,西红柿果实可滴定酸含量大小关系为20 Hz>30 Hz>10 Hz>40 Hz>50 Hz。在0 ℃情况下进行贮藏时,经历了10、20、30、40、50 Hz五种振动的西红柿果实其可滴定酸含量下降情况与经历的振动频率的大小相关,在低频和高频时,其内部可滴定酸含量均较低,均不利于西红柿果实的贮存。

图4 不同振动频率下西红柿可滴定酸含量在0 ℃下的变化Fig.4 Changes of titratable acid content of tomato under different vibration frequencies at 0 ℃

2.1.4 对西红柿维生素C含量的影响 经历了10、20、30、40、50 Hz振动的西红柿果实,其维生素C含量变化,如图5所示。经过12 d的贮藏以后,五种频率振动的西红柿果实,其维生素C含量均呈现出均匀下降的趋势,含量分别下降了10%、10.5%、10.3%、11.2%和17.6%。西红柿内部维生素C含量的高低随着振动频率的变化而变化,经历了20 Hz振动的西红柿果实维生素C含量相对于其它组均处于较高水平,经历了50 Hz振动的西红柿果实维生素C含量最低,这是由于高频振动造成西红柿果实之间以及西红柿果实与包装件之间碰撞频繁,进而导致果实内部细胞间相互挤压加重,细胞损伤。因此在运输过程中,对于不同的包装件,应该寻找到其最佳的运输频率,进而保障果实内部维生素C等营养物质保持最小的消耗。

图5 不同振动频率下西红柿VC含量在0 ℃下的变化Fig.5 Changes of VC content of tomato under different vibration frequencies at 0 ℃

2.1.5 对西红柿MDA含量的影响 在0 ℃贮藏期间,经历了10、20、30、40、50 Hz振动的西红柿果实,其MDA含量变化如图6所示。在12 d的贮藏过程,五种频率下的西红柿果实MDA含量均呈现出上升的趋势,但具体的上升趋势又有不同的地方:在上升过程中,经历了10、40、50 Hz振动过程的西红柿果实其MDA含量上升过程较为相似;而经历了20 Hz振动的西红柿果实,其MDA含量上升情况表现为在前8 d其上升速度由缓慢,第8 d以后MDA含量上升加速。经过12 d的贮藏以后,五种频率下的西红柿果实内部MDA含量上升率分别为15.6%、16.1%、17.2%、12.1%和14%。同经历了20 Hz振动的西红柿果实MDA含量较其它组较低,可见经历了20 Hz振动的西红柿果实内部细胞的完整程度较好。经历了10、20、30、40、50 Hz五种振动的西红柿果实其MDA含量上升情况随着频率的变化而变化,在低频和高频时果实MDA含量累积较快。

图6 不同振动频率下西红柿MDA含量在0 ℃下的变化Fig.6 Changes of MDA content of tomato under different vibration frequencies at 0 ℃

从以上各图可以发现,经历了20 Hz振动的西红柿,其变质速度最慢,这是因为低频10 Hz情况时,一个振动能量集中的阶段,西红柿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,包装件达到了一个振动的峰值状态,西红柿果实受损程度增大。

2.2 振动加速度对西红柿贮藏品质的影响

2.2.1 对西红柿硬度的影响 在10 d的贮藏过程中,西红柿果实硬度呈现出缓慢下降趋势,如图7所示。经历3种振动加速度下的西红柿果实硬度,0 ℃下降了4.3%、5.7%、10.7%;5 ℃下降了8.7%、10.3%、13.7%;10 ℃下降了23%、27.3%、47%。加速度为2.5 m/s2的西红柿果实硬度下降量最大,而5 m/s2的果实次之,7.5 m/s2的西红柿果硬度下降率最大。可见,振动加速度越大,西红柿果实的硬度下降过程越快,越不利于贮藏。在运输过程中,应当在尽量小的加速度下对果实进行运输。这样,无论在硬度下降率上还是在硬度值的保持上,都会有利于果实硬度品质的保持。

图7 不同振动加速度下西红柿硬度的变化Fig.7 Changes of hardness of tomato under different vibration accelerations

图8 不同振动加速度下西红柿可溶性固形物含量的变化Fig.8 Changes of SSC content of tomato under different vibration accelerations

2.2.2 对西红柿内部可溶性固形物含量的影响 经历了不同振动加速度的西红柿果实可溶性固形物含量变化情况,如图8所示。经历了2.5、5、7.5 m/s2振动的西红柿果实,其可溶性固形物的变化过程都表现出了比较类似的先升后降的过程。对于0 ℃情况下的西红柿果实来说,经历2.5 m/s2振动过程的西红柿果实其可溶性固形物含量在贮藏的第6 d达到最大,而经过了5、7.5 m/s2振动过程的西红柿果实,其可溶性固形物达到顶峰的时间分别为第6 d和第4 d,可见经历的振动加速度不同,可溶性固形物达到最高点的时间也不相同。同时分析5 ℃、10 ℃数据可以知道,经历了7.5 m/s2振动过程的西红柿果实可溶性固形物变化最剧烈,而2.5 m/s2的西红柿果实可溶性固形物含量变化最小。

2.2.3 对西红柿可滴定酸含量的影响 经历了2.5、5、7.5 m/s2振动过程的西红柿可滴定酸含量变化,如图9所示。西红柿可滴定酸含量是下降的,且下降过程较为缓慢。经历了7.5 m/s2振动的西红柿可滴定酸含量最低,2.5 m/s2最高。经过周期为10 d的贮藏过程以后,加速度为2.5、5、7.5 m/s2振动的西红柿果实可滴定酸含量下降率分别为0 ℃:9.7%、13.8%、11.7%;5 ℃:18%、21.2%、24%;10 ℃:34.2%、40%、42%。在贮藏过程中,加速度越小,其可滴酸含量越高,越不利于西红柿果实的贮藏。

图9 不同振动加速度下西红柿可滴定酸含量的变化Fig.9 Changes of titratable acid content of tomato under different vibration accelerations

2.2.4 对西红柿维生素C含量的影响 经历三种加速度振动的西红柿维生素C含量变化规律,如图10所示。三组西红柿内部VC的含量均表现出较快均匀下降的趋势。西红柿果实维生素C含量总体表现为2.5 m/s2组含量最高,而5 m/s2组次之,7.5 m/s2组最低。经过贮藏期以后,3组西红柿果实VC含量的下降情况分别为0℃:6.5%、9%、12.2%;5℃:22.4%、31.2%、33.2%;10℃:45%、53.1%、63%。振动加速度越小,果实VC含量越高,果实内部营养成分越高,质量越好,果实可贮藏性越佳。而且温度越高西红柿内部营养物质下降比例也越大,其可储存性受到了很大的削弱。

图10 不同振动加速度下西红柿VC含量的变化Fig.10 Changes of VC content of tomato under different vibration accelerations

2.2.5 对西红柿MDA含量的影响 经历三种加速度振动的西红柿MDA含量变化如图11所示。三组加速度振动的西红柿果实MDA表现出均匀上升的趋势。加速度越大,果实间和果实与包装件之间碰撞越厉害,果实细胞的受损伤程度也越大,细胞的完整性越差。经过为期10 d的贮藏过程以后,三种西红柿果实MDA的上升量分别为0℃:8.3%、9.4%、11.4%;5℃:17.8%、23.6%、26%;10℃:43%、42%、40%。加速度小的西红柿果实MDA含量和累积情况均较小,细胞完整程度好,可贮藏性好,而加速度越大,可贮藏性也随之降低。

结合前面数据分析还可以发现,贮藏温度越低越有利于西红柿品质保存。

图11 不同振动加速度下西红柿MDA含量的变化Fig.11 Changes of MDA content of tomato under different vibration accelerations

3 结论

经历了不同频率振动的西红柿果实,其硬度、可滴定酸含量、VC含量在贮藏过程中,均呈下降趋势,果实MDA含量则均呈现出累积上升趋势,西红柿可溶性固形物含量先上升再下降。经历了10、40、50 Hz振动的两种果实,其变质速度较20 Hz和30 Hz快,而20 Hz情况下果实变质最慢。

经历了不同加速度振动的西红柿,其硬度、可滴定酸含量和VC含量均呈下降趋势,MDA不断累积,西红柿内部可溶性固形物含量在整个周期内先上升再下降，而果实可溶性固形物含量持续上升;振动加速度和后期贮藏环境均对西红柿果实的贮藏周期有影响,加速度越大,果实的可贮藏性越低,贮藏温度越高,果实变质越快。

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Effect of mechanical vibration conditions on the storage quality of tomato fruit

TIAN Jin-jin,ZHANG Zhe*,YAN Lei,HAO Jun-jie,LI Li-min,MAO Yi-qiong

(Tianjin Key Laboratory of Refrigeration Technology,Tianjin University of Commerce,Tianjin 300134,China)

Based on the actual situation in the transport process,the effects of mechanical vibration frequencies and acceleration on the storage quality of tomato fruit during the transportation process have been experimentally researched. The change processes of hardness,the content in internal soluble solids,titratable acid,VC,MDA under five gradation vibration frequencies of 10、20、30、40、50 Hz and three vibration accelerations of 2.5,5,7.5 m/s2have been researched. The results indicated that the hardness,titratable acid,VCwere decreased whereas the content of MDA were increased during the time of experiment,and the content of internal soluble solids decreased after a few days increased. It also can be found that 20 Hz vibration frequencies and 2.5 m/s2vibration accelerations is the least loss damage condition for tomato fruit storage quality during the transportation process.

fruits and vegetables storage;vibration frequency;tomato;quality

2016-10-08

田津津(1978-),女,硕士,实验师,研究方向:食品冷链,E-mail:tianjj@tjcu.edu.cn。

*通讯作者:张哲(1975-),男,博士,教授,研究方向:食品冷链,E-mail:zhangzhe@tjcu.edu.cn。

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

TS255.1

A

1002-0306(2017)07-0340-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.07.057