宽皮柑橘机械损伤致损因素分析及缓冲减损防护措施

陈 红，尹伊君，潘海兵，鲍秀兰，李善军，徐勤超，徐翔宙

（1. 华中农业大学工学院，武汉 430070；2. 农业部长江中下游农业装备重点实验室，武汉 430070）

0 引 言

在采收、贮运和采后处理中，无论是手工或是机械，均会对柑橘果实造成一定程度的机械损伤，而成熟的宽皮柑橘果皮柔软易裂，表皮油胞易擦伤，一旦受到伤害，容易诱使各种病原体入侵，使采后腐烂损坏率大大上升[1-4]。

果实在采收和采后处理中，常见的机械损伤形式主要分为挤压损伤、跌落损伤和振动损伤等。近年来，对于果实挤压损伤，侧重在机械采摘方向进行研究[5-7]，如李智国等探究了在不同指面类型、指面材料、夹持位置、压缩率和加载速度等试验条件下的不同结构番茄的力学特性和机械损伤变化，通过加卸载试验建立了番茄的Logistic抓取损伤概率模型[8-10]；对于跌落损伤，常侧重于跌落后损伤情况及预测进行研究[11-15]，如吴杰等探究了梨的跌落碰撞损伤机理，基于接触应力分布面积和应力均值建立了香梨损伤面积预测模型，可对香梨碰撞损伤精确评估[16-18]；对于振动损伤，常侧重于运输条件进行研究[19-21]，如Fadiji、李春飞等对箱装苹果进行了模拟运输振动试验，探究了振动加速度、缓冲包装结构、箱内果品放置层数等因素对果实机械损伤的影响[22-24]。

对于柑橘机械损伤的研究大多侧重于不同储藏条件对柑橘的贮藏品质和力学特性的影响[25-28]，不同于苹果、梨等可以采用损伤面积和损伤体积定量确定果实损伤程度[13,29-31]，目前尚无一种较好的方法定量地确定柑橘果实损伤程度以及定性地评判柑橘果实是否损坏。

本文基于果实质量损失和细胞膜渗透变化的规律，旨在研究宽皮柑橘在采收和采后处理中的机械损伤特性；建立宽皮柑橘机械损伤评价方法；探讨不同材料在挤压、跌落和振动等受载情况下的减损效果。以期为宽皮柑橘采收和采后处理中的有关装备设计和减损防护提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设备

试验所用的宽皮柑橘为2016年12月采自武汉市江夏区宁港柑橘总场的中熟温州蜜柑（成熟期为11月中下旬）。柑橘横径55～70 mm，高度45～55 mm，果实完全成熟，表面完全呈橙黄色，成熟度一致，无破损，无病虫害。

在果蔬采收和采后处理中，常用的缓冲材料有胶合板、瓦楞纸、EPS和HDPE[17,20-21,32-34]，其在厚度方向上的材料特性参数经实测，如表 1所示。根据不同受载场合，结合实际情况，比较了不同缓冲材料对柑橘果实的减损效果。其中，挤压试验和跌落试验，采用胶合板、瓦楞纸和EPS进行减损比较测试；而振动试验，采用胶合板、瓦楞纸、EPS和HDPE进行测试。

表1 减损材料特性Table 1 Properties of cushioning material

试验设备有 TMS-Pro质构仪（美国 FTC公司）、DDSJ-308A电导率测定仪（上海仪电科学仪器股份有限公司）、CX-I2000电子秤（东莞市南城长协电子制品厂）、JB-3恒温定时搅拌器（上海仪电科学仪器股份有限公司）、DK-98-II电子万用炉（天津市泰斯特仪器有限公司）、柑橘跌落试验平台（自制）等。

1.2 试验方法

1.2.1 宽皮柑橘机械损伤评价指标

损伤后的果蔬，细胞发生破裂，蒸腾作用和呼吸作用急剧上升，造成果蔬内部水分大量流失，失重率增加。通过测定质量损失率，可以衡量果蔬整体受损情况。采用称量法，比较贮藏期前后的质量变化可以测定这一指标，计算公式见式（1）：

式中ωM为质量损失率，%；M0为果实初始质量，g；Mt为果实现质量，g。

果蔬细胞膜通透性的变化反映果蔬抗逆性强弱或受到伤害的程度[35-37]。通过测定果蔬组织浸提液或外渗液的电导率，可以衡量受损组织的局部受损情况。一般利用相对电导率表示细胞膜渗透率以及细胞膜受到伤害的程度。参考曹建康等的方法[38]，取厚薄均匀大小一致的组织圆片（15 mm）10片，放入盛有25 mL的纯水锥形瓶中，搅拌1 min后将水倒去，在用纯水按上述方法清洗3次，并用滤纸片吸干组织圆片上的水分，把组织圆片放入锥形瓶中准确加入纯水至 25 mL，在搅拌器中搅拌30 min，在20～25 ℃恒温条件下，用DDSJ-308A电导率测定仪测定活组织提取溶液的电导率（L1，ms/cm）。再将含有组织圆片的锥形瓶煮沸15 min，加热杀死组织圆片，冷却至室温（20±5 ℃），准确加入纯水至25 mL，再测定经煮沸被杀死组织提取溶液的电导率（L0，ms/cm），重复3次。果皮组织浸提液电导率的计算见式（2）：

由预试验可知，在室温常压（20±5 ℃，1.013×103MPa）下，受损的柑橘贮藏一段时间后（7 d以上），其质量损失率及细胞膜相对渗透率与正常无损的果实相比存在差异，故将其列为衡量宽皮柑橘机械损伤的评价指标。

室温常压贮藏7或14 d后，表面正常无损柑橘能继续贮藏，参与鲜销或采后深加工等商品化环节，故视其为“未损坏”的一类，测算其质量损失率及细胞膜相对渗透率，试验重复10个，作为正向空白对照；损伤裂痕及瘀伤明显的柑橘，不能继续贮藏以及参与后续商品化处理环节，故视其“已损坏”的一类，测算其质量损失率及细胞膜相对渗透率，试验重复10个，作为负向空白对照；宽皮柑橘机械损伤试验中，针对挤压、跌落和振动等受载情况进行研究，以受机械损伤后的柑橘为研究对象，测算其质量损失率及细胞膜相对渗透率，每组试验重复10个（次），利用其与对照组之间的差异性，评估宽皮柑橘机械损伤程度、损坏情况和不同材料的减损效果。

1.2.2 宽皮柑橘机械损伤试验

探究挤压、跌落、振动等不同情况下宽皮柑橘机械损伤规律。

1）挤压试验

如图1a所示，基于TMS-Pro质构仪的定载压缩试验探究挤压对柑橘机械损伤的影响。以缓冲材料和挤压载荷为试验因素。试验前对柑橘进行编号，并测量柑橘质量。本试验质构仪采用50 mm圆盘挤压探头，选用蠕变试验程序。

①挤压定载荷。设置仪器各参数如下：测前速率30 mm/min，测试速率60 mm/min，测后速率300 mm/min；触发值0.01 N，蠕变时间120 s。以挤压定载荷为试验因素，加载力分别设定为10、30、50 N，压缩方式为纵向压缩，压缩部位为顶部。为了排除不同加载方向对试验的干扰，加测1组横向压缩50 N，压缩部位为赤道部。将柑橘置于室温中贮藏7 d后，再测算其质量损失率及相对渗透率。

②缓冲材料。以缓冲材料为试验因素，将不同缓冲包装材料分组放置在柑橘下（如图1a）。试验前，先设置仪器各参数如下：测前速率 30 mm/min，测试速率60 mm/min，测后速率300 mm/min；触发值0.01 N，加载力50 N，蠕变时间120 s。压缩方式为纵向压缩，压缩部位为顶部。将柑橘置于室温中贮藏7 d后，再测算其质量损失率及相对渗透率。

2）跌落试验

基于自行搭建的柑橘跌落试验平台探究跌落对柑橘机械损伤的影响，如图1b所示。以缓冲材料和跌落高度为试验因素。试验前为柑橘编号，并测量柑橘质量。

①跌落高度。柑橘跌落初速度为0，调节跌落高度分别设为90、105、120 cm进行试验，将瓦楞纸放置在吸尘器正下方的试验台上（如图1b），柑橘从吸尘器出风口跌落至瓦楞纸上，保证其仅受一次损伤，即结束一次试验。3组柑橘试验完毕后，置于室温中贮藏7 d后，再测算其质量损失率及相对渗透率。

②缓冲材料。柑橘跌落初速度为0，调节跌落高度为105 cm。将不同缓冲包装材料分组放置在吸尘器正下方的试验台上（如图1b）。柑橘从吸尘器出风口跌落至桌面上的缓冲材料上，保证其仅受一次损伤，即结束一次试验。3组柑橘试验完毕后，置于室温中贮藏7 d后，再测算其质量损失率及相对渗透率。

图1 挤压损伤试验与跌落损伤试验Fig.1 Compression damage test and drop damage test

3）振动试验

在7YGD-40型自走式单轨道果园运输机（如图2a.）上进行整箱运输模拟试验（原地振动），探究振动对柑橘机械损伤的影响。考虑的因素有不同位置（层）、不同振动时间、不同振动加速度（档位）、不同缓冲材料。

①位置（层）。在1个瓦楞纸箱内分别以3×3（9个）为一层（如图2b.），排4层，所有试验的柑橘（共3×3×4个）都编号并称量。将纸箱放置在运输机上让其在最高档 （振动加速度为1.4g，g为重力加速度9.8 m/s2）上振动1 h，在室温中贮藏14 d后，统计其质量损失率及相对渗透率。

②振动时间。在 1个瓦楞纸箱内，以上述相同方式（3×3×4）放置柑橘36个，最底层的柑橘（共3×3个）编号并称重，将纸箱放置在运输机上让其在最高档（振动加速度为1.4 g）上振动0.5 h后，为保持上层柑橘质量不变且底层柑橘受载一致，将最底层柑橘替换为一组新的柑橘 （共3×3个），再次振动1 h后，将最底层柑橘替换为另一组新的柑橘 （共3×3个），振动1.5 h后，试验结束。3组柑橘在室温中贮藏14 d后，统计最底层柑橘质量损失率及相对渗透率。

③振动加速度。在 1个瓦楞纸箱内，以上述相同方式（3×3×4）放置柑橘36个，最底层的柑橘（共3×3个）编号并称重，将纸箱放置在运输机上让其在最高档（振动加速度为1.4 g）上振动1 h后，接着将最底层柑橘替换为一组新的柑橘（共3×3个），在中间档（振动加速度为1.15 g）上振动1 h后，接着将最底层柑橘替换为另一组新的柑橘（共3×3个），在最低档（振动加速度为0.8 g）上振动1 h后，试验结束。3组柑橘在室温中贮藏14 d后，统计最底层柑橘质量损失率及相对渗透率。

④缓冲材料。在 4个瓦楞纸箱内，以上述相同方式（3×3×4） 放置柑橘各36个，最底层的柑橘（共3×3个）编号并称重，其中 3个纸箱内壁、每层间隔处分别垫上准备好的胶合板、EPS、HDPE，结构如图2c所示。将试验样品放置在运输机上让其在最高档（振动加速度为1.4 g）上振动1 h，在室温中贮藏14 d后，统计最底层柑橘质量损失率及相对渗透率。

图2 振动试验Fig.2 Vibration test

1.2.3 宽皮柑橘机械损伤程度

采摘后的果实在贮藏过程中生命活动继续进行，正常无损的果实与受到机械损伤的果实的质量损失率和细胞膜渗透率之间存在差异。以质量损失率和细胞膜渗透率作为指标，评判柑橘机械损伤程度时，运用决策方法中的理想点法理论[39]，定义正常完好无损的柑橘在固定贮藏时间段后的质量损失率X和细胞膜渗透率Y为理想点I（x0, y0），令受到机械损伤后的柑橘在固定贮藏时间段后的质量损失率和细胞膜渗透率为数据集 T（xi, yi）（i=1,2,…, N, N为试验重复次数），由数据集T中各点到理想点I（x0, y0）的欧氏距离，定量地估计各点与理想点之间的差别，此距离即可定义为宽皮柑橘的机械损伤程度。求出各因素水平下，每组重复试验的柑橘机械损伤程度的平均值，以综合衡量每一因素水平下柑橘的机械损伤程度，如公式（3）：

式中d为1组被测柑橘的机械损伤程度；di为1组被测柑橘中第i个的机械损伤程度，%；xi为1组被测柑橘中第i个的质量损失率，%；yi为1组被测柑橘中第i个的细胞膜渗透率，%。

由上述方法计算，以质量损失和细胞膜渗透变化这2个果蔬生理特性为测算指标，比较正常无损的果实与受到机械损伤的果实之间的差异度，以此评估宽皮柑橘的机械损伤程度。以挤压损伤为例，受挤压损伤后的柑橘与正常无损柑橘的质量损失和细胞膜渗透变化差异十分明显，且 2指标与挤压定载荷呈正相关趋势，而计算得到的“损伤程度”与与挤压定载荷亦呈正相关趋势，二者变化规律基本一致，故该“损伤程度”的值能定量评判宽皮柑橘机械损伤。在跌落、振动等受载条件下也可得到相似的结论。

1.3 数据处理方法

运用 Excel（Microsoft Corporation, Redmond, WA,USA）软件对试验数据进行显著性，LSR多重比较等统计分析；在Python数据科学平台Anaconda（Anaconda, Inc,TX, USA）中，利用random模块以实测数据为基础随机生成模拟样本，利用scikit-learn.neighbors子模块，距离度量采用欧式距离，运用k近邻法对数据进行分类。

2 结果与分析

2.1 宽皮柑橘机械损伤评估

在定量评判宽皮柑橘机械损伤程度的基础上，为了能够客观判定柑橘是否损坏，受有关柑橘品质和视觉分类研究启示[40,41]，结合机器学习中分类问题的知识[42,43]，以贮藏7 d后测量结果为例，具体判定步骤如下：

1）扩大训练数据集T0。以测得的正常无损柑橘的数据为基础，定义其为正训练集 T1，以测得的损伤裂痕及瘀伤明显的柑橘的数据为基础，定义其为负训练集T–1；假定测量指标值符合正态分布，那么有模拟正对照组X0+～N（5.75, 1.112），Y0+～N（33.92, 2.082），模拟负对照组 X0–～N（12.28, 3.222），Y0–～N（50.12, 4.692）（为方便计算，百分号已省略），按上述正态分布，正、负对照组各随机生成1000个样本点作为扩大后的正、负训练数据集 T1+，T1–。

2）验证判定模型可行性。以实测得到的对照组数据T0*作为测试集，对上述模型进行检验计算，通过交叉验证知，当k=3时，分类预测准确率为99.95%，该判定模型模拟效果极好，如图3所示；

图3 柑橘机械损伤分类图Fig.3 Classification map of citrus’ mechanical damage

3）损伤评估。受到柑橘机械损伤后的测试结果（表2和表3中平均值） 作为测试数据集T*（xj, yj）（j =1,2,…,M），采用上述判定模型，以实测的正常无损柑橘的测试结果（样本数为10个）作为参考进行学习，交叉验证多次测试知，当k=3时，对测试集T*中数据进行分类判别，得到的预测结果最好。

由上述方法计算，结果如表2和表3所示，损坏预测准确率均大于80%。

该方法基于质量损失率和细胞膜渗透率等柑橘果实采后生理特性：柑橘受机械损伤越重，细胞受损胁迫，抗逆性下降越快，损伤程度加剧。根据该方法建立了评判宽皮柑橘机械损伤情况的二分类预测模型，得到了定量与定性的损伤评估结果。该模型在统计学上，模拟效果极好，经实测正向对照组（正常无损柑橘）与负向对照组（损伤裂痕及瘀伤明显的柑橘）数据检验，分类预测准确率达99.95%。

2.2 宽皮柑橘机械损伤分析

在室温常压下，经跌落或挤压的宽皮柑橘贮藏7 d，经振动后的宽皮柑橘贮藏 14 d，与对应相同贮藏期的正常无损的果实相比，其质量损失变化、细胞膜渗透变化如表2所示。

2.2.1 挤压损伤

参考已有的柑橘压缩试验[44,45]，试验时将定载荷控制在实测的柑橘的屈服极限之内（50 N及其之下），使柑橘细胞受损，但没有明显的裂纹和瘀痕等宏观机械损伤现象。宽皮柑橘在受到10、30和50 N定载荷纵向压缩后，将柑橘于室温贮藏7 d，与未损伤正向对照组相比，质量损失和细胞膜渗透随定载荷增大而有上升趋势；方差分析结果表明，挤压定载荷对其质量损失率、细胞膜渗透率等机械损伤程度指标有极其显著的影响（P＜0.01）；进一步，由LSR多重比较结果表明，不同挤压载荷下，影响宽皮柑橘损伤程度的指标差别明显（P＜0.05），而挤压方向对其损伤的影响不明显（P＞0.05），可视为一类；特别地，定载荷为10 N时，与未损伤正向对照组比较无明显差异（P＞0.05）；预测结果显示“横向挤压10 N”预测为“未损坏”的一类，推断在不加防护措施情况下，柑橘受到的挤压力不宜超过10 N。故建议若采用刚性机械手采摘柑橘时，所施接触力大小亦不该超过该阈值，否则受损的概率会大大增加。

2.2.2 跌落损伤

宽皮柑橘分别从90、105和120 cm高度跌落后，将柑橘于室温贮藏7 d，与未损伤正向对照组相比，质量损失和细胞膜渗透随跌落高度增加而上升；方差分析结果表明，跌落高度对其质量损失率、细胞膜渗透率等机械损伤程度指标有极其显著的影响（P＜0.01）；进一步，由LSR多重比较结果表明，与正向对照组比较，跌落所造成损伤很明显，跌落高度大于105 cm，损伤程度十分明显。在损伤评估中，此三水平下均预测为“损坏”的一类。初步推断在不加防护措施情况下，柑橘跌落高度不宜大于90 cm。故建议在采摘后的输送环节中，柑橘的单次铅直下落高度应控制在90 cm内。

2.2.3 振动损伤

位置（层）。在整箱振动模拟试验中，宽柑橘以4层堆叠，每层3×3个排布。以最高档 （振动加速度为1.4g）振动1 h后，将柑橘于室温贮藏14 d，与同样于室温贮藏14 d后的正向对照组相比，方差分析结果表明，整箱中的位置（层）对柑橘质量损失率、细胞膜渗透率等机械损伤程度指标影响有极其显著的差异（P＜0.01）；进一步，由LSR多重比较结果表明，自上而下计，上2层果实比下2层果实振动受损更为严重，与正向对照组比较，第2层果实受损最为严重（损伤程度为14.86%）。在损伤评估中，上3层均预测为“损坏”的一类，最底层预测为“未损坏”的一类。由预测结果初步推断在在振动试验中，不加防护措施情况下，最底层柑橘受损最小。这与前人研究整箱上层水果比下层水果振动强度高，受损程度大，有些情况下第2层果实受损最严重的结果相似[21-22,46-47]，而其原因可能是在振动时顶层上部自由有空隙，发生了铅直方向上的相对较大的跳动，对第 2层水果的上部造成了冲击碰撞。故建议在类似的柑橘装箱运输过程中，尽量减少堆码层数，直接接触堆码的层数建议不超过 2层，对上层进行必要的缓冲保护。

表2 宽皮柑橘机械损伤Table 2 Mechanical damage of Citrus reticulate Blanco

振动时间。在整箱振动模拟试验中，探究了振动时间对整箱中最底层柑橘振动损伤程度的影响。以最高档（振动加速度为1.4g）对整箱最底层柑橘分别振动测试0.5 h，1 h和1.5 h后，将柑橘于室温贮藏14 d，接着与正向对照组相比，质量损失和细胞膜渗透随振动时间增加而有上升趋势；方差分析结果表明，柑橘振动时间对柑橘质量损失率、细胞膜渗透率等机械损伤程度指标有极其显著的影响（P＜0.01）；进一步，由LSR多重比较结果表明，与正向对照组比较，振动所造成损伤很明显，特别地，振动时间不小于 1 h，损伤程度较严重（大于9.38%）。在损伤评估中，此三水平下均预测为“损坏”的一类。由预测结果初步推断在在振动试验中，不加防护措施情况下，柑橘振动时间不宜大于0.5 h。故建议在类似的柑橘装箱运输过程中，输送时间不应过长，不超过0.5 h为宜。

振动加速度。在整箱振动模拟试验中，探究了振动时间对整箱中最底层柑橘振动损伤程度的影响。分别以最高档（1.4g），中间档（1.15g）和最低档（0.8g）对整箱最底层柑橘振动测试1 h后，将柑橘于室温贮藏14 d，接着与正向对照组相比，质量损失和细胞膜渗透随振动加速度增大而有上升趋势；方差分析结果表明，柑橘振动加速度对柑橘质量损失率、细胞膜渗透率等机械损伤程度指标有极其显著的影响（P＜0.01）；进一步，由LSR多重比较果表明，与正向对照组比较，振动所造成损伤很明显，特别地，振动加速度大于1.15g，损伤较严重（大于7.03%）。在损伤评估中，预测最高档和中间档均为“损坏”的一类，最低档为“未损坏”的一类。由预测结果初步推断在在振动试验中，不加防护措施情况下，受到的振动加速度不宜超过0.8g。故建议在类似的柑橘装箱运输过程中，输送应尽可能平稳，选用较低档位，加速度建议不超过0.8g。

2.3 不同材料减损效果分析

挤压。试验结果表明在受挤压定载荷时，不同材料对其质量损失率影响不显著（P＞0.05），但对细胞膜相对渗透率影响十分显著（P＜0.01）。其中瓦楞纸减损效果最好，损伤程度为0.4%，EPS效果最差，损伤程度为18.09%。在损伤评估中，采用胶合板、瓦楞纸减损的柑橘均预测为“未损坏”的一类，采用EPS的柑橘预测为“损坏”的一类。缓冲材料一般处于弹性或弹塑性变化区，且未完全塌陷密实化阶段，具有较好的减损效果[48-50]。瓦楞纸弹性模量最小，且纵向结构疏松，易发生塑性变形，故其减损效果最好；而EPS效果最差的原因可能是其塑性较强，且其破裂在宏观上体现为层状压溃[51-52]，而胶合板、HDPE的弹性模量比EPS大，可能在受较长时间定载荷挤压的过程中，EPS与柑橘接触面迅速压溃，最终缓冲效果差。

跌落。试验结果表明在跌落后，不同材料对其质量损失率和细胞膜相对渗透率影响均十分显著（P＜0.01）。其中EPS减损效果最好，损伤程度为6.46%，胶合板效果最差，损伤程度为24.07%。在损伤评估中，采用胶合板、瓦楞纸的柑橘均预测为“损坏”的一类，采用 EPS的柑橘预测为“未损坏”的一类。推测此结果可能与各缓冲材料的表面结构有关，试验所测试的EPS，密度小，材料表面结构为泡沫颗粒热压后发泡而成，塑性较强，在受跌落冲击时，泡壁破裂，颗粒内的逸出气体克服果实冲击力做功，起到了有效的瞬时缓冲作用[52]，可比其它 3种表面结构较为致密的材料吸收更多能量，起到更好的缓冲效果。

振动。试验结果表明在受振动载荷时，不同材料对其质量损失率影响显著（P＜0.05），对细胞膜相对渗透率影响十分显著（P＜0.01）。其中HDPE减损效果最好，损伤程度为4.33%，胶合板效果最差，损伤程度为10.76%。在损伤评估中，采用胶合板、瓦楞纸和EPS的柑橘均预测为“损坏”的一类，采用 HDPE的柑橘预测为“未损坏”的一类。推测在长时间振动后，瓦楞纸被柑橘压缩塌陷，结构发生了密实化，丧失了隔振性能[50]；EPS由于其“层状压溃”的特点，与柑橘的接触面上发生了压实现象，隔振性能也丧失了；反而HDPE、胶合板等密度大、弹性强的材料更合适长时间隔振减损，这一点在 2类材料的质量损失率的差异上有所体现；而胶合板比HDPE减损效果差，推测是由测试所用胶合板表面比HDPE粗糙，在振动时对柑橘造成了擦伤所致，由与其接触的细胞膜相对渗透率最高（54.35%）可以印证这一点。

综上所述，在柑橘采收、库藏等易受挤压、跌落等载荷影响的环节，建议采用瓦楞纸、EPS作为缓冲材料有利于减损，在运输等易受振动等载荷影响的环节，建议采用HDPE作为缓冲材料有利于减损。

表3 材料对宽皮柑橘机械损伤的缓冲效果Table 3 Protective effect of materials on mechanical damage of Citrus reticulate Blanco

3 结 论

基于果实质量损失和细胞膜渗透变化的规律，探究宽皮柑橘在采收和采后处理中的机械损伤特性和不同材料在挤压、跌落和振动等柑橘受载情况下的减损效果，可以得出以下主要结论：

1）运用机器学习问题中的k近邻分类，基于质量损失与细胞膜渗透变化的宽皮柑橘机械损伤二分类模型，可以定性地预测柑橘的“损坏”情况；且各受载情况下，损坏预测准确率均大于80%。

2）探究挤压、跌落、振动等不同受载情况下，宽皮柑橘质量损失与细胞膜渗透变化，发现挤压定载荷、跌落高度、振动时所处的位置（层）、振动时间、振动加速度等因素对宽皮柑橘质量损失率与细胞膜渗透率影响均十分显著（P＜0.01）。结合损伤程度和预测结果显示：为使柑橘不至于在无防护的情况下受损，受到的挤压力不宜超过10 N；柑橘的单次铅直跌下落高度应控制在90 cm内；受振动载荷时，尽量减少柑橘堆码层数，直接接触堆码的层数建议不超过2层，应对上层进行必要的缓冲保护，振动时间不超过0.5 h为宜，振动加速度不宜大于0.8 g。

3）对于不同材料减损效果，由柑橘机械损伤程度和预测模型评估可知：在定载荷挤压试验中，瓦楞纸减损效果最好（损伤程度仅为 0.4%，下同），胶合板次之（4.77%）；在跌落试验中，EPS的效果最好（6.46%）；在振动试验中，HDPE的效果最好（4.33%）。

综上，该评估模型为宽皮柑橘在采收和采后处理中的机械损伤的定量与定性分析提供了数学上的方法参考；为宽皮柑橘有关采摘、储运装备设计以及减损材料的选择提供了基本参考依据。

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