振动条件下堆码位置对猕猴桃贮藏品质的影响

张 哲,徐 垚,田津津,王怀文,郭 旭,丁 浩,毛义琼,李福正,邳春英

(1.天津商业大学天津市制冷技术重点实验室,天津 300134； 2.中天环能(天津)工程技术有限公司,天津 300100)

近年来,随着人民生活水平的普遍提高和物流运输业的快速发展,人们能够及时品尝到各类新鲜的果蔬[1],但我国果蔬在储运过程中会造成巨大的损失,果蔬储运损失率高达20%以上,每年损失的总价值近800亿元[2-3]。运输中的冲击和振动是引起包装件破损,造成果蔬损失率高的主要原因[4-6]。实际运输过程中的包装件是堆码放置的,合理的货物堆码有利于果蔬运输途中的有效保鲜[7],因此有必要进行堆码振动传递性能实验研究[8-9]。

在国外,O’Brien等[10]研究了运输过程中振动对果蔬损伤情况的影响,同时还对包装对果蔬的保护作用进行了研究。Singh等[11]研究了在散装情况下,振动对番茄果实损伤的研究,认为在容器中顶层番茄受振动损伤最严重。Berardinelli等[12]模拟了运输过程中当堆码高度不同时梨果实的振动损伤状况,研究结果说明,在频率为19～21 Hz时,梨果实的加速度峰值可达到振动实验台的两倍。在国内,陈萃仁等[13]从果蔬的包装方面下手,研究了包装方法、草莓果实成熟度和包装材料的不同对草莓振动损伤的影响情况,建立了相应的数学模型。汪鲁聪等[14]进行了果品物流运输包装件堆码性能的实验研究,确定了包装件的最大堆码层数为11层,最大堆码高度为1870 mm。由于国内外关于机械振动对箱装果品堆码的研究甚少,所以,本文以箱装猕猴桃为研究对象,进行振动堆码实验,研究了机械振动对不同堆码高度猕猴桃贮藏品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

猕猴桃 选取新鲜,成熟度均一,大小中等、无病虫害、无机械伤果实，八九分成熟的金魁猕猴桃,天津批发市场;E型瓦楞纸箱 杭州鼎峰包装有限公司。

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

1.2 实验方法

根据中国公路运输条件车辆的实际振动情况,设定振动台的振动频率为10 Hz,选取相同的9箱猕猴桃果实堆成三层,每层3箱进行猕猴桃的堆码实验,猕猴桃包装件采用E型瓦楞纸箱包装,猕猴桃分三层在底部自然排放,每箱5 kg,包装件内部无阻隔,振动时间设为30 min,将振动后的猕猴桃果实分为上、中、底三层在三个不同温度(0、5和10 ℃)冷库中进行贮藏,相对湿度为65%,定期测量猴桃果实的硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、维生素C含量和丙二醛(MDA)含量,得出贮藏期间各品质的变化情况。

1.2.1 硬度测定 硬度测定采用英国TA.XT.Plus物性测定仪测定,每次取6个果在胴部去皮测定,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(φ2 mm),测试速度为2 mm/s[15-17]。

1.2.2 可溶性固形物含量测定 采用手持测糖仪测定[18]。

1.2.3 可滴定酸含量测定 可滴定酸采用酸碱滴定法测定[19-20]。

1.2.4 维生素C含量测定 维生素C含量的测定用2,6-二氯靛酚滴定法[21-22]。

1.2.5 MDA含量测定 MDA含量测定采用硫代巴比妥酸比色法[23]。

1.3 数据处理

使用Origin 8.5软件进行数据处理及绘图。

2 结果与分析

2.1 振动堆码过程对贮藏期间猕猴桃硬度的影响

在0、5、10 ℃三种贮藏温度下,经历了3层堆码振动过程的猕猴桃果实硬度随时间的变化情况如图1(a)、(b)、(c)所示。

图1 不同贮藏温度、不同振动层数的猕猴桃硬度变化情况Fig.1 Changes in firmness of kiwi fruit under different storage temperature and different vibration layers

在果实硬度的测量过程中,发现经历了振动过程的三层猕猴桃果实,随着贮藏时间的增长,其硬度均呈下降趋势。分析图1(a)～(c)可知,经过为期12 d贮藏后的猕猴桃,在0 ℃时,上、中、底三层猕猴桃果实硬度分别下降了13.3%、6%和10.9%。在5 ℃时,上、中、底三层猕猴桃果实硬度分别下降了22%、17.7%和19%,在10 ℃时,上、中、底三层猕猴桃果实硬度分别下降了35%、31%和33.5%,经过比较,经历了同样振动的三层猕猴桃果实,由于其包装件所处位置的不同,其内部猕猴桃果实硬度所受影响也不相同,其中对上层猕猴桃果实硬度的影响最大、贮藏期间其果实硬度最小,对底层猕猴桃果实硬度的影响次之,而对中层猕猴桃果实硬度的影响最小、贮藏期间其果实硬度最大。这是因为在振动过程中,上层包装件内的猕猴桃果实,由于加速度传递的原因,其所承受的加速度最大,因此其损伤也最为严重,而底层猕猴桃果实在承受振动的同时,还承受了上边两层果实的重量,导致其果实一直处于挤压状态,果实硬度下降[24]。

2.2 振动堆码过程对贮藏期间猕猴桃果实可溶性固形物含量的影响

在0、5、10 ℃三种贮藏温度下,经历了3层堆码振动过程的猕猴桃果实可溶性固形物含量随时间的变化情况如图2所示。可溶性固形物是反映果实成熟度及品质的标志性指标,发现经历了振动过程的三层猕猴桃果实,随着贮藏时间的增长,其可溶性固形物含量均呈上升趋势。通过分析图2发现,经过为期12 d的贮藏后的猕猴桃,在0 ℃时,上、中和底三层猕猴桃果实可溶性固形物含量上升率分别为11.1%、10.4%和9.4%,变化率大小为上层>中层>底层。在5℃时,上、中和底三层猕猴桃果实可溶性固形物上升率分别为25%、18.4%和22%,变化率大小为上层>底层>中层。在10 ℃时,上、中和底三层猕猴桃果实可溶性固形物上升率分别为27.6%、26.4%和27%,变化率大小为上层>底层>中层。通过对比发现,上层猕猴桃果实可溶性固形物含量上升较快,而中层和底层的猕猴桃果实可溶性固形物含量上升速度相差不大,上升趋势也有些相似。

图2 不同贮藏温度、不同振动层数的 猕猴桃果实可溶性固形物含量变化情况Fig.2 Changes in soluble solids content of kiwifruit under different storage temperature and different vibration layers

2.3 振动堆码过程对贮藏期间猕猴桃果实可滴定酸含量的影响

在0、5、10 ℃三种贮藏温度下,经历了3层堆码振动过程的猕猴桃果实可滴定酸含量随时间的变化情况如图3所示。

图3 不同贮藏温度、不同振动层数的 猕猴桃果实可滴定酸含量变化情况Fig.3 Changes in titratable acid content of kiwifruit under different storage temperature and different vibration layers

可滴定酸是猕猴桃的重要构成性状之一,其含量直接影响着猕猴桃的风味品质。通过分析图3发现,经12 d贮藏后的猕猴桃果实可滴定酸含量均呈现出下降的趋势。在0 ℃时,上层的猕猴桃果实可滴定酸含量下降情况呈现出先快后慢的趋势,而中层和底层的猕猴桃果实可滴定酸含量下降则呈现出先缓后急的趋势,上、中和底三层的猕猴桃果实可滴定酸含量下降率分别为6.3%、5%和8.2%,变化率大小为底层>上层>中层。在5 ℃时,上、中、底三层猕猴桃果实可滴定酸含量均呈下降趋势,其果实可滴定酸含量分别下降了9.7%、9.4%和9.8%,下降率相差不大。在10 ℃时,中层和底层猕猴桃果实可滴定酸含量走势相似,含量相当均表现出先快速下降再缓慢下降的趋势,对于上层猕猴桃果实来说,其可滴定酸含量表现出先快速下降再缓慢下降的过程,上、中、底三层猕猴桃果实可滴定酸含量分别下降了19.2%、15.2%和15.7%。通过对比可知,振动过程中,猕猴桃果实所处位置的不同,造成了其果实可滴定酸含量的不同,而中层猕猴桃果实可滴定酸保持效果最好。

2.4 振动堆码过程对贮藏期间猕猴桃果实维生素C含量的影响

在0、5、10 ℃三种贮藏温度下,经历了3层堆码振动过程的猕猴桃果实可滴定酸随时间的变化情况如图4所示。

图4 不同贮藏温度、不同振动层数猕猴桃 果实维生素C含量变化情况Fig.4 Changes in vitamin C content of kiwifruit under different storage temperature and different vibration layers

维生素C 是猕猴桃中重要的营养物质,其含量极易受氧化作用而损失。随着维生素C含量的下降,猕猴桃果实营养成分逐渐减少,贮藏品质越差[25-26]。通过分析图4可知,经过12 d贮藏的猕猴桃果实维生素C含量均呈现出下降的趋势。在0 ℃时,三层猕猴桃果实维生素C含量下降率分别为11.7%、7.4%和8.1%,变化率大小为上层>底层>中层。在5℃时,上、中、底层猕猴桃果实维生素C含量分别下降了16.1%、10.6%和16%,可见上层和底层相差不大,而中层下降率最小。在10 ℃时,上、中、底三层猕猴桃果实维生素C含量分别下降了18.6%、17.9%和19.8%。变化率大小为底层>上层>中层。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,从而造成维生素C含量下降。不难发现,中层猕猴桃果实维生素C含量无论在下降率上还是在数值上均比其他两组良好,可见堆码过程中中层猕猴桃果实保存最好。

2.5 振动堆码过程对贮藏期间猕猴桃果实MDA含量的影响

在0、5、10 ℃三种贮藏温度下,经历了3层堆码振动过程的猕猴桃果实MDA含量随时间的变化情况如图5(a)、(b)、(c)所示。在猕猴桃中,MDA含量高低是反映猕猴桃膜脂过氧化作用强弱的一个重要指标[27]。MDA含量越高,说明猕猴桃细胞膜系统受到的损伤越大,细胞衰老越严重。通过分析图5(a)～(c)可知,经过12 d贮藏的猕猴桃果实MDA含量均呈现出上升的趋势。在0 ℃时,上、中、底三层猕猴桃果实MDA含量分别上升了13.1%、10.7%和8.4%。在5 ℃时,上、中、底三层猕猴桃果实MDA含量分别上升了17.4%、13.8%和11.6%。在10 ℃时,上、中、底层三层猕猴桃果实MDA含量分别上升了28.4%,19.6%和20.9%。可以看出,在贮藏过程中,猕猴桃果实MDA含量的累计进出也受到其所处位置的影响。无论何种温度,中层猕猴桃果实MDA含量最低,所以对于中层猕猴果实来说,其果实细胞膜完整性较好,贮藏效果好。

图5 不同贮藏温度、不同振动层数 猕猴桃果实MDA含量变化情况Fig.5 Changes in MDA content of kiwifruit under different storage temperature and different vibration layers

通过对以上各种参数的分析发现,中层猕猴桃果实贮藏效果最好。这主要是因为,上层包装件内的猕猴桃果实,由于加速度传递的原因,其所承受的加速度最大,加速度越大,果实损伤也越为严重[28],果实最不容易贮藏;而下层猕猴桃果实在承受振动的同时,还承受了上层果实的重量,导致其果实一直处于挤压状态,果实也受到一定的损伤,影响了其贮藏效果。

3 结论

通过对猕猴桃果实堆码振动实验以及对实验数据进行分析,可以得到以下一些结论:

经历了堆码振动实验的猕猴桃果实硬度、果实可滴定酸含量、维生素C含量均呈下降趋势,而果实可溶性固形物含量、MDA含量均不断上升,猕猴桃果实品质总体不断变差。贮藏过程中上层猕猴桃果实变质最快,底层次之,中层最慢。

实验研究了振动条件下不同堆码位置对猕猴桃贮藏品质的影响,发现位于中层堆码位置的猕猴桃果实印度硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、维生素C含量和丙二醛含量等指标优于上层和底层,但对于振动条件下上层和底层堆码位置猕猴桃果实贮藏品质的改善措施还需进一步研究

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