荔枝物流品质监测与实验分析*

□ 朱家豪，邹毅峰，胡 悦，蔡诗华，李智敏

(广州大学，广东 广州 510000)

1 引言

我国是荔枝大国，然而由于荔枝极易发生褐变与腐烂，流通过程因变质造成损失超过总产量的20%[1]。市面上普遍采用传统保鲜方式不能有效控制荔枝运输过程中的品质变化，致使荔枝折损率大、流通风险高。国外已有学者基于多元线性回归等不同的方法，对牛肉等农产品的相关品质指标进行了研究；国内研究则用类似的方法，研究农产品并建立指标模型，对其进行整体评价。课题组将重点引入控温快递柜要素进行实验，并通过实验监测以及分析建立模型，为市场上现有的荔枝保鲜措施提供借鉴。

2 实验简介

2.1 实验步骤

首先将荔枝的1/2采用开孔率为0.5%的聚乙烯袋进行包装。根据三个环境条件变量将荔枝分为8组，分别装入温度为0～7℃的冰箱(0.9m×0.5m×2.0m)和冷藏快递柜(0.5m×0.4m×0.3m)中，物流室控温25℃，实验冰箱、快递柜控温0～7℃。

实验研究有无包装、控温冰箱和控温快递柜、有无预冷对荔枝运输过程品质的影响。考虑配货和路途耽搁等因素,试验共进行7天,指标检测周期为1天。

科研组将实验分前测构建荔枝品质评测模型的和正式实验。在前测实验中，实验组将随机抽取320颗荔枝，对其进行感官评价得出品质级别。正式试验时，每个荔枝食用1/2，余下1/2用于指标检测，从而得出模型所需的样本数量。在第二部分实验中，将对每株含7颗荔枝的48株荔枝进行实验。每天取每株的一颗测量其参数，进而进行综合测评。

2.2 实验参数

2.2.1 褐变指数

从每组样品取出3颗荔枝进行分级，褐变面积占总面积0～1/4的为1级；占1/4～1/2的为2级；占1/2～3/4的为3级；占3/4～1果为4级；全褐果为5级[2]。具体公式为：

(1)

2.2.2 果实失重率

用电子称(量程0～120g，精度0.0001g)对单个荔枝果实进行称重，利用公式(2)算出：

果实失重率=

(2)

2.2.3 感官评价品质

取上一实验荔枝，剥皮，切半，1/2待测，1/2用于品尝感官评分：4分为优，3分为良，2分为合格，1分为不合格。其中，果皮色泽红润，新鲜，口感甜，果实弹性佳的评为4分；果皮大部分保留红色，较为新鲜，口感甜，弹性较好评为3分；果皮约有1/3至1/2变褐色，口感甜度下降，仍有弹性但易捏坏的评为2分；果皮变色严重，变味，容易捏坏的评为1分。

2.2.4 果肉硬度

取上一实验荔枝的待测果肉，用便携式果实硬度计(在赤道面选取3个间隔均匀的点)对单个样品进行3次测量，取平均值。

2.2.5 果肉pH值

将待测果肉挤压取汁，用pH-100A/100B笔式酸度计对汁液进行测定，重复测量3次。

2.2.6 可溶性固形物(TSS)

用折光仪对汁液进行测定，每次测量重复取值3次，测量出每组荔枝样本的数值。

3 实验材料和器材

3.1 实验材料

于下午3点从增城金丰荔枝园采摘大小均一、饱满的八成熟“仙进奉”300颗；1/2样品加冰袋置于泡沫箱中预冷，1/2不加冰袋。2h后运送至实验室；后期包装备用50个20丝的聚乙烯薄膜密封袋。

3.2 实验器材

本实验应用的实验设备介绍如下：

①电子分析天平，天平器号：FA1204，宁波市鄞州华丰电子仪器厂生产，称量范围：0-120g，精度为0.1mg。

②果实硬度计，量程：0-12kg/cm2(×10∧5帕)，精度为±0.1。

③手持式数字折射计，型号：WY060T,成都青羊华瑞光学仪器厂生产，测量范围：0-100，最小刻度：0。

④pH-100A/100B笔式酸度计，邦西仪器科技(上海)有限公司生产，测量范围：pH：0.00～14.00pH，电子单元基本误差为±0.03pH。

4 品质指标结果分析

4.1 褐变指数

由八种保鲜环境的供应链过程分析得知：荔枝的包装减少了由于温度变化造成的冷害和氧气侵蚀，七天后果皮仍然保持新鲜。而未包装组由2级上升至3级褐变最后转变为4级褐变，仅有预冷组荔枝在后期褐变没有大幅度上升。上诉结果表明，有包装(开孔率为5%，聚乙烯膜)能显著降低果实褐变，预冷可以维持长途运输的荔枝色泽。

4.2 果实失重率

下图对比分析了8种保鲜环境下荔枝的失重率的变化，其中不包装组与包装组相比显示出劣势。暴露在空气中的荔枝因接触空气而失去部分水，呼吸作用强。不包装组平均失重率达到6%，而有包装的荔枝保存较好，均维持在采摘后较佳水平上。

图1 不同保鲜环境荔枝采后褐变指数变化

图2 不同保鲜环境荔枝采后果实失重率的变化

4.3 果肉硬度

如图，果肉硬度在到达平均1.4×10∧5Pa后又回降至0.23～0.8。在快递柜预冷包装和不预冷不包装的条件下，经过7天后荔枝果肉已经很软，荔枝品质严重下降。8种保鲜方式的硬度测量如图，说明低温有抑制呼吸作用和细胞壁降解酶的活性、抑制果肉硬度下降的作用。

4.4 果肉pH值

观察实验所测pH值得数据分析得出，果肉的pH值在不同的保鲜环境条件下没有较大差异，实验的7天内在4.8～5.7之间缓慢上升。说明“仙进奉”荔枝果肉pH值与运输过程的保鲜环境没有直接关系，与荔枝的品种相关，但也不可否认在果皮大量消耗有机酸的同时是否给果肉pH值带来影响，同时消耗果肉内部有机酸导致pH值缓慢上升[3]。

图3 不同保鲜环境荔枝采后果肉硬度的变化

图4 不同保鲜环境荔枝采后果肉pH值的变化

4.5 可溶性固形物(TSS)

由图5分析得出，不同保鲜环境荔枝采后，可溶性固形物，即显示荔枝果实甜度的值在13%～17.5%之间，荔枝采摘回来后甜度稍有上升，后期甜度在15%上下波动。采摘荔枝为8成熟荔枝，1～2天后果糖真正全部合成达到甜度最高值17.5%，但是不同的保鲜环境差异较小。由此看出，荔枝的甜度与荔枝的品种没有较大关系，对荔枝的保鲜条件没有严格要求。

图5 不同保鲜环境荔枝采后可溶性固形物含量的变化

5 模型建立与结果分析

5.1 模型建立

为更全面评测荔枝品质，实验组从荔枝的硬度(以荔枝的硬度为变量)、色泽(以褐变指数为变量)以及口感(以果肉PH酸碱度与果实甜度TSS为变量)三个方面对荔枝进行评测。模型中四个自变量分别为硬度、褐变指数、果肉PH酸碱度与果实甜度TSS，因变量则为荔枝的品质，即优、良、合格以及不合格。

对已得参数进行机器学习逻辑回归分类学习，得到如下参数：

表1 荔枝品质评测函数参数表

5.2 结果分析

有测试集进行检测，根据公式得到分类错误率为16.25%。因此可认为所得到的荔枝品质评估函数可靠。将实验数据代入所得荔枝品质评估函数，即可得到实验荔枝的品质评价。

5.2.1 包装对荔枝品质的影响

图6 冰箱不预冷下有无包装品质变化图

图7 冰箱预冷下有无包装品质变化图

图8 快递柜不预冷下有无包装品质变化图

图9 快递柜预冷下有无包装品质变化图

上图显示了在以上4种情况下，在第1～4天相差不大的情况下，第5天开始，包装表现出比不包装显著的保鲜作用，其中放置于冰箱的实验组的情况尤为明显，第5天之后直接由良变为合格。由此得知，运输时间大于4天，包装对荔枝的保鲜有显著功效。实验证明，对于“仙进奉”荔枝来说，小袋包装荔枝使其在供应链的运输过程中形成一个氧含量低、二氧化碳含量高的气体环境，有效延缓不良的代谢反应。因此，在长途运输过程中，企业因时制宜，适时包装荔枝，避免荔枝暴露在空气中，会大大降低荔枝运输过程中的坏果率。

5.2.2 预冷对荔枝品质的影响

图10 快递柜无包装下是否预冷品质变化图

图11 快递柜包装下是否预冷品质变化图

图12 冰箱无包装下是否预冷品质变化图

图13 冰箱包装下是否预冷品质变化图

恰当的预冷可以抑制腐败微生物生长，抑制酶活性与呼吸强度，减少产品失水和乙烯释放[4]。分析数据得知，在控温冰箱环境组的实验前期，相较预冷的荔枝，不预冷的荔枝适应性强，品质稍显优势；而快递柜环境的全部荔枝则在实验前期均维持了较好的品质，第6天之后，无预冷的荔枝品质出现下滑。由实验数据推测，预冷措施需要建立在后期冷藏条件良好的条件下才能显示出其优势，普通的低温环境有可能对荔枝品质造成不良的影响。因此，在荔枝冷链的供应过程中，供应商不仅需要在采摘后做好预冷的相关措施，同时还应维持优质的冷藏条件，减少荔枝损耗。

5.2.3 冰箱和快递柜对荔枝品质的影响

图14 不预冷无包装下冰箱与快递柜品质变化图

图15 不预冷有包装下冰箱与快递柜品质变化图

图16 预冷包装下冰箱与快递柜品质变化图

图17 预冷无包装下冰箱与快递柜品质变化图

结合四种物流条件分析，有包装的情况下，相较于控温冰箱，控温快递柜没有显示出很大的保鲜优势，荔枝的品质都在优和良上下波动；而在没有包装的条件下，无论果实是否预冷，控温快递柜都能更好地维持荔枝果实的优良品质。控温快递柜空间小，更能使荔枝均匀地维持在同一储存温度下。因此，对于包装条件不佳的荔枝运输批次，企业可以选用控温快递柜，有利于维持荔枝的良好品质。