EPE减振包装对蓝莓贮藏品质的影响

孙文丽 郜海燕 韩延超 吴伟杰 陈杭君 房祥军 穆宏磊

（浙江省农业科学院食品科学研究所 农业农村部果品产后处理重点实验室 杭州310021）

蓝莓（Vaccinium spp）别名笃斯、越橘、甸果等，属于杜鹃花科（Ericaceae）越橘属（Vaccinium）[1]。蓝莓果实中富含VC、VE、SOD、花青素及黄酮类化合物等多种营养保健成分，具有很强的抗氧化性和保健功能，还具有提高免疫力，抗炎，抗心血管疾病，抗衰老，抗癌等多种功效[2]。因其保健作用效果良好，近年来蓝莓的开发利用受到青睐，然而其采后易衰老，出现失水和腐烂[3]等现象，不耐贮藏，销售周期较短，果品损耗较大，这些特性限制了产品的流通距离和区域[4]。

果蔬在运输过程中易受碰撞、振动、挤压等载荷形式的作用，形成以塑性或脆性破坏为主的现时损伤和以黏弹性变形为主的延迟损伤[5]，其中振动是引起果蔬运输损伤和品质下降的主要原因[6]。在运输过程中，长时间振动可能会使果蔬呼吸作用强烈，硬度下降，膜透性增加[7]。程曦[8]研究了不同包装方式对杏运输品质的影响，结果表明，振动胁迫会加速杏贮藏过程中可溶性固形物、果实膜透性、丙二醛、可溶性果胶含量以及酶活性上升，加速果实呼吸速率等。选择一种较好的减振包装材料对蓝莓的物流贮藏有很大意义。

近年来，为减少果蔬在贮运过程中的损失，众多学者对物流包装材料进行研究。如Barchi 等[9]研究了模拟振动下枇杷的损伤情况，发现包装箱的位置对损伤的影响不大，而在包装箱内增加隔衬可降低其损伤。Vursavus 等[10]通过研究柱状包装、纸浆衬垫包装及规则包装等3 种包装结构发现，规则包装对苹果产生的损伤最小。李春飞等[11-12]采用瓦楞纸板衬垫、发泡塑料网对苹果进行缓冲包装，发现包装后苹果损伤率大大降低，并且发泡塑料网减振效果优于瓦楞纸板衬垫。目前，多数研究将重点放在不同包装对蓝莓品质的保持上，而对影响贮运效果的因素中包装材料的厚度涉及较少。

本研究拟通过模拟实际运输筛选EPS、EPE、气泡垫3 种材质减振材料的减振效果，探究不同减振包装对蓝莓果实贮藏品质的影响，以期减少果实在实际物流过程中的损失。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蓝莓 （园蓝），2019年7月29日采自浙江新昌兆丰生态园；邮政6 号EPS 材料（尺寸26 cm×15 cm×18 cm，壁厚1.5 cm），上海翼洋包装工厂；EPE 材料（厚度4，6，8 mm）、气泡垫（80 g/cm2）材料，七彩虹包装用品厂。将EPE、气泡垫材料、EPS材料裁剪成10 cm×10 cm 正方形。

1.2 仪器与设备

M/MN-100 模拟运输振动实验台，睦尼实验设备有限公司；TA-XT plus 质构仪，日本SMS.UK超级仪器有限公司；CHR OMA METER CR-400手持色差仪，日本SEMSING 公司；Metrohm 877 Titrino plus 自动滴定仪，瑞士万通公司；LB 20T数显糖度计，广州市速为电子科技有限公司；GBC Cintra 20 紫外-可见光光度计，澳大利亚GBC 公司；Thermo MR 23i 高速低温冷冻离心机，法国JOUAN 公司。

1.3 方法

1.3.1 减振性能测定 将4，6，8 mm EPE 材料、气泡垫材料、EPS 材料裁剪成10 cm×10 cm 正方形，采用质构仪P/100 探头以1 mm/s 的速度对材料施加载荷，设置试样压缩量为25%，反复压缩一次，记录压缩力、相应变形及变形能累积值，以试样变形25%处作为变形能和静态缓冲系数参考点，计算变形能和缓冲系数，筛选出缓冲性能较好的材料。

1.3.2 振动贮藏试验 挑选大小均匀，成熟度一致，无腐烂无损伤的蓝莓果实，每（125±5）g 蓝莓为1 盒，每6 盒为1 箱，分别在箱内加入筛选出的4，6，8 mm EPE 内衬材料，置于振动台固定。设计功率谱密度（PSD）随机振动参数[13-14]，振动加速度0.032 g （振动加速度单位1 g=9.8 m/s2），频率4 Hz，模拟运输振动12 h。试验结束后，立即测定其品质和生理指标，同时将其余样品贮藏于（4±0.5）℃恒温箱中，每7 d 取样1 次，贮藏期42 d。

1.3.3 腐烂率和失重率测定 参考Chu 等[15]的方法，将发生出汁、腐烂或霉变的蓝莓视为烂果，腐烂率用%表示，失重率用%表示。

1.3.4 可溶性固形物（TSS）和可滴定酸（TA）测定使用手持糖度仪和自动滴定仪测定，结果用%表示。

1.3.5 硬度测定 参考陈青等[16]的方法，采用质构仪直径为6 mm 的P/6 型探头，测前速度1.0 mm/s，测试速度1.0 mm/s，测后速度1.0 mm/s，下压距离5.0 mm。以蓝莓最大直径处受力为果实硬度，随机测定12 次，结果取平均值，单位为kg/cm2。

1.3.6 相对电导率测定 参考陈杭君等[17]的方法，略有改动。称取3 g 蓝莓果实，切成1 mm 厚的薄片，于25 mL 试管中定容，在110 r/min 条件下振荡30 min，此时溶液电导率为P1（s/m）；煮沸10 min，迅速冷却，加水至原刻度，测定溶液电导率为P2（s/m），去离子水电导率为P0（s/m）。相对电导率计算公式如下：

1.3.7 花色苷和总酚含量测定 花色苷测定参考Correa-Betanzo 等[18]的方法。称取1.0 g 样品，加入20 mL pH 3.0 的60%乙醇溶液，混合后于40 ℃浸提2 h，抽滤收集滤液。吸取0.1 mL 提取液分别用pH 1.0，0.2 mol/L 的KCl 缓冲液和pH 4.5，1.0 mol/L 的NaAc 缓冲液定容至10 mL 容量瓶中，分别测定每种溶液在波长520 nm 和720 nm 处的吸光度，以蒸馏水为对照，结果以每克蓝莓所含矢车菊-3-葡萄糖苷的质量（mg/g）表示。

总酚测定参照李巨秀等[19]和李永强等[20]的方法。称取1 g 样品，加入5 mL 60%的乙醇溶液，离心取上清液。取1.0 mL 上清液和2 mL 的福林酚试剂（1.0 mol/L），避光5 min，再加入4.0 mL 7.5%的碳酸钠溶液，定容混匀，室温避光放置2 h，以不加没食子酸的样品作对照，于波长760 nm 处测定吸光度，单位为mg/g。

1.3.8 丙二醛（MDA）含量测定 参考周倩[21]的方法。称取1.0 g 样品，加入5.0 mL 三氯乙酸溶液（100 g/L），离心取上清液。加入0.5 mL 上清液和3.0 mL 0.67%的硫代巴比妥酸溶液，混合后沸水浴20 min，迅速冷却，以加入3.0 mL 的三氯乙酸溶液（100 g/L）代替提取液作对照，分别测定在波长450，532，600 nm 处的吸光值，单位表示为μmol/g。

1.4 数据处理方法

采用GraghPam 5.0 做图，采用SPSS 16.0 对数据进行显著性分析，各项指标测定均重复3 次，试验结果以平均值±标准偏差表示。

2 结果与分析

2.1 减振材料的筛选

选择EPE、气泡垫、EPS 3 种材质的减振材料，测定并比较其减振性能，从而确定最佳减振材料。由图1压缩曲线可知，EPS 和气泡垫材料的曲线增长速度快，压缩载荷大，EPE 材料压缩载荷最小，抗压能力最强。由图2可知，材料形变量为25%时，3 种材料的变形能分别为112.5，172，259 J/mm3，回复性分别为97.5%，58.2%，33.6%，缓冲系数分别为0.225，0.29，0.52，其中EPE 材料的缓冲系数最小，EPS 的最大。缓冲系数越小，材料的弹性越好，回复性越好，缓冲性能越强。综上所述，选择EPE 材料做进一步的研究。

图1 EPE（a）、气泡垫（b）和EPS（c）材料的压缩曲线Fig.1 Compression curve of EPE （a）, bubble pad （b） and EPS materials （c）

图2 不同材料变形能（a）、回复性（b）和缓冲系数（c）比较Fig.2 Comparison of different material on deformation energy （a），resilience （b） and buffer coefficient （c）

EPE 是由低密度聚乙烯脂经物理发泡产生的无数个独立气泡构成的发泡材料，具有动态变形小，能耐多次冲击，抗拉强度高，缓冲性能比较好等特点。对4，6，8 mm 3 种EPE 材料的弹性性质研究发现，不同厚度EPE 材料的硬度、弹性模量、回复性、内聚性不同，如图3所示。在硬度方面，4 mm EPE 材料的硬度最大，其次为6 mm EPE 材料，硬度最小的是8 mm EPE 材料；在弹性模量方面，弹性模量越大，塑性越弱，回复性越强，弹性效果越好。内聚性反应的是材料内部网状结构的紧密性，内聚性越高，结构越紧密，8 mm EPE 材料与4 mm EPE 材料相比，内聚性更好。

图3 不同厚度EPE 硬度（a）、回复性（b）、弹性模量（c）和内聚性（d）的比较Fig.3 Comparison of different EPE thickness on hardness （a），resilience（b），elastic modulus（c） and cohesion （d）

2.2 EPE 包装对蓝莓贮藏品质的影响

2.2.1 对腐烂率和失重率的影响 腐烂率是判断果实贮藏品质最直观的指标。由图4a可知，随贮藏时间延长，EPE 处理组和对照组腐烂率呈上升趋势，前期缓慢增加，而贮藏14 d 后开始迅速上升，上升幅度最大的是对照组，并且贮藏时间越长，腐烂率越高。在贮藏末期，8 mm EPE 材料蓝莓腐烂率仅为17.2%，是对照组的0.51 倍，表明8 mm EPE 材料对蓝莓好果保持效果较好。由图4b可知，失重率在整个贮藏期间呈上升趋势，贮藏时间越长，失重率越高。8 mm EPE 处理组的失重率在贮藏末期始终保持较低水平，说明其对质量保持效果较好。EPE 组包装的果实失重率上升速度慢于对照组，并且EPE 包装处理与对照组失重率差异极显著（P＜0.01）。

图4 不同厚度EPE 对蓝莓腐烂率（a）和失重率（b）的影响Fig.4 Effects of different EPE thickness on rotting rate （a） and lost mass rate （b） of blueberry

2.2.2 对TSS 和TA 的影响 由图5a可知，振动后蓝莓TSS 含量在贮藏期间整体上呈下降趋势，在整个过程中EPE 包装组的TSS 含量均高于对照组，4 mm EPE 组与6 mm EPE 组无显著性差异（P＞0.05），8 mm EPE 组含量最高，说明EPE 包装可延缓TSS 的降解速度，8 mm EPE 组保护效果最好。TA 含量关系到果实的口感，蓝莓果实在贮藏过程中，内部分解产生的有机酸被果实呼吸作用大量消耗，从而转化为单糖[22]，因此TA 含量下降。由图5b可知，EPE 组后期TA 含量较高，有效延缓了果肉的酸度变化。

图5 EPE 不同厚度EPE 对蓝莓TSS（a）和TA（b）含量的影响Fig.5 Effects of different EPE thickness on TSS （a） and TA （b） content of blueberry

2.2.3 对硬度的影响 由图6可知，由于衰老及腐烂等因素，蓝莓果实硬度随贮藏时间延长逐渐下降，振动后对照组与EPE 包装组硬度差异极显著（P＜0.01）。在贮藏期间，对照组下降幅度最大，其次是4 mm EPE 组，下降幅度最小的是8 mm EPE 组，在贮藏42 d 时EPE 组硬度均高于对照组，8 mm EPE 组硬度最大。

2.2.4 对相对电导率的影响 相对电导率反映的是果肉的膜透性[23]。由图7可知，随贮藏时间延长，相对电导率逐渐升高。贮藏14 d 后，对照组的相对电导率开始迅速上升，EPE 包装组与对照组相对电导率差异明显，8 mm EPE 材料组仍保持较低水平；在第42 天时，对照组相对电导率为66.5%，是贮藏初期的1.77 倍，EPE 包装组低于对照组，相对电导率最低的是8 mm EPE 组，说明8 mm EPE 包装能有效延缓细胞膜的损伤。

图6 不同厚度EPE 对蓝莓硬度的影响Fig.6 Effects of different EPE thickness on hardness of blueberry

图7 不同厚度EPE 对蓝莓相对电导率的影响Fig.7 Effects of different EPE thickness on relative conductivity of blueberry

2.2.5 对花色苷和总酚含量的影响 蓝莓花色苷含量较高，是其作为功能性果品的重要成分[24]。由图8a可知，随着贮藏时间延长，蓝莓花色苷含量先上升后下降，Connor 等[25]的试验也证明，成熟度为60%～80%的蓝莓花色苷含量在冷藏3 周内可能会增高，同时还指出这种现象可能与品种特性有关。振动处理后，对照组在第14 天达到峰值，8 mm EPE 组在第28 天达到峰值，表明EPE 包装可延缓花色苷峰值的出现，且8 mm EPE 组效果最好。

由图8b可知，总酚含量呈先上升后下降的趋势，振动处理后，对照组贮藏7 d 达到峰值，EPE包装组贮藏21 d 达到峰值，说明EPE 减振包装能延缓总酚峰值的出现。在贮藏42 d 时，8 mm EPE组总酚含量最高，与对照组差异极显著（P＜0.01）。

图8 不同厚度EPE 对蓝莓花色苷（a）和总酚（b）含量的影响Fig.8 Effects of different EPE thickness on anthocyanin （a） and total phenol （b） content of blueberry

2.2.6 对MDA 含量的影响 MDA 含量可以反应蓝莓的膜脂过氧化程度[26]。由图10 可知，对照组MDA 含量为8.68 μmol/L，随贮藏时间延长，对照组和EPE 组的MDA 含量逐渐升高，在贮藏末期对照组MDA 含量为17.47 μmol/L，EPE 组含量分别为12.6，11.5，10 μmol/L，均低于对照组，其中8 mm EPE 组含量最低，说明其对蓝莓的贮藏品质具有较好的保持作用。

图9 不同厚度EPE 对蓝莓MDA 含量的影响Fig.9 Effects of different EPE thickness on MDA contend of blueberry

3 讨论

不同减振材料的缓冲效果不同，并且同种材料不同厚度作用效果可能也存在很大差异。本研究采用EPE、气泡垫、EPS 3 种材料比较其变形能、回复性和缓冲性能的差异，发现EPE 材料的各项性能均优于其它2 种材料，因此，采用EPE材料对蓝莓进行减振包装研究，探究其影响。

果实在运输过程中会因振动影响形成瞬时损伤和延时损伤[27]。研究发现，振动处理能显著增加蓝莓的腐烂率，对失重率也有较大影响，随着贮藏时间延长，对照组失重率最高，8 mm EPE 组蓝莓失重率最低。在贮藏过程中，蓝莓硬度呈下降趋势，8 mm EPE 组下降速度较其它处理组缓慢，贮藏42 d，8 mm EPE 组硬度是对照组的0.51 倍。蓝莓中TSS 含量增加，可能是振动处理使果实内的大分子物质水解，导致TSS 含量增加[28]，而随着贮藏时间延长，水解后的糖类物质降解，使其含量下降。果实衰老与细胞膜透性有关，电导率反应了果肉膜透性，振动后果实细胞膜结构被破坏，相对渗透率增大[29]，贮藏时间越长电导率越高，8 mm EPE 组在贮藏后期电导率最低，4 mm EPE 组最高，说明其对细胞膜的保护效果不如8 mm EPE组。花色苷和总酚含量先上升后下降，对照组在第7 天就达到峰值，之后总酚含量下降迅速，EPE 包装组在贮藏21 d 时达到峰值，对照组与处理组差异极显著（P＜0.01）。振动处理促进了花色苷等抗氧化物质峰值提前到达，这与Zheng 等[30]的研究结果相似。MDA 含量是衡量膜脂过氧化程度的重要指标，在贮藏期间MDA 含量升高，说明脂质过氧化程度强烈，8 mm EPE 组含量最低，说明其延缓膜脂氧化程度，减振贮藏效果最佳。

4 结论

振动是物流运输过程中果蔬损伤的主要原因，因此采用合理的减振包装能有效降低振动损伤。本研究分析比较了EPE 材料、气泡垫、EPS 3种材料的性质，发现EPE 材料弹性及缓冲性能较好。选用4，6，8 mm EPE 减振材料，运用模拟运输的方法发现8 mm EPE 材料可有效降低腐烂率，延缓硬度和TSS 含量下降，抑制MDA 含量升高，有利于花色苷的保持，减振缓冲效果最好，对蓝莓物流保鲜具有一定的指导意义。