电商物流贮藏过程杨梅品质的变化及货架寿命预测

周 强，韩延超，陈杭君，房祥军，吴伟杰，刘瑞玲，郜海燕

（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 浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室中国轻工业果蔬保鲜与加工重点实验室 杭州310021）

杨梅（Myrica）为杨梅科、杨梅属植物，主产区包括我国浙江、江苏、福建等地，每年约有20 万hm2商业生产区，是杨梅科（Myricaceae）植物中最具经济价值的树种[1-2]。杨梅果实颜色鲜艳，含有丰富的多酚、黄酮和芳香类物质，具有抗癌、降血糖、预防炎症、增强机体免疫力等生物活性功能[3-6]。杨梅风味浓郁，营养丰富，受到广大消费者的喜爱。然而，杨梅果实成熟于6月中下旬至7月初，适逢江南地区多雨季节，使其面临保藏运输的巨大挑战，现今对其远程保鲜运输的主要方法为航空运输[7-8]。杨梅果实由柱状凸起的果肉组成，在运输过程中容易受到挤压损伤、碰撞损伤、摩擦损伤和振动损伤[9-12]。这些机械损伤会严重影响杨梅果实的外观品质、营养品质及风味品种[13-16]。杨梅的货架期比较短且品质劣变严重，目前对杨梅货架期的相关研究较少[17]。研究运输过程中振动时间对杨梅果实品质的影响以及杨梅在货架期寻求合适的货架期模型显得尤为重要。

本研究通过模拟实际运输，以自发气调的方式贮藏杨梅，探究不同振动时间对杨梅果实贮藏品质的影响，以及贮藏期间二氧化碳的变化，探究二氧化碳含量与品质间的相关性，以得到振动时间与品质变化的货架期模型。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

东魁杨梅，采自浙江省仙居县南峰水果专业合作社，采于2020年6月19日。

氢氧化钠，西陇科学股份有限公司；无水乙醇、氯化钾、磷酸，上海凌峰化学试剂有限公司；冰乙酸、乙酸钠，生工生物工程（上海）股份有限公司；1，10-邻菲啰啉，上海源叶生物科技有限公司；三氯化铁，上海麦克林生化科技有限公司；L（+）-抗坏血酸，广东光华科技股份有限公司；总抗氧化能力试剂盒，南京建成生物工程研究所。

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；OXYBABY O2/CO2手持式气体分析仪，德国WITT 公司；Metrohm 877 Titrino plus自动滴定仪，瑞士万通公司；TA-XT plus 质构仪，日本SMS.UK 超技仪器有限公司；PAL-1 型手持折射仪，日本ATAGO 公司；Thermo MR 23i 高速低温冷冻离心机，法国JOUAN 公司；UV-9000 紫外-可见分光光度计，上海元析仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 振动贮藏试验 参考孙文丽等[18]和张壹钦等[19]的方法，并稍加修改。挑选大小均匀，成熟度一致，无损伤的杨梅果实，每（300±10）g 杨梅为1袋，每4 袋为1 箱，放于振动台上固定。设计功率谱密度（PSD）随机振动参数[20-21]，振动加速度0.032 g（振动加速度单位1 g=9.8 m/s2），振动频率4 Hz，模拟运输振动时间分别为4，8 h 和12 h。模拟运输振动结束后，测定杨梅鲜样指标，将剩余样品贮藏于（4±0.5）℃恒温箱中，每2 d 取样1 次，贮藏期为10 d。

1.3.2 可溶性固形物（TSS）和可滴定酸（TA）测定参考刘瑞玲等[22]的方法，使用手持糖度仪和酸碱自动滴定仪测定，结果用%表示。

1.3.3 硬度测定 参考陈青等[23]和吴炜俊等[24]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，触发力10 g。取杨梅样品随机测定10 次，取平均值，单位为kg/cm2。

1.3.4 花色苷含量测定 参考Correa-Betanzo等[25]和Jin-Woo 等[26]的方法，稍加修改。称取0.2 g样品，加入2 mL pH 3.0 的60%乙醇溶液，混合后于40 ℃浸提2 h，12 000 r/min、4 ℃离心20 min，得到提取液。吸取0.5 mL 提取液分别用pH 1.0 的0.2 mol/L KCl 缓冲液和pH 4.5 的1.0 mol/L NaAc缓冲液定容至10 mL，用紫外分光光度计分别测定每种溶液在波长520 nm 和720 nm 处的吸光度，用蒸馏水调零，结果以每100 g 杨梅所含矢车菊-3-葡萄糖苷的质量（mg/100 g）表示。

1.3.5 气体成分测定 参考张翰卿等[27]的方法，采用OXYBABY O2/CO2手持式气体分析仪进行测定，结果以%表示。

1.3.6 维生素C 含量测定 参照曹建康等[28]和吴媛媛等[29]的测定方法并稍作修改。用标准曲线计算杨梅果实中维生素C 含量，以100 g 样品中含有的维生素C 质量表示，结果以（mg/100 g）表示。

1.3.7 总抗氧化性测定 参照付长春等[30]的测定方法并稍作修改。定义：在37 ℃时，每分钟每毫升反应体系的吸光度（OD）值每增加0.01 时，为一个总抗氧化能力单位（U）。

1.4 数据处理

采用SPSS Statistics 20.0 对数据进行前处理，使用单向方差分析（ANOVA）进行显著性差异分析以及线性回归分析，采用GraphPad Prism 8.0.1 进行绘图，采用R-4.0.5 进行热图绘制。试验结果为P<0.05 时具有统计学意义。

1.5 货架期模型的建立

选取杨梅品质作为指标，结合化学反应动力学理论，即可拟合品质衰变函数，进而构建化学品质变化的动力学模型，达到预测食品货架期的目的[17]。通常零级反应模型使用较为广泛。

零级反应为模型：

式中：t——贮藏时间，d；C0——样品指标初始测定值；C——贮藏t时的指标值；k——品质衰变速率。

2 结果与讨论

2.1 振动时间对微环境二氧化碳含量的影响

杨梅贮藏期间包装内CO2含量随时间变化趋势如图1所示。振动处理组杨梅CO2含量均高于对照组。贮藏前期，各组CO2含量均迅速上升；到第4 天时，CO2含量接近峰值；在贮藏后期，各组CO2含量趋于稳定。造成上述现象的原因可能是：在贮藏前期，果实呼吸作用会消耗包装内的O2，产生CO2，使包装内CO2含量迅速上升；在贮藏后期，包装内CO2含量高，O2含量低，抑制了果实呼吸作用，使得包装内CO2含量趋于稳定。千春录等[31]研究发现猕猴桃在自发气调处理后，包装袋内CO2含量迅速升高，O2含量迅速下降，随后保持稳定，这与本试验结果相似。自发气调可降低果实贮藏微环境的O2含量，增加CO2含量[32]。李萍[33]在研究黄花梨模拟振动运输时发现，振动处理明显增加了黄花梨的呼吸速率。由此可知，振动处理会增强杨梅的呼吸强度，振动时间越长，呼吸强度增加越明显，会使贮藏微环境CO2含量高于对照组。

图1 振动时间对微环境二氧化碳含量的影响Fig.1 The effect of vibration time on the concentration of carbon dioxide in microenvironment

2.2 振动时间对硬度的影响

杨梅贮藏期间硬度随时间的变化如图2所示。在贮藏期间，对照组杨梅硬度相对保持得比较好。在贮藏前期，所有处理组杨梅硬度差异性不显著（P<0.05）。在贮藏中后期，对照组和振动4 h 处理组杨梅硬度显著高于振动8 h 和振动12 h 处理组；振动8 h 处理组和振动12 h 处理组杨梅硬度没有显著性差异（P<0.05）。贮藏至第10 天时，对照组杨梅硬度还能达到1.37 kg/cm2，而振动8 h 处理组杨梅硬度在贮藏至第6 天时已下降至1.39 kg/cm2，振动12 h 处理组杨梅的硬度在贮藏至第4天时已下降至1.34 kg/cm2。储存期间硬度的降低是自然现象，这与植物组织质地中复杂水胶体化合物的分解有关，其中果胶化合物的酶促降解会导致细胞壁分解和中间层萎缩[34]。喻譞等[35]的研究表明，杨梅在贮藏过程中果实会发生软化，直接表现为硬度的降低。张哲等[36]的研究表明振动后葡萄的硬度在贮藏过程中下降明显，这与本研究得到的结果相似。由此说明，杨梅硬度在贮藏过程中会呈现下降趋势，而振动处理会加剧杨梅硬度的降低。

图2 振动时间对硬度的影响Fig.2 The effect of vibration time on the firmness

2.3 振动时间对糖、酸含量的影响

杨梅贮藏期间可溶性固形物含量随时间的变化如图3a所示。在贮藏期间对照组杨梅可溶性固形物含量平稳且呈逐渐上升的趋势，振动处理组可溶性固形物含量呈现波动趋势，在贮藏第2 天时达到峰值的可能原因是：振动处理导致杨梅果实中的不溶性大分子物质发生降解，且振动时间越长，降解速度越快，大于呼吸作用对可溶性固形物含量的消耗。贮藏至第4 天，振动处理组的杨梅果实中不溶性大分子物质降解产生的可溶性固形物含量低于呼吸作用的消耗量。谢丹丹[9]在研究猕猴桃模拟运输振动时发现，振动处理会导致可溶

图3 振动时间对糖、酸含量的影响Fig.3 The effect of vibration time on the content of sugar and acid

性固形物含量上升更快。熊金梁等[37]研究电商包装对猕猴桃运输的影响时发现，可溶性固形物含量呈现先上升后下降的趋势。本试验中杨梅可溶性固形物含量上升，可能是因为贮藏时间比较短，还没有到下降的时间点。由此可知，在贮藏前期，振动处理会导致果实可溶性固形物含量上升得比对照组快。

杨梅贮藏期间可滴定酸含量随时间的变化如图3b所示。在贮藏期间，杨梅可滴定酸含量总体上呈现下降的趋势，振动处理组可滴定酸含量下降程度明显高于对照组。贮藏至第10 天，对照组杨梅可滴定酸含量显著高于其它处理组杨梅（P<0.05）。对照组杨梅贮藏到第10 天时可滴定酸含量下降到0.63%，而振动8 h 和振动12 h 组的杨梅在贮藏到第8 天时可滴定酸含量已分别下降到0.64%和0.62%。陈豫等[38]的研究表明，随着振动胁迫时间的延长，受振动胁迫的茵红李果实可滴定酸含量下降显著（与对照组比）。Xu 等[39]发现所有处理组蓝莓采后的可滴定酸含量随贮藏时间延长而下降，且振动时间越长，可滴定酸含量下降越快。综上，振动会导致采后水果可滴定酸含量的降低，振动时间越长，可滴定酸含量下降越显著。

2.4 振动时间对花色苷和维生素C 含量的影响

杨梅贮藏期间花色苷含量随时间的变化如图4a所示。对照组杨梅花色苷含量在贮藏过程中呈现先下降后上升的趋势，振动处理组杨梅花色苷含量在贮藏过程中呈现先上升后下降的趋势。振动4 h 处理组杨梅花色苷含量在贮藏前期波动比较大，振动8 h 处理组花色苷含量在贮藏期间波动幅度比较小。振动12 h 处理组花色苷含量在贮藏期间下降比较迅速，在贮藏后期花色苷含量显著低于其它处理组（P<0.05）。王威等[40]研究发现杨梅采后花色苷含量呈下降趋势。许时星[41]的研究显示，振动处理会使蓝莓的花色苷含量增加，峰值提前出现，这与本研究结果比较接近。

杨梅果实中维生素C 含量是衡量杨梅营养价值和抗氧化能力的重要指标。由图4b 可知，杨梅在贮藏过程中维生素C 的含量总体呈现下降趋势。在贮藏前期，对照组杨梅维生素C 含量略高于其它处理组杨梅；在贮藏后期，对照组的维生素C含量显著高于处理组（P<0.05）。在贮藏期间，对照组杨梅维生素C 含量下降了18.13%，振动4 h 处理组维生素C 含量下降了29.31%，振动8 h 处理组维生素C 含量下降了30.00%，振动12 h 处理组维生素C 含量下降了38.01%。曹森等[42]的研究表明，在自发气调下，贮藏期间辣椒的维生素C 含量下降。刘娟峰等[43]的研究发现，振动处理会使杏贮藏期间维生素C 含量严重降低，这与本研究结果相似。由此可见，振动时间越长，维生素C 含量的下降越明显，可能是振动处理加速了杨梅的衰老，甚至腐败的发生，从而促进维生素C 含量下降。

图4 振动时间对花色苷和维生素C 含量的影响Fig.4 The effect of vibration time on the content of anthocyanins and the vitamin C

2.5 振动时间对总抗氧化性的影响

杨梅贮藏期间总抗氧化性随时间的变化如图5所示。杨梅在贮藏过程中总抗氧化能力呈现下降趋势。对照组的杨梅总抗氧化性略高于振动处理组，振动12 h 处理组总抗氧化性显著低于其它处理组（P<0.05）。Zhou 等[44]的研究表明，经过模拟道路运输后哈密瓜在贮藏期间总抗氧化能力呈现下降趋势，这与本研究结果一致。花色苷具有很强的抗氧化活性，是一类较好的自由基清除剂，维生素C 也是杨梅果实重要的抗氧化物质，然而在贮藏过程中，杨梅中花色苷和维生素C 的含量呈现降低的趋势，故所有组别的杨梅总抗氧化性整体都呈下降的趋势。振动时间越长，总抗氧化性能力下降越明显。

图5 振动时间对总抗氧化性的影响Fig.5 The effect of vibration time on the total antioxidant

2.6 杨梅二氧化碳含量与其它品质的相关性分析

如图6所示，通过对不同振动时间处理贮藏过程中杨梅的二氧化碳含量、维生素C 含量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、硬度、花色苷含量和总抗氧化能力等参数进行相关性分析发现，杨梅包装内的二氧化碳含量与维生素C 含量、总抗氧化性和硬度呈强负相关，相关系数分别为-0.85，-0.8 和-0.76，二氧化碳含量和可滴定酸含量和花色苷含量呈一般负相关，相关系数分别为-0.61 和-0.35，二氧化碳含量和可溶性固形物含量呈弱相关，相关系数为0.22，说明在自发气调的情况下，杨梅包装内的二氧化碳含量的大小，一定程度上能够反应杨梅的品质。

图6 二氧化碳含量与其它品质指标之间的相关性分析热图Fig.6 Correlation analysis heat map between CO2 concentration and other quality indexs

2.7 货架寿命预期

杨梅品质的衰变函数大多符合零级动力学反应模型，因此可利用多元线性回归方程进行拟合[45]。以杨梅振动时间、二氧化碳含量、维生素C含量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、硬度、花色苷含量和总抗氧化性为变量，进行动力学的研究。得到货架期模型如下：

式中，T——贮藏时间，d；t——振动时间，h；a——二氧化碳含量，%；b——维生素C 含量，mg/100 g；c——可溶性固形物含量，%；d——可滴定酸含量，%；e——硬度，kg/cm2；f——花色苷含量，mg/100 g；g——总抗氧化能力，U/100 mg。

2.8 货架寿命预期的验证

将不同振动时间处理后的杨梅品质实测值带入（2）式中，得到预测的贮藏时间，并与实际贮藏时间做相关性分析，结果如图7所示。对照组的R2为0.9856，振动4 h 处理组R2为0.9651，振动8 h处理组R2为0.9943，振动12 处理组R2为0.9879，所有组别的R2均大于0.95，相关性较好，因此多元线性回归方程能够很好的预测0～12 h振动时间内杨梅贮藏时间的变化。

图7 不同处理组预测贮藏时间与实际贮藏时间的相关性Fig.7 Correlation analysis between predicted storage time and actual storage time for different groups

3 结论

不同的振动处理时间对杨梅的贮藏品质的影响不同，振动时间越长越不利于杨梅的贮藏，杨梅的品质下降越严重。振动处理会增强杨梅的呼吸强度，振动时间越长，呼吸强度增加越明显，会使贮藏微环境CO2含量高于对照组。杨梅硬度在贮藏过程中会呈现下降趋势，而振动处理会加剧杨梅硬度的降低。在贮藏前期，振动处理会导致果实可溶性固形物含量上升得比对照组快。振动处理组杨梅可滴定酸含量下降程度明显高于对照组。本研究结果表明，在贮藏期间，振动12 h 处理组的杨梅在花色苷含量、维生素C 含量和总抗氧化性方面均低于其它处理组的杨梅。虽然现代的长距离运输方式以航空运输为主，大大缩短了运输时间，但是通常运输时间也要12 h，杨梅的品质下降相对比较严重。根据本试验结果，杨梅的运输时间在8 h 以时，杨梅品质保持相对较好。杨梅包装内的二氧化碳含量与维生素C 含量、总抗氧化性和硬度呈强负相关，与可滴定酸和花色苷含量呈一般负相关，与可溶性固形物含量呈弱相关。在自发气调的情况下，杨梅包装内的二氧化碳含量一定程度上能够反应杨梅的品质。利用多元线性回归方程，以杨梅上述品质作为指标构建货架寿命预测模型，将不同振动处理时间的杨梅品质实测值带入货架期模型，得到预测的贮藏时间与实际贮藏时间的相关性较好，因此货架期模型能够较好地预测杨梅不同振动时间处理后的贮藏时间。