蟠桃专用包装盒在模拟运输中减振功能分析

郭慧静，宋方圆，李冀新，赵志永

(新疆农垦科学院农产品加工研究所，新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意义】蟠桃(Amygdalus persica L.var.)是蔷薇科桃属，主要种植区域为山东、甘肃、河北、陕西、新疆等地[1]。新疆是蟠桃的原产地，比较品质、色泽、口感、各种营养成分，由于特有的气候、土壤和水质优势，所产蟠桃果大、味甜、多汁、营养丰富，蟠桃品质最好[2]。新疆石河子143团，被命名为“中国蟠桃之乡”[3]。蟠桃果实采收期集中，在贮运过程中容易受机械损伤，易褐变、腐烂，影响蟠桃的商品价值[4]。不同的运输和包装方式对水果的品质和商品价值有着极大的影响[5]。适宜的包装对于降低蟠桃在运输过程中的损伤、腐烂有重要意义。【前人研究进展】黄斯等[6]根据草莓果实的结构特点研制了草莓分果包装盒，显著延缓了采后品质劣变；昌玥等[7]研制了猕猴桃减振包装塑料托盘，可以显著减少果实损伤并延缓其衰老进程；王衍鹏[8]采用水果网袋、覆消毒无纺布等对枇杷的贮藏保鲜进行了研究，效果显著且方便实用。针对于蟠桃果实，目前公知技术是吴江超[9]，谭亚辉[10]设计的蟠桃包装盒，设有大小孔洞，大的蟠桃放入大孔洞中，小的蟠桃放在小孔洞中。但此设计存在一定缺陷，由于孔洞大小固定，蟠桃太大则放不进去，孔洞太大则造成蟠桃在贮运过程中产生碰撞，致使蟠桃产生机械伤而加速腐烂。【本研究切入点】虽然前人针对蟠桃果实已经研制了专用包装盒，但如何实现快速分装，既美观、方便适用又能减少果实损伤并延缓衰老仍然是当前蟠桃贮运急需解决的问题。针对现有设计存在的缺陷，研制了蟠桃果实专用包装盒[11]，设计一种既适用包装盒，可以快速的对蟠桃果实进行分装，并减少蟠桃果实在贮运过程中的机械损伤、保持采后品质。【拟解决的关键问题】采用自主研制的蟠桃专用包装盒和普通包装盒，测定运载振动、跌落、低气压等试验后蟠桃果实的表面损伤指数、失重率、乙烯释放量、呼吸强度、可溶性固形物含量、相关酶活性等品质指标，比较蟠桃专用包装盒与普通包装盒在模拟运输中对蟠桃各项生理和品质指标的影响，研究运输过程中专用包装盒对蟠桃的防损伤效果，为采后蟠桃的运输、保鲜提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验用蟠桃采于新疆石河子市143团，选取八成熟、大小均一、无机械损伤、无病虫害的果实。采后立即通过低温周转箱(<18℃)运回新疆农垦科学院果蔬保鲜实验室，剔除损伤果实确保试验所用试材的完好性。

内包装材质为EPE，尺寸为445 mm×85 mm×335 mm，果洞采用风火轮结构设计；普通包装盒所用塑料泡沫网套材质为EPE，尺寸为60 mm×100 mm，厚度3 mm；H2O2、邻苯二酚、BaCl、酚酞，草酸等(均为国产分析纯)。图1

图1 蟠桃专用包装盒实例Fig.1 Example diagram of a special packaging box for flat peaches

1.2 方 法

1.2.1 样品处理

将蟠桃果实随机分成3组，分别采用专用包装、普通包装、裸露3种方式包装。专用包装盒中蟠桃平放在果洞中，普通包装盒中蟠桃装入泡沫网套后单层挨个平放，裸露组中蟠桃直接放入包装纸箱。每个包装盒中放置12个蟠桃，总重量1.7 kg左右，于室温(20℃)条件下，对3种包装的蟠桃分别模拟运输振动试验。将模拟运输后蟠桃均放进内衬泡沫垫的塑料筐内，置于20℃，湿度90%条件下，每2 d测定1次指标，重复3次。

1.2.2 模拟运输振动

(1)运载振动

根据ASTM D4169-16[12]，振动时间2 h。

表1 空运PSD谱线Table 1 Airborne PSD spectrum

(2)跌落

根据GB/T 4857.5-1992[13]，跌落部位3面，每个部位跌落1次，跌落高度229 mm。

(3)低气压

根据ASTM D4169-16，模拟海拔高度4 267 m，试验时间1 h。

1.2.2 测定指标

(1)表面损伤指数

参照郑永华[14]方法。将果实按损伤面积分为4级(0级为无明显损伤；1级为损伤面积小于总面积的25%；2级为损伤面积占总面积的25%～50%；3级为损伤面积占总面积的50%以上)。

表面损伤指数(%)=

(2)失重率和硬度

失重率采用称重法测定。

硬度采用GY-4硬度计测定：随机选取3个果实，每个果实测定3次，取平均值，单位kg/cm2。

(3)TSS和MDA含量

TSS含量采用糖度计法测定：称取5.0 g蟠桃果实组织研磨成匀浆，通过纱布过滤后取汁液，滴于糖度计上读数，重复3次取平均值。

MDA含量参照Xu等[15]方法测定：称取0.5 g 果肉，用TBA法提取酶液，分别测定其OD532、OD600和OD450。

CMDA=6.45(OD532-OD600)-0.56OD450。

(4)呼吸速率和乙烯释放速率

呼吸速率参照张红星等[16]测定：取500 g蟠桃置于干燥器中，底部放入定量碱液，静置1 h后取出碱液，用草酸进行滴定，mg CO2/(kg·h)，重复3次取平均值。

乙烯释放速率参照Guo等[17]方法：取1.0 kg蟠桃放置在3 L的密闭容器内1 h，抽1 mL顶空气体，通过气相色谱测定，重复3次取平均值。

(5)CAT、PPO活性

CAT活性参照WANG等[18]方法：制备酶液测定在240 nm处OD值的下降速度；PPO活性参照Fu等[19]方法测定：制备酶液测定在410 nm处的OD值。将1 minOD值改变0.01定义为1个活力单位。

1.3 数据处理

每组试验重复3次取平均值。利用Excel 2013对数据进行整理，SPSS 19.0软件进行LSD显著性分析(P<0.05表示差异显著)，Origin 8.5进行绘图。

2 结果与分析

2.1 蟠桃专用包装盒构造

研究表明，蟠桃专用包装盒包括盒体，在盒体上部设有推拉式盖板，盖板及盒体外周设有防护层，盒体内装有珍珠棉，珍珠棉上设有多个间隔排列的圆柱形果洞，果洞内壁设有多个朝向不一致的锥形齿牙，相邻锥形齿牙朝向相反；在盖板上，与果洞相对应的位置设有圆孔，果洞的底部设有通气孔，圆孔、果洞、通气孔相互连通且与外界相连通；外包装盒体上方设有翻盖，外侧设有提手和抓槽，便于手执盒体；推拉式盖板通过滑轨或滑槽结构与盒体相连接。图2

注：1为盖板，2为防护层，3为盒体，4为圆柱形果洞，5为通气孔，6为抓槽

2.2 包装方式对蟠桃表面损伤的影响

研究表明，蟠桃表面损伤指数随贮藏时间的延长逐渐增大，在模拟运输后，对照组的损伤指数为3.24%，处理组均为0；表面损伤在贮藏4 d后显著出现；贮藏8 d后，对照、普通包装和专用包装组的损伤指数分别20.75%、15.48%和10.53%，差异显著(P<0.05)。图3

注：同列中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同

2.3 包装方式对蟠桃失重率和硬度的影响

研究表明，蟠桃失重率随贮藏时间的延长均逐渐上升；在模拟运输后，蟠桃失重率无显著差异(P>0.05)；贮藏4 d后，不同包装的蟠桃失重率差异显著(P<0.05)，分别为13.42%、11.85%、10.25%；贮藏8 d后，对照组失重率为20.56%显著高于包装组，但普通包装和专用包装蟠桃失重率无显著差异。

蟠桃硬度随贮藏时间的延长均逐渐下降；在模拟运输后，不同包装蟠桃硬度差异显著(P>0.05)；贮藏2 d时硬度快速降低后缓慢下降；贮藏8 d后，普通包装和专用包装蟠桃硬度分别为4.81、5.08 kg/cm2，显著高于对照组3.91 kg/cm2(P<0.05)。图4

图4 不同包装方式下蟠桃失重率(A)和硬度(B)变化Fig.4 Effects of packaging method on the weight loss rate (A) and hardness (B) of flat peaches

2.4 包装方式对蟠桃TSS和MDA含量的影响

研究表明，蟠桃TSS含量随贮藏时间的延长呈先上升后下降趋势；在模拟运输后，不同包装蟠桃TSS含量差异不显著(P>0.05)；贮藏6 d时，对照组、普通包装和专用包装蟠桃TSS含量均达到峰值，分别为12.39%、12.21%、12.3%；贮藏8 d后，普通包装和专用包装蟠桃TSS含量分别为12.31%、12.25%，显著高于对照组12.04%(P<0.05)。

蟠桃MDA含量随贮藏时间的延长均逐渐上升；在模拟运输后，普通包装和专用包装蟠桃MDA含量差异不显著(P>0.05)；贮藏2 d后，对照组蟠桃MDA含量迅速增加，显著高于包装组；贮藏8 d时，普通包装和专用包装蟠桃MDA含量分别为1.25和1.21 mmol/g，显著低于对照组1.55 mmol/g(P<0.05)；在模拟运输后贮藏期间专用包装MDA含量始终低于普通包装。图5

2.5 包装方式对蟠桃呼吸速率和乙烯释放速率的影响

研究表明，蟠桃呼吸速率随贮藏时间的延长均呈先上升后下降趋势；在模拟运输后，对照组蟠桃呼吸速率显著高于包装组，但普通包装和专用包装差异不显著(P>0.05)；贮藏4 d时，对照组呼吸速率达到峰值82.28 mgCO2/(kg·h)；贮藏6 d时，普通包装和专用包装呼吸速率达到峰值，分别为77.09、75.43 mgCO2/(kg·h)；贮藏8 d时，呼吸速率对照组74.6 mgCO2/(kg·h)>专用包装72.08 mgCO2/(kg·h)>普通包装70.11 mgCO2/(kg·h)(P<0.05)。

随贮藏时间的延长，蟠桃乙烯释放速率与呼吸速率变化趋势一致；在模拟运输后，蟠桃乙烯释放速率差异不显著(P>0.05)；贮藏2 d后，对照组蟠桃乙烯释放速率显著高于包装组；贮藏6 d时，对照组、普通包装和专用包装乙烯释放速率均达到峰值，分别为3.07、2.8和2.77 μL/(kg·h)；贮藏8 d时，专用包装乙烯释放速率为2.62 μL/(kg·h)，显著较低(P<0.05)。图6

图6 不同包装方式下蟠桃呼吸速率(A)和乙烯释放速率(B)变化Fig.6 Effects of packaging methods on the respiration rate and ethylene release rate of flat peaches

2.6 包装方式对蟠桃CAT和PPO活性的影响

研究表明，蟠桃CAT活性随贮藏时间的延长呈先上升后下降趋势；在模拟运输后，包装组CAT活性显著高于对照组(P<0.05)；贮藏2 d后，蟠桃CAT活性迅速上升；贮藏6 d时，对照组、普通包装和专用包装CAT活性均达到峰值，分别为25.68 、28.02、29.35 U/g；贮藏8 d时，专用包装组CAT活性高于普通包装但差异不显著(P>0.05)，但均显著高于对照组22.9 U/g。

随贮藏时间的延长，蟠桃PPO活性逐渐上升；在模拟运输后，对照组PPO活性显著高于包装组(P<0.05)；贮藏8 d时，普通包装和专用包装PPO活性分别为12.54、11.78 U/g，显著低于对照组；在模拟运输后贮藏期间专用包装PPO活性始终显著低于普通包装。图7

图7 不同包装方式下蟠桃CAT(A)和PPO(B)活性变化Fig.7 Effects of packaging methods on the CAT and PPO activities of flat peaches

3 讨 论

蟠桃在运输过程中若无保护措施，极易受到机械损伤而导致快速腐烂，缩短货架期。模拟运输后贮藏8 d，专用包装表面损伤指数为10.53%，小于普通包装组(15.48%)和对照组(20.75%)，专用包装可以有效减少蟠桃机械损伤；硬度(5.08%)显著高于对照组(3.91%)和普通包装组(4.81%)；失重率(16.93%)显著低于对照组(20.56%)；TSS含量无显著差异，与昌玥等[7]研究结果一致，可能后期贮藏条件相同对蟠桃TSS没有影响；呼吸强度是影响果实采后品质的重要因素，可以判断果实发育阶段。贮藏8 d，专用包装呼吸强度(72.08 mgCO2/(kg·h))低于对照组(74.6 mgCO2/(kg·h))，机械损伤会提高果蔬的呼吸强度，缩短贮藏寿命[20]。乙烯的浓度可以判断果实成熟度及耐藏性[21]，专用包装乙烯释放速率(2.62 μL/(kg·h))显著低于其它组，更适用于蟠桃采后的贮藏。MDA是机体脂质过氧化的终产物，可以衡量果实的膜脂过氧化水平[22]；PPO可以促进果实的褐变，抑制其活性可以缓解蟠桃褐变[23]。贮藏8 d，专用包装蟠桃MDA含量(1.21 mmol/g)、PPO活性11.78 U/g，显著低于普通包装和对照组。CAT是一种酶类清除剂，可以防止机体氧化，专用包装蟠桃CAT活性25.73 U/g，显著高于对照组(22.9 U/g)。

4 结 论

采用专用包装盒经过模拟运输后，蟠桃表面损伤指数为10.53%，与对照组相比降低49%；硬度5.08%显著高于对照组3.91%；失重率16.93%显著低于对照组20.56%；呼吸强度72.08 mgCO2/(kg·h)、乙烯释放速率2.62 μL/(kg·h)、MDA含量1.21 mmol/g等均小于对照组；CAT酶活性25.73 U/g显著高于对照组22.9 U/g。专用包装具有显著减少蟠桃果实损伤和延缓果实衰老的效果，减振效果优于普通包装，更利于蟠桃运输后的贮藏和品质保持。专用包装结构简单、方便快捷，便于包装和携带，也适用于冷藏车或集装箱，且果实与的圆柱形果洞紧密结合。