不同減振襯墊 對(duì)模擬運(yùn)輸獼猴桃生理和品質(zhì)影響

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(1.浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院,浙江省農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江杭州 310058; 2.浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院園藝系,浙江杭州 310058)

獼猴桃屬于呼吸躍變型果實(shí),采后硬度下降很快,在運(yùn)輸過程中極易受到損傷[1]。目前,獼猴桃一般采用泡沫箱和紙箱的包裝方式進(jìn)行運(yùn)輸,但是這些包裝的減振效果較差,容易造成較大的振動(dòng)損傷[2]。包裝內(nèi)設(shè)置減振襯墊可以減少果實(shí)在運(yùn)輸過程中因擠壓、碰撞等因素而造成的表面擦傷和內(nèi)部損傷。例如,采用瓦楞紙板襯墊和隔檔[3]、發(fā)泡塑料網(wǎng)套袋[4]、隔熱襯墊[5]、塑料托盤[6]以及專門針對(duì)特定果實(shí)設(shè)計(jì)的包裝襯墊[7]等,均可顯著地減少果蔬貯運(yùn)中的損傷。因此,通過襯墊來降低果實(shí)運(yùn)輸過程中的振動(dòng)損傷是一條切實(shí)可行的途徑。目前已有對(duì)草莓[7]、蘋果[8]、黃花梨[9]等水果的減振襯墊研究。但有關(guān)獼猴桃果實(shí)減振襯墊的研究較少。

本研究是在自主研制珍珠棉襯墊的基礎(chǔ)上,采用模擬公路運(yùn)輸振動(dòng)的方法,比較聚苯乙烯泡沫襯墊、聚氯乙烯塑料襯墊三種目前常用的獼猴桃果實(shí)襯墊的減振保鮮效果,以期為獼猴桃貯藏運(yùn)輸和物流配送提供可靠的包裝方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

獼猴桃 品種為“徐香”(Actinidiadeliciosacv. Xuxiang),2017年12月21日購(gòu)自杭州農(nóng)副產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng),大小均一,單果重90～110 g,果實(shí)可溶性固形物含量9%左右,無(wú)病蟲害和無(wú)機(jī)械損傷；珍珠棉襯墊 海寧市嘉鴻塑業(yè)有限公司;聚苯乙烯泡沫襯墊 溫州市冠豐泡沫制品有限公司;聚氯乙烯塑料襯墊 蒼南縣龍港華融吸塑廠;瓦楞紙箱 杭州鼎峰包裝有限公司。

D-200-3型振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng) 蘇州蘇試試驗(yàn)儀器股份有限公司(圖1);電子天平TB1001D型 金諾天平儀器有限公司;TA-XT 2i型質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)SMS公司;Chroma meter CR-400型測(cè)色色差計(jì) 柯尼卡美能達(dá)公司;GC-2014C型氣相色譜儀 北京恒世愛康科技發(fā)展有限公司;CheckMate II型頂空氣體分析儀 丹麥丹圣有限公司;SevenEasy S30型電導(dǎo)率儀 梅特勒-托利多儀器上海有限公司;SHZ-D(III)型循環(huán)水真空泵 杭州明遠(yuǎn)儀器有限公司;PAL-1型Pocket Refractometer手持折光儀 愛拓ATAGO公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 包裝方式 將獼猴桃果實(shí)隨機(jī)分成4組,分別采用4種不同襯墊包裝。珍珠棉襯墊:材料為可發(fā)性聚乙烯(EPE),襯墊上有數(shù)個(gè)供放置獼猴桃的通孔(圖2A),外套瓦楞紙包裝盒(圖2D);聚苯乙烯泡沫襯墊:材料為聚苯乙烯泡沫塑料(EPS),設(shè)置單面的凹槽,用于擺放果實(shí)(圖2B),外套瓦楞紙包裝盒(圖2D);聚氯乙烯塑料襯墊:材料為聚氯乙烯塑料(PVC),設(shè)置單面的凹槽,用于擺放果實(shí)(圖2C),外套瓦楞紙包裝盒(圖2D);無(wú)襯墊:單層果實(shí)直接整齊擺放于瓦楞紙包裝盒(圖2D)內(nèi)。

圖2 獼猴桃襯墊及其包裝盒Fig.2 Packaging pad and box for kiwifruits

自主研制珍珠棉襯墊結(jié)構(gòu)如圖3所示。襯墊采用可發(fā)性聚乙烯(EPE)材料,具有良好的彈性。襯墊的通孔用于放置獼猴桃,通孔內(nèi)壁的凸脊可以進(jìn)一步固定果實(shí)、防止果實(shí)滑動(dòng)。通孔四周的擴(kuò)展孔用于調(diào)整通孔形狀和大小,也便于手指拿取水果。相鄰?fù)字g的間壁可以防止果實(shí)之間發(fā)生擠壓。

圖3 珍珠棉襯墊的俯視結(jié)構(gòu)(A)和立體結(jié)構(gòu)(B)示意圖Fig.3 Overlook(A)and stereoscopic diagram(B)of EPE pad 注：1:襯墊;2:通孔;3:凸脊;4:擴(kuò)展孔;5:間壁。

1.2.2 模擬運(yùn)輸振動(dòng) 將裝有獼猴桃果實(shí)的瓦楞紙包裝盒固定于振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上,確保包裝盒在臺(tái)架上不移動(dòng)(圖1)。采用隨機(jī)振動(dòng)模式,參考GB/T 4857.23-2012設(shè)計(jì)PSD隨機(jī)振動(dòng)參數(shù)(表1)。為了縮短振動(dòng)時(shí)間,振動(dòng)時(shí)間縮短到原來的1/10,因此加速度均方值擴(kuò)大倍,振動(dòng)1 h模擬10 h公路運(yùn)輸[10]。表1中加強(qiáng)后的功率譜密度數(shù)據(jù),為實(shí)驗(yàn)中實(shí)際采用的參數(shù)。振動(dòng)處理以后,將果實(shí)置于溫度(20±0.5) ℃、相對(duì)濕度50%條件下貯藏。振動(dòng)完成后,在第1、7 d測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。對(duì)照組為無(wú)襯墊的果實(shí),實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

表1 模擬公路運(yùn)輸?shù)碾S機(jī)振動(dòng)功率參數(shù)表Table 1 Parameters of random vibration power under simulated transport conditions

1.2.3 不同包裝襯墊對(duì)獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的影響

1.2.3.1 果實(shí)皺縮情況觀察和失重率的測(cè)定 果實(shí)皺縮情況采用直接觀察法對(duì)獼猴桃進(jìn)行觀察。果實(shí)失重率測(cè)定采用差重法,每組選取6個(gè)果實(shí),用電子天平分別稱量貯藏前后的重量,重復(fù)測(cè)定3次,根據(jù)以下公式計(jì)算失重率。

1.2.3.2 硬度的測(cè)定 參照Reddy等[12]的方法。每組選取6個(gè)果實(shí),用不繡鋼刀片去皮,于果實(shí)肩部(果蒂側(cè))取3個(gè)點(diǎn)測(cè)定,質(zhì)構(gòu)儀探頭直徑5 mm,測(cè)試深度8 mm,貫入速度1.5 mm/s。

1.2.3.3 可溶性固形物含量的測(cè)定 參照Hernández等[15]的方法測(cè)定。每組取6個(gè)果實(shí),打碎后迅速取果漿,用手持折光儀測(cè)定。

1.2.4 不同包裝襯墊對(duì)獼猴桃果實(shí)生理的影響

1.2.4.1 呼吸強(qiáng)度的測(cè)定 參照閆瑞香等[13]的方法。取約500 g果實(shí),在室溫下密封于2 L塑料瓶(帶蓋)內(nèi),黑暗靜置2 h后,氣體分析儀測(cè)定瓶?jī)?nèi)的CO2濃度,計(jì)算呼吸強(qiáng)度。

1.2.4.2 乙烯釋放量的測(cè)定 參照馬書尚等[14]的方法。取約500 g果實(shí),在室溫下密封于2 L塑料瓶(帶蓋)內(nèi),黑暗靜置2 h后,取2 mL氣樣,使用氣相色譜儀測(cè)定。

1.2.4.3 細(xì)胞膜完整性 參照Feng等[15]的方法。每組選取6個(gè)果實(shí),每個(gè)果實(shí)取直徑為10 mm圓片4 g,采用電導(dǎo)儀測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

Microsoft Office Excel軟件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,Origin 9.0軟件繪制作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同包裝襯墊對(duì)獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的影響

2.1.1 果實(shí)皺縮和失重率 振動(dòng)后貯藏7 d,獼猴桃表面發(fā)生了明顯的皺縮現(xiàn)象,無(wú)襯墊獼猴桃果實(shí)皺縮最為嚴(yán)重,珍珠棉襯墊果實(shí)褶皺最為輕微(圖4A)。

獼猴桃失重主要原因是水分的散失。如圖4B可見,振動(dòng)后第1 d,各處理獼猴桃果實(shí)失重率無(wú)顯著差異(p>0.05)。貯藏7 d時(shí),珍珠棉襯墊、聚苯乙烯泡沫襯墊、聚氯乙烯塑料襯墊三種減振襯墊果實(shí)失重率均顯著低于無(wú)襯墊果實(shí)(p<0.05),分別比無(wú)襯墊果實(shí)低31.32%、27.44%、20.43%,其中珍珠棉襯墊果實(shí)失重率最低,為3.53%。

圖4 模擬運(yùn)輸振動(dòng)的獼猴桃 果實(shí)外觀(A)和失重率(B)變化Fig.4 Changes of atrophy(A)and weight loss(B)of kiwifruit after simulated transport vibration注:同一時(shí)間不同處理組別的顯著性差異 用小寫英文字母表示(p<0.05),相同字母 表示無(wú)顯著性差異;圖5～圖9相同。

2.1.2 果實(shí)硬度 果實(shí)硬度是反映獼猴桃果實(shí)品質(zhì)和成熟度的最主要指標(biāo)之一[16]。如圖5可見,振動(dòng)后第1 d,3種減振襯墊果實(shí)硬度差距較小,均顯著高于無(wú)襯墊果實(shí)(p<0.05)。貯藏7 d時(shí),各處理組果實(shí)硬度有明顯下降,珍珠棉襯墊、聚苯乙烯泡沫襯墊、聚氯乙烯塑料襯墊三種減振襯墊的果實(shí)硬度均顯著高于無(wú)襯墊果實(shí)(p<0.05),分別比無(wú)襯墊的果實(shí)高71.76%、27.84%、23.38%。根據(jù)貯藏前后的果實(shí)硬度變化,無(wú)襯墊運(yùn)輸對(duì)果實(shí)貯藏保鮮最不利,減振襯墊能夠較好地保持獼猴桃果實(shí)的硬度,其中珍珠棉襯墊的效果最佳。

圖5 模擬運(yùn)輸振動(dòng)的獼猴桃果實(shí)硬度Fig.5 Hardness of kiwifruit after simulated transport vibration

2.1.3 可溶性固形物含量 如圖6可見,振動(dòng)后第1 d,無(wú)襯墊果實(shí)可溶性固形物含量顯著高于其他三種減振襯墊果實(shí)(p<0.05),三種減振襯墊之間差異不顯著(p>0.05)。貯藏7 d時(shí),珍珠棉襯墊比無(wú)襯墊果實(shí)低9.30%,差異性顯著(p<0.05),聚苯乙烯泡沫襯墊、聚氯乙烯塑料襯墊分別比無(wú)襯墊果實(shí)低5.33%、5.39%,差異不顯著(p>0.05)。結(jié)果表明,采用珍珠棉襯墊包裝更有利于維持獼猴桃果實(shí)可溶性固形物含量的穩(wěn)定。

圖6 模擬運(yùn)輸振動(dòng)的獼猴桃果實(shí)可溶性固形物含量Fig.6 Soluble solid contents of kiwifruit after simulated transport vibration

2.2 不同包裝襯墊對(duì)獼猴桃果實(shí)生理的影響

2.2.1 呼吸強(qiáng)度 呼吸作用與果實(shí)的后熟衰老密切相關(guān),是影響果實(shí)采后品質(zhì)的重要因素之一。機(jī)械損傷會(huì)提高果實(shí)的呼吸強(qiáng)度,縮短貯藏壽命[17]。由圖7可見,振動(dòng)后第1 d,珍珠棉襯墊、聚苯乙烯泡沫襯墊、聚氯乙烯塑料襯墊三種減振襯墊果實(shí)呼吸強(qiáng)度均顯著低于無(wú)襯墊果實(shí)(p<0.05),分別低28.67%、16.33%和20.42%,三種減振襯墊之間差異不顯著(p>0.05)。貯藏7 d時(shí),珍珠棉襯墊、聚苯乙烯泡沫襯墊、聚氯乙烯塑料襯墊三種減振襯墊的果實(shí)呼吸強(qiáng)度均顯著低于無(wú)襯墊果實(shí)(p<0.05),分別低46.85%、26.00%、31.45%。結(jié)果表明,減振襯墊可以有效地減緩果實(shí)呼吸強(qiáng)度的升高,其中珍珠棉襯墊的效果最為顯著。

圖7 模擬運(yùn)輸振動(dòng)的獼猴桃果實(shí)呼吸強(qiáng)度Fig.7 Respiration rates of kiwifruit after simulated transport vibration

2.2.2 乙烯釋放量 果實(shí)內(nèi)源乙烯的濃度可以作為判斷果實(shí)成熟度及耐藏性的指標(biāo)[18]。振動(dòng)后第1 d,只有采用聚氯乙烯泡沫襯墊和無(wú)襯墊的果實(shí)檢出微量的乙烯(圖8)。貯藏7 d時(shí),各處理果實(shí)乙烯釋放量急劇上升,珍珠棉襯墊、聚苯乙烯泡沫襯墊、聚氯乙烯塑料襯墊三種減振襯墊果實(shí)的乙烯釋放量均顯著低于無(wú)襯墊果實(shí)(p<0.05),分別低52.34%、27.10%和24.30%。減振襯墊有助于降低獼猴桃在貯運(yùn)過程中的乙烯釋放量。珍珠棉襯墊的效果最為明顯,在三種減振襯墊中乙烯釋放量最低。

圖8 模擬運(yùn)輸振動(dòng)的獼猴桃果實(shí)乙烯釋放量Fig.8 Ethylene production of kiwifruit after simulated transport vibration

2.2.3 細(xì)胞膜完整性 相對(duì)電導(dǎo)率是評(píng)價(jià)細(xì)胞膜完整性的重要指標(biāo),可以反應(yīng)細(xì)胞膜損傷程度[19]。由圖9可見,振動(dòng)后第1 d,無(wú)襯墊果實(shí)相對(duì)電導(dǎo)率最高,顯著高于三種減振襯墊果實(shí)(p<0.05)。貯藏7 d時(shí),珍珠棉襯墊、聚苯乙烯泡沫襯墊、聚氯乙烯塑料襯墊三種減振襯墊果實(shí)的相對(duì)電導(dǎo)率均顯著低于無(wú)襯墊果實(shí)(p<0.05),分別低13.58%、6.72%、6.14%。結(jié)果表明,無(wú)襯墊果實(shí)的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)受損更嚴(yán)重,致使細(xì)胞膜透性增大。而減振襯墊能減緩振動(dòng)對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的傷害,與無(wú)襯墊果實(shí)相比,珍珠棉襯墊相對(duì)電導(dǎo)率下降顯著(p<0.05)。

圖9 模擬運(yùn)輸振動(dòng)的獼猴桃果實(shí)電導(dǎo)率Fig.9 Conductivity of kiwifruit after simulated transport vibration

3 結(jié)論

模擬運(yùn)輸中對(duì)獼猴桃的振動(dòng)脅迫能明顯加速果實(shí)成熟衰老進(jìn)程,而內(nèi)置減振襯墊可較好的保持獼猴桃運(yùn)輸過程中的品質(zhì)。本研究中,聚苯乙烯泡沫襯墊、聚氯乙烯塑料襯墊和自主研制珍珠棉襯墊對(duì)獼猴桃運(yùn)輸品質(zhì)的保持均有一定效果,其中自主研制珍珠棉襯墊包裝的獼猴桃在模擬運(yùn)輸后大部分生理品質(zhì)指標(biāo)與其他兩種減振襯墊包裝以及無(wú)襯墊包裝的獼猴桃有顯著差異(p<0.05)。振動(dòng)后貯藏7 d,珠棉襯墊果實(shí)與無(wú)襯墊果實(shí)相比,失重率、呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量分別低31.32%、46.85%和52.34%,果肉硬度高45.00%。

綜合各指標(biāo),減振包裝具有顯著減少獼猴桃果實(shí)損傷和延緩果實(shí)衰老的效果,珍珠棉襯墊的效果優(yōu)于聚苯乙烯泡沫襯墊、聚氯乙烯塑料襯墊,更利于獼猴桃運(yùn)輸后的貯藏和品質(zhì)保持,在獼猴桃的采后流通過程中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。