葡萄貯運保鮮包裝結構優化設計

翁 楨，李 琛，2*，劉 穎

在世界水果產業中，葡萄栽培面積和產量僅次于柑橘，居第二位，在我國葡萄是五大水果之一，其栽種面積僅次于柑橘和蘋果，但與國際上葡萄產業發達國家相比，我國產業水平較低，我國80%以上用于鮮食。我國葡萄每年由于保鮮技術不完善造成的損失占葡萄總產量的20%以上［1］。我國目前葡萄的集中產區分布在新疆、河南、山東、河北、山西、遼寧等5個省的葡萄種植園面積占全國的63.7%，葡萄產量占69.8%。因葡萄采摘季節集中，不易儲藏及運輸，腐爛速度快等因素直接影響了果農的收入。葡萄皮薄水分含量高，易干癟、皺皮、掉粒、易受病菌浸染而腐爛變質，同時，由于葡萄采后還是活的有機體，在繼續進行新陳代謝，不斷地消耗營養物質，這些都給葡萄的貯藏運輸、拓寬市場、延長銷售時間等帶來困難［2］。隨著我國物流產業的飛速發展，葡萄的銷售范圍擴大，運輸距離延長，葡萄的保鮮已由重倉儲輕運輸的狀態轉變為以運輸包裝設計為主的趨勢，考慮到各產區品種與采收期的互補性，避開果品集中上市期，取得更好的經濟效益，要使其在加工及食用前的運輸及貯藏過程中更好的保鮮保質，設計科學可行的保鮮運輸包裝具有重要的研究意義。

1 貯運過程中葡萄品質影響因素

葡萄果實為漿果，果中水分含量高，一些品種的果實偏軟、果皮薄、易脫粒。葡萄采收后果實的生命活動還比較活躍。在一般的貯藏條件下，葡萄的爛果率可高達25%－30%，失水率可高達10%－13%。貯運包裝設計的主要目的是延緩其衰老變質，依據葡萄采后生理活動的規律，確定合理的貯運保鮮技術方案，達到保證葡萄品質的目的。

引起葡萄在貯運過程中的損傷因素主要包括:呼吸強度、溫濕度、機械損傷，另外，果實中激素的變化、酶的變化及微生物病害等因素也對葡萄的長期貯存起到很大的影響。

1.1 呼吸強度

果實采后，光合作用停止，呼吸作用成為新陳代謝的主導過程。果實的呼吸作用，是從空氣中吸收氧，把糖類及其他物質氧化，分解為二氧化碳和水，同時釋放能量。其結果是使果實的有機物質消耗，水分減少，造成品質逐漸下降［3］。

正常的呼吸維持著生命活動，從而增強對病蟲的抵抗力，有利于儲藏。但過分的呼吸作用將大量地消耗營養物質，造成過熟和引起病害，使品質下降。葡萄的呼吸作用分為有氧呼吸和無氧呼吸，其關鍵是環境中的氧濃度，適當降低氧的濃度可以減少因有氧呼吸而造成的營養損失;但過低的氧氣濃度將導致無氧呼吸，產生酒精加速品質裂變［2］。由此可見，適當調整貯運環境中氣體的成分能夠對葡萄的呼吸作用進行調整，延長保質期，另外，葡萄在呼吸過程中釋放乙烯氣體，其具有催熟作用，在包裝設計中應添加乙烯氣體吸附劑或涂層。

1.2 溫濕度

溫度對葡萄的呼吸作用和水分的保持有很大影響，低溫能夠使葡萄的水分揮發和呼吸作用趨于緩慢，保證正常的生理代謝，同時能夠降低乙烯的生成和釋放量，維持SOD酶的活性，抑制微生物的滋生，避免褐變和腐爛［4］。濕度決定了葡萄的含水量，失水3%－6%就會明顯降低葡萄的品質，使其表面皺縮、光澤消退、細胞空隙增多、組織變成海綿狀，使正常的呼吸作用受到影響，加快了組織的衰老［3］。因此，葡萄的貯運過程中應保證低溫陰涼，避免陽光直射，適當采用阻隔性薄膜，使內裝環境保持一定的含水率。

1.3 機械損傷

物流運輸過程中產生的振動和沖擊對葡萄的損傷也是較嚴重的，長距離的低頻振動增加了果實間相互摩擦及碰撞的疲勞損傷，大強度的水平沖擊及跌落使漿果在瞬間破裂或落粒。外界激勵對果實產生的機械損傷直接降低果實的硬度，促進酶的活性，加速葡萄的成熟與腐爛。因此，在葡萄的運輸包裝設計中采用適當的緩沖保護形式，能夠有效降低外界激勵對葡萄產生的機械損傷，更好的保證葡萄的品質［5］。

2 葡萄貯運常用包裝形式

經過大量的市場調研及搜集資料，總結常用于葡萄貯運的包裝形式如下:

2.1 木箱

簡單的將葡萄置于木箱中主要應用于冷藏庫房中的堆碼，或制作葡萄干等工藝時的自然風干，保持空氣流通易于水分揮發。這種包裝形式不能用于運輸，這種包裝形式對于運輸過程中的跌落碰撞等物理損傷沒有很好的保護作用，而且不利于葡萄較長時間的貯運要求。

2.2 塑料周轉箱

目前市場上廣泛應用塑料箱內襯塑料袋的形式運輸葡萄，葡萄在采摘前噴灑保鮮劑，并且在周轉箱的塑料袋內放置保鮮紙或保鮮緩蝕劑，該包裝形式相對成本較低，保鮮劑及塑料薄膜的應用延長葡萄的保存時間，但果農往往過量的應用保鮮劑而影響葡萄的品質。塑料袋中葡萄串簡單的堆疊在一起，運輸過程中的沖擊、振動及溫度對葡萄品質的影響較為嚴重，易產生掉粒及破粒的情況，平且葡萄的呼吸作用也不利于其長時間的貯存。

2.3 泡沫周轉箱

對于價格相對貴一些的葡萄品種，常采用EPS泡沫周轉箱內襯塑料薄膜的形式進行運輸，泡沫周轉箱的成本比塑料周轉箱高，但緩沖性能和隔熱性能優良。泡沫周轉箱中仍需使用保鮮劑來延長葡萄的腐爛時間，由于泡沫周轉箱本身厚度較大所以占用空間較大，導致增加了物流成本。

2.4 瓦楞紙箱

瓦楞紙箱是現代運輸包裝最廣泛應用的一種形式，其成本低，綠色環保，并且重量輕緩沖性能優良，它也被應用于葡萄的運輸過程中。根據葡萄品種及價格的要求，常采用瓦楞紙箱內襯塑料薄膜或每串葡萄獨立應用塑料薄膜進行包裝再放置于箱內，該包裝形式與塑料周轉箱的包裝形式類似，葡萄必須經過噴灑保鮮劑及塑料膜內置保鮮劑確保其儲存效果。其主要缺點在于瓦楞紙箱在受潮后力學性能大幅下降，葡萄為多汁類漿果如塑料薄膜阻隔性能不好，滲出的汁液經直接影響包裝箱在貯運過程中堆碼強度。

2.5 獨立托盤包裝

在精品超市中常見到一些價格昂貴的進口品種葡萄采用獨立托盤纏繞保鮮薄膜進行包裝形式，其在運輸過程中也有采用該形式進行獨立包裝后再放置于瓦楞紙箱中進行運輸，其優點在于緩沖效果較好，并且有效減少了運輸過程葡萄粒之間由于振動產生相對位移而引起的摩擦損傷，但其成本較高，包裝工藝繁瑣，以人力操作為主，包裝效率較低，對于大產量的葡萄品種很難推廣應用。

以上是目前市場上常見的一些葡萄的包裝形式，通過調查分析發現每種形式都存在著一些不足之處，尤其是保鮮劑的應用對葡萄的品質及食用都存在著影響，通過大量的試驗研究發現，氣調方法對延長葡萄保鮮周期有非常好的效果，并且安全環保，本研究將氣調保鮮的方法應用于葡萄的運輸包裝設計中，優化現有的葡萄運輸包裝形式，使其能夠在運輸過程中減少外界激勵對葡萄的損傷，更好的保證葡萄的品質。

3 葡萄運輸包裝設計

3.1 葡萄小規模化及散粒包裝

(1)結構形式。經吳有梅等對葡萄不同組織的乙烯釋放研究發現，葡萄的乙烯釋放主要集中在葡萄的果梗和果柄處［6］。所以，在葡萄的儲運過程中，如果進行剪梗處理，能有效推遲穗梗果柄衰老，控制落粒發生，改進貯藏品質。另外，葡萄串中隱藏的壞粒在貯運過程中霉變后增加乙烯氣體的排放，促進優良葡萄的成熟及霉變，從而影響整體的葡萄品質。

圖1 小規模及散粒包裝示意圖Fig.1 Small-scale and bulk packaging

葡萄小規模化及散粒包裝是將原本成串的葡萄進行去果梗，果枝，果柄處理，得到散粒葡萄后集中挑除壞、破、霉等低品質果粒，再進行清洗、保鮮處理及預冷，然后進行包裝運輸。

外包裝箱采用瓦楞紙箱內襯塑料薄膜，塑料薄膜上打有空洞避免溫度變化產生凝露，采用熱壓成型的塑料襯板及保鮮紙作為分隔層，塑料襯板制成一定凹凸配合的形狀，如圖1所示，減少上層對下層的壓力，每鋪墊一層泡沫襯墊及保鮮紙后密排三層左右小串或散粒葡萄，避免同一層內果粒之間相互擠壓，直至紙箱裝滿，塑料薄膜內放置保鮮劑，瓦楞紙箱四壁開有通風散熱孔洞，在較長時間倉儲環境中，需進行低溫及氣調處理。

(2)主要特點。①將成熟后采摘的葡萄進行去果梗，果枝，果柄處理減少葡萄在采摘后的乙烯釋放量，提高葡萄的耐儲性能。②將整串葡萄散粒化，剔除其中壞，破，霉等低品質果粒，防止壞粒對整體產生不良影響而導致的葡萄整體的品質劣變。③將挑選后的葡萄散粒進行清洗、保鮮處理及預冷，去除表面異物、細菌、霉菌、降低葡萄呼吸強度，提升葡萄保鮮能力，并保證食用安全性。④裝箱時，采用獨立分層式裝箱。一方面有利于通風散熱，與外界進行氣體交換。另一方面避免過多的葡萄在豎直方向上對底層的葡萄產生過大壓力造成底層葡萄的壓潰，腐敗。

(3)適用條件。①適合長距離的葡萄運輸，例如從新疆地區往東部沿海地區運送葡萄，或者銷往海外，需要進行長距離，長時間運輸的情況，能夠保證葡萄在運輸后的品質要求。②適合精品葡萄的包裝要求，高品質葡萄因為受生長的周期性和地域性等其他因素限制，在葡萄的整體生產中所占比例很小，生產規模較小。而且銷售價格較高，葡萄品質下降將造成嚴重經濟損失，因此，對這些葡萄的保鮮要求較普通葡萄要高。此包裝形式雖在修剪葡萄的過程中效率較低，但能滿足小眾化群體對高品質葡萄的保鮮和衛生性要求。③適合硬度較高，含水量較少葡萄及提子品種，以避免在包裝前預處理時造成人為機械損害，影響葡萄保存效果。

3.2 密封充氣套袋包裝

(1)結構形式。過分緊實的葡萄果穗易發生病害，剔除病害果粒，將大果穗拆分成500g左右小果穗，并將其置于聚氯乙烯袋內進行充氣包裝，如圖2所示，根據葡萄的種類密封袋內充入一定比例的保鮮氣體，氣體含量應滿足將充氣后的包裝袋緊密放置于包裝箱內時，如圖3所示，充氣袋之間的氣體相互支撐，運輸過程中在外界激勵下氣體流動起到緩沖作用，延長外力傳遞到葡萄上的時間，降低外界激勵對葡萄的作用力，能夠有效降低運輸過程對葡萄品質的損傷。

圖2 密封充氣套袋包裝Fig.2 Sealed inflatable bag packaging

圖3 充氣套袋包裝堆碼形式Fig.3 Stacking form of inflatable bag packaging

(2)主要特點。①將葡萄單元化分開后，便于剔除大果穗內部的病害果粒，降低其他果粒的染病概率。②密封袋內充入一定比例的保鮮氣體，既起到抑制細菌生長功能又起到控制果粒及果梗呼吸的作用，減少保鮮劑的用量，保證了葡萄的健康品質。③充入氣體的獨立包裝互相排列在一起，使其在受到外界激勵時能夠有效吸收激勵產生的能量，從而降低葡萄受到機械損傷，同時減少了葡萄之間的碰撞、擠壓與摩擦，避免了破粒、落粒等情況。

(3)適用條件。①適合中長距離運輸，包裝前葡萄需進行預冷處理，密封袋可采用透明阻隔性能較好的塑料材料，便于消費者購買時觀察內裝產品的品質。②保鮮氣體應根據葡萄的品種進行確定，選擇適合的CO2及O2比例，為增強滅菌效果可少量混入SO2氣體。③改包裝形式適用于路況較差，運輸過程比較惡劣的情況，氣體既能吸收沖擊和振動產生的能量又能夠減少上下層之間的擠壓力，避免機械損傷。

3.3 波浪形緩沖墊包裝

(1)結構形式。葡萄多汁、易破裂、易落粒，因此在實際運輸過程中箱內堆疊造成葡萄品質受到嚴重影響，同時裂果流出的果汁造成箱內濕度增加，乙烯氣體濃度增大，葡萄呼吸作用增強導致霉變、腐爛等品質劣變。

該結構形式從設計適合的緩沖襯墊入手，旨在減少運輸過程中果穗間相互擠壓所引起的損傷。襯墊可采用紙漿模塑或泡沫塑料經加工形成橫向和縱向兩種波浪形，上下層之間相互配合形成多個近似球狀的空間，如圖4所示，將果穗放置于襯板的波浪凹槽中，再覆蓋上層襯板，形成多層疊置，并置于周轉箱中進行運輸。

圖4 波浪形緩沖墊包裝示意圖Fig.4 Wave shaped cushion packaging

(2)主要特點。襯板上縱向和橫向的波浪，使能夠最大程度的貼合葡萄表面，形成一各個獨立的空間，避免了果穗之間相互擠壓與摩擦，從而降低貯運對葡萄品質造成的損傷。

(3)適用條件。適合中短途距離，應季時葡萄供應的環境及條件。外包裝可采用塑料周轉箱或瓦楞紙箱，內襯塑料袋避免運輸過程中水分損失。

4 結束語

所設計的三種包裝形式都是從提高貯運過程中葡萄的品質出發，充分考慮到葡萄貯運過程中的呼吸、溫度、濕度、防蟲、防病、防振等特性，應用氣調包裝技術、緩沖包裝技術、保鮮包裝技術等進行了的合理貯運包裝設計，每一種形式都有其獨到的特定，并且在理論上是科學可行的，希望能夠推廣應用于實踐當中，檢驗其經濟效益，為葡萄貯運包裝優化改良做出貢獻。

［1］葛邦國，吳茂玉，和法濤，等.我國葡萄加工產業發展現狀［J］.中國果菜，2008(5):54－55.

［2］蔡佑星，趙東柏，周小媛.葡萄與保鮮包裝［J］.包裝工程，2004，25(1):42 －43，67.

［3］袁軍偉，趙勝建，魏建梅，等.葡萄采后生理及貯藏保鮮技術研究進展［J］.河北農業科學，2009，13(4):80 －83.

［4］及 華，關軍鋒，馮云霄，等.溫度和包裝對巨峰葡萄貯藏品質的影響［J］.食品與發酵工業，2006，32(1):138 －140.

［5］陳春晟，王桂英，張群利，等.基于林業特色的包裝工程專業課程體系構建［J］.森林工程，2012，29(1):84 －86.

［6］吳有梅，任建川，華雪增，等.葡萄采后果粒脫落及保鮮貯藏［J］.植物生理學報，1992，18(3):267 －272.