貯運過程中溫度及振動條件對葡萄貯藏品質的影響

張 哲，張治權，郝俊杰，張 平，朱志強，田津津，丁 浩，毛義瓊

葡萄在貯運過程中由于受到溫度波動和機械振動作用，經常出現大量損耗的問題。如何解決貯運過程中葡萄的損耗問題是當下重要的研究課題之一[1-4]。在國外，Olosunde[5]和Dadhich[6]等詳細研究了溫度波動對食品品質造成的影響。Barchi等[7]通過研究發(fā)現，枇杷振動損傷的頻率范圍為13～25 Hz。國內也有大量的學者做過這方面的研究，張哲等[8-9]研究了冷藏集裝箱內溫度場分布不均勻性對果蔬品質的影響，發(fā)現溫度場越均勻，果蔬品質保持的時間也越長。徐麗婧等[10]通過對平菇在0、2、4 ℃恒溫冷藏和溫度波動貯藏對比實驗，研究了溫度波動對平菇貯藏品質的影響。但是相關的研究大多是針對單一條件進行，本研究通過探索溫度波動和振動對葡萄品質損傷的規(guī)律，尋找實際貯運過程中對葡萄品質損傷相對較輕的貯運條件。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

巨峰葡萄采自天津漢沽，選取陽光明媚天氣進行露天采摘，挑選完全成熟、顏色和果粒大小基本一致的葡萄，剪去病、傷果粒，對葡萄進行初值測試，然后進行預冷處理，放入保鮮劑，采用相同的擺放方式，放入塑料筐內。

CT2葡萄保鮮劑（適用于巨峰及龍眼、玫瑰香品種） 國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津）。

1.2 儀器與設備

UV-1780型紫外分光光度計 日本島津公司；全能臺式高速離心機 德國Heraeus公司；TA.XT PLUS型物性測試儀 英國Stable Micro Systems公司；DY-600-5低頻運輸實驗臺 蘇州實驗儀器總廠。

1.3 方法

1.3.1 實驗設計

實驗以巨峰葡萄為實驗材料，采用塑料筐（565 mm×150 mm×260 mm）盛裝，每箱3 kg，每0.5 kg加保鮮劑1包，采用聚乙烯保護膜進行包裝。做5 個密閉的帳子，置于冷庫當中，放置溫度實驗箱，并用PC-12通道溫度記錄儀記錄帳子里的空間溫度和果實溫度。每個溫度實驗箱10 筐，7 d抽樣調查一次，每次取1筐葡萄進行調查實驗。選取了-1～1、-1～2、-1～3、-1～5 ℃溫度波動區(qū)間，每天波動3 次，并將1 筐-1 ℃下貯藏的葡萄作為空白對照組。

同時，以巨峰葡萄為實驗材料，包裝條件如上所述，研究振動頻率和振動加速度對其品質的影響。根據在我國公路條件下運輸車輛的實際振動情況、中國車輛振動的規(guī)范及學者的相關研究[11-12]，對于振動頻率實驗，將振動加速度設為5 m/s2，巨峰葡萄分別在10、20、30、40、50 Hz振動頻率下振動，振動時間為30 min；對于振動加速度實驗，將振動頻率設定為20 Hz，巨峰葡萄分別在加速度為2.5、5.0、7.5 m/s2下振動，振動時間為30 min。將經過振動的葡萄放入冰溫庫中進行貯藏，7 d為一個周期，取樣調查，測定各項指標。

1.3.2 指標測定

1.3.2.1 硬度測定

采用TA.XT PLUS型質構儀測定，采用P/2n針狀探頭（直徑2 mm），每個樣品取單果15 個，取最大粒，最后取其平均值，測試速率為2 mm/s[13]。

1.3.2.2 可滴定酸含量測定

可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定[14-16]。

1.3.2.3 VC含量測定

VC含量的測定用2,6-二氯靛酚滴定法[17-20]。

1.3.2.4 腐爛率測定

腐爛率根據式（1）計算。

1.3.2.5 脫粒率測定

脫粒率根據式（2）計算。

2 結果與分析

2.1 溫度對貯藏期間巨峰葡萄品質的影響

2.1.1 可滴定酸含量變化

圖1 不同溫度波動下巨峰葡萄可滴定酸含量變化規(guī)律Fig. 1 Change in titratable acid content in grape subjected to vibration at different temperatures

圖1 表示的是在不同溫度波動下巨峰葡萄可滴定酸含量的變化規(guī)律，可滴定酸含量在葡萄的貯藏過程中不斷下降。對照組的可滴定酸含量在貯藏期間下降了17.6%，并且隨著溫度波動的增大，下降速率也不斷增大。溫度波動-1～5 ℃時，可滴定酸含量的下降速率最大，整個貯藏期間下降了51.0%，是對照組的2.9 倍，嚴重影響了巨峰葡萄的口感。

2.1.2 VC含量變化

圖2 不同溫度波動下巨峰葡萄VC含量變化規(guī)律Fig. 2 Change in VC content in grape subjected to vibration at different temperatures

在巨峰葡萄的貯藏過程中VC含量不斷下降，如圖2所示。隨著溫度波動的增大，葡萄VC含量下降速率也不斷增大，對照組的VC含量下降了19.6%，溫度波動-1～5 ℃時，VC含量下降了34.6%，是對照組的1.8 倍。貯藏21 d后，經歷-1～5℃溫度波動的葡萄VC含量急劇下降了17.6%，幾乎接近對照組實驗整個貯藏過程的VC含量下降值。

2.1.3 腐爛率變化

圖3 不同溫度波動下巨峰葡萄腐爛率變化規(guī)律Fig. 3 Change in decay incidence of grape subjected to vibration at different temperatures

從圖3可以發(fā)現，在巨峰葡萄的貯藏過程中腐爛率不斷上升，但是各組葡萄的腐爛率都保持在相對較低的水平。對照組的葡萄在貯藏期間腐爛率達到了0.93%，而-1～1、-1～2、-1～3、-1～5 ℃溫度波動下葡萄的腐爛率分別是0.96%、1.06%、1.1%、1.23%。在溫度波動-1～5 ℃時，葡萄的腐爛率最高，是對照組的1.32 倍，但各組差別不大，由此可以看出溫度波動對葡萄的腐爛率影響不大。

2.1.4 脫粒率變化

巨峰葡萄脫粒率的變化規(guī)律與腐爛率變化規(guī)律類似，脫粒率不斷上升，而且脫粒數量都保持在相對較低的水平，如圖4所示。對照組的葡萄在貯藏的第42天脫粒率達到了0.92%，而-1～1、-1～2、-1～3、-1～5 ℃溫度波動下葡萄的脫粒率分別是1.26%、1.39%、1.42%、1.83%。

圖4 不同溫度波動下巨峰葡萄脫粒率變化規(guī)律Fig. 4 Change in threshing percentage of grape subjected to vibration at different temperatures

2.1.5 硬度變化

圖5 不同溫度波動下巨峰葡萄硬度變化規(guī)律Fig. 5 Change in hardness of grape subjected to vibration at different temperatures

如圖5所示，在巨峰葡萄的貯藏過程中，硬度不斷下降。巨峰葡萄硬度主要是由葡萄中的細胞壁決定的，隨著溫度波動的增大，葡萄細胞損傷嚴重，硬度下降速率也不斷增大，當溫度波動為-1～5 ℃時，硬度的下降速率是最大的，貯藏期間下降了68.2%，是對照組的2.1 倍，到42 d時硬度降低到了0.14 kg/cm2，幾乎失去了貯藏價值，可見溫度波動對巨峰葡萄的硬度影響很大。

綜上可知，溫度波動嚴重影響了巨峰葡萄的貯藏品質，而且溫度波動越大，對貯藏品質的影響越明顯。溫度波動對巨峰葡萄的宏觀指標腐爛率、脫粒率影響相對較小，但對微觀指標尤其是VC含量和硬度的影響非常巨大。經歷了較大溫度波動的葡萄，到達貯藏的42 d時，雖然外觀上變化相對較小，但是從VC含量、硬度等指標上看，葡萄的品質已經嚴重下降，幾乎失去了貯藏價值。

2.2 振動加速度對貯藏期間巨峰葡萄品質的影響

2.2.1 可滴定酸含量變化

圖6表示的是不同振動加速度對巨峰葡萄可滴定酸含量的影響規(guī)律，可滴定酸含量在葡萄的貯藏過程中不斷下降。在2.5 m/s2的實驗條件下，可滴定酸含量下降了24.0%，5.0、7.5 m/s2時分別為25.0%和27.5%，7.5 m/s2時的下降趨勢最快，而且前21 d葡萄的可滴定酸含量下降幅度很大，占了整個貯藏期間下降值的81.8%，這時巨峰葡萄口感風味已經很差了。振動加速度越大，巨峰葡萄可滴定酸含量的下降速率越大，而且對貯藏前期可滴定酸含量的影響效果越明顯。

圖6 不同振動加速度下巨峰葡萄可滴定酸含量變化規(guī)律Fig. 6 Change in titratable acid content in grape subjected to vibration at different acceleration rates

2.2.2 VC含量變化

圖7 不同振動加速度下巨峰葡萄VC含量變化規(guī)律Fig. 7 Change in VC content in grape subjected to vibration at different acceleration rates

從圖7可以發(fā)現，VC含量在巨峰葡萄的貯藏過程中不斷下降。在2.5 m/s2實驗條件下，VC含量下降了38.2%，而5.0、7.5 m/s2時分別下降了40.6%和43.1%，2.5 m/s2時下降趨勢最慢。振動加速度的增大會造成果膠酯酶、纖維素酶等一系列相關酶活性的增加，從而造成VC含量下降。與可滴定酸變化規(guī)律相似，振動加速度越大，VC含量的下降速率越大，而且對巨峰葡萄貯藏前期VC含量影響效果最明顯。

2.2.3 腐爛率變化

圖8 不同振動加速度下巨峰葡萄腐爛率變化規(guī)律Fig. 8 Change in decay incidence of grape subjected to vibration at different acceleration rates

如圖8所示，在巨峰葡萄的貯藏過程中腐爛率不斷上升。在振動加速度為2.5 m/s2時，葡萄在貯藏期間腐爛率達到了2.5%，而在5.0、7.5m/s2時，分別是4.6%和6.6%，在7.5m/s2時，葡萄的腐爛率的上升趨勢最快，是2.5 m/s2的2.6 倍。綜合圖3可以發(fā)現，振動對巨峰葡萄腐爛率的影響要遠遠大于溫度波動的影響，這主要是由于振動造成了葡萄的機械損傷，加速了葡萄的腐爛速度。

2.2.4 脫粒率變化

圖9 不同振動加速度下巨峰葡萄脫粒率變化規(guī)律Fig. 9 Change in threshing percentage of grape subjected to vibration at different acceleration rates

從圖9可以發(fā)現，在巨峰葡萄的貯藏過程中脫粒率不斷上升，雖然振動加速度實驗中脫粒率保持在相對較低的水平，但是明顯比溫度波動實驗脫粒率大，這主要是因為振動破壞了葡萄的果穗組織。在2.5 m/s2時，葡萄在貯藏期間脫粒率達到了3.24%，而在5.0、7.5 m/s2時，葡萄的脫粒率分別是4.64%和6.17%。可以發(fā)現振動加速度越大巨峰葡萄的脫粒率也越大，7.5 m/s2的脫粒率是2.5 m/s2的1.8 倍。

2.2.5 硬度變化

圖10 不同振動加速度下巨峰葡萄硬度變化規(guī)律Fig. 10 Change in hardness of grape subjected to vibration at different acceleration rates

如圖10所示，經歷不同加速度振動的巨峰葡萄，在貯藏過程中硬度不斷下降，這主要是由于振動破壞了葡萄的細胞組織，造成了細胞壁損傷，加速了葡萄的腐爛速度。并且隨著振動加速度的增大，巨峰葡萄硬度的下降速率也不斷增大。在2.5 m/s2時，巨峰葡萄的硬度在貯藏期間下降了18.0%，7.5 m/s2時為59.1%，下降速率最大，是2.5 m/s2時的3.3 倍。

2.3 振動頻率對貯藏期間巨峰葡萄品質的影響

2.3.1 可滴定酸含量變化

由圖11可見，在葡萄的貯藏過程中可滴定酸含量不斷下降。在20 Hz實驗條件下，可滴定酸含量下降了30.4%，下降趨勢最慢；而在40 Hz時可滴定酸含量的下降速率最快，在貯藏期間下降了50.8%；10 Hz時下降了49.2%，僅僅低于40 Hz時。從圖11還可以發(fā)現，并非振動頻率越大，葡萄可滴定酸含量下降速率也越快。

圖11 不同振動頻率下巨峰葡萄可滴定酸含量變化規(guī)律Fig. 11 Change in titratable acid content in grape subjected to vibration at different frequencies

2.3.2 VC含量變化

圖12 不同振動頻率下巨峰葡萄VC含量變化規(guī)律Fig. 12 Change in VC content in grape subjected to vibration at different frequencies

經歷不同振動的巨峰葡萄VC含量在貯藏過程中不斷下降[21-22]。如圖12所示，在20 Hz實驗條件下，VC含量下降最緩慢，整個貯藏期間下降了22.3%；40 Hz時下降速率最快，下降了35.9%；而50、30 Hz的下降趨勢基本相同，分別下降了28.2%和26.9%；10 Hz下降速率僅低于40 Hz，貯藏期間下降了29.9%。

2.3.3 腐爛率變化

圖13 不同振動頻率下巨峰葡萄腐爛率變化規(guī)律Fig. 13 Change in decay incidence of grape subjected to vibration at different frequencies

由圖13可見，巨峰葡萄腐爛率在貯藏過程中是不斷上升的，這主要是由于振動造成了葡萄果實的損傷，加重了腐爛程度。綜合數據分析葡萄腐爛率大小依次為40 Hz＞10 Hz＞50 Hz＞30 Hz＞20 Hz，因此其腐爛率與振動頻率不是簡單的線性關系。在20Hz實驗條件下，腐爛率在貯藏期間上升了3.21%，相比10、30、40、50Hz振動頻率條件下其上升的趨勢最慢；而40Hz時上升速率最快，上升了9.52%。

2.3.4 脫粒率變化

圖14 不同振動頻率下巨峰葡萄脫粒率變化規(guī)律Fig. 14 Change in threshing percentage of grape subjected to vibration at different frequencies

如圖14所示，經歷不同振動的巨峰葡萄，在貯藏過程中脫粒率不斷上升。其中在20 Hz實驗條件下，脫粒率上升速率最慢，在貯藏期間上升了4.85%；而40 Hz時的上升速率最快，上升了10.23%；10、30、50 Hz時分別為7.56%、6.24%、6.45%。可以發(fā)現并非振動頻率越低脫粒率也越低，這主要是由于低頻10 Hz是振動能量集中的階段，振動破壞了葡萄的果穗組織的原因。

2.3.5 硬度變化

圖15 不同振動頻率下巨峰葡萄硬度變化規(guī)律Fig. 15 Change in hardness of grape subjected to vibration at different frequencies

由圖15可見，在葡萄的貯藏過程中，硬度不斷下降。在20 Hz振動頻率下，巨峰葡萄的硬度下降了40.9%，下降速率最慢；而40 Hz時，下降速率最快，整個貯藏期間下降了68.2%，是前者的1.7 倍，并且貯藏期的前28 d，巨峰葡萄硬度下降速率明顯提升，而在35～42 d的貯藏時間內，硬度下降速率有所放緩。在40 Hz時接近固有頻率，對葡萄微器官損傷較大[23-24]，而低頻振動會造成對表層組織的損害，由此產生圖示的結果。

綜上可知，振動加速度越大，對巨峰葡萄品質影響越大，對巨峰葡萄貯藏前期影響越明顯，且振動加速度對脫粒率和硬度相關指標影響更加明顯。在不同的振動頻率下，葡萄的變質速度也不相同，并非振動頻率越大，其變質速度也越快，這主要是由于低頻10 Hz是一個振動能量集中的階段，葡萄果實相互間以及果實與包裝間碰撞擠壓嚴重[25]，而當頻率升高至40 Hz時，接近固有頻率，包裝間達到了一個振動的峰值狀態(tài)，葡萄果實受損程度增大。

3 結 論

溫度波動嚴重影響了巨峰葡萄的貯藏品質，溫度波動小的實驗組，其可滴定酸含量、VC含量較其他組能維持在相對高的水平，變化率也較小。溫度波動越大，其對葡萄貯藏品質的影響越明顯，尤其對其VC含量和硬度的影響非常巨大；振動使巨峰葡萄果實表面之間產生反復的擠壓、摩擦以及沖撞，振動加速度越大對巨峰葡萄貯藏品質前期影響越明顯，而且對脫粒率和硬度的影響更加明顯；同時發(fā)現并非振動頻率越大，其變質速度也越快，經歷了10、40、50 Hz振動的葡萄，其變質速度較20、30 Hz時快，其中40 Hz時最快，而20 Hz下變質最慢。說明應避免固有頻率和低頻振動，以減少在貯運過程中對巨峰葡萄的損傷及品質的影響。

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