振動對不同堆高哈密瓜果實理化品質影響差異性研究

房世杰，徐斌，潘儼，張婷，胡慧慧

(1.新疆農業科學院，烏魯木齊 830091；2.新疆農業科學院農產品貯藏加工研究所，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】哈密瓜是新疆厚皮甜瓜的總稱。2016年新疆哈密瓜種植面積達到8.22×104hm2，年產量達到292×104t，外銷占總量的70%[1]。目前新疆哈密瓜以外銷為主，由運輸振動造成的品質損耗，導致哈密瓜品質下降、貨架期短、商品率低?！厩叭搜芯窟M展】運輸過程中的振動會明顯增加哈密瓜強果實采后呼吸強度[2-4]，公路運輸的垂直振動明顯強于水平振動[5-11]；相同振動頻率模擬條件，垂直振動比水平振動提高哈密瓜呼吸強度12%～16%[12]。呼吸速率的大小可反映瓜果采后代謝活動的強弱，測定哈密瓜果實呼吸速率可衡量振動對哈密瓜呼吸作用的影響，對掌握哈密瓜運輸過程中生理狀態具有重要指導意義[13]。相對電導率是反映細胞膜系統狀況的一個重要的生理生化指標，可用來表示細胞膜的滲透率，植物在受到逆境或者其他損傷的情況下細胞膜容易破裂，膜蛋白受傷害使胞質的胞液外滲，相對電導率增大[14]。沖擊，運輸搬卸發生的摔碰、擠壓、踩踏，直接造成果實表面或內部機械傷，是流通和靜態貨架期出現病害的主要原因?！颈狙芯壳腥朦c】在哈密瓜冷藏運輸過程中，持續的低頻振動會對哈密瓜果實生理及品質產生影響，不同堆裝高度的瓜箱振動強度差異性較大，承受的壓力不同導致哈密瓜生理及品質影響也會不同。【擬解決的關鍵問題】以哈密瓜早熟品種西州密25號為試材，通過模擬實際冷藏運輸振動，分析不同堆裝高度哈密瓜果實生理及品質參數的變化，探明運輸振動對不同堆高哈密瓜果實理化品質的影響，為其貯運保鮮技術的優化提供基礎數據依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.2 方 法

1.2.1 試驗設置

果實采摘裝車后當天運往冷藏保鮮庫，測定初始值。先將果實預冷24 h后使其溫度緩慢降至4℃，即開始模擬運輸振動實驗。振動平臺規格為：長1.8 m×寬1.2 m×高1.8 m，將瓜箱整齊碼放在振動平臺上，每層碼放6箱瓜(每箱瓜重量約10 kg)，共碼放10層、60箱，用尼龍帶固定，設置3個振動堆高處理：2箱高(下)、6箱高(中)、10箱高(上)；將振動頻率調至7 Hz，模擬實際運輸振動強度[15-19]，以靜置哈密瓜為對照(CK)，連續振動14 d，每隔2 d分別從底層、中層、頂層取3個果實測取生理及品質指標。圖1

圖1 取樣示意
Fig.1 Sampling schematic diagram

1.2.2 儀器與設備

振動臺實驗系統：MPA408/LS444M型，北京航天希爾測試技術有限公司；氣體分析儀：CNOT-201C型，天津森羅公司；電子天平：JY30001型，上海方瑞儀器有限公司；電導率儀：DDB-6200型，上海精密科學儀器有限公司。

1.2.3 測定指標

采用整瓜釋放CO2和乙烯量進行呼吸強度測算。VC含量、果肉相對電導率的測定方法參照文獻方法進行[20]?？傻味ㄋ岷坎捎脷溲趸c滴定法測定?？扇苄怨绦挝锖坎捎肨D-45數顯折光儀測定。水分含量采用稱重法測定。

1.3 數據處理

采用SPSS20.0軟件進行方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 振動對不同堆高哈密瓜果實呼吸速率影響

研究表明，下層實驗瓜呼吸速率始終高于中層和上層，三者的呼吸速率在第12 d時，達到最高值，分別為：上層20 mg/(kg·h)；中層18.5 mg/(kg·h)；下層24.6 mg/(kg·h)。CK呼吸速率在實驗過程中始終處于最低，波動不大，在第10 d CK呼吸速率值達到最大為8.75 mg/(kg·h)，在第14 d達到最低為：5.95 mg/(kg·h)。這說明在4℃時，哈密瓜靜置狀態的細胞代謝水平較低，而振動條件可促進哈密瓜細胞代謝水平的升高，增加細胞活性。振動對呼吸速率影響大小為：下層>上層>中層>CK。顯著性(P<0.05)差異分析可知，下層哈密瓜呼吸速率與CK具有顯著性差異；上層、中層哈密瓜呼吸速率與CK在試驗前8 d差異不顯著，第10 d開始差異顯著。圖2

圖2 哈密瓜呼吸速率變化
Fig.2 The change of Hami-melon Breathe speed

2.2 振動對不同堆高哈密瓜果肉相對電導率的影響

研究表明，實驗用瓜果肉相對電導率初始值為0.295%，實驗第2 d，上、中、下層果肉相對電導率明顯升高，CK相對電導率值基本沒有變化。隨后，各組果肉相對電導率均出現升高，到第4 d，上、中、下組升高至較高水平，之后開始下降，到第8 d降至較低水平，第10 d又出現小幅升高，隨后，中、下組果肉相對電導率開始下降，而此時上組繼續升高，到第12 d，上組升高至較高水平，之后開始下降。CK在第2 d之后果肉相對電導率持續升高，在第10 d升高至較高水平，之后開始下降，第12 d開始到第14 d又出現小幅升高趨勢。中層果肉相對電導率始終處于較高值，CK始終處于較低值，說明振動引起果肉相對電導率增大，這種影響對中間層哈密瓜果肉較明顯。振動對果肉相對電導率影響按大小為：中層>下層>上層。顯著性差異分析表明，實驗前8 d，上、中、下各組果肉相對電導率與CK之間存在顯著性差異，其中中間層與CK差異最顯著，實驗第8 d，各組與CK之間差異不顯著，實驗第10 d開始到第12 d，各組與CK之間差異顯著，實驗第14 d，各組與CK之間果肉相對電導率差異性不顯著。圖3

圖3 哈密瓜果肉相對電導率變化
Fig.3 The change of Hami-melon pulp’s Relative electrolytic leakage

2.3 振動對不同堆高哈密瓜果肉水分含量影響

研究表明，試驗用瓜果肉水分含量初始值平均為87.78%，隨著時間延長，各組水分含量均呈下降趨勢。CK從實驗第2 d開始水分含量下降較明顯，到第4 d降至86.5%，實驗第6 d水分含量出現小幅升高，這可能與所取樣瓜個體差異有關，從第6 d開始，CK果肉水分含量緩慢下降，第14 d降至85.1%。上層、中層、下層各處理組果肉水分含量從實驗開始均表現下降趨勢，并且始終低于CK(除了第12 d以外)，說明振動會加速哈密瓜果肉水分含量的流失。試驗前2 d，中層果肉水分含量下降較明顯，從第2 d到第4 d，上層果肉水分含量下降較明顯，從第4 d到第6 d，上、中、下各組果肉水分含量變化相似，第6 d到第10 d，中、下兩組果肉水分含量出現小幅升高，而上層果肉水分含量從第8 d到第12 d出現升高，出現這一現象暫時還無法解釋原因。第12 d后，各組果肉水分含量進一步下降，到第14 d，上層降至84.9%，中層降至84.6%，下層降至84.1%，各組果肉水分含量均小于CK。顯著性差異分析表明，試驗前8 d，各處理組與CK之間果肉水分含量差異不顯著，說明前8 d，振動對果肉水分含量流失影響較小。試驗從第10 d到12 d，下層與CK果肉水分含量差異不顯著，與上層、中層差異顯著，同時，上層與中層之間差異較顯著，之后到14 d，各組與CK之間果肉水分含量差異不顯著，說明從12 d以后，振動對哈密瓜果肉水分含量流失影響較小。圖4

圖4 哈密瓜果肉水分含量變化
Fig.4 The change of Hami-melon pulp’s Moisture content

2.4 振動對不同堆高哈密瓜果肉可溶性固形物含量的影響

試驗用瓜可溶性固形物含量初始值平均為15.1%。各組果肉可溶性固形物含量值隨時間延長呈下降趨勢，但是變化有升有降，呈波浪狀。CK果肉可溶性固形物含量變化波動最大，但始終維持在14%～15%，出現這一現象可能與哈密瓜在低溫環境下生理代謝有關。實驗前8 d，各振動處理組果肉可溶性固形物含量變化不明顯，說明振動有效抑制了哈密瓜糖類物質代謝。從第8 d開始到第10 d，上層果肉可溶性固形物含量出現明顯下降，降至11.3%，與CK較為接近，之后開始升高，到第14 d升高至13.8%。中層、下層果肉可溶性固形物含量在第10 d后出現較明顯波動，中層在第12 d出現明顯降低，之后在第14 d小幅升高，而下層在第12 d小幅升高，之后在第14 d出現明顯降低。與CK相比，振動有效抑制了上、中、下層果肉可溶性固形物含量的變化，但第12 d后，各振動處理組果肉可溶性固形物含量低于CK。振動對各組果肉可溶性固形物含量影響按大小排序：上層>中層 >下層。圖5

圖5 哈密瓜果肉可溶性固形物變化
Fig.5 The change of Hami-melon pulp’s Soluble solid

2.5 振動對不同堆高哈密瓜果肉可滴定酸含量的影響

試驗用瓜可滴定酸含量初始值為5.2%，隨著時間延長，各組可滴定酸含量呈升高趨勢。CK果肉可滴定酸含量在實驗前2 d出現下降，但從第2 d開始到第8 d出現顯著升高，達到7.2%，是初始值的1.4倍，第10 d出現明顯下降，降至5%，之后開始升高，到第14 d升高至6.6%，是初始值的1.3倍。上層和下層果肉可滴定酸含量在實驗前8 d變化相似，差異不明顯。第10 d，上層升高至最大值7.3%，下層下降至6.3%；第12 d，上層出現明顯下降，降至5.8%，下層升高至6.8%；第14 d，上層升高至6.3%，下層下降至5.8%。中間組果肉可滴定酸含量在實驗前8 d變化相對平穩，第10 d出現明顯升高，達到7.1%，第12 d出現小幅下降，之后再次升高，第14 d升高至最大值7.3%。從第2 d到第8 d，各振動組可滴定酸含量雖然有波動，但變化幅度較小，第8 d開始各組出現較大 波動。顯著性差異分析可知，從第6 d到第12 d，各振動處理組果肉可滴定酸含量與CK具有顯著性差異，第12 d之后差異不顯著。振動對各處理組果肉可滴定酸含量影響為：中層>上層 >下層。圖6

圖6 哈密瓜果肉可滴定酸變化
Fig.6 The change of Hami-melon pulp’s Titratable acid

2.6 振動對不同堆高哈密瓜果肉VC含量影響

研究表明，用哈密瓜果肉VC含量初始值平均為13.6 mg/100 g，隨著時間延長，各組果肉VC含量均呈下降趨勢，CK果肉VC含量始終高于其他各組，說明振動會加速哈密瓜果肉VC含量流失。在整個實驗過程中，下層處理組果肉VC含量始終較低，這一現象在前6 d比較明顯，實驗第2 d，下層果肉VC含量降幅最大，下降至8.2 mg/100 g，之后繼續下降，第6 d降至4.2 mg/100 g ，在各處理組中處于最低值。第8 d，中層果肉VC含量降幅最大，下降至2.6 mg/100 g，在各處理組中處于最低。從第8 d開始，上、中、下處理組果肉VC含量相近，變化趨勢相似。顯著性差異分析可知，實驗前2 d，CK與上層、中層之間果肉VC含量差異不顯著，與下層差異顯著，實驗第4 d、第6 d，CK與各處理組之間差異不顯著，第8 d開始到第10 d，CK與各處理組之間差異顯著，第12 d，CK與中層差異不顯著，與上層、下層差異顯著，第14 d各組之間差異不顯著。振動對各處理組哈密瓜果肉VC含量影響按大小排序：下層>上層>中層。圖7

圖7 哈密瓜果肉VC含量變化
Fig.7 The change of Hami-melon pulp’s Vitamin c

2.7 哈密瓜果肉理化品質參數間相關性

研究表明，哈密瓜果肉相對電導率與VC含量呈顯著負相關(P<0.05)，說明果肉相對電導率越大，VC含量越??；哈密瓜果肉水分含量與VC含量呈極顯著正相關(P<0.01)，果肉水分含量越多，VC含量就越多；哈密瓜呼吸速率與果肉可溶性固形物含量、可滴定酸含量呈負相關，但不顯著，說明哈密瓜呼吸速率越大，果肉可溶性固形物與可滴定酸含量越?。还釼C含量與可溶性固形物、可滴定酸含量呈負相關，但不顯著；呼吸速率與水分含量、VC含量呈正相關，但不顯著；果肉相對電導率與水分含量呈負相關，與可滴定酸含量呈正相關，但不顯著；果肉水分含量與可溶性固形物含量、可滴定酸含量呈負相關，但不顯著；果肉可溶性固形物含量與可滴定酸含量呈正相關，但不顯著。表1

表1 哈密瓜果肉理化品質參數間相關性(R)
Table 1 Correlation (R) among quality parameters of Hami-melon pulp

理化參數Quality parameter呼吸速率Breathe speed相對電導率Relative electrolytic leakage水分含量Moistrue content可溶性固形物Soluble solid可滴定酸Titratable acidVCVitamin C呼吸速率 Breathe speed1.000相對電導率 Relative electrolytic leakage-0.1391.000水分含量 Moistrue content0.699-0.6731.000可溶性固形物 Soluble solid-0.693-0.075-0.421.000可滴定酸 Titratable acid-0.5880.501-0.5380.7391.000VC Vitamin C0.458-0.868?0.925??-0.262-0.6031.000

注：*表示P<0.05顯著水平，**表示P<0.01極顯著水平

Note：*Significant at 0.05 levels,**Significant at 0.01 levels

3 討 論

哈密瓜采后果實生理代謝活動仍然比較活躍。持續的低頻振動會加速果實采后衰老進程，甚至造成振動損傷。有研究表明，振動時間、振動頻率以及堆碼高度都會對哈密瓜果實振動損傷形成產生影響[21]。由于振動損傷誘發一系列的生理生化異常變化，從而使果實衰老加快、營養品質迅速下降 、腐爛增加，導致貯藏期縮短[22-23]。4～6 ℃低溫環境可抑制哈密瓜采后果實呼吸作用，但持續的振動會促進果實呼吸作用，這種促進作用對下層果實尤為明顯。哈密瓜在4～6 ℃低溫環境下靜置2 d，其果肉相對電導率基本沒有變化，但靜置2 d后，其果肉相對電導率開始升高。在前2 d時間里，振動對果肉相對電導率影響比較大，這種影響對中層果肉尤其明顯。連續振動4 d后，果肉相對電導率維持較高水平，變化不大，可能是持續的振動對哈密瓜果肉細胞壁組織造成不可逆損傷，這種損傷在振動96 h內產生，導致胞液外滲，電導率升高。振動會加速果肉水分含量散失，這種影響在前6 d比較明顯，之后，各振動處理組果肉水分含量與CK相近。振動會使果肉可溶性固形物含量降低，尤其在連續振動10 d后，上層果肉可溶性固形物含量出現明顯下降。這是由于持續低頻振動會促進果實呼吸作用，加速消耗水分和糖分，造成水分含量減少以及可溶性固形物含量降低，這與各參數間相關性分析一致。振動對哈密瓜果肉可滴定酸含量有影響，但影響不大，連續振動8 d可抑制下層果肉可滴定酸含量升高。振動會加速果肉VC含量下降，這種影響在前4 d較為明顯，振動對下層果肉VC含量影響較大。

4 結 論

在4～6℃，與靜置哈密瓜對比，振動會促進果實的進一步熟化，會加快果實呼吸速率、相對電導率的升高，會加速果肉水分及VC含量的下降。振動對不同堆高哈密瓜果實理化品質影響也不相同，對下層果實品質影響最明顯，振動對不同堆高哈密瓜果實理化品質影響按大小排序：下層>中層>上層。低溫(4～6 ℃)貯藏期間果實VC含量與相對電導率呈顯著負相關(P<0.05)，與水分含量呈極顯著正相關(P<0.01)。