模擬運輸振動對蓮藕貯藏品質的影響

陳學玲，家志文，范傳會，梅新，施建斌，何建軍

（湖北省農業科學院 農產品加工與核農技術研究所，湖北 武漢 430064）

蓮藕是我國特色的水生蔬菜，脆甜可口，富含VC、多酚、膳食纖維等，具有提高免疫力、促進腸道消化、抗氧化、降血壓等功效，具有較高的營養價值。蓮藕含水量高、皮薄，在運輸過程中易受損，導致品質下降，嚴重影響其商品性。湖北省是蓮藕主產區，現階段以公路運輸為主，長時間的振動脅迫不可避免地造成蓮藕的損傷。

目前，國內關于新鮮蓮藕的研究多集中在保鮮保質方面[1-7]。近年來，隨著物流業的快速發展，更多的學者開始關注運輸過程中果蔬品質的變化，如運輸振動強度、振動時間、溫度波動及包裝等因素對果蔬品質的影響，涉及的果蔬有芒果[8]、獼猴桃[9]、紅椒[10]、藍莓[11]、水蜜桃[12]、哈密瓜[13-14]等。關于運輸振動對蓮藕品質影響的研究，尚未見報道。因此，有必要開展運輸振動對蓮藕的品質影響規律的研究。本試驗以鄂蓮5號蓮藕為原料，模擬3種不同嚴酷水平的運輸振動環境，對比分析運輸振動對蓮藕貯藏期間的失重率、色澤、呼吸強度、丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量、電導率、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性及過氧化物酶（peroxidase，POD）活性等指標的影響，為研究高效的運輸減損、品質保持技術提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蓮藕（鄂蓮5號）：武漢市金水祺良農副產品有限公司；偏磷酸、草酸（分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

MPA407型振動臺：天津航天瑞萊科技有限公司；3K15型高速冷凍離心機：德國西格瑪公司；GY-4型硬度計：樂清市艾德堡儀器有限公司；UV1100型紫外可見分光光度計：北京萊伯泰科儀器股份有限公司；FSH-2A型可調高速勻漿機：鎮江市華銀儀表電器有限公司；CS-580B型分光測色儀：杭州彩譜科技有限公司；Tel 7001型紅外二氧化碳分析儀：美國Telaire公司；DSJ-11C型電導率儀：上?；浢骺茖W儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 振動模擬試驗

新鮮蓮藕清洗后裝箱（20kg/箱），放入振動臺（4℃），模擬鋼簧減振卡車運輸，采用隨機振動模式，隨機振動參數參考GB/T 4857.23—2012《包裝 運輸包裝件基本試驗第23部分：隨機振動試驗方法》，具體參數見表1[15]。3種不同嚴酷水平設為3個振動組，振動120 min。每個振動組包含3箱樣品。對照組（CK）不做振動處理。振動結束后，將樣品置于4℃貯藏。每6 d取樣，測量各指標。隨機振動強度大小排序為水平Ⅰ＞水平Ⅱ＞水平Ⅲ。

表1 模擬運輸的隨機振動功率參數Table 1 Sandom vibration power parameters for simulated transportation

1.3.2 呼吸強度測定

呼吸強度采用CO2分析儀測定，結果以mg/（kg·h）表示。

1.3.3 失重率測定

失重率采用稱重法測定[6]。

1.3.4 硬度測定

硬度采用GY-4果實硬度計測定[16]，在蓮藕赤道半徑附近測定5次，取平均值，為1節蓮藕的硬度。每組樣品取3節蓮藕。

1.3.5 色澤測定

采用色度儀測定蓮藕表面的色澤[3]，以白度值（whiteness index，WI）表示。在蓮藕赤道半徑附近測5次，取平均值，為1節蓮藕的WI。每組樣品取3節蓮藕。

1.3.6 電導率測定

電導率參照文獻[16]的方法測定。

1.3.7 VC含量測定

VC含量測定依據GB 5009.86—2016《食品安全國家標準食品中抗壞血酸的測定》，采用2，6-二氯靛酚滴定法[17]。

1.3.8 MDA含量測定

MDA含量參照文獻[16]的方法測定。

1.3.9 PPO活性測定

采用鄰苯二酚法測PPO的活性[16]。

1.3.10 POD活性測定

采用愈創木酚法測定POD的活性[16]。

1.4 數據處理

數據取3次重復的平均值，采用平均數±標準偏差表示，用Origin8.5進行圖形繪制，采用SPSS16.0進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 振動對蓮藕呼吸強度的影響

呼吸強度是衡量果蔬新陳代謝的重要指標，呼吸作用越旺盛，采后果蔬衰敗得越快。蓮藕采后，呼吸作用是其新陳代謝的主要形式，蓮藕的各種生理生化過程與呼吸作用相關。振動對蓮藕呼吸強度的影響見圖1。

圖1 振動對蓮藕呼吸強度的影響Fig.1 Effect of vibration on respiratory intensity of lotus root

由圖1可知，在貯藏期間，4組蓮藕的呼吸強度均呈現先降低后升高的趨勢。貯藏0 d，水平Ⅰ、水平Ⅱ和水平Ⅲ振動組的呼吸強度分別是CK組的1.83倍、2.03倍和1.41倍；貯藏30 d，水平Ⅰ、水平Ⅱ和水平Ⅲ振動組的呼吸強度分別是CK組的1.54倍、1.62倍和1.05倍。這與振動處理對哈密瓜[13]、賽買提杏果[18]等呼吸強度的影響一致。這是由于果蔬通過增強呼吸作用進行抵御逆境的不利影響[19]，是一種呼吸保衛反應。

2.2 振動對蓮藕失重率的影響

失重率通常用于衡量果蔬貯藏品質，失重率的上升主要由水分散失和微生物腐敗引起。振動對蓮藕失重率的影響見圖2。

圖2 振動對蓮藕失重率的影響Fig.2 Effect of vibration on weight loss rate of lotus root

由圖2可以看出，3個振動組及CK組的蓮藕失重率均隨著貯藏時間的延長而呈現上升趨勢。在貯藏期間，3個振動處理組的失重率一直高于CK組。貯藏30d，水平Ⅰ、水平Ⅱ和水平Ⅲ振動組的失重率分別比CK組高出38.28%、31.78%和27.84%?？梢?，振動強度越大，蓮藕失重率越大。在運輸過程中，振動對蓮藕造成了機械損傷，導致蓮藕在貯藏后期腐敗嚴重，失重率上升速率增加。這與趙蕓等[20]以豆芽、茄子為原材料的研究結果相一致。

2.3 振動對蓮藕硬度的影響

果蔬采后硬度的變化為軟化和硬化，軟化的主要原因有失水、果膠分解、組織腐爛等[17]。振動對蓮藕硬度的影響見圖3。

圖3 振動對蓮藕硬度的影響Fig.3 Effect of vibration on hardness of lotus root

由圖3可知，在貯藏期間，CK組的硬度均高于其它3組，4組蓮藕的硬度均呈下降的趨勢，其中水平I振動組硬度下降幅度（21.18%）最大，CK組硬度下降幅度（17.11%）最小。這說明振動處理促進蓮藕軟化，且振動強度越大，硬度下降越多。這與謝丹丹等[21]、周然等[22]研究得出的振動強度越大、果實軟化越快的結論一致?？赡苁怯捎谡駝犹幚韺е律徟旱慕M織受損，引起果膠酶活性增大，促進細胞壁降解，加快了組織軟化。

2.4 振動對蓮藕色澤的影響

白度是蓮藕的重要色澤性狀指標。在采后貯藏過程中，蓮藕表皮易發生褐變、出現黑斑等。WI越大，說明蓮藕表皮越趨近白色。振動對蓮藕WI的影響見圖4。

圖4 振動對蓮藕色澤的影響Fig.4 Effect of vibration on the color of lotus root

由圖4可知，在貯藏期間，4組蓮藕的WI均有下降。振動組與CK組蓮藕的WI變化差異較大，CK組WI緩慢下降，3個振動組WI下降幅度均高于CK組。貯藏30 d，CK組WI下降6.39%，水平Ⅰ、水平Ⅱ和水平Ⅲ振動組的WI分別下降14.00%、8.56%、13.29%。本研究發現運輸振動加速了蓮藕白度下降，引起褐變。蓮藕褐變原因主要是由于組織中的多酚氧化酶將酚類物質氧化成醌，再進一步聚合形成褐色和黑色素，造成褐變[23]。

2.5 振動對蓮藕細胞膜透性的影響

相對電導率反映果蔬細胞膜的透性，可直接判斷細胞膜是否受損及損傷程度。振動對蓮藕細胞膜透性的影響見圖5。

圖5 振動對蓮藕相對電導率的影響Fig.5 Effect of vibration on relative conductivity of lotus root

由圖5可見，貯藏期間，各組蓮藕的相對電導率呈先降低后升高的趨勢。貯藏18 d，4組相對電導率達到最低值，之后隨著貯藏期的延長而上升。在貯藏期間，3個振動組蓮藕的相對電導率均大于CK組，說明振動加速蓮藕組織受損。程曦等[18]和謝丹丹等[21]在杏、獼猴桃的振動研究中，同樣發現振動導致相對電導率上升。

2.6 振動對蓮藕VC含量的影響

VC是蓮藕主要的營養物質之一。振動對蓮藕VC含量的影響見圖6。

圖6 振動對蓮藕VC含量的影響Fig.6 Effect of vibration on VCcontent of lotus root

由圖6可知，在貯藏期間，4組蓮藕的VC含量均呈現下降趨勢。CK組蓮藕的VC含量一直高于其它3組，水平I振動組蓮藕的VC含量始終最低。可見振動處理加快了蓮藕VC的流失，且振動強度越大，流失得越快。曾媛媛等[13]以哈密瓜為原材料，研究表明運輸過程中走高速比走一級公路、二級公路、三級公路對哈密瓜造成的營養流失要小。說明蓮藕的運輸過程中應盡量避免振動強度高的路段。

2.7 振動對蓮藕MDA含量的影響

MDA是植物發生膜脂過氧化反應的產物，其濃度能夠反映植物體內脂質過氧化的程度。MDA的積累會加快植物的衰老。振動對蓮藕MDA含量的影響見圖7。

圖7 振動對蓮藕MDA含量的影響Fig.7 Effect of vibration on MDA content of lotus root

由圖7可知，貯藏0～30 d，4組蓮藕的MDA含量均呈上升趨勢。CK組蓮藕的MDA含量低于3個振動組，振動強度越大，MDA含量越高。說明振動處理使蓮藕MDA含量上升，一定程度上加快了蓮藕的衰老，這與振動處理蒜薹的研究結論相一致[24]。

2.8 振動對蓮藕PPO活性的影響

PPO能夠催化多種酚類物質氧化形成醌類化合物，進而聚合形成黑色、棕色或褐色的聚合物。PPO是蓮藕酶促褐變反應的關鍵酶。振動對蓮藕PPO活性的影響見圖8。

圖8 振動對蓮藕PPO活性的影響Fig.8 Effect of vibration on PPO activity of lotus root

由圖8可知，振動處理后，3個振動組的PPO活性均高于CK組。貯藏期間，PPO活性呈現上升趨勢，水平I振動組一直高于其它2個振動組。說明振動處理對于PPO活性起到了促進作用，加快了蓮藕組織褐變，這與本試驗2.4關于色澤的研究結果相一致。

2.9 振動對蓮藕POD活性的影響

POD是植物體內的細胞保護酶之一，是一種過氧化物清除劑，因而POD具有抗衰老的作用[25]。振動對蓮藕POD活性的影響見圖9。

圖9 振動對蓮藕POD活性的影響Fig.9 Effect of vibration on POD activity of lotus root

由圖9可知，4組蓮藕POD活性呈整體上升趨勢。貯藏0 d，CK組蓮藕的POD活性高于3個振動組，說明振動處理會導致蓮藕POD活性降低。貯藏30 d，水平I振動組過氧化物酶活性小于其它振動組，可見振動處理抑制了蓮藕貯藏期間POD活性，且振動強度越大，抑制效果越好。周然等[14]研究發現，運輸振動影響哈密瓜中POD的活性，從而降低POD的抗氧化保護作用。

3 結論

研究發現，振動處理降低了蓮藕的品質，且振動強度越大，蓮藕品質下降越快。在低溫貯藏期間，振動促進了蓮藕的呼吸作用，引起更多的失水，使得蓮藕硬度下降。振動促進膜脂氧化和VC氧化，破壞細胞完整性，相對電導率不斷升高，抑制POD活性，加速蓮藕衰老。振動激發了蓮藕PPO活性，促進表皮褐變，致使顏色劣變。因此，在運輸過程中應避免路況差的路段，盡量選擇平緩路段，或者改善包裝方式和包裝材料，來降低運輸過程中蓮藕的損傷。