貯運(yùn)過(guò)程中溫度及振動(dòng)條件對(duì)葡萄貯藏品質(zhì)的影響

張 哲，張治權(quán)，郝俊杰，張 平，朱志強(qiáng)，田津津，丁 浩，毛義瓊

葡萄在貯運(yùn)過(guò)程中由于受到溫度波動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)作用，經(jīng)常出現(xiàn)大量損耗的問(wèn)題。如何解決貯運(yùn)過(guò)程中葡萄的損耗問(wèn)題是當(dāng)下重要的研究課題之一[1-4]。在國(guó)外，Olosunde[5]和Dadhich[6]等詳細(xì)研究了溫度波動(dòng)對(duì)食品品質(zhì)造成的影響。Barchi等[7]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，枇杷振動(dòng)損傷的頻率范圍為13～25 Hz。國(guó)內(nèi)也有大量的學(xué)者做過(guò)這方面的研究，張哲等[8-9]研究了冷藏集裝箱內(nèi)溫度場(chǎng)分布不均勻性對(duì)果蔬品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)溫度場(chǎng)越均勻，果蔬品質(zhì)保持的時(shí)間也越長(zhǎng)。徐麗婧等[10]通過(guò)對(duì)平菇在0、2、4 ℃恒溫冷藏和溫度波動(dòng)貯藏對(duì)比實(shí)驗(yàn)，研究了溫度波動(dòng)對(duì)平菇貯藏品質(zhì)的影響。但是相關(guān)的研究大多是針對(duì)單一條件進(jìn)行，本研究通過(guò)探索溫度波動(dòng)和振動(dòng)對(duì)葡萄品質(zhì)損傷的規(guī)律，尋找實(shí)際貯運(yùn)過(guò)程中對(duì)葡萄品質(zhì)損傷相對(duì)較輕的貯運(yùn)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(yáng)光明媚天氣進(jìn)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(duì)葡萄進(jìn)行初值測(cè)試，然后進(jìn)行預(yù)冷處理，放入保鮮劑，采用相同的擺放方式，放入塑料筐內(nèi)。

CT2葡萄保鮮劑（適用于巨峰及龍眼、玫瑰香品種） 國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心（天津）。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-1780型紫外分光光度計(jì) 日本島津公司；全能臺(tái)式高速離心機(jī) 德國(guó)Heraeus公司；TA.XT PLUS型物性測(cè)試儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司；DY-600-5低頻運(yùn)輸實(shí)驗(yàn)臺(tái) 蘇州實(shí)驗(yàn)儀器總廠。

1.3 方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)以巨峰葡萄為實(shí)驗(yàn)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(hù)膜進(jìn)行包裝。做5 個(gè)密閉的帳子，置于冷庫(kù)當(dāng)中，放置溫度實(shí)驗(yàn)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(shí)溫度。每個(gè)溫度實(shí)驗(yàn)箱10 筐，7 d抽樣調(diào)查一次，每次取1筐葡萄進(jìn)行調(diào)查實(shí)驗(yàn)。選取了-1～1、-1～2、-1～3、-1～5 ℃溫度波動(dòng)區(qū)間，每天波動(dòng)3 次，并將1 筐-1 ℃下貯藏的葡萄作為空白對(duì)照組。

同時(shí)，以巨峰葡萄為實(shí)驗(yàn)材料，包裝條件如上所述，研究振動(dòng)頻率和振動(dòng)加速度對(duì)其品質(zhì)的影響。根據(jù)在我國(guó)公路條件下運(yùn)輸車(chē)輛的實(shí)際振動(dòng)情況、中國(guó)車(chē)輛振動(dòng)的規(guī)范及學(xué)者的相關(guān)研究[11-12]，對(duì)于振動(dòng)頻率實(shí)驗(yàn)，將振動(dòng)加速度設(shè)為5 m/s2，巨峰葡萄分別在10、20、30、40、50 Hz振動(dòng)頻率下振動(dòng)，振動(dòng)時(shí)間為30 min；對(duì)于振動(dòng)加速度實(shí)驗(yàn)，將振動(dòng)頻率設(shè)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(dòng)，振動(dòng)時(shí)間為30 min。將經(jīng)過(guò)振動(dòng)的葡萄放入冰溫庫(kù)中進(jìn)行貯藏，7 d為一個(gè)周期，取樣調(diào)查，測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3.2 指標(biāo)測(cè)定

1.3.2.1 硬度測(cè)定

采用TA.XT PLUS型質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定，采用P/2n針狀探頭（直徑2 mm），每個(gè)樣品取單果15 個(gè)，取最大粒，最后取其平均值，測(cè)試速率為2 mm/s[13]。

1.3.2.2 可滴定酸含量測(cè)定

可滴定酸含量采用酸堿滴定法測(cè)定[14-16]。

1.3.2.3 VC含量測(cè)定

VC含量的測(cè)定用2,6-二氯靛酚滴定法[17-20]。

1.3.2.4 腐爛率測(cè)定

腐爛率根據(jù)式（1）計(jì)算。

1.3.2.5 脫粒率測(cè)定

脫粒率根據(jù)式（2）計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)貯藏期間巨峰葡萄品質(zhì)的影響

2.1.1 可滴定酸含量變化

圖1 不同溫度波動(dòng)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(dòng)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(guò)程中不斷下降。對(duì)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(dòng)的增大，下降速率也不斷增大。溫度波動(dòng)-1～5 ℃時(shí)，可滴定酸含量的下降速率最大，整個(gè)貯藏期間下降了51.0%，是對(duì)照組的2.9 倍，嚴(yán)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(dòng)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(guò)程中VC含量不斷下降，如圖2所示。隨著溫度波動(dòng)的增大，葡萄VC含量下降速率也不斷增大，對(duì)照組的VC含量下降了19.6%，溫度波動(dòng)-1～5 ℃時(shí)，VC含量下降了34.6%，是對(duì)照組的1.8 倍。貯藏21 d后，經(jīng)歷-1～5℃溫度波動(dòng)的葡萄VC含量急劇下降了17.6%，幾乎接近對(duì)照組實(shí)驗(yàn)整個(gè)貯藏過(guò)程的VC含量下降值。

2.1.3 腐爛率變化

圖3 不同溫度波動(dòng)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(xiàn)，在巨峰葡萄的貯藏過(guò)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(duì)較低的水平。對(duì)照組的葡萄在貯藏期間腐爛率達(dá)到了0.93%，而-1～1、-1～2、-1～3、-1～5 ℃溫度波動(dòng)下葡萄的腐爛率分別是0.96%、1.06%、1.1%、1.23%。在溫度波動(dòng)-1～5 ℃時(shí)，葡萄的腐爛率最高，是對(duì)照組的1.32 倍，但各組差別不大，由此可以看出溫度波動(dòng)對(duì)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(lèi)似，脫粒率不斷上升，而且脫粒數(shù)量都保持在相對(duì)較低的水平，如圖4所示。對(duì)照組的葡萄在貯藏的第42天脫粒率達(dá)到了0.92%，而-1～1、-1～2、-1～3、-1～5 ℃溫度波動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(guò)程中，硬度不斷下降。巨峰葡萄硬度主要是由葡萄中的細(xì)胞壁決定的，隨著溫度波動(dòng)的增大，葡萄細(xì)胞損傷嚴(yán)重，硬度下降速率也不斷增大，當(dāng)溫度波動(dòng)為-1～5 ℃時(shí)，硬度的下降速率是最大的，貯藏期間下降了68.2%，是對(duì)照組的2.1 倍，到42 d時(shí)硬度降低到了0.14 kg/cm2，幾乎失去了貯藏價(jià)值，可見(jiàn)溫度波動(dòng)對(duì)巨峰葡萄的硬度影響很大。

綜上可知，溫度波動(dòng)嚴(yán)重影響了巨峰葡萄的貯藏品質(zhì)，而且溫度波動(dòng)越大，對(duì)貯藏品質(zhì)的影響越明顯。溫度波動(dòng)對(duì)巨峰葡萄的宏觀指標(biāo)腐爛率、脫粒率影響相對(duì)較小，但對(duì)微觀指標(biāo)尤其是VC含量和硬度的影響非常巨大。經(jīng)歷了較大溫度波動(dòng)的葡萄，到達(dá)貯藏的42 d時(shí)，雖然外觀上變化相對(duì)較小，但是從VC含量、硬度等指標(biāo)上看，葡萄的品質(zhì)已經(jīng)嚴(yán)重下降，幾乎失去了貯藏價(jià)值。

2.2 振動(dòng)加速度對(duì)貯藏期間巨峰葡萄品質(zhì)的影響

2.2.1 可滴定酸含量變化

圖6表示的是不同振動(dòng)加速度對(duì)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(guò)程中不斷下降。在2.5 m/s2的實(shí)驗(yàn)條件下，可滴定酸含量下降了24.0%，5.0、7.5 m/s2時(shí)分別為25.0%和27.5%，7.5 m/s2時(shí)的下降趨勢(shì)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(gè)貯藏期間下降值的81.8%，這時(shí)巨峰葡萄口感風(fēng)味已經(jīng)很差了。振動(dòng)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(duì)貯藏前期可滴定酸含量的影響效果越明顯。

圖6 不同振動(dòng)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(dòng)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(xiàn)，VC含量在巨峰葡萄的貯藏過(guò)程中不斷下降。在2.5 m/s2實(shí)驗(yàn)條件下，VC含量下降了38.2%，而5.0、7.5 m/s2時(shí)分別下降了40.6%和43.1%，2.5 m/s2時(shí)下降趨勢(shì)最慢。振動(dòng)加速度的增大會(huì)造成果膠酯酶、纖維素酶等一系列相關(guān)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(dòng)加速度越大，VC含量的下降速率越大，而且對(duì)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(dòng)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(guò)程中腐爛率不斷上升。在振動(dòng)加速度為2.5 m/s2時(shí)，葡萄在貯藏期間腐爛率達(dá)到了2.5%，而在5.0、7.5m/s2時(shí)，分別是4.6%和6.6%，在7.5m/s2時(shí)，葡萄的腐爛率的上升趨勢(shì)最快，是2.5 m/s2的2.6 倍。綜合圖3可以發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)對(duì)巨峰葡萄腐爛率的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溫度波動(dòng)的影響，這主要是由于振動(dòng)造成了葡萄的機(jī)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(dòng)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(xiàn)，在巨峰葡萄的貯藏過(guò)程中脫粒率不斷上升，雖然振動(dòng)加速度實(shí)驗(yàn)中脫粒率保持在相對(duì)較低的水平，但是明顯比溫度波動(dòng)實(shí)驗(yàn)脫粒率大，這主要是因?yàn)檎駝?dòng)破壞了葡萄的果穗組織。在2.5 m/s2時(shí)，葡萄在貯藏期間脫粒率達(dá)到了3.24%，而在5.0、7.5 m/s2時(shí)，葡萄的脫粒率分別是4.64%和6.17%。可以發(fā)現(xiàn)振動(dòng)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(dòng)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(jīng)歷不同加速度振動(dòng)的巨峰葡萄，在貯藏過(guò)程中硬度不斷下降，這主要是由于振動(dòng)破壞了葡萄的細(xì)胞組織，造成了細(xì)胞壁損傷，加速了葡萄的腐爛速度。并且隨著振動(dòng)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(shí)，巨峰葡萄的硬度在貯藏期間下降了18.0%，7.5 m/s2時(shí)為59.1%，下降速率最大，是2.5 m/s2時(shí)的3.3 倍。

2.3 振動(dòng)頻率對(duì)貯藏期間巨峰葡萄品質(zhì)的影響

2.3.1 可滴定酸含量變化

由圖11可見(jiàn)，在葡萄的貯藏過(guò)程中可滴定酸含量不斷下降。在20 Hz實(shí)驗(yàn)條件下，可滴定酸含量下降了30.4%，下降趨勢(shì)最慢；而在40 Hz時(shí)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(shí)下降了49.2%，僅僅低于40 Hz時(shí)。從圖11還可以發(fā)現(xiàn)，并非振動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jīng)歷不同振動(dòng)的巨峰葡萄VC含量在貯藏過(guò)程中不斷下降[21-22]。如圖12所示，在20 Hz實(shí)驗(yàn)條件下，VC含量下降最緩慢，整個(gè)貯藏期間下降了22.3%；40 Hz時(shí)下降速率最快，下降了35.9%；而50、30 Hz的下降趨勢(shì)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(dòng)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(jiàn)，巨峰葡萄腐爛率在貯藏過(guò)程中是不斷上升的，這主要是由于振動(dòng)造成了葡萄果實(shí)的損傷，加重了腐爛程度。綜合數(shù)據(jù)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(dòng)頻率不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。在20Hz實(shí)驗(yàn)條件下，腐爛率在貯藏期間上升了3.21%，相比10、30、40、50Hz振動(dòng)頻率條件下其上升的趨勢(shì)最慢；而40Hz時(shí)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(dòng)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(jīng)歷不同振動(dòng)的巨峰葡萄，在貯藏過(guò)程中脫粒率不斷上升。其中在20 Hz實(shí)驗(yàn)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(shí)的上升速率最快，上升了10.23%；10、30、50 Hz時(shí)分別為7.56%、6.24%、6.45%。可以發(fā)現(xiàn)并非振動(dòng)頻率越低脫粒率也越低，這主要是由于低頻10 Hz是振動(dòng)能量集中的階段，振動(dòng)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(dòng)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(jiàn)，在葡萄的貯藏過(guò)程中，硬度不斷下降。在20 Hz振動(dòng)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(shí)，下降速率最快，整個(gè)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(shí)間內(nèi)，硬度下降速率有所放緩。在40 Hz時(shí)接近固有頻率，對(duì)葡萄微器官損傷較大[23-24]，而低頻振動(dòng)會(huì)造成對(duì)表層組織的損害，由此產(chǎn)生圖示的結(jié)果。

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

3 結(jié) 論

溫度波動(dòng)嚴(yán)重影響了巨峰葡萄的貯藏品質(zhì)，溫度波動(dòng)小的實(shí)驗(yàn)組，其可滴定酸含量、VC含量較其他組能維持在相對(duì)高的水平，變化率也較小。溫度波動(dòng)越大，其對(duì)葡萄貯藏品質(zhì)的影響越明顯，尤其對(duì)其VC含量和硬度的影響非常巨大；振動(dòng)使巨峰葡萄果實(shí)表面之間產(chǎn)生反復(fù)的擠壓、摩擦以及沖撞，振動(dòng)加速度越大對(duì)巨峰葡萄貯藏品質(zhì)前期影響越明顯，而且對(duì)脫粒率和硬度的影響更加明顯；同時(shí)發(fā)現(xiàn)并非振動(dòng)頻率越大，其變質(zhì)速度也越快，經(jīng)歷了10、40、50 Hz振動(dòng)的葡萄，其變質(zhì)速度較20、30 Hz時(shí)快，其中40 Hz時(shí)最快，而20 Hz下變質(zhì)最慢。說(shuō)明應(yīng)避免固有頻率和低頻振動(dòng)，以減少在貯運(yùn)過(guò)程中對(duì)巨峰葡萄的損傷及品質(zhì)的影響。

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