EPE減振包裝對(duì)藍(lán)莓貯藏品質(zhì)的影響

孫文麗 郜海燕 韓延超 吳偉杰 陳杭君 房祥軍 穆宏磊

（浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品科學(xué)研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品產(chǎn)后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 杭州310021）

藍(lán)莓（Vaccinium spp）別名篤斯、越橘、甸果等，屬于杜鵑花科（Ericaceae）越橘屬（Vaccinium）[1]。藍(lán)莓果實(shí)中富含VC、VE、SOD、花青素及黃酮類化合物等多種營養(yǎng)保健成分，具有很強(qiáng)的抗氧化性和保健功能，還具有提高免疫力，抗炎，抗心血管疾病，抗衰老，抗癌等多種功效[2]。因其保健作用效果良好，近年來藍(lán)莓的開發(fā)利用受到青睞，然而其采后易衰老，出現(xiàn)失水和腐爛[3]等現(xiàn)象，不耐貯藏，銷售周期較短，果品損耗較大，這些特性限制了產(chǎn)品的流通距離和區(qū)域[4]。

果蔬在運(yùn)輸過程中易受碰撞、振動(dòng)、擠壓等載荷形式的作用，形成以塑性或脆性破壞為主的現(xiàn)時(shí)損傷和以黏彈性變形為主的延遲損傷[5]，其中振動(dòng)是引起果蔬運(yùn)輸損傷和品質(zhì)下降的主要原因[6]。在運(yùn)輸過程中，長時(shí)間振動(dòng)可能會(huì)使果蔬呼吸作用強(qiáng)烈，硬度下降，膜透性增加[7]。程曦[8]研究了不同包裝方式對(duì)杏運(yùn)輸品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，振動(dòng)脅迫會(huì)加速杏貯藏過程中可溶性固形物、果實(shí)膜透性、丙二醛、可溶性果膠含量以及酶活性上升，加速果實(shí)呼吸速率等。選擇一種較好的減振包裝材料對(duì)藍(lán)莓的物流貯藏有很大意義。

近年來，為減少果蔬在貯運(yùn)過程中的損失，眾多學(xué)者對(duì)物流包裝材料進(jìn)行研究。如Barchi 等[9]研究了模擬振動(dòng)下枇杷的損傷情況，發(fā)現(xiàn)包裝箱的位置對(duì)損傷的影響不大，而在包裝箱內(nèi)增加隔襯可降低其損傷。Vursavus 等[10]通過研究柱狀包裝、紙漿襯墊包裝及規(guī)則包裝等3 種包裝結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，規(guī)則包裝對(duì)蘋果產(chǎn)生的損傷最小。李春飛等[11-12]采用瓦楞紙板襯墊、發(fā)泡塑料網(wǎng)對(duì)蘋果進(jìn)行緩沖包裝，發(fā)現(xiàn)包裝后蘋果損傷率大大降低，并且發(fā)泡塑料網(wǎng)減振效果優(yōu)于瓦楞紙板襯墊。目前，多數(shù)研究將重點(diǎn)放在不同包裝對(duì)藍(lán)莓品質(zhì)的保持上，而對(duì)影響貯運(yùn)效果的因素中包裝材料的厚度涉及較少。

本研究擬通過模擬實(shí)際運(yùn)輸篩選EPS、EPE、氣泡墊3 種材質(zhì)減振材料的減振效果，探究不同減振包裝對(duì)藍(lán)莓果實(shí)貯藏品質(zhì)的影響，以期減少果實(shí)在實(shí)際物流過程中的損失。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藍(lán)莓 （園藍(lán)），2019年7月29日采自浙江新昌兆豐生態(tài)園；郵政6 號(hào)EPS 材料（尺寸26 cm×15 cm×18 cm，壁厚1.5 cm），上海翼洋包裝工廠；EPE 材料（厚度4，6，8 mm）、氣泡墊（80 g/cm2）材料，七彩虹包裝用品廠。將EPE、氣泡墊材料、EPS材料裁剪成10 cm×10 cm 正方形。

1.2 儀器與設(shè)備

M/MN-100 模擬運(yùn)輸振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，睦尼實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；TA-XT plus 質(zhì)構(gòu)儀，日本SMS.UK超級(jí)儀器有限公司；CHR OMA METER CR-400手持色差儀，日本SEMSING 公司；Metrohm 877 Titrino plus 自動(dòng)滴定儀，瑞士萬通公司；LB 20T數(shù)顯糖度計(jì)，廣州市速為電子科技有限公司；GBC Cintra 20 紫外-可見光光度計(jì)，澳大利亞GBC 公司；Thermo MR 23i 高速低溫冷凍離心機(jī)，法國JOUAN 公司。

1.3 方法

1.3.1 減振性能測(cè)定 將4，6，8 mm EPE 材料、氣泡墊材料、EPS 材料裁剪成10 cm×10 cm 正方形，采用質(zhì)構(gòu)儀P/100 探頭以1 mm/s 的速度對(duì)材料施加載荷，設(shè)置試樣壓縮量為25%，反復(fù)壓縮一次，記錄壓縮力、相應(yīng)變形及變形能累積值，以試樣變形25%處作為變形能和靜態(tài)緩沖系數(shù)參考點(diǎn)，計(jì)算變形能和緩沖系數(shù)，篩選出緩沖性能較好的材料。

1.3.2 振動(dòng)貯藏試驗(yàn) 挑選大小均勻，成熟度一致，無腐爛無損傷的藍(lán)莓果實(shí)，每（125±5）g 藍(lán)莓為1 盒，每6 盒為1 箱，分別在箱內(nèi)加入篩選出的4，6，8 mm EPE 內(nèi)襯材料，置于振動(dòng)臺(tái)固定。設(shè)計(jì)功率譜密度（PSD）隨機(jī)振動(dòng)參數(shù)[13-14]，振動(dòng)加速度0.032 g （振動(dòng)加速度單位1 g=9.8 m/s2），頻率4 Hz，模擬運(yùn)輸振動(dòng)12 h。試驗(yàn)結(jié)束后，立即測(cè)定其品質(zhì)和生理指標(biāo)，同時(shí)將其余樣品貯藏于（4±0.5）℃恒溫箱中，每7 d 取樣1 次，貯藏期42 d。

1.3.3 腐爛率和失重率測(cè)定 參考Chu 等[15]的方法，將發(fā)生出汁、腐爛或霉變的藍(lán)莓視為爛果，腐爛率用%表示，失重率用%表示。

1.3.4 可溶性固形物（TSS）和可滴定酸（TA）測(cè)定使用手持糖度儀和自動(dòng)滴定儀測(cè)定，結(jié)果用%表示。

1.3.5 硬度測(cè)定 參考陳青等[16]的方法，采用質(zhì)構(gòu)儀直徑為6 mm 的P/6 型探頭，測(cè)前速度1.0 mm/s，測(cè)試速度1.0 mm/s，測(cè)后速度1.0 mm/s，下壓距離5.0 mm。以藍(lán)莓最大直徑處受力為果實(shí)硬度，隨機(jī)測(cè)定12 次，結(jié)果取平均值，單位為kg/cm2。

1.3.6 相對(duì)電導(dǎo)率測(cè)定 參考陳杭君等[17]的方法，略有改動(dòng)。稱取3 g 藍(lán)莓果實(shí)，切成1 mm 厚的薄片，于25 mL 試管中定容，在110 r/min 條件下振蕩30 min，此時(shí)溶液電導(dǎo)率為P1（s/m）；煮沸10 min，迅速冷卻，加水至原刻度，測(cè)定溶液電導(dǎo)率為P2（s/m），去離子水電導(dǎo)率為P0（s/m）。相對(duì)電導(dǎo)率計(jì)算公式如下：

1.3.7 花色苷和總酚含量測(cè)定 花色苷測(cè)定參考Correa-Betanzo 等[18]的方法。稱取1.0 g 樣品，加入20 mL pH 3.0 的60%乙醇溶液，混合后于40 ℃浸提2 h，抽濾收集濾液。吸取0.1 mL 提取液分別用pH 1.0，0.2 mol/L 的KCl 緩沖液和pH 4.5，1.0 mol/L 的NaAc 緩沖液定容至10 mL 容量瓶中，分別測(cè)定每種溶液在波長520 nm 和720 nm 處的吸光度，以蒸餾水為對(duì)照，結(jié)果以每克藍(lán)莓所含矢車菊-3-葡萄糖苷的質(zhì)量（mg/g）表示。

總酚測(cè)定參照李巨秀等[19]和李永強(qiáng)等[20]的方法。稱取1 g 樣品，加入5 mL 60%的乙醇溶液，離心取上清液。取1.0 mL 上清液和2 mL 的福林酚試劑（1.0 mol/L），避光5 min，再加入4.0 mL 7.5%的碳酸鈉溶液，定容混勻，室溫避光放置2 h，以不加沒食子酸的樣品作對(duì)照，于波長760 nm 處測(cè)定吸光度，單位為mg/g。

1.3.8 丙二醛（MDA）含量測(cè)定 參考周倩[21]的方法。稱取1.0 g 樣品，加入5.0 mL 三氯乙酸溶液（100 g/L），離心取上清液。加入0.5 mL 上清液和3.0 mL 0.67%的硫代巴比妥酸溶液，混合后沸水浴20 min，迅速冷卻，以加入3.0 mL 的三氯乙酸溶液（100 g/L）代替提取液作對(duì)照，分別測(cè)定在波長450，532，600 nm 處的吸光值，單位表示為μmol/g。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

采用GraghPam 5.0 做圖，采用SPSS 16.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定均重復(fù)3 次，試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 減振材料的篩選

選擇EPE、氣泡墊、EPS 3 種材質(zhì)的減振材料，測(cè)定并比較其減振性能，從而確定最佳減振材料。由圖1壓縮曲線可知，EPS 和氣泡墊材料的曲線增長速度快，壓縮載荷大，EPE 材料壓縮載荷最小，抗壓能力最強(qiáng)。由圖2可知，材料形變量為25%時(shí)，3 種材料的變形能分別為112.5，172，259 J/mm3，回復(fù)性分別為97.5%，58.2%，33.6%，緩沖系數(shù)分別為0.225，0.29，0.52，其中EPE 材料的緩沖系數(shù)最小，EPS 的最大。緩沖系數(shù)越小，材料的彈性越好，回復(fù)性越好，緩沖性能越強(qiáng)。綜上所述，選擇EPE 材料做進(jìn)一步的研究。

圖1 EPE（a）、氣泡墊（b）和EPS（c）材料的壓縮曲線Fig.1 Compression curve of EPE （a）, bubble pad （b） and EPS materials （c）

圖2 不同材料變形能（a）、回復(fù)性（b）和緩沖系數(shù)（c）比較Fig.2 Comparison of different material on deformation energy （a），resilience （b） and buffer coefficient （c）

EPE 是由低密度聚乙烯脂經(jīng)物理發(fā)泡產(chǎn)生的無數(shù)個(gè)獨(dú)立氣泡構(gòu)成的發(fā)泡材料，具有動(dòng)態(tài)變形小，能耐多次沖擊，抗拉強(qiáng)度高，緩沖性能比較好等特點(diǎn)。對(duì)4，6，8 mm 3 種EPE 材料的彈性性質(zhì)研究發(fā)現(xiàn)，不同厚度EPE 材料的硬度、彈性模量、回復(fù)性、內(nèi)聚性不同，如圖3所示。在硬度方面，4 mm EPE 材料的硬度最大，其次為6 mm EPE 材料，硬度最小的是8 mm EPE 材料；在彈性模量方面，彈性模量越大，塑性越弱，回復(fù)性越強(qiáng)，彈性效果越好。內(nèi)聚性反應(yīng)的是材料內(nèi)部網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的緊密性，內(nèi)聚性越高，結(jié)構(gòu)越緊密，8 mm EPE 材料與4 mm EPE 材料相比，內(nèi)聚性更好。

圖3 不同厚度EPE 硬度（a）、回復(fù)性（b）、彈性模量（c）和內(nèi)聚性（d）的比較Fig.3 Comparison of different EPE thickness on hardness （a），resilience（b），elastic modulus（c） and cohesion （d）

2.2 EPE 包裝對(duì)藍(lán)莓貯藏品質(zhì)的影響

2.2.1 對(duì)腐爛率和失重率的影響 腐爛率是判斷果實(shí)貯藏品質(zhì)最直觀的指標(biāo)。由圖4a可知，隨貯藏時(shí)間延長，EPE 處理組和對(duì)照組腐爛率呈上升趨勢(shì)，前期緩慢增加，而貯藏14 d 后開始迅速上升，上升幅度最大的是對(duì)照組，并且貯藏時(shí)間越長，腐爛率越高。在貯藏末期，8 mm EPE 材料藍(lán)莓腐爛率僅為17.2%，是對(duì)照組的0.51 倍，表明8 mm EPE 材料對(duì)藍(lán)莓好果保持效果較好。由圖4b可知，失重率在整個(gè)貯藏期間呈上升趨勢(shì)，貯藏時(shí)間越長，失重率越高。8 mm EPE 處理組的失重率在貯藏末期始終保持較低水平，說明其對(duì)質(zhì)量保持效果較好。EPE 組包裝的果實(shí)失重率上升速度慢于對(duì)照組，并且EPE 包裝處理與對(duì)照組失重率差異極顯著（P＜0.01）。

圖4 不同厚度EPE 對(duì)藍(lán)莓腐爛率（a）和失重率（b）的影響Fig.4 Effects of different EPE thickness on rotting rate （a） and lost mass rate （b） of blueberry

2.2.2 對(duì)TSS 和TA 的影響 由圖5a可知，振動(dòng)后藍(lán)莓TSS 含量在貯藏期間整體上呈下降趨勢(shì)，在整個(gè)過程中EPE 包裝組的TSS 含量均高于對(duì)照組，4 mm EPE 組與6 mm EPE 組無顯著性差異（P＞0.05），8 mm EPE 組含量最高，說明EPE 包裝可延緩TSS 的降解速度，8 mm EPE 組保護(hù)效果最好。TA 含量關(guān)系到果實(shí)的口感，藍(lán)莓果實(shí)在貯藏過程中，內(nèi)部分解產(chǎn)生的有機(jī)酸被果實(shí)呼吸作用大量消耗，從而轉(zhuǎn)化為單糖[22]，因此TA 含量下降。由圖5b可知，EPE 組后期TA 含量較高，有效延緩了果肉的酸度變化。

圖5 EPE 不同厚度EPE 對(duì)藍(lán)莓TSS（a）和TA（b）含量的影響Fig.5 Effects of different EPE thickness on TSS （a） and TA （b） content of blueberry

2.2.3 對(duì)硬度的影響 由圖6可知，由于衰老及腐爛等因素，藍(lán)莓果實(shí)硬度隨貯藏時(shí)間延長逐漸下降，振動(dòng)后對(duì)照組與EPE 包裝組硬度差異極顯著（P＜0.01）。在貯藏期間，對(duì)照組下降幅度最大，其次是4 mm EPE 組，下降幅度最小的是8 mm EPE 組，在貯藏42 d 時(shí)EPE 組硬度均高于對(duì)照組，8 mm EPE 組硬度最大。

2.2.4 對(duì)相對(duì)電導(dǎo)率的影響 相對(duì)電導(dǎo)率反映的是果肉的膜透性[23]。由圖7可知，隨貯藏時(shí)間延長，相對(duì)電導(dǎo)率逐漸升高。貯藏14 d 后，對(duì)照組的相對(duì)電導(dǎo)率開始迅速上升，EPE 包裝組與對(duì)照組相對(duì)電導(dǎo)率差異明顯，8 mm EPE 材料組仍保持較低水平；在第42 天時(shí)，對(duì)照組相對(duì)電導(dǎo)率為66.5%，是貯藏初期的1.77 倍，EPE 包裝組低于對(duì)照組，相對(duì)電導(dǎo)率最低的是8 mm EPE 組，說明8 mm EPE 包裝能有效延緩細(xì)胞膜的損傷。

圖6 不同厚度EPE 對(duì)藍(lán)莓硬度的影響Fig.6 Effects of different EPE thickness on hardness of blueberry

圖7 不同厚度EPE 對(duì)藍(lán)莓相對(duì)電導(dǎo)率的影響Fig.7 Effects of different EPE thickness on relative conductivity of blueberry

2.2.5 對(duì)花色苷和總酚含量的影響 藍(lán)莓花色苷含量較高，是其作為功能性果品的重要成分[24]。由圖8a可知，隨著貯藏時(shí)間延長，藍(lán)莓花色苷含量先上升后下降，Connor 等[25]的試驗(yàn)也證明，成熟度為60%～80%的藍(lán)莓花色苷含量在冷藏3 周內(nèi)可能會(huì)增高，同時(shí)還指出這種現(xiàn)象可能與品種特性有關(guān)。振動(dòng)處理后，對(duì)照組在第14 天達(dá)到峰值，8 mm EPE 組在第28 天達(dá)到峰值，表明EPE 包裝可延緩花色苷峰值的出現(xiàn)，且8 mm EPE 組效果最好。

由圖8b可知，總酚含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，振動(dòng)處理后，對(duì)照組貯藏7 d 達(dá)到峰值，EPE包裝組貯藏21 d 達(dá)到峰值，說明EPE 減振包裝能延緩總酚峰值的出現(xiàn)。在貯藏42 d 時(shí)，8 mm EPE組總酚含量最高，與對(duì)照組差異極顯著（P＜0.01）。

圖8 不同厚度EPE 對(duì)藍(lán)莓花色苷（a）和總酚（b）含量的影響Fig.8 Effects of different EPE thickness on anthocyanin （a） and total phenol （b） content of blueberry

2.2.6 對(duì)MDA 含量的影響 MDA 含量可以反應(yīng)藍(lán)莓的膜脂過氧化程度[26]。由圖10 可知，對(duì)照組MDA 含量為8.68 μmol/L，隨貯藏時(shí)間延長，對(duì)照組和EPE 組的MDA 含量逐漸升高，在貯藏末期對(duì)照組MDA 含量為17.47 μmol/L，EPE 組含量分別為12.6，11.5，10 μmol/L，均低于對(duì)照組，其中8 mm EPE 組含量最低，說明其對(duì)藍(lán)莓的貯藏品質(zhì)具有較好的保持作用。

圖9 不同厚度EPE 對(duì)藍(lán)莓MDA 含量的影響Fig.9 Effects of different EPE thickness on MDA contend of blueberry

3 討論

不同減振材料的緩沖效果不同，并且同種材料不同厚度作用效果可能也存在很大差異。本研究采用EPE、氣泡墊、EPS 3 種材料比較其變形能、回復(fù)性和緩沖性能的差異，發(fā)現(xiàn)EPE 材料的各項(xiàng)性能均優(yōu)于其它2 種材料，因此，采用EPE材料對(duì)藍(lán)莓進(jìn)行減振包裝研究，探究其影響。

果實(shí)在運(yùn)輸過程中會(huì)因振動(dòng)影響形成瞬時(shí)損傷和延時(shí)損傷[27]。研究發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)處理能顯著增加藍(lán)莓的腐爛率，對(duì)失重率也有較大影響，隨著貯藏時(shí)間延長，對(duì)照組失重率最高，8 mm EPE 組藍(lán)莓失重率最低。在貯藏過程中，藍(lán)莓硬度呈下降趨勢(shì)，8 mm EPE 組下降速度較其它處理組緩慢，貯藏42 d，8 mm EPE 組硬度是對(duì)照組的0.51 倍。藍(lán)莓中TSS 含量增加，可能是振動(dòng)處理使果實(shí)內(nèi)的大分子物質(zhì)水解，導(dǎo)致TSS 含量增加[28]，而隨著貯藏時(shí)間延長，水解后的糖類物質(zhì)降解，使其含量下降。果實(shí)衰老與細(xì)胞膜透性有關(guān)，電導(dǎo)率反應(yīng)了果肉膜透性，振動(dòng)后果實(shí)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)被破壞，相對(duì)滲透率增大[29]，貯藏時(shí)間越長電導(dǎo)率越高，8 mm EPE 組在貯藏后期電導(dǎo)率最低，4 mm EPE 組最高，說明其對(duì)細(xì)胞膜的保護(hù)效果不如8 mm EPE組?；ㄉ蘸涂偡雍肯壬仙笙陆?，對(duì)照組在第7 天就達(dá)到峰值，之后總酚含量下降迅速，EPE 包裝組在貯藏21 d 時(shí)達(dá)到峰值，對(duì)照組與處理組差異極顯著（P＜0.01）。振動(dòng)處理促進(jìn)了花色苷等抗氧化物質(zhì)峰值提前到達(dá)，這與Zheng 等[30]的研究結(jié)果相似。MDA 含量是衡量膜脂過氧化程度的重要指標(biāo)，在貯藏期間MDA 含量升高，說明脂質(zhì)過氧化程度強(qiáng)烈，8 mm EPE 組含量最低，說明其延緩膜脂氧化程度，減振貯藏效果最佳。

4 結(jié)論

振動(dòng)是物流運(yùn)輸過程中果蔬損傷的主要原因，因此采用合理的減振包裝能有效降低振動(dòng)損傷。本研究分析比較了EPE 材料、氣泡墊、EPS 3種材料的性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)EPE 材料彈性及緩沖性能較好。選用4，6，8 mm EPE 減振材料，運(yùn)用模擬運(yùn)輸?shù)姆椒òl(fā)現(xiàn)8 mm EPE 材料可有效降低腐爛率，延緩硬度和TSS 含量下降，抑制MDA 含量升高，有利于花色苷的保持，減振緩沖效果最好，對(duì)藍(lán)莓物流保鮮具有一定的指導(dǎo)意義。