夏黑葡萄電商物流品質(zhì)評價及影響因素分析

魏婧怡，梁欣，趙通，韋婉琪，姚剛，朱志強，蘭義賓，閻瑞香*

夏黑葡萄電商物流品質(zhì)評價及影響因素分析

魏婧怡1，梁欣2，趙通1，韋婉琪1，姚剛2，朱志強3，蘭義賓3，閻瑞香1*

（1.天津科技大學，輕工科學與工程學院，天津 300457；2.深圳順豐泰森控股（集團）有限公司，深圳 518000；3.國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術研究中心（天津），農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮重點實驗室，天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏重點實驗室，天津 300384）

對不同電商物流包裝，不同產(chǎn)區(qū)夏黑葡萄的運輸品質(zhì)構建規(guī)范化評分模型，進一步完善運輸過程中葡萄的品質(zhì)評價體系，同時為不同運輸包裝的組合利用提供理論依據(jù)。以云南、江蘇、天津等地的5個產(chǎn)區(qū)的夏黑葡萄為研究對象，采用4種典型電商包裝進行48 h實物寄遞試驗。運用相關性和主成分分析，對夏黑葡萄的電商物流品質(zhì)進行綜合評價，篩選出適宜的電商包裝方式，并進一步分析運輸過程中造成品質(zhì)差異的環(huán)境影響因素。主成分分析提取了3個主成分，累計貢獻率達89.096%，對3個主成分得分進行權重相加和建立果實品質(zhì)評分（）模型：=0.5621+0.1862+0.1433。結果表明處理組1（瓦楞紙箱/泡沫箱/冰袋/袋中袋）內(nèi)夏黑運輸品質(zhì)最優(yōu)且更穩(wěn)定，其他3個處理組品質(zhì)波動較大。通過分析運輸過程中環(huán)境溫度及振動的變化，發(fā)現(xiàn)EPS泡沫箱保溫性能最好，冰袋輔助降溫可以有效降低包裝箱內(nèi)溫度，提高葡萄商品性；提高包裝量是削弱軸振動對產(chǎn)品影響的有效手段。本研究建立了一套綜合性的果實品質(zhì)評分模型，利用該模型能夠較為客觀、準確地反映出夏黑果實的物流品質(zhì)，對促進生鮮商品的電商物流快速發(fā)展具有重要意義。

夏黑葡萄；品質(zhì)評價；主成分分析；溫度；振動

夏黑葡萄（'Summer Black'）屬于歐美雜交品種，原產(chǎn)于日本，具有無核、早熟、含糖高、抗逆性、豐產(chǎn)性強等優(yōu)點，是鮮食與加工兼用的品種，深受消費者的喜愛[1]。據(jù)統(tǒng)計，目前國內(nèi)夏黑種植面積約為2萬公頃，主要分布于云南、廣西、江蘇、安徽等地[2]。夏黑果刷短小、果穗松散，且采收時適逢高溫高濕，在儲運過程中極易發(fā)生擠壓、碰撞而出現(xiàn)落粒、損傷現(xiàn)象，造成嚴重的經(jīng)濟損失和食品浪費[3]。

“互聯(lián)網(wǎng)+現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”的快速發(fā)展使生鮮類商品的電商銷售需求激增，傳統(tǒng)的批發(fā)模式不再滿足人民日益增長的消費需求。全程冷鏈可以有效減少果蔬在貯運環(huán)節(jié)的損耗，保持良好品質(zhì)[4]，同時冷鏈運輸也是傳統(tǒng)物流保質(zhì)保鮮的主要手段之一。然而冷鏈配送成本高且不適宜終端分散、快遞直達且寄遞時間不確定的電商銷售模式[5-6]。為減緩葡萄在電商物流過程中的品質(zhì)劣變，葡萄的物流包裝技術受到廣泛關注。張昭等[7]采用氣調(diào)熏蒸微孔包裝技術（500 μL/L SO2+5%O2+8%CO2）在室溫條件下延長了葡萄采后儲運過程中的感官品質(zhì)和商品性。王玉清等[8]采用電解式臭氧水（19 mg/L處理果實11 min）結合其他物理保鮮方法，實現(xiàn)了葡萄在我國常溫電商物流平均周期（3～5 d）內(nèi)的良好品質(zhì)。但關于典型電商包裝方式對葡萄儲運過程中品質(zhì)的研究鮮有報道。

主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）是一種客觀的，通過降維實現(xiàn)的多元統(tǒng)計分析方法[9-10]。前人采用主成分法對藍靛果[11]、藍莓[12]、番茄[13]等水果的品質(zhì)進行綜合評價。雖然主成分分析已被廣泛應用于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)差異方面的研究[14-15]，但農(nóng)產(chǎn)品在不同運輸條件下品質(zhì)差異評價方面仍鮮有研究。

本研究根據(jù)5個不同產(chǎn)區(qū)夏黑葡萄采用4種典型電商包裝方式歷時48 h物流后的表觀指標和理化指標，利用主成分分析法建立一套葡萄果實品質(zhì)綜合評價方法。明確各產(chǎn)區(qū)及包裝方式導致的果實品質(zhì)差異，篩選出最適合的電商運輸包裝，同時通過對運輸過程中微環(huán)境溫度及振動的變化規(guī)律分析，解釋不同運輸包裝方式優(yōu)劣的可能原因。為葡萄的電商物流提供一定的技術參考，對不同運輸包裝的組合利用提供一定的理論依據(jù)。

1 實驗

1.1 材料

主要材料：夏黑葡萄，分別產(chǎn)自云南省開遠市、建水市（2023年6月采摘），江蘇省南京市（2023年7月采摘）和天津市北辰區(qū)（葡萄園Ⅰ、Ⅱ，2023年8月采摘，文中記做天津Ⅰ、天津Ⅱ），在果園選取無蟲害、無脫粒、無機械傷，果實顏色、大小基本一致，含糖量在12%～18%，穗質(zhì)量在600～750 g的夏黑葡萄，單穗裝入袋中袋（25 cm×30 cm）并充氣，溫度記錄儀和振動記錄儀安裝完畢后統(tǒng)一裝箱；瓦楞紙箱（BC楞，內(nèi)尺寸為380 mm×280 mm×170 mm），聚苯乙烯（Polystyrene, EPE）包裝箱（外尺寸為380 mm× 80 mm×170 mm，厚度為20 mm），保溫袋，冰袋（250 g），充氣袋（300×245 mm和350×245 mm）。

1.2 儀器與設備

主要儀器與設備：ACS-AE型電子秤（上海英展機電企業(yè)有限公司）、HTP-312型精密型電子天平（上?；ǔ彪娖饔邢薰荆?、MapScan O2/CO2型包裝氣體分析儀（上海錦川機電技術有限公司）、PAL-BXIACID F5型數(shù)顯折光儀（日本ATAGO公司）、HP-20型數(shù)顯式推拉力計（樂清市艾德堡儀器有限公司）、RC-4型溫度記錄儀（江蘇省精創(chuàng)電氣股份有限公司）、TA-XT Plus型物性測定儀（英國SMS公司）、DT-178A振動記錄儀（深圳市華盛昌科技實業(yè)股份有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 果實采后處理方法

實驗共設4種包裝方式，分別為瓦楞紙箱/EPS泡沫箱/冰袋/袋中袋（處理組1）、EPS泡沫箱/袋中袋（處理組2）、瓦楞紙箱/保溫袋/冰袋/袋中袋（處理組3）、瓦楞紙箱/袋中袋（處理組4），具體方式見圖1，每組設3箱重復。封箱后，常溫運輸，快遞發(fā)至天津科技大學，48 h后開箱調(diào)查相關品質(zhì)指標。

1.3.2 測定指標和方法

1.3.2.1 好果率和落粒率

好果率和落粒率按式（1）～（2）計算。

(2)

式中：為好果率[16]，%；為果實總質(zhì)量，kg；s為損傷果質(zhì)量，kg；1為落粒果質(zhì)量，kg；m為霉變果質(zhì)量，kg；為落粒率[16]，%。

1.3.2.2 果梗褐變指數(shù)

參照張婷渟等[17]的方法分級調(diào)查。

1.3.2.3 呼吸強度

參照程赤云等[18]的測定方法測定呼吸強度，單位為mg/(kg·h)。

1.3.2.4 可滴定酸、可溶性固形物含量、固酸比

可滴定酸（Titratable Acid, TA）和可溶性固形物（Total Soluble Solid, TSS）含量采用PAL-BXIACID F5折光儀測試，每箱隨機取20個果粒打漿，2次紗布擠壓出汁測試。固酸比為可溶性固形物含量與總酸含量的比值，取平均值。

1.3.2.5 果柄拉力測定

從穗軸上、中、下部分別隨機取樣，每串取12粒樣果，將果實豎直固定（果柄朝上），用拉力計沿豎直方向向上拉果柄，拉斷時記錄示數(shù)，測定拉力。

1.3.2.6 運輸包裝內(nèi)微環(huán)境

于處理組各包裝中心位置分別放置溫度記錄儀（精創(chuàng)RC-4HA），記錄運輸過程中包裝箱內(nèi)的溫度變化；放置三維振動記錄儀（CEM華盛昌DT 178A）記錄運輸過程中的振動情況，以2 s/次的采樣速率檢測48 h的運輸振動（振動記錄共計8萬余次），其中、、3軸向振動數(shù)據(jù)分別表示運輸過程前后、左右、上下方向的振動加速度，計算各個加速度分布區(qū)間的頻數(shù)。

圖1 夏黑葡萄4種不同電商包裝方式

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采用SPSS 27對測定數(shù)據(jù)進行相關性分析和主成分分析，采用Origin 2021作圖。

2 結果與分析

2.1 不同產(chǎn)區(qū)不同包裝方式葡萄品質(zhì)比較

5個不同產(chǎn)區(qū)的夏黑葡萄采用4種典型電商包裝方式經(jīng)歷48 h運輸后的表觀指標、理化指標測定結果見表1。開遠、南京及天津Ⅰ產(chǎn)區(qū)不同電商包裝的好果率、落粒率差異不顯著（>0.05），相同電商包裝不同產(chǎn)區(qū)之間的各個指標存在顯著差異（<0.05）。由于鮮食葡萄在電商運輸過程中常出現(xiàn)落粒問題，影響葡萄果實品質(zhì)和商品銷售[19-20]。因此好果率和落粒率常被選作果實品質(zhì)評價的主要指標。綜合5個產(chǎn)區(qū)，處理組1、2果實品質(zhì)與處理組3、4無明顯差異（>0.05）或顯著優(yōu)于其他處理組（<0.05），可能的原因是這2種包裝方式的包裝量更低，或EPS泡沫箱的緩沖性能優(yōu)于瓦楞紙箱的。

通過不同果實性狀間的相關性分析可知（圖2），好果率與果柄拉力呈極顯著正相關（<0.01），與TSS、固酸比呈極顯著負相關（<0.01）。落粒率與TSS、固酸比呈極顯著正相關（<0.01），與果柄拉力呈極顯著負相關（<0.01）。果柄拉力表示果實與果柄之間連接的緊密程度，固酸比和TSS表示了果實的成熟度，隨著果實成熟度的提高，果柄與果實間離區(qū)細胞發(fā)生分化和分離，拉力下降，受到振動碰撞后表現(xiàn)為落粒率上升，好果率下降[21]。果梗褐變指數(shù)和呼吸強度與好果率和落粒率之間的相關性不顯著（>0.05）。結果表明，多數(shù)果實品質(zhì)性狀與好果率、落粒率具有極顯著相關性。其中可溶性固形物含量、固酸比和果柄拉力都可以從側面反映好果率、落粒率情況，同時其他果實性狀間也存在錯綜復雜的相關性。因此，僅依靠好果率或落粒率指標對果實品質(zhì)進行評分不夠準確，應將各果實性狀綜合考慮評判果實質(zhì)量。

表1 不同產(chǎn)區(qū)不同電商包裝方式的夏黑果實品質(zhì)指標

Tab.1 Quality indexes of Summer Black Grapes with different e-commerce packaging methods in different production areas

注：同列數(shù)據(jù)英文小寫字母不同表示相同產(chǎn)區(qū)不同處理間差異顯著（<0.05）；同列數(shù)據(jù)英文大寫字母表示相同處理不同產(chǎn)區(qū)間差異顯著（<0.05）。

注：*和**分別表示在5%和1%水平差異顯著，紅色越深，正相關程度越高；橙色越深，負相關程度越高。

2.2 果實品質(zhì)主成分分析

對各品質(zhì)指標原始數(shù)據(jù)采用標準化處理以消除不同單位和數(shù)據(jù)維度的影響，對落粒率、果梗褐變指數(shù)等逆指標進行正則化處理。針對8個品質(zhì)指標進行主成分分析和綜合評價，提取出3個主成分，累計貢獻率為89.096%，表明這3個主成分能夠很好地反映夏黑葡萄的品質(zhì)（表2）。第一主成分的貢獻率為56.242%，主要由好果率、落粒率、可溶性固形物、固酸比和果梗拉力這5個因子決定，主要反映果實落粒情況和甜味。第二主成分的貢獻率為18.581%，代表果梗褐變指數(shù)和呼吸強度這2個性狀的原始信息，葡萄果梗為呼吸躍變型，主要反映葡萄果梗品質(zhì)。第3個主成分的貢獻率為14.272%，表示可滴定酸這一性狀的基本信息，反映果實酸度。

根據(jù)表2對3個主因子構建得分模型，公式如下：

式中：1～3表示不同產(chǎn)區(qū)、不同處理組夏黑葡萄各主成分得分；1～8表示夏黑葡萄的好果率、落粒率等8個指標的標準化數(shù)據(jù)。通過主成分分析進行綜合評價，將每個主成分對應特征根的貢獻率計為該主成分的權重，對3個主成分得分進行權重加和建立果實品質(zhì)綜合得分（）的數(shù)學模型：

利用該模型計算不同產(chǎn)區(qū)、不同處理組夏黑葡萄的品質(zhì)綜合評分（表3），值越大，果實的綜合品質(zhì)越好。綜合得分排名前4的分別是南京市的處理組1、3、4、2，表明南京市果實品質(zhì)整體較優(yōu)。根據(jù)綜合得分排名，南京市，天津市Ⅰ、Ⅱ產(chǎn)區(qū)均為處理組1內(nèi)果實品質(zhì)最優(yōu)，開遠市和建水市的最高排名分別為處理組3和處理組2。綜合3個主因子及綜合評價分析，產(chǎn)區(qū)間果實品質(zhì)差異相較不同電商包裝導致的差異更顯著，同時5個產(chǎn)區(qū)采用4種典型電商包裝方式運輸后的品質(zhì)得分呈現(xiàn)出較為一致的規(guī)律：經(jīng)過48 h電商物流后，處理組1的果實綜合品質(zhì)更優(yōu)。

從第1、2主成分分值圖（圖3）中能直觀地看出，相同產(chǎn)區(qū)的果實得分具有良好的聚集性，存在很強的相似性，故葡萄果實品質(zhì)得分差異主要受產(chǎn)區(qū)差異影響。基于第1、2主成分，南京產(chǎn)區(qū)處理組1、4和建水產(chǎn)區(qū)的處理組1、2品質(zhì)最好。南京產(chǎn)區(qū)處理組2、3的PC1得分較高、PC2得分較低，但PC1對綜合得分的貢獻率更大，因此南京產(chǎn)區(qū)的果實綜合得分高。

表2 葡萄果實品質(zhì)評價因子主成分分析

Tab.2 Principal component analysis of evaluation factors to grape quality

注：*表示某指標在各因子中的較大絕對值。

表3 葡萄果實主成分得分及綜合得分

圖3 不同產(chǎn)區(qū)不同電商包裝葡萄第 1、2主成分分值圖

注：分別用1、2、3、4表示處理組1、2、3、4。

2.3 包裝內(nèi)環(huán)境對果實品質(zhì)的影響

2.3.1 運輸過程中包裝箱內(nèi)溫度變化

果實的品質(zhì)與果實儲運溫度密切相關，高溫下果實極易被微生物感染，發(fā)生褐變，且容易失水老化，影響整體品質(zhì)[22]。運輸過程中處理組1、3的溫度變化可分為3個階段，處理組2、4可分為2個階段（圖4）。對比處理組1、3，第1階段冰袋熔化，快速降溫，處理組1包裝內(nèi)降溫速率、最低降溫溫度及冰袋時效均更優(yōu)?？赡艿脑蚴翘幚斫M3的包裝量大于處理組1的包裝量，果穗呼吸散熱更多，在一定程度上限制了冰袋的降溫效果或EPS泡沫箱保溫效果優(yōu)于保溫袋。第2階段冰袋失效，受環(huán)境晝夜溫度及果穗呼吸影響，處理組1的升溫幅度（0.9 ℃）小于處理組2的升溫幅度（2.5 ℃），表明EPS泡沫箱的保溫性能更好。第3階段由果穗呼吸放熱主導，由于處理組3中的包裝量更大，其包裝內(nèi)溫度始終高于處理組1，2種處理趨勢一致。對比處理組2、4，第1階段由于EPS泡沫箱的保溫性能優(yōu)于紙箱，呈現(xiàn)出處理組4快速降溫響應環(huán)境溫度，處理組2下降響應緩慢的現(xiàn)象。在第2階段，2種處理趨勢基本一致，紙箱具有更好的透氣性，內(nèi)部呼吸產(chǎn)生的熱能擴散速率更大，處理組1的溫度低于處理組2的溫度。

綜合對比4種電商包裝方式，冰袋在20 h的物流過程中具有良好的蓄冷能力，可以有效降低包裝箱內(nèi)環(huán)境溫度；20 h以后冰袋失效，包裝箱內(nèi)溫度受晝夜溫差以及果穗呼吸作用產(chǎn)熱影響較大，4種電商包裝內(nèi)的溫度差異逐漸縮小。根據(jù)運輸過程中包裝箱內(nèi)微環(huán)境溫度變化，推測不同產(chǎn)區(qū)P1包裝下的果實品質(zhì)均較好，可能是由于該包裝內(nèi)環(huán)境溫度較低，可以有效抑制果穗呼吸，減少水分蒸發(fā)以及在一定程度上抑制微生物的生長繁殖。

圖4 4種包裝處理在運輸期間對包裝箱內(nèi)微環(huán)境溫度變化的影響（天津Ⅰ）

2.3.2 運輸過程中包裝箱內(nèi)振動變化

振動脅迫會導致果實持續(xù)經(jīng)歷摩擦、沖擊、擠壓等作用，產(chǎn)生彈性變形和塑性變形，果實機體組織軟化，呼吸速率增加，細胞膜通透性增加，引發(fā)感官品質(zhì)劣變和營養(yǎng)成分流失。對比4種電商包裝方式對夏黑葡萄果實振動強度的影響（圖4），在電商運輸過程中振動影響主要來自于軸方向，可能是由于車輛在運輸過程中加減速引起的。天津Ⅰ產(chǎn)區(qū)4種電商包裝在軸上的振動加速度分別為0.91、0.92、1.04和0.98，振動頻數(shù)最高的區(qū)域分別集中在0.8～1.0、0.6～1.0、1.0～1.2和0.8～1.0；在軸上的振動加速度分別為0.16、0.33、0.02和0.08，振動頻率最高的區(qū)域分別集中在0～0.2、0～0.8、0～0.2和0～0.2。瓦楞紙箱可以有效降低車輛變速導致的水平方向的振動加速度，同時改變包裝量對水平方向振動加速度的影響不大，因此可以選擇包裝量更高的包裝方式，以提高包裝空間利用率。

軸方向的加速度主要反映物流過程中由于路況等因素產(chǎn)生的上下顛簸情況。4種電商包裝在軸上的振動加速度平均值分別為0.22、0.18、0.02和0.04，振動頻率最高的區(qū)域分別集中在0.2～0.4、0～0.4、0～0.2和0～0.2。增加包裝量，提高包裝空間利用率及包裝質(zhì)量可以有效減少垂直方向的振動加速度。

圖5 4種包裝處理在運輸期間對葡萄果實振動強度的影響（天津Ⅰ）

3 結語

對5個不同產(chǎn)區(qū)夏黑葡萄采用4種典型電商包裝運輸?shù)钠焚|(zhì)進行測定。運用相關性和主成分分析，提取了3個主成分，得到累計貢獻率達到89.096%。分析確定了好果率、落粒率、可溶性固形物含量、固酸比和果梗拉力為評價葡萄運后品質(zhì)的關鍵指標，并建立果實品質(zhì)綜合得分模型。對比5個產(chǎn)區(qū)不同包裝的得分情況，處理組1在48 h電商寄遞中表現(xiàn)最優(yōu)，其他處理組針對不同產(chǎn)區(qū)品質(zhì)存在差異。通過對比包裝內(nèi)微環(huán)境，研究發(fā)現(xiàn)包裝材料中EPS泡沫箱的保溫性能最佳，保溫袋次之。同時增加冰袋作為蓄冷劑輔助包裝可有效減緩果實品質(zhì)劣變。運輸過程中的振動激勵主要來自于軸方向，受車輛加減速影響。瓦楞紙箱可以有效緩沖軸方向的振動，減弱振動產(chǎn)生的不利影響。

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Quality Evaluation and Affecting Factors Analysis of E-commerce Logistics for Summer Black Grapes

WEI Jingyi1, LIANG Xin2, ZHAO Tong1, WEI Wanqi1, YAO Gang2, ZHU Zhiqiang3, LAN Yibin3, YAN Ruixiang1*

(1. College of Light Industry Science and Engineering, Tianjin University of Science and technology, Tianjin 300457, China; 2. Shenzhen SF Taisen Holding (Group) Co., Ltd., Shenzhen 518000, China; 3. Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products, Key Laboratory of Agricultural Products Storage and Preservation, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products (Tianjin), Tianjin 300384, China)

The work aims to construct a standardized quality scoring model for the transportation quality of Summer Black Grapes in different e-commerce logistics packages and different production areas, so as to further improve the quality evaluation system of grapes during transportation, and provide a theoretical basis for the combination and utilization of different transportation packages. Taking Summer Black Grapes from five production areas of Yunnan, Jiangsu and Tianjin as the research object, four typical e-commerce packages were used for 48 h physical delivery test. By using correlation and principal component analysis, the e-commerce logistics quality of Summer Black Grapes was comprehensively evaluated, the suitable e-commerce packaging method was screened out, and the environmental impact factors causing quality differences in the transportation process were further analyzed. Three principal components were extracted by principal component analysis, and the cumulative contribution rate was 89.096%. The fruit quality score () model was established by adding the weight of the three principal component scores:=0.5621+0.1862+0.1433. The results showed that the transportation quality of Summer Black Grapes in treatment group 1 (corrugated box/ foam box/ice bag/bag in bag) was the best and more stable, and the quality of the other three treatment groups fluctuated greatly. By analyzing the changes of ambient temperature and vibration during transportation, it was found that the EPS foam box had the best thermal insulation performance, and the ice bag assisted cooling could effectively reduce the temperature in the packaging box and improve the commodity of grapes. Increasing the amount of packaging was an effective means to weaken the effect of Z-axis vibration on products. In this study, a comprehensive fruit quality scoring model is established. The model can objectively and accurately reflect the logistics quality of Summer Black Grapes, which is of great significance to promote the rapid development of e-commerce logistics of fresh goods.

Summer Black Grape; quality evaluation; principal component analysis; temperature; vibration

TB485.3

A

1001-3563(2024)01-0174-09

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.01.020

2023-08-03

國家葡萄產(chǎn)業(yè)技術體系（CARS-29）；農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮重點實驗室開放課題（Kf2021008）；順豐橫向合作項目（90202205240357）