荔枝采后堆叠存放损伤试验研究

陈 燕，刘威威，蒋志林，李嘉威，王佳盛，曾泽钦

(华南农业大学工程学院/南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室，广东广州510642)

荔枝是我国南方特产佳果，其栽培面积和产量均居全球之首［1］。收获后的荔枝往往需经过装箱处理才能进行储存运输，而箱中存放的荔枝层层积压处于堆叠状态，底层荔枝承受上层荔枝重量。由于荔枝皮薄、肉多，含水量高，底层荔枝在上层荔枝的长时间挤压下，容易出现堆叠存放所引起的挤压损伤，损伤后的荔枝极易腐烂变质。据统计，每年荔枝采后因变质而造成的损失占总产量的20%以上［2］。

为减少采后果蔬储运过程产生的机械损伤，国内外学者进行了许多相关研究。Zeebroeck等［3］利用离散型元素分析法对果蔬在流通过程中的碰撞损伤进行预测分析;Li等［4］、Abbaszadehv 等［5］采用有限元法分别预测番茄和西瓜的压缩损伤;王荣［6］利用有限元模型模拟平板压缩和包装，研究了葡萄与番茄静重损伤;杨晓清［7］研究了蜜瓜因储运中载荷的时效性影响产生的蠕变损伤;卢立新等［8］研究了包装方式对水晶梨运输振动损伤保护的影响;为减少荔枝的机械损伤，陈燕等［9］、蒋志林等［10］通过压缩试验，研究了外力压缩对荔枝损伤的影响，但关于储运过程荔枝堆叠存放损伤的研究，目前国内外尚未见文献报道。

基于以上，依据荔枝在采后回收存放、储存运输等环节中因堆叠存放产生挤压损伤的影响因素，对荔枝进行不同条件的堆叠存放试验，研究不同堆叠存放条件对荔枝损伤指标的影响，寻求最优的荔枝回收存放策略，为采后荔枝储存运输存放箱设计提供指导。

1 材料和方法

1.1 材料

供试荔枝采自广东省广州市从化区太平镇，品种为槐枝，平均质量为 18.376 g，平均球径为 30.80 mm，果肉平均硬度为0.201 MPa。试验用荔枝成熟度和个体大小相近，球径为 29.50 ～ 30.50 mm，且表皮完好、无破损和病虫害，并剪去果梗，采摘后12 h内完成装箱处理。

1.2 试验方法

采后荔枝储存运输存放箱通常使用塑料果框、泡沫箱、瓦楞纸箱等，不同的存放箱材质对荔枝损伤的影响不同。在存放箱中，荔枝堆叠存放的层数越高，下层荔枝的损伤越大。但堆叠层数越少，存放箱存放荔枝数量越少。因此，选取存放箱材质和堆叠层数为试验因子分别进行单因素荔枝堆叠存放试验，考察试验因子对底层荔枝损伤的影响。

试验因子堆叠层数设置4个水平，分别为6、8、10、12层，存放箱材质设置为塑料、瓦楞纸、EPS泡沫。存放箱采用亚克力板制作外框，并在箱内壁和底部分别贴上以上3种材质，如图1所示。试验时，在制作好的箱体中铺满2层荔枝，为减少荔枝的用量，采用相同质量的钢珠来代替其余层数的荔枝。3种箱体材质、4个堆叠层数，共进行12组试验，每组试验重复2次。此外，3种材质分别对应设置3个对照组，荔枝堆叠层数为2层。荔枝堆叠存放完成后，将试验组和对照组使用废报纸封住容器口，于10℃冰柜中冷藏存放，冰柜存放于恒温空调房中。每隔2 d将试验组和对照组全部取出，观测最底层荔枝的褐变情况并使用电子秤(型号为LQ－A3003，精度1 mg)称量其整质量。为减少人为干扰因素的影响，由3人分别独立观察统计荔枝果壳褐变等级果数，最后取平均值。

图1 荔枝存放箱

1.3 荔枝损伤测定

荔枝果肉外包果壳，当其发生损伤后，除果壳破裂的宏观损伤外，其损伤面积或体积较难测定。本研究通过测定不同堆叠存放时间下底层荔枝果壳的褐变指数和果实失重率，评价不同堆叠存放条件下荔枝挤压损伤程度。

1.3.1 荔枝果壳褐变指数 堆叠后的荔枝随存放时间的延长其果壳会产生不同程度的褐变，损伤越严重，褐变也越严重。参考文献［11-12］计算荔枝果壳的褐变指数以评价其褐变程度。荔枝果壳的褐变程度按褐变面积分为5个等级，将不同存放时间下目测分级得到的每小组荔枝褐变等级果数用加权平均法求取荔枝果壳的褐变指数。

式中:Ai—褐变等级。褐变面积≤1/4，为1级果;1/4＜褐变面积≤1/2，为2级果;1/2＜褐变面积≤3/4，为3级果;3/4＜褐变面积≤1，为4级果;完全褐变并出现腐烂为5级果。ni—褐变等级对应的果数。N—该组荔枝的总果数。

1.3.2 荔枝失重率 荔枝损伤越严重，其水分流失越多，失重率越大。根据荔枝堆叠后不同存放时间下所测得的每小组质量计算其平均失重率，计算公式如下:

式中:m0—试验组和对照组荔枝的初始质量(g);mt—试验组和对照组荔枝存放t天(t=2、4、6)的质量(g)。

1.4 统计分析

堆叠试验后采用SPSS软件对试验数据进行方差分析和回归分析。由于试验因子中的箱体材质为定性变量，在建立底层荔枝失重率及其果壳褐变指数的回归方程前，需将所有定性变量转换为虚拟变量并赋值，如表1所示。

表1 虚拟变量的设置和赋值

2 结果与分析

2.1 荔枝果壳褐变指数的变化

2.1.1 堆叠存放条件对底层荔枝果壳褐变指数的影响 不同的堆叠存放条件下，荔枝果壳的褐变指数不同，且随存放时间的延长而发生变化。以荔枝堆叠存放2 d和6 d其果壳褐变指数变化为例(图2)说明:随着堆叠层数的增加，底层荔枝果壳褐变指数增大;当堆叠层数较小时，3种箱体材质下的荔枝果壳褐变指数较为接近，随着堆叠层数的增加和存放时间的延长，差异增大;3种箱体材质下的荔枝果壳褐变指数具有显著性差异(P＜0.05)，当箱体材质为塑料时，荔枝果壳的褐变指数最大，其次为瓦楞纸材质，最小为泡沫材质。

图2 不同堆叠存放条件下荔枝褐变指数的变化

2.1.2 试验组与对照组褐变指数比较分析 图3为堆叠存放条件下底层荔枝果壳褐变指数随存放时间的变化。由图3可知，随着存放时间的延长，试验组与对照组的荔枝果壳褐变指数均增大;在不同存放时间内，不同堆叠层数的荔枝果壳褐变指数均大于对照组，且随着存放时间的延长，其差异增大。

图3 荔枝褐变指数随存放时间的变化

箱体材质为塑料:存放2 d内，堆叠层数为8层时与对照组差异不显著(P＞0.05);存放到4 d起，所有堆叠层数的荔枝果壳褐变指数均显著大于对照组(P＜0.05)。

箱体材质为瓦楞纸:存放2 d内，与对照组差异不显著(P＞0.05)的最大堆叠层数是8层;存放到4 d，最大堆叠层数降为6层;而存放到6 d，所有堆叠层数的荔枝果壳褐变指数均显著大于对照组(P＜0.05)。

箱体材质为泡沫:存放2 d内，与对照组差异不显著(P＞0.05)的最大堆叠层数为10层;存放到4 d，最大堆叠层数降为8层;而存放到6 d，所有堆叠层数的荔枝果壳褐变指数均显著大于对照组(P＜0.05)。

2.2 荔枝失重率的变化

荔枝随存放时间的延长，因失水而质量下降。同时，当荔枝受损后，受损组织呼吸代谢加强、水分散失加剧，失重的速度也加快［13］。

2.2.1 堆叠存放条件对底层荔枝失重率的影响不同存放时间下底层荔枝失重率具有相似的变化规律，图4为存放2 d时不同的箱体材质和堆叠层数对底层荔枝失重率的影响。由图4可见，随着堆叠层数的增加，底层荔枝的失重率加大;3种箱体材质对底层荔枝失重率的影响显著(P＜0.05)，箱体材质为塑料时，底层荔枝的失重率最大，其次为瓦楞纸，最小为泡沫。箱体材质和堆叠层数对底层荔枝失重率的影响规律与它们对果壳褐变指数的影响相一致。

图4 不同堆叠存放条件下荔枝失重率的变化

2.2.2 试验组与对照组失重率比较分析 图5为底层荔枝在不同堆叠条件下的失重率随存放时间的变化。由图5可知，箱体材质为塑料:存放2 d内，底层荔枝失重率与对照组差异不显著(P＞0.05)的最大堆叠层数为8层;存放4 d，最大堆叠层数降为6层;存放到6 d，所有堆叠层数下的底层荔枝失重率均显著大于对照组(P＜0.05)。

箱体材质为瓦楞纸:存放4 d内，底层荔枝失重率与对照组差异不显著(P＞0.05)的最大堆叠层数为8层;存放6 d，所有堆叠层数下的底层荔枝失重率均显著大于对照组(P＜0.05)。

箱体材质为泡沫:存放2 d内，底层荔枝失重率与对照组差异不显著(P＞0.05)的最大堆叠层数为10层;存放4 d，最大堆叠层数降为8层;存放到6 d，所有堆叠层数下的底层荔枝失重率均显著大于对照组(P＜0.05)。

图5 荔枝失重率随存放时间的变化

2.3 荔枝最大堆叠层数

通过比较试验组与对照组中底层荔枝失重率及其果壳褐变指数的差异，得到不同存放天数下有利于减少底层荔枝堆叠挤压损伤的最大堆叠层数，如表2。

表2 减少堆叠挤压损伤的荔枝最大堆叠层数

综合考虑荔枝失重率及其果壳褐变指数2个指标，若采后荔枝堆叠存放较短时间，为减少底层荔枝的堆叠挤压损伤，试验范围内荔枝最大堆叠层数:若堆叠存放2 d，箱体材质为塑料和瓦楞纸时8层，泡沫材质为10层;若堆叠存放4 d，箱体材质为塑料时低于6层，瓦楞纸为6层，泡沫为8层;若堆叠存放6 d，不管何种箱体材质，均为6层以下。

2.4 荔枝失重率及其果壳褐变指数回归方程

通过上面分析所得的荔枝最大堆叠层数是试验因子的水平值，为后续深入系统地研究采后荔枝的最优堆叠存放条件，进一步对试验结果采用SPSS进行线性回归，得到底层荔枝失重率及其果壳褐变指数与试验因素间的回归方程分别如下:

式中:γ—荔枝失重率(%);η—荔枝果壳褐变指数;t—存放时间(d);c—堆叠层数;L1和L2—箱体材质的虚拟变量。

底层荔枝失重率及其果壳褐变指数与试验因素间的回归方程极显著(P＜0.01)，其R2分别为0.938和0.941。

3 结论与讨论

本研究表明，随着堆叠层数增加和存放时间的延长，荔枝失重率及其果壳褐变指数增加;相同的堆叠层数，箱体材质为塑料时，荔枝失重率及其果壳褐变指数最大，其次为瓦楞纸，最小为泡沫。

试验范围内有利于减少荔枝堆叠存放损伤的最大堆叠层数:存放2 d，箱体材质为塑料和瓦楞纸时8层，泡沫材质为10层;存放4 d，箱体材质为塑料时低于6层，瓦楞纸为6层，泡沫为8层;存放6 d，不管何种箱体材质，均为6层以下。

荔枝失重率及其果壳褐变指数与试验因素间的回归方程极显著;相同箱体材质下，底层荔枝的存放时间和堆叠层数每增加2 d和2层，其失重率和果壳褐变指数分别增加 1.194%、0.788 和 0.412%、0.322。

［1］ 余华荣，周灿芳，万忠，等.2009年广东荔枝龙眼产业发展现状分析［J］.广东农业科学，2010，37(4):288-291.

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