贮运过程中温度及振动条件对葡萄贮藏品质的影响

张 哲，张治权，郝俊杰，张 平，朱志强，田津津，丁 浩，毛义琼

葡萄在贮运过程中由于受到温度波动和机械振动作用，经常出现大量损耗的问题。如何解决贮运过程中葡萄的损耗问题是当下重要的研究课题之一[1-4]。在国外，Olosunde[5]和Dadhich[6]等详细研究了温度波动对食品品质造成的影响。Barchi等[7]通过研究发现，枇杷振动损伤的频率范围为13～25 Hz。国内也有大量的学者做过这方面的研究，张哲等[8-9]研究了冷藏集装箱内温度场分布不均匀性对果蔬品质的影响，发现温度场越均匀，果蔬品质保持的时间也越长。徐丽婧等[10]通过对平菇在0、2、4 ℃恒温冷藏和温度波动贮藏对比实验，研究了温度波动对平菇贮藏品质的影响。但是相关的研究大多是针对单一条件进行，本研究通过探索温度波动和振动对葡萄品质损伤的规律，寻找实际贮运过程中对葡萄品质损伤相对较轻的贮运条件。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

巨峰葡萄采自天津汉沽，选取阳光明媚天气进行露天采摘，挑选完全成熟、颜色和果粒大小基本一致的葡萄，剪去病、伤果粒，对葡萄进行初值测试，然后进行预冷处理，放入保鲜剂，采用相同的摆放方式，放入塑料筐内。

CT2葡萄保鲜剂（适用于巨峰及龙眼、玫瑰香品种） 国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）。

1.2 仪器与设备

UV-1780型紫外分光光度计 日本岛津公司；全能台式高速离心机 德国Heraeus公司；TA.XT PLUS型物性测试仪 英国Stable Micro Systems公司；DY-600-5低频运输实验台 苏州实验仪器总厂。

1.3 方法

1.3.1 实验设计

实验以巨峰葡萄为实验材料，采用塑料筐（565 mm×150 mm×260 mm）盛装，每箱3 kg，每0.5 kg加保鲜剂1包，采用聚乙烯保护膜进行包装。做5 个密闭的帐子，置于冷库当中，放置温度实验箱，并用PC-12通道温度记录仪记录帐子里的空间温度和果实温度。每个温度实验箱10 筐，7 d抽样调查一次，每次取1筐葡萄进行调查实验。选取了-1～1、-1～2、-1～3、-1～5 ℃温度波动区间，每天波动3 次，并将1 筐-1 ℃下贮藏的葡萄作为空白对照组。

同时，以巨峰葡萄为实验材料，包装条件如上所述，研究振动频率和振动加速度对其品质的影响。根据在我国公路条件下运输车辆的实际振动情况、中国车辆振动的规范及学者的相关研究[11-12]，对于振动频率实验，将振动加速度设为5 m/s2，巨峰葡萄分别在10、20、30、40、50 Hz振动频率下振动，振动时间为30 min；对于振动加速度实验，将振动频率设定为20 Hz，巨峰葡萄分别在加速度为2.5、5.0、7.5 m/s2下振动，振动时间为30 min。将经过振动的葡萄放入冰温库中进行贮藏，7 d为一个周期，取样调查，测定各项指标。

1.3.2 指标测定

1.3.2.1 硬度测定

采用TA.XT PLUS型质构仪测定，采用P/2n针状探头（直径2 mm），每个样品取单果15 个，取最大粒，最后取其平均值，测试速率为2 mm/s[13]。

1.3.2.2 可滴定酸含量测定

可滴定酸含量采用酸碱滴定法测定[14-16]。

1.3.2.3 VC含量测定

VC含量的测定用2,6-二氯靛酚滴定法[17-20]。

1.3.2.4 腐烂率测定

腐烂率根据式（1）计算。

1.3.2.5 脱粒率测定

脱粒率根据式（2）计算。

2 结果与分析

2.1 温度对贮藏期间巨峰葡萄品质的影响

2.1.1 可滴定酸含量变化

图1 不同温度波动下巨峰葡萄可滴定酸含量变化规律Fig. 1 Change in titratable acid content in grape subjected to vibration at different temperatures

图1 表示的是在不同温度波动下巨峰葡萄可滴定酸含量的变化规律，可滴定酸含量在葡萄的贮藏过程中不断下降。对照组的可滴定酸含量在贮藏期间下降了17.6%，并且随着温度波动的增大，下降速率也不断增大。温度波动-1～5 ℃时，可滴定酸含量的下降速率最大，整个贮藏期间下降了51.0%，是对照组的2.9 倍，严重影响了巨峰葡萄的口感。

2.1.2 VC含量变化

图2 不同温度波动下巨峰葡萄VC含量变化规律Fig. 2 Change in VC content in grape subjected to vibration at different temperatures

在巨峰葡萄的贮藏过程中VC含量不断下降，如图2所示。随着温度波动的增大，葡萄VC含量下降速率也不断增大，对照组的VC含量下降了19.6%，温度波动-1～5 ℃时，VC含量下降了34.6%，是对照组的1.8 倍。贮藏21 d后，经历-1～5℃温度波动的葡萄VC含量急剧下降了17.6%，几乎接近对照组实验整个贮藏过程的VC含量下降值。

2.1.3 腐烂率变化

图3 不同温度波动下巨峰葡萄腐烂率变化规律Fig. 3 Change in decay incidence of grape subjected to vibration at different temperatures

从图3可以发现，在巨峰葡萄的贮藏过程中腐烂率不断上升，但是各组葡萄的腐烂率都保持在相对较低的水平。对照组的葡萄在贮藏期间腐烂率达到了0.93%，而-1～1、-1～2、-1～3、-1～5 ℃温度波动下葡萄的腐烂率分别是0.96%、1.06%、1.1%、1.23%。在温度波动-1～5 ℃时，葡萄的腐烂率最高，是对照组的1.32 倍，但各组差别不大，由此可以看出温度波动对葡萄的腐烂率影响不大。

2.1.4 脱粒率变化

巨峰葡萄脱粒率的变化规律与腐烂率变化规律类似，脱粒率不断上升，而且脱粒数量都保持在相对较低的水平，如图4所示。对照组的葡萄在贮藏的第42天脱粒率达到了0.92%，而-1～1、-1～2、-1～3、-1～5 ℃温度波动下葡萄的脱粒率分别是1.26%、1.39%、1.42%、1.83%。

图4 不同温度波动下巨峰葡萄脱粒率变化规律Fig. 4 Change in threshing percentage of grape subjected to vibration at different temperatures

2.1.5 硬度变化

图5 不同温度波动下巨峰葡萄硬度变化规律Fig. 5 Change in hardness of grape subjected to vibration at different temperatures

如图5所示，在巨峰葡萄的贮藏过程中，硬度不断下降。巨峰葡萄硬度主要是由葡萄中的细胞壁决定的，随着温度波动的增大，葡萄细胞损伤严重，硬度下降速率也不断增大，当温度波动为-1～5 ℃时，硬度的下降速率是最大的，贮藏期间下降了68.2%，是对照组的2.1 倍，到42 d时硬度降低到了0.14 kg/cm2，几乎失去了贮藏价值，可见温度波动对巨峰葡萄的硬度影响很大。

综上可知，温度波动严重影响了巨峰葡萄的贮藏品质，而且温度波动越大，对贮藏品质的影响越明显。温度波动对巨峰葡萄的宏观指标腐烂率、脱粒率影响相对较小，但对微观指标尤其是VC含量和硬度的影响非常巨大。经历了较大温度波动的葡萄，到达贮藏的42 d时，虽然外观上变化相对较小，但是从VC含量、硬度等指标上看，葡萄的品质已经严重下降，几乎失去了贮藏价值。

2.2 振动加速度对贮藏期间巨峰葡萄品质的影响

2.2.1 可滴定酸含量变化

图6表示的是不同振动加速度对巨峰葡萄可滴定酸含量的影响规律，可滴定酸含量在葡萄的贮藏过程中不断下降。在2.5 m/s2的实验条件下，可滴定酸含量下降了24.0%，5.0、7.5 m/s2时分别为25.0%和27.5%，7.5 m/s2时的下降趋势最快，而且前21 d葡萄的可滴定酸含量下降幅度很大，占了整个贮藏期间下降值的81.8%，这时巨峰葡萄口感风味已经很差了。振动加速度越大，巨峰葡萄可滴定酸含量的下降速率越大，而且对贮藏前期可滴定酸含量的影响效果越明显。

图6 不同振动加速度下巨峰葡萄可滴定酸含量变化规律Fig. 6 Change in titratable acid content in grape subjected to vibration at different acceleration rates

2.2.2 VC含量变化

图7 不同振动加速度下巨峰葡萄VC含量变化规律Fig. 7 Change in VC content in grape subjected to vibration at different acceleration rates

从图7可以发现，VC含量在巨峰葡萄的贮藏过程中不断下降。在2.5 m/s2实验条件下，VC含量下降了38.2%，而5.0、7.5 m/s2时分别下降了40.6%和43.1%，2.5 m/s2时下降趋势最慢。振动加速度的增大会造成果胶酯酶、纤维素酶等一系列相关酶活性的增加，从而造成VC含量下降。与可滴定酸变化规律相似，振动加速度越大，VC含量的下降速率越大，而且对巨峰葡萄贮藏前期VC含量影响效果最明显。

2.2.3 腐烂率变化

图8 不同振动加速度下巨峰葡萄腐烂率变化规律Fig. 8 Change in decay incidence of grape subjected to vibration at different acceleration rates

如图8所示，在巨峰葡萄的贮藏过程中腐烂率不断上升。在振动加速度为2.5 m/s2时，葡萄在贮藏期间腐烂率达到了2.5%，而在5.0、7.5m/s2时，分别是4.6%和6.6%，在7.5m/s2时，葡萄的腐烂率的上升趋势最快，是2.5 m/s2的2.6 倍。综合图3可以发现，振动对巨峰葡萄腐烂率的影响要远远大于温度波动的影响，这主要是由于振动造成了葡萄的机械损伤，加速了葡萄的腐烂速度。

2.2.4 脱粒率变化

图9 不同振动加速度下巨峰葡萄脱粒率变化规律Fig. 9 Change in threshing percentage of grape subjected to vibration at different acceleration rates

从图9可以发现，在巨峰葡萄的贮藏过程中脱粒率不断上升，虽然振动加速度实验中脱粒率保持在相对较低的水平，但是明显比温度波动实验脱粒率大，这主要是因为振动破坏了葡萄的果穗组织。在2.5 m/s2时，葡萄在贮藏期间脱粒率达到了3.24%，而在5.0、7.5 m/s2时，葡萄的脱粒率分别是4.64%和6.17%。可以发现振动加速度越大巨峰葡萄的脱粒率也越大，7.5 m/s2的脱粒率是2.5 m/s2的1.8 倍。

2.2.5 硬度变化

图10 不同振动加速度下巨峰葡萄硬度变化规律Fig. 10 Change in hardness of grape subjected to vibration at different acceleration rates

如图10所示，经历不同加速度振动的巨峰葡萄，在贮藏过程中硬度不断下降，这主要是由于振动破坏了葡萄的细胞组织，造成了细胞壁损伤，加速了葡萄的腐烂速度。并且随着振动加速度的增大，巨峰葡萄硬度的下降速率也不断增大。在2.5 m/s2时，巨峰葡萄的硬度在贮藏期间下降了18.0%，7.5 m/s2时为59.1%，下降速率最大，是2.5 m/s2时的3.3 倍。

2.3 振动频率对贮藏期间巨峰葡萄品质的影响

2.3.1 可滴定酸含量变化

由图11可见，在葡萄的贮藏过程中可滴定酸含量不断下降。在20 Hz实验条件下，可滴定酸含量下降了30.4%，下降趋势最慢；而在40 Hz时可滴定酸含量的下降速率最快，在贮藏期间下降了50.8%；10 Hz时下降了49.2%，仅仅低于40 Hz时。从图11还可以发现，并非振动频率越大，葡萄可滴定酸含量下降速率也越快。

图11 不同振动频率下巨峰葡萄可滴定酸含量变化规律Fig. 11 Change in titratable acid content in grape subjected to vibration at different frequencies

2.3.2 VC含量变化

图12 不同振动频率下巨峰葡萄VC含量变化规律Fig. 12 Change in VC content in grape subjected to vibration at different frequencies

经历不同振动的巨峰葡萄VC含量在贮藏过程中不断下降[21-22]。如图12所示，在20 Hz实验条件下，VC含量下降最缓慢，整个贮藏期间下降了22.3%；40 Hz时下降速率最快，下降了35.9%；而50、30 Hz的下降趋势基本相同，分别下降了28.2%和26.9%；10 Hz下降速率仅低于40 Hz，贮藏期间下降了29.9%。

2.3.3 腐烂率变化

图13 不同振动频率下巨峰葡萄腐烂率变化规律Fig. 13 Change in decay incidence of grape subjected to vibration at different frequencies

由图13可见，巨峰葡萄腐烂率在贮藏过程中是不断上升的，这主要是由于振动造成了葡萄果实的损伤，加重了腐烂程度。综合数据分析葡萄腐烂率大小依次为40 Hz＞10 Hz＞50 Hz＞30 Hz＞20 Hz，因此其腐烂率与振动频率不是简单的线性关系。在20Hz实验条件下，腐烂率在贮藏期间上升了3.21%，相比10、30、40、50Hz振动频率条件下其上升的趋势最慢；而40Hz时上升速率最快，上升了9.52%。

2.3.4 脱粒率变化

图14 不同振动频率下巨峰葡萄脱粒率变化规律Fig. 14 Change in threshing percentage of grape subjected to vibration at different frequencies

如图14所示，经历不同振动的巨峰葡萄，在贮藏过程中脱粒率不断上升。其中在20 Hz实验条件下，脱粒率上升速率最慢，在贮藏期间上升了4.85%；而40 Hz时的上升速率最快，上升了10.23%；10、30、50 Hz时分别为7.56%、6.24%、6.45%。可以发现并非振动频率越低脱粒率也越低，这主要是由于低频10 Hz是振动能量集中的阶段，振动破坏了葡萄的果穗组织的原因。

2.3.5 硬度变化

图15 不同振动频率下巨峰葡萄硬度变化规律Fig. 15 Change in hardness of grape subjected to vibration at different frequencies

由图15可见，在葡萄的贮藏过程中，硬度不断下降。在20 Hz振动频率下，巨峰葡萄的硬度下降了40.9%，下降速率最慢；而40 Hz时，下降速率最快，整个贮藏期间下降了68.2%，是前者的1.7 倍，并且贮藏期的前28 d，巨峰葡萄硬度下降速率明显提升，而在35～42 d的贮藏时间内，硬度下降速率有所放缓。在40 Hz时接近固有频率，对葡萄微器官损伤较大[23-24]，而低频振动会造成对表层组织的损害，由此产生图示的结果。

综上可知，振动加速度越大，对巨峰葡萄品质影响越大，对巨峰葡萄贮藏前期影响越明显，且振动加速度对脱粒率和硬度相关指标影响更加明显。在不同的振动频率下，葡萄的变质速度也不相同，并非振动频率越大，其变质速度也越快，这主要是由于低频10 Hz是一个振动能量集中的阶段，葡萄果实相互间以及果实与包装间碰撞挤压严重[25]，而当频率升高至40 Hz时，接近固有频率，包装间达到了一个振动的峰值状态，葡萄果实受损程度增大。

3 结 论

温度波动严重影响了巨峰葡萄的贮藏品质，温度波动小的实验组，其可滴定酸含量、VC含量较其他组能维持在相对高的水平，变化率也较小。温度波动越大，其对葡萄贮藏品质的影响越明显，尤其对其VC含量和硬度的影响非常巨大；振动使巨峰葡萄果实表面之间产生反复的挤压、摩擦以及冲撞，振动加速度越大对巨峰葡萄贮藏品质前期影响越明显，而且对脱粒率和硬度的影响更加明显；同时发现并非振动频率越大，其变质速度也越快，经历了10、40、50 Hz振动的葡萄，其变质速度较20、30 Hz时快，其中40 Hz时最快，而20 Hz下变质最慢。说明应避免固有频率和低频振动，以减少在贮运过程中对巨峰葡萄的损伤及品质的影响。

参考文献：

[1] 刘静. 鲜食葡萄冷链运输监测方法研究[D]. 北京: 中国农业大学,2013: 2-3.

[2] 吴斌, 闫师杰, 王文生. 新疆葡萄贮运保鲜现状与产业技术提升途径[J]. 保鲜与加工, 2016(4): 1-5. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201703001.

[3] 袁军伟, 赵胜建, 魏建梅,等. 葡萄采后生理及贮藏保鲜技术研究进展[J]. 河北农业科学, 2009, 13(4): 80-83. DOI:10.3969/j.issn.1088-1631.2009.04.036.

[4] 秦丹, 石雪晖, 胡亚平, 等. 葡萄采后贮藏保鲜研究进展[J]. 保鲜与加工, 2006, 6(1): 9-12. DOI:10.3969/j.issn.1009-6221.2006.01.006.

[5] OLOSUNDE W A, IGBEKA J C, OLURIN T O. Performance evaluation of absorbent materials in evaporative cooling system for the storage of fruits and vegetables[J]. International Journal of Food Engineering, 2011, 5(3): 1-15. DOI:10.2202/1556-3758.1376.

[6] DADHICH S M, DADHICH H, VERMA R, et al. Comparative study on storage of fruits and vegetables in evaporative cool chamber and in ambient[J]. International Journal of Food Engineering, 2014, 4(1): 99-107. DOI:10.2202/1556-3758.1147.

[7] BARCHI G L, BERARDINELLI A, GUARNIERI A, et al.pH-postharvest technology: damage to loquats by vibration-simulating intra-state transport[J]. Biosystems Engineering, 2002, 82(3): 305-312.DOI:10.1006/bioe.2002.0067.

[8] 张哲, 李立民, 田津津. 冷藏车温度场不均匀度对蔬菜保鲜效果的影响[J]. 农业工程学报, 2014, 30(15): 309-316. DOI:10.3969/j.issn.1002-6819.2014.15.039.

[9] 张哲, 郝俊杰, 李曼, 等. 冷藏集装箱内部温度场的理论与实验研究[J]. 低温与超导, 2016(6): 76-80. DOI:10.16711/j.1001-7100.2016.06.016.

[10] 徐丽婧, 高丽朴. 温度波动对平菇储藏品质的影响[C]//第十届全国食用菌学术研讨会论文汇编. 北京: 全国食用菌学术研讨会, 2014:64-66.

[11] 王志刚, 张必超. 公路运输与车载设备振动试验规范的确定[C]//第十五届可靠性学术年会论文集. 北京: 可靠性学术年会, 2010:126-128.

[12] 梁铁成, 李桐林, 董瑞春. 公路车辆产生振动波的衰减研究[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2003, 33(3): 382-386. DOI:10.3969/j.issn.1671-5888.2003.03.026.

[13] 王强. 1-MCP保持猕猴桃品质和果实硬度的机理研究[D]. 合肥: 安徽农业大学, 2010: 25-30.

[14] 李艳杰, 孙先鹏, 郭康权, 等. 臭氧、保鲜剂对猕猴桃贮藏保鲜效果的比较[J]. 食品科技, 2009, 34(2): 45-48. DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2009.02.016.

[15] 张浩, 周会玲, 张晓晓, 等. “金香”猕猴桃果实冷藏最适温度研究[J]. 北方园艺, 2014, (13): 126-129.

[16] 曹建康, 姜微波, 赵玉梅. 果蔬采后生理生化实验指导[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2007: 68-73.

[17] 焦凌霞, 高愿军. 温度对猕猴桃VC降解途径和降解速度影响的研究[J]. 安徽农业科学, 2006, 34(12): 2847-2850. DOI:10.3969/j.issn.0517-6611.2006.12.120.

[18] 郭叶. “徐香”猕猴桃贮藏期间生理品质研究[D]. 临安: 浙江农林大学, 2013: 45-49.

[19] 国家卫生和计划生育委员会. 食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定: GB 5009.86—2016[S]. 北京: 中国标准出版社, 2016: 105.

[20] 贾晓辉, 王文辉, 姜云斌, 等. 不同贮藏温度对‘玉露香’梨果实保绿效果和品质维持的影响[J]. 果树学报, 2016(增刊1): 166-174.DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.2016.S.23.

[21] 周会玲, 李嘉瑞. 葡萄果实组织结构与耐贮性的关系[J]. 园艺学报,2006, 33(1): 28-32. DOI:10.3321/j.issn:0513-353X.2006.01.006.

[22] 潘见, 陈元生, 李国文, 等. 草莓生物损伤力学研究: 振动频率对组织损伤的影响[J]. 江苏大学学报(自然科学版), 1988, 9(3): 65-69.

[23] 刘亮, 陈伟, 杨震峰, 等. 贮藏温度对葡萄果实采后抗氧化活性的影响及动力学分析[J]. 中国食品学报, 2012, 12(4): 134-139.DOI:10.3969/j.issn.1009-7848.2012.04.020.

[24] 李琛, 刘颖, 翁桢, 等. 贮运环境对葡萄品质的影响[J].现代食品科技, 2013, 29(2): 230-235. DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2013.02.003.

[25] ZHOU Ran, SU Shuqiang, YAN Liping, et al. Effect of transport vibration levels on mechanical damage and physiological responses of Huanghua pears[J]. Postarvest Biology and Technology, 2007, 46(1):20-28. DOI:10.1016/j.postharvbio.2007.04.006.