振动对不同堆高哈密瓜果实理化品质影响差异性研究

房世杰，徐斌，潘俨，张婷，胡慧慧

(1.新疆农业科学院，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所，乌鲁木齐 830091)

0 引 言

【研究意义】哈密瓜是新疆厚皮甜瓜的总称。2016年新疆哈密瓜种植面积达到8.22×104hm2，年产量达到292×104t，外销占总量的70%[1]。目前新疆哈密瓜以外销为主，由运输振动造成的品质损耗，导致哈密瓜品质下降、货架期短、商品率低。【前人研究进展】运输过程中的振动会明显增加哈密瓜强果实采后呼吸强度[2-4]，公路运输的垂直振动明显强于水平振动[5-11]；相同振动频率模拟条件，垂直振动比水平振动提高哈密瓜呼吸强度12%～16%[12]。呼吸速率的大小可反映瓜果采后代谢活动的强弱，测定哈密瓜果实呼吸速率可衡量振动对哈密瓜呼吸作用的影响，对掌握哈密瓜运输过程中生理状态具有重要指导意义[13]。相对电导率是反映细胞膜系统状况的一个重要的生理生化指标，可用来表示细胞膜的渗透率，植物在受到逆境或者其他损伤的情况下细胞膜容易破裂，膜蛋白受伤害使胞质的胞液外渗，相对电导率增大[14]。冲击，运输搬卸发生的摔碰、挤压、踩踏，直接造成果实表面或内部机械伤，是流通和静态货架期出现病害的主要原因。【本研究切入点】在哈密瓜冷藏运输过程中，持续的低频振动会对哈密瓜果实生理及品质产生影响，不同堆装高度的瓜箱振动强度差异性较大，承受的压力不同导致哈密瓜生理及品质影响也会不同。【拟解决的关键问题】以哈密瓜早熟品种西州密25号为试材，通过模拟实际冷藏运输振动，分析不同堆装高度哈密瓜果实生理及品质参数的变化，探明运输振动对不同堆高哈密瓜果实理化品质的影响，为其贮运保鲜技术的优化提供基础数据依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.2 方 法

1.2.1 试验设置

果实采摘装车后当天运往冷藏保鲜库，测定初始值。先将果实预冷24 h后使其温度缓慢降至4℃，即开始模拟运输振动实验。振动平台规格为：长1.8 m×宽1.2 m×高1.8 m，将瓜箱整齐码放在振动平台上，每层码放6箱瓜(每箱瓜重量约10 kg)，共码放10层、60箱，用尼龙带固定，设置3个振动堆高处理：2箱高(下)、6箱高(中)、10箱高(上)；将振动频率调至7 Hz，模拟实际运输振动强度[15-19]，以静置哈密瓜为对照(CK)，连续振动14 d，每隔2 d分别从底层、中层、顶层取3个果实测取生理及品质指标。图1

图1 取样示意
Fig.1 Sampling schematic diagram

1.2.2 仪器与设备

振动台实验系统：MPA408/LS444M型，北京航天希尔测试技术有限公司；气体分析仪：CNOT-201C型，天津森罗公司；电子天平：JY30001型，上海方瑞仪器有限公司；电导率仪：DDB-6200型，上海精密科学仪器有限公司。

1.2.3 测定指标

采用整瓜释放CO2和乙烯量进行呼吸强度测算。VC含量、果肉相对电导率的测定方法参照文献方法进行[20]。可滴定酸含量采用氢氧化钠滴定法测定。可溶性固形物含量采用TD-45数显折光仪测定。水分含量采用称重法测定。

1.3 数据处理

采用SPSS20.0软件进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 振动对不同堆高哈密瓜果实呼吸速率影响

研究表明，下层实验瓜呼吸速率始终高于中层和上层，三者的呼吸速率在第12 d时，达到最高值，分别为：上层20 mg/(kg·h)；中层18.5 mg/(kg·h)；下层24.6 mg/(kg·h)。CK呼吸速率在实验过程中始终处于最低，波动不大，在第10 d CK呼吸速率值达到最大为8.75 mg/(kg·h)，在第14 d达到最低为：5.95 mg/(kg·h)。这说明在4℃时，哈密瓜静置状态的细胞代谢水平较低，而振动条件可促进哈密瓜细胞代谢水平的升高，增加细胞活性。振动对呼吸速率影响大小为：下层>上层>中层>CK。显著性(P<0.05)差异分析可知，下层哈密瓜呼吸速率与CK具有显著性差异；上层、中层哈密瓜呼吸速率与CK在试验前8 d差异不显著，第10 d开始差异显著。图2

图2 哈密瓜呼吸速率变化
Fig.2 The change of Hami-melon Breathe speed

2.2 振动对不同堆高哈密瓜果肉相对电导率的影响

研究表明，实验用瓜果肉相对电导率初始值为0.295%，实验第2 d，上、中、下层果肉相对电导率明显升高，CK相对电导率值基本没有变化。随后，各组果肉相对电导率均出现升高，到第4 d，上、中、下组升高至较高水平，之后开始下降，到第8 d降至较低水平，第10 d又出现小幅升高，随后，中、下组果肉相对电导率开始下降，而此时上组继续升高，到第12 d，上组升高至较高水平，之后开始下降。CK在第2 d之后果肉相对电导率持续升高，在第10 d升高至较高水平，之后开始下降，第12 d开始到第14 d又出现小幅升高趋势。中层果肉相对电导率始终处于较高值，CK始终处于较低值，说明振动引起果肉相对电导率增大，这种影响对中间层哈密瓜果肉较明显。振动对果肉相对电导率影响按大小为：中层>下层>上层。显著性差异分析表明，实验前8 d，上、中、下各组果肉相对电导率与CK之间存在显著性差异，其中中间层与CK差异最显著，实验第8 d，各组与CK之间差异不显著，实验第10 d开始到第12 d，各组与CK之间差异显著，实验第14 d，各组与CK之间果肉相对电导率差异性不显著。图3

图3 哈密瓜果肉相对电导率变化
Fig.3 The change of Hami-melon pulp’s Relative electrolytic leakage

2.3 振动对不同堆高哈密瓜果肉水分含量影响

研究表明，试验用瓜果肉水分含量初始值平均为87.78%，随着时间延长，各组水分含量均呈下降趋势。CK从实验第2 d开始水分含量下降较明显，到第4 d降至86.5%，实验第6 d水分含量出现小幅升高，这可能与所取样瓜个体差异有关，从第6 d开始，CK果肉水分含量缓慢下降，第14 d降至85.1%。上层、中层、下层各处理组果肉水分含量从实验开始均表现下降趋势，并且始终低于CK(除了第12 d以外)，说明振动会加速哈密瓜果肉水分含量的流失。试验前2 d，中层果肉水分含量下降较明显，从第2 d到第4 d，上层果肉水分含量下降较明显，从第4 d到第6 d，上、中、下各组果肉水分含量变化相似，第6 d到第10 d，中、下两组果肉水分含量出现小幅升高，而上层果肉水分含量从第8 d到第12 d出现升高，出现这一现象暂时还无法解释原因。第12 d后，各组果肉水分含量进一步下降，到第14 d，上层降至84.9%，中层降至84.6%，下层降至84.1%，各组果肉水分含量均小于CK。显著性差异分析表明，试验前8 d，各处理组与CK之间果肉水分含量差异不显著，说明前8 d，振动对果肉水分含量流失影响较小。试验从第10 d到12 d，下层与CK果肉水分含量差异不显著，与上层、中层差异显著，同时，上层与中层之间差异较显著，之后到14 d，各组与CK之间果肉水分含量差异不显著，说明从12 d以后，振动对哈密瓜果肉水分含量流失影响较小。图4

图4 哈密瓜果肉水分含量变化
Fig.4 The change of Hami-melon pulp’s Moisture content

2.4 振动对不同堆高哈密瓜果肉可溶性固形物含量的影响

试验用瓜可溶性固形物含量初始值平均为15.1%。各组果肉可溶性固形物含量值随时间延长呈下降趋势，但是变化有升有降，呈波浪状。CK果肉可溶性固形物含量变化波动最大，但始终维持在14%～15%，出现这一现象可能与哈密瓜在低温环境下生理代谢有关。实验前8 d，各振动处理组果肉可溶性固形物含量变化不明显，说明振动有效抑制了哈密瓜糖类物质代谢。从第8 d开始到第10 d，上层果肉可溶性固形物含量出现明显下降，降至11.3%，与CK较为接近，之后开始升高，到第14 d升高至13.8%。中层、下层果肉可溶性固形物含量在第10 d后出现较明显波动，中层在第12 d出现明显降低，之后在第14 d小幅升高，而下层在第12 d小幅升高，之后在第14 d出现明显降低。与CK相比，振动有效抑制了上、中、下层果肉可溶性固形物含量的变化，但第12 d后，各振动处理组果肉可溶性固形物含量低于CK。振动对各组果肉可溶性固形物含量影响按大小排序：上层>中层 >下层。图5

图5 哈密瓜果肉可溶性固形物变化
Fig.5 The change of Hami-melon pulp’s Soluble solid

2.5 振动对不同堆高哈密瓜果肉可滴定酸含量的影响

试验用瓜可滴定酸含量初始值为5.2%，随着时间延长，各组可滴定酸含量呈升高趋势。CK果肉可滴定酸含量在实验前2 d出现下降，但从第2 d开始到第8 d出现显著升高，达到7.2%，是初始值的1.4倍，第10 d出现明显下降，降至5%，之后开始升高，到第14 d升高至6.6%，是初始值的1.3倍。上层和下层果肉可滴定酸含量在实验前8 d变化相似，差异不明显。第10 d，上层升高至最大值7.3%，下层下降至6.3%；第12 d，上层出现明显下降，降至5.8%，下层升高至6.8%；第14 d，上层升高至6.3%，下层下降至5.8%。中间组果肉可滴定酸含量在实验前8 d变化相对平稳，第10 d出现明显升高，达到7.1%，第12 d出现小幅下降，之后再次升高，第14 d升高至最大值7.3%。从第2 d到第8 d，各振动组可滴定酸含量虽然有波动，但变化幅度较小，第8 d开始各组出现较大 波动。显著性差异分析可知，从第6 d到第12 d，各振动处理组果肉可滴定酸含量与CK具有显著性差异，第12 d之后差异不显著。振动对各处理组果肉可滴定酸含量影响为：中层>上层 >下层。图6

图6 哈密瓜果肉可滴定酸变化
Fig.6 The change of Hami-melon pulp’s Titratable acid

2.6 振动对不同堆高哈密瓜果肉VC含量影响

研究表明，用哈密瓜果肉VC含量初始值平均为13.6 mg/100 g，随着时间延长，各组果肉VC含量均呈下降趋势，CK果肉VC含量始终高于其他各组，说明振动会加速哈密瓜果肉VC含量流失。在整个实验过程中，下层处理组果肉VC含量始终较低，这一现象在前6 d比较明显，实验第2 d，下层果肉VC含量降幅最大，下降至8.2 mg/100 g，之后继续下降，第6 d降至4.2 mg/100 g ，在各处理组中处于最低值。第8 d，中层果肉VC含量降幅最大，下降至2.6 mg/100 g，在各处理组中处于最低。从第8 d开始，上、中、下处理组果肉VC含量相近，变化趋势相似。显著性差异分析可知，实验前2 d，CK与上层、中层之间果肉VC含量差异不显著，与下层差异显著，实验第4 d、第6 d，CK与各处理组之间差异不显著，第8 d开始到第10 d，CK与各处理组之间差异显著，第12 d，CK与中层差异不显著，与上层、下层差异显著，第14 d各组之间差异不显著。振动对各处理组哈密瓜果肉VC含量影响按大小排序：下层>上层>中层。图7

图7 哈密瓜果肉VC含量变化
Fig.7 The change of Hami-melon pulp’s Vitamin c

2.7 哈密瓜果肉理化品质参数间相关性

研究表明，哈密瓜果肉相对电导率与VC含量呈显著负相关(P<0.05)，说明果肉相对电导率越大，VC含量越小；哈密瓜果肉水分含量与VC含量呈极显著正相关(P<0.01)，果肉水分含量越多，VC含量就越多；哈密瓜呼吸速率与果肉可溶性固形物含量、可滴定酸含量呈负相关，但不显著，说明哈密瓜呼吸速率越大，果肉可溶性固形物与可滴定酸含量越小；果肉VC含量与可溶性固形物、可滴定酸含量呈负相关，但不显著；呼吸速率与水分含量、VC含量呈正相关，但不显著；果肉相对电导率与水分含量呈负相关，与可滴定酸含量呈正相关，但不显著；果肉水分含量与可溶性固形物含量、可滴定酸含量呈负相关，但不显著；果肉可溶性固形物含量与可滴定酸含量呈正相关，但不显著。表1

表1 哈密瓜果肉理化品质参数间相关性(R)
Table 1 Correlation (R) among quality parameters of Hami-melon pulp

理化参数Quality parameter呼吸速率Breathe speed相对电导率Relative electrolytic leakage水分含量Moistrue content可溶性固形物Soluble solid可滴定酸Titratable acidVCVitamin C呼吸速率 Breathe speed1.000相对电导率 Relative electrolytic leakage-0.1391.000水分含量 Moistrue content0.699-0.6731.000可溶性固形物 Soluble solid-0.693-0.075-0.421.000可滴定酸 Titratable acid-0.5880.501-0.5380.7391.000VC Vitamin C0.458-0.868∗0.925∗∗-0.262-0.6031.000

注：*表示P<0.05显著水平，**表示P<0.01极显著水平

Note：*Significant at 0.05 levels,**Significant at 0.01 levels

3 讨 论

哈密瓜采后果实生理代谢活动仍然比较活跃。持续的低频振动会加速果实采后衰老进程，甚至造成振动损伤。有研究表明，振动时间、振动频率以及堆码高度都会对哈密瓜果实振动损伤形成产生影响[21]。由于振动损伤诱发一系列的生理生化异常变化，从而使果实衰老加快、营养品质迅速下降 、腐烂增加，导致贮藏期缩短[22-23]。4～6 ℃低温环境可抑制哈密瓜采后果实呼吸作用，但持续的振动会促进果实呼吸作用，这种促进作用对下层果实尤为明显。哈密瓜在4～6 ℃低温环境下静置2 d，其果肉相对电导率基本没有变化，但静置2 d后，其果肉相对电导率开始升高。在前2 d时间里，振动对果肉相对电导率影响比较大，这种影响对中层果肉尤其明显。连续振动4 d后，果肉相对电导率维持较高水平，变化不大，可能是持续的振动对哈密瓜果肉细胞壁组织造成不可逆损伤，这种损伤在振动96 h内产生，导致胞液外渗，电导率升高。振动会加速果肉水分含量散失，这种影响在前6 d比较明显，之后，各振动处理组果肉水分含量与CK相近。振动会使果肉可溶性固形物含量降低，尤其在连续振动10 d后，上层果肉可溶性固形物含量出现明显下降。这是由于持续低频振动会促进果实呼吸作用，加速消耗水分和糖分，造成水分含量减少以及可溶性固形物含量降低，这与各参数间相关性分析一致。振动对哈密瓜果肉可滴定酸含量有影响，但影响不大，连续振动8 d可抑制下层果肉可滴定酸含量升高。振动会加速果肉VC含量下降，这种影响在前4 d较为明显，振动对下层果肉VC含量影响较大。

4 结 论

在4～6℃，与静置哈密瓜对比，振动会促进果实的进一步熟化，会加快果实呼吸速率、相对电导率的升高，会加速果肉水分及VC含量的下降。振动对不同堆高哈密瓜果实理化品质影响也不相同，对下层果实品质影响最明显，振动对不同堆高哈密瓜果实理化品质影响按大小排序：下层>中层>上层。低温(4～6 ℃)贮藏期间果实VC含量与相对电导率呈显著负相关(P<0.05)，与水分含量呈极显著正相关(P<0.01)。