模拟运输振动对莲藕贮藏品质的影响

陈学玲，家志文，范传会，梅新，施建斌，何建军

（湖北省农业科学院 农产品加工与核农技术研究所，湖北 武汉 430064）

莲藕是我国特色的水生蔬菜，脆甜可口，富含VC、多酚、膳食纤维等，具有提高免疫力、促进肠道消化、抗氧化、降血压等功效，具有较高的营养价值。莲藕含水量高、皮薄，在运输过程中易受损，导致品质下降，严重影响其商品性。湖北省是莲藕主产区，现阶段以公路运输为主，长时间的振动胁迫不可避免地造成莲藕的损伤。

目前，国内关于新鲜莲藕的研究多集中在保鲜保质方面[1-7]。近年来，随着物流业的快速发展，更多的学者开始关注运输过程中果蔬品质的变化，如运输振动强度、振动时间、温度波动及包装等因素对果蔬品质的影响，涉及的果蔬有芒果[8]、猕猴桃[9]、红椒[10]、蓝莓[11]、水蜜桃[12]、哈密瓜[13-14]等。关于运输振动对莲藕品质影响的研究，尚未见报道。因此，有必要开展运输振动对莲藕的品质影响规律的研究。本试验以鄂莲5号莲藕为原料，模拟3种不同严酷水平的运输振动环境，对比分析运输振动对莲藕贮藏期间的失重率、色泽、呼吸强度、丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量、电导率、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性及过氧化物酶（peroxidase，POD）活性等指标的影响，为研究高效的运输减损、品质保持技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

莲藕（鄂莲5号）：武汉市金水祺良农副产品有限公司；偏磷酸、草酸（分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

MPA407型振动台：天津航天瑞莱科技有限公司；3K15型高速冷冻离心机：德国西格玛公司；GY-4型硬度计：乐清市艾德堡仪器有限公司；UV1100型紫外可见分光光度计：北京莱伯泰科仪器股份有限公司；FSH-2A型可调高速匀浆机：镇江市华银仪表电器有限公司；CS-580B型分光测色仪：杭州彩谱科技有限公司；Tel 7001型红外二氧化碳分析仪：美国Telaire公司；DSJ-11C型电导率仪：上海粤明科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 振动模拟试验

新鲜莲藕清洗后装箱（20kg/箱），放入振动台（4℃），模拟钢簧减振卡车运输，采用随机振动模式，随机振动参数参考GB/T 4857.23—2012《包装 运输包装件基本试验第23部分：随机振动试验方法》，具体参数见表1[15]。3种不同严酷水平设为3个振动组，振动120 min。每个振动组包含3箱样品。对照组（CK）不做振动处理。振动结束后，将样品置于4℃贮藏。每6 d取样，测量各指标。随机振动强度大小排序为水平Ⅰ＞水平Ⅱ＞水平Ⅲ。

表1 模拟运输的随机振动功率参数Table 1 Sandom vibration power parameters for simulated transportation

1.3.2 呼吸强度测定

呼吸强度采用CO2分析仪测定，结果以mg/（kg·h）表示。

1.3.3 失重率测定

失重率采用称重法测定[6]。

1.3.4 硬度测定

硬度采用GY-4果实硬度计测定[16]，在莲藕赤道半径附近测定5次，取平均值，为1节莲藕的硬度。每组样品取3节莲藕。

1.3.5 色泽测定

采用色度仪测定莲藕表面的色泽[3]，以白度值（whiteness index，WI）表示。在莲藕赤道半径附近测5次，取平均值，为1节莲藕的WI。每组样品取3节莲藕。

1.3.6 电导率测定

电导率参照文献[16]的方法测定。

1.3.7 VC含量测定

VC含量测定依据GB 5009.86—2016《食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》，采用2，6-二氯靛酚滴定法[17]。

1.3.8 MDA含量测定

MDA含量参照文献[16]的方法测定。

1.3.9 PPO活性测定

采用邻苯二酚法测PPO的活性[16]。

1.3.10 POD活性测定

采用愈创木酚法测定POD的活性[16]。

1.4 数据处理

数据取3次重复的平均值，采用平均数±标准偏差表示，用Origin8.5进行图形绘制，采用SPSS16.0进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 振动对莲藕呼吸强度的影响

呼吸强度是衡量果蔬新陈代谢的重要指标，呼吸作用越旺盛，采后果蔬衰败得越快。莲藕采后，呼吸作用是其新陈代谢的主要形式，莲藕的各种生理生化过程与呼吸作用相关。振动对莲藕呼吸强度的影响见图1。

图1 振动对莲藕呼吸强度的影响Fig.1 Effect of vibration on respiratory intensity of lotus root

由图1可知，在贮藏期间，4组莲藕的呼吸强度均呈现先降低后升高的趋势。贮藏0 d，水平Ⅰ、水平Ⅱ和水平Ⅲ振动组的呼吸强度分别是CK组的1.83倍、2.03倍和1.41倍；贮藏30 d，水平Ⅰ、水平Ⅱ和水平Ⅲ振动组的呼吸强度分别是CK组的1.54倍、1.62倍和1.05倍。这与振动处理对哈密瓜[13]、赛买提杏果[18]等呼吸强度的影响一致。这是由于果蔬通过增强呼吸作用进行抵御逆境的不利影响[19]，是一种呼吸保卫反应。

2.2 振动对莲藕失重率的影响

失重率通常用于衡量果蔬贮藏品质，失重率的上升主要由水分散失和微生物腐败引起。振动对莲藕失重率的影响见图2。

图2 振动对莲藕失重率的影响Fig.2 Effect of vibration on weight loss rate of lotus root

由图2可以看出，3个振动组及CK组的莲藕失重率均随着贮藏时间的延长而呈现上升趋势。在贮藏期间，3个振动处理组的失重率一直高于CK组。贮藏30d，水平Ⅰ、水平Ⅱ和水平Ⅲ振动组的失重率分别比CK组高出38.28%、31.78%和27.84%。可见，振动强度越大，莲藕失重率越大。在运输过程中，振动对莲藕造成了机械损伤，导致莲藕在贮藏后期腐败严重，失重率上升速率增加。这与赵芸等[20]以豆芽、茄子为原材料的研究结果相一致。

2.3 振动对莲藕硬度的影响

果蔬采后硬度的变化为软化和硬化，软化的主要原因有失水、果胶分解、组织腐烂等[17]。振动对莲藕硬度的影响见图3。

图3 振动对莲藕硬度的影响Fig.3 Effect of vibration on hardness of lotus root

由图3可知，在贮藏期间，CK组的硬度均高于其它3组，4组莲藕的硬度均呈下降的趋势，其中水平I振动组硬度下降幅度（21.18%）最大，CK组硬度下降幅度（17.11%）最小。这说明振动处理促进莲藕软化，且振动强度越大，硬度下降越多。这与谢丹丹等[21]、周然等[22]研究得出的振动强度越大、果实软化越快的结论一致。可能是由于振动处理导致莲藕的组织受损，引起果胶酶活性增大，促进细胞壁降解，加快了组织软化。

2.4 振动对莲藕色泽的影响

白度是莲藕的重要色泽性状指标。在采后贮藏过程中，莲藕表皮易发生褐变、出现黑斑等。WI越大，说明莲藕表皮越趋近白色。振动对莲藕WI的影响见图4。

图4 振动对莲藕色泽的影响Fig.4 Effect of vibration on the color of lotus root

由图4可知，在贮藏期间，4组莲藕的WI均有下降。振动组与CK组莲藕的WI变化差异较大，CK组WI缓慢下降，3个振动组WI下降幅度均高于CK组。贮藏30 d，CK组WI下降6.39%，水平Ⅰ、水平Ⅱ和水平Ⅲ振动组的WI分别下降14.00%、8.56%、13.29%。本研究发现运输振动加速了莲藕白度下降，引起褐变。莲藕褐变原因主要是由于组织中的多酚氧化酶将酚类物质氧化成醌，再进一步聚合形成褐色和黑色素，造成褐变[23]。

2.5 振动对莲藕细胞膜透性的影响

相对电导率反映果蔬细胞膜的透性，可直接判断细胞膜是否受损及损伤程度。振动对莲藕细胞膜透性的影响见图5。

图5 振动对莲藕相对电导率的影响Fig.5 Effect of vibration on relative conductivity of lotus root

由图5可见，贮藏期间，各组莲藕的相对电导率呈先降低后升高的趋势。贮藏18 d，4组相对电导率达到最低值，之后随着贮藏期的延长而上升。在贮藏期间，3个振动组莲藕的相对电导率均大于CK组，说明振动加速莲藕组织受损。程曦等[18]和谢丹丹等[21]在杏、猕猴桃的振动研究中，同样发现振动导致相对电导率上升。

2.6 振动对莲藕VC含量的影响

VC是莲藕主要的营养物质之一。振动对莲藕VC含量的影响见图6。

图6 振动对莲藕VC含量的影响Fig.6 Effect of vibration on VCcontent of lotus root

由图6可知，在贮藏期间，4组莲藕的VC含量均呈现下降趋势。CK组莲藕的VC含量一直高于其它3组，水平I振动组莲藕的VC含量始终最低。可见振动处理加快了莲藕VC的流失，且振动强度越大，流失得越快。曾媛媛等[13]以哈密瓜为原材料，研究表明运输过程中走高速比走一级公路、二级公路、三级公路对哈密瓜造成的营养流失要小。说明莲藕的运输过程中应尽量避免振动强度高的路段。

2.7 振动对莲藕MDA含量的影响

MDA是植物发生膜脂过氧化反应的产物，其浓度能够反映植物体内脂质过氧化的程度。MDA的积累会加快植物的衰老。振动对莲藕MDA含量的影响见图7。

图7 振动对莲藕MDA含量的影响Fig.7 Effect of vibration on MDA content of lotus root

由图7可知，贮藏0～30 d，4组莲藕的MDA含量均呈上升趋势。CK组莲藕的MDA含量低于3个振动组，振动强度越大，MDA含量越高。说明振动处理使莲藕MDA含量上升，一定程度上加快了莲藕的衰老，这与振动处理蒜薹的研究结论相一致[24]。

2.8 振动对莲藕PPO活性的影响

PPO能够催化多种酚类物质氧化形成醌类化合物，进而聚合形成黑色、棕色或褐色的聚合物。PPO是莲藕酶促褐变反应的关键酶。振动对莲藕PPO活性的影响见图8。

图8 振动对莲藕PPO活性的影响Fig.8 Effect of vibration on PPO activity of lotus root

由图8可知，振动处理后，3个振动组的PPO活性均高于CK组。贮藏期间，PPO活性呈现上升趋势，水平I振动组一直高于其它2个振动组。说明振动处理对于PPO活性起到了促进作用，加快了莲藕组织褐变，这与本试验2.4关于色泽的研究结果相一致。

2.9 振动对莲藕POD活性的影响

POD是植物体内的细胞保护酶之一，是一种过氧化物清除剂，因而POD具有抗衰老的作用[25]。振动对莲藕POD活性的影响见图9。

图9 振动对莲藕POD活性的影响Fig.9 Effect of vibration on POD activity of lotus root

由图9可知，4组莲藕POD活性呈整体上升趋势。贮藏0 d，CK组莲藕的POD活性高于3个振动组，说明振动处理会导致莲藕POD活性降低。贮藏30 d，水平I振动组过氧化物酶活性小于其它振动组，可见振动处理抑制了莲藕贮藏期间POD活性，且振动强度越大，抑制效果越好。周然等[14]研究发现，运输振动影响哈密瓜中POD的活性，从而降低POD的抗氧化保护作用。

3 结论

研究发现，振动处理降低了莲藕的品质，且振动强度越大，莲藕品质下降越快。在低温贮藏期间，振动促进了莲藕的呼吸作用，引起更多的失水，使得莲藕硬度下降。振动促进膜脂氧化和VC氧化，破坏细胞完整性，相对电导率不断升高，抑制POD活性，加速莲藕衰老。振动激发了莲藕PPO活性，促进表皮褐变，致使颜色劣变。因此，在运输过程中应避免路况差的路段，尽量选择平缓路段，或者改善包装方式和包装材料，来降低运输过程中莲藕的损伤。