物流运输振动对哈密瓜理化特性的影响

张连文，谢晓定，徐 斌，乔 雪，张 超，高 钾，武玉柱，李淳昊

（1.天津商业大学 机械工程学院，天津 300134；2.新疆工程学院，新疆 乌鲁木齐 830023；3.新疆农业科学院，新疆 乌鲁木齐 830023）

哈密瓜因其甜、脆、香等独特风味，受到广大消费者青睐。为满足消费者的需求，需将哈密瓜通过长途卡车从产地运往分销区。长途运输振动是影响瓜果理化特性的主要原因。以往研究主要集中在运输振动对梨、猕猴桃、杏等水果理化特性的影响，而有关运输振动对典型呼吸跃变型水果哈密瓜理化特性的影响的报道较少[1-3]。本文研究物流运输振动对哈密瓜理化特性的影响，为寻找减轻运输振动对哈密瓜品质影响的方法提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

哈密瓜：西州蜜17 号；瓦楞纸箱：7 层瓦楞纸箱；缓冲材料：泡沫网套以及5 层瓦楞纸板。

DC-1000-15 型低频振动台：苏州试验仪器总厂；T3000Y 电子天平：美国双杰兄弟集团有限公司；PAL-1 型数显折射仪：日本大普仪器有限公司；GY-4型硬度计：乐清市宝特思仪器有限公司；WSC-2 型色差仪：北京光学仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 哈密瓜包装

按照哈密瓜的实际运输包装要求进行包装，将套好泡沫网套的哈密瓜放入瓦楞纸箱中，每箱装4 个，并且用瓦楞纸板将哈密瓜分隔开。

1.2.2 材料处理

严格按照《包装 运输包装件基本试验 第2 部分：温湿度调节处理》（GB/T 4857.2—2005）对实验材料进行恒温恒湿处理。根据实验的进度，分批次处理，设置预处理条件：温度为23 ℃、相对湿度为50%。

1.2.3 正弦定频振动实验

严格按照《包装 运输包装件基本试验 第7 部分：正弦定频振动试验方法》（GB/T 4857.7—2005）进行正弦定频振动实验。将包装好的哈密瓜逐层码放于振动台台面中心，为防止振动过程中产生剧烈晃动，利用尼龙绳捆扎固定。选择振动频率为10 Hz，振动时间为1 h，进行模拟运输振动。振动处理结束后，将哈密瓜放置在23 ℃的环境中贮藏28 d，每隔4 d 测定一次振动处理组与对照组哈密瓜的理化特性指标。

1.2.4 失重率测定

采用称重法进行测定，按公式（1）计算失重率。

式中：M0为哈密瓜贮藏第0 天的质量，g；M1为哈密瓜贮藏n天后的质量，g。

1.2.5 可溶性固形物测定

将哈密瓜沿赤道横向切开，利用开孔器，取深度为20 mm 圆柱样品，将样品放入研钵研磨后过滤出汁液，利用滴管滴入3 滴汁液到数显折射仪样品槽中，静置3 s 读取测量数据。

1.2.6 硬度测定

用GY-4 型硬度计测定哈密瓜硬度。将哈密瓜沿赤道横向切成两半，用直径10 mm 的探头在对称部位距果皮10 mm 处分别取8 个点测定果肉的硬度，最后取其平均值作为哈密瓜的硬度值。

1.2.7 色差测定

利用WSC-2 型色差仪测定哈密瓜果皮的色差，沿着哈密瓜赤道线部位均匀选取3 个点测定其L（亮度）、a（红绿色度）、b（黄蓝色度）值，并分别求3 个点L、a、b的平均值。哈密瓜的色泽变化用色差值∆E表示，根据公式（2）计算。

式中：L、a、b分别表示哈密瓜贮藏n天后的亮度值、红绿色度值、黄蓝色度值；L*、a*、b*分别表示哈密瓜贮藏第0天的亮度值、红绿色度值、黄蓝色度值。

1.3 数据处理

对上述获得的理化指标数据采用Excel 2019 进行整理与分析，用Origin 2019b 软件绘制图形，用SPSS进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 振动对失重率的影响

哈密瓜的失重主要是由于呼吸消耗和蒸腾导致水分散失。如图1 所示，在贮藏期间，对照组和振动处理组的失重率均呈上升趋势，并且随贮藏时间的延长，其上升速度持续加快，当失重率超过5%时，哈密瓜出现明显的萎蔫现象。此外，振动处理组在贮藏期间的失重率始终高于对照组，这是由于振动处理加快了贮藏期间的呼吸作用，导致呼吸消耗的水分增加[4]。振动处理组在贮藏20 d 后，失重率明显增加，这是由于储藏20 d 左右时哈密瓜表皮已出现腐斑，导致哈密瓜蒸腾失水的速率增加。

图1 运输振动对哈密瓜失重率的影响图

2.2 振动对可溶性固形物的影响

可溶性固形物是指水果汁液中可溶性溶质，其含量与可溶性糖类成分如蔗糖、果糖和葡萄糖有关，是衡量水果品质的重要指标。如图2 所示，在贮藏期间，对照组和振动处理组的可溶性固形物含量均呈现先上升后下降的趋势。在贮藏初期，哈密瓜的可溶性固形物含量逐渐上升，这与哈密瓜的后熟作用有关，在淀粉酶的作用下，其内部的淀粉持续被转化为可溶性固形物，当可溶性固形物达到峰值时，糖度最高，此时为哈密瓜的最佳食用时间。在贮藏中后期，哈密瓜的可溶性固形物含量逐渐下降，这是因为哈密瓜为了维持正常的生命活动，呼吸作用逐渐增大，当淀粉转化的可溶性固形物不能弥补呼吸作用的消耗时，贮藏初期淀粉转化并储存的可溶性固形物将逐渐作为呼吸底物被消耗[5]。振动处理组和对照组的可溶性固形物分别在贮藏4 d 和8 d 达到峰值，可能是因为振动刺激了哈密瓜的内部组织，加速了其呼吸及后熟作用。在贮藏中后期，与对照组相比，振动处理降低了哈密瓜的可溶性固形物含量，这是由于振动处理加速了哈密瓜的呼吸作用，增加了可溶性固形物的消耗。

图2 运输振动对哈密瓜可溶性固形物的影响图

2.3 振动对硬度的影响

硬度是感官评价的重要指标之一，能够反映哈密瓜细胞壁成分、细胞之间的结合度以及相关酶变化情况。如图3 所示，对照组的硬度随贮藏时间的延长逐渐下降，这是由于在原果胶酶或多聚半乳糖醛酸酶的作用下，存在于中胚层细胞间的原果胶转化为可溶性果胶和果酸，并且进一步转化为小分子物质，导致细胞间的结合力下降，增加了细胞之间相对滑移的趋势，从而引起哈密瓜组织软化。在整个储藏期间，振动处理组的哈密瓜硬度低于对照组，这是由于振动处理促进了哈密瓜的呼吸作用以及乙烯的释放量，同时增加了原果胶酶、多聚半乳糖醛酸酶的活性，加剧了原果胶的水解。在贮藏初期，振动处理对哈密瓜硬度的影响不大，随着贮藏时间的延长，振动对硬度的影响越来越明显。

图3 运输振动对哈密瓜硬度的影响图

2.4 振动对色差的影响

哈密瓜的色差是影响消费者接受度的重要品质指标之一。如图4（a）所示，在贮藏期间，哈密瓜的亮度值L随贮藏时间的延长不断下降，表明哈密瓜在贮藏期间表皮的亮度越来越暗，振动处理组哈密瓜的亮度始终低于对照组，表明振动处理加剧了哈密瓜表皮亮度的下降。色差∆E表示哈密瓜色泽相比于贮藏0 d时色泽变化程度，∆E值越大表示哈密瓜色泽变化程度越大。如图4（b）所示，哈密瓜的∆E值随贮藏时间的延长持续增大，振动处理组的∆E值始终高于对照组，对照组和振动处理组在贮藏28 d 的∆E值分别为31.08 和35.78，表明振动处理会增大哈密瓜色泽的变化程度。

2.5 振动后理化特性相关性分析

振动处理后哈密瓜理化特性的相关性分析结果如表1 所示。从表中可以看出，失重率与可溶性固形物呈显著负相关（P＜0.05），失重率与硬度呈极显著负相关（P＜0.01），失重率与色差呈极显著正相关（P＜0.01）；可溶性固形物与硬度呈显著正相关（P＜0.05）；硬度与色差呈极显著负相关（P＜0.01）。表明哈密瓜的水分含量会影响其可溶性固形物、硬度和色差。

表1 振动处理后哈密瓜理化特性的相关性表

3 结论

运输振动容易造成部分哈密瓜表皮出现明显的机械损伤。本次实验结果表明振动处理后的哈密瓜在贮藏期间的各项理化特性指标均劣于对照组，运输振动逆境加快了哈密瓜的呼吸作用以及后熟作用，导致哈密瓜失重率、可溶性固形物、硬度和色差的劣变，不仅影响哈密瓜的感官品质，还造成营养物质的流失，最终降低哈密瓜的商品价值。因此，可以通过采取抑制采后哈密瓜生理活性的方法降低振动引起哈密瓜理化特性品质的劣变，如在运输前对哈密瓜进行热水处理；此外，还可通过改善包装方式和包装材料降低运输振动对哈密瓜理化特性的影响。