預冷與冷鏈運輸和貨架期間桃果熱傳導性能及品質差異

周慧娟，葉正文，蘇明申，杜紀紅

（上海市農(nóng)業(yè)科學院a.林木果樹研究所；b.上海市設施園藝技術重點實驗室，上海 201403）

近年來，我國桃果種植業(yè)發(fā)展十分迅速，總種植面積緊跟蘋果、柑橘之后，位居第三。有關研究者在對國內(nèi)桃果市場動態(tài)的調研中發(fā)現(xiàn)了如下三個問題：一是農(nóng)民賣果難；二是國內(nèi)桃果終端市場的果品外觀及內(nèi)在品質仍差強人意；三是桃果出口量所占比例小。除了與某些桃品種需要更新替代、栽培管理技術有待改進外，果品預冷、物流及貨架期間的操作關鍵點日益成為制約桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸[1-2]。

為了提高桃果在國際市場所占比例和國際影響力，減少桃果終端市場的損耗和改善桃果的品質，使得預冷和冷鏈物流環(huán)節(jié)的研究成為水果學界亟待研究解決的重要課題[3-4]。熱傳導性是指果實對冷熱能量的傳遞能力和傳遞速率。果實采后仍是活的生命體，時刻進行著呼吸代謝和營養(yǎng)代謝，但它們的變化極大地受到外界溫度的影響，溫度升高其酶活性增強，呼吸速率增大，加速了果實的衰老；溫度降低，則呼吸速率隨之下降，可延緩果實衰老腐爛；這種特殊的生理現(xiàn)象將直接影響果實內(nèi)部的熱傳導性能[5-6]。研究采后果實熱傳導機理不僅有理論意義，對其定量精確的研究更有推廣應用價值，如能確定果實的預冷和冷藏時間，則能為果實采后貯運提供技術指導。對于這一方面的研究，國內(nèi)外除了有關果蔬運輸現(xiàn)狀的綜述和展望的研究報道之外[7-8]，鮮有對桃果冷鏈運輸?shù)木唧w分析的研究報道[9-10]。文中以甘肅秦安縣的“倉方早生”水蜜桃為試材，對不同成熟度桃果實在預冷、運輸和貨架期間其熱傳導性能和貨架品質之間的差異性進行了研究，以期篩選出不同成熟度果實冷鏈長途運輸所需預冷時間和適宜的采收成熟度，從而為桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供一定的技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗試材

以采自甘肅省秦安縣的“倉方早生”水蜜桃為試材，篩選不同成熟度（七、八、九成熟）、著色均勻、大小一致、無病蟲害、無機械損傷的果實，放入墊有海綿紙的塑料筐中，以單果泡沫網(wǎng)包裝，雙層擺放，之后立即運回秦安縣茗秀果業(yè)冷庫進行預冷處理。

1.2 試驗方法

將桃果置于（2±1）℃的低溫預冷庫中預冷30 h后裝入溫度為5～8 ℃的冷鏈車中進行長途（由甘肅秦安運至福建泉州，≥2 000 km）運輸，到達目的市場后，將試驗果品擺放至溫度為20～25 ℃的房間內(nèi)進行貨架研究。

對預冷、長途運輸及貨架期間不同成熟度果實果心溫度及空氣溫濕度的變化情況進行全程跟蹤記錄。到達泉州后，對貨架期間不同成熟度果實的各品質指標（失重率、腐爛率、機械損傷、果實硬度、可溶性固形物、可滴定酸含量）進行觀測，并拍照跟蹤記錄。

2012年甘肅秦安至福建泉州的長途冷鏈運輸試驗，于7月25日13時將桃果放進冷庫進行預冷，7月26日18時裝車，7月26日20時左右發(fā)車前往泉州，7月28日22時在高速路口處接到貨物。其中，冷庫預冷30 h左右（上下波動一個小時的時間），長途運輸50 h左右（上下波動一個小時的時間），之后放入實驗室的貨架（20～25 ℃）上進行觀察與研究。

1.3 調查與分析方法

果心溫度：用浙江大學研制的ZDR-40智能溫濕度記錄儀對果實的果心溫度進行跟蹤記錄，以探頭插入果肉1 cm深為標準。

果實失重率的計算公式為：

果實失重率＝（初始果質量－調查時果質量）/初始果質量×100%。

果實腐爛率的計算公式為：

果實腐爛率＝（初始果數(shù)－好果數(shù)）/初始果數(shù)×100%。

機械損傷率的觀察與計算：將到達運輸目的地的果實于室溫下放置24 h后觀察其外觀碰傷情況，再按下列公式計算機械損傷率：

機械損傷率＝（初始果數(shù)－好果數(shù)）/初始果數(shù)×100%。

用水果刀削去果實縫合線左右赤道部位的對稱果皮后，用FTA (美國)自動型果實硬度計測定果肉組織硬度；以手持阿貝折光儀測定桃果中可溶性固形物的含量；參照李合生等人[11]的方法測定桃果中的可滴定酸含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，文中所有數(shù)據(jù)為3次重復的平均值和標準差。并應用SPSS軟件，采用鄧肯氏新復極差法，對數(shù)據(jù)進行差異性分析。

2 結果與分析

2.1 低溫預冷處理對不同成熟度果實熱傳導性能的影響

將果實進行預冷時，以其果心溫度降至2～4 ℃為宜。冷庫預冷溫度設置為（2±1）℃，整個預冷期間，不同成熟度對果實熱傳導（即指不同成熟度果實對低溫能量的傳遞速率）的影響情況如圖1所示。從圖1中可以看出，七成熟果實預冷處理20 h，果心溫度由最初的28.2 ℃降至4 ℃左右，預冷處理至25～30 h，果心溫度穩(wěn)定在2 ℃，因此，七成熟“倉方早生”水蜜桃預冷時間不能低于20 h；八成熟果實預冷處理10～15 h，果心溫度由最初的27.3 ℃降至4 ℃左右，預冷處理至20 h，果心溫度維持在2 ℃，預冷處理至25～30 h，果心溫度穩(wěn)定在1.5 ℃，所以八成熟“倉方早生”水蜜桃預冷時間不能低于15 h；九成熟果實預冷處理20 h，果心溫度由最初的27 ℃降至4 ℃左右，預冷處理至25～30 h，果心溫度穩(wěn)定在2 ℃，所以九成熟“倉方早生”水蜜桃預冷時間不能低于20 h，與七成熟果實的預冷處理效果相似。

圖1 低溫預冷處理對不同成熟度桃果熱傳導性能的影響Fig.1 Effect of precooling treatment on heat conduction of fruits at different maturities

2.2 冷鏈運輸時間對不同成熟度桃果熱傳導性能的影響

冷鏈車運輸時間對不同成熟度果實熱傳導性能的影響情況如圖2所示。由圖2 可知，在整個運輸期間，七、八、九成熟桃果實的果心溫度分別維持在5～6、7～9、5～7 ℃；空氣溫度顯著高于不同成熟度果實的果心溫度，且整個運輸期間呈上升趨勢，運輸80 h的空氣溫度高達11 ℃，這可能因為冷鏈運輸車的設定溫度（4 ℃左右）高于預冷溫度（2±1）℃，且運輸期間果實的大量呼吸熱致使冷鏈運輸車內(nèi)的空氣溫度升高。

圖2 冷鏈車運輸時間對不同成熟度桃果熱傳導性能的影響Fig.2 Effect of cold chain transportation time on heat conduction of fruits at different maturities

2.3 貨架溫度對不同成熟度桃果熱傳導性能的影響

貨架溫度對不同成熟度桃果實熱傳導性能的影響情況如圖3所示。貨架期間，不同成熟度桃果的果心溫度及空氣溫度均呈先急劇上升后穩(wěn)定的變化趨勢。空氣溫度的增幅顯著高于不同成熟度桃果果心溫度的變化幅度，且隨著桃果擺放于貨架時間的延長，兩者的差異愈顯著。

圖3 貨架溫度對不同成熟度桃果熱傳導性能的影響Fig.3 Effect of shelf temperature on heat conduction of fruits at different maturities

2.4 不同成熟度桃果冷鏈運輸特性的比較

經(jīng)30 h左右的低溫冷庫預冷處理和50 h左右的冷鏈運輸后，果品由甘肅秦安到達福建泉州，不同成熟度桃果運輸特性的測定結果如表1所示。當果品運到泉州時，不同成熟度桃果的果實失重率均低于1%，這一指標值在國標規(guī)定范圍之內(nèi)（≤5%）；不同成熟度果實均無腐爛及機械損傷情況；七成熟、八成熟果實的硬度均保持在6～7 kg/cm2，而九成熟果實的硬度僅為1.73 kg/cm2，手感（硬度）和口感（果肉細膩性、汁液含量等）等商品價值均大大降低；到達目的地時七、八成熟果實中的可溶性固形物含量均呈上升的變化趨勢，分別由采摘時的9.14%和9.45%上升至9.95%和10.05%，而九成熟果實的含量卻呈下降的變化趨勢；到達目的地時七成熟果實中的可滴定酸含量呈上升的變化趨勢，說明成熟度低的果實其酸合成速率高于消化降解速率，八成熟果實中可滴定酸含量的變化不大，九成熟果實中的可滴定酸含量卻呈降低的變化趨勢；七、八成熟果實的固酸比均呈上升的變化趨勢，九成熟果實的固酸比由原來的36∶1上升為38∶1。上述各指標值說明，九成熟果實呈營養(yǎng)體快速消耗狀態(tài)，而七、八成熟果實的長途冷鏈運輸特性大大優(yōu)于九成熟果實。

2.5 不同成熟度桃果被置于貨架期間其果實硬度與可溶性固形物含量的變化情況

不同成熟度桃果被置于貨架期間其果實硬度與可溶性固形物含量的變化曲線如圖4所示。從圖4中可以看出，采摘時九成熟桃果其果實硬度僅為3 kg/cm2左右，到達泉州后其果實硬度降為1.73 kg/cm2，商品價值大大降低了，且其可溶性固形物含量顯著低于七、八成熟果實；七、八成熟果實中的可溶性固形物含量呈先上升后下降的變化趨勢，兩者之間無顯著性差異。桃果被置于貨架的第1天其果實硬度沒有顯著下降；置于貨架的第2天，七、八成熟桃果的果實硬度由到達時的6.9與6.3 kg/cm2分別下降為4.5和2.4 kg/cm2。置于貨架的第3天，七、八成熟桃果的果實硬度維持在2.3和1.7 kg/cm2之間，這表明八成熟果實必須在兩天之內(nèi)銷售完畢，七成熟果實可推遲到第3天售完。

表1 不同成熟度桃果實運輸特性比較Table 1 Comparison of transportation characteristics of fruits during different maturities

圖4 貨架期間不同成熟度桃果的果實硬度和可溶性固形物含量的變化曲線Fig.4 Changes of firmness and soluble solids content of fruits at different maturities during shelf period

2.6 不同成熟度桃果被置于貨架期間其果實中的可滴定酸含量的變化情況

不同成熟度桃果被置于貨架期間其果實中的可滴定酸含量的變化曲線如圖5所示。從圖5中可以看出，運輸至目的地時，不同成熟度果實的可滴定酸含量與初始值相比均無顯著性變化，貨架期間不同成熟度果實的可滴定酸含量均呈上升的變化趨勢，桃果被置于貨架的第3天，七、八、九成熟果實的可滴定酸含量分別為0.26%、0.32%和0.25%，其中八成熟果實的可滴定酸含量顯著高于七成熟和九成熟果實。

圖5 貨架期間不同成熟度桃果中可滴定酸含量的變化曲線Fig.5 Changes of titratable acid content of fruits at different maturities during shelf period

2.7 貨架期間不同成熟度桃果其固酸比的變化情況

據(jù)前人研究結果，桃果實的固酸比為50∶1左右則風味較好。貨架期間不同成熟度桃果其固酸比的變化曲線如圖6所示。由圖6可知，整個貯運期間，不同成熟度果實的固酸比均呈下降趨勢，至貨架期第2天，七、八、九成熟果實的固酸比分別為42∶1、37∶1、34∶1，七至八成熟果實的固酸比較好，較好地保持了果實的原有風味。

圖6 貨架期間不同成熟度桃果其固酸比的變化曲線Fig.6 Changes of ratio of soluble solids to titratable acid of fruits at different maturities during shelf period

3 討 論

果實對外界溫度變化的響應具有較長時間的滯后現(xiàn)象，即當升溫或降溫開始一段時間后方發(fā)生變化，當升溫或降溫到一定臨界值后，溫度變化變得十分緩慢，即生物學中的時間滯后效應[12]。試驗結果表明：在預冷、冷鏈運輸及貨架期間，不同成熟度桃果果心溫度的變化速率均低于外界空氣的變化速率，表現(xiàn)出一定的滯后性，這與張敏等人[13]在研究蘋果冷藏期間的熱傳遞性時得出的結論一致；八成熟果實果心溫度的變化速率高于七成熟和九成熟果實。采用目前的預冷方式所需預冷時間較長，建議以后采用強風預冷，冷卻效果均勻，預冷時間為2～4 h。

八成熟果實預冷速度比七成熟和九成熟的快，可能與七成熟果實果肉組織緊密、汁液少、不溶性果膠含量高導致果實傳導蓄冷傳遞慢有關；九成熟果實傳導蓄冷傳遞慢可能與其果肉絮敗、纖維化嚴重導致果汁減少有關；八成熟果實不溶性果膠含量減少、可溶性果膠含量增加、汁液豐富，使得果實預冷速度比以上兩者快。

冷鏈運輸期間，八成熟果實果心溫度的變化幅度比七成熟和九成熟的大，且比七、九成熟果的果心溫度高，和空氣溫度（10 ℃左右）的變化相符，說明在車內(nèi)溫度一定的條件下，果實自身的蓄冷量和傳導速率有關，汁液有導熱和導冷的功能，七成熟和絮敗的九成熟果實其汁液少，導冷能力弱，自身蓄冷量比較穩(wěn)定，可較好保持原有的預冷溫度，而八成熟果實在長時間的運輸條件下，溫度升至與空氣溫度相似。

貨架期間，不同成熟度果實的可滴定酸含量均呈上升趨勢，七至八成熟果實可能與其后熟軟化期間游離酸的合成大于分解速率導致總酸含量增加有關，九成熟果實后期的增加可能與其無氧呼吸導致果實乙醇、乙醛等附生代謝物的增加有關。

4 結 論

1）采收環(huán)節(jié)比較重要，按照操作規(guī)范，要求采收果實應具有適合長途運輸?shù)某墒於?，包括應有的硬度、色澤、無病蟲害及機械損傷，果柄長度與果凹處應持平。

2）預冷環(huán)節(jié)對于桃果實貯運至關重要，一般要求預冷溫度為2～4 ℃，相對濕度在80%以上。預冷不僅可以抑制運輸期間果實的衰老腐爛，且可使果實具有一定的蓄冷量，使果實在運輸期間能較好地保持果心溫度的穩(wěn)定。

3）不同成熟度果實的預冷時間及蓄冷性能有一定的差異。預冷庫溫度設定為2 ℃時，七成熟果實果心溫度預冷至4 ℃需≥20 h，八成熟果實需10～15 h，九成熟果實≥20 h；七成熟果實蓄冷性能優(yōu)于八成熟和九成熟果實。

4）九成熟果實經(jīng)30 h的預冷和50 h的長途冷鏈運輸后，其果實硬度＜2 kg/cm2，果實風味大大降低，組織解體，已無商品價值，不適合長途運輸。

5）運輸至目的地泉州后，七成熟果實無腐爛和機械損傷現(xiàn)象，果實的失重率均小于1%，果實硬度與可滴定酸、可溶性固形物含量均無顯著的下降趨勢。

6）七至八成熟果實為長途運輸?shù)倪m宜采收成熟度。預冷溫度建議為2～4 ℃，七成熟預冷時間≥20 h，八成熟預冷時間10～15 h。七成熟果實銷售期可達3 d，八成熟果實為2 d，八成熟果實風味稍優(yōu)于七成熟果實。可根據(jù)當?shù)厥袌龅匿N售情況，有針對性地收購七成熟或八成熟果實。

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