蟠桃專(zhuān)用包裝盒在模擬運(yùn)輸中減振功能分析

郭慧靜，宋方圓，李冀新，趙志永

(新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意義】蟠桃(Amygdalus persica L.var.)是薔薇科桃屬，主要種植區(qū)域?yàn)樯綎|、甘肅、河北、陜西、新疆等地[1]。新疆是蟠桃的原產(chǎn)地，比較品質(zhì)、色澤、口感、各種營(yíng)養(yǎng)成分，由于特有的氣候、土壤和水質(zhì)優(yōu)勢(shì)，所產(chǎn)蟠桃果大、味甜、多汁、營(yíng)養(yǎng)豐富，蟠桃品質(zhì)最好[2]。新疆石河子143團(tuán)，被命名為“中國(guó)蟠桃之鄉(xiāng)”[3]。蟠桃果實(shí)采收期集中，在貯運(yùn)過(guò)程中容易受機(jī)械損傷，易褐變、腐爛，影響蟠桃的商品價(jià)值[4]。不同的運(yùn)輸和包裝方式對(duì)水果的品質(zhì)和商品價(jià)值有著極大的影響[5]。適宜的包裝對(duì)于降低蟠桃在運(yùn)輸過(guò)程中的損傷、腐爛有重要意義。【前人研究進(jìn)展】黃斯等[6]根據(jù)草莓果實(shí)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)研制了草莓分果包裝盒，顯著延緩了采后品質(zhì)劣變；昌玥等[7]研制了獼猴桃減振包裝塑料托盤(pán)，可以顯著減少果實(shí)損傷并延緩其衰老進(jìn)程；王衍鵬[8]采用水果網(wǎng)袋、覆消毒無(wú)紡布等對(duì)枇杷的貯藏保鮮進(jìn)行了研究，效果顯著且方便實(shí)用。針對(duì)于蟠桃果實(shí)，目前公知技術(shù)是吳江超[9]，譚亞輝[10]設(shè)計(jì)的蟠桃包裝盒，設(shè)有大小孔洞，大的蟠桃放入大孔洞中，小的蟠桃放在小孔洞中。但此設(shè)計(jì)存在一定缺陷，由于孔洞大小固定，蟠桃太大則放不進(jìn)去，孔洞太大則造成蟠桃在貯運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生碰撞，致使蟠桃產(chǎn)生機(jī)械傷而加速腐爛?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】雖然前人針對(duì)蟠桃果實(shí)已經(jīng)研制了專(zhuān)用包裝盒，但如何實(shí)現(xiàn)快速分裝，既美觀(guān)、方便適用又能減少果實(shí)損傷并延緩衰老仍然是當(dāng)前蟠桃貯運(yùn)急需解決的問(wèn)題。針對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)存在的缺陷，研制了蟠桃果實(shí)專(zhuān)用包裝盒[11]，設(shè)計(jì)一種既適用包裝盒，可以快速的對(duì)蟠桃果實(shí)進(jìn)行分裝，并減少蟠桃果實(shí)在貯運(yùn)過(guò)程中的機(jī)械損傷、保持采后品質(zhì)。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】采用自主研制的蟠桃專(zhuān)用包裝盒和普通包裝盒，測(cè)定運(yùn)載振動(dòng)、跌落、低氣壓等試驗(yàn)后蟠桃果實(shí)的表面損傷指數(shù)、失重率、乙烯釋放量、呼吸強(qiáng)度、可溶性固形物含量、相關(guān)酶活性等品質(zhì)指標(biāo)，比較蟠桃專(zhuān)用包裝盒與普通包裝盒在模擬運(yùn)輸中對(duì)蟠桃各項(xiàng)生理和品質(zhì)指標(biāo)的影響，研究運(yùn)輸過(guò)程中專(zhuān)用包裝盒對(duì)蟠桃的防損傷效果，為采后蟠桃的運(yùn)輸、保鮮提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)用蟠桃采于新疆石河子市143團(tuán)，選取八成熟、大小均一、無(wú)機(jī)械損傷、無(wú)病蟲(chóng)害的果實(shí)。采后立即通過(guò)低溫周轉(zhuǎn)箱(<18℃)運(yùn)回新疆農(nóng)墾科學(xué)院果蔬保鮮實(shí)驗(yàn)室，剔除損傷果實(shí)確保試驗(yàn)所用試材的完好性。

內(nèi)包裝材質(zhì)為EPE，尺寸為445 mm×85 mm×335 mm，果洞采用風(fēng)火輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；普通包裝盒所用塑料泡沫網(wǎng)套材質(zhì)為EPE，尺寸為60 mm×100 mm，厚度3 mm；H2O2、鄰苯二酚、BaCl、酚酞，草酸等(均為國(guó)產(chǎn)分析純)。圖1

圖1 蟠桃專(zhuān)用包裝盒實(shí)例Fig.1 Example diagram of a special packaging box for flat peaches

1.2 方 法

1.2.1 樣品處理

將蟠桃果實(shí)隨機(jī)分成3組，分別采用專(zhuān)用包裝、普通包裝、裸露3種方式包裝。專(zhuān)用包裝盒中蟠桃平放在果洞中，普通包裝盒中蟠桃裝入泡沫網(wǎng)套后單層挨個(gè)平放，裸露組中蟠桃直接放入包裝紙箱。每個(gè)包裝盒中放置12個(gè)蟠桃，總重量1.7 kg左右，于室溫(20℃)條件下，對(duì)3種包裝的蟠桃分別模擬運(yùn)輸振動(dòng)試驗(yàn)。將模擬運(yùn)輸后蟠桃均放進(jìn)內(nèi)襯泡沫墊的塑料筐內(nèi)，置于20℃，濕度90%條件下，每2 d測(cè)定1次指標(biāo)，重復(fù)3次。

1.2.2 模擬運(yùn)輸振動(dòng)

(1)運(yùn)載振動(dòng)

根據(jù)ASTM D4169-16[12]，振動(dòng)時(shí)間2 h。

表1 空運(yùn)PSD譜線(xiàn)Table 1 Airborne PSD spectrum

(2)跌落

根據(jù)GB/T 4857.5-1992[13]，跌落部位3面，每個(gè)部位跌落1次，跌落高度229 mm。

(3)低氣壓

根據(jù)ASTM D4169-16，模擬海拔高度4 267 m，試驗(yàn)時(shí)間1 h。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)

(1)表面損傷指數(shù)

參照鄭永華[14]方法。將果實(shí)按損傷面積分為4級(jí)(0級(jí)為無(wú)明顯損傷；1級(jí)為損傷面積小于總面積的25%；2級(jí)為損傷面積占總面積的25%～50%；3級(jí)為損傷面積占總面積的50%以上)。

表面損傷指數(shù)(%)=

(2)失重率和硬度

失重率采用稱(chēng)重法測(cè)定。

硬度采用GY-4硬度計(jì)測(cè)定：隨機(jī)選取3個(gè)果實(shí)，每個(gè)果實(shí)測(cè)定3次，取平均值，單位kg/cm2。

(3)TSS和MDA含量

TSS含量采用糖度計(jì)法測(cè)定：稱(chēng)取5.0 g蟠桃果實(shí)組織研磨成勻漿，通過(guò)紗布過(guò)濾后取汁液，滴于糖度計(jì)上讀數(shù)，重復(fù)3次取平均值。

MDA含量參照Xu等[15]方法測(cè)定：稱(chēng)取0.5 g 果肉，用TBA法提取酶液，分別測(cè)定其OD532、OD600和OD450。

CMDA=6.45(OD532-OD600)-0.56OD450。

(4)呼吸速率和乙烯釋放速率

呼吸速率參照張紅星等[16]測(cè)定：取500 g蟠桃置于干燥器中，底部放入定量堿液，靜置1 h后取出堿液，用草酸進(jìn)行滴定，mg CO2/(kg·h)，重復(fù)3次取平均值。

乙烯釋放速率參照Guo等[17]方法：取1.0 kg蟠桃放置在3 L的密閉容器內(nèi)1 h，抽1 mL頂空氣體，通過(guò)氣相色譜測(cè)定，重復(fù)3次取平均值。

(5)CAT、PPO活性

CAT活性參照WANG等[18]方法：制備酶液測(cè)定在240 nm處OD值的下降速度；PPO活性參照Fu等[19]方法測(cè)定：制備酶液測(cè)定在410 nm處的OD值。將1 minOD值改變0.01定義為1個(gè)活力單位。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每組試驗(yàn)重復(fù)3次取平均值。利用Excel 2013對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，SPSS 19.0軟件進(jìn)行LSD顯著性分析(P<0.05表示差異顯著)，Origin 8.5進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 蟠桃專(zhuān)用包裝盒構(gòu)造

研究表明，蟠桃專(zhuān)用包裝盒包括盒體，在盒體上部設(shè)有推拉式蓋板，蓋板及盒體外周設(shè)有防護(hù)層，盒體內(nèi)裝有珍珠棉，珍珠棉上設(shè)有多個(gè)間隔排列的圓柱形果洞，果洞內(nèi)壁設(shè)有多個(gè)朝向不一致的錐形齒牙，相鄰錐形齒牙朝向相反；在蓋板上，與果洞相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有圓孔，果洞的底部設(shè)有通氣孔，圓孔、果洞、通氣孔相互連通且與外界相連通；外包裝盒體上方設(shè)有翻蓋，外側(cè)設(shè)有提手和抓槽，便于手執(zhí)盒體；推拉式蓋板通過(guò)滑軌或滑槽結(jié)構(gòu)與盒體相連接。圖2

注：1為蓋板，2為防護(hù)層，3為盒體，4為圓柱形果洞，5為通氣孔，6為抓槽

2.2 包裝方式對(duì)蟠桃表面損傷的影響

研究表明，蟠桃表面損傷指數(shù)隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大，在模擬運(yùn)輸后，對(duì)照組的損傷指數(shù)為3.24%，處理組均為0；表面損傷在貯藏4 d后顯著出現(xiàn)；貯藏8 d后，對(duì)照、普通包裝和專(zhuān)用包裝組的損傷指數(shù)分別20.75%、15.48%和10.53%，差異顯著(P<0.05)。圖3

注：同列中不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)，下同

2.3 包裝方式對(duì)蟠桃失重率和硬度的影響

研究表明，蟠桃失重率隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)均逐漸上升；在模擬運(yùn)輸后，蟠桃失重率無(wú)顯著差異(P>0.05)；貯藏4 d后，不同包裝的蟠桃失重率差異顯著(P<0.05)，分別為13.42%、11.85%、10.25%；貯藏8 d后，對(duì)照組失重率為20.56%顯著高于包裝組，但普通包裝和專(zhuān)用包裝蟠桃失重率無(wú)顯著差異。

蟠桃硬度隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)均逐漸下降；在模擬運(yùn)輸后，不同包裝蟠桃硬度差異顯著(P>0.05)；貯藏2 d時(shí)硬度快速降低后緩慢下降；貯藏8 d后，普通包裝和專(zhuān)用包裝蟠桃硬度分別為4.81、5.08 kg/cm2，顯著高于對(duì)照組3.91 kg/cm2(P<0.05)。圖4

圖4 不同包裝方式下蟠桃失重率(A)和硬度(B)變化Fig.4 Effects of packaging method on the weight loss rate (A) and hardness (B) of flat peaches

2.4 包裝方式對(duì)蟠桃TSS和MDA含量的影響

研究表明，蟠桃TSS含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈先上升后下降趨勢(shì)；在模擬運(yùn)輸后，不同包裝蟠桃TSS含量差異不顯著(P>0.05)；貯藏6 d時(shí)，對(duì)照組、普通包裝和專(zhuān)用包裝蟠桃TSS含量均達(dá)到峰值，分別為12.39%、12.21%、12.3%；貯藏8 d后，普通包裝和專(zhuān)用包裝蟠桃TSS含量分別為12.31%、12.25%，顯著高于對(duì)照組12.04%(P<0.05)。

蟠桃MDA含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)均逐漸上升；在模擬運(yùn)輸后，普通包裝和專(zhuān)用包裝蟠桃MDA含量差異不顯著(P>0.05)；貯藏2 d后，對(duì)照組蟠桃MDA含量迅速增加，顯著高于包裝組；貯藏8 d時(shí)，普通包裝和專(zhuān)用包裝蟠桃MDA含量分別為1.25和1.21 mmol/g，顯著低于對(duì)照組1.55 mmol/g(P<0.05)；在模擬運(yùn)輸后貯藏期間專(zhuān)用包裝MDA含量始終低于普通包裝。圖5

2.5 包裝方式對(duì)蟠桃呼吸速率和乙烯釋放速率的影響

研究表明，蟠桃呼吸速率隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)均呈先上升后下降趨勢(shì)；在模擬運(yùn)輸后，對(duì)照組蟠桃呼吸速率顯著高于包裝組，但普通包裝和專(zhuān)用包裝差異不顯著(P>0.05)；貯藏4 d時(shí)，對(duì)照組呼吸速率達(dá)到峰值82.28 mgCO2/(kg·h)；貯藏6 d時(shí)，普通包裝和專(zhuān)用包裝呼吸速率達(dá)到峰值，分別為77.09、75.43 mgCO2/(kg·h)；貯藏8 d時(shí)，呼吸速率對(duì)照組74.6 mgCO2/(kg·h)>專(zhuān)用包裝72.08 mgCO2/(kg·h)>普通包裝70.11 mgCO2/(kg·h)(P<0.05)。

隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，蟠桃乙烯釋放速率與呼吸速率變化趨勢(shì)一致；在模擬運(yùn)輸后，蟠桃乙烯釋放速率差異不顯著(P>0.05)；貯藏2 d后，對(duì)照組蟠桃乙烯釋放速率顯著高于包裝組；貯藏6 d時(shí)，對(duì)照組、普通包裝和專(zhuān)用包裝乙烯釋放速率均達(dá)到峰值，分別為3.07、2.8和2.77 μL/(kg·h)；貯藏8 d時(shí)，專(zhuān)用包裝乙烯釋放速率為2.62 μL/(kg·h)，顯著較低(P<0.05)。圖6

圖6 不同包裝方式下蟠桃呼吸速率(A)和乙烯釋放速率(B)變化Fig.6 Effects of packaging methods on the respiration rate and ethylene release rate of flat peaches

2.6 包裝方式對(duì)蟠桃CAT和PPO活性的影響

研究表明，蟠桃CAT活性隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈先上升后下降趨勢(shì)；在模擬運(yùn)輸后，包裝組CAT活性顯著高于對(duì)照組(P<0.05)；貯藏2 d后，蟠桃CAT活性迅速上升；貯藏6 d時(shí)，對(duì)照組、普通包裝和專(zhuān)用包裝CAT活性均達(dá)到峰值，分別為25.68 、28.02、29.35 U/g；貯藏8 d時(shí)，專(zhuān)用包裝組CAT活性高于普通包裝但差異不顯著(P>0.05)，但均顯著高于對(duì)照組22.9 U/g。

隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，蟠桃PPO活性逐漸上升；在模擬運(yùn)輸后，對(duì)照組PPO活性顯著高于包裝組(P<0.05)；貯藏8 d時(shí)，普通包裝和專(zhuān)用包裝PPO活性分別為12.54、11.78 U/g，顯著低于對(duì)照組；在模擬運(yùn)輸后貯藏期間專(zhuān)用包裝PPO活性始終顯著低于普通包裝。圖7

圖7 不同包裝方式下蟠桃CAT(A)和PPO(B)活性變化Fig.7 Effects of packaging methods on the CAT and PPO activities of flat peaches

3 討 論

蟠桃在運(yùn)輸過(guò)程中若無(wú)保護(hù)措施，極易受到機(jī)械損傷而導(dǎo)致快速腐爛，縮短貨架期。模擬運(yùn)輸后貯藏8 d，專(zhuān)用包裝表面損傷指數(shù)為10.53%，小于普通包裝組(15.48%)和對(duì)照組(20.75%)，專(zhuān)用包裝可以有效減少蟠桃機(jī)械損傷；硬度(5.08%)顯著高于對(duì)照組(3.91%)和普通包裝組(4.81%)；失重率(16.93%)顯著低于對(duì)照組(20.56%)；TSS含量無(wú)顯著差異，與昌玥等[7]研究結(jié)果一致，可能后期貯藏條件相同對(duì)蟠桃TSS沒(méi)有影響；呼吸強(qiáng)度是影響果實(shí)采后品質(zhì)的重要因素，可以判斷果實(shí)發(fā)育階段。貯藏8 d，專(zhuān)用包裝呼吸強(qiáng)度(72.08 mgCO2/(kg·h))低于對(duì)照組(74.6 mgCO2/(kg·h))，機(jī)械損傷會(huì)提高果蔬的呼吸強(qiáng)度，縮短貯藏壽命[20]。乙烯的濃度可以判斷果實(shí)成熟度及耐藏性[21]，專(zhuān)用包裝乙烯釋放速率(2.62 μL/(kg·h))顯著低于其它組，更適用于蟠桃采后的貯藏。MDA是機(jī)體脂質(zhì)過(guò)氧化的終產(chǎn)物，可以衡量果實(shí)的膜脂過(guò)氧化水平[22]；PPO可以促進(jìn)果實(shí)的褐變，抑制其活性可以緩解蟠桃褐變[23]。貯藏8 d，專(zhuān)用包裝蟠桃MDA含量(1.21 mmol/g)、PPO活性11.78 U/g，顯著低于普通包裝和對(duì)照組。CAT是一種酶類(lèi)清除劑，可以防止機(jī)體氧化，專(zhuān)用包裝蟠桃CAT活性25.73 U/g，顯著高于對(duì)照組(22.9 U/g)。

4 結(jié) 論

采用專(zhuān)用包裝盒經(jīng)過(guò)模擬運(yùn)輸后，蟠桃表面損傷指數(shù)為10.53%，與對(duì)照組相比降低49%；硬度5.08%顯著高于對(duì)照組3.91%；失重率16.93%顯著低于對(duì)照組20.56%；呼吸強(qiáng)度72.08 mgCO2/(kg·h)、乙烯釋放速率2.62 μL/(kg·h)、MDA含量1.21 mmol/g等均小于對(duì)照組；CAT酶活性25.73 U/g顯著高于對(duì)照組22.9 U/g。專(zhuān)用包裝具有顯著減少蟠桃果實(shí)損傷和延緩果實(shí)衰老的效果，減振效果優(yōu)于普通包裝，更利于蟠桃運(yùn)輸后的貯藏和品質(zhì)保持。專(zhuān)用包裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便快捷，便于包裝和攜帶，也適用于冷藏車(chē)或集裝箱，且果實(shí)與的圓柱形果洞緊密結(jié)合。