運輸振動對果蔬運輸的影響研究及一些結論

注：果蔬在人們日常消費中所占比重越來越高，品種也越來越多，而伴隨經濟水平的提升，消費者對于果蔬品質的要求也日益提高，對高品質果蔬品類的需求凸顯出來，低溫冷鏈的對于果蔬品類運輸貯藏的一個基本要求，而常被忽視的運輸過程中所產生的影響也需要引起種植主乃至銷售方的重視。

果蔬品質的一些相關概念

1、果實硬度

對于果蔬而言，硬度是評價其成熟程度的一個重要指標，在果蔬果實內部主要由細胞里淀粉和果膠質構成，而淀粉又是二者之中所占權重更大的一部分，所以硬度的變化直接反應了果實內部淀粉的降解過程，當淀粉降解以后，細胞壁里儲存淀粉直接轉化成可溶性糖，細胞壁的支撐能力下降，造成果蔬果實硬度隨之降低。

2、可滴定酸

對于果蔬果實而言，其內部含糖量高且酸度中等的果實通常被認為品質優良的果實。因此，測定果蔬內部可滴定酸的含量，對于判斷果蔬果實的品質具有很重要的意義。

3、可溶性固形物

可溶性固形物可看作是水果內部可溶性的糖類或其他可溶性物的總成，可用來直接反應果蔬果實內部糖含量的情況，對于果蔬果實來說，可溶性固形物對于其成熟程度也有很強的指示意義，其內部可溶性固形物的情況可以用來判定果蔬果實的品質和果實的成熟情況。

4、丙二醛含量（MDA）

在衰老或者不良情況下，植物器官內部的膜脂會發生過氧化作用，導致其本身分解產生丙二醛即MDA，其含量的高低直接反應了果蔬果實細胞的受傷害程度。而果蔬果實細胞內部的核酸和蛋白質遇到MDA會發生化學反應，是的細胞內部的蛋白質和核酸受到損傷，細胞的一些功能受損，因此，果蔬果實細胞內部膜脂完整程度和細胞功能的完善程度均受到MDA累計情況的影響。

5、維生素Vc含量的測定

Vc是重要的營養物質，可利于組織創傷口的愈合，促進牙齒和骨骼的增長和防止牙床出血等，果蔬果實內部中Vc的含量是其營養價值的重要體現之一。

一、果蔬組織力學理論

在運輸過程中，振動載荷持續時間長，會對果蔬損傷造成很大的傷害。由于振動原因，果蔬的表面會持續伴隨反復的沖擊、擠壓和摩擦載荷，進而造成果蔬沒有規則的平淺形損壞。在振動過程中的低應力反復荷載作用下，果蔬細胞壁的強度和胞間接連力會受到傷害，造成果蔬細胞的脆性或塑性損傷，宏觀上表現為果品的加速軟化。及時在運輸過程中果蔬未產生即時損傷，在后期經過一定時間的貯藏以后，振動對果蔬的損傷也會逐漸呈現出來。

通常來說，水果蔬菜等農作物產品果實是由許多大小和形狀不同但組成相同的多面細胞不成規則的排列所構成的。對于果蔬果實來說，細胞是其生命活動結構與功能的基本單位，完整的細胞通常由原生質體和細胞壁兩大部分構成。原生質體被看作是細胞壁內一切物質的總稱，其內部主要組成部分是細胞質和細胞核，并且在細胞質或細胞核中還包含有若干不同的細胞器此外還有細胞液和后含物等。果蔬細胞內部，可以說是由液體充滿的，在細胞壁和細胞內的液體間擁有一層很薄的可以有效阻止細胞內外液體進出交換的細胞膜；細胞壁堪稱細胞的骨架，其主要組成是一些強度相對較大的微管及微絲，這一組織發揮著承受細胞內部壓力和外部載荷的功能。在細胞和細胞之間存在著由膠狀物組成的胞間層，同時還有很多充滿氣體的空間。細胞體的排列方向以及氣體空間的存在形式，與果蔬的果實種類和成熟情況等因素相關。正式細胞微觀層次上的一些多樣性，導致了細胞宏觀上力學特性的一系列差異。

二、果蔬生物力學特性

在果蔬的流通環節中，力學載荷的發生主要來自收獲、加工、包裝、運輸和貯藏五個階段，載荷的主要表現方式有振動、沖擊、跌落、碰撞和擠壓。各類載荷對細胞的損傷主要體現在三個層面：細胞微觀損傷；細胞器的微觀損傷；組織宏觀損傷。對于細胞損傷來說，不同形式的載荷在三種損傷層面的損傷效果也不同。

在果蔬的運輸和貯藏過程中，振動、沖擊、跌落、碰撞和擠壓等外界載荷，會造成運輸環節或貯藏環節果蔬果實的腐爛。不同外界載荷對果蔬損傷造成的傷害可歸納為內傷和外傷兩種形式：

內傷-果蔬果實的內傷通常指的是外界各種載荷對果蔬果實內部組織的損傷，這種傷害可以對果蔬果的新陳代謝過程產生影響，進而造成果實組織結構功能的喪失，導致果實對外界抵抗性的完全消失。

外傷-外傷通常指的是開放性的損傷，影響美觀的同時，嚴重的話還會影響果蔬果實的價值，其食用性和貯藏行也會受到很大的影響。由于受到外傷的原因，果蔬果實表面表皮等保護組織受到損傷，一方面會加劇果蔬內部的氣體交換，造成果蔬內部新陳代謝過程的失調，在另一方面，微生物會直接通過損傷部分，更加容易侵入果蔬組織內部，加劇果實的損傷。

三、運輸過程中振動對果蔬損傷過程國內外研究現狀

-水果的損傷是由于特殊的運輸過程造成的；

-研究不同種類蘋果硬度、含糖量以及損傷半徑大小受運輸過程中沖擊過程的影響情況，發現在蘋果上一處重復的施加沖擊過程，不會造成蘋果品質持續的變差。

-通過變換蘋果的排列方式來研究跌落沖擊對其造成的損傷程度的高低，蘋果的排列方式對跌落過程中損傷在各層的分布以及蘋果總的損傷量均無影響，蘋果的損傷與包裝的平行側壁的約束沒有顯著聯系；

-蘋果損傷的體積大小正比于其所吸收的能量，蘋果在跌落過程中吸收的能量的多少決定了蘋果受到的機械損傷的程度；

-馬鈴薯包裝件在80cm或更高的高度上跌落才會產生破壞損傷；

-在散裝情況下，在容器中頂層番茄受振動損傷最嚴重；

-分析車輛種類不同以及貨物裝載位置不同時水果的損傷程度大小，裝載于車廂后部的水果損傷程度要大于車廂前部，并且車廂堆碼方式也對果蔬的損傷程度有影響；

-研究運輸車廂的前、中、后三個不同位置的振動狀況對梨果實的影響，表明不同位置處梨果實的損傷狀況是不相同的，在車廂尾部梨果實的損傷程度要大，而車廂前部梨果實的損傷相對較小；

-機械振動過程中對杏子果實的呼吸作用有明顯影響，機械振動過程可以明顯的加劇杏子果實的呼吸作用；

-研究裝在塑料箱里的梨果實在不同方向上的振動加速度傳遞情況，當振動頻率處于一定的范圍內時，不同位置的梨果實的加速度傳遞情況是不同的，自下向上表現出一種梯度的規律，前后和左右不同位置的加速度傳遞情況也不相同；

-運輸過程中經歷的機械損傷不僅會降低黃花梨在銷售期間的外觀，還會影響儲存期間梨果實內部的水解酶活性，進而造成細胞壁的分解引起果實軟化；

-研究公路運輸和鐵路運輸過程中土豆果實由于振動擠壓等所受到的機械損傷，對土豆來說，運輸過程中由于物流因素帶來的粗拿和粗放可造成土豆的嚴重損傷，運輸過程中由于振動所引起的損傷則主要以擦傷或者瘀傷的形式表現出來。

-對于堆碼底部來說，在頻率為19Hz到21Hz時，梨果實的加速度峰值可達到振動試驗臺的兩倍；而車廂中部較車廂頂部相差不大，兩處的加速度峰值出現的頻率范圍均介于13Hz-18Hz之間；

-研究運輸過程中溫度、濕度及振動狀況對于胡羅卜、甜椒、番茄和黃瓜品質的影響，發現運輸過程中冷藏車機械振動的振幅越小，越有利于四種蔬菜品質的保持；

-通過芒果果實加外力進行脅迫振動，發現在該過程中大部分的芒果果實產生了機械性的損傷，損傷后的果實由于損傷程度不同，出現了不同的損傷表現，其中包括瘀傷和不同的條紋。

-梨碰撞實驗和壓縮實驗，對于不同種類的梨來說，其承受外界力的能力是不相同的，同樣的機械力對它們的損傷程度也不一樣，相對于在常溫情況下貯藏的梨果實來說，低溫下貯藏的梨受到機械損傷的可能性更大；

通過對獼猴桃果實進行跌落試驗以及對相關實驗數據的處理，可以發現經歷了振動跌落過程的獼猴桃果實在進行貯藏時，其硬度、內部可滴定酸含量、Vc含量均呈下降趨勢，而可溶性固形物以及MDA含量均呈上升趨勢。

在后期的貯藏過程中，獼猴桃果實的品質受到前期跌落損傷程度以及后期貯藏條件的雙重影響。當貯藏溫度相同時，受傷程度越大，獼猴桃果實硬度、內部可滴定酸含量和Vc含量下降越迅速，可溶性固形物含量和MDA含量上升越迅速，而當受損傷程度一定時，溫度越高獼猴桃果實內部硬度、內部可滴定酸含量和Vc含量下降越快，而可溶性固形物上升速度及MDA含量累積也越快。可見跌落過程在一定程度上能夠加速果實的成熟，促進果實風味的改善，但總體上對于果實的貯藏是不利的。

四、一些試驗結論

通過西紅柿和獼猴桃果實的振動加速度實驗以及對實驗數據的分析處理，可以得到下 面一些結論：經歷了不同加速度振動的兩種果實，其硬度、可滴定酸含量和Vc含量均呈下降趨勢，MDA不斷累積，西紅柿內部可溶性固形物含量在整個周期內先上升再下降，獼猴桃果實內部可溶性固形物含量持續上升；振動加速度和后期貯藏環境均對獼猴桃和西紅柿果實的貯藏周期有影響，加速度越大，果實的可貯藏性越低，貯藏溫度越高，兩種果蔬果實變質越快。

通過對獼猴桃果實堆碼振動試驗以及對試驗數據進行分析，可以得到一下一些結論：經歷了堆碼振動試驗的獼猴桃果實，其硬度、內部可滴定酸含量以及Vc含量均呈下降趨勢，可溶性固形物和MDA含量均不斷上升，獼猴桃果實品質總體不斷變差；在堆碼過程中，加速度有一個自下而上傳遞的過程，越往上加速度越差，獼猴桃果實在振動過程中相互擠壓也越嚴重，果實可貯藏行越差；在堆碼過程中，下層包裝件受到上層包裝件的壓力，承受自上而下的載荷，越往下包裝件受到的荷載越大，荷載通過包裝傳遞給獼猴桃果實，果實受損傷程度加大；分析實驗數據也可以發現，在堆碼振動試驗后，貯藏過程中上層獼猴桃果實變質最快，底層次之，中層最慢，這是振動加速度傳情況和包裝件承受荷載進而傳遞給果實兩種因素相互影響所導致的。

 --以上內容節錄于天津商業大學制冷及低溫工程李立民《運輸過程中機械振動對果蔬貯藏品質的影響》