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运输振动对果蔬运输的影响研究及一些结论

注：果蔬在人们日常消费中所占比重越来越高，品种也越来越多，而伴随经济水平的提升，消费者对于果蔬品质的要求也日益提高，对高品质果蔬品类的需求凸显出来，低温冷链的对于果蔬品类运输贮藏的一个基本要求，而常被忽视的运输过程中所产生的影响也需要引起种植主乃至销售方的重视。

果蔬品质的一些相关概念

1、果实硬度

对于果蔬而言，硬度是评价其成熟程度的一个重要指标，在果蔬果实内部主要由细胞里淀粉和果胶质构成，而淀粉又是二者之中所占权重更大的一部分，所以硬度的变化直接反应了果实内部淀粉的降解过程，当淀粉降解以后，细胞壁里储存淀粉直接转化成可溶性糖，细胞壁的支撑能力下降，造成果蔬果实硬度随之降低。

2、可滴定酸

对于果蔬果实而言，其内部含糖量高且酸度中等的果实通常被认为品质优良的果实。因此，测定果蔬内部可滴定酸的含量，对于判断果蔬果实的品质具有很重要的意义。

3、可溶性固形物

可溶性固形物可看作是水果内部可溶性的糖类或其他可溶性物的总成，可用来直接反应果蔬果实内部糖含量的情况，对于果蔬果实来说，可溶性固形物对于其成熟程度也有很强的指示意义，其内部可溶性固形物的情况可以用来判定果蔬果实的品质和果实的成熟情况。

4、丙二醛含量（MDA）

在衰老或者不良情况下，植物器官内部的膜脂会发生过氧化作用，导致其本身分解产生丙二醛即MDA，其含量的高低直接反应了果蔬果实细胞的受伤害程度。而果蔬果实细胞内部的核酸和蛋白质遇到MDA会发生化学反应，是的细胞内部的蛋白质和核酸受到损伤，细胞的一些功能受损，因此，果蔬果实细胞内部膜脂完整程度和细胞功能的完善程度均受到MDA累计情况的影响。

5、维生素Vc含量的测定

Vc是重要的营养物质，可利于组织创伤口的愈合，促进牙齿和骨骼的增长和防止牙床出血等，果蔬果实内部中Vc的含量是其营养价值的重要体现之一。

一、果蔬组织力学理论

在运输过程中，振动载荷持续时间长，会对果蔬损伤造成很大的伤害。由于振动原因，果蔬的表面会持续伴随反复的冲击、挤压和摩擦载荷，进而造成果蔬没有规则的平浅形损坏。在振动过程中的低应力反复荷载作用下，果蔬细胞壁的强度和胞间接连力会受到伤害，造成果蔬细胞的脆性或塑性损伤，宏观上表现为果品的加速软化。及时在运输过程中果蔬未产生即时损伤，在后期经过一定时间的贮藏以后，振动对果蔬的损伤也会逐渐呈现出来。

通常来说，水果蔬菜等农作物产品果实是由许多大小和形状不同但组成相同的多面细胞不成规则的排列所构成的。对于果蔬果实来说，细胞是其生命活动结构与功能的基本单位，完整的细胞通常由原生质体和细胞壁两大部分构成。原生质体被看作是细胞壁内一切物质的总称，其内部主要组成部分是细胞质和细胞核，并且在细胞质或细胞核中还包含有若干不同的细胞器此外还有细胞液和后含物等。果蔬细胞内部，可以说是由液体充满的，在细胞壁和细胞内的液体间拥有一层很薄的可以有效阻止细胞内外液体进出交换的细胞膜；细胞壁堪称细胞的骨架，其主要组成是一些强度相对较大的微管及微丝，这一组织发挥着承受细胞内部压力和外部载荷的功能。在细胞和细胞之间存在着由胶状物组成的胞间层，同时还有很多充满气体的空间。细胞体的排列方向以及气体空间的存在形式，与果蔬的果实种类和成熟情况等因素相关。正式细胞微观层次上的一些多样性，导致了细胞宏观上力学特性的一系列差异。

二、果蔬生物力学特性

在果蔬的流通环节中，力学载荷的发生主要来自收获、加工、包装、运输和贮藏五个阶段，载荷的主要表现方式有振动、冲击、跌落、碰撞和挤压。各类载荷对细胞的损伤主要体现在三个层面：细胞微观损伤；细胞器的微观损伤；组织宏观损伤。对于细胞损伤来说，不同形式的载荷在三种损伤层面的损伤效果也不同。

在果蔬的运输和贮藏过程中，振动、冲击、跌落、碰撞和挤压等外界载荷，会造成运输环节或贮藏环节果蔬果实的腐烂。不同外界载荷对果蔬损伤造成的伤害可归纳为内伤和外伤两种形式：

内伤-果蔬果实的内伤通常指的是外界各种载荷对果蔬果实内部组织的损伤，这种伤害可以对果蔬果的新陈代谢过程产生影响，进而造成果实组织结构功能的丧失，导致果实对外界抵抗性的完全消失。

外伤-外伤通常指的是开放性的损伤，影响美观的同时，严重的话还会影响果蔬果实的价值，其食用性和贮藏行也会受到很大的影响。由于受到外伤的原因，果蔬果实表面表皮等保护组织受到损伤，一方面会加剧果蔬内部的气体交换，造成果蔬内部新陈代谢过程的失调，在另一方面，微生物会直接通过损伤部分，更加容易侵入果蔬组织内部，加剧果实的损伤。

三、运输过程中振动对果蔬损伤过程国内外研究现状

-水果的损伤是由于特殊的运输过程造成的；

-研究不同种类苹果硬度、含糖量以及损伤半径大小受运输过程中冲击过程的影响情况，发现在苹果上一处重复的施加冲击过程，不会造成苹果品质持续的变差。

-通过变换苹果的排列方式来研究跌落冲击对其造成的损伤程度的高低，苹果的排列方式对跌落过程中损伤在各层的分布以及苹果总的损伤量均无影响，苹果的损伤与包装的平行侧壁的约束没有显著联系；

-苹果损伤的体积大小正比于其所吸收的能量，苹果在跌落过程中吸收的能量的多少决定了苹果受到的机械损伤的程度；

-马铃薯包装件在80cm或更高的高度上跌落才会产生破坏损伤；

-在散装情况下，在容器中顶层番茄受振动损伤最严重；

-分析车辆种类不同以及货物装载位置不同时水果的损伤程度大小，装载于车厢后部的水果损伤程度要大于车厢前部，并且车厢堆码方式也对果蔬的损伤程度有影响；

-研究运输车厢的前、中、后三个不同位置的振动状况对梨果实的影响，表明不同位置处梨果实的损伤状况是不相同的，在车厢尾部梨果实的损伤程度要大，而车厢前部梨果实的损伤相对较小；

-机械振动过程中对杏子果实的呼吸作用有明显影响，机械振动过程可以明显的加剧杏子果实的呼吸作用；

-研究装在塑料箱里的梨果实在不同方向上的振动加速度传递情况，当振动频率处于一定的范围内时，不同位置的梨果实的加速度传递情况是不同的，自下向上表现出一种梯度的规律，前后和左右不同位置的加速度传递情况也不相同；

-运输过程中经历的机械损伤不仅会降低黄花梨在销售期间的外观，还会影响储存期间梨果实内部的水解酶活性，进而造成细胞壁的分解引起果实软化；

-研究公路运输和铁路运输过程中土豆果实由于振动挤压等所受到的机械损伤，对土豆来说，运输过程中由于物流因素带来的粗拿和粗放可造成土豆的严重损伤，运输过程中由于振动所引起的损伤则主要以擦伤或者瘀伤的形式表现出来。

-对于堆码底部来说，在频率为19Hz到21Hz时，梨果实的加速度峰值可达到振动试验台的两倍；而车厢中部较车厢顶部相差不大，两处的加速度峰值出现的频率范围均介于13Hz-18Hz之间；

-研究运输过程中温度、湿度及振动状况对于胡罗卜、甜椒、番茄和黄瓜品质的影响，发现运输过程中冷藏车机械振动的振幅越小，越有利于四种蔬菜品质的保持；

-通过芒果果实加外力进行胁迫振动，发现在该过程中大部分的芒果果实产生了机械性的损伤，损伤后的果实由于损伤程度不同，出现了不同的损伤表现，其中包括瘀伤和不同的条纹。

-梨碰撞实验和压缩实验，对于不同种类的梨来说，其承受外界力的能力是不相同的，同样的机械力对它们的损伤程度也不一样，相对于在常温情况下贮藏的梨果实来说，低温下贮藏的梨受到机械损伤的可能性更大；

通过对猕猴桃果实进行跌落试验以及对相关实验数据的处理，可以发现经历了振动跌落过程的猕猴桃果实在进行贮藏时，其硬度、内部可滴定酸含量、Vc含量均呈下降趋势，而可溶性固形物以及MDA含量均呈上升趋势。

在后期的贮藏过程中，猕猴桃果实的品质受到前期跌落损伤程度以及后期贮藏条件的双重影响。当贮藏温度相同时，受伤程度越大，猕猴桃果实硬度、内部可滴定酸含量和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，而当受损伤程度一定时，温度越高猕猴桃果实内部硬度、内部可滴定酸含量和Vc含量下降越快，而可溶性固形物上升速度及MDA含量累积也越快。可见跌落过程在一定程度上能够加速果实的成熟，促进果实风味的改善，但总体上对于果实的贮藏是不利的。

四、一些试验结论

通过西红柿和猕猴桃果实的振动加速度实验以及对实验数据的分析处理，可以得到下 面一些结论：经历了不同加速度振动的两种果实，其硬度、可滴定酸含量和Vc含量均呈下降趋势，MDA不断累积，西红柿内部可溶性固形物含量在整个周期内先上升再下降，猕猴桃果实内部可溶性固形物含量持续上升；振动加速度和后期贮藏环境均对猕猴桃和西红柿果实的贮藏周期有影响，加速度越大，果实的可贮藏性越低，贮藏温度越高，两种果蔬果实变质越快。

通过对猕猴桃果实堆码振动试验以及对试验数据进行分析，可以得到一下一些结论：经历了堆码振动试验的猕猴桃果实，其硬度、内部可滴定酸含量以及Vc含量均呈下降趋势，可溶性固形物和MDA含量均不断上升，猕猴桃果实品质总体不断变差；在堆码过程中，加速度有一个自下而上传递的过程，越往上加速度越差，猕猴桃果实在振动过程中相互挤压也越严重，果实可贮藏行越差；在堆码过程中，下层包装件受到上层包装件的压力，承受自上而下的载荷，越往下包装件受到的荷载越大，荷载通过包装传递给猕猴桃果实，果实受损伤程度加大；分析实验数据也可以发现，在堆码振动试验后，贮藏过程中上层猕猴桃果实变质最快，底层次之，中层最慢，这是振动加速度传情况和包装件承受荷载进而传递给果实两种因素相互影响所导致的。

 --以上内容节录于天津商业大学制冷及低温工程李立民《运输过程中机械振动对果蔬贮藏品质的影响》