基于ISTA测试研究电商包装对莲雾货架品质的影响.pdf
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1、基于 ISTA 测试研究电商包装对莲雾货架品质的影响韦婉琪1,2,李宝庆1,赵通1,程赤云1,张娜3,邓浩2,阎瑞香1(1.天津科技大学轻工科学与工程学院,天津300222;2.海南省农业科学院农产品加工与设计研究所,海南省热带果蔬冷链重点实验室,海南省热带果树生物学实验室,海口570100;3.国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津),农业农村部农产品贮藏保鲜重点实验室,天津市农产品采后生理与贮藏重点实验室,天津300384)摘要:莲雾果实皮薄肉脆,采后流通中极易产生机械损伤,严重影响果实货架品质。为了维持莲雾在物流运输中的货架品质,减少机械损伤,该研究基于 ISTA6-AMAZON.COM-
2、SIOCTYPEA(ISTA6A)测试标准模拟 4 种常用电商包装方式下(P1:瓦楞纸箱+单层网套、P2:瓦楞纸箱+双层网套、P3:瓦楞纸箱+发泡聚乙烯(expandedpolyethylene,EPE)内衬和 P4:泡沫箱+双层网套)莲雾果实的运输情况,并分析模拟测试后莲雾货架期(15,8d)品质变化规律。结果表明,当外包装相同,缓冲形式不同时,双层网套(P2)组莲雾果实呼吸强度变化最为平缓,果皮亮度值为最低值32.86,果肉褐变指数(browningindex,BI)与单层网套和 EPE 内衬相比上升了 62.35%,其上升速率最慢,丙二醛含量(malondialdehyde,MDA)、过
3、氧化物酶(peroxidase,POD)活性和多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO)活性始终处于较低水平,货架品质显著好于单层网套(P1)和 EPE 内衬(P3)(P0.05),原因在于单层网套的缓冲保护作用较弱,而 EPE 内衬阻碍果实呼吸热量散失和水分扩散,导致货架后期莲雾呼吸增加,品质严重下降;当缓冲形式相同,外包装不同时,瓦楞纸箱(P2)与泡沫箱(P4)处理组对莲雾果实呼吸强度、BI 值、抗氧化相关酶活性等货架品质相关指标的影响无显著差异(P0.05)。由此可得,在外包装具有足够支撑性能条件下,双层网套作为缓冲包装不仅能够将振动能量均匀地分布于整个果实,减小机械损伤,
4、而且有利于莲雾自身呼吸热散失,抑制抗氧化相关酶活性,维持果实货架品质。研究结果为进一步完善莲雾电商物流保鲜技术提供理论支撑和技术参考。关键词:ISTA 测试;电商包装;莲雾;货架品质;褐变doi:10.11975/j.issn.1002-6819.202305059中图分类号:TS255.3文献标志码:A文章编号:1002-6819(2023)-15-0276-08韦婉琪,李宝庆,赵通,等.基于 ISTA 测试研究电商包装对莲雾货架品质的影响J.农业工程学报,2023,39(15):276-283.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.202305059http:/www
5、.tcsae.orgWEIWanqi,LIBaoqing,ZHAOTong,etal.EffectsofdifferentE-commercepackagesbasedonISTAtestontheshelfqualityofwaxapplesJ.TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2023,39(15):276-283.(inChinesewithEnglishabstract)doi:10.11975/j.issn.1002-6819.202305059http:/w
6、ww.tcsae.org0引言莲雾(Syzygium samarangenseMerry.etPerry)又称洋蒲桃、金山蒲桃、甜雾等,为桃金娘科蒲桃属植物1。莲雾果实色泽鲜艳2,富含蛋白质、膳食纤维、糖类、维生素类等营养物质,深受消费者喜爱。但是,莲雾属于非呼吸跃变型水果,而且含水量高,皮薄、果肉脆性大,代谢旺盛,易受机械损伤,极不耐贮藏3-5。近几年,国内水果电商蓬勃发展,莲雾作为电商新宠发展势头强劲。但莲雾果实在物流运输中因机械损伤导致的损耗成为制约其产业发展的瓶颈问题。从产地到消费者,莲雾果实在长距离运输中主要受到 3 种机械损伤,分别是静压损伤6、冲击损伤7和振动损伤8,导致莲雾发生
7、应激反应,其中,振动损伤是造成莲雾采后损耗的主要原因9。因此,莲雾采后电商包装是否具备足够的缓振功能倍受研究者们关注。果蔬物流方式多为公路运输,目前有研究者通过扫频试验检测出共振频率,进而使果蔬在运输过程中避开共振频率,例如程旭等9研究蜜瓜的共振频率及其对贮藏品质的影响。但是,公路环境条件复杂,通常难以统一实验条件。因此,为了实现在实验室条件下有效模拟果蔬运输环境,一般采用 ISTA 系列测试标准进行果蔬的模拟运输试验,例如卫赛超等10采用 ISTA 运输标准对芒果进行测试后进行货架品质调查。目前,常用的ISTA 测试标准主要是 ISTA3A 和 ISTA6A,两者区别在于包装件的质量大小。I
8、STA3A 适用于大型包装件(质量70kg),而 ISTA6A 在此基础上对包装件质量大小进行细化,专门针对小型包装件(质量32kg),如生鲜果蔬的电商物流综合性模拟测试11-13。此外,包装方式能够有效减少果实在物流中产生的机械损伤,如程赤云等14和 LIN 等15通过将典型电商包装材料进行组合,收稿日期:2023-05-09修订日期:2023-06-07基金项目:天津市科技支撑重点项目(20YFZCSN00620);海南省热带果蔬冷链研究重点实验室开发项目(HAAS2022PT0107);大学生创新训练项目(202310057017)。作者简介:韦婉琪,研究方向为农产品物流保鲜包装。Ema
9、il:通信作者:张娜,副研究员,研究方向为农产品贮藏保鲜。E-mail:;阎瑞香,博士,教授,博士生导师,研究方向为活性保鲜包装。Email:第39卷第15期农 业 工 程 学 报Vol.39No.152762023年8月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringAug.2023如瓦楞纸隔板+瓦楞纸箱14,发泡聚氨酯+瓦楞纸箱15等包装方式来研究其减震缓冲性能对果实货架品质的影响。但是,目前对莲雾贮运中的品质研究,大多集中在静态条件下品质控制,如魏秀清等16仅是通过调控贮藏温度达到延长货架期的效果,忽略了果实在贮运中可能受到
10、外力胁迫造成机械损伤,导致果实品质下降,然而关于不同电商包装方式对莲雾货架品质的影响鲜有报道。因此,本研究将基于 ISTA6A 测试标准,采用典型电商包装材料(泡沫网套、EPE 内衬、瓦楞纸箱和泡沫箱)对莲雾进行组合包装,分析不同电商包装方式对莲雾在物流运输中货架品质的影响,筛选出适宜的电商包装方式,以期为莲雾产业的健康发展提供理论依据。1材料与方法1.1试验材料试验莲雾品种为“黑金刚”,产自琼海市,于 2022 年8 月最佳成熟期(八成熟)摘下,挑选出大小、颜色均匀、果皮无褐变、无病虫害、无损伤的果实进行模拟运输试验。缓冲材料有泡沫网套、发泡聚乙烯(expandedpolyethylene,
11、EPE)内衬。包装箱有瓦楞纸箱(350mm250mm80mm)和泡沫箱(350mm250mm80mm)。1.2仪器与设备DC-1000-15 型电动振动试验系统,苏州苏试试验仪器 有 限 公 司;PDT80 型 精 密 跌 落 试 验 机,美 国Lansmont 公司;MapScanO2/CO2包装气体分析仪,上海锦川机电技术有限公司;RM200QC 型便携式色差计,美国爱色丽;infinite200Pro 型全自动酶标仪,瑞士TECAN 公司;UV-1750 型紫外可见分光光度计,日本岛津公司;Microfuge22RCentrifuge 型低温高速离心机,美国 Beckman;HH6 型恒
12、温水浴锅,江苏金坛市荣华仪器制造有限公司;TJ-800D 型高通量组织研磨器,Techin 公司;A136-1-1 多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO)测试盒、A084-3-1 过氧化物酶(peroxidase,POD)测试盒、A003-1-1 植物丙二醛(malondialdehyde,MDA)测试盒和 A007-1-1 过氧化氢酶(catalase,CAT)测定试剂盒,南京建成生物工程研究所。1.3方法1.3.1样品处理电商包装方式分为 4 组:瓦楞纸箱+单层泡沫网套(P1)、瓦楞纸箱+双层泡沫网套(P2)、瓦楞纸箱+EPE 内衬(P3)和泡沫箱+双层网套(P4),挑选
13、后的果实在室温(25)实验室内装箱,每组 5 箱,每箱单层摆放 12 个。(见图 1)1.3.2模拟运输试验测 试 标 准:ISTA 6-AMAZON.COM-SIOC TYPEA(ISTA6A)(图 2)。测试方法:振动试验测试多样本初始值设为对照样品第 0 天的初始值。在运输至实验室,温度(252),相对湿度 50%60%,进行 24h 预处理后先进行 9 次面、角、棱跌落试验,其中包装箱面、角、棱标记如图 2a 所示;其次,将上述的 4 个处理组(P1、P2、P3、P4)单层放置并固定于振动试验台上,加上负载后对莲雾进行公路拖车模拟条件的随机振动试验,频谱见表 1,振动时间分别为包装件
14、1 面 60min,包装件 2 面 30min,包装件 5 面 30min(图 2a)。最后,进行 8 次面、角、棱跌落试验(图 2b)。结束后将测试样品放置于 15 冷库内,每隔 2d 取样一次,观察货架期品质变化。瓦楞纸箱Corrugated box泡沫箱Foam box 发泡聚乙烯内衬EPE liner双层网套Double-layer foam net单层网套Single-layer foam neta.P1b.P2c.P3d.P4图 1莲雾处理组不同包装方式示意图Fig.1Diagramofthedifferenttreatmentgroupsofwaxappleswithpackag
15、ingtype123456棱 2-3Edge 2-3角 2-3-5Corner 2-3-5标准型Standard typea.包装箱面、角、棱标记a.Marking of box faces,corners and edges控制系统Control systems九次跌落试验Nine dropping tests八次跌落试验Eight dropping tests模拟运输振动试验Simulated transport vibration testb.ISTA 6A测试方法b.Test standards for ISTA 6A图 2ISTA6A 测试示意图Fig.2DiagramofISTA6
16、Atest表1公路拖车模拟条件频谱Table1Frequencyspectrumofsimulatedconditionsforroadtrailers频率Frequency/HzPSD 等级PSDgrade/(g2Hz1)10.000730.0250.0270.001120.001150.004240.004280.001360.001420.003750.0032000.000004第15期韦婉琪等:基于 ISTA 测试研究电商包装对莲雾货架品质的影响2771.3.3呼吸强度的测定采用 MapScanO2/CO2包装气体分析仪进行莲雾呼吸强度的测定。将莲雾样品置于真空干燥器内,在常温(25
17、)下密闭 2h,测定其积累的 CO2浓度,每个处理重复 3 次14。呼吸强度计算见式(1)。X=V KNmt(1)式中 X 为呼吸强度17,mg/(hkg);V 为干燥容器体积,L;K 为换算系数,K=19.64;N 为 CO2的体积分数,%;m 为样品质量,kg;t 为测定莲雾样品的呼吸时间,h。1.3.4果皮和果肉色差、果肉色度角和褐变指数测定沿莲雾中心线切开后,使用便携式色差计测量莲雾果肉面的 L*值、a*值、b*值及果皮面上中下部位的 L*值、a*值、b*值,测量 3 次取平均值18。根据 CHAIWONG 等19的方法计算褐变指数(browningindex,BI),公式如下:BI=
18、100(0.31)0.172(2)其中,=a1.75L5.645L+a3.012b(3)根据 GILL 等20的方法计算果肉色度角(h),公式如下:h=arctan(ba)(4)式中 L*为亮度值;a*为红绿色度值;b*为黄蓝色度值。1.3.5相关酶活性及 MDA 含量的测定多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO)及过氧化物酶(peroxidase,POD)活性的测定参考姜爱丽等21所述的方法;过氧化氢酶(catalase,CAT)参照黎春红等22所述的方法进行 CAT 酶活性的测定;参考张翰卿等23的方法,上述酶活测定,以每分钟每克样品在对应波长下的吸光值为 1 个酶活单位,
19、其结果用 U/g 表示。丙二醛(moleculardialdehydroxyl,MDA)含量用硫代巴比妥酸(sulfamilybarbiracacid)法测定,单位用 U/g表示。1.3.6霉烂率的测定参考卫赛超等10的方法测定霉烂率,并有一些改动。根据莲雾霉烂面积比规定 4 个级别:莲雾无霉烂为 0 级;轻微霉烂面积为 1 级;霉烂面积比1/4 为 2 级;霉烂面积比 1/41/2 为 3 级;霉烂面积比1/2 为 4 级。评定不同试验组内每个莲雾的霉烂级别,并按照式(4)计算各组霉烂率。霉烂率=霉烂级别该级别果数最高霉烂级别总果数100%(5)1.4数据处理与分析数据采用 3 个或 3 个
20、以上样本平均值,利用 2018Microsoft Excel(16.16.27)软 件 统 计 所 有 数 据。利 用Origin(2021 版)软件进行图表绘制,利用 SPSS 软件(26 版)进行差异显著性分析,用 ANOVA 检验进行差异显著性分析。2结果与分析2.1不同电商包装对振后莲雾货架期呼吸强度的影响模拟运输试验后,4 组莲雾均遭受了不同程度的机械损伤,呼吸强度整体呈上升趋势。图 3 显示,在货架期第 2 天,4 组处理莲雾的呼吸强度稍有下降,可能与环境温度由 25 转变到较低温度(15)有关,使得莲雾在短时间内保持较低的呼吸强度。在货架期第 2 天之后,各处理组莲雾的呼吸强度均
21、开始升高。其中,P1和 P3 处理组在第 6 天呼吸强度升至最高,分别为 19.51和 22.86mg/(kgh),而 P2 处理组的呼吸强度较为平缓。这可能是由于单层网套(P1)的缓冲保护作用较弱,导致莲雾受到轻微损伤,从而造成局部伤呼吸,而双层网套(P2)能够将振动能量均匀地分布于整个果实,削弱了局部可能遭受到的机械损伤24;EPE 内衬(P3)阻止了呼吸热量散失,延缓了水分扩散,造成高温高湿的包装箱内环境25,并且由 EPE 内衬保护的莲雾受到严重的机械损伤,造成严重局部伤呼吸,因此导致后期莲雾呼吸强度大幅度升高。0246868P1P2P3P426呼吸强度Respiratory inte
22、nsity/(mgkg1h1)1012141618202224贮藏时间Storage time/d注:P1、P2、P3 和 P4 分别代表瓦楞纸箱+单层泡沫网套、瓦楞纸箱+双层泡沫网套、瓦楞纸箱+EPE 内衬和泡沫箱+双层网套,下同。Note:P1,P2,P3 and P4 are corrugated carton+single-layer foam net,corrugatedcarton+double-layerfoamnet,corrugatedcarton+EPElinerandfoambox+double-layerfoamnet,respectively.Thesamebelow
23、.图 3不同电商包装对振后莲雾货架期呼吸强度的影响Fig.3Effectsofdifferente-commercepackagesontheshelf-liferespiratoryintensityofwaxapplesaftervibration2.2不同电商包装对振后莲雾货架期果皮及果肉色差的影响果实色泽是果商品价值指标的重要组成部分,影响果实在市场上的竞争力,果皮的颜色来自各类色素的综合作用,其中粉红种莲雾果皮色泽由花色素苷起决定性作用26。由表 2 知,各处理莲雾果皮 L*、a*和 b*值在货架期第 2 天开始出现显著差异(P0.05),在第 8 天时,P2 组莲雾果皮的 L*值为
24、 32.86,a*值为 21.93,b*值为13.13,与 P1、P3 和 P4 组相比,其 L*值最低,a*值最高。这可能是因为双层网套给予莲雾较好的完整性保护,机械损伤面积小,呼吸强度平缓,较好地维持果皮各类色素含量,从而保持莲雾果皮本身色泽,而由 EPE 内衬造成的高温高湿包装内环境25使得莲雾呼吸强度增强,导致其机械损伤处各类色素含量下降,果皮红色色泽逐渐褪去。278农业工程学报(http:/www.tcsae.org)2023年表2不同电商包装对振后莲雾货架期果皮色差的影响Table2Effectsofdifferente-commercepackagesontheshelf-lif
25、epeelcolorofwaxapplesaftervibration果皮色差Pericarpcolordifference处理Treatment贮藏时间Storagetime/d02468L*P120.470.60a33.440.23bc36.670.91a34.310.67b34.030.45aP220.470.60a34.390.25b34.930.90bc34.280.85b32.860.21bP320.470.60a35.560.36a36.310.10a35.550.53a34.460.58aP420.470.60a33.530.48bc34.650.88c34.290.82b33
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