Effects of Simulated Transportation Vibration on Quality and Softening Metabolism of Winter Jujube
-
摘要: 为探究运输路面等级对冬枣品质及软化相关代谢的影响，本实验通过模拟高级路面、中级路面和低级路面的实际运输振动情况，利用振动试验台设定4、10和20 Hz的振动频率，分别对冬枣进行模拟运输处理，分析运输振动对冬枣营养成分、软化代谢及细胞壁多糖含量的影响，并对冬枣在常温下（25.0±1.0 ℃）货架品质进行研究。结果表明，随着振动频率的增加，冬枣出现腐烂果的时间提前，硬度随之下降，果皮转红指数上升；振动处理组冬枣果实呼吸强度较高，货架期间20 Hz处理组其呼吸强度始终处于较高水平，果实生理活动进程加快，可溶性固形物（total soluble solids，TSS）及抗坏血酸（ascorbic acid，AsA）含量被大量消耗。在振动处理下，多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）、果胶甲酯酶（pectin methylesterase，PME）和纤维素酶（cellulase，Cx）活性增强；原果胶、纤维素、半纤维素等细胞壁多糖组分降解加快，水溶性果胶含量上升，造成冬枣软化。低频率振动（4 Hz）对冬枣货架期品质的影响最小，适合于冬枣的长途运输，而高频率振动（10、20 Hz）会加速冬枣的品质劣变，缩短货架期时间。Abstract: In order to investigate the effects of transportation pavement grade on the quality and softening metabolism of winter jujube, this study simulated the actual transportation conditions of winter jujube on high, medium, and low road surfaces through setting vibration frequencies of 4, 10 and 20 Hz on a vibration test bench. The effects of transport vibrations on nutrient composition, softening metabolism, and polysaccharide content in winter jujube were evaluated. Additionally, the shelf life quality of winter jujube was evaluated at room temperature (25.0±1.0 ℃). Results showed that winter jujube appeared earlier decay, hardness decline was accelerated and red index increased with the increase of vibration frequency. The respiration intensity of winter jujube fruit in the vibration treatment groups increased. Throughout the shelf life, the respiratory intensity of the 20 Hz treatment consistently showed a higher level, thereby accelerating the physiological activity of the fruit and leading to substantial consumption of total soluble solids (TSS) and ascorbic acid (AsA). The activities of polygalacturonase (PG), pectin methylesterase (PME), and cellulase (Cx) were enhanced under vibration treatment. The degradation of cell wall polysaccharide components such as protopectin, cellulose and hemicellulose was accelerated, and the content of water-soluble pectin was increased, resulting in softening of winter jujube. Additionally, the content of water-soluble pectin increased, leading to the softening of winter jujube. Low frequency vibration (4 Hz) has minimal impact on the shelf life quality of winter jujube, making it suitable for long-distance transportation. Conversely, high frequency vibration (10, 20 Hz) could expedite quality deterioration and reduce the shelf life of winter jujube.
-
Keywords:
- simulated transportation /
- vibration frequency /
- winter jujube /
- shelf life /
- softening
-
冬枣（Zizyphus jujuba Mill. cv. Dongzao）是我国特色经济林果，主要的栽培区域有陕西、河南、河北、山东、山西、和新疆六个省份[1]。由于我国面积分布较广，不同地区气候条件的差异使各地农产品种类、数量有较大的差别，导致全国地区间的调运量需求较大。我国农产品运输过程方面的体系尚不完善，物流损耗率高达25%~30%，造成物质资源和经济的双重损失[2]。据统计，果蔬物流损耗中有39%来源于机械损耗[3]。陆运是我国农产品运输的主要途径，车辆的行驶路况不同，形成的振动频率也不同。农产品在长时间的低频作用下会产生疲劳损伤，当振动频率超过一定界限时，将会破坏农产品的外观[4−5]。国外学者对果实响应振动频率的研究始于20世纪60年代，随着研究的深入，对不同果蔬振动胁迫下生理品质变化的研究更全面。Eriko等[6]指出果蔬在运输过程中受损伤程度和车体晃动的剧烈程度成正比，随着运输时间延长，果蔬品质劣变加剧。Tao等[7]的研究结果显示，20 Hz振动频率下，香菇在贮藏过程中失重率增加，褐变指数上升，香菇质地变差。
在适当的包装条件下，高速公路上的运输情况不会造成果蔬的机械损伤，但会引起生理活动的变化，最终导致果蔬品质劣变。运输振动对果蔬品质的变化主要体现在硬度下降、颜色变暗等，不仅影响果蔬的外观，还会加速变质，导致微生物的入侵进而使得果蔬腐败[8]。在运输过程中，果蔬会受到挤压、碰撞、振动等作用，使得果实整体长时间承受着外力，当外力超过一定界限，会对果蔬造成机械损伤，影响宏观品质和耐贮性[9]。果实细胞壁多糖如果胶、半纤维素与纤维素的含量起着维持细胞强度的作用，果胶多糖与其它细胞壁组分的交联作用会增加细胞壁的结构强度和功能复杂性[10]。导致果实质地变软的软化过程主要受到果实细胞壁降解的影响，在多种细胞壁降解酶的共同作用下，细胞壁组分发生降解，导致结构松弛[11]。在外力的作用下，细胞壁的完整性和强度发生变化，即使运输后未出现可见的损伤，但在贮藏过程中由于细胞壁多糖的加速降解等原因，也会出现延迟损伤。
大荔冬枣作为陕西农产品地理标志，具有水分含量高、皮薄肉脆的特点。在长途运输过程中容易受到机械损伤，影响冬枣的营养价值和贮藏品质。本试验通过模拟运输振动，探究运输中的振动频率与冬枣品质及软化相关代谢的关系，为降低冬枣运输损耗和开发新型物流包装提供理论依据。冬枣的振动品质研究对后续冬枣物流运输和贮藏保鲜具有参考意义。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
大荔冬枣 选择大小均匀、无病虫害和机械伤的冬枣作为试验样品，于2022年8月采摘于陕西省渭南市大荔县，采收后用内衬聚乙烯塑料薄膜袋的泡沫箱（40 cm×28 cm×20 cm）进行商业包装，每箱4.5 kg；氢氧化钠、氯化钠、四水合酒石酸钾钠、二水合草酸、乙酸钠、柠檬酸、四水合柠檬酸钠、抗坏血酸 广东光华科技股份有限公司；3,5-二硝基水杨酸、2,6-二氯酚靛酚 上海源叶生物科技有限公司；蒽酮、果胶、葡萄糖、多聚半乳糖醛酸、羧甲基纤维素钠 国药集团化学试剂有限公司；乙酸、丙酮、冰醋酸、二甲亚矾、乙酸乙酯、浓硫酸、浓盐酸 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；以上试剂均为分析纯。
SZ/ZD-C振动平台 苏州硕舟科技有限公司；Telaire-7001红外二氧化碳测定仪 美国GE公司；JX5001电子天平 中国上海浦春计量仪器有限公司；GY-4数显果实硬度计 乐清市艾德堡仪器有限公司；PAL-1数显手持糖度计 爱拓ATAGO；DGG-9203A恒温鼓风干燥箱 上海森信实验仪器有限公司；Synergy H1多功能酶标仪 BioTek公司。
1.2 实验方法
1.2.1 处理方法
参考GB/T 4857.23-2021的试验方法[12]设置4、10、20 Hz三种振动频率模拟高级路面、中级路面和低级路面的实际运输振动情况。将经过商业包装的冬枣使用尼龙绳固定在振动平台上，两箱作为一组，在常温（25±1 ℃）条件下分别以4、10、20 Hz的频率进行定频振动实验，振动加速度为0.77 g，振动实验持续40 min（相当于公路运输1000~1500 km）[13]，同样条件下静置处理作为对照组（CK）。振动结束后将冬枣放置于空气流通的常温环境模拟货架期条件，每隔3 d对冬枣进行取样，进行腐烂率、硬度、色泽、呼吸强度和可溶性固形物的测定，随后将样品保存在-80 ℃的冰箱用于后续指标的测定，取样周期15 d。
1.2.2 腐烂率的测定
每个处理组随机选取50颗果实用于腐烂率统计，记录表面有病斑、菌丝以及软烂的果实数量。腐烂果实与总果实个数之比即为腐烂率。
1.2.3 硬度的测定
在冬枣赤道部位两侧取点，去皮后将直径为3.5 mm的GY-4型硬度计探头垂直插入果实，每次测定插入深度相同，每个处理测定20颗果实。
1.2.4 失重率的测定
使用称重法，在每个处理中随机选择15个冬枣测定失重率。通过监测冬枣重量随时间的变化来测定失重情况，失重率为损失的质量与初始质量的比值。
1.2.5 呼吸强度的测定
呼吸强度参考郭一丹等[14]的方法测定。称取0.5 kg左右的冬枣放入一定体积干燥器中，将测定仪置于干燥器内，保持密闭状态30 min后读取数值，记为W1，1 h后再读数，记为W2。按公式（1）计算呼吸强度：
呼吸强度=(W2−W1)×V×MV1×m×t (1) 式中：W1、W2为测定仪的读数，百万分率；V为干燥器的体积，L；M为CO2的摩尔质量，g/mol；V1为测定温度下CO2摩尔体积，L/mol；m为样品质量，g；t为测定时间，h。
1.2.6 总可溶性固形物（total soluble solids，TSS）及抗坏血酸（ascorbic acid，AsA）含量的测定
参考曹建康等[15]的方法。每个处理随机选取15颗果实，从每颗果实切取部分果肉榨汁，所得匀浆过滤后用糖度计测定其TSS含量。参考张书燃等[16]的方法。准确称取10.0 g冬枣于20%草酸溶液中研磨，然后定容至100 mL，静置提取10 min，取5 mL滤液用2,6-二氯靛酚染液滴定。每个处理重复三次，按公式（2）计算抗坏血酸的含量：
抗坏血酸含量=V×(V0−V1)×ρV2×m×100 (2) 式中：V表示样品定容体积，L；V0表示样品滴定消耗染液的体积，L；V1表示空白消耗染液体积，L；ρ为染料标定系数，mg/mL；V2为滴定用滤液体积，L；m为样品质量，g。
1.2.7 转红指数的测定
参考贺宇龙[17]的方法。根据冬枣果面转红面积进行分级，0级：果皮无红色面积；1级：转红面积小于1/4；2级：转红面积达到1/4~1/2；3级：转红面积达到1/2~3/4。4级：转红面积达到3/4~1。按公式（3）计算转红指数：
转红指数(%)=∑（转红果实数×转红级数）果实总数×最高转红级数×100 (3) 1.2.8 细胞壁降解酶活性的测定
细胞壁降解酶活性的测定参考李汶轩[18]的方法。准确称取5.0 g冬枣样品，加入3.0 mL经过预冷的95%乙醇充分研磨，在12000×g，4 ℃条件下离心15 min，沉淀加入3.0 mL 80%乙醇，静置5 min后离心，沉淀中加入10.0 mL提取缓冲液（pH5.5，50 mmol/L的乙酸钠缓冲液），12000×g，4 ℃条件下离心15 min，收集上清液得到粗酶提取液。分别以多聚半乳糖醛酸（10 g/L）、果胶（10 g/L）和羧甲基纤维素钠（10 g/L）作为反应底物测定多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）、果胶甲酯酶（pectin methylesterase，PME）和纤维素酶（cellulase，Cx）的活性。
1.2.9 果胶含量的测定
果胶含量的测定参考陆玲鸿等[19]的方法。称取1.0 g冬枣样品研磨成匀浆加入到离心管中，加入25 mL 95%乙醇，于沸水浴中水浴30 min，冷却至室温后，于10000×g离心15 min，弃去上清液，继续加入95%乙醇，重复以上步骤6次。沉淀中加入20 mL蒸馏水，50 ℃水浴中保温30 min，冷却至室温后按上述方法离心，上清液为可溶性果胶，经蒸馏水洗涤的沉淀物加入25 mL 0.5 mol/L的硫酸溶液，沸水浴加热1 h，按同样方法离心后得到的上清液为原果胶。采用咔唑比色法测定果胶含量。以半乳糖醛酸标准液进行标准曲线的绘制，按照公式（4）计算原果胶与可溶性果胶含量：
半乳糖醛酸含量=m′×VVS×m×106×100 (4) 式中：m′为从标准曲线查得的半乳糖醛酸质量，µg；V为样品提取液总体积，mL；Vs为测定时所取样品提取液体积，mL；m为样品质量，g。
1.2.10 纤维素及半纤维素含量的测定
纤维素含量的测定参考李汶轩[18]的方法。取2.0 g冬枣样品，加入80%的乙醇溶液6 mL研磨，90 ℃温度下水浴20 min，冷却后10000×g，25 ℃离心15 min，去除上清液，加入5 mL 80%乙醇和丙酮分别洗涤沉淀后再次按上述方法离心，沉淀加入8 mL二甲亚矾浸泡15 h后按同样方法离心，将沉淀干燥后得到细胞壁物质，采用蒽酮硫酸法测定冬枣中纤维素含量。半纤维素含量的测定参考曾静[20]的方法。称取烘干的样品0.2 g加入2 mL浓盐酸90 ℃水浴10 min，10000×g，25 ℃条件离心后将沉淀用蒸馏水清洗三次，沉淀烘干后采用DNS法测定半纤维素含量。
1.3 数据处理
所有指标平行测定3次。使用Excel 2021软件对数据进行统计，作图软件采用Origin 2022，使用Minitab 18对数据进行分析，采用单因素方差分析数据显著性，P<0.05表示差异显著，相关性分析使用Pearson法。
2. 结果与分析
2.1 振动频率对冬枣腐烂率、硬度及失重率的影响
腐烂率可以直观地反应果实的采后品质。经振动处理后，各组冬枣样品外观未产生明显机械损伤。图1A为各处理组冬枣在货架期间腐烂率的变化情况。不同处理组冬枣腐烂率随货架期的延长而上升，20 Hz处理组在第3 d时开始出现腐烂现象，至货架期第9 d时4 Hz和10 Hz处理组出现腐烂果，而对照组在第12 d时开始腐烂。货架期结束后，4、10、20 Hz处理组的腐烂率均与对照组存在显著差异（P<0.05），说明振动处理会加速冬枣腐烂的速度，缩短常温货架期限。Xu等[21]的研究也表明，机械振动会导致蓝莓腐烂率增加。
![]()
硬度是评价冬枣新鲜程度的重要指标[22]。根据图1B可以看出，各处理组冬枣果实硬度以不同的速度下降。20 Hz处理组冬枣的硬度下降速度最快，从第6 d开始与对照组呈现显著差异（P<0.05）。货架前期，对照组冬枣硬度下降缓慢，末期由于衰老作用硬度下降加快，而20 Hz处理组硬度仍然显著低于对照组。货架期结束后，20 Hz处理组的冬枣硬度下降幅度最大，由开始的10.36 N下降至6.79 N，降低了34.46%，其次是10 Hz处理组，降低了31.33%。说明冬枣受到的振动频率越大，随时间的延长硬度下降越明显，这可能是因为外部环境加速了维持冬枣硬度的果胶物质的分解，加速冬枣商品性的流失。
果实自身的生理代谢活动会导致其水分散失，品质下降。如图1C所示，不同处理组冬枣失重率随货架期的延长不断上升。货架期第3 d时，20 Hz处理组冬枣的失重率显著高于4、10 Hz处理组（P<0.05）。至货架期结束时，对照组、4、10、20 Hz处理组的失重率分别达到1.76%、2.22%、2.70%、3.07%，其中20 Hz处理组的失重率最高，是对照组的1.75倍。Wei等[23]的研究显示，振动作用在没有产生机械损伤的情况下破坏了猕猴桃表皮细胞结构，加速了猕猴桃的失水皱缩，导致果实严重失水。这表明振动作用对果实细胞的破坏作用会加速水分的散失，不利于保持果实良好的品质。
2.2 振动频率对冬枣呼吸强度、TSS及AsA的影响
呼吸强度能够直接反应果实采后的生理代谢强度。振动结束后对不同处理组的冬枣进行呼吸强度的测定，结果显示，在振动作用下冬枣的呼吸强度与对照组相比显著提高，在经过3 d的静置后，各振动处理组的冬枣呼吸强度较第0 d有所下降，20 Hz处理组的呼吸速率仍显著高于对照组（P<0.05），并且在整个货架期均保持在较高的水平（图2A）。在货架末期20 Hz处理组冬枣呼吸速率显著高于其他处理组，比对照组高13.76 mg/（kg−1·h−1）。程曦[24]发现机械振动过程明显加剧了杏子果实的呼吸作用，并造成杏果实软化，此外，呼吸作用释放的乙烯含量增加，表明果蔬本身对振动有一定的应激性。综上所述，运输过程中的振动胁迫会提高果实的呼吸速率，加快果实营养物质的消耗和衰老进程。
![]()
图 2 货架期间不同处理组冬枣呼吸强度（A）、可溶性固形物（B）及抗坏血酸含量（C）的变化Figure 2. Changes of respiratory intensity (A), total soluble solids (B) and ascorbic acid content (C) of winter jujube in different treatment groups during shelf lifeTSS含量决定果实的风味。由图2B所示，货架期间冬枣果实的TSS含量总体呈现下降趋势，其中对照组的TSS含量出现一段上升趋势，可能是由于前期果实内部营养成分向次生代谢产物转化，糖类的产生含量多于呼吸作用消耗的[25]。货架期第6 d时，对照组TSS含量达到峰值，为18.73%，然后开始下降。经过不同振动频率处理后的冬枣由于呼吸作用增强，分解出的糖酸被快速消耗，从而呈现出下降的趋势。货架前期，4 Hz和10 Hz处理组冬枣TSS含量快速下降，第6 d时显著低于对照组和20 Hz处理组（P<0.05）。与其他两个振动处理组相比，20 Hz处理组TSS含量下降速度相对缓慢，这可能是由于除呼吸作用外，振动作用导致的果实相互间碰撞挤压使得果实汁液中溶质的百分含量增加[26]。货架期第15 d时，对照组TSS含量显著高于振动处理组（P<0.05）。刘林林等[27]对不同振动频率下梨果实的研究也得到了相同的结果。
AsA在对抗某些应激条件的反应中起着重要作用，有助于维持细胞中的氧化还原稳态。由图2C可知，冬枣的AsA含量随货架期时间的延长而下降。对照组的AsA含量降低速度相对平缓，第9 d时，4 Hz处理组的AsA含量最低，为291.83 mg·100g−1，显著低于对照组（P<0.05）。货架期结束时，对照组AsA含量为341.25 mg·100g−1，分别比4 Hz和10 Hz处理组高16.27%和8.91%。周然等[28]研究了哈密瓜在不同等级道路运输，发现振动加速了哈密瓜的呼吸作用，促进AsA含量的下降，使抗氧化能力减弱，缩短了哈密瓜的货架期。以上结果可能是由于运输过程中的振动作用会导致活性氧积累，AsA以强还原力清除活性氧而造成含量减少。
2.3 振动频率对冬枣转红指数的影响
随着果实的成熟，冬枣果皮红变面积扩大，转红指数不断上升。图3显示，在整个货架期间，对照组冬枣果皮的色泽变化较平缓，经过振动处理的冬枣果皮转红速度快于对照组，并且振动频率越大，转红指数上升越快。第6 d时，4 Hz和10 Hz处理组转红指数显著大于对照组（P<0.05）。货架期第9 d后，10、20 Hz处理组的转红指数持续处于较高水平，并且显著高于对照组和4 Hz处理组。第15 d时，10、20 Hz处理组的转红指数分别为67.45%、76.83%，分别是对照组的1.33倍和1.52倍，此时4 Hz处理组与对照组无显著差异。振动作用加快冬枣果皮转红指数上升，可能是由于振动作用影响了冬枣叶绿素降解和类黄酮色素生物合成的过程[29]。陈守江等[30]对草莓的振动研究发现，振动损伤加速了果实变色。Al-Dairi等[31]对番茄的采后运输和贮藏进行研究也得到了同样的结果：长距离的运输会加快番茄明度、黄度和色相值降低。
![]()
图 3 货架期间不同处理组冬枣色泽的变化Figure 3. Changes in color of winter jujube in different treatment groups during shelf life2.4 振动频率对冬枣细胞壁降解酶活性的影响
果实细胞壁代谢在PG、PME、Cx等多种酶的协同作用下进行[32−33]。在货架期间不同处理组冬枣PG酶活性变化情况如图4A所示。经过10 Hz和20 Hz高频振动处理后，冬枣PG活性在整个货架期显著高于对照组（P<0.05），第3 d活性开始快速升高，至峰值时PG活性分别达到5220.40和5501.90 µg·h−1·g−1，而4 Hz处理组PG活性与对照组接近。货架后期伴随着果实衰老，PG活性开始下降。第15 d时20 Hz处理组的PG活性仍显著高于对照组（P<0.05）。图4B为冬枣货架期间PME活性变化趋势。在整个货架期间，PME活性存在一些波动，但整体随着货架时间的延长逐渐提高，振动处理组冬枣PME活性均维持在较高的水平，10 Hz和20 Hz处理组PME均高于4 Hz处理组和对照组。在货架期结束时，10 Hz和20 Hz处理组的PME活性相接近，分别为8188.34和8447.25 µg·h−1·g−1，显著高于对照组（P<0.05）。如图4C所示，Cx活性在货架期间先升高后下降，第6 d时各振动处理组的活性达到峰值，随后下降。4、10、20 Hz处理组的Cx活性在达到峰值时分别比货架期开始时上升了1292.58、2489.30和2481.53 µg·h−1·g−1。对照组的Cx活性在货架期间变化幅度最小，20 Hz处理组上升幅度最大。综上，振动作用对冬枣PG、PME和Cx的活性具有激发作用，并且振动频率越大对酶活性的影响越大。货架期第9 d时，振动处理组PG、PME、Cx活性均显著高于对照组，此时振动处理组的果实硬度显著低于对照组（P<0.05），货架期末期，由于果实衰老，对照组冬枣PG、PME和Cx活性升高，硬度逐渐降低，以上变化与各处理组硬度的变化趋势相对应。徐斌等[34]的研究结果也表明，振动胁迫显著提高了哈密瓜果肉细胞壁降解酶活性的表达水平。
![]()
图 4 货架期间不同处理组对冬枣PG（A）、PME（B）、Cx（C）酶活性的变化Figure 4. Changes of PG (A), PME (B) and Cx (C) enzyme activities of winter jujube in different treatment groups during shelf life2.5 振动频率对冬枣果胶含量的影响
图5是冬枣货架期间果胶含量的变化情况。原果胶是构成植物细胞壁的主要成分之一，随着果实的成熟衰老，其在细胞壁降解酶的作用下水解为水溶性果胶，从而造成果实软化、硬度降低[35]。由图5A可知，冬枣原果胶含量随货架时间的延长整体呈现下降趋势，受到振动胁迫的冬枣原果胶含量下降速度较对照组快。货架期第12 d及第15 d时，对照组原果胶含量均高于振动处理组，第15 d时，4、10和20 Hz处理组的原果胶含量显著低于对照组（P<0.05），分别为0.16%、0.18%、0.18%，此时对照组原果胶含量为0.26%。与此同时，水溶性果胶的含量在货架期间呈现上升的趋势，其中10 Hz处理组和20 Hz处理组的水溶性果胶含量一直处于较高的水平（图5B）。货架期结束时，10 Hz处理组的水溶性果胶含量最高，是对照组的2.44倍，其次是20 Hz处理组，是对照组的1.76倍。以上结果说明振动胁迫会增加果胶酶活性，加快原果胶降解为水溶性果胶的速度，进而导致果实软化，硬度降低。这与解静[36]的研究结果一致，机械损伤会破坏果实结构，导致果实的原果胶含量明显减少，可溶性果胶和纤维素含量明显增加。
![]()
图 5 货架期间不同处理组冬枣果胶含量的变化Figure 5. Changes in pectin content of winter jujube under different treatment groups during shelf life2.6 振动频率对冬枣纤维素及半纤维素含量的影响
纤维素和半纤维素是细胞壁多糖的主要成分，起到维持植物细胞形态的作用[37]。冬枣的纤维素含量从白熟期开始有所增加，至半红期后开始减少[38]。随着果实的成熟，纤维素在Cx酶的作用下被降解，含量呈现下降的趋势。根据图6A，可以看出对照组的纤维素含量下降速度比较平缓，经过不同频率振动处理的冬枣纤维素含量下降加快，3~9 d迅速下降。货架期结束时对照组纤维素含量为6.18 mg·g−1，显著高于振动处理组，并且各处理组之间均存在显著差异（P<0.05），说明冬枣受到的振动频率越大，纤维素降解的速度越快。半纤维素含量的变化在货架期间的波动较大（图6B），在货架后期，10和20 Hz处理组的半纤维素含量开始低于其他两组。第15 d时，对照组和4 Hz处理组的半纤维素含量分别为16.75和19.10 mg·g−1，显著高于10和20 Hz处理组（P<0.05），说明振动频率越大对半纤维素含量的影响越大。
![]()
图 6 货架期间不同处理组冬枣纤维素含量（A）及半纤维素含量（B）的变化Figure 6. Changes of cellulose content (A) and hemicellulose content (B) of winter jujube in different treatment groups during shelf life2.7 冬枣硬度与细胞壁降解酶活性及细胞壁多糖含量的聚类分析
不同处理组冬枣货架期间硬度、细胞壁降解酶活性及细胞壁多糖含量的聚类分析如图7所示。聚类分析结果表明，细胞壁酶活性和细胞壁组分等指标被分为I1和I2两个独立簇，其中I1簇包括PG、Cx、PME活性及可溶性果胶含量，I2簇包括半纤维素含量、原果胶含量、硬度及纤维素含量。不同处理组被分为A、B两大组，A、B两组各包含A1、A2和B1、B2两个小组。其中A1小组包含CK-0 d、4 Hz-0 d、10 Hz-0 d和20 Hz-0 d，A2小组包含CK-3 d、CK-6 d、CK-9 d、4 Hz-3 d，即对照组的前中期和各等级频率振动处理的第0 d从属于A组。B1小组包含CK-12 d、CK-15 d、4 Hz-6 d、4 Hz-9 d、10 Hz-6 d、10 Hz-3 d、10 Hz-9 d和20 Hz-3 d，主要集中了对照组的末期和各等级频率振动处理的前中期；B2小组包含4 Hz-12 d、4 Hz-15 d、10 Hz-12 d、10 Hz-15 d、20 Hz-6 d、20 Hz-9 d、20 Hz-12 d、20 Hz-15 d，主要集中了4 Hz和10 Hz处理组的后期和20 Hz处理组的中后期。由图7可以看出，A组中I1簇对应的PG、Cx、PME活性及可溶性果胶含量低于B组，而I2簇的半纤维素含量、原果胶含量、硬度及纤维素含量高于B组，其中B1组的I1簇酶活性及水溶性果胶含量高于A组，小于B2组；I2簇的细胞壁多糖含量及硬度高于B2组，说明B1组中包含的处理在此阶段开始发生细胞壁降解酶活性的升高，导致细胞壁多糖降解，冬枣由坚挺向软化状态过渡。对照组不同货架期主要包含在A组及B1组中，而振动处理组集中在B组，说明振动处理加速了冬枣的软化，并且振动频率越大，对冬枣的硬度影响越大。
![]()
图 7 货架期间不同处理组冬枣硬度、细胞壁降解酶活性及细胞壁多糖含量的聚类分析注：A、B表示不同处理不同货架期天数的聚类结果；I1、I2表示对不同指标的聚类分析结果。Figure 7. Cluster analysis of hardness, cell wall degrading enzyme activity and cell wall polysaccharide content of winter jujube in different treatment groups during shelf life3. 结论
振动对冬枣的外观品质、营养成分及细胞壁降解代谢均存在影响。不同等级振动频率处理加快了冬枣货架期间的腐烂率，并且降低硬度，加快果皮色泽变暗和转红。振动造成的果实抗逆境反应使生理活动加快，促进了冬枣果实呼吸强度的上升，造成营养物质的降解损失，更容易受到微生物和病菌的污染，缩短冬枣货架期。其中，分别代表中级路面和低级路面的10和20 Hz处理组对冬枣的品质影响更大，代表高级路面的4 Hz于对照组的差距相对较小。PG，PME和Cx的活性在振动的作用下上升，且运输路面的等级越低，对酶活性的影响越大，加速果胶和纤维素等细胞壁组分的降解，导致果实软化。这说明在不同振动频率的条件下运输冬枣均会对品质造成负面影响，而4 Hz的低频率振动对冬枣品质、营养物质含量及软化相关代谢等方面的影响最小，最适合冬枣的长距离运输，当无法避免在高振动频率条件下运输时应缩短运输距离，以免加速冬枣品质劣变。
-
![]()
![]()
图 2 货架期间不同处理组冬枣呼吸强度（A）、可溶性固形物（B）及抗坏血酸含量（C）的变化
Figure 2. Changes of respiratory intensity (A), total soluble solids (B) and ascorbic acid content (C) of winter jujube in different treatment groups during shelf life
![]()
图 3 货架期间不同处理组冬枣色泽的变化
Figure 3. Changes in color of winter jujube in different treatment groups during shelf life
![]()
图 4 货架期间不同处理组对冬枣PG（A）、PME（B）、Cx（C）酶活性的变化
Figure 4. Changes of PG (A), PME (B) and Cx (C) enzyme activities of winter jujube in different treatment groups during shelf life
![]()
图 5 货架期间不同处理组冬枣果胶含量的变化
Figure 5. Changes in pectin content of winter jujube under different treatment groups during shelf life
![]()
图 6 货架期间不同处理组冬枣纤维素含量（A）及半纤维素含量（B）的变化
Figure 6. Changes of cellulose content (A) and hemicellulose content (B) of winter jujube in different treatment groups during shelf life
-
[1] 刘孟军, 王玖瑞. 新中国果树科学研究70年—枣[J]. 果树学报,2019,36(10):1369−1381. [LIU Mengjun, WANG Jiurui. Fruit scientific research in New China in the past 70 years:Chinese jujube[J]. Journal of Fruit Science,2019,36(10):1369−1381.] LIU Mengjun, WANG Jiurui. Fruit scientific research in New China in the past 70 years: Chinese jujube[J]. Journal of Fruit Science, 2019, 36（10）: 1369−1381.
[2] 张平, 张鹤, 陈绍慧, 等. 我国果蔬物流保鲜产业的现状与发展战略思考[J]. 保鲜与加工,2013,13(4):1−5. [ZHANG Ping, ZHANG He, CHEN Shaohui, et al. Status and considerations for development strategy of the industry of logistics and storage of fruits and vegetables in China[J]. Storage and Process,2013,13(4):1−5.] ZHANG Ping, ZHANG He, CHEN Shaohui, et al. Status and considerations for development strategy of the industry of logistics and storage of fruits and vegetables in China[J]. Storage and Process, 2013, 13（4）: 1−5.
[3] 姬鹏飞, 刘青, 齐子和, 等. 降低果蔬损耗的方法分析[J]. 时代农机,2018,45(12):15. [JI Pengfei, LIU Qing, QI Zihe, et al. Analysis of methods to reduce fruit and vegetable consumption[J]. Times Agricultural Machinery,2018,45(12):15.] JI Pengfei, LIU Qing, QI Zihe, et al. Analysis of methods to reduce fruit and vegetable consumption[J]. Times Agricultural Machinery, 2018, 45（12）: 15.
[4] 谢丹丹. 模拟运输振动对猕猴桃果实生理及品质的影响[D]. 杭州:浙江大学, 2018:2−3. [XIE Dandan. Effects of simulated transport vibration on the physiology and quality of kiwifruit[D]. Hangzhou:Zhejiang University, 2018:2−3.] XIE Dandan. Effects of simulated transport vibration on the physiology and quality of kiwifruit[D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2018: 2−3.
[5] AL-DAIRI M, PATHARE P B, AL-YAHYAI R, et al. Mechanical damage of fresh produce in postharvest transportation:Current status and future prospects[J]. Trends in Food Science & Technology,2022,124:195−207.
[6] ERIKO Y, SHINJI F, MARCUS N, et al. Effect of storage conditions on the postharvest quality changes of fresh mango fruits for export during transportation[J]. Environmental Control in Biology,2018,56(2):39−44. doi: 10.2525/ecb.56.39
[7] TAO F, CHEN W W, JIA Z B. Effect of simulated transport vibration on the quality of shiitake mushroom (Lentinus edodes) during storage[J]. Food Science & Nutrition,2020,9(2):1152−1159.
[8] SINGH J, SINGH P S, JONESON E. Measurement and analysis of US truck vibration for leaf spring and air ride suspensions, and development of tests to simulate these conditions[J]. Packaging Technology and Science:An International Journal,2006,19(6):309−323. doi: 10.1002/pts.732
[9] 曾媛媛, 周然, 蒋春啟, 等. 不同等级道路运输振动对哈密瓜品质的影响[J]. 农业工程学报,2017,33(9):282−289. [ZENG Yuanyuan, ZHOU Ran, JIANG Chunqi, et al. Effect of transport vibration in different levels of road on Hamimelons (Cucumis melo var. saccharinus) quality[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2017,33(9):282−289.] ZENG Yuanyuan, ZHOU Ran, JIANG Chunqi, et al. Effect of transport vibration in different levels of road on Hamimelons （Cucumis melo var. saccharinus） quality[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2017, 33（9）: 282−289.
[10] 黄欢, 王绍帆, 韩育梅. 细胞壁对果实质地影响机制的研究进展[J]. 食品工业科技,2019,40(8):350−355,367. [HUANG Huan, WANG Shaofan, HAN Yumei, et al. Research progress on the mechanism of cell wall influence on fruit texture[J]. Science and Technology of Food Industry,2019,40(8):350−355,367.] HUANG Huan, WANG Shaofan, HAN Yumei, et al. Research progress on the mechanism of cell wall influence on fruit texture[J]. Science and Technology of Food Industry, 2019, 40（8）: 350−355,367.
[11] 王颖颖, 臧运祥, 马海杰, 等. 果树器官脱落及离区细胞壁代谢研究进展[J]. 植物生理学报, 2023, 59(2):281−291. [WANG Yingying, ZANG Yunxiang, MA Haijie, et al. A review on organ abscission and cell wall metabolism in fruit trees[J]. Plant Physiology Journal 2023, 59 (2):281−291.] WANG Yingying, ZANG Yunxiang, MA Haijie, et al. A review on organ abscission and cell wall metabolism in fruit trees[J]. Plant Physiology Journal 2023, 59 （2）: 281−291.
[12] 国家市场监督管理总局, 国家标准化管理委员会. GB/T 4857.23-2021 运输包装件基本试验 垂直随机振动试验方法[S]. 北京:中国标准出版社, 2021. [State Administration for Market Regulation, Standardization Administration. GB/T 4857.23-2021 Transport package basic test Vertical random vibration test method [S]. Beijing:Standards Press of China, 2021.] State Administration for Market Regulation, Standardization Administration. GB/T 4857.23-2021 Transport package basic test Vertical random vibration test method [S]. Beijing: Standards Press of China, 2021.
[13] 刘功. 包装测试技术[M]. 长沙:湖南大学出版社, 1989:298-306. [LIU Gong. Packaging testing technology[M]. Changsha: Hunan University Press, 1989:298-306.] LIU Gong. Packaging testing technology[M]. Changsha: Hunan University Press, 1989: 298-306.
[14] 郭一丹, 李奎, 蔚江涛, 等. 电子束和60Coγ-射线辐照对冬枣的保鲜效果[J]. 食品工业科技,2021,42(6):276−281. [GUO Yidan, LI Kui, YU Jiangtao, et al. Effects of electron beam and 60Co γ-ray irradiations on the fresh-keeping of winter jujube[J]. Science and Technology of Food Industry,2021,42(6):276−281.] GUO Yidan, LI Kui, YU Jiangtao, et al. Effects of electron beam and 60Co γ-ray irradiations on the fresh-keeping of winter jujube[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42（6）: 276−281.
[15] 曹健康, 姜微波. 果蔬采后生理生化实验指导[M]. 北京:中国轻工业出版社, 2007. [CAO Jiankang, JIANG Weibo. Experiment guidance of postharvest physiology and biochemistry of fruits and vegetables[M]. Beijing:China Light Industry Press, 2007.] CAO Jiankang, JIANG Weibo. Experiment guidance of postharvest physiology and biochemistry of fruits and vegetables[M]. Beijing: China Light Industry Press, 2007.
[16] 张书燃, 李灿婴, 胥亨平, 等. 采后油菜素内酯处理对桃果实苯丙烷途径和细胞壁降解的影响(英文)[J]. 食品科学, 2023, 44(21):175−183. [ZHANG Shuran, LI Canying, XU Hengping, et al. Effects of brassinolide treatment after harvest on phenylpropanoid pathway and cell wall degradation of peach fruit[J]. Food Science:2023, 44(21):175−183.] ZHANG Shuran, LI Canying, XU Hengping, et al. Effects of brassinolide treatment after harvest on phenylpropanoid pathway and cell wall degradation of peach fruit[J]. Food Science: 2023, 44（21）: 175−183.
[17] 贺宇龙. 不同采后处理对冬枣贮藏品质及红变现象的影响[D]. 天津:天津大学, 2019. [HE Yulong. Effect of different treatment on storage quality and red pigment development of winter jujube[D]. Tianjin:Tianjin University, 2019.] HE Yulong. Effect of different treatment on storage quality and red pigment development of winter jujube[D]. Tianjin: Tianjin University, 2019.
[18] 李汶轩. 高O2处理调控采后冬枣果实贮藏品质及生理特性的研究[D]. 杭州:浙江大学, 2022:48−49. [LI Wenxuan. Regulatory mechanism of elevated oxygen treatment on quality and physiological characteristics of post-harvest winter jujubes[D]. Hangzhou:Zhejiang University, 2022:48−49.] LI Wenxuan. Regulatory mechanism of elevated oxygen treatment on quality and physiological characteristics of post-harvest winter jujubes[D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2022: 48−49.
[19] 陆玲鸿, 马媛媛, 古咸彬, 等. 猕猴桃果实贮藏期间细胞壁多糖物质降解特性及组织结构差异分析[J]. 核农学报,2023,37(3):550−558. [LU Linghong, MA Yuanyuan, GU Xianbin, et al. Degradation characteristics of cell wall polysaccharides and differences in tissue structure of kiwifruit fruits during storage[J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences,2023,37(3):550−558.] doi: 10.11869/j.issn.1000-8551.2023.03.0550 LU Linghong, MA Yuanyuan, GU Xianbin, et al. Degradation characteristics of cell wall polysaccharides and differences in tissue structure of kiwifruit fruits during storage[J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences, 2023, 37（3）: 550−558. doi: 10.11869/j.issn.1000-8551.2023.03.0550
[20] 曾静. 水稻剑叶半纤维素含量、咀嚼性QTL定位与近等基因系的构建[D]. 武汉:华中农业大学, 2022:20−21. [ZENG Jing. QTL mapping of hemicellulose content, chewiness and construction of near-isogenic line in flag leaf of rice[D]. Wuhan:Huazhong Agricultural University, 2022:20−21.] ZENG Jing. QTL mapping of hemicellulose content, chewiness and construction of near-isogenic line in flag leaf of rice[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2022: 20−21.
[21] XU F X, LIU S Y, LIU Y F, et al. Effect of mechanical vibration on postharvest quality and volatile compounds of blueberry fruit[J]. Food Chemistry,2021,349:129216. doi: 10.1016/j.foodchem.2021.129216
[22] ZHAO Y T, ZHU X, HOU Y Y, et al. Effects of nitric oxide fumigation treatment on retarding cell wall degradation and delaying softening of winter jujube (Ziziphus jujuba Mill. cv. Dongzao) fruit during storage[J]. Postharvest Biology and Technology, 2019, 156.
[23] WEI X P, XIE D D, MAO L C, et al. Excess water loss induced by simulated transport vibration in postharvest kiwifruit[J]. Scientia Horticulturae,2019,250:113−120. doi: 10.1016/j.scienta.2019.02.009
[24] 程曦. 振动胁迫对杏果实采后后熟软化影响的研究[D]. 乌鲁木齐:新疆农业大学, 2015:19−20. [CHENG Xi. Effects of vibration stress on the softening of postharvest apricot fruits[D]. Urumqi:Xinjiang Agricultural University, 2015:19−20.] CHENG Xi. Effects of vibration stress on the softening of postharvest apricot fruits[D]. Urumqi: Xinjiang Agricultural University, 2015: 19−20.
[25] 朱凯, 吴伟杰, 房祥军, 等. 发光二极管蓝光结合紫外线处理对鲜切杏鲍菇贮藏品质的影响[J]. 食品科学,2022,43(9):223−231. [ZHU Kai, WU Weijie, FANG Xiangjun, et al. Effect of light emitting diode blue light combined with ultraviolet treatment on the storage quality of fresh-cut pleurotus eryngii[J]. Food Science,2022,43(9):223−231.] ZHU Kai, WU Weijie, FANG Xiangjun, et al. Effect of light emitting diode blue light combined with ultraviolet treatment on the storage quality of fresh-cut pleurotus eryngii[J]. Food Science, 2022, 43（9）: 223−231.
[26] 张哲, 张治权, 毛力, 等. 运输过程中机械振动对猕猴桃贮藏品质的影响[J]. 食品与机械,2017,33(1):104−109. [ZHANG Zhe, ZHANG Zhiquan, MAO Li, et al. Effect of mechanical vibration during the transportation process on the storage quality of kiwi fruit[J]. Food and Machinery,2017,33(1):104−109.] ZHANG Zhe, ZHANG Zhiquan, MAO Li, et al. Effect of mechanical vibration during the transportation process on the storage quality of kiwi fruit[J]. Food and Machinery, 2017, 33（1）: 104−109.
[27] 刘林林, 呼和, 张玉琴, 等. 振动对梨理化性质和损伤特性的影响[J]. 食品科技,2015,40(12):290−294. [LIU Linlin, HU He, ZHANG Yuqin, et al. Effects of vibration on physical and chemical properties and damage characteristics of pear[J]. Food Science and Technology,2015,40(12):290−294.] LIU Linlin, HU He, ZHANG Yuqin, et al. Effects of vibration on physical and chemical properties and damage characteristics of pear[J]. Food Science and Technology, 2015, 40（12）: 290−294.
[28] 周然, 曾媛媛. 不同等级道路的运输振动对哈密瓜贮藏过程中抗氧化系统的影响[J]. 食品科学,2018,39(9):176−181. [ZHOU Ran, ZENG Yuanyuan. Effect of transportation vibration on different grades of road on antioxidant system of Hami Melons(Cucumis melo var. saccharinus) during storage[J]. Food Science,2018,39(9):176−181.] ZHOU Ran, ZENG Yuanyuan. Effect of transportation vibration on different grades of road on antioxidant system of Hami Melons（Cucumis melo var. saccharinus） during storage[J]. Food Science, 2018, 39（9）: 176−181.
[29] GUO X H, LIU Q T, DU J M, et al. X-rays irradiation affects flavonoid synthesis and delays reddening of winter jujube (Zizyphus jujuba Mill. cv. Dalidongzao) during cold storage[J]. Postharvest Biology and Technology,2022,193:112048. doi: 10.1016/j.postharvbio.2022.112048
[30] 陈守江, 张德静. 机械伤对草莓贮藏期间生理变化的影响[J]. 保鲜与加工, 2006(1):16−17. [CHEN Shoujiang, ZHANG Dejing. Effect of mechanical stress on physiological change in stroaging of strawberry[J]. Preservation and Research, 2006(1):16−17.] CHEN Shoujiang, ZHANG Dejing. Effect of mechanical stress on physiological change in stroaging of strawberry[J]. Preservation and Research, 2006（1）: 16−17.
[31] ALDAIRI M, PATHARE P B, ALYAHYAI R. Effect of postharvest transport and storage on color and firmness quality of tomato[J]. Horticulturae,2021,7(7):163. doi: 10.3390/horticulturae7070163
[32] 高原原, 曹洪波, 李东东, 等. 不同肉质桃果实成熟过程中细胞壁相关酶活性变化[J]. 北方园艺,2023(9):15−22. [ GAO Yuanyuan, CAO Hongbo, LI Dongdong, et al. Changes of cell wall related enzyme activities in different flesh peach fruits during ripening[J]. Northern Horticulture,2023(9):15−22.] doi: 10.11937/bfyy.20223541 GAO Yuanyuan, CAO Hongbo, LI Dongdong, et al. Changes of cell wall related enzyme activities in different flesh peach fruits during ripening[J]. Northern Horticulture, 2023（9）: 15−22. doi: 10.11937/bfyy.20223541
[33] HUANG J, WU W J, FANG X J, et al. Zizania latifolia cell wall polysaccharide metabolism and changes of related enzyme activities during postharvest storage[J]. Foods,2022,11(3):392. doi: 10.3390/foods11030392
[34] 徐斌, 张婷, 潘俨, 等. 物流运输振动对采后哈密瓜贮藏期软化和细胞壁降解酶的影响[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(9):2130−2135. [XU Bin, ZHANG Ting, PAN Yan, et al. The effect on texture quality of simulation transport vibration with different stacking heights of Hami melon[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2022, 59(9):2130−2135.] XU Bin, ZHANG Ting, PAN Yan, et al. The effect on texture quality of simulation transport vibration with different stacking heights of Hami melon[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2022, 59（9）: 2130−2135.
[35] 陈曦冉, 张鹏, 贾晓昱, 等. 高浓度CO2胁迫对软枣猕猴桃贮藏期间细胞壁代谢的影响[J]. 中国食品学报,2023,23(3):278−289. [CHEN Xiran, ZHANG Peng, JIA Xiaoyu, et al. Effects of high CO2 stress on cell wall metabolism of Actinidia arguta during storage[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology,2023,23(3):278−289.] CHEN Xiran, ZHANG Peng, JIA Xiaoyu, et al. Effects of high CO2 stress on cell wall metabolism of Actinidia arguta during storage[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2023, 23（3）: 278−289.
[36] 解静. 1-MCP对番茄冷害及机械损伤的影响[D]. 杭州:浙江大学, 2010:48−51. [XIE Jing. Effect of 1-MCP on chilling injury and mechanical damage of tomato fruit[D]. Hangzhou:Zhejiang University, 2010:48−51.] XIE Jing. Effect of 1-MCP on chilling injury and mechanical damage of tomato fruit[D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2010: 48−51.
[37] ZHOU Q, ZHANG F, JI S J, et al. Abscisic acid accelerates postharvest blueberry fruit softening by promoting cell wall metabolism[J]. Scientia Horticulturae, 2021, 288.
[38] 李欢. 枣果实成熟软化的细胞壁物质代谢及其基因表达研究[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2017. [LI Huan. The metabolism of cell wall materials and gene expression during fruit ripening and softening in ziziphus jujuba mill[D]. Yangling:Northwest A&F University, 2017.] LI Huan. The metabolism of cell wall materials and gene expression during fruit ripening and softening in ziziphus jujuba mill[D]. Yangling: Northwest A&F University, 2017.
-
期刊类型引用(1)
1. 李丽莉，郝庆，杨晓娟，靳娟，樊丁宇，杨磊. 不同运输时间对鲜食枣果实品质的影响. 农业工程. 2025(01): 129-132 . 
百度学术
其他类型引用(0)
下载:
下载:
计量
- 文章访问数: 56
- HTML全文浏览量: 20
- PDF下载量: 15
- 被引次数: 1
