王成林，曾瑞讓，張經(jīng)善，張 濤（北京物資學(xué)院 物流學(xué)院，北京 101149）

面向物流環(huán)節(jié)的蘋果品質(zhì)影響研究

王成林，曾瑞讓，張經(jīng)善，張 濤
（北京物資學(xué)院 物流學(xué)院，北京 101149）

目前蘋果流通過程由于受到各種因素影響，特別是物流作業(yè)環(huán)節(jié)，其重要品質(zhì)參數(shù)，包括顏色、硬度等都會發(fā)生較大改變，成為影響蘋果流通質(zhì)量的關(guān)鍵問題。系統(tǒng)梳理了蘋果在物流環(huán)節(jié)的影響因素，基于研發(fā)的專用測試系統(tǒng)，從顏色和硬度兩個方面對碰撞、沖擊等因素的影響做了定量分析，并對如何減少蘋果損傷問題提出了相應(yīng)的解決措施。

蘋果；品質(zhì)控制；農(nóng)產(chǎn)品物流

1 引言

蘋果屬于薔薇科，是重要的日常消費品，我國是目前世界上最大的蘋果生產(chǎn)國與消費國，蘋果種植面積不斷穩(wěn)步增長，其產(chǎn)量逐年上升，到2014年已經(jīng)達(dá)到4 000 萬t。

目前蘋果流通質(zhì)量受到了廣泛的關(guān)注，整個過程由于參與主體眾多，環(huán)節(jié)復(fù)雜，品質(zhì)會受到各種因素的影響，特別是物流作業(yè)環(huán)節(jié)影響尤為明顯，已經(jīng)成為品質(zhì)控制的核心環(huán)節(jié)。在裝卸搬運、運輸、配送等環(huán)節(jié)中，蘋果重要的品質(zhì)參數(shù)，特別是消費者關(guān)注的參數(shù)，包括色澤、硬度等都會發(fā)生較大的改變，為了做好品質(zhì)控制工作，需要系統(tǒng)地梳理關(guān)鍵影響要素，并以試驗為基礎(chǔ)，建立物流作業(yè)關(guān)鍵指標(biāo)與品質(zhì)參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系，特別是碰撞、沖擊等重要因素的影響關(guān)系，并據(jù)此提出品質(zhì)控制的關(guān)鍵措施。

2 面向物流環(huán)節(jié)的蘋果特性分析

蘋果的果實結(jié)構(gòu)是由表皮、果肉、果心等構(gòu)成。果實組織結(jié)構(gòu)與果實的食用品質(zhì)、耐貯性密切相關(guān)。果實的肉質(zhì)不僅與果肉中原果膠和纖維素的含量有關(guān),還與果肉細(xì)胞的排列、細(xì)胞的大小和分布密切相關(guān)[1-3]。蘋果的果實結(jié)構(gòu)是確定物流技術(shù)的重要基礎(chǔ)，同時也需要重點考慮消費者的購買影響因素，以需求為導(dǎo)向設(shè)定科學(xué)的物流作業(yè)模式。通過電子商務(wù)領(lǐng)域兩大銷售平臺1 000個用戶的評價統(tǒng)計，消費者主要的關(guān)注點見表1。

表1 消費者關(guān)注點統(tǒng)計

2.1 蘋果流通方式分析

物流作業(yè)環(huán)節(jié)形式受到流通模式的影響，由于蘋果流通地域范圍大，參與主體多，因此其流通方式比較復(fù)雜。近年來隨著電子商務(wù)等新興業(yè)態(tài)的發(fā)展，進(jìn)一步豐富了蘋果的流通組織模式。如目前以蘋果種植基地、冷庫、流通加工中心、超市等主要參與方的流通模式為例，如果技術(shù)條件允許，其典型的流通組織過程如圖1所示。

圖1 典型蘋果流通過程

圖1中所示的流通組織過程包括了其中一些必要的物流環(huán)節(jié)，在基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備較好的條件下，從基地冷庫到流通加工中心采用全程冷鏈運輸，以確保蘋果品質(zhì)不受影響；在流通加工中心進(jìn)行商品化處理，一般包括清洗、打蠟、分級、包裝等環(huán)節(jié)；再通過冷鏈設(shè)備配送到超市，超市銷售至消費者。但由于目前各地情況不同，

整個流通過程中物流作業(yè)采取的技術(shù)和方法差異較大，其中包裝形態(tài)主要有兩種，即散裝與集裝，集裝器具的種類有果筐、周轉(zhuǎn)箱、集裝袋、瓦楞紙箱等。

2.2 物流環(huán)節(jié)對蘋果的損傷影響分析

由于蘋果生產(chǎn)地與消費地之間需要大量的物流作業(yè)，特別是包裝、運輸、裝卸搬運等環(huán)節(jié)；在整個作業(yè)環(huán)節(jié)中，存在大量的影響因素，會對蘋果造成不同程度的損傷。以運輸環(huán)節(jié)為例，可以從宏觀環(huán)境、中觀環(huán)境、微觀環(huán)境等來分析其影響關(guān)系。

（1）宏觀環(huán)境主要是指外部的物流作業(yè)環(huán)境，包括大氣溫度、濕度、道路運輸條件等關(guān)鍵指標(biāo)。以溫度為例，在冬、夏以及春秋季等都具有不同的特征，對于非冷鏈條件下的運輸影響更為巨大；由于道路運輸路面狀況不好等產(chǎn)生周期性上下顛簸或左右搖晃，對蘋果品質(zhì)產(chǎn)生影響，但隨著物流環(huán)境的改變，不同要素的變化也不相同，其中道路運輸條件差異越來越小，呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的均一性特征。宏觀環(huán)境對不具備冷鏈運輸條件的物流活動影響比較大，需要提出針對性的解決方案。

（2）中觀環(huán)境主要是指以運輸工具為主體的物流作業(yè)環(huán)境，包括車輛裝載空間的溫度、濕度、沖擊、振動、壓力等，同時與車輛的配載情況也有較強的關(guān)聯(lián)性。運輸車輛的啟動、變速、轉(zhuǎn)向、剎車等會改變速度，也會改變其中觀環(huán)境參數(shù)。當(dāng)車輛內(nèi)部堆垛不合理時，裝有蘋果的包裝器具會與車廂和相鄰的器具發(fā)生碰撞，導(dǎo)致蘋果的損傷；如采用瓦楞紙等包裝形式，在運輸時間較長的情況下，將會產(chǎn)生壓力變形。

（3）微觀環(huán)境主要是指蘋果包裝內(nèi)部的物流微環(huán)境。以目前的電子商務(wù)物流為例，采用普通的瓦楞紙箱包裝，其保溫、抗壓、減振等能力減弱，無法形成穩(wěn)定的包裝微環(huán)境。

除此之外，其他的作業(yè)環(huán)節(jié)也有一定的影響，例如，裝卸搬運環(huán)節(jié)中機械的突然啟動，而且損傷同裝卸搬運次數(shù)成正相關(guān)關(guān)系。

3 物流過程中典型損傷關(guān)系分析

由于物流過程中各個環(huán)境影響因素變化較大，且各個因素之間存在較強的耦合作用，例如運輸過程中，振動、壓力等對蘋果造成損傷就有很強的疊加效應(yīng)，其影響較難精準(zhǔn)的預(yù)測，但是借助現(xiàn)代測試技術(shù)和統(tǒng)計方法，對于一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的基本影響規(guī)律可以進(jìn)行科學(xué)分析。例如由于蘋果發(fā)生碰撞時，加速度值較大，會使得其細(xì)胞發(fā)生破裂，從而發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，這種反應(yīng)表現(xiàn)在蘋果上就是發(fā)生褐變。研究表明受到機械損傷的蘋果細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)遭到破壞，酚類物質(zhì)和多酚氧化酶迅速接觸氧化發(fā)生酶促褐變，導(dǎo)致果肉顏色由黃綠快速轉(zhuǎn)為紅褐，碰損越明顯，褐變現(xiàn)象就越嚴(yán)重，而且硬度值也會發(fā)生變化，具體數(shù)值可以用CR-400色差計和GY-1硬度計等儀器進(jìn)行檢測。試驗中所采用的色差儀基于CIE色坐標(biāo)系標(biāo)識顏色變化，如圖2所示，其中，L*表示明暗程度的變化，a*表示赤綠色維度的變化，b*表示黃青色維度的變化。

圖2 CIE色坐標(biāo)系示意圖

3.1 碰撞損傷試驗設(shè)備設(shè)計

碰撞是一種典型的蘋果損傷形式，是引起蘋果褐變現(xiàn)象的重要因素，在裝卸搬運、流通加工、包裝等環(huán)節(jié)廣泛存在。為了研究在上述過程中蘋果碰撞損傷情況，評估品質(zhì)影響，設(shè)計了專用的碰撞裝置進(jìn)行試驗，其專用裝置如圖3所示，利用該裝置可以實現(xiàn)蘋果點對點碰撞試驗?zāi)M測試。

圖3 專用碰撞試驗裝置

試驗過程中，將蘋果分別固定在夾果板和底托位置，通過單自由度方向的速度參數(shù)設(shè)置來實現(xiàn)不同條件下的碰撞效果測試。

3.2 蘋果碰撞試驗條件下的褐變顏色變化分析

本次試驗采用同一品種大小不同、外表無損傷的蘋果作為試驗對象，通過對目前流通領(lǐng)域的分析，基本在一周以內(nèi)會對蘋果進(jìn)行處理，因此選擇測試時間范圍為6d；根據(jù)相關(guān)的操作規(guī)程，一般設(shè)定在30cm的高度內(nèi)進(jìn)行操作，因此設(shè)定最高測試速度為2.4m/s，實際測試過程中，選擇以0.4-2.4m/s的速度進(jìn)行碰撞試驗，用CR-400色差記錄儀記錄蘋果色差值，作為結(jié)果分析依據(jù)，選取其中的典型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如圖4所示。

圖4 蘋果碰撞試驗褐變顏色變化圖

從測試結(jié)果可以得出，蘋果經(jīng)過沖擊碰撞后會出現(xiàn)明顯的顏色變化，速度沖擊對損傷的范圍有較大的影響，對初始顏色影響并沒有明顯的正比例關(guān)系。為進(jìn)一步了解其規(guī)律，增加試驗測試樣本數(shù)量，并量化分析其影響規(guī)律。假定時間為t，單位為d，速度為v，單位為m/ s，則顏色變化△E*與其數(shù)值上的關(guān)系如下：

△E*=2.651 58t-0.345 19v+0.011 54v2對其進(jìn)行F檢驗，數(shù)據(jù)沒有顯著性差異。從分析的結(jié)果可以看出，顏色改變與時間呈現(xiàn)正比例關(guān)系，是關(guān)鍵影響因素。由于測試過程中速度的取值有一定的限制，因此其影響效果并不顯著。

在具體試驗過程中發(fā)現(xiàn)若蘋果的包裝不夠合理，例如存在堆高造成底部包裝破損，隨著時間的推移，損傷區(qū)域的面積和深度會出現(xiàn)疊加破壞現(xiàn)象；同時由于蘋果破損接觸點會與其它蘋果接觸，蘋果個體間相互作用，損傷點會不斷增多，會增加整個包裝單元內(nèi)部的損傷情況。物流環(huán)節(jié)中的宏觀、中觀和微觀影響因素會出現(xiàn)更加顯著的耦合效應(yīng)。

為了進(jìn)一步驗證試驗效果，采用同一品種，外表無損傷的蘋果作為試驗對象，利用瓦楞紙箱和柔性材料，分別從30cm、80cm、150cm高度做跌落試驗，分析在整個過程中的損傷情況，并用CR-400色差記錄儀記錄蘋果色差值。

該試驗獲得的試驗數(shù)據(jù)如圖5、圖6和圖7所示。

圖5 30cm跌落試驗結(jié)果

圖6 80cm跌落試驗結(jié)果

圖7 150cm跌落試驗結(jié)果

從圖5-圖7可知，隨著蘋果數(shù)量的增加，在跌落過程中蘋果之間相互作用有一定的影響，加劇了蘋果的色差變化，隨著試驗天數(shù)的增加，其色差變化值呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，與碰撞試驗結(jié)果類似。

3.3 蘋果碰撞試驗條件下的硬度變化分析

蘋果的硬度是影響其口感的重要參數(shù)，研究表明受到機械損傷的蘋果細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)遭到破壞，褐變的同時蘋果硬度發(fā)生變化。通過GY-1硬度計測量蘋果損傷前后損傷部位硬度值，測試5組取平均值，并計算其變化率，變化率=，測試結(jié)果如圖8所示。

圖8 不同速度下蘋果損傷硬度變化率曲線

由圖8可知，排除偶然影響因素，蘋果的硬度變化率在0.4-1.2m/s的速度范圍內(nèi)基本沒有變化，當(dāng)速度增大時，蘋果硬度變化率逐漸增大，其硬度值變化較為明顯，成為關(guān)鍵影響因素。

4 提高蘋果品質(zhì)控制能力的措施分析

結(jié)合蘋果流通過程中的影響因素分析，針對消費者的關(guān)鍵購買評價指標(biāo)，為提高蘋果流通品質(zhì)控制能力，可以采用以下措施：

（1）優(yōu)化物流組織過程，盡量減少物流環(huán)節(jié)。目前很多情況下蘋果都是由采購商從農(nóng)戶手中收購后運往產(chǎn)地的批發(fā)市場，由經(jīng)銷商從產(chǎn)地批發(fā)市場運送到銷售地批發(fā)市場，再由下級經(jīng)銷商銷售到各個銷售終端，最終流向消費者，參與主體多，環(huán)節(jié)復(fù)雜，蘋果損傷幾率增加。因此應(yīng)該盡可能優(yōu)化物流組織過程，盡量減少流通環(huán)節(jié)，可以考慮更多的采取“商物分離”的方式，改變目前農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場功能，盡量減少實物流動，將交易過程與物流過程分離，將批發(fā)市場轉(zhuǎn)變?yōu)檎故?、交易、結(jié)算中心，不直接參與物流過程。

（2）增強標(biāo)準(zhǔn)化方面領(lǐng)域的研究工作，形成標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)規(guī)范。農(nóng)產(chǎn)品物流具有典型的差異化特征，其作業(yè)對象復(fù)雜，評價難度大，應(yīng)從作業(yè)角度出發(fā)，加大對物流作業(yè)、包裝質(zhì)量檢測等國家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，為有效判斷作業(yè)規(guī)范化、包裝的有效性、物流設(shè)備器具選型與集成等提供依據(jù)。

（3）加強品質(zhì)控制關(guān)鍵技術(shù)研究，突破瓶頸環(huán)節(jié)約束。品質(zhì)控制是組織物流作業(yè)的重要因素，在物流過程中對中觀環(huán)境和微觀環(huán)境的影響因素研究都需要以科學(xué)的技術(shù)方法為指導(dǎo)。以集裝化流通組織為例，可以研發(fā)柔性集裝包裝器具以形成有效的防護(hù)措施；為了改善微觀包裝環(huán)境，可以結(jié)合新材料技術(shù)研發(fā)經(jīng)濟(jì)型保溫包裝技術(shù)。通過技術(shù)突破可以有效地提升品質(zhì)控制能力，提高物流質(zhì)量。

5 結(jié)論

蘋果流通過程由于受到各種因素的影響，特別是物流作業(yè)環(huán)節(jié)，其品質(zhì)控制工作尤為關(guān)鍵，需要合理地優(yōu)化設(shè)置參數(shù)，保證重要品質(zhì)，包括色澤、硬度等符合消費需求。通過研究包裝、運輸、裝卸搬運等環(huán)節(jié)，從宏觀環(huán)境、中觀環(huán)境、微觀環(huán)境等分析，并對沖擊速度等造成的影響量化分析，其顏色和硬度較大改變和時間、速度值等因素相關(guān)，應(yīng)采取合理的措施進(jìn)行品質(zhì)控制，以滿足消費者的購買需求。

[1]李宏建,伊凱,李寶江,等.蘋果不同品種果實組織結(jié)構(gòu)研究[J].中國果樹,2009,3(5):13-17.

[2]謝佳駿,張若宇.水果品質(zhì)檢測分級加工處理過程中機械損傷研究[J].新疆農(nóng)墾科技,2015(5):71-73.

[3]李越.倉儲物流運輸包裝決定蘋果品質(zhì)[J].果農(nóng)之友,2014, (12):3-4.

Study on Influence on App le Quality in Logistics Links

Wang Chenglin,Zeng Ruirang,Zhang Jingshan,Zhang Tao
(SchoolofLogistics,Beijing Wuzi University,Beijing 101149,China)

In this paper,we went over systematically the influence factors of apple quality in the logistics links,then based on a specifically developed test system,analyzed quantitatively the factors such as collision and impact etc.,on the color and hardness of the applesin the logistics links,and attheend,presented themeasuresto reduce thebruiseson them.

apple;quality control;agricul tural produce logistics

F721.8

A

1005-152X(2017)04-0031-04

2017-02-17

北京市通州區(qū)科技計劃項目（CK2016KJ039）；山東省科技廳自主創(chuàng)新及成果轉(zhuǎn)化項目資助（2014ZZCX02701）

王成林（1979-），男，黑龍江牡丹江人，北京物資學(xué)院產(chǎn)業(yè)研究院常務(wù)副院長，教授，博士，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向：物流設(shè)備工程；曾瑞讓（1993-），男，浙江溫州人，北京物資學(xué)院物流學(xué)院碩士研究生，研究方向：物流工程；張經(jīng)善（1993-），男，山東龍口人，北京物資學(xué)院物流學(xué)院碩士研究生，研究方向：物流工程；張濤（1991-），女，山西太原人，北京物資學(xué)院物流學(xué)院碩士研究生，研究方向：物流工程。

doi∶10.3969/j.issn.1005-152X.2017.04.008