曾媛媛，周 然，蔣春?jiǎn)ⅲ瑓?瓊，辛 琪

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不同等級(jí)道路運(yùn)輸振動(dòng)對(duì)哈密瓜品質(zhì)的影響

曾媛媛，周 然※，蔣春?jiǎn)ⅲ瑓?瓊，辛 琪

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306）

為探究不同等級(jí)道路運(yùn)輸?shù)恼駝?dòng)對(duì)哈密瓜品質(zhì)的影響機(jī)理，以避免哈密瓜在運(yùn)輸過(guò)程中受不同等級(jí)道路運(yùn)輸振動(dòng)的影響而導(dǎo)致其貯藏期間品質(zhì)下降，試驗(yàn)通過(guò)建立半掛車(chē)在公路上運(yùn)輸?shù)哪M振動(dòng)臺(tái)，比較高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路以及三級(jí)公路的模擬運(yùn)輸振動(dòng)對(duì)哈密瓜活性氧代謝和膜脂氧化的影響。試驗(yàn)?zāi)M了半掛車(chē)在4種公路上運(yùn)輸15 h的運(yùn)輸振動(dòng)環(huán)境，比較經(jīng)不同道路振動(dòng)處理與未經(jīng)振動(dòng)處理的哈密瓜在室溫（23 ℃）貯藏期間（28 d）呼吸速率，硬度，相對(duì)電導(dǎo)率，脂氧合酶活性（lipoxygenase, LOX），丙二醛（malondialdehyde, MDA），活性氧成分（reactive oxygen species, ROS）的變化情況。研究結(jié)果表明：室溫貯藏28 d時(shí)，不同等級(jí)道路振動(dòng)后的哈密瓜的呼吸速率顯著高于未處理對(duì)照組（<0.05），顯然運(yùn)輸振動(dòng)加快果實(shí)軟化，加速細(xì)胞膜脂氧化，促進(jìn)了LOX的活性，加快自由基反應(yīng)進(jìn)程，使ROS的含量不斷增加，產(chǎn)生更多的MDA，損傷細(xì)胞膜，從而使相對(duì)電導(dǎo)率上升。其中，三級(jí)公路及二級(jí)公路較高速公路和一級(jí)公路的模擬運(yùn)輸振動(dòng)對(duì)哈密瓜品質(zhì)的影響更為顯著（<0.05），而三級(jí)公路模擬運(yùn)輸振動(dòng)處理哈密瓜的ROS含量較其他等級(jí)公路的更為顯著（<0.05）。說(shuō)明哈密瓜的品質(zhì)受運(yùn)輸振動(dòng)影響的大小為：三級(jí)公路＞二級(jí)公路＞一級(jí)公路＞高速公路，研究結(jié)果為尋找降低運(yùn)輸振動(dòng)對(duì)哈密瓜品質(zhì)影響方法的建立提供理論基礎(chǔ)。

振動(dòng)；果實(shí)；品質(zhì)控制；不同等級(jí)道路；運(yùn)輸；哈密瓜；活性氧成分；細(xì)胞膜

0 引 言

新疆哈密瓜（var.）資源豐富，同時(shí)品質(zhì)優(yōu)良，果實(shí)脆嫩多汁、清香爽口、營(yíng)養(yǎng)豐富，因而倍受消費(fèi)者青睞。而哈密瓜除在新疆銷(xiāo)售以外，北京、上海等地也為主要銷(xiāo)售地[1]。為了獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益，需要將哈密瓜從原產(chǎn)地運(yùn)輸?shù)街飨M(fèi)區(qū)。而在商業(yè)運(yùn)輸過(guò)程中，尤為重要的運(yùn)輸方式即為公路運(yùn)輸，其中多使用卡車(chē)來(lái)運(yùn)輸易腐貨物[2]。但是在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，振動(dòng)脅迫逆境會(huì)使貨物產(chǎn)生損傷，引起腐爛的情況，并且縮短貨架期，帶來(lái)十分嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。前人研究了振動(dòng)加速度和振動(dòng)頻率對(duì)梨的影響，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)加速度越大而振動(dòng)頻率越小則對(duì)梨的損傷越大[3]。同時(shí)也有研究表明長(zhǎng)期運(yùn)輸產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)對(duì)哈密瓜造成不可見(jiàn)的損傷，加速破壞細(xì)胞膜完整性，促進(jìn)哈密瓜腐敗衰老[4]。但基于不同等級(jí)道路的運(yùn)輸振動(dòng)對(duì)哈密瓜品質(zhì)影響的研究未見(jiàn)報(bào)道。

在中國(guó)，根據(jù)道路的使用任務(wù)、流量及功能將道路劃分為高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路以及四級(jí)公路5個(gè)等級(jí)。其中高速公路年平均的日交通量為25 000～100 000輛，公路遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限為20 a；一級(jí)公路年平均的日交通量為15 000～55 000輛，公路遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限為20 a；二級(jí)公路年平均的日交通量為3 000～7 500輛，公路遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限為15 a；三級(jí)公路年平均的日交通量為1 000～4 000輛，公路遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限為10 a；四級(jí)公路年平均的日交通量小于1 500輛，公路遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限為10 a[5]。而四級(jí)公路是溝通縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）村等的支線公路，因此在實(shí)際的長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，較少通過(guò)四級(jí)公路，因此本文主要研究高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路和三級(jí)公路運(yùn)輸振動(dòng)對(duì)哈密瓜的影響情況。

而在以往，交通部門(mén)主要根據(jù)交通量設(shè)計(jì)公路的主要組成部分，如路基材料、路面等，其主要目的是使得車(chē)輛能夠通行，而對(duì)車(chē)輛因?yàn)榈缆穼?dǎo)致的振動(dòng)并不側(cè)重。因此并沒(méi)有利用振動(dòng)情況劃分道路等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。但運(yùn)輸后貨物的質(zhì)量直接關(guān)系到物流部門(mén)的盈利，但物流部門(mén)無(wú)法提供道路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi)有根據(jù)振動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行等級(jí)劃分的公路等級(jí)，因而對(duì)于不同公路條件導(dǎo)致貨物品質(zhì)變化也是物流部門(mén)所關(guān)注的，這也是本研究重點(diǎn)和創(chuàng)新所在。

植物細(xì)胞通過(guò)光合作用和呼吸作用的電子傳遞鏈，不斷產(chǎn)生活性氧自由基，從而不斷促進(jìn)氧化反應(yīng)[6]。而超氧陰離子、過(guò)氧化氫、羥基自由基等活性氧成分（reactive oxygen species, ROS）是植物細(xì)胞中普遍的自由基，在逆環(huán)境下會(huì)促使其產(chǎn)生[7-8]。而當(dāng)ROS含量超過(guò)植物本身中和它們的能力時(shí)就會(huì)產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，引起脂肪和蛋白氧化、核酸受損、酶活性受到抑制、膜受損。從而降低細(xì)胞活性，引起細(xì)胞損傷，最終促使細(xì)胞膜衰亡[7]。而導(dǎo)致細(xì)胞衰亡中的關(guān)鍵作用是膜脂過(guò)氧化作用，而膜脂過(guò)氧化作用是被脂肪氧化酶（lipoxygenase, LOX）催化，最終影響丙二醛（malondialdehyde, MDA）的含量[9]。因而本文通過(guò)模擬不同道路的運(yùn)輸振動(dòng)，研究其對(duì)哈密瓜活性氧及相關(guān)成分的影響，旨在研究長(zhǎng)途運(yùn)輸振動(dòng)對(duì)哈密瓜的氧化衰老影響機(jī)理，以期尋找降低哈密瓜因長(zhǎng)途運(yùn)輸造成經(jīng)濟(jì)損失的方法提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材 料

新鮮哈密瓜（var.）來(lái)源于上海浦東水果園。根據(jù)表皮顏色及果農(nóng)建議，采購(gòu)八成熟、顏色大小一致，無(wú)機(jī)械損傷與病蟲(chóng)害感染的滬產(chǎn)黃皮新疆哈密瓜用作試驗(yàn)材料。根據(jù)實(shí)際運(yùn)輸包裝，將采購(gòu)的哈密瓜小心用泡沫網(wǎng)托裝好，再將每4個(gè)哈密瓜裝入一個(gè)紙箱（420 mm×270 mm×180 mm）中，哈密瓜之間用瓦楞紙分隔開(kāi)，放置恒溫（23 ±1） ℃恒濕（85%±5%）箱內(nèi)暫存，用于運(yùn)輸模擬試驗(yàn)。

1.2 儀器與設(shè)備

MPA408/LS444M振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)系統(tǒng)（北京航天希爾測(cè)試技術(shù)有限公司）；氣體分析儀（CNOT-201C，天津森羅公司）；TA-XTplus型物性儀（Stable Micro System公司）；UV2100可見(jiàn)紫外分光光度計(jì)（上海尤尼柯儀器有限公司）；DDB-6200電導(dǎo)率儀(上海精密科學(xué)儀器有限公司)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 道路運(yùn)輸振動(dòng)檢測(cè)及振動(dòng)模擬系統(tǒng)

本試驗(yàn)通過(guò)采集實(shí)際運(yùn)輸振動(dòng)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)后，利用振動(dòng)裝置，對(duì)不同等級(jí)道路的運(yùn)輸振動(dòng)情況進(jìn)行模擬，其運(yùn)輸振動(dòng)數(shù)據(jù)采集情況如下：使用20 t位華俊牌半掛車(chē)，實(shí)際裝載量12.7 t，進(jìn)行約800 km的長(zhǎng)途運(yùn)輸，經(jīng)過(guò)的道路涵蓋了高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路和三級(jí)公路。由于有研究表明，垂直振動(dòng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水平運(yùn)動(dòng)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的影響，在農(nóng)產(chǎn)品的運(yùn)輸中，垂直運(yùn)動(dòng)更為重要[10]，因此運(yùn)輸時(shí)，在半掛車(chē)車(chē)廂后部安裝一個(gè)加速度傳感器，距離車(chē)廂后板的最后端距離為1 m，在61～90 km/h的行駛速度下，每3 min采集一次2 s的垂直振動(dòng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)，每種公路的數(shù)據(jù)采集時(shí)間為1 h。將采集后的數(shù)據(jù)利用傅里葉變換，得到功率譜密度圖（圖1b）。

圖1a為4種等級(jí)道路的均方根加速度值，4種公路的均方根加速度差異顯著（＜0.05），其中三級(jí)公路最高，而高速公路最低。圖1b為4種公路條件下車(chē)輛振動(dòng)功率譜密度圖，從圖中可見(jiàn)，不同等級(jí)道路的功率譜密度峰值都在2～5 Hz之間，這與在印度、中國(guó)臺(tái)北以及泰國(guó)測(cè)定的相關(guān)數(shù)據(jù)一致[1,10-11]。由結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，功率譜密度峰值體現(xiàn)著和均方根加速度一樣的規(guī)律，三級(jí)公路最高，高速公路最低（圖1b）。隨后，將圖1b的不同等級(jí)公路的功率譜密度數(shù)據(jù)分別輸入到振動(dòng)臺(tái)模擬系統(tǒng)中，利用振動(dòng)臺(tái)模擬運(yùn)輸振動(dòng)處理哈密瓜，每個(gè)等級(jí)道路的持續(xù)振動(dòng)時(shí)長(zhǎng)為15 h。

a. 均方根加速度

a. Root mean square (RMS) accelerations

1.3.2 材料處理

對(duì)試驗(yàn)用哈密瓜進(jìn)行分組，一組不作任何處理作為試驗(yàn)對(duì)照組，一組作為振動(dòng)處理組，將哈密瓜放置于振動(dòng)臺(tái)，在高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路4種等級(jí)公路條件下振動(dòng)15 h，振動(dòng)結(jié)束后將哈密瓜放置于23 ℃溫度下貯藏28 d，每隔7 d測(cè)定一次指標(biāo)。

1.3.3 指標(biāo)檢測(cè)

呼吸速率：參考周然等[2]的方法，將單個(gè)哈密瓜放于密閉塑料罐，并存放于23 ℃溫度下12 h，再用氣體分析儀測(cè)定罐內(nèi)二氧化碳含量變化。

硬度：參考程旭等[12]的方法，取哈密瓜赤道處的果肉，測(cè)定距離外果皮5 mm處部位的10個(gè)均勻點(diǎn)的硬度，使用直徑6 mm類(lèi)型為Auto-5g的柱形探頭，質(zhì)構(gòu)儀的測(cè)前速度為5 mm/s，測(cè)定速度1 mm/s，穿刺深度5 mm，壓縮程度70%。

相對(duì)電導(dǎo)率：參考Zhou等[13]的方法，用14.5 mm的打孔器，對(duì)哈密瓜果打孔，去皮后取質(zhì)量約2.5 g果肉進(jìn)行測(cè)定。

丙二醛：參考Wang等[14]的方法，取5 g果肉，加5 mL 1 mg/L的三氯乙酸（trichloroacetic acid, TCA），4 ℃條件下均質(zhì)30 s。將均質(zhì)液在4 ℃條件下，以10 000×轉(zhuǎn)速離心20 min。取0.5 mL上清液，與0.5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的含有0.5 mg/L硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid, TBA）的TCA混合?；旌弦悍兴?0 min，冷卻至室溫后，10 000×轉(zhuǎn)速離心5 min。532和600 nm處測(cè)定吸光度，摩爾消光系數(shù)為155mmol-1·L·cm-1。

脂氧合酶活性：參考曹健康等[15]的方法，取10 g果肉，加入0.5 g交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮（crosslinking polyvingypyrrolidone, PVPP），再加入20 mL經(jīng)4 ℃預(yù)冷的0.05 mol/L磷酸緩沖液（pH值7.0），冰浴研磨，15 000×4 ℃離心15 min，將提取的LOX提取物與0.1 mol/L亞油酸鈉反應(yīng)，于234 nm測(cè)定OD值的變化情況。

過(guò)氧化氫：參考Chomkitichai等[16]的方法，稱取5 g果肉，加入5 mL質(zhì)量濃度1 mg/L的三氯乙酸（TCA），在4 ℃條件下均質(zhì)30 s。均質(zhì)液在4 ℃條件下，以20 000×轉(zhuǎn)速離心20 min。取0.5 mL上清液，與2.4 mL濃度10 mmol/L的磷酸鉀緩沖液（pH值7.0）和0.1 mL1 mmol/L的KI混合。390 nm吸光度下，以H2O2做標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)定吸光度。

超氧陰離子：參考Chomkitichai等[16]的方法，取5 g果肉，加入6 mL65 mmol/L的磷酸緩沖液（pH值7.8）、2 mL10 mmol/L的鹽酸羥胺和2 mL0.1 mol/L的EDTA，在4 ℃條件下均質(zhì)30 s。混合得到的均質(zhì)液在4 ℃條件下，以12 000×轉(zhuǎn)速離心15 min。取2 mL上清液，與2 mL17 mmol/L的4-氨基苯磺酸和2 mL7 mmol/L-萘胺混合。40 ℃水浴15 min，再添加2 mL的乙醚混合，并在3 000×離心15 min。530 nm吸光度下，以亞硝酸鈉做標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)定吸光度。

羥基自由基：參考Chomkitichai等[16]的方法，稱取5 g果肉，加入15 mL20 mmol/L的磷酸緩沖液（pH值6.0），在4 ℃條件下均質(zhì)30 s。均質(zhì)液在4 ℃條件下，以3 000×轉(zhuǎn)速離心20 min。取1 mL上清液，與1.5 mL20 mmol/L的磷酸鉀緩沖液（pH值6.0）和20 mL 2-脫氧-D-核糖混合，室溫放置30 min，然后添加1 mL溶解在1.4 mg/LTCA中的0.5 mg/L的2-硫代巴比妥氨酸（TBA）?；旌虾蠓兴?0 min，冷卻至室溫后在532 nm激發(fā)波長(zhǎng)和553 nm發(fā)射波長(zhǎng)下設(shè)置空白試劑溶液，測(cè)定熒光度，其摩爾消光系數(shù)為155 mmol-1·L·cm-1。

腐爛分級(jí)：根據(jù)哈密瓜腐爛分級(jí)，其中0級(jí)：哈密瓜果實(shí)完好且沒(méi)有任何腐爛；1級(jí)：哈密瓜果實(shí)腐爛面積在0～5%之間，基本可食用；2級(jí)：哈密瓜腐爛面積在6～15%之間，大部分仍可食用；3級(jí)：哈密瓜腐爛面積在6～15%之間[17]。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理方法

試驗(yàn)指標(biāo)平行測(cè)定3次，使用Spss20.0軟件中的Duncan法進(jìn)行方差分析和多重比較進(jìn)行差異性分析，作圖采用Origin Pro V8.6軟件繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 振動(dòng)處理對(duì)哈密瓜呼吸速率的影響

如圖2所示，在貯藏的過(guò)程中，哈密瓜的呼吸速率逐漸增加，而振動(dòng)處理組的哈密瓜呼吸速率均較高。在貯藏28 d，高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路振動(dòng)處理組哈密瓜的呼吸速率分別是對(duì)照組的1.31、1.61、2.03、2.21倍（<0.05）。說(shuō)明運(yùn)輸振動(dòng)會(huì)促進(jìn)貯藏過(guò)程中哈密瓜的呼吸作用，這與其他學(xué)者研究的杏[18]、獼猴桃[19]、哈密瓜[2]等結(jié)果一致，而其中，與高速公路和一級(jí)公路相比，二級(jí)公路和三級(jí)公路呼吸速率更為顯著（<0.05），這是由于果蔬會(huì)增強(qiáng)呼吸作用去抵御逆境[20]。但呼吸速率過(guò)高則會(huì)促進(jìn)活性氧自由基生成，從而促進(jìn)細(xì)胞膜氧化，破壞細(xì)胞完整性，加速果實(shí)衰老[21]。而不同等級(jí)道路之間差異的原因在于不同等級(jí)道路的路基材料和路面不同，使得其振動(dòng)強(qiáng)度均不同，而振動(dòng)強(qiáng)度越大則對(duì)果實(shí)的損傷越大[22]，使得哈密瓜果實(shí)的呼吸速率增加。

2.2 振動(dòng)處理對(duì)哈密瓜硬度的影響

從圖3可以看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，哈密瓜的硬度逐漸降低，且下降速度先快后緩慢，而運(yùn)輸振動(dòng)處理組的硬度下降更快。在28 d時(shí)，經(jīng)高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路振動(dòng)處理的哈密瓜硬度分別較對(duì)照組降低了15.27%、35.27%、60.50%、77.47%，說(shuō)明運(yùn)輸振動(dòng)顯著影響哈密瓜在貯藏過(guò)程中的硬度（<0.05）。在貯藏18 d左右時(shí)，高速公路振動(dòng)處理組和一級(jí)公路處理組的哈密瓜明顯變軟，而貯藏10 d左右時(shí)，二級(jí)公路及三級(jí)公路振動(dòng)處理組的哈密瓜已明顯變軟，二級(jí)公路和三級(jí)公路對(duì)果實(shí)的軟化較高速公路和一級(jí)公路更為顯著（<0.05）。

潘儼等[23]研究新疆杏發(fā)現(xiàn)杏果實(shí)受到振動(dòng)后，呼吸作用中的三羧酸循環(huán)途徑和細(xì)胞色素途徑激升，使得模擬振動(dòng)處理組的杏硬度相對(duì)偏低。這與本研究結(jié)果一致，說(shuō)明振動(dòng)會(huì)促進(jìn)呼吸作用中的三羧酸循環(huán)途徑和細(xì)胞色素途徑，使得呼吸速率加快（圖2），多聚半乳糖醛酸酯酶和果膠酯酶活性上升，原果膠降解成水溶性果膠[13]，從而使得細(xì)胞分離，果實(shí)變軟。而隨著公路等級(jí)的下降，哈密瓜的呼吸速率加快，硬度也加速下降。

2.3 振動(dòng)處理對(duì)哈密瓜相對(duì)電導(dǎo)率的影響

由圖4可見(jiàn)，哈密瓜的相對(duì)電導(dǎo)率隨貯藏時(shí)間的增加而逐漸增大，而相對(duì)電導(dǎo)率是評(píng)價(jià)細(xì)胞膜完整性的指標(biāo)[20]，當(dāng)細(xì)胞膜完整性遭到破壞，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞破裂，破壞細(xì)胞的功能，致使水果衰老速度加快[21,24]。這說(shuō)明貯藏期間，哈密瓜的細(xì)胞膜完整性逐漸降低。

而由圖4可見(jiàn)振動(dòng)處理后的哈密瓜相對(duì)電導(dǎo)率上升速度較對(duì)照組快，且在貯藏7 d后，振動(dòng)處理組哈密瓜的相對(duì)電導(dǎo)率一直顯著高于對(duì)照組（<0.05），表明振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致哈密瓜相對(duì)電導(dǎo)率上升，且在未發(fā)生可見(jiàn)機(jī)械損傷時(shí)，也會(huì)加速細(xì)胞膜完整性的破壞，致使果實(shí)加速衰老。在28 d時(shí)，哈密瓜的細(xì)胞膜破壞，電解質(zhì)滲透，而振動(dòng)脅迫處理組的哈密瓜較對(duì)照組的相對(duì)電導(dǎo)率上升更為顯著（<0.05）。在貯藏前期，經(jīng)不同等級(jí)道路運(yùn)輸振動(dòng)處理的哈密瓜相對(duì)電導(dǎo)率相差較小，這可能是由于在貯藏前期，振動(dòng)處理組脂氧合酶活性相差較?。▓D5b），自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)加快，細(xì)胞膜脂氧化加快，從而導(dǎo)致相對(duì)電導(dǎo)率上升速度加快。而貯藏到28 d時(shí)，經(jīng)高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路振動(dòng)處理的哈密瓜相對(duì)電導(dǎo)率分別是對(duì)照組的1.07、1.16、1.18、1.20倍，且差異顯著（<0.05），其中，與高速公路和一級(jí)公路相比，二級(jí)公路和三級(jí)公路運(yùn)輸振動(dòng)對(duì)哈密瓜電導(dǎo)率的影響更為顯著（<0.05），說(shuō)明在貯藏后期，經(jīng)二級(jí)公路和三級(jí)公路運(yùn)輸振動(dòng)處理的哈密瓜細(xì)胞膜損傷最嚴(yán)重且兩者損傷程度基本一致（>0.05）。

2.4 振動(dòng)處理對(duì)哈密瓜丙二醛含量的影響

由圖5a可見(jiàn)，貯藏過(guò)程中，哈密瓜的丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量逐漸上升。將哈密瓜在模擬貨架的條件下（23 ℃）貯藏7 d以后振動(dòng)處理組哈密瓜的丙二醛含量高于對(duì)照組。28 d時(shí)，經(jīng)高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路振動(dòng)處理的哈密瓜丙二醛含量分別是對(duì)照組的1.20、1.40、1.78、2.00倍，且差異顯著（<0.05），而二級(jí)公路和三級(jí)公路振動(dòng)處理組的顯著高于對(duì)照組、高速公路和一級(jí)公路（<0.05）。丙二醛常用來(lái)作為植物細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化的生化指標(biāo)，可以反映植物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性[25-26]。振動(dòng)后的哈密瓜在貯藏時(shí)，其組織會(huì)產(chǎn)生較多丙二醛，而二級(jí)公路和三級(jí)公路的運(yùn)輸振動(dòng)作用相較于其他，產(chǎn)生更多的丙二醛，且兩者之間的差距較小，這與相對(duì)電導(dǎo)率的結(jié)果一致。

a. 丙二醛含量

a. MDA content

2.5 振動(dòng)處理對(duì)哈密瓜脂氧合酶活性的影響

圖5b結(jié)果表明，脂氧合酶（lipoxygenase, LOX）活性隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷升高。如圖5b所示，振動(dòng)處理后的哈密瓜脂氧合酶活性增長(zhǎng)趨勢(shì)大于對(duì)照組，且在28 d時(shí)，經(jīng)高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路振動(dòng)處理的哈密瓜脂氧合酶活性分別是對(duì)照組的1.45、1.58、1.69、1.83倍，且差異顯著（<0.05），而在貯藏14 d之前，高速公路振動(dòng)處理組的哈密瓜脂氧合酶活性與其他處理組的差異不顯著，在21 d后則差異顯著（<0.05），說(shuō)明高速公路較其他等級(jí)的公路更有利于降低哈密瓜果實(shí)中脂氧合酶的活性，而在28 d時(shí)4種等級(jí)公路之間的差異較小。而脂氧合酶會(huì)催化膜脂氧化生成MDA[27]，這說(shuō)明運(yùn)輸振動(dòng)會(huì)加速哈密瓜細(xì)胞膜脂氧化，破壞細(xì)胞膜完整性，加速哈密瓜衰老，其中以高速公路運(yùn)輸振動(dòng)對(duì)其影響最小。

2.6 振動(dòng)處理對(duì)哈密瓜活性氧成分的影響

2.6.1 超氧陰離子（O2﹒?）含量

超氧陰離子、過(guò)氧化氫、羥基自由基等活性氧（reactive oxygen species, ROS）具有啟動(dòng)衰老的作用。果實(shí)在成熟的期間，超氧陰離子形成和過(guò)氧化氫的積累會(huì)增加[28]。如圖6a所示，在貯藏前期超氧陰離子含量增加較后期快，說(shuō)明哈密瓜在貯藏前期發(fā)生后熟，而對(duì)照組持續(xù)成熟，而高速公路和一級(jí)公路振動(dòng)處理組在14 d前成熟，后開(kāi)始衰老；二級(jí)公路和三級(jí)公路振動(dòng)處理組則在7 d前成熟，而后開(kāi)始衰老。且哈密瓜在貯藏的過(guò)程中，超氧陰離子含量不斷上升。而振動(dòng)處理組能夠顯著促進(jìn)哈密瓜中超氧陰離子的生成（<0.05），且在貯藏至28 d時(shí)，三級(jí)公路的超氧陰離子含量顯著大于高速公路、一級(jí)公路和二級(jí)公路（<0.05），這說(shuō)明三級(jí)公路的振動(dòng)更能加速哈密瓜果實(shí)的超氧陰離子產(chǎn)生，這可能是由于三級(jí)公路更能夠加大哈密瓜的共振頻率，而共振是引起果實(shí)運(yùn)輸損傷的主要原因[14]，果實(shí)損傷后隨著呼吸速率的增加，LOX酶活性增加，自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)加快，而高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路運(yùn)輸振動(dòng)處理下的哈密瓜果實(shí)自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)較三級(jí)公路的慢。

2.6.2 過(guò)氧化氫（H2O2）含量

過(guò)氧化氫（H2O2）具有強(qiáng)氧化性，是造成毒害的活性氧自由基之一[29]，它可以抑制CO2的固定并參與葉綠體的降解。此外，過(guò)氧化氫和超氧陰離子相互作用可直接引發(fā)膜脂過(guò)氧化。如圖6b所示，經(jīng)過(guò)振動(dòng)處理的哈密瓜，其過(guò)氧化氫含量較對(duì)照組多，而在28 d時(shí)，高速公路模擬振動(dòng)處理組哈密瓜的過(guò)氧化氫含量與對(duì)照組之間的差異不顯著（>0.05），一級(jí)公路模擬振動(dòng)處理組哈密瓜的過(guò)氧化氫含量與對(duì)照組之間的差異顯著（<0.05），但與高速公路組差異不顯著（>0.05），二級(jí)公路和三級(jí)公路運(yùn)輸振動(dòng)處理組哈密瓜的過(guò)氧化氫含量顯著高于對(duì)照組、一級(jí)公路及二級(jí)公路處理組哈密瓜的含量（<0.05）。其中，三級(jí)公路運(yùn)輸振動(dòng)處理組哈密瓜的過(guò)氧化氫含量分別是對(duì)照組、一級(jí)公路處理組、二級(jí)公路處理組的1.21、1.19、1.161倍，是二級(jí)公路處理組的1.08倍。這說(shuō)明高速公路對(duì)哈密瓜在貯藏過(guò)程中過(guò)氧化氫的產(chǎn)生促進(jìn)作用較小，而其他等級(jí)道路的運(yùn)輸振動(dòng)會(huì)加速過(guò)氧化氫的產(chǎn)生，促進(jìn)細(xì)胞氧化衰老，而三級(jí)公路運(yùn)輸振動(dòng)對(duì)其產(chǎn)生的促進(jìn)作用最為顯著（<0.05）。而過(guò)氧化氫的生成主要是自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中，超氧陰離子被超氧化物歧化酶歧化為過(guò)氧化氫，由圖6a和圖6b可以看到，超氧陰離子和過(guò)氧化氫含量的變化趨勢(shì)較為一致。

a. 超氧陰離子質(zhì)量摩爾濃度

a. O2﹒?content

b. 過(guò)氧化氫質(zhì)量摩爾濃度

b. H2O2content

2.6.3 羥基自由基（OH·）的含量

羥基自由基（OH?）是活性最強(qiáng)的活性氧，其主要是由過(guò)氧化氫和超氧陰離子作用，產(chǎn)生羥基自由基，直接引發(fā)膜脂過(guò)氧化，促進(jìn)細(xì)胞衰老，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致細(xì)胞死亡[27]。如圖6c所示，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，哈密瓜中羥基自由基的含量逐漸增加，而經(jīng)過(guò)振動(dòng)處理的哈密瓜，其羥基自由基含量較對(duì)照組多。在28 d時(shí)，二級(jí)公路和三級(jí)公路運(yùn)輸振動(dòng)處理組哈密瓜的羥基自由基含量顯著高于對(duì)照組、一級(jí)公路及二級(jí)公路處理組（<0.05），同時(shí)三級(jí)公路運(yùn)輸振動(dòng)處理組哈密瓜的羥基自由基含量分別是對(duì)照組、一級(jí)公路處理組、二級(jí)公路處理組的1.17、1.13、1.12倍，是二級(jí)公路處理組的1.05倍。因而，運(yùn)輸振動(dòng)加速羥基自由基的產(chǎn)生，促進(jìn)細(xì)胞氧化衰老死亡，而三級(jí)公路運(yùn)輸振動(dòng)對(duì)其產(chǎn)生的促進(jìn)作用最為顯著（<0.05）。

2.7 貯藏28 d哈密瓜的腐爛情況

哈密瓜在貯藏28 d時(shí)，對(duì)照組哈密瓜均較為完好，而振動(dòng)組哈密瓜均有不同程度的腐爛情況，其中高速公路和一級(jí)公路運(yùn)輸振動(dòng)處理組的哈密瓜腐爛為1級(jí)，但一級(jí)公路有軟塌的情況，且切開(kāi)后內(nèi)部已有微生物滋生，這說(shuō)明一級(jí)公路的運(yùn)輸振動(dòng)破壞了哈密瓜的表面組織，導(dǎo)致致病菌侵入哈密瓜內(nèi)部；二級(jí)公路和三級(jí)公路運(yùn)輸振動(dòng)處理后的哈密瓜腐爛3級(jí)。這是由于哈密瓜在貯藏的過(guò)程中，活性氧成分不斷增加，而振動(dòng)促進(jìn)活性氧成分的產(chǎn)生，脂氧合酶增加，導(dǎo)致細(xì)胞膜受損破裂，電導(dǎo)率增加，哈密瓜軟化并腐爛（圖7）。

運(yùn)輸振動(dòng)逆境會(huì)使哈密瓜產(chǎn)生抗逆反應(yīng)，抗逆反應(yīng)主要在于加速生理生化反應(yīng)，促進(jìn)酶活性，產(chǎn)生活性氧成分，進(jìn)而破壞細(xì)胞膜完整性。試驗(yàn)通過(guò)測(cè)定LOX活性、MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率，發(fā)現(xiàn)，貯藏期間振動(dòng)處理組哈密瓜的膜傷害增加，這正好與ROS水平的增加相符。這說(shuō)明活性氧含量高時(shí)，會(huì)促進(jìn)脂質(zhì)過(guò)氧化致使膜損傷，從而損傷植物，這與前人研究結(jié)果一致[30-33]。在這項(xiàng)研究中，哈密瓜中ROS的增加和過(guò)量產(chǎn)生都可能導(dǎo)致膜脂過(guò)氧化和膜的破壞，導(dǎo)致相對(duì)電導(dǎo)率不斷增加，從而加速哈密瓜腐爛，降低其貨架期，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。

3 結(jié) 論

適合長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)陌顺墒旃芄希╲ar.）會(huì)受到不同等級(jí)道路影響。其在貯藏的過(guò)程中，由于呼吸速率的增加，會(huì)促進(jìn)脂肪氧化酶（lipoxygenase, LOX）的活性，導(dǎo)致細(xì)胞膜脂過(guò)氧化程度增加，而產(chǎn)生的自由基會(huì)促進(jìn)自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致哈密瓜的活性氧成分（reactive oxygen species, ROS）水平不斷增高，進(jìn)而促進(jìn)膜脂氧化，破壞細(xì)胞膜完整性，相對(duì)電導(dǎo)率不斷升高，細(xì)胞加速衰老死亡，同時(shí)果實(shí)軟化。而運(yùn)輸振動(dòng)逆境會(huì)加速哈密瓜的呼吸作用，使得果實(shí)加速軟化，同時(shí)LOX酶活性上升，促進(jìn)自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，進(jìn)而加速膜脂氧化。這說(shuō)明不同等級(jí)道路的運(yùn)輸振動(dòng)均會(huì)對(duì)哈密瓜造成不可見(jiàn)的機(jī)械損傷，不可見(jiàn)機(jī)械損傷會(huì)促進(jìn)哈密瓜在貯藏過(guò)程中的成熟衰老。而其中二級(jí)公路及三級(jí)公路的運(yùn)輸振動(dòng)對(duì)膜脂過(guò)氧化的促進(jìn)作用更為顯著（<0.05），但在從采收到銷(xiāo)售市場(chǎng)的過(guò)程中，哈密瓜經(jīng)過(guò)高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路和三級(jí)公路的運(yùn)輸是不可避免的，因此在安排運(yùn)輸路線時(shí)應(yīng)盡量減少在二級(jí)公路和三級(jí)公路上的運(yùn)輸時(shí)長(zhǎng)。

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Effect of transport vibration in different levels of road on Hamimelons (var.) quality

Zeng Yuanyuan, Zhou Ran※, Jiang Chunqi, Wu Qiong, Xin Qi

(201306)

Transport from origin area to main consumption area is needed for improving the economic profit of Hami melon (.). Transport vibration has an important adverse impact on the ripening of Hami melon. Fruit ripening changes are closely related to cell membrane lipid oxidation and reactive oxygen metabolism process. In order to study the effect of different levels of road transport vibration on active oxygen metabolism and membrane lipid oxidation of Hami melons, the vibration environments of the semi-trailer in highways, arterial roads, secondary roads and tertiary roads were simulated and relative indices were measured. In this study, Huajun semi-trailer was used to measure transport vibration, and the data were collected once every 3 minutes for 2 seconds as the semi-trailer was at the speed of 61-90 km/h. Then the data were used to drive a shaker to simulate the transport vibration. The melons were packaged with net packages and placed in corrugated fiberboard containers, and were treated under transport vibration of different grades of roads with the untreated as control samples. During the vibration treatment, the environmental temperature was 23 oC. After treatments, all of the melons were stored at 23 oC. The indices included respiration rate, firmness, relative electric conductivity, lipoxygenase (LOX), malondialdehyde (MDA) and reactive oxygen species (ROS). The results showed that after the storage of 28 days, the respiration rate of Hami melons under the vibration treatment in highways, arterial roads, secondary roads and tertiary roads was 1.31, 1.61, 2.03 and 2.21 times that of the control group, respectively, and the difference was significant (<0.05). The firmness of Hami melons under the vibration treatment in highways, arterial roads, secondary roads and tertiary roads was 15.27%, 35.27%, 60.50% and 77.47%, lower than that of the untreated, respectively, and the difference was significant (<0.05). The electric conductivity of Hami melon with different road vibration was significantly higher than that of the control. And about the decay area, the Hami melons of the control group were more intact, while the vibration group had different degrees of decay, of which the melon decay areas were 0-5% for transport vibration treatment groups of highways and arterial roads, and 16%-25% for transport vibration treatment groups of secondary roads and tertiary roads. It was clear that the vibration accelerated the fruit softening, accelerated the cell membrane lipid oxidation, promoted the activity of LOX, and accelerated the process of free radical reaction, so that the ROS content continued to increase, which resulted in more MDA, and caused the cell membrane to be damaged and the relative conductivity to increase. The influence of the transport vibration of tertiary roads and secondary roads on Hami melons was more significant than that of highways and arterial roads. And ROS content of Hami melons treated by transport vibration of tertiary roads was higher than that of the roads of other grades (<0.05), and the effect of tertiary roads and secondary roads on the cell membrane of Hami melon was more significant (<0.05), which showed that with the increase of vibration power spectral density, the quality of Hami melon was affected by the transport vibration. The results provide a reference for finding ways to reduce the influence of transport vibration on the quality of melon.

vibration; fruits; quality control; different levels of road; transportation; Hami melons; reactive oxygen species (ROS); cell membrane

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.09.037

S652.1

A

1002-6819(2017)-09-0282-08

2016-09-29

2017-04-25

國(guó)家自然科學(xué)基金（31201439）；上海高校一流學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目資助，學(xué)科名：食品物流技術(shù)與安全（B-5005-13-0002-4）；上海市科委工程中心建設(shè)項(xiàng)目（11DZ2280300）；上海海洋大學(xué)優(yōu)秀青年學(xué)科骨干培養(yǎng)計(jì)劃（海鷗計(jì)劃）資助項(xiàng)目

曾媛媛，女，安徽六安人，主要從事冷鏈物流方向的研究。上海上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，201306。Email：yuanyuanzeng3366@163.com

周 然，男，內(nèi)蒙古赤峰人，副教授，博士，主要從事冷鏈物流方向的研究。上海上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，201306。Email：rzhou@shou.edu.cn

曾媛媛，周 然，蔣春?jiǎn)ⅲ瑓?瓊，辛 琪. 不同等級(jí)道路運(yùn)輸振動(dòng)對(duì)哈密瓜品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2017，33(9)：282－289. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.09.037 http://www.tcsae.org

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