基于保鲜微环境温湿度变化的荔枝褐变等级预测研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kevinwang2009
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对田间采摘后的果蔬进行加工是一项重要的环节。荔枝采收大多数是炎热潮湿的夏季,并且采后的荔枝不经任何处理,果皮极易失水褐变,进而影响其贮藏和销售。由于我国的果蔬保鲜技术方法和相关装备落后其它国家,荔枝果实极不易贮藏。包装处理能够降低果蔬的水分流失,延迟果皮褐变程度。没有任何包装以及不同包装方式下果皮的失水褐变也会有所不同。包装内部的温度和湿度是一个动态且复杂的变化,目前对于这方面研究较少。本文通过理论建模和试验研究相结合的方法,主要对包装内的温度和湿度变化进行预测,针对影响荔枝失水的主要影响因素进行试验研究,主要工作内容如下:(1)不同包装方式微环境调节及对荔枝品质的影响试验研究基于果蔬气调保鲜试验平台,采用6种不同的包装方式,对“桂味”荔枝进行25d的贮藏试验,研究包装内外微环境及荔枝保鲜品质的影响。通过试验研究结果表明:包装外环境温度5±1℃,湿度85~95%,而包装内环境的温度和湿度并不等于包装外环境的温度和湿度,且6种包装内的温度和湿度也各存在一定差异。为接下来建立包装内温度和湿度变化预测模型提供基础。本文主要用主成分分析法(PCA),首先对荔枝各品质指标进行无量化处理,提取主要贡献率因子硬度和果皮含水率,构建荔枝的综合评价函数,然后计算不同包装方式的荔枝品质综合得分,得到膜+托盘密封包装综合荔枝品质最好,PE袋开孔包装综合荔枝品质最差。(2)构建包装顶空中的温度和湿度变化预测模型以果蔬的传热传质为理论研究基础,结合果蔬自身的呼吸作用和蒸腾作用及包装膜的渗透作用,研究包装内的传热和传质过程。包装气体成分控制不当可能会导致不良的结果,如无氧呼吸,加速生理衰变,缩短农产品保质期。包装内的高相对湿度会导致微生物和水分凝结;低相对湿度会导致农产品枯萎和水分流失。高温会加速果蔬腐烂,过低温度会冻伤果蔬。实验室研究得到荔枝的呼吸特性符合Michaelis-Menten模型,其多元回归模型可以准确预测荔枝的呼吸速率,其模型相关系数的平方R~2≥0.99。本研究结合荔枝自身的呼吸和蒸腾作用及包装薄膜的透气性和透湿性,基于包装内的质量和热量传递,建立包装内顶空的温度和湿度变化预测模型,最后用荔枝物流包装验证了模型的正确性,。(3)基于环境参数变化的荔枝失重率预测模型基于果蔬气调保鲜试验平台,搭建了荔枝失重率测量装置,用饱和盐溶液对荔枝环境进行湿度调节。用扫描法得到荔枝果实质量和果皮表面积的线性关系,其相关系数R~2=为0.96。利用旋转正交回归法设计荔枝失重率的试验方案,由SPSS拟合出荔枝失重率和温度、湿度、气流的多项式。用数学模型从主效应分析和边际效应分析得到对荔枝失重率影响是气流>湿度>温度。用响应曲面分析三因素相互作用对荔枝失重率的影响,分析结果表明荔枝低失水率是低气流、高湿且低温的环境。将得到的荔枝失重率方程代入温湿度变化预测模型中进行完善。(4)环境调节-失重率模型的融合与荔枝褐变等级预测模拟荔枝物流包装快递,采用常见的3种物流包装方式和不同的冰袋数量进行试验,研究结果表明:不同冰袋数量对包装温度的影响明显大于湿度影响,同冰袋不同包装方式对荔枝的失重率指标影响最大,试验的温度和湿度值与理论的温度和湿度变化预测模型吻合,验证了模型的正确性。进一步研究荔枝失重率,以“桂味”荔枝为试验材料,将荔枝放置在常温和低温两种环境下贮藏。对荔枝的失重率和色差(L*、a*、b*、ΔE)进行主成分分析,对荔枝的分级进行聚类分析,然后用Fisher判定荔枝的褐变等级,结果表明常温组和低温组的预测褐变等级判定率分别是90%和88.34%,能很好的判别荔枝的褐变程度。
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