面向物流环节的苹果品质影响研究

面向物流环节的苹果品质影响研究

作者：王成林 曾瑞让 张经善 张涛 来源：《物流技术》2017年第04期

[摘要]目前苹果流通过程由于受到各种因素影响，特别是物流作业环节，其重要品质参数，包括颜色、硬度等都会发生较大改变，成为影响苹果流通质量的关键问题。系统梳理了苹果在物流环节的影响因素，基于研发的专用测试系统，从颜色和硬度两个方面对碰撞、冲击等因素的影响做了定量分析，并对如何减少苹果损伤问题提出了相应的解决措施。 [关键词]苹果；品质控制；农产品物流 1引言

苹果属于蔷薇科，是重要的日常消费品，我国是目前世界上最大的苹果生产国与消费国，苹果种植面积不断稳步增长，其产量逐年上升，到2014年已经达到4000万t。

目前苹果流通质量受到了广泛的关注，整个过程由于参与主体众多，环节复杂，品质会受到各种因素的影响，特别是物流作业环节影响尤为明显，已经成为品质控制的核心环节。在装卸搬运、运输、配送等环节中，苹果重要的品质参数，特别是消费者关注的参数，包括色泽、硬度等都会发生较大的改变，为了做好品质控制工作，需要系统地梳理关键影响要素，并以试验为基础，建立物流作业关键指标与品质参数之间的对应关系，特别是碰撞、冲击等重要因素的影响关系，并据此提出品质控制的关键措施。 2面向物流环节的苹果特性分析

苹果的果实结构是由表皮、果肉、果心等构成。果实组织结构与果实的食用品质、耐贮性密切相关。果实的肉质不仅与果肉中原果胶和纤维素的含量有关，还与果肉细胞的排列、细胞的大小和分布密切相关。苹果的果实结构是确定物流技术的重要基础，同时也需要重点考虑消费者的购买影响因素，以需求为导向设定科学的物流作业模式。通过电子商务领域两大销售平台1000个用户的评价统计，消费者主要的关注点见表1。 2.1苹果流通方式分析

物流作业环节形式受到流通模式的影响，由于苹果流通地域范围大，参与主体多，因此其流通方式比较复杂。近年来随着电子商务等新兴业态的发展，进一步丰富了苹果的流通组织模式。如目前以苹果种植基地、冷库、流通加工中心、超市等主要参与方的流通模式为例，如果技术条件允许，其典型的流通组织过程如图1所示。

图1中所示的流通组织过程包括了其中一些必要的物流环节，在基础设施设备较好的条件下，从基地冷库到流通加工中心采用全程冷链运输，以确保苹果品质不受影响；在流通加工中

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心进行商品化处理，一般包括清洗、打蜡、分级、包装等环节；再通过冷链设备配送到超市，超市销售至消费者。但由于目前各地情况不同，整个流通过程中物流作业采取的技术和方法差异较大，其中包装形态主要有两种，即散装与集装，集装器具的种类有果筐、周转箱、集装袋、瓦楞纸箱等。

2.2物流环节对苹果的损伤影响分析

由于苹果生产地与消费地之间需要大量的物流作业，特别是包装、运输、装卸搬运等环节；在整个作业环节中，存在大量的影响因素，会对苹果造成不同程度的损伤。以运输环节为例，可以从宏观环境、中观环境、微观环境等来分析其影响关系。

（1）宏观环境主要是指外部的物流作业环境，包括大气温度、湿度、道路运输条件等关键指标。以温度为例，在冬、夏以及春秋季等都具有不同的特征，对于非冷链条件下的运输影响更为巨大；由于道路运输路面状况不好等产生周期性上下颠簸或左右摇晃，对苹果品质产生影响，但随着物流环境的改变，不同要素的变化也不相同，其中道路运输条件差异越来越小，呈现网络化的均一性特征。宏观环境对不具备冷链运输条件的物流活动影响比较大，需要提出针对性的解决方案。

（2）中观环境主要是指以运输工具为主体的物流作业环境，包括车辆装载空间的温度、湿度、冲击、振动、压力等，同时与车辆的配载情况也有较强的关联性。运输车辆的启动、变速、转向、刹车等会改变速度，也会改变其中观环境参数。当车辆内部堆垛不合理时，装有苹果的包装器具会与车厢和相邻的器具发生碰撞，导致苹果的损伤；如采用瓦楞纸等包装形式，在运输时间较长的情况下，将会产生压力变形。

（3）微观环境主要是指苹果包装内部的物流微环境。以目前的电子商务物流为例，采用普通的瓦楞纸箱包装，其保温、抗压、减振等能力减弱，无法形成稳定的包装微环境。 除此之外，其他的作业环节也有一定的影响，例如，装卸搬运环节中机械的突然启动，而且损伤同装卸搬运次数成正相关关系。 3物流过程中典型损伤关系分析

由于物流过程中各个环境影响因素变化较大，且各个因素之间存在较强的耦合作用，例如运输过程中，振动、压力等对苹果造成损伤就有很强的叠加效应，其影响较难精准的预测，但是借助现代测试技术和统计方法，对于一些关键环节的基本影响规律可以进行科学分析。例如由于苹果发生碰撞时，加速度值较大，会使得其细胞发生破裂，从而发生一系列化学反应，这种反应表现在苹果上就是发生褐变。研究表明受到机械损伤的苹果细胞膜结构遭到破坏，酚类物质和多酚氧化酶迅速接触氧化发生酶促褐变，导致果肉颜色由黄绿快速转为红褐，碰损越明显，褐变现象就越严重，而且硬度值也会发生变化，具体数值可以用CR-400色差计和GY-1

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硬度计等仪器进行检测。试验中所采用的色差仪基于CIE色坐标系标识颜色变化，如图2所示，其中L*表示明暗程度的变化，a*半表示赤绿色维度的变化，b*表示黄青色维度的变化。 3.1碰撞损伤试验设备设计

碰撞是一种典型的苹果损伤形式，是引起苹果褐变现象的重要因素，在装卸搬运、流通加工、包装等环节广泛存在。为了研究在上述过程中苹果碰撞损伤情况，评估品质影响，设计了专用的碰撞装置进行试验，其专用装置如图3所示，利用该装置可以实现苹果点对点碰撞试验模拟测试。

1-动端盖板；2-伺服电机；3-夹果板；4-螺钉；5-苹果套筒；6-同步带；7-双导轨式滑轨；8-感应器及其固定座；9-电机固定板；10-底托；11-从动轴；12-底座；13-驱动挡板；14-立式碰撞板；15-碰撞转轴；16-联轴器；17-上压板；18-同步带轮；19-驱动轴。

试验过程中，将苹果分别固定在夹果板和底托位置，通过单自由度方向的速度参数设置来实现不同条件下的碰撞效果测试。

3.2苹果碰撞试验条件下的褐变颜色变化分析

本次试验采用同一品种大小不同、外表无损伤的苹果作为试验对象，通过对目前流通领域的分析，基本在一周以内会对苹果进行处理，因此选择测试时间范围为6d；根据相关的操作规程，一般设定在30cm的高度内进行操作，因此设定最高测试速度为2.4m/s，实际测试过程中，选择以0.4-2.4m/s的速度进行碰撞试验，用CR-400色差记录仪记录苹果色差值，作为结果分析依据，选取其中的典型数据进行分析，如图4所示。 图4苹果碰撞试验褐变颜色变化图

从测试结果可以得出，苹果经过冲击碰撞后会出现明显的颜色变化，速度冲击对损伤的范围有较大的影响，对初始颜色影响并没有明显的正比例关系。为进一步了解其规律，增加试验测试样本数量，并量化分析其影响规律。假定时间为t，单位为d，速度为v，单位为m/s，则颜色变化△E*与其数值上的关系如下：

对其进行F检验，数据没有显著性差异。从分析的结果可以看出，颜色改变与时间呈现正比例关系，是关键影响因素。由于测试过程中速度的取值有一定的，因此其影响效果并不显著。

在具体试验过程中发现若苹果的包装不够合理，例如存在堆高造成底部包装破损，随着时间的推移，损伤区域的面积和深度会出现叠加破坏现象；同时由于苹果破损接触点会与其它苹果接触，苹果个体间相互作用，损伤点会不断增多，会增加整个包装单元内部的损伤情况。物流环节中的宏观、中观和微观影响因素会出现更加显著的耦合效应。

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为了进一步验证试验效果，采用同一品种，外表无损伤的苹果作为试验对象，利用瓦楞纸箱和柔性材料，分别从30cm、80cm、150cm高度做跌落试验，分析在整个过程中的损伤情况，并用CR-400色差记录仪记录苹果色差值。

该试验获得的试验数据如图5、图6和图7所示。从图5-图7可知，随着苹果数量的增加，在跌落过程中苹果之间相互作用有一定的影响，加剧了苹果的色差变化，随着试验天数的增加，其色差变化值呈现正相关关系，与碰撞试验结果类似。 3.3苹果碰撞试验条件下的硬度变化分析

苹果的硬度是影响其口感的重要参数，研究表明受到机械损伤的苹果细胞膜结构遭到破坏，褐变的同时苹果硬度发生变化。通过GY-1硬度计测量苹果损伤前后损伤部位硬度值，测试5组取平均值，并计算其变化

由图8可知，排除偶然影响因素，苹果的硬度变化率在0.4-1.2m/s的速度范围内基本没有变化，当速度增大时，苹果硬度变化率逐渐增大，其硬度值变化较为明显，成为关键影响因素。

4提高苹果品质控制能力的措施分析

结合苹果流通过程中的影响因素分析，针对消费者的关键购买评价指标，为提高苹果流通品质控制能力，可以采用以下措施：

（1）优化物流组织过程，尽量减少物流环节。目前很多情况下苹果都是由采购商从农户手中收购后运往产地的批发市场，由经销商从产地批发市场运送到销售地批发市场，再由下级经销商销售到各个销售终端，最终流向消费者，参与主体多，环节复杂，苹果损伤几率增加。因此应该尽可能优化物流组织过程，尽量减少流通环节，可以考虑更多的采取“商物分离”的方式，改变目前农产品批发市场功能，尽量减少实物流动，将交易过程与物流过程分离，将批发市场转变为展示、交易、结算中心，不直接参与物流过程。

（2）增强标准化方面领域的研究工作，形成标准作业规范。农产品物流具有典型的差异化特征，其作业对象复杂，评价难度大，应从作业角度出发，加大对物流作业、包装质量检测等国家标准的制定工作，为有效判断作业规范化、包装的有效性、物流设备器具选型与集成等提供依据。

（3）加强品质控制关键技术研究，突破瓶颈环节约束。品质控制是组织物流作业的重要因素，在物流过程中对中观环境和微观环境的影响因素研究都需要以科学的技术方法为指导。以集装化流通组织为例，可以研发柔性集装包装器具以形成有效的防护措施；为了改善微观包装环境，可以结合新材料技术研发经济型保温包装技术。通过技术突破可以有效地提升品质控制能力，提高物流质量。

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5结论

苹果流通过程由于受到各种因素的影响，特别是物流作业环节，其品质控制工作尤为关键，需要合理地优化设置参数，保证重要品质，包括色泽、硬度等符合消费需求。通过研究包装、运输、装卸搬运等环节，从宏观环境、中观环境、微观环境等分析，并对冲击速度等造成的影响量化分析，其颜色和硬度较大改变和时间、速度值等因素相关，应采取合理的措施进行品质控制，以满足消费者的购买需求。

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