不同冷链工况对哈斯鳄梨品质的影响及其货架期预测模型验证

Impact of Different Cold Chain Conditions on the Quality of Hass Avocados and Validation of Shelf-Life Prediction Models

摘要: 鳄梨(Persea americana)，又名牛油果或油梨，因其独特的口感和丰富的营养价值而备受推崇。作为一种典型的呼吸跃变型水果，鳄梨在采后会经历显著的呼吸高峰，导致果实软化和品质下降。适宜的贮藏温度可以有效延缓这一过程，而不当的贮藏条件则会加速果实的腐烂。本研究旨在探索不同贮藏温度和冷链运输工况对哈斯鳄梨品质的影响，模拟现实生活中可能发生的冷链异常情况，包括冷链滞后和冷链断链。通过检测鳄梨果肉的失重率、干物质含量、抗氧化能力、抗坏血酸含量以及可溶性固形物含量等关键指标，探讨因冷链异常导致的内部品质变化情况。研究结果表明，冷链异常显著影响了鳄梨的品质，特别是冷链断链对果肉软化速度的影响最大。此外，本研究还关注了货架期预测模型的应用，以更精确地管理和优化鳄梨的冷链物流。初步测试显示，该模型能够较好地预测鳄梨在波动温度条件下的货架期，具有较高的准确度和实用性。研究结果为优化冷链运输管理、降低鳄梨在途损耗率提供了科学依据，并为提升鳄梨的保鲜效果和市场竞争力提供了参考。

Abstract: Avocado (Persea americana), also known as butter fruit or alligator pear, is highly esteemed for its distinctive texture and rich nutritional value. As a climacteric fruit, avocados experience a significant respiratory climax post-harvest, leading to fruit softening and quality decline. Appropriate storage temperatures can effectively delay this process, whereas improper storage conditions can accelerate fruit spoilage. This study aims to investigate the impact of different storage temperatures and cold chain transportation conditions on the quality of Hass avocados, simulating real-life cold chain anomalies such as cold chain lag and cold chain break. By measuring key indicators of the avocado pulp, including weight loss rate, dry matter content, antioxidant capacity, ascorbic acid content, and soluble solids content, we explore the internal quality changes caused by cold chain anomalies. The results show that cold chain anomalies significantly affect the quality of avocados, with cold chain breaks having the most substantial impact on the speed of pulp softening. Additionally, this study focuses on the application of shelf-life prediction models to more accurately manage and optimize the cold chain logistics of avocados. Preliminary tests indicate that the model can predict the shelf life of avocados under fluctuating temperature conditions with high accuracy and practicality. The findings provide a scientific basis for optimizing cold chain transport management and reducing in-transit loss rates of avocados, offering references for enhancing their preservation effects and market competitiveness.

1. 引言

鳄梨(Persea americana)，又名牛油果或油梨，原产于墨西哥和中美洲地区，是全球广受欢迎的热带水果之一。其果肉质地柔软，似乳酪般滑腻，带有独特的核桃香味，被誉为“森林的牛油”。鳄梨不仅口感丰富，还富含单不饱和脂肪酸、维生素E、钾以及多种抗氧化物质，如叶黄素和玉米黄质，使其成为备受推崇的健康食品[1]。其果肉呈黄绿色，营养丰富，兼具美味与健康双重优势。

作为一种典型的呼吸跃变型水果，鳄梨在采后会经历一个显著的呼吸高峰，逐渐成熟。此过程中，果实内部的新陈代谢活动加剧，大量碳水化合物被消耗，导致纤维素和果胶含量减少，细胞壁降解，最终使果实软化，品质下降[2] [3]。已有研究表明，适宜的贮藏温度可以有效延缓这一过程，保护鳄梨的品质[4]；而不当的贮藏条件则会加速新陈代谢速率和催熟酶类的活性，导致果肉腐烂速度加快[2] [5] [6]。

近年来，我国生鲜食品行业发展迅速，在初级农产品加工能力、技术水平、装备硬件以及国内外市场等方面取得了显著成就。然而，在果蔬采后管理方面，仍然存在较大的损失率，与发达国家相比存在一定差距[7] [8]。冷链异常工况时有发生，主要分为冷链延迟(cold chain delay)和冷链中断(cold chain break)两种情况[9]。加之，鳄梨的贮藏难点众多，主要包括以下三个方面：采后病虫害：鳄梨容易受到多种病虫害的侵袭，影响果实的外观和品质。乙烯释放：作为热带型水果，鳄梨在采后会大量释放乙烯，进一步加速其成熟和软化过程。同时，鳄梨自身形状、大小和成熟度差异较大，为标准化储运设置了重重障碍，并且它对温度极度敏感，在储运与销售全程，环境温湿度稍有差池，便可能引发品质危机，已有文献着重强调了精准监控温湿度的重要性，从温度对鳄梨呼吸作用、酶活性等生理过程的影响深入剖析，为贮藏条件优化指引方向[10]-[14]。鉴于上述问题，本研究旨在探索不同贮藏温度和冷链运输工况对哈斯鳄梨品质的影响，模拟现实生活中鳄梨可能经历的冷链异常情况，包括冷链滞后和冷链断链两大类。通过检测鳄梨果肉的品质关键指标，探讨因冷链异常导致的内部品质变化情况。在此过程中，通过检测鳄梨果肉的失重率、干物质含量、抗氧化能力、抗坏血酸含量以及可溶性固形物含量等关键指标，深度挖掘冷链异常背后隐藏的内部品质变化逻辑[15]-[17]。研究结果将为优化冷链运输管理、降低鳄梨在途损耗率提供科学依据，并为提升鳄梨的保鲜效果和市场竞争力提供参考[18]。

特别地，本研究还将关注货架期预测模型的应用，以更精确地管理和优化鳄梨的冷链物流。货架期是衡量食品品质和安全性的重要指标，尤其对于易腐食品如鳄梨，其货架期受到温度、湿度等多种环境因素的影响。通过建立适用于波动温度条件下的货架期预测模型，可以帮助供应链各环节更好地协调资源，减少损耗，提高效率[19]。初步测试表明，该模型能够较好地预测鳄梨在波动温度条件下的货架期，具有较高的准确度和实用性。

总之，本研究通过探索不同冷链工况对哈斯鳄梨品质的影响，结合货架期预测模型的应用，为解决鳄梨采后管理中的难题提供了新的思路和方法，有望推动我国生鲜食品行业的进一步发展和进步。

2. 材料与方法

2.1. 实验材料

实验选用哈斯鳄梨，原产地为墨西哥，要求大小一致、表皮全绿、单果重150~200 g、果长90~110 mm，无损伤或病虫害。购入后立即放入模拟冷链环境，实验周期7天。冷链滞后组延迟24小时进入冷链(前24小时存放在30℃常温下)，冷链中断组分别在第3天和第6天将温度调至30℃。模拟冷链温度分为1℃ (±0.5℃)和5℃ (±0.5℃)，湿度保持80%，空白对照组为恒温运输7天。

2.2. 实验方法

2.2.1. 失重率测定

使用精密电子天平称量鳄梨重量，精确到0.001 g。失重率计算公式如下：

失重率(%) = (G0 − Gi)/Gi × 100% (i = 0, 4, 7)

式中：

G0——新鲜(第0天)墨西哥哈斯鳄梨的重量(g)；

Gi——测定(第i天)墨西哥哈斯鳄梨的重量(g)。

2.2.2. 抗氧化能力测定

采用FRAP法。原理是在酸性条件下，样品中的还原性物质可将TPTZ还原成蓝色化合物，在593 nm处测量吸光度，反映总抗氧化能力。样品处理：取50 g鳄梨加100 ml双蒸水打浆，过滤。测定方法：取0.3 ml样液加入2.7 ml预热至37℃的FRAP工作液，静置10分钟后测定吸光度，以无水乙醇作为空白对照，重复三次。

2.2.3. 抗坏血酸含量测定

依据GB 5009.86-2016，采用2,6-二氯靛酚滴定法。样品处理：取20 g鳄梨打浆，用纱布过滤，取5.0 g浆状物加2%草酸溶液稀释至50 ml。标准液滴定：用0.1% 2,6-二氯靛酚滴定至淡红色不褪色。样品滴定：取10 ml样品溶液进行滴定，计算每100 g样品中维生素C含量。

2.2.4. 可溶性固形物测定

使用数显折光仪WZB 45测定鳄梨果肉的可溶性固形物，结果以%表示。

2.2.5. 干物质含量测定

依据GB/T 8858-1988。称量皿准备：干燥至恒重。称样：取5 g固体试样，精确至0.0001 g。测定：放入120℃干燥箱中干燥4小时，取出冷却后称重，再烘1小时，直至前后两次重量相差不超过0.001 g为恒重。

3. 货架期预测模型参数获取与分析

3.1. 冷链及冷链异常对哈斯鳄梨失重率的影响

根据图1(a)，随着贮藏时间延长，鳄梨果实的失重率显著上升。在1℃条件下，果实的失重率增加速度明显低于5℃条件，表明低温能有效减缓水分蒸发，维持果实品质。冷链延迟(图1(b))导致早期失重速率显著加快，直到第四天才逐渐放缓。这可能是由于初期温度未能迅速降至适宜水平，促使果实提前进入呼吸跃变期，加速水分散失。冷链过程中出现的温度波动或中断(图1(c))，即使在1℃的低温下，也使失重率略高于相对稳定的5℃环境。温度骤变可能引起细胞膜透性改变和代谢活动加剧，导致更高的水分蒸发速率[22]。图1(d)显示，在冷链运输4天与7天后，不同工况下的失重率差异显著(P < 0.05)。例如，1℃恒温条件下的失重率为0.028，而冷链延迟条件下升至0.04，冷链中断后的失重率更是达到0.08。

Figure 1. Effects of different transportation conditions on the weight loss rate of Hass Avocado. (a) Constant temperature conditions at 1˚C and 5˚C; (b) A 24-hour delay before cold chain transportation. (c) Interruptions of the cold chain on the 3rd and 6th days; (d) Effects of constant temperature and abnormal cold chain conditions on the weight loss rate of avocado after 4/7 days of cold chain transportation

图1. 不同运输工况对哈斯鳄梨失重率的影响。(a) 1℃、5℃恒温条件；(b) 冷链前延迟24 h；(c) 第3、6天冷链中断；(d) 冷链运输4/7天后恒温及冷链异常对鳄梨失重率的影响

3.2. 冷链及冷链异常对哈斯鳄梨可溶性固形物含量的影响

在正常冷链运输条件下(图2(a))，鳄梨果实的可溶性固形物含量(TSS%)呈现下降趋势，5℃条件下的TSS%总体低于1℃条件。低温还延缓了呼吸跃变的发生，防止过早成熟和软化，保持果实硬度和口感。冷链异常工况(图2(b)，图2(c))，如冷链滞后和中断，导致果实的TSS%在运输4天后加速下降。相关研究也表明，冷链异常会加速了TSS%的降低[20]。从图2(d)的柱状图中可以看出，运输结束时，各冷链运输工况下的TSS%无明显差异，但在5℃冷链中断工况下，TSS%的降低尤为显著，与先前文献结果一致[21] [22]。

Figure 2. Effects of different transportation conditions on the normalized soluble solid content of Hass Avocado. (a) Constant temperature conditions at 1˚C and 5˚C; (b) A 24-hour delay before cold chain transportation; (c) Interruptions of the cold chain on the 3rd and 6th days; (d) Effects of constant temperature and abnormal cold chain conditions on the normalized soluble solid content of avocado after 7 days of cold chain transportation

图2. 不同运输工况对哈斯鳄梨归一化可溶性固形物含量的影响。(a) 1℃、5℃恒温条件；(b) 冷链前延迟24 h；(c) 第3、6天冷链中断；(d) 冷链运输7天后恒温及冷链异常对鳄梨归一化可溶性固形物含量的影响

3.3. 冷链及冷链异常对哈斯鳄梨抗坏血酸含量的影响

图3(a)显示，在1℃恒温冷链运输下，鳄梨果实的抗坏血酸含量明显高于5℃条件，并且在运输前期下降缓慢，直到后期才有显著下降。图3(b)，图3(c)展示了冷链滞后和中断对果实抗坏血酸含量的影响。在这两种异常工况下，抗坏血酸含量的下降速度显著加快。结合文献分析，可能是由于温度升高和波动增强了氧化酶活性，加速了抗坏血酸的氧化[23]。此外，温度波动还可能增加细胞膜透性，使更多氧气进入细胞，进一步促进氧化反应。从图3(d)可以看出，不同冷链工况对运输结束时的抗坏血酸含量有显著影响，特别是在冷链中断条件下，抗坏血酸损失最为严重。

Figure 3. Effects of different transportation conditions on the normalized ascorbic acid content of Hass Avocado. (a) Constant temperature conditions at 1˚C and 5˚C; (b) A 24-hour delay before cold chain transportation; (c) Interruptions of the cold chain on the 3rd and 6th days; (d) Effects of constant temperature and abnormal cold chain conditions on the normalized ascorbic acid content of avocado after 7 days of cold chain transportation

图3. 不同运输工况对哈斯鳄梨归一化抗坏血酸含量的影响。(a) 1℃、5℃恒温条件；(b) 冷链前延迟24 h；(c) 第3、6天冷链中断；(d) 冷链运输7天后恒温及冷链异常对鳄梨归一化抗坏血酸含量的影响

3.4. 冷链及冷链异常对哈斯鳄梨抗氧化能力的影响

抗氧化能力是评价鳄梨品质和构成的重要指标，鳄梨果实的抗氧化能力和抗坏血酸含量呈相同变化趋势。图4为FeSO₄标准曲线，由图可知，FeSO₄浓度在0.1~1.0 Mm/L范围内与其在593 nm处的吸光度呈良好线性关系，拟合度达0.99952。因此以593 nm处的吸光值换算成FeSO₄浓度是可行的，即样品最终的抗氧化能力以硫酸亚铁的当量浓度表示[24]。

Figure 4. Standard curve of ferrous sulfate

图4. 硫酸亚铁标准曲线

图5展示不同运输工况下贮藏温度对抗氧化能力影响。贮藏期增加，鳄梨果肉抗氧化能力降低，且温度越高越弱[23]。冷链延迟工况影响不明显，如1℃贮藏环境下，正常运输后归一化抗氧化能力0.73，冷链延迟后为0.70；冷链中断工况则显著影响，降至0.64，原因是暴露外界致水分流失、活性氧含量上升。冷链中断水分流失与ROS积累致抗氧化能力下降，还改变细胞膜结构等，激活呼吸作用与代谢过程产生更多ROS。总之，冷链中断显著降低抗氧化能力，冷链延迟影响相对较小，正常冷链则维持较高抗氧化水平。

Figure 5. Effects of different transportation conditions on the normalized antioxidant capacity of Hass Avocado. (a) Constant temperature conditions at 1˚C and 5˚C; (b) A 24-hour delay before cold chain transportation; (c) Interruptions of the cold chain on the 3rd and 6th days; (d) Effects of constant temperature and abnormal cold chain conditions on the normalized antioxidant capacity of avocado after 4/7 days of cold chain transportation

图5. 不同运输工况对哈斯鳄梨归一化抗氧化能力的影响。(a) 1℃、5C恒温条件；(b) 冷链前延迟24 h；(c) 第3、6天冷链中断；(d) 冷链运输4/7天后恒温及冷链异常对鳄梨归一化抗氧化能力的影响

3.5. 冷链及冷链异常对哈斯鳄梨干物质含量的影响

图6呈现不同贮藏温度对鳄梨果实干物质含量影响。无论何种运输工况，5℃贮藏时干物质含量高于1℃，贮藏运输7天其含量持续上升，因成熟度增加水分蒸发[23]。冷链中断对干物质含量影响显著，如5℃贮藏下，正常、冷链延迟、冷链中断运输后，归一化干物质含量分别为1.160、1.163、1.411，差异或因中断时高温增大蒸汽压差，加速水分蒸发。

Figure 6. Effects of different transportation conditions on the normalized dry matter content of Hass Avocado. (a) Constant temperature conditions at 1˚C and 5˚C; (b) A 24-hour delay before cold chain transportation; (c) Interruptions of the cold chain on the 3rd and 6th days; (d) Effects of constant temperature and abnormal cold chain conditions on the normalized dry matter content of avocado after 4/7 days of cold chain transportation

图6. 不同运输工况对哈斯鳄梨归一化干物质含量的影响。(a) 1℃、5℃恒温条件；(b) 冷链前延迟24 h；(c) 第3、6天冷链中断；(d) 冷链运输4/7天后恒温及冷链异常对鳄梨归一化干物质含量的影响

3.6. 冷链及冷链异常对哈斯鳄梨应力松弛特性的影响

本研究通过分析不同冷链运输条件下哈斯鳄梨果肉的应力松弛特性，并使用三元件Maxwell模型进行拟合，探讨了温度管理和冷链工况对果肉力学特性的影响，结果如图7，图8所示。图7展示了1℃和5℃贮藏温度下不同运输工况对哈斯鳄梨果肉应力松弛特性的影响。应力松弛特性是指在恒定应变条件下，材料内部应力随时间逐渐衰减的现象，反映了材料的黏弹性行为。通过三元件Maxwell模型对实验数据进行拟合，可以得到无量纲平衡模量、阻尼体粘滞系数和主松弛时间等关键参数。图8为不同运输工况下第七天的无量纲平衡模量、阻尼体粘滞系数和主松弛时间的柱状图。从图中可以看出，冷链中断对运输结束后的三种力学特性参数均有显著影响，尤其对主松弛时间的影响最为明显。主松弛时间反映了果肉从受力到恢复原状所需的时间，是衡量果肉软化速度的重要指标。在1℃恒温运输7天后，主松弛时间为4.48分钟；经历冷链滞后异常工况后，主松弛时间缩短至3.98分钟；而经历冷链断链工况后，主松弛时间进一步减小为2.27分钟。这表明冷链异常工况会加速鳄梨果肉的软化速度，其中冷链断链对软化速度的影响最大。

冷链中断引起的温度波动和环境变化是导致果肉力学特性改变的主要原因。具体来说：冷链中断期间，温度升高会加速果肉内部的代谢活动，如呼吸作用和酶促反应，这些过程会导致细胞壁降解和果胶物质的溶解，从而加速果肉的软化进程。高温和蒸汽压差增大促进了水分的蒸发，导致果肉失水，进而改变了其力学特性。虽然失水会使干物质含量增加，但同时也削弱了细胞间的连接，使得果肉更容易变形和软化。温度波动可能引发氧化应激反应，产生更多的活性氧(ROS)，这些自由基会损害细胞结构，特别是细胞壁和膜系统，从而降低果肉的硬度和弹性。

Figure 7. Effects of different transportation conditions on the dimensionless relaxation modulus of Hass Avocado under 1˚C/5˚C. (a) Constant temperature condition at 1˚C; (b) A 24-hour delay before cold chain transportation at 1˚C; (c) Interruptions of the cold chain on the 3rd and 6th days at 1˚C; (d) Constant temperature condition at 5˚C; (e) A 24-hour delay before cold chain transportation at 5˚C; (f) Interruptions of the cold chain on the 3rd and 6th days at 5˚C

图7. 1℃/5℃下不同运输工况对哈斯鳄梨无量纲松弛模量的影响。(a) 1℃恒温条件；(b) 1℃冷链前延迟24 h；(c) 1℃第3、6天冷链中断；(d) 5℃恒温条件；(e) 5℃冷链前延迟24 h；(f) 5℃第3、6天冷链中断

Figure 8. Effects of constant temperature and abnormal cold chain conditions on Avocado after 7 Days of cold chain transportation. (a) Dimensionless elastic modulus; (b) Viscosity coefficient; (c) Main relaxation time

图8. 冷链运输7天后恒温及冷链异常对鳄梨无量纲弹性模量。(b) 粘滞系数；(c) 主松弛时间的影响

综上所述，冷链运输条件，尤其是温度管理和冷链连续性，对哈斯鳄梨果肉的力学特性有着重要影响。正常冷链条件下，较低的贮藏温度(1℃)有助于维持较高的果肉硬度和较长的主松弛时间；而冷链中断则会显著加速果肉的软化速度，其中冷链断链对软化速度的影响最大。这一结论与前面理化指标的结果相一致，进一步证实了冷链异常工况对鳄梨品质的负面影响。

3.7. 冷链及冷链异常对哈斯鳄梨应力–应变特性的影响

鳄梨弹性模量是评估其品质与成熟度的关键指标，反映果肉受力变形能力及硬度、弹性变化。本研究借分析不同冷链运输下哈斯鳄梨果肉应力/应变曲线，依后半段斜率拟合计算弹性模量，探究温度管理与冷链工况影响，结果见图9、图10。图9呈现1℃与5℃贮藏环境不同冷链运输工况后的应力/应变曲线，后半段斜率可精准表征弹性模量与品质状态，故以此计算。图10显示冷链异常显著影响弹性模量，冷链断链尤甚。如5℃贮藏下，正常运输7天弹性模量0.0036 MPa，冷链滞后降为0.0034 MPa，冷链断链则骤降至0.0017 MPa，果肉显著软化。且5℃环境果肉软化速度快于1℃，表明高温使果肉弹性快速减小。温度波动与环境变化是弹性模量显著降低主因。

Figure 9. Stress-strain curves of Hass Avocado under different transportation conditions at 1˚C/5˚C. (a) Constant temperature condition at 1˚C; (b) A 24-hour delay before cold chain transportation at 1˚C; (c) Interruptions of the cold chain on the 3rd and 6th days at 1˚C; (d) Constant temperature condition at 5˚C; (e) A 24-hour delay before cold chain transportation at 5˚C; (f) Interruptions of the cold chain on the 3rd and 6th days at 5˚C

图9. 1℃/5℃下不同运输工况的哈斯鳄梨应力–应变曲线。(a) 1℃恒温条件；(b) 1℃冷链前延迟24 h；(c) 1℃第3、6天冷链中断；(d) 5℃恒温条件；(e) 5℃冷链前延迟24 h。(f) 5℃第3、6天冷链中断

Figure 10. Effects of constant temperature and abnormal cold chain conditions on the elastic modulus of Avocado after 7 days of cold chain transportation

图10. 冷链运输7天后恒温及冷链异常对鳄梨弹性模量的影响

综上所述，冷链运输条件，尤其是温度管理和冷链连续性，对哈斯鳄梨果肉的弹性模量有着重要影响。正常冷链条件下，较低的贮藏温度(1℃)有助于维持较高的果肉弹性模量；而冷链异常，特别是冷链断链，会显著降低弹性模量，导致果肉快速软化。这一结论与前面理化指标的结果相一致，进一步证实了冷链异常工况对鳄梨品质的负面影响。特别是在5℃贮藏环境下，果肉的软化速度明显快于1℃环境，这可能是由于温度升高导致细胞器降解速度加快所致。

4. 基于力学特性的哈斯鳄梨货架期预测模型的建立

货架期(Shelf Life)是衡量食品品质和安全性的重要指标，本研究基于力学特性，提出了适用于波动温度条件下的货架期预测模型。该模型通过主松弛时间、平衡弹性模量和阻尼体粘滞系数等力学特性参数，预测不同冷链工况下鳄梨的剩余货架期。力学特性作为果蔬等食品材料的品质特征之一，也是贮藏时间和温度的函数。因此，可以应用反应动力学理论来构建力学特性变化的动力学模型，实现货架期预测。在构建食品品质的反应动力学模型时，常采用0级或1级动力学模型，见式(1)和式(2)。一般来讲，若特征指标与贮藏时间存在线性关系，则符合0级反应模型；若特征指标的对数与贮藏时间存在线性关系，则符合1级反应模型。

0级反应模型：$C=C_0-kt$ (1)

1级反应模型：$C=C_0{\text{e}}^{-kt}$ (2)

其中，t为贮藏时间(d)；C为贮藏时间t时的某特征指标值；C₀为某特征指标初始测定值；k为品质衰变速率。

通过感官评定确定鳄梨在不同贮藏温度下的货架期终点时间，并将上述数据采用Origin Pro 8.0进行线性和非线性拟合分别得到所测参数0级和1级反应速率常数及其决定系数，结果见表1。

食品品质指标的衰变速率k与贮藏温度T之间的关系符合Arrhenius方程[18]：

$k=k_0\exp \left(-\frac{E_a}{RT}\right)$ (3)

将式(3)两边取对数，可得：

$\ln k=\ln k_0-\frac{E_a}{RT}$ (4)

其中，lnk₀为指前因子；E_a为活化能，J/mol；R为气体常数，8.314J/(mol∙K)；T为贮藏温度，K。

Table 1. Zero-order and first-order kinetic regression rate constants k and goodness of fit R²

表1. 零级和一级动力学回归速率常数k及拟合度R²

指标	温度(℃)	0级		ΣR^2	1级		ΣR^2
		衰变速率，k	拟合度(R^2)		衰变速率，k	拟合度(R^2)
松弛时间	5	0.0129	0.9629		0.016	0.9714
	8	0.0206	0.9444		0.025	0.9604
	25	0.0604	0.9836		0.071	0.9924
				2.8909			2.9242
平衡弹性 模量	5	0.0194	0.8751		0.028	0.8026
	8	0.0262	0.9494		0.033	0.9515
	25	0.0648	0.897		0.077	0.9067
				2.7215			2.6608
阻尼体 粘滞系数	5	0.0065	0.8319		0.007	0.8371
	8	0.0211	0.9435		0.026	0.9525
	25	0.0608	0.9937		0.072	0.9989
				2.7691			2.7885

根据式(4)中的变化速率k取对数lnk，并与其对应的1/T进行线性拟合，可以得到品质变化的E_a和lnk₀，见表2。将1级动力学反应模型与Arrhenius方程相结合，可得到以温度T和品质因子C为变量的货架期预测模型[20]：

$SL=\frac{\ln \left|\left(C/C_0\right)\right|}{\ln k_0\times \exp \left(-\frac{E_a}{RT}\right)}$ (5)

式中，SL(Shelf Life)为货架期，d；C₀为品质参数初始值；C为实时品质参数；lnk₀为指前因子，相当于活化能为0时的反应速率；E_a为活化能，J/mol；R为气体常数，8.314J/(mol∙K)；T为绝对温度，K。

Table 2. Activation energy Ea and pre-exponential factor lnk₀ for the first-order change of quality parameters

表2. 品质参数一级变化的活化能Ea和指前因子lnk₀

	松弛时间	平衡弹性模量	阻尼体粘滞系数
指前因子lnk0	2.279 × 10^7	9.664 × 10^4	5.350 × 10^10
活化能Ea	4.848 × 10^4	3.479 × 10^4	6.751 × 10^4
拟合度R^2	0.978	1	0.913

根据式(5)的参数，分别建立哈斯鳄梨的弹性模量、主松弛时间、平衡弹性模量和阻尼体粘滞系数的货架期预测模型，可求出货架期寿命终端的时间及经过一系列温度历程产品的品质，也可求得产品品质变化到某一定值的贮藏时间。

主松弛时间货架期预测模型：

$\text{SL}=\frac{\ln \left|\left(C/C_0\right)\right|}{2.279\times {10}^7\times \exp \left(-\frac{4.848\times {10}^4}{RT}\right)}$ (6)

平衡弹性模量货架期预测模型：

$\text{SL}=\frac{\ln \left|\left(C/C_0\right)\right|}{9.666\times {10}^4\times \exp \left(-\frac{3.479\times {10}^4}{RT}\right)}$ (7)

阻尼体粘滞系数货架期预测模型；

$\text{SL}=\frac{\ln \left|\left(C/C_0\right)\right|}{5.350\times {10}^{10}\times \exp \left(-\frac{6.751\times {10}^4}{RT}\right)}$ (8)

食品在流通过程中，由时间和温度经历引起的腐败变质和品质降低是累积的且不可逆的[25]。因此，在不同温度条件下，食品的货架期会逐渐减少，且这种减少是累积性的。波动温度条件下的货架期预测模型，可设鳄梨在某温度$T_i$ 条件下，的货架期为${\Phi }_i$ ，在此温度条件下的贮藏时间为$t_i$ ，那么在下一个贮藏温度$T_j$ 条件下的剩余货架期${\Phi }_R$ 可表示为[26]：

${\Phi }_R={\Phi }_j\times \left(1-\frac{\sum t_i}{{\Phi }_i}\right)$ (4)

将式(1)带入式(4)变形后，可得本实验墨西哥哈斯鳄梨的波动条件下货架期预测模型：

${\varphi }_R=\frac{\ln \left|C/C_0\right|}{2.279\times {10}^7\times \exp \left(-\frac{4.848\times {10}^4}{R{T}_j}\right)}\times \left[1-\sum \frac{t_i}{\frac{\ln \left|C/C_0\right|}{2.279\times {10}^7\times \exp \left(-\frac{4.848\times {10}^4}{R{T}_i}\right)}}\right]$ (5)

为验证式5的预测效果和准确度，将墨西哥哈斯鳄梨模拟冷链异常工况数据代入，可得，在1℃冷链滞后条件下，实测值为7 d，模型预测值为8.02 d；5℃冷链滞后条件下，实测值为7 d，预测值7.75 d，预测情况良好。

为了验证上述预测模型的效果和准确度，我们将墨西哥哈斯鳄梨模拟冷链异常工况的数据代入模型进行预测。具体结果如下：1℃冷链滞后条件下：实测值为7天，模型预测值为8.02天。5℃冷链滞后条件下：实测值为7天，预测值为7.75天。从上述结果可以看出，模型预测值与实测值较为接近，表明该模型能够较好地预测鳄梨在波动温度条件下的货架期。这进一步验证了模型的有效性和准确性。

5. 结论

本研究对不同冷链工况下哈斯鳄梨品质及货架期预测模型进行了探究。结果表明，冷链工况显著影响鳄梨品质。贮藏中，1℃时失重率上升慢于5℃，冷链延迟加快早期失重，中断使失重率更高，与温度影响水分蒸发有关。正常冷链下可溶性固形物含量下降，5℃低于1℃，冷链异常加速其下降，5℃中断时尤甚。1℃恒温下抗坏血酸含量前期降速慢，冷链异常因温度因素加快其下降。抗氧化能力随贮藏期延长而降低，冷链中断影响显著。5℃时干物质含量高于1℃且持续上升，中断加速该过程。应力松弛特性中，冷链中断加速主松弛时间缩短，应力–应变特性方面，5℃下冷链断链使弹性模量骤降，果肉软化加快，均表明冷链异常加速果肉软化，断链影响最大。

基于力学特性建立的波动温度货架期预测模型，经1℃和5℃冷链滞后工况验证，预测值与实测值接近，准确度较高。可见，冷链运输对鳄梨品质影响大，异常加速品质下降，而该模型可为冷链物流及保鲜提供支撑，利于优化条件、延长货架期、提升鳄梨价值，对鳄梨产业及生鲜果蔬采后管理有重要意义。