上海
近日，西北农林科技大学机械与电子工程学院研究人员在国际食品TOP期刊《Food Packaging and Shelf Life》（IF：10.8）发表了题为“Analysis of protective ability of pomelo peel against impact damage to apple for cushioning packaging design"的研究性论文。在该论文中，研究人员利用质构仪用于测定柚子皮的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量。
高性能缓冲结构的设计对避免苹果在仓储、搬运及运输过程中发生机械损伤至关重要。本文采用冲击试验、微观形貌观测与离散元法，探究柚子皮对苹果抗损伤性能的防护效果。试验结果表明：相较于沙田柚皮，红蜜柚皮厚度更薄，且抗形变能力与之相当，更适合作为包装缓冲材料。红蜜柚中果皮虽厚度更小，却具备清晰的网状多孔骨架结构；该微观结构使其可承受更大冲击力（116.53 N），弹性模量达 1.10 MPa。这说明缓冲防护性能由组织微观构型决定，而非果肉 / 果皮整体厚度。基于柚子中果皮细胞结构与胞间孔隙尺寸特征，本文构建了生物基抗损伤结构预测模型。结果显示该数学预测模型拟合度良好（决定系数R2=0.9003），柚子皮抗冲击响应预测时间为 0.1766 ms。影响模型结构单元抗损伤性能的因素主次排序为：加载速度 (V)＞孔隙率 (P)＞单元尺寸 (S)。柚子皮可为生鲜农产品缓冲防护包装提供天然仿生结构设计思路。
如图 A 所示，本研究对比柚子皮与泡沫网套两种防护材料的断裂应力（σᵧ）、断裂应变（εᵧ）及弹性模量（E）三项力学性能指标。红蜜柚皮的断裂应力σᵧ为 0.27 MPa，断裂应变εᵧ为 0.25，弹性模量 E 为 1.10 MPa；反观泡沫网套，其断裂应力 σᵧ为 0.28 MPa，断裂应变 εᵧ为 0.50，弹性模量 E 仅 0.57 MPa。两种材料的断裂应力数值相近，但柚子皮弹性模量显著更高，说明其刚性更强，抵抗应力变形的能力更优异。泡沫网套断裂应变更大，但其弹性模量偏低，代表材料质地更柔软，刚性与承载支撑性能弱于柚子皮。上述结果证实柚子皮具备突出力学性能优势，可作为仿生基材，用于研发可持续、可生物降解新型包装材料，提升生鲜易腐农产品的防护效果。
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