科學(xué)的食品保質(zhì)期試驗方法

摘要：利用化學(xué)動力學(xué)的原理，改變儲存環(huán)境來縮短食品儲存期，從而在短時間內(nèi)可得到長壽食品的儲存期，以及應(yīng)用于食品穩(wěn)定性的測試，確保食品的商業(yè)儲存期，即食品保質(zhì)期。

Abstract: using the principle of chemical kinetics, change the storage conditions to shorten the shelf life of food, ａnd in a short time can get the shelf life of long life foods at normal condition, ａnd apply in stability test for food, to insure the commercial shelf life of foods.

保質(zhì)期試驗專用設(shè)備-采用東莞百航儀器廠生產(chǎn)的國內(nèi)先進的保質(zhì)期試驗箱，通過模擬市場銷售環(huán)境和儲存環(huán)境等進行加速試驗（也就是破壞性實驗），來檢測產(chǎn)品的保質(zhì)期。

A．基本原理

    食品儲存期加速測試的原理就是利用化學(xué)動力學(xué)來量化外來因素如溫度、濕度、氣壓和光照等對變質(zhì)反應(yīng)的影響力。通過控制食品處于一個或多個外在因素高于正常水平的環(huán)境中，變質(zhì)的速度將加快或加速，在短于正常時間內(nèi)就可判定產(chǎn)品是否變質(zhì)。因為影響變質(zhì)的外在因素是可以量化的，而加速的程度也可以計算得到，因此可以推算到產(chǎn)品在正常儲存條件下實際的儲存期。目前國內(nèi)先進的設(shè)備有百航牌保質(zhì)期試驗箱。

由于許多包裝食品通常可以儲存超過一年，評價對儲存期產(chǎn)生影響的外在因素，如產(chǎn)品本身配料的改變（采用新的抗氧化劑或增稠劑），加工過程的改變（采用不同消毒時間或溫度），或包裝材料的改變（采用新的聚合體薄膜），都會希望儲存期盡可能持續(xù)到產(chǎn)品所要求的時間（商業(yè)儲存期）。但許多公司都等不起這么長的時間來知道這些新產(chǎn)品/新加工過程/新包裝材料能否提供足夠的儲存期，因為會影響到其他決定（如新工廠的合同，采購新設(shè)備，或者安排供應(yīng)新包裝材料等都有時間限制）。因此需要有一些方法來加快產(chǎn)品儲存期的測試，食品儲存期加速測試（ASLT）因此產(chǎn)生了。制藥工業(yè)早就廣泛應(yīng)用類似的方法來進行儲存期及藥效測試。

在給定的條件下，產(chǎn)品質(zhì)量的衰退與時間成反比例。溫差為10°C的兩個任意溫度下的儲存期的比率Q₁₀=溫度為T時的儲存期 / 溫度為（T+10°C）時的儲存期，對儲存期有極大的影響：

* 假設(shè)50°C時的儲存期為2周。

通常來說，罐頭食品的Q₁₀為1.1~4，脫水產(chǎn)品為1.5~10；冷凍產(chǎn)品為3~40。

若為新產(chǎn)品則要進行多次試驗確定Q_10。

B．食品儲存期加速測試（ASLT）步驟

    可采用以下步驟來設(shè)定食物產(chǎn)品的儲存期：

a.測定產(chǎn)品的微生物安全及質(zhì)量指標(biāo)；即理化測試。

b.      選擇關(guān)鍵的變質(zhì)反應(yīng)，哪些會引致產(chǎn)品品質(zhì)衰退，而這些品質(zhì)衰退是消費者所不能夠接受的，并決定哪些測試必須在產(chǎn)品試驗過程中進行（感官上或儀器上的）；

c.選擇使用的包裝材料：測試一系列的包裝材料，這樣可以選擇出一個最為劃算的材料（即經(jīng)濟又滿足一定的儲存期）。

d.      選擇哪些將作用于加速反應(yīng)的外在因素，見下表所建議溫度，必須選擇最少2個。

e.使用坐標(biāo)曲線，記錄在測試溫度下，產(chǎn)品的儲存有多久。如果未知Q₁₀值，則必須進行全面的ASLT測試。百航牌保質(zhì)期試驗箱配備專用分析圖表。

                   M

                  時間

                 （月）

                            T 溫度°C

f. 確定測試的次數(shù)

f₂=f₁ Q₁₀^∆/10

f_1：在較高測試溫度T1下的測試時間（天，周）

f_2：在較低測試溫度T2下的測試時間（天，周）

∆：T1與T2的溫度差

因為如果一個產(chǎn)品在40°C測試一個月，則30°C，Q₁₀=3，產(chǎn)品需最少測試

f₂=1x3^（10/10）=3個月。

如Q₁₀未知，最好進行多次測試，最少需要有6個資料點來將誤差最小化，否則得到的儲存期可信度就會貶低。

g.      計算各個測試條件下，儲存的樣品的數(shù)量。

h.      開始ASLT，把得到的資料畫在坐標(biāo)圖上，可根據(jù)需要增加或減少取樣的次數(shù)。

i.  從各個測試儲存條件，評估K值或儲存期并適當(dāng)建立儲存期圖形，據(jù)此估算出正常條件下的儲存期。

C．實際應(yīng)用例子

以產(chǎn)品脫水湯料為例，選擇兩個儲存條件：30°C/75%相對濕度和37°C/75%相對濕度。

-  感官測試方法按照國際標(biāo)準方法ISO3972。

-  恒溫恒濕裝置：可采用百航產(chǎn)的BH-188型保質(zhì)期試驗箱，調(diào)整到所需的溫濕度；或?qū)⒉ＡЦ稍锩髢?nèi)干燥劑取出，放入氯化鈉飽和溶液，再將它放到溫度分別為30°C和37°C和保質(zhì)期試驗箱內(nèi)。

-          無色、無味的飲用水。

-          電爐或煤氣爐。

-          要求測試者回答的問卷。

-          獨立、隔音的測試區(qū)域，白色熒光燈。

-          標(biāo)準樣（湯料產(chǎn)品，調(diào)料產(chǎn)品….）

-          盤子、玻璃杯、湯匙。

    將樣品放入保質(zhì)期試驗箱內(nèi)，每隔1.5~3個月評價一次（時間間隔根據(jù)產(chǎn)品的種類和儲存條件不同而定），并與標(biāo)準樣相比較。

評價結(jié)果按以下評分：

5,- 產(chǎn)品的所有特征與標(biāo)準樣完全一致

4,5 產(chǎn)品可以接受，但與標(biāo)準樣相比較則有輕微差別

4,- 產(chǎn)品可以接受，但與標(biāo)準樣相比較則有些差別

3,5 產(chǎn)品可以接受，但與標(biāo)準樣相比較則有明顯差別

3,- 產(chǎn)品既不能接受，也不能說不能接受

2,5 產(chǎn)品稍微有點不能接受

2,- 產(chǎn)品有點不能接受

1,5 產(chǎn)品很明顯地不能接受

1,- 產(chǎn)品完全不能接受

將得到的結(jié)果進行平均。

分數(shù)3是可以接受的臨界點，如果達到了這個分數(shù)就說明產(chǎn)品已到了儲存期限了。

作為一個通用的標(biāo)準，如果脫水產(chǎn)品（湯料，調(diào)料）分別在保持37°C/75%相對濕度和30°C/75%相對濕度的條件下儲存3和12個月，仍可得到不低于3的分數(shù)，則此產(chǎn)品可被認為是合格的。

根據(jù)原理，脫水湯料產(chǎn)品可以根據(jù)以下ASLT資料所組成的坐標(biāo)圖來估算出標(biāo)準儲存條件下的儲存期：

標(biāo)準儲存溫度StdT（°C）     標(biāo)準儲存期Log（Std SL）

D. 穩(wěn)定性測試

同樣，還可以利用這個方法對產(chǎn)品進行穩(wěn)定性測試，以確保產(chǎn)品的商業(yè)儲存期，

所用方法和儀器與以上相同，只是畫的坐標(biāo)圖不同而已。用雞粉為例，作出詳細的檢驗，評估，分析，結(jié)論是此產(chǎn)品的商業(yè)儲存期設(shè)為24個月是可以保證的。

采用國內(nèi)先進的百航牌保質(zhì)期試驗箱還配有專用的PH值及電導(dǎo)率，感官等多功能分析軟件。

（見文件“產(chǎn)品穩(wěn)定性測試”）

[1]  Gordon L. Robertson Food Packaging Principles ａnd Practice 1993.

[2]  Labuza, T.P. Shelf-life Dating of Foods. Food ａnd Nutrition Press Inc., Westport, Connecticut, 1982.