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食品保質(zhì)期主要影響因素與預(yù)測(cè)模型——食品保質(zhì)期與包裝阻隔性關(guān)系系列之一

欄目：技術(shù)文獻(xiàn)

發(fā)布時(shí)間：2024-06-27
1、食品保質(zhì)期定義及主要影響因素
       國(guó)標(biāo)預(yù)包裝食品標(biāo)簽通則（GB 7718-2011）定義：食品保質(zhì)期是指預(yù)包裝食品在標(biāo)簽指明的貯存條件下，保持品質(zhì)的期限。是生產(chǎn)者經(jīng)過(guò)科學(xué)驗(yàn)證后確定并通過(guò)標(biāo)簽、標(biāo)示等方式提供給消費(fèi)者的最佳食用期限, 是消費(fèi)者選購(gòu)食品的一個(gè)重要衡量指標(biāo)。保質(zhì)期在國(guó)外一般稱(chēng)為貨架期或貨架壽命。
      描述預(yù)包裝食品是否安全的還有保存期，也稱(chēng)有效期。保質(zhì)期是最佳食用期，保存期是推薦的最后食用日期，二者容易混淆，但GB 7718-2011標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)取消了GB 7718-2004 中"保存期"的概念。所以，從法律意思上講，是否超過(guò)保質(zhì)期，是判斷食品危害責(zé)任的主要依據(jù)。

     食品保質(zhì)期取決于食品的性質(zhì)、包裝與儲(chǔ)藏環(huán)境。影響食品保質(zhì)期的主要因素如下圖所示：


2、 食品品質(zhì)變化主要因素


2.1 食品變質(zhì)的主要因素
       食品變質(zhì)會(huì)造成感官接受性、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和食用安全性的降低，保質(zhì)期實(shí)質(zhì)就是食品品質(zhì)達(dá)到變質(zhì)臨界值的儲(chǔ)藏時(shí)間，所以保質(zhì)期是通過(guò)研究食品的變質(zhì)來(lái)確定的。一般從感官、物理、化學(xué)和微生物四個(gè)方面來(lái)進(jìn)行食品腐敗變質(zhì)的鑒定。判斷食品變質(zhì)的主要因素：
a、感觀因素：食品質(zhì)構(gòu)、味道、氣味等感觀指標(biāo)達(dá)到臨界值，如有不被接受的異味；
b、物理因素：色澤、風(fēng)味和質(zhì)地結(jié)構(gòu)的下降。如餅干受潮變軟，罐裝或脫水蔬菜葉綠素和質(zhì)構(gòu)的損失以及海產(chǎn)食品肉質(zhì)發(fā)硬等；
濕汽是影響食品保質(zhì)期的主要物理因素，如脆性食品吸濕受潮、含水食品失水變質(zhì)等，一般可通過(guò)實(shí)驗(yàn)或通過(guò)食品的等溫吸濕曲線(xiàn)及包裝的水汽透過(guò)率來(lái)計(jì)算產(chǎn)品的保質(zhì)期；
c、化學(xué)因素：化學(xué)和酶的活動(dòng)引起蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂類(lèi)物質(zhì)發(fā)生的一系列的反應(yīng)。如油脂氧化哈敗，維生素C和一些B族維生素對(duì)熱不穩(wěn)定、氧化等；
d、生物因素：微生物的增長(zhǎng)使食品腐敗變質(zhì)。如肉類(lèi)的腐敗，谷物的霉菌生長(zhǎng)等。

  
2.2食品品質(zhì)變化模式
       多數(shù)食品的品質(zhì)變化可以用期望的、可量化的品質(zhì)指標(biāo)A (如營(yíng)養(yǎng)素或特征風(fēng)味)的損失，或不期望的品質(zhì)指標(biāo)B (異味或褪色)的變化模式來(lái)表示。
 ； 

式中：k和k’為反應(yīng)速率常數(shù)；n和n’為反應(yīng)級(jí)數(shù)。
       在食品貨架壽命加速試驗(yàn)或預(yù)測(cè)時(shí)，對(duì)于以化學(xué)反應(yīng)為主的品質(zhì)變化，如貯存、加熱等過(guò)程，常用Arrhenius模型，或WLF（Williams—Landel—Ferry)方程（當(dāng)食品接近玻璃化狀態(tài)時(shí)符合）來(lái)預(yù)測(cè)品質(zhì)變化規(guī)律?；谑称菲焚|(zhì)變化的反應(yīng)速度常數(shù)k與溫度的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)理論進(jìn)行預(yù)測(cè)，或通過(guò)高溫下的加速試驗(yàn)推出常溫下的食品保質(zhì)期（貨架壽命）。該預(yù)測(cè)模型與包裝阻隔性密切相關(guān)。
對(duì)于殺菌等操作即以微生物改變?yōu)橹鞯倪^(guò)程，常用TDT模型。TDT模型法又叫熱力致死時(shí)間方法或者Z值模型法。
該模型有二個(gè)重要的參數(shù)，其中之一為D值，即微生物減少十倍的時(shí)間，也就是在一定環(huán)境和一定溫度下殺死90%微生物所需的時(shí)間, 值越大，則該菌的耐熱性越強(qiáng)。
       另一個(gè)參數(shù)為引起 值變化10倍所需改變的溫度(℃)，即Z值，Z值越大，因溫度上升而獲得的殺菌效果增長(zhǎng)率就越小。D值和Z值是食品工業(yè)制訂高溫滅菌工藝的非常重要的參數(shù)，與包裝的密封性密切相關(guān)。因?yàn)榘b上大于4微米的破損就會(huì)造成微生物的侵蝕。
綜上所述，食品的保質(zhì)期可以通過(guò)加速試驗(yàn)快速準(zhǔn)確的得到，也可以通過(guò)預(yù)測(cè)模型與經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行理論預(yù)測(cè)。二種方法均與包裝阻隔性與密封性密切相關(guān)。所以，確定包裝食品的貨架壽命主要通過(guò)理論預(yù)測(cè)食品品質(zhì)達(dá)到臨界值時(shí)的時(shí)間，但同時(shí)也離不開(kāi)對(duì)包裝透氧、透水汽與密封性的精確測(cè)試。

3、包裝阻隔性對(duì)食品品質(zhì)的影響
       包裝阻隔性也是決定食品保質(zhì)期的主要因素。
       所有包裝材料與容器都有可能透過(guò)氣體和水汽。對(duì)高分子材料來(lái)說(shuō)，由于材料中存在空穴與分子鏈間的間隙，化學(xué)物在濃度差與壓差驅(qū)動(dòng)下擴(kuò)散；包裝封口處狹縫泄漏、鋁泊復(fù)合包裝中針孔與裂縫存在阻隔性風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)金屬與玻璃包裝來(lái)說(shuō)，雖然材料本身不存在阻隔性問(wèn)題，但卷邊密封處、玻璃包裝瓶口處微裂紋等也會(huì)存在泄漏。所以，檢測(cè)包裝材料與包裝整體阻隔性具有十分重要的意義。
包裝阻隔性主要有氣體透過(guò)率與水汽透過(guò)率二個(gè)主要指標(biāo)，以及包裝整體密封性。按檢測(cè)原理可分為庫(kù)侖電量法（基于濃度差擴(kuò)散原理測(cè)氧氣透過(guò)率）、壓差法（基于壓力差擴(kuò)散測(cè)氣體透過(guò)率）、紅外法（基于水汽對(duì)紅外光吸收原理測(cè)水汽透過(guò)率）、電解法（基于五氧化二磷吸濕產(chǎn)生電流原理測(cè)水汽透過(guò)率）、重量法（基于稱(chēng)量透過(guò)薄膜的水汽重量增減的原理測(cè)水汽透過(guò)率）。廣州標(biāo)際具有全系列包材阻隔性與密封性檢測(cè)設(shè)備，可根據(jù)不同用途、不同精度要求與價(jià)格選擇合適的產(chǎn)品。系列產(chǎn)品詳情與技術(shù)詳見(jiàn)公司官網(wǎng)。廣州標(biāo)際還具有阻隔性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)生產(chǎn)資質(zhì)，可隨時(shí)高精度標(biāo)定。產(chǎn)品質(zhì)量可靠、精度高、深受用戶(hù)歡迎，中國(guó)質(zhì)檢、藥檢均為公司用戶(hù)。是確定食品藥品保質(zhì)期不可或缺的檢測(cè)設(shè)備。


4、 儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境對(duì)食品品質(zhì)的影響
       影響藥食品保質(zhì)期的另一個(gè)重要因素是食品的儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境。
       儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中食品會(huì)遭受高溫、低溫、高濕、低氣壓及物理?yè)p傷（不良操作、超載、堆垛安排不當(dāng)?shù)龋?。食品包裝會(huì)由此引起受潮、氧化、泄漏、針孔、內(nèi)裝物破碎等情況，大大縮短有效期。如在北方銷(xiāo)售良好的餅干、巧克力類(lèi)食品，如果包裝對(duì)濕汽的阻隔性不夠，就會(huì)產(chǎn)生受潮結(jié)塊、變形等變化，嚴(yán)重影響口感。在冷庫(kù)或潮濕的地方儲(chǔ)運(yùn)的產(chǎn)品，如果采用尼龍等受潮后透氧率大增的包材，則內(nèi)裝物在保質(zhì)期內(nèi)就可能氧化變質(zhì)。所以，必須在設(shè)計(jì)時(shí)保證包裝有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，及具有抵抗沖擊、振動(dòng)、高低溫、高濕、低氣壓等極限條件的能力。特別是通過(guò)檢測(cè)，選擇滿(mǎn)足對(duì)儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境溫、濕度條件下的包裝阻隔性要求的材料，對(duì)保證食品保質(zhì)期內(nèi)食品安全具有決定性的作用。



       只有對(duì)食品特性、包裝性能與儲(chǔ)運(yùn)條件的充分了解，才能準(zhǔn)確預(yù)估食品保質(zhì)期并設(shè)計(jì)好一個(gè)最合理的藥品食品包裝。所以，合適的包裝檢測(cè)設(shè)備對(duì)食品包材與食品生產(chǎn)企業(yè)均是必不可少的。




參考文獻(xiàn)：The stability and shelf-life of food, CRC press, 2000