澳洲堅(jiān)果應(yīng)用ASLT 法預(yù)測(cè)食品保質(zhì)期

陳震東

（中山洪力健康食品產(chǎn)業(yè)研究院有限公司，廣東中山 528400）

澳洲堅(jiān)果，又名夏威夷果、澳洲胡桃、昆士蘭栗等，是原產(chǎn)于澳大利亞昆士蘭東南部地區(qū)的樹生堅(jiān)果，屬于山龍眼科，因具有豐富的營(yíng)養(yǎng)和獨(dú)特的口感，素有“干果皇后”之稱。澳洲堅(jiān)果生長(zhǎng)于亞熱帶，其主要產(chǎn)區(qū)集中在南北回歸線附近，其中60%左右產(chǎn)量分布于南回歸線。目前，全球有20 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)種植和加工澳洲堅(jiān)果，包括澳大利亞、南非、肯尼亞、中國(guó)和美國(guó)等。

1940年，原嶺南大學(xué)引入少量實(shí)生苗和種子進(jìn)行種植；20 世紀(jì)80年代，我國(guó)先后引進(jìn)多個(gè)商業(yè)性品種，由中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所（即南亞熱作所）進(jìn)行試種和繁殖；20 世紀(jì)90年代，澳洲堅(jiān)果開始在云南省、廣西、廣東省等地進(jìn)行商業(yè)化種植；直至2009年，國(guó)內(nèi)才開始大規(guī)模推廣種植澳洲堅(jiān)果[1]。經(jīng)過10年的推廣種植，2019年澳洲堅(jiān)果全球產(chǎn)量中，中國(guó)排名第4。中國(guó)澳洲堅(jiān)果的產(chǎn)量在未來幾年將會(huì)有跳躍式增長(zhǎng)，同時(shí)澳洲堅(jiān)果的種植和加工也逐漸成為某些貧困地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，成為東部地區(qū)對(duì)口幫扶西部地區(qū)的扶貧項(xiàng)目之一。

澳洲堅(jiān)果作為“干果皇后”，含有豐富的植物脂肪，其含量可達(dá)到60%～78%，且總脂肪酸中不飽和脂肪酸占80%以上，含量最高的油酸和棕櫚油酸均為單不飽和脂肪酸[2]。豐富的不飽和脂肪酸使其具有一定的預(yù)防心血管疾病、抗炎、防止皮膚氧化損傷等作用，但也為澳洲堅(jiān)果的貯藏帶來挑戰(zhàn)[3-4]。澳洲堅(jiān)果極易發(fā)生氧化變質(zhì)，出現(xiàn)“油哈”等不良滋味，繼而酸價(jià)和過氧化值超標(biāo)，因此確定澳洲堅(jiān)果的食品保質(zhì)期十分必要。

1 澳洲堅(jiān)果應(yīng)用ASLT 法預(yù)測(cè)食品保質(zhì)期

1.1 澳洲堅(jiān)果保質(zhì)期的影響因素

影響澳洲堅(jiān)果保質(zhì)期的因素包括堅(jiān)果含水量、相對(duì)濕度、儲(chǔ)存溫度、氧濃度、光照、包裝材料、脂肪酸組成和品種等。堅(jiān)果高水分含量或相對(duì)濕度較高均為微生物尤其是霉菌的生長(zhǎng)提供了條件；較高的溫度會(huì)促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，加快澳洲堅(jiān)果的氧化酸??；氧氣可促進(jìn)堅(jiān)果內(nèi)油脂氧化，高氧濃度會(huì)加速脂質(zhì)氧化；光照條件下，澳洲堅(jiān)果會(huì)有更高的酸價(jià)和過氧化值使產(chǎn)品帶有酸臭和苦味，同時(shí)光的存在也會(huì)導(dǎo)致堅(jiān)果中油脂顏色發(fā)生變化；包裝材料對(duì)保質(zhì)期的影響較大，采用純鋁作為隔絕層能極大地延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期；單不飽和脂肪酸比多不飽和脂肪酸具有更好的抗氧化性質(zhì)。

1.2 食品保質(zhì)期的確定方法

食品保質(zhì)期的確定可采用的方法包括試驗(yàn)法、參照法、文獻(xiàn)法等。參照法是參考已有的同類產(chǎn)品或相近產(chǎn)品的保質(zhì)期確定食品在特定條件下的保質(zhì)期。文獻(xiàn)法是指基于現(xiàn)有的研究成果或文獻(xiàn)資料，綜合考慮產(chǎn)品在生產(chǎn)加工、貯藏、流通環(huán)節(jié)中的影響因素確定產(chǎn)品的保質(zhì)期，然而對(duì)于新品來說（如調(diào)味堅(jiān)果、裹衣堅(jiān)果等），可參考的保質(zhì)期研究資料往往不多。

試驗(yàn)法包括長(zhǎng)期穩(wěn)定性試驗(yàn)和加速破壞性試驗(yàn)。為加快新產(chǎn)品上市，可使用加速破壞性試驗(yàn)預(yù)測(cè)產(chǎn)品的保質(zhì)期，包括基于溫度、濕度或光照的加速破壞性試驗(yàn)，溫度的加速試驗(yàn)最常用。新品上市后，還應(yīng)在模擬實(shí)際的貯存、運(yùn)輸、銷售等條件下，開展長(zhǎng)期穩(wěn)定性試驗(yàn)，對(duì)通過加速試驗(yàn)預(yù)測(cè)的保質(zhì)期進(jìn)行驗(yàn)證，有較大差異時(shí)應(yīng)對(duì)保質(zhì)期進(jìn)行調(diào)整。

1.3 ASLT 法及動(dòng)力學(xué)模型

加速破壞性試驗(yàn)，又稱加速貨架期試驗(yàn)（Accelerated Shelf-Life Testing，簡(jiǎn)稱ASLT），最早于1985年由LABUZA 等提出[5]，ASLT 法已被廣泛運(yùn)用于食品保質(zhì)期的預(yù)測(cè)試驗(yàn)中。許偉星等[6]應(yīng)用ASLT 法預(yù)測(cè)水蒸蛋糕貨架期。閔維等[7]以65 ℃和75 ℃為加速條件，以脂肪酸值和丙二醛含量為檢測(cè)指標(biāo)，預(yù)測(cè)出裸燕麥片和皮燕麥片的貨架期分別為585 d 和274 d。

ASLT 法的原理是在量化溫度、濕度、氣壓和光照等貯藏環(huán)境參數(shù)的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品置于加速破壞的惡劣條件下，如提高儲(chǔ)存溫度，確定該條件下產(chǎn)品的變質(zhì)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，最終推導(dǎo)出實(shí)際儲(chǔ)存條件下的保質(zhì)期。

加速破壞條件下，食品品質(zhì)劣變包括化學(xué)反應(yīng)衰變、微生物生長(zhǎng)以及感官性狀變差，由此ASLT法建立了不同的評(píng)價(jià)模型，包括阿倫尼烏斯模型（Arrhenius 模型）、微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型、威布爾危險(xiǎn)分析（Weibull hazard）等。其中，阿倫尼烏斯模型是最常用的方法模型，對(duì)脂肪氧化、蛋白質(zhì)變性、美拉德反應(yīng)等食品劣變普遍適用，由微生物引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)變質(zhì)也同樣適用（如糖、蛋白、脂肪在微生物作用下分解成醇、醛、酮的反應(yīng)）；微生物生長(zhǎng)動(dòng)力模型側(cè)重于微生物的生長(zhǎng)，可分為L(zhǎng)inear 模型、Logistic 模型、Gompertz 模型及Baranyi & Roberts 模型；威布爾危險(xiǎn)分析是國(guó)內(nèi)外廣泛適用的感官評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)保質(zhì)期的方法，通常結(jié)合阿倫尼烏斯模型使用[8]。

1.4 Q10 法的原理

ASLT 法阿倫尼烏斯模型的原理是隨著溫度上升，化學(xué)反應(yīng)的速率會(huì)加快，即食品品質(zhì)隨溫度升高（一定范圍內(nèi)）會(huì)劣變得更快。由此設(shè)置參數(shù)Q10并定義為“溫差10 ℃的兩個(gè)任意溫度下保質(zhì)期的比值”，即Q10=（T℃下保質(zhì)期）/[（T+10）℃下保質(zhì)期]。大多數(shù)食品Q10值在2 左右，即每升高10 ℃，保質(zhì)期縮短為原來的1/2。

選取任意兩個(gè)相差10 ℃的試驗(yàn)溫度（均高于實(shí)際存儲(chǔ)溫度），分別進(jìn)行加速試驗(yàn)，以兩個(gè)試驗(yàn)溫度下的保質(zhì)期，計(jì)算產(chǎn)品實(shí)際的Q10值，并根據(jù)式（1）推算出實(shí)際存儲(chǔ)溫度下產(chǎn)品的保質(zhì)期。

式中：θ(T1)為實(shí)際貯存溫度T1下的保質(zhì)期，d；θ(T2)為在T2溫度下進(jìn)行加速破壞性試驗(yàn)得到的保質(zhì)期，d；?T為較高溫度（T2）與實(shí)際貯存溫度（T1）的差值，℃。

2 澳洲堅(jiān)果ASLT 法預(yù)測(cè)保質(zhì)期

以阿倫尼烏斯模型（Q10法）預(yù)測(cè)奶香味澳洲堅(jiān)果在25 ℃下儲(chǔ)存的保質(zhì)期。加速溫度分別為45 ℃和55 ℃，濕度保持60%，包材選擇PET/ALOX/CPP，封裝時(shí)抽真空。測(cè)試以酸價(jià)、過氧化值、殘氧含量、水分含量和感官為指標(biāo)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

由表1 可知，在使用氧化鋁隔絕層并抽真空的包裝形式下，產(chǎn)品的酸價(jià)、過氧化值、水分以及殘氧含量均較穩(wěn)定，且未超出限值范圍，但產(chǎn)品的感官性狀分別在70 d 和35 d 出現(xiàn)不可接受的情況。因此，45 ℃和55 ℃下的測(cè)試保質(zhì)期分別為63 d 和28 d。通過公式計(jì)算，Q10=63/28=2.25，則該奶香味澳洲堅(jiān)果在常溫下的保質(zhì)期為θ(25 ℃)=63×2.25(45-25)/10=319 d，或θ(25 ℃)=28×2.25(55-25)/10=319 d。奶香味澳洲堅(jiān)果在常溫25 ℃、濕度60%、包材PET/ALOX/CPP 和抽真空的條件下，保質(zhì)期約為319 d。應(yīng)注意的是，在產(chǎn)品上市后還應(yīng)對(duì)預(yù)測(cè)的保質(zhì)期進(jìn)行長(zhǎng)期穩(wěn)定性試驗(yàn)，以驗(yàn)證或調(diào)整實(shí)際的保質(zhì)期。

表1 奶香味澳洲堅(jiān)果保質(zhì)期加速試驗(yàn)

3 Q10 法的局限性

堅(jiān)果是極易被霉菌污染的食品，利用阿倫尼烏斯模型（Q10法）進(jìn)行溫度加速試驗(yàn)時(shí)，由于加速的溫度會(huì)超過霉菌的最適生長(zhǎng)溫度（28 ℃），導(dǎo)致對(duì)實(shí)際儲(chǔ)存溫度（25 ℃）下微生物引起的化學(xué)反應(yīng)質(zhì)變無法考量，使結(jié)果產(chǎn)生誤差；同時(shí)該法對(duì)加速溫度的限制較大，過高的溫度會(huì)使酶鈍化，降低酶促反應(yīng)的效率。因此，為消除Q10法預(yù)測(cè)堅(jiān)果保質(zhì)期的誤差，同步進(jìn)行長(zhǎng)期穩(wěn)定性試驗(yàn)是必要的。