溫度對(duì)鮮切馬鈴薯品質(zhì)影響及貨架期預(yù)測(cè)模型的建立

王 杰， 索慧敏， 韓育梅

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，呼和浩特 010018)

鮮切馬鈴薯是新鮮馬鈴薯經(jīng)清洗、去皮、切分和包裝等工藝制成的產(chǎn)品[1,2]，它保留了馬鈴薯原有營(yíng)養(yǎng)成分，方便快捷、安全衛(wèi)生，具有廣闊的市場(chǎng)前景。鮮切馬鈴薯由于加工過程中不可避免的機(jī)械切割，導(dǎo)致生理生化反應(yīng)加劇，微生物大量生長(zhǎng)繁殖，嚴(yán)重限制了產(chǎn)品的貨架期[3，4]。因此，為延緩鮮切馬鈴薯品質(zhì)發(fā)生劣變的時(shí)間，對(duì)鮮切馬鈴薯進(jìn)行保鮮處理并對(duì)貯運(yùn)過程中鮮切馬鈴薯品質(zhì)的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)鮮切馬鈴薯貨架期是尤為重要的，這不僅有利于提高馬鈴薯流通過程中的安全性，還可降低流通成本，減少損失，對(duì)鮮切馬鈴薯的加工利用極具現(xiàn)實(shí)意義。

溫度是影響果蔬貨架期的主要因素，對(duì)于果蔬在某一恒定溫度下引起的品質(zhì)變化，可利用化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的原理建立貨架期的預(yù)測(cè)模型，目前，研究溫度對(duì)食品品質(zhì)變化速率影響的貨架期動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)模型主要有：Arrhenius方程[5]、Belehradek方程、Q10模型、Z值模型等[6]，Arrhenius方程應(yīng)用最為廣泛，Arrhenius方程主要是用來(lái)描述溫度與產(chǎn)品腐敗變質(zhì)速率之間的關(guān)系[7]，劉曉燕等[8]研究了不同溫度對(duì)鮮切蓮藕品質(zhì)的影響，通過Arrhenius方程，分別以硬度、褐變度、可溶性固形物為特征指標(biāo)建立了3種貨架期預(yù)測(cè)模型。利用Arrhenius方程預(yù)測(cè)貨架期模型時(shí)，同一果蔬的幾個(gè)特征指標(biāo)品質(zhì)變化不同，化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的級(jí)數(shù)也有差異，一般零級(jí)反應(yīng)和一級(jí)反應(yīng)使用最廣泛。Jaiswal等[9]對(duì)漂燙處理的鮮切甘藍(lán)品質(zhì)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究，結(jié)果表明，甘藍(lán)色澤和質(zhì)構(gòu)的變化遵循零級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型可很好的描述總酚含量和抗氧化能力的變化。但目前對(duì)于鮮切馬鈴薯貨架期預(yù)測(cè)模型的研究還鮮有報(bào)道。

本實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定不同儲(chǔ)藏溫度下鮮切馬鈴薯感官評(píng)分、失重率、褐變度、菌落總數(shù)和硬度5個(gè)品質(zhì)指標(biāo)，進(jìn)而確定鮮切馬鈴薯適宜的儲(chǔ)藏溫度，通過Arrhenius方程建立4～10 ℃范圍內(nèi)貨架期的預(yù)測(cè)模型，以期為鮮切馬鈴薯的保鮮加工及流通提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

馬鈴薯(品種:冀張12)產(chǎn)自內(nèi)蒙古呼和浩特市武川縣。

1.1.2 試劑

二氧化氯；檸檬酸、氯化鈣；D-異抗壞血酸鈉；19絲紋路真空袋；PCA瓊脂培養(yǎng)基、磷酸緩沖液均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

PL303電子天平，TGZ-98C振蕩培養(yǎng)箱，TGL-16M高速冷凍離心機(jī)，UV5紫外分光光度計(jì)，TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀，DZ-400-2D真空包裝機(jī)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

將馬鈴薯用干凈的刀具切為5 mm的薄片，于濃度為0.8%檸檬酸、0.5%D-異抗壞血酸鈉、1.0%氯化鈣、50 mg/L ClO2處理?xiàng)l件下浸泡10 min，紗布吸干表面水分，真空包裝(9.625 9 kPa，20 s)，每袋200 g，分裝90袋，分別置于4 ℃、7 ℃、10 ℃條件下儲(chǔ)藏。每隔2 d取各儲(chǔ)藏溫度下鮮切馬鈴薯各3袋，對(duì)感官評(píng)分、褐變度、失重率、菌落總數(shù)、硬度進(jìn)行測(cè)定，直至各儲(chǔ)藏溫度下的鮮切馬鈴薯達(dá)到貨架期終點(diǎn)為止。各實(shí)驗(yàn)測(cè)定3次，結(jié)果取平均值。

1.3.1 感官評(píng)分的測(cè)定

感官評(píng)分表參照張敏歡[10]方法修改使用，由經(jīng)過培訓(xùn)的男女比例為1∶1的10名食品專業(yè)研究生,對(duì)鮮切馬鈴薯的外觀色澤、質(zhì)地、氣味及商業(yè)價(jià)值進(jìn)行打分，見表1。

表1 鮮切馬鈴薯感官品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 褐變度的測(cè)定

將2 g馬鈴薯組織樣品在pH為6.8的磷酸緩沖溶液中冰浴研磨成勻漿， 4 ℃、6 000 g條件下離心30 min提取上清液，于波長(zhǎng)410 nm處測(cè)定吸光度值，褐變度(BD)以A410 nm表示[11]。

1.3.3 失重率的測(cè)定

采用稱重法。失重率=(貯前質(zhì)量-貯后質(zhì)量)/貯前質(zhì)量×100%[12]。

1.3.4 菌落總數(shù)的測(cè)定

采用平板計(jì)數(shù)法，參照GB 4789.2—2016《食品微生物菌落總數(shù)測(cè)定》。每袋取25 g馬鈴薯加入到225 ml的生理鹽水中，振蕩均勻后進(jìn)行稀釋，將所需梯度的稀釋液取1 ml注入平皿中，每個(gè)稀釋梯度2個(gè)重復(fù)，每個(gè)溫度取3袋作為平行樣。將稀釋液與瓊脂培養(yǎng)基搖勻，待凝固后在37 ℃培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)48 h，培養(yǎng)結(jié)束后觀察菌落生長(zhǎng)情況并進(jìn)行計(jì)數(shù)和計(jì)算。

1.3.5 硬度的測(cè)定

利用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)鮮切馬鈴薯片中心部位進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定模式：質(zhì)地多面分析(Texture profile analysis, TPA)模式；探頭：P36R；測(cè)試參數(shù)：測(cè)前速度1.0 mm/s，測(cè)中速度1.0 mm/s，測(cè)后速度1.0 mm/s，壓縮力30%，觸發(fā)力5 g，兩次間隔時(shí)間5 s。平行測(cè)定3次取平均值[13]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)均進(jìn)行3次重復(fù)操作，數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”的方式表示，利用origin2018軟件繪圖并進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,利用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序Ver3.2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與正交分析，利用SPSS22.0軟件采用最小顯著極差法(LSD法)進(jìn)行多重比較，顯著水平P<0.05。

1.5 鮮切馬鈴薯貨架期預(yù)測(cè)模型的建立

1.5.1 動(dòng)力學(xué)模型的建立

鮮切馬鈴薯的儲(chǔ)藏品質(zhì)通常會(huì)隨著時(shí)間的增加逐漸變差，與品質(zhì)相關(guān)的某些特征指標(biāo)(記作C)如失重率、褐變度等表現(xiàn)為升高或降低。不同特征指標(biāo)C的變化函數(shù)級(jí)數(shù)也是不同的，由果蔬化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程決定。若特征指標(biāo)C與儲(chǔ)藏時(shí)間t具有線性關(guān)系，反應(yīng)為零級(jí)，特征指標(biāo)C的對(duì)數(shù)與儲(chǔ)藏時(shí)間t具有線性關(guān)系，反應(yīng)為一級(jí)。零級(jí)反應(yīng)和一級(jí)反應(yīng)模型為：

零級(jí)反應(yīng)模型：C=kt+C0

(1)

一級(jí)反應(yīng)模型：C=C0ekt

(2)

式中：t為儲(chǔ)藏時(shí)間/d；C為儲(chǔ)藏t時(shí)特征指標(biāo)值；C0為特征指標(biāo)初始值；k為化學(xué)反應(yīng)速率。

1.5.2 Arrhenius品質(zhì)變化及貨架期預(yù)測(cè)模型的建立

Arrhenius方程是描述儲(chǔ)藏溫度與食品品質(zhì)變化速率的定量關(guān)系式，在鮮切果蔬貨架期預(yù)測(cè)模型的建立中已被廣泛應(yīng)用[14]。運(yùn)用Arrhenius方程結(jié)合馬鈴薯品質(zhì)變化的動(dòng)力學(xué)模型，可以確定其特征指標(biāo)C的反應(yīng)速率k與儲(chǔ)藏溫度T之間的關(guān)系，Arrhenius方程見式(3)。

(3)

式中：k0為指前因子；Ea為活化能，單位J/mol；R為氣體常數(shù)，8.314J/mol·K;T為絕對(duì)溫度/K。

將式(3)左右兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù)得式(4)。

(4)

由式(4)可以看出，lnk與(1/T)存在線性關(guān)系，以lnk為縱坐標(biāo)，(1/T)為橫坐標(biāo)可得出斜率為(-Ea/R)、截距為lnk0的直線。利用Origin軟件擬合鮮切馬鈴薯儲(chǔ)藏溫度T與反應(yīng)速率k之間的關(guān)系，可求得活化能Ea和指前因子k0[15]。

將鮮切馬鈴薯特征指標(biāo)C的品質(zhì)動(dòng)力學(xué)變化模型與Arrhenius方程相結(jié)合，可以得到“儲(chǔ)藏時(shí)間-儲(chǔ)藏溫度-鮮切馬鈴薯儲(chǔ)藏品質(zhì)”三者的關(guān)系模型。這類模型在獼猴桃[16]、鮮切蘑菇[17]等多種食品貨架期預(yù)測(cè)模型中均被廣泛應(yīng)用。

如果特征指標(biāo)C的變化屬于零級(jí)反應(yīng)，將式(1)代入式(3)，轉(zhuǎn)化后可得式(5)。

(5)

式中：R、-Ea和k0是已求得的常數(shù)；C為鮮切馬鈴薯達(dá)到貨架期終點(diǎn)時(shí)的特征指標(biāo)值；C0為鮮切馬鈴薯儲(chǔ)藏初期特征指標(biāo)值；t為鮮切馬鈴薯從儲(chǔ)藏開始到貨架期終點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間；T為鮮切馬鈴薯的儲(chǔ)藏溫度。零級(jí)反應(yīng)鮮切馬鈴薯的貨架期SL0(Shelf-Life0)見式(6)。

(6)

同樣地，特征指標(biāo)C擬合的變化屬于一級(jí)反應(yīng)，將式(2)代入式(3)可求得鮮切馬鈴薯基于一級(jí)反應(yīng)模型下的貨架期SL1(Shelf-Life1)，見式(7)。

(7)

2 結(jié)果與分析

2.1 不同儲(chǔ)藏溫度馬鈴薯感官品質(zhì)變化

2.1.1 不同儲(chǔ)藏溫度對(duì)鮮切馬鈴薯感官評(píng)分的影響

如圖1所示，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，鮮切馬鈴薯的感官評(píng)分呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，當(dāng)感官評(píng)分下降為6分時(shí)，視為貨架期終點(diǎn)。鮮切馬鈴薯感官評(píng)分高低的順序?yàn)?、7、10 ℃。4 ℃條件下，感官評(píng)分下降速度較為緩慢，4 ℃和7 ℃儲(chǔ)藏下的鮮切馬鈴薯在前6 d，感官評(píng)分并無(wú)顯著性差異(P>0.05)，儲(chǔ)藏第8天時(shí)，4 ℃和7 ℃具有顯著性差異(P<0.05)，4 ℃感官評(píng)分為6.88分，品質(zhì)較好，而7 ℃儲(chǔ)藏為6.13分。在10 ℃儲(chǔ)藏溫度下，感官評(píng)分下降速度最快，在整個(gè)儲(chǔ)藏期間與4 ℃和7 ℃均有顯著性的差異(P<0.05)，當(dāng)儲(chǔ)藏6 d時(shí)，感官評(píng)分已下降到6.27分。10 ℃下鮮切馬鈴薯的呼吸速率加快，發(fā)生感官品質(zhì)劣變，導(dǎo)致感官評(píng)分下降。而4 ℃能有效的抑制果蔬的呼吸作用，延緩衰老，感官評(píng)分下降較慢。

圖1 不同儲(chǔ)藏溫度對(duì)鮮切馬鈴薯感官評(píng)分的影響

2.1.2 不同儲(chǔ)藏溫度對(duì)鮮切馬鈴薯褐變度的影響

如圖2所示，鮮切馬鈴薯在不同溫度條件下儲(chǔ)藏，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，褐變度整體均呈增大趨勢(shì)，這是因?yàn)轳R鈴薯經(jīng)過去皮切分后，破壞了組織的完整性，當(dāng)在氧氣的參與下會(huì)發(fā)生酶促褐變，導(dǎo)致褐變度增大[18]。鮮切馬鈴薯褐變度高低的順序?yàn)?0、7、4 ℃，即溫度越高，褐變度增加速度越快。4 ℃和7 ℃儲(chǔ)藏下的鮮切馬鈴薯在前2 d，褐變度并無(wú)顯著性差異(P>0.05)，2 d之后，4 ℃和7 ℃的褐變度具有顯著性差異(P<0.05)。當(dāng)儲(chǔ)藏第8天時(shí)，4 ℃褐變度為1.13，而7 ℃儲(chǔ)藏為1.5，7 ℃儲(chǔ)藏是4 ℃褐變度的1.26倍。與4 ℃和7 ℃相比，10 ℃儲(chǔ)藏的鮮切馬鈴薯褐變度明顯增加，從儲(chǔ)藏的第2天開始，與4 ℃和7 ℃均有顯著性的差異(P<0.05)，褐變上升速度最快。因此，4 ℃更適宜鮮切馬鈴薯品質(zhì)的保持。

圖2 不同儲(chǔ)藏溫度對(duì)鮮切馬鈴薯褐變度的影響

2.1.3 不同儲(chǔ)藏溫度對(duì)鮮切馬鈴薯失重率的影響

如圖3所示，鮮切馬鈴薯在不同溫度下儲(chǔ)藏，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，鮮切馬鈴薯的失重率整體均呈增大趨勢(shì)，這是因?yàn)轷r切馬鈴薯在儲(chǔ)藏期間會(huì)因蒸騰和呼吸作用造成水分散失，致使失重率上升。鮮切馬鈴薯失重率的高低順序?yàn)?0、7、4 ℃。4 ℃儲(chǔ)藏下的鮮切馬鈴薯在整個(gè)儲(chǔ)藏期間與7、10 ℃均有顯著性的差異(P<0.05)，當(dāng)儲(chǔ)藏第8天時(shí)，4 ℃失重率為0.63%，而7 ℃儲(chǔ)藏為0.87%，10 ℃儲(chǔ)藏為1.02%，可以看出，10 ℃儲(chǔ)藏條件下的失重率上升速度最快，4 ℃最緩慢，4 ℃更適合鮮切馬鈴薯的儲(chǔ)藏保鮮。

圖3 不同儲(chǔ)藏溫度對(duì)鮮切馬鈴薯失重率的影響

2.1.4 不同儲(chǔ)藏溫度對(duì)鮮切馬鈴薯菌落總數(shù)的影響

如圖4所示，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間增加，鮮切馬鈴薯的菌落總數(shù)在不同儲(chǔ)藏溫度下均呈逐漸上升的趨勢(shì)。由圖可知，鮮切馬鈴薯菌落總數(shù)高低的順序?yàn)?0 ℃>7 ℃>4 ℃，這可能是因?yàn)榈蜏貙?dǎo)致一些嗜溫微生物因不適應(yīng)低溫而死亡，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，微生物適應(yīng)環(huán)境，生長(zhǎng)加快，菌落總數(shù)持續(xù)增加。4 ℃和7 ℃儲(chǔ)藏下的鮮切馬鈴薯在前2 d，菌落總數(shù)并無(wú)顯著性差異(P>0.05)，儲(chǔ)藏第4天開始，4 ℃和7 ℃具有顯著性差異(P<0.05)。當(dāng)儲(chǔ)藏第8天時(shí)，4 ℃菌落總數(shù)為4.95 lgcfu/g，而7 ℃儲(chǔ)藏為5.78 lgcfu/g，二者具有顯著性差異(P<0.05)，根據(jù)鮮切果蔬菌落總數(shù)不超過5 lgcfu/g的上限[19]，4 ℃儲(chǔ)藏鮮切馬鈴薯貨架期可達(dá)8 d以上，而7 ℃則已達(dá)到貨架期極限。在10 ℃儲(chǔ)藏溫度下，菌落總數(shù)增長(zhǎng)速度最快，從儲(chǔ)藏的第4 d開始，與4 ℃和7 ℃均有顯著性的差異(P<0.05)，當(dāng)儲(chǔ)藏第6天時(shí)，菌落總數(shù)為5.66lgcfu/g，已達(dá)到貨架期極限。10 ℃條件下菌落總數(shù)增長(zhǎng)速度快，原因可能是10 ℃加速了鮮切馬鈴薯的腐敗變質(zhì)，為微生物的生長(zhǎng)提供了條件。因此4 ℃低溫條件下更適合鮮切馬鈴薯的儲(chǔ)藏保鮮。

圖4 不同儲(chǔ)藏溫度對(duì)鮮切馬鈴薯片菌落總數(shù)變化

2.1.5 不同儲(chǔ)藏溫度對(duì)鮮切馬鈴薯硬度的影響

硬度是反應(yīng)果蔬衰老的重要指標(biāo)，鮮切馬鈴薯經(jīng)去皮切分后造成機(jī)械損傷，導(dǎo)致組織破裂極易發(fā)生組織軟化，同時(shí)儲(chǔ)藏過程中溫度的變化、微生物的生長(zhǎng)繁殖以及一系列的生理生化變化，也會(huì)導(dǎo)致硬度的下降。如圖5所示，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，鮮切馬鈴薯的硬度在不同儲(chǔ)藏溫度下均呈逐漸下降的趨勢(shì)。由圖5可知，鮮切馬鈴薯硬度由高到低的順序?yàn)?、7、10 ℃，10 ℃條件下鮮切馬鈴薯硬度值下降的最為迅速。在儲(chǔ)藏的前2 d，4、7、10 ℃儲(chǔ)藏下的鮮切馬鈴薯硬度并無(wú)顯著性差異(P>0.05)，當(dāng)儲(chǔ)藏第4天時(shí)，4 ℃儲(chǔ)藏的鮮切馬鈴薯硬度為6 348 g，7 ℃儲(chǔ)藏為6 182 g，10 ℃儲(chǔ)藏為5 709 g，10 ℃儲(chǔ)藏溫度下，硬度下降速度最快，與4 ℃和7 ℃均具有顯著性的差異(P<0.05)，這可能是10 ℃狀態(tài)下鮮切馬鈴薯中的原果膠變?yōu)樗苄怨z，細(xì)胞內(nèi)多糖物質(zhì)降解纖維素結(jié)晶減少[20]，細(xì)胞壁變薄導(dǎo)致組織軟化，硬度降低。而4 ℃和7 ℃狀態(tài)下可以有效的減緩上述變化從而保持馬鈴薯的質(zhì)地。當(dāng)儲(chǔ)藏第8 d時(shí)，4 ℃儲(chǔ)藏的硬度為5 883 g，而7 ℃儲(chǔ)藏為5 435 g，10 ℃儲(chǔ)藏為4 698 g，可以看出，10 ℃儲(chǔ)藏條件下的硬度下降速度最快，4 ℃最緩慢，4 ℃更適合鮮切馬鈴薯的儲(chǔ)藏保鮮。

圖5 不同儲(chǔ)藏溫度對(duì)鮮切馬鈴薯硬度的影響

2.2 鮮切馬鈴薯儲(chǔ)藏期間貨架期預(yù)測(cè)模型的建立

根據(jù)2.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果，鮮切馬鈴薯在4 ℃、7 ℃和10 ℃溫度下儲(chǔ)藏，與品質(zhì)相關(guān)的理化指標(biāo)褐變度、硬度、菌落總數(shù)、失重率及感官評(píng)分在儲(chǔ)藏期內(nèi)隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)均表現(xiàn)出一定的變化規(guī)律，因此，可以利用這些指標(biāo)來(lái)衡量鮮切馬鈴薯的品質(zhì)，預(yù)測(cè)其貨架期。

2.2.1 鮮切馬鈴薯品質(zhì)動(dòng)力學(xué)模型的建立

2.2.1.1 以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的品質(zhì)動(dòng)力學(xué)模型的建立

根據(jù)鮮切馬鈴薯品質(zhì)的測(cè)定值進(jìn)行方程擬合，得知鮮切馬鈴薯的褐變度、失重率、菌落總數(shù)和硬度更適用于零級(jí)反應(yīng)，與儲(chǔ)藏時(shí)間的關(guān)系滿足公式C-C0=kt。根據(jù)3個(gè)指標(biāo)的變化規(guī)律，將4 ℃、7 ℃和10 ℃(換算成熱力學(xué)溫度為277.15 K、280.15 K和283.15 K)3個(gè)溫度下測(cè)得的鮮切馬鈴薯褐變度、失重率、菌落總數(shù)和硬度的變化進(jìn)行線性擬合，求得不同溫度下鮮切馬鈴薯褐變度、失重率、菌落總數(shù)和硬度變化的回歸方程、反應(yīng)速率常數(shù)k和調(diào)整決定系數(shù)R2，如表2所示。3個(gè)儲(chǔ)藏溫度下鮮切馬鈴薯褐變度、失重率、菌落總數(shù)和硬度的動(dòng)力學(xué)模型中調(diào)整決定系數(shù)都大于0.85，則說(shuō)明均具有較高的擬合度。

表2 動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)

根據(jù)馬鈴薯特征指標(biāo)的Arrhenius方程，求得褐變度、失重率、菌落總數(shù)、硬度四個(gè)指標(biāo)的模型參數(shù)k0和Ea的值，見表3。

圖6 鮮切馬鈴薯儲(chǔ)藏溫度T與反應(yīng)速率K之間的關(guān)系

表3 鮮切馬鈴薯貨架期預(yù)測(cè)模型參數(shù)

將褐變度、失重率、菌落總數(shù)和硬度的相關(guān)參數(shù)代入式(6),求得4種貨架期的預(yù)測(cè)模型：

(8)

(9)

(10)

(11)

式中：SL褐變度、SL失重率、SL菌落總數(shù)、SL硬度分別是以褐變度、失重率、菌落總數(shù)和硬度為特征指標(biāo)建立的鮮切馬鈴薯貨架期模型，C褐變度、C失重率、C菌落總數(shù)和C硬度分別是鮮切馬鈴薯到達(dá)貨架期終點(diǎn)時(shí)褐變度、失重率、菌落總數(shù)和硬度的測(cè)定值；T為鮮切馬鈴薯儲(chǔ)藏溫度/K。

2.2.1.2 鮮切馬鈴薯貨架期終點(diǎn)的判定

食品貨架期終點(diǎn)一般通過消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的可接受度、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品感官品質(zhì)進(jìn)行評(píng)定[21]。鮮切馬鈴薯在儲(chǔ)藏過程中易發(fā)生褐變、失水等感官變化，因此鮮切馬鈴薯貨架期主要以感官評(píng)分為主結(jié)合理化指標(biāo)判定其貨架期終點(diǎn)。根據(jù)鮮切馬鈴薯感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表，得到不同儲(chǔ)藏溫度下鮮切馬鈴薯的感官評(píng)分變化，如圖1所示，鮮切馬鈴薯的感官評(píng)分隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸下降。根據(jù)鮮切馬鈴薯評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)分值降為6分時(shí)，鮮切馬鈴薯達(dá)到感官拒絕點(diǎn)[22]，記為貨架期終點(diǎn)。因此當(dāng)感官評(píng)分降為6分時(shí)，測(cè)定此時(shí)鮮切馬鈴薯特征指標(biāo)的具體值。對(duì)預(yù)測(cè)模型SL褐變度、SL失重率、SL菌落總數(shù)、SL硬度，當(dāng)褐變度上升到1.53，失重率上升到0.86%，菌落總數(shù)上升到5.71 lgcfu/g、硬度下降為5 435 g時(shí)，視為貨架期終點(diǎn)。

2.2.1.3 鮮切馬鈴薯貨架期預(yù)測(cè)模型的驗(yàn)證

通過對(duì)比褐變度、失重率、菌落總數(shù)、硬度3個(gè)指標(biāo)的實(shí)測(cè)值和模型的預(yù)測(cè)值來(lái)驗(yàn)證鮮切馬鈴薯貨架期預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性。參考范新光[12]的方法，鮮切馬鈴薯在4、7、10 ℃3個(gè)儲(chǔ)藏溫度下儲(chǔ)藏，當(dāng)感官評(píng)分降為6分時(shí)記為貨架期終點(diǎn)，感官評(píng)分由10分降到6分所經(jīng)歷的這段時(shí)間，記為鮮切馬鈴薯貨架期的實(shí)測(cè)值。將C褐變度=1.53帶入式(8)，可求得貨架期模型SL褐變度的預(yù)測(cè)值；將C失重率=0.86%代入式(9)，求得失重率貨架期模型SL失重率的預(yù)測(cè)值；將SL菌落總數(shù)=5.71 lgcfu/g代入式(10)，求得菌落總數(shù)貨架期模型SL菌落總數(shù)的預(yù)測(cè)值；將C硬度=5 435 g代入式(11)，求得硬度貨架期模型SL硬度的預(yù)測(cè)值。通過對(duì)比不同溫度下鮮切馬鈴薯褐變度、失重率、菌落總數(shù)和硬度模型的貨架期預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值，計(jì)算兩者的相對(duì)誤差從而判定模型的準(zhǔn)確性，如表4所示。鮮切馬鈴薯失重率的平均相對(duì)誤差為13.37%，說(shuō)明該預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確度偏低(平均相對(duì)誤差在10%以內(nèi)說(shuō)明預(yù)測(cè)模型具有較高的準(zhǔn)確度)。而褐變度、菌落總數(shù)、硬度預(yù)測(cè)模型整體準(zhǔn)確度較高，基本上可用褐變度、菌落總數(shù)、硬度來(lái)評(píng)價(jià)鮮切馬鈴薯在4～10 ℃范圍內(nèi)的貨架期。

表4 不同溫度下貨架期的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值

3 結(jié)論

以馬鈴薯(冀張12)為原料，探究了不同儲(chǔ)藏溫度(4、7、10 ℃)對(duì)鮮切馬鈴薯品質(zhì)的影響并建立了相應(yīng)的貨架期預(yù)測(cè)模型。結(jié)果表明，4 ℃有效抑制了鮮切馬鈴薯的褐變，延緩了失重率的上升及硬度的下降，顯著降低了其表面微生物的數(shù)量，更有利于鮮切馬鈴薯儲(chǔ)藏品質(zhì)的保持，能有效延長(zhǎng)鮮切馬鈴薯的貨架期至12 d?；邗r切馬鈴薯褐變度、失重率、菌落總數(shù)、硬度的變化，采用動(dòng)力學(xué)模型結(jié)合Arrhenius方程建立貨架期預(yù)測(cè)模型，通過4種預(yù)測(cè)模型的建立以及準(zhǔn)確度的驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，SL褐變度、SL菌落總數(shù)、SL硬度的準(zhǔn)確度較高，可以有效預(yù)測(cè)鮮切馬鈴薯在4～10 ℃溫度范圍內(nèi)的貨架期。