ASLT 法在青稞固體飲料貨架期預測中的應用研究

趙 蕓， 白術群， 王 寶， 趙抒娜

（1. 中糧營養健康研究院有限公司， 北京 102209； 2. 營養健康與食品安全北京市重點實驗室（ 北京市科委） ， 北京 102209；3. 老年營養食品研究北京市工程實驗室（ 北京市發改委） ， 北京 102209）

青稞又名裸大麥， 是禾本科、 大麥屬一年生或越年生的草本植物， 生長期較短， 一般為100～130 d，比小麥早熟， 能適應遲種早收， 是生長在我國西藏、青海、 四川的甘孜州和阿壩州、 云南的迪慶、 甘肅的甘南等地海拔在4 200～4 500 m 高寒地帶的一種重要的高原谷類作物[1-2]。 青稞含有的β - 葡聚糖居全球大麥之最， 并含有豐富的膳食纖維、 蛋白質、 維生素、 酚類物質、 甾醇類物質， 含有較低的脂肪和糖類。 青稞蛋白質含量平均為11.82%， 且氨基酸種類豐富， 人體必需氨基酸種類齊全； 淀粉含量平均為59.79%， 青稞的淀粉組成比較獨特， 支鏈淀粉含量較高[3]。 目前， 西藏是最大的青稞產區， 2018 年種植面積占比全國的53.2%， 青稞年產量占比為58.1%[4]。隨著消費觀念的轉變及健康理念的升級， 青稞這種綠色、 天然的健康谷物日益受到人們的青睞。

隨著人們對青稞功能營養學不斷深入的研究，及其在預防糖尿病、 高血壓癥、 心腦血管病等方面所具有的功效， 青稞及其食品加工業的不斷發展，青稞食品的加工與利用呈現出多樣化和系列化的趨勢[5-6]。 青稞固體飲料產品具有一定健康功能并且食用便利、 即沖即飲， 最重要的是這種加工方式能保留青稞的大部分營養物質， 也體現了青稞原料加工用途多樣性。 青稞固體飲料產品在貨架期貯藏期間內， 隨著貯藏時間的延長， 產品的色澤和滋氣味會發生改變， 進而導致產品品質下降， 這是影響產品貨架期的主要因素之一。

食品保質期是食品在既定的溫度、 濕度、 光照等貯存環境參數下保持品質的期限。 由于大部分預包裝食品在常規試驗條件下對其貨架期進行預測時，存在試驗周期較長、 試驗效率較低的問題， 所以大部分產品開始采用貨架期加速試驗（ accelerated shelf-life testing， ASLT）[7]來 進 行 產 品 保 質 期 研 究，通過改變食品貯藏環境的溫度、 濕度、 光照等環境參數， 研究產品在短時間內加速試驗對產品品質影響的變質過程， 從而預測產品的貨架期， 確保產品品質及產品質量在保質期內的基本一致。 利用貨架期加速試驗ASLT 法， 在25， 35， 45 ℃不同溫度條件下隨著貯藏時間的延長分析青稞固體飲料品質變化情況， 并以感官指標、 理化指標的變化為判斷依據， 通過以該方法為基礎建立青稞固體飲料貨架期的預測模型， 為青稞固體飲料產品的生產及產品應用奠定一定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青稞粉， 當地超市提供； 木糖醇、 大豆分離蛋白， 杜邦食品中國有限公司提供； 脫脂奶粉、 濃縮牛奶蛋白， 恒天然商貿（ 上海） 有限公司提供； 食用香精， 北京中柏創業化工產品有限公司提供。 上述原料均為食品級原料。

冰乙酸、 三氯甲烷、 碘化鉀、 硫代硫酸鈉、 石油醚、 無水硫酸鈉、 可溶性淀粉、 重鉻酸鉀， 國藥集團化學試劑有限公司提供。 上述試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

純水儀（Millpore）， 密理博儀器公司產品； Mettler toledo PL2002 型天平、 Mettler Toledo MJ33 型快速水分測定儀， 梅特勒- 托利多上海儀器有限公司產品； 鼓風干燥箱， 武漢瑞華儀器設備有限公司產品； 旋轉蒸發儀， 寧波江南儀器廠產品； 色差儀（Hunterlab ultrascan） ， 美國Hunterlab 儀器設備有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 制作工藝

（1） 工藝流程。 配料稱量→預混合→干物料混合攪拌→灌裝→成品。

（2） 操作要點。 ①配料稱量。 按照配方所需要的原輔料用量確認后進行配料。 ②混合攪拌。 部分用量較少的原料按照配方所需要的用量進行預混后，其余原料在混料罐中充分攪拌， 使產品中各種原料充分混合均勻。 ③灌裝。 下料時需要檢查每袋的克重是否符合要求， 以及袋子的密封性是否合格后，按要求進行包裝。

1.3.2 測定方法

（1） 理化指標測定。 水分含量采用快速水分測定儀測定； 過氧化值采用國家標準GB 5009.227—2016《 食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》中的規定方法第一法滴定法[8]。 同時， 進行空白對照試驗。

式中： X1——過氧化值， g/100 g；

V——試驗消耗的硫代硫酸鈉標準溶液體積，mL；

V0——空白試驗消耗的硫代硫酸鈉標準溶液體積， mL；

C——硫代硫酸鈉標準溶液的濃度， mol/L；

0.126 9——與1.00 mol/L 硫代硫酸鈉標準滴定溶液相當的碘的質量；

m——試樣質量， g；

100——換算系數。

（2） 感官指標評定。 對青稞固體飲料產品的色澤、 沖調性、 滋氣味進行感官評定。 配制所有產品在感官測定開始前1.0～1.5 h 沖調好待用， 評價員在評定樣品后可以不吞咽樣品， 將樣品吐到實驗室水槽內， 在每組樣品品嘗間隙需要休息調整口腔內上次樣品帶來的余味， 休息時間大約1 min。 評定時使用純凈水去除樣品殘留味道。 感官評定小組成員通過基本味覺識別區別能力進行篩選確定。 感官評定小組由45 位評定員組成（25 個女生和20 個男生） ， 年齡在25～40 歲， 均有感官評定經驗。 過去2 個月內喝過且購買過類似產品。

通過消費者感官測試了解對貨架期間產品的接受程度及產品在不同貯藏條件的變化情況。

青稞固體飲料感官評分標準見表1。

表1 青稞固體飲料感官評分標準

（3） 貨架期預測方法。 貨架期預測試驗方法建立在食品品質衰變模型基礎上， 并通過調整溫度進行不同貨架期的預測[9]。 主要通過貨架期加速試驗ASLT來設計試驗方案， 采用對照樣品25 ℃， 加速樣品貯存條件35， 45 ℃， 放置12 周模擬產品貨架期試驗，每3 周取樣測試， 每組2 個平行樣。

產品的預期保質期通過如下公式（1） 推算：

式中： θs（ T）——實際貯存溫度T 下食品的保質期；

θs（ T'）——在T' 溫度下進行加速破壞性試驗得到保質期；

2 結果與分析

2.1 青稞固體飲料貯藏過程中的理化指標變化青稞固體飲料貯藏過程中水分含量變化見表2。

表2 青稞固體飲料貯藏過程中水分含量變化

由表2 可知， 在不同的溫度貯藏條件下水分含量值維持在1.5%～2.0%時沒有發生明顯變化， 符合產品標準要求。

高溫貯藏引起青稞固體飲料品質變化是貯藏期內產品的油脂氧化問題。 油脂類產品在加工和儲存過程中不可避免會發生氧化酸敗并會產生脂肪酸和過氧化物， 通過檢測青稞固體飲料產品過氧化值的高低來判斷其品質。

青稞固體飲料貯藏過程中過氧化值變化見圖1。

圖1 青稞固體飲料貯藏過程中過氧化值變化

由圖1 可知， 隨著溫度的逐漸升高， 青稞固體飲料的過氧化值持續增加， 在45 ℃貯藏12 周時， 過氧化值從起始數值0.034 g/100 g 上升至0.27 g/100 g， 增加了7.95 倍， 從第6 周開始， 過氧化值增加速率明顯加快。 高溫對脂肪的氧化具有明顯的加速作用， 因此高溫不利于青稞固體飲料產品的貯藏。

2.2 青稞固體飲料貯藏過程中的感官品質變化

感官評價是評價產品品質最直接的表現形式，通過在不同貯藏溫度下的青稞固體飲料進行感官測評的綜合考慮[10]。

青稞固體飲貯藏過程中感官品質變化見圖2， 青稞固體飲貯藏過程中色澤變化見圖3。

圖2 青稞固體飲貯藏過程中感官品質變化

圖3 青稞固體飲貯藏過程中色澤變化

由圖2、 圖3 可知， 青稞固體飲料的感官測評結果隨貯存時間的延長而逐漸降低， 產品具體表現在色澤和滋氣味方面的變化， 而且到了貯藏后期， 45 ℃時產品感官評價得分明顯降低。

青稞固體飲料產品在45 ℃條件下貯藏顏色變化較明顯， 隨著貯藏時間的延長， ΔE 的變化逐漸增大， 在第12 周時數值達到2.0 左右， 肉眼可見與其他條件樣品有差異。 青稞固體飲料產品在35 ℃條件下貯藏顏色有輕微變化， 從第9 周開始數值增加較快。 青稞固體飲料產品在25 ℃條件下貯藏顏色變化規律與35， 45 ℃貯藏條件相同， 隨著貯藏時間的延長， ΔE 的變化逐漸增大， 在第12 周時數值達到0.6左右， 顏色在可接受范圍內。

2.3 青稞固體飲料貨架期效果的預測

通過理化指標檢測和感官綜合評價并結合多溫度加速破壞條件下的保質期， 在35 ℃和45 ℃的條件下分別進行加速破壞性試驗， 得到保質期為12 周和6 周， 繼續由公式（2） 得出Q10為2.0， 帶入到公式（1）[14-16]。

得到青稞固體飲料產品的貨架期預測公式為：

通過預測計算出在貯藏溫度25 ℃條件下青稞固體飲料產品的保質期為24 周。

3 結論

食品在貨架期的品質是衡量食品安全的重要評價指標， 在貨架期內研究保證食品的感官性狀良好、衛生指標符合要求、 質構符合產品特有性質的前提下， 盡可能延長食品的貨架期。 試驗中， 隨著貯藏時間的延長， 青稞固體飲料產品的過氧化值呈上升趨勢， 感官綜合評價分數逐漸下降， 貯藏溫度對品質的影響逐漸增大， 這就要求在保證產品的加工工藝穩定的基礎上， 保證適宜的產品貯藏條件， 進而確保青稞原料及加工產品在貨架期內的品質穩定性。

貨架期加速試驗ASLT 法是一種加速反應的動力學模型， 該方法已經在食品貨架期中得到了廣泛推廣與應用， 可以快速有效地預測由化學變化引起食品劣變的貨架期變化[17]。 在應用這種方法預測產品貨架期時， Q10很微小的偏差也會導致結果的偏差， 在實際生產應用中應綜合考慮盡可能地縮小偏差。 Q10值的變化取決于食品材料本身性質、 加工和貯存的溫度條件、 包裝和環境變化等作為溫度的函數比率，使用時需要明確注明溫度的范圍， 溫度越高對其影響越大比率越大[18]。 試驗中， Q10是通過多溫度法進行預測， 建立了通過不同的貯藏溫度對應不同的衰變速率的貨架期關系模型， ASLT 法也在一定程度上為企業在新產品的保質期上提供了依據， 有助于企業對產品的改進和優化， 也為產品品質控制與銷售策略提供了重要的參考價值。