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加速保质期实验
发布时间:2019-04-10   点击次数:598次

       利用化学动力学的原理,改变储存环境来缩短食品储存期,从而在短时间内可得到长寿食品(一年以上)的储存期,以及应用于食品稳定性的测试,确保食品的商业储存期。

       A.基本原理

       食品储存期加速测试的原理就是利用化学动力学来量化外来因素如温度、湿度、气压和光照等对变质反应的影响力。通过控制食品处于一个或多个外在因素高于正常水平的环境中,变质的速度将加快或加速,在短于正常时间内就可判定产品是否变质。因为影响变质的外在因素是可以量化的,而加速的程度也可以计算得到,因此可以推算到产品在正常储存条件下实际的储存期。

       由于许多包装食品通常可以储存超过一年,评价对储存期产生影响的外在因素,如产品本身配料的改变(采用新的抗氧化剂或增稠剂),加工过程的改变(采用不同消毒时间或温度),或包装材料的改变(采用新的聚合体薄膜),都会希望储存期尽可能持续到产品所要求的时间(商业储存期)。但许多公司都等不起这么长的时间来知道这些新产品/新加工过程/新包装材料能否提供足够的储存期,因为会影响到其他决定(如新工厂的合同,采购新设备,或者安排供应新包装材料等都有时间限制)。因此需要有一些方法来加快产品储存期的测试,食品储存期加速测试(ASLT)因此产生了。制药工业早就广泛应用类似的方法来进行储存期及药效测试。

       在给定的条件下,产品质量的衰退与时间成反比例。温差为10°C的两个任意温度下的储存期的比率Q10=温度为T时的储存期 / 温度为(T+10°C)时的储存期,对储存期有极大的影响:

Q10对储存期的影响

储存期(周数)

    温度°C      Q10=2      Q10=2.5     Q10=3       Q10=5

      50           2*         2*         2*          2*

      40           4          5          6          10

      30           8         12.5        18         50

      20          16         31.3        54         4.8年

       * 假设50°C时的储存期为2周。

       通常来说,罐头食品的Q10为1.1~4,脱水产品为1.5~10;冷冻产品为3~40。

 

       B.食品储存期加速测试(ASLT)步骤

       可采用以下步骤来设定食物产品的储存期:

       a. 测定产品的微生物安全及质量指标;

       b. 选择关键的变质反应,哪些会引致产品品质衰退,而这些品质衰退是消费者所不能够接受的,并决定哪些测试必须在产品试验过程中进行(感官上或仪器上的);

       c. 选择使用的包装材料:测试一系列的包装材料,这样可以选择出一个MAX为划算的材料(即经济又满足一定的储存期)。

       d. 选择哪些将作用于加速反应的外在因素,见下表所建议温度,必须选择MAX少2个。

ASLT建议储存条件

    冷冻食品      脱水食品         罐头食品

- 40°C        0°C                5°C

- 15°C        23°C(室温)      23°C(室温)

-10°C        30°C              30°C

- 5°C         40°C              35°C

             45°C              40°C

 

       e. 使用坐标曲线,记录在测试温度下,产品的储存有多久。如果未知Q10值,则必须进行全面的ASLT测试。

 

       f. 确定测试的次数

f2=f1 Q10∆/10

f1:在较高测试温度T1下的测试时间(天,周)

f2:在较低测试温度T2下的测试时间(天,周)

∆:T1与T2的温度差

因为如果一个产品在40°C测试一个月,则30°C,Q10=3,产品需MAX少测试

f2=1x3(10/10)=3个月。

如Q10未知,建议进行多次测试,MAX少需要有6个资料点来将误差MAX小化,否则得到的储存期可信度就会贬低。

       g. 计算各个测试条件下,储存的样品的数量。

       h. 开始ASLT,把得到的资料画在坐标图上,可根据需要增加或减少取样的次数。

       i. 从各个测试储存条件,评估K值或储存期并适当建立储存期图形,据此估算出正常条件下的储存期。

 

       C.实际应用例子

选择两个储存条件:30°C/75%相对湿度和37°C/75%相对湿度。

-  感官测试方法按照国际标准方法ISO3972。

-  恒温恒湿装置:可采用国产的ZHS-100SC型恒温恒湿箱,调整到所需的温湿度;或将玻璃干燥皿内干燥剂取出,放入氯化钠饱和溶液,再将它放到温度分别为30°C和37°C和恒温培养箱内,也可得到所需的恒温恒湿装置。

- 无色、无味的饮用水。

- 电炉或煤气炉。

- 要求测试者回答的问卷。

- 独立、隔音的测试区域,白色荧光灯。

- 标准样(汤料产品,调料产品….)

- 盘子、玻璃杯、汤匙。

       将样品放入恒温恒湿装置内,每隔1.5~3个月评价一次(时间间隔根据产品的种类和储存条件不同而定),并与标准样相比较。

评价结果按以下评分:

5,- 产品的所有特征与标准样完全一致

4,5 产品可以接受,但与标准样相比较则有轻微差别

4,- 产品可以接受,但与标准样相比较则有些差别

3,5 产品可以接受,但与标准样相比较则有明显差别

3,- 产品既不能接受,也不能说不能接受

2,5 产品稍微有点不能接受

2,- 产品有点不能接受

1,5 产品很明显地不能接受

1,- 产品完全不能接受

将得到的结果进行平均。

分数3是可以接受的临界点,如果达到了这个分数就说明产品已到了储存期限了。

作为一个通用的标准,如果产品(汤料,调料)分别在保持37°C/75%相对湿度和30°C/75%相对湿度的条件下储存3和12个月,仍可得到不低于3的分数,则此产品可被认为是合格的。

根据原理,产品可以根据以下ASLT资料所组成的坐标图来估算出标准储存条件下的储存期:

温度T°C

储存期LogSL

T1

LogSL1

T2

LogSL2

T3

LogSL3

.

.

.

.

.

.

标准储存温度StdT(°C)     标准储存期Log(Std SL)

 

       D. 稳定性测试

同样,还可以利用这个方法对产品进行稳定性测试,以确保产品的商业储存期,

所用方法和仪器与以上相同,只是画的坐标图不同而已。用鸡粉为例,作出详细的检验,评估,分析,结论是此产品的商业储存期设为24个月是可以保证的。

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