ASLT 法在青稞固体饮料货架期预测中的应用研究

赵 芸， 白术群， 王 宝， 赵抒娜

（1. 中粮营养健康研究院有限公司， 北京 102209； 2. 营养健康与食品安全北京市重点实验室（ 北京市科委） ， 北京 102209；3. 老年营养食品研究北京市工程实验室（ 北京市发改委） ， 北京 102209）

青稞又名裸大麦， 是禾本科、 大麦属一年生或越年生的草本植物， 生长期较短， 一般为100～130 d，比小麦早熟， 能适应迟种早收， 是生长在我国西藏、青海、 四川的甘孜州和阿坝州、 云南的迪庆、 甘肃的甘南等地海拔在4 200～4 500 m 高寒地带的一种重要的高原谷类作物[1-2]。 青稞含有的β - 葡聚糖居全球大麦之最， 并含有丰富的膳食纤维、 蛋白质、 维生素、 酚类物质、 甾醇类物质， 含有较低的脂肪和糖类。 青稞蛋白质含量平均为11.82%， 且氨基酸种类丰富， 人体必需氨基酸种类齐全； 淀粉含量平均为59.79%， 青稞的淀粉组成比较独特， 支链淀粉含量较高[3]。 目前， 西藏是最大的青稞产区， 2018 年种植面积占比全国的53.2%， 青稞年产量占比为58.1%[4]。随着消费观念的转变及健康理念的升级， 青稞这种绿色、 天然的健康谷物日益受到人们的青睐。

随着人们对青稞功能营养学不断深入的研究，及其在预防糖尿病、 高血压症、 心脑血管病等方面所具有的功效， 青稞及其食品加工业的不断发展，青稞食品的加工与利用呈现出多样化和系列化的趋势[5-6]。 青稞固体饮料产品具有一定健康功能并且食用便利、 即冲即饮， 最重要的是这种加工方式能保留青稞的大部分营养物质， 也体现了青稞原料加工用途多样性。 青稞固体饮料产品在货架期贮藏期间内， 随着贮藏时间的延长， 产品的色泽和滋气味会发生改变， 进而导致产品品质下降， 这是影响产品货架期的主要因素之一。

食品保质期是食品在既定的温度、 湿度、 光照等贮存环境参数下保持品质的期限。 由于大部分预包装食品在常规试验条件下对其货架期进行预测时，存在试验周期较长、 试验效率较低的问题， 所以大部分产品开始采用货架期加速试验（ accelerated shelf-life testing， ASLT）[7]来 进 行 产 品 保 质 期 研 究，通过改变食品贮藏环境的温度、 湿度、 光照等环境参数， 研究产品在短时间内加速试验对产品品质影响的变质过程， 从而预测产品的货架期， 确保产品品质及产品质量在保质期内的基本一致。 利用货架期加速试验ASLT 法， 在25， 35， 45 ℃不同温度条件下随着贮藏时间的延长分析青稞固体饮料品质变化情况， 并以感官指标、 理化指标的变化为判断依据， 通过以该方法为基础建立青稞固体饮料货架期的预测模型， 为青稞固体饮料产品的生产及产品应用奠定一定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

青稞粉， 当地超市提供； 木糖醇、 大豆分离蛋白， 杜邦食品中国有限公司提供； 脱脂奶粉、 浓缩牛奶蛋白， 恒天然商贸（ 上海） 有限公司提供； 食用香精， 北京中柏创业化工产品有限公司提供。 上述原料均为食品级原料。

冰乙酸、 三氯甲烷、 碘化钾、 硫代硫酸钠、 石油醚、 无水硫酸钠、 可溶性淀粉、 重铬酸钾， 国药集团化学试剂有限公司提供。 上述试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

纯水仪（Millpore）， 密理博仪器公司产品； Mettler toledo PL2002 型天平、 Mettler Toledo MJ33 型快速水分测定仪， 梅特勒- 托利多上海仪器有限公司产品； 鼓风干燥箱， 武汉瑞华仪器设备有限公司产品； 旋转蒸发仪， 宁波江南仪器厂产品； 色差仪（Hunterlab ultrascan） ， 美国Hunterlab 仪器设备有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 制作工艺

（1） 工艺流程。 配料称量→预混合→干物料混合搅拌→灌装→成品。

（2） 操作要点。 ①配料称量。 按照配方所需要的原辅料用量确认后进行配料。 ②混合搅拌。 部分用量较少的原料按照配方所需要的用量进行预混后，其余原料在混料罐中充分搅拌， 使产品中各种原料充分混合均匀。 ③灌装。 下料时需要检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，按要求进行包装。

1.3.2 测定方法

（1） 理化指标测定。 水分含量采用快速水分测定仪测定； 过氧化值采用国家标准GB 5009.227—2016《 食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》中的规定方法第一法滴定法[8]。 同时， 进行空白对照试验。

式中： X1——过氧化值， g/100 g；

V——试验消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，mL；

V0——空白试验消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积， mL；

C——硫代硫酸钠标准溶液的浓度， mol/L；

0.126 9——与1.00 mol/L 硫代硫酸钠标准滴定溶液相当的碘的质量；

m——试样质量， g；

100——换算系数。

（2） 感官指标评定。 对青稞固体饮料产品的色泽、 冲调性、 滋气味进行感官评定。 配制所有产品在感官测定开始前1.0～1.5 h 冲调好待用， 评价员在评定样品后可以不吞咽样品， 将样品吐到实验室水槽内， 在每组样品品尝间隙需要休息调整口腔内上次样品带来的余味， 休息时间大约1 min。 评定时使用纯净水去除样品残留味道。 感官评定小组成员通过基本味觉识别区别能力进行筛选确定。 感官评定小组由45 位评定员组成（25 个女生和20 个男生） ， 年龄在25～40 岁， 均有感官评定经验。 过去2 个月内喝过且购买过类似产品。

通过消费者感官测试了解对货架期间产品的接受程度及产品在不同贮藏条件的变化情况。

青稞固体饮料感官评分标准见表1。

表1 青稞固体饮料感官评分标准

（3） 货架期预测方法。 货架期预测试验方法建立在食品品质衰变模型基础上， 并通过调整温度进行不同货架期的预测[9]。 主要通过货架期加速试验ASLT来设计试验方案， 采用对照样品25 ℃， 加速样品贮存条件35， 45 ℃， 放置12 周模拟产品货架期试验，每3 周取样测试， 每组2 个平行样。

产品的预期保质期通过如下公式（1） 推算：

式中： θs（ T）——实际贮存温度T 下食品的保质期；

θs（ T'）——在T' 温度下进行加速破坏性试验得到保质期；

2 结果与分析

2.1 青稞固体饮料贮藏过程中的理化指标变化青稞固体饮料贮藏过程中水分含量变化见表2。

表2 青稞固体饮料贮藏过程中水分含量变化

由表2 可知， 在不同的温度贮藏条件下水分含量值维持在1.5%～2.0%时没有发生明显变化， 符合产品标准要求。

高温贮藏引起青稞固体饮料品质变化是贮藏期内产品的油脂氧化问题。 油脂类产品在加工和储存过程中不可避免会发生氧化酸败并会产生脂肪酸和过氧化物， 通过检测青稞固体饮料产品过氧化值的高低来判断其品质。

青稞固体饮料贮藏过程中过氧化值变化见图1。

图1 青稞固体饮料贮藏过程中过氧化值变化

由图1 可知， 随着温度的逐渐升高， 青稞固体饮料的过氧化值持续增加， 在45 ℃贮藏12 周时， 过氧化值从起始数值0.034 g/100 g 上升至0.27 g/100 g， 增加了7.95 倍， 从第6 周开始， 过氧化值增加速率明显加快。 高温对脂肪的氧化具有明显的加速作用， 因此高温不利于青稞固体饮料产品的贮藏。

2.2 青稞固体饮料贮藏过程中的感官品质变化

感官评价是评价产品品质最直接的表现形式，通过在不同贮藏温度下的青稞固体饮料进行感官测评的综合考虑[10]。

青稞固体饮贮藏过程中感官品质变化见图2， 青稞固体饮贮藏过程中色泽变化见图3。

图2 青稞固体饮贮藏过程中感官品质变化

图3 青稞固体饮贮藏过程中色泽变化

由图2、 图3 可知， 青稞固体饮料的感官测评结果随贮存时间的延长而逐渐降低， 产品具体表现在色泽和滋气味方面的变化， 而且到了贮藏后期， 45 ℃时产品感官评价得分明显降低。

青稞固体饮料产品在45 ℃条件下贮藏颜色变化较明显， 随着贮藏时间的延长， ΔE 的变化逐渐增大， 在第12 周时数值达到2.0 左右， 肉眼可见与其他条件样品有差异。 青稞固体饮料产品在35 ℃条件下贮藏颜色有轻微变化， 从第9 周开始数值增加较快。 青稞固体饮料产品在25 ℃条件下贮藏颜色变化规律与35， 45 ℃贮藏条件相同， 随着贮藏时间的延长， ΔE 的变化逐渐增大， 在第12 周时数值达到0.6左右， 颜色在可接受范围内。

2.3 青稞固体饮料货架期效果的预测

通过理化指标检测和感官综合评价并结合多温度加速破坏条件下的保质期， 在35 ℃和45 ℃的条件下分别进行加速破坏性试验， 得到保质期为12 周和6 周， 继续由公式（2） 得出Q10为2.0， 带入到公式（1）[14-16]。

得到青稞固体饮料产品的货架期预测公式为：

通过预测计算出在贮藏温度25 ℃条件下青稞固体饮料产品的保质期为24 周。

3 结论

食品在货架期的品质是衡量食品安全的重要评价指标， 在货架期内研究保证食品的感官性状良好、卫生指标符合要求、 质构符合产品特有性质的前提下， 尽可能延长食品的货架期。 试验中， 随着贮藏时间的延长， 青稞固体饮料产品的过氧化值呈上升趋势， 感官综合评价分数逐渐下降， 贮藏温度对品质的影响逐渐增大， 这就要求在保证产品的加工工艺稳定的基础上， 保证适宜的产品贮藏条件， 进而确保青稞原料及加工产品在货架期内的品质稳定性。

货架期加速试验ASLT 法是一种加速反应的动力学模型， 该方法已经在食品货架期中得到了广泛推广与应用， 可以快速有效地预测由化学变化引起食品劣变的货架期变化[17]。 在应用这种方法预测产品货架期时， Q10很微小的偏差也会导致结果的偏差， 在实际生产应用中应综合考虑尽可能地缩小偏差。 Q10值的变化取决于食品材料本身性质、 加工和贮存的温度条件、 包装和环境变化等作为温度的函数比率，使用时需要明确注明温度的范围， 温度越高对其影响越大比率越大[18]。 试验中， Q10是通过多温度法进行预测， 建立了通过不同的贮藏温度对应不同的衰变速率的货架期关系模型， ASLT 法也在一定程度上为企业在新产品的保质期上提供了依据， 有助于企业对产品的改进和优化， 也为产品品质控制与销售策略提供了重要的参考价值。