謝程煒，諸永志*，王道營(yíng)，劉 芳，徐為民

（1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014；2.揚(yáng)州大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127）

動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測(cè)藥膳型老鴨煲貨架期

謝程煒1,2，諸永志1,*，王道營(yíng)1，劉 芳1，徐為民1

（1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014；2.揚(yáng)州大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127）

為了確定藥膳型老鴨煲在常溫（25 ℃）條件下的貨架期，先對(duì)殺菌溫度進(jìn)行選擇，并對(duì)最優(yōu)殺菌溫度殺菌后的藥膳型老鴨煲采用加速貨架期法，結(jié)合感官評(píng)定，以硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值為指標(biāo)建立了脂肪氧化的一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。結(jié)果表明，121 ℃條件下殺菌效果最好，感官評(píng)分與TBA值之間相關(guān)性極顯著，動(dòng)力學(xué)方程擬合度高（相關(guān)系數(shù)R2在0.99以上）。由動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算出鴨肉包在常溫條件下的貨架期為301 d，湯包的貨架期為282 d，油包的貨架期為213 d，由此推測(cè)出藥膳型老鴨煲在常溫條件下的貨架期為213 d。

老鴨煲；貨架期；感官評(píng)定；硫代巴比妥酸值；動(dòng)力學(xué)方程

食品貨架期受食品中的微生物、酶類(lèi)和生化反應(yīng)的影響[1]。微生物自身產(chǎn)生的一些有害物質(zhì)或微生物利用了食品中的某些營(yíng)養(yǎng)成分生成其他物質(zhì)，從而影響了食品的貨架期[2]。大量的資料顯示，酶的作用也是導(dǎo)致貨架期問(wèn)題的重要原因[3-5]，而生物化學(xué)方面的變化著重表現(xiàn)在氧化反應(yīng)上，生化反應(yīng)主要影響產(chǎn)品的外觀、風(fēng)味和口感[6-7]。

由于藥膳型老鴨煲中含有老鴨、冬瓜、蓮子和薏米，因此無(wú)論是鴨肉還是湯汁，營(yíng)養(yǎng)都十分豐富，水分活度高，非常適合細(xì)菌的生長(zhǎng)，且由于老鴨脂肪含量較高，脂肪容易氧化從而產(chǎn)生酸敗味，因此湯煲的貨架期短，無(wú)法工業(yè)化生產(chǎn)。藥膳型老鴨煲在真空包裝后必須殺菌，以維護(hù)品質(zhì)和風(fēng)味，延長(zhǎng)其貨架期。但是殺菌只能消除微生物和酶對(duì)品質(zhì)的影響，而不能消除脂肪氧化的影響，且由于溫度的升高，氧化反應(yīng)的速率增加，導(dǎo)致脂肪氧化更加劇烈[8]。因此，脂肪氧化就成為滅菌肉制品質(zhì)量下降的主要因素。脂肪氧化大致可分為兩大類(lèi)型：酶促氧化和自然氧化[9]。由于高壓殺菌已經(jīng)使酶鈍化，因此真空包裝的老鴨煲中的脂肪為自然氧化。

目前測(cè)定脂類(lèi)氧化最廣泛的方法有過(guò)氧化值（peroxide value，POV）法、酸價(jià)（acid value，AV）法、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）法、色譜法、感官評(píng)定法等[10]。其中，由于依據(jù)現(xiàn)有國(guó)標(biāo)計(jì)算和預(yù)估的酸價(jià)安全期和過(guò)氧化物安全期與肉類(lèi)加工食品的貨架期相差過(guò)大，不能真實(shí)地反應(yīng)肉類(lèi)食品氧化安全狀況，且色譜法檢測(cè)的成本較高，而反應(yīng)肉類(lèi)加工食品中丙二醛含量的TBA值是肉品中不飽和酸氧化后的終極產(chǎn)物，相對(duì)穩(wěn)定，且有毒有害，與被測(cè)肉類(lèi)加工食品的貨架期和感官評(píng)分有比較好的相關(guān)性，可以作為評(píng)估肉類(lèi)加工食品氧化安全性指標(biāo)[10-11]。目前，以TBA值為指標(biāo)的加速貨架期實(shí)驗(yàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外各種產(chǎn)品上，例如李艷[12]、趙淑娥[13]、Pranoto[14]等分別利用此法對(duì)膨化草魚(yú)片、魚(yú)糜制品和油炸脫脂花生的貨架期進(jìn)行過(guò)預(yù)測(cè)，但是還沒(méi)有人對(duì)藥膳型老鴨煲的貨架期進(jìn)行過(guò)研究，因此本實(shí)驗(yàn)采用加速貨架期法，通過(guò)TBA法測(cè)定不同溫度貯藏期過(guò)程中鴨煲中脂肪氧化的程度，建立動(dòng)力學(xué)方程，最后推導(dǎo)出常溫條件下藥膳型老鴨煲的貨架期。落總數(shù)的測(cè)定方法參照謝程煒等[15]的方法。

選定殺菌方式后，將鴨肉包、湯包和油包殺菌后分別都放入45、55、65 ℃中加速貯藏，用于感官評(píng)定和TBA的測(cè)定。65 ℃的每天測(cè)1 次，55 ℃的每隔2 d測(cè)1次，45 ℃的每隔4 d測(cè)1次。

1.3.2指標(biāo)測(cè)定

1.3.2.1感官評(píng)分

感官評(píng)分的方法見(jiàn)表1。

表 1 老鴨煲貯藏期內(nèi)的感官評(píng)分表Table 1 Criteria for sensory evaluation of old duck pot

1　材料與方法

1.1材料及處理

金定鴨（400 日齡，質(zhì)量1.4～1.6 kg） 江蘇高郵紅太陽(yáng)食品有限公司；冬瓜購(gòu)于江蘇南京孝陵衛(wèi)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

以金定鴨、冬瓜為原料，按肉瓜比1.6∶1、水肉比2.4∶1，小火慢燉130 min煲制成藥膳型老鴨煲（根據(jù)此前的實(shí)驗(yàn)研究，得出以上工藝參數(shù)煲制而成的老鴨煲口感最好），將成品鴨煲中的鴨肉撈出冷卻用于真空包裝，每半只鴨獨(dú)立包裝成鴨肉包，除去湯汁里的冬瓜、蓮子和薏米，將湯汁中的油分離出來(lái)后繼續(xù)煲制，將湯汁濃縮至原加水體積的1/10，油和湯汁均分成與鴨肉包相同數(shù)量的小份，冷凍后進(jìn)行真空包裝，得到湯包和油包。

1.2試劑與儀器

平板計(jì)數(shù)瓊脂 北京陸橋公司；MgO、H3BO3、HCl、甲基紅、乙醇、次甲基藍(lán)、三氯乙酸、乙二胺四乙酸、TBA、氯仿等均為分析純。

SPX-250B-Z生化培養(yǎng)箱 上海博訊有限公司；無(wú)菌操作臺(tái) 蘇州凈化設(shè)備有限公司；HH-8數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州國(guó)華電器有限公司；M124A電子分析天平意大利BEL公司；UnicenMR高速冷凍離心機(jī) 德國(guó)Herolab公司；UV-6100紫外分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司；YXD-DN-10D-13調(diào)溫多功能電熱鍋 佛山市禪城區(qū)康威電器廠；PET/NY/AL/CPF四封條型真空包裝機(jī)（包裝袋為鋁箔袋） 諸城市益眾機(jī)械有限公司。1.3 方法

1.3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

殺菌溫度的選擇：將鴨肉包、湯包分別都在105、115、121 ℃條件下滅菌15 min，取部分樣品立即測(cè)定滅菌過(guò)后的菌落總數(shù)，其余樣品放入37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每隔2 d測(cè)1次菌落總數(shù)，共測(cè)到滅菌過(guò)后的第10天，菌

1.3.2.2TBA值的測(cè)定

TBA值的測(cè)定參照馬麗珍等[16]的方法。TBA的計(jì)算如公式（1）所示：

TBA/（mg/100g)=（A532nm-A600nm）/155×（1/10）×72.06×100 （1）

式中：A532nm、A600nm分別為在532 nm、600 nm波長(zhǎng)處的吸光度；155為丙二醛的毫摩爾吸光系數(shù)（在1 L溶液中含有1 mmol丙二醛時(shí)的吸光度）；72.06為丙二醛的相對(duì)分子質(zhì)量。

1.3.2.3以TBA值為指標(biāo)的脂肪氧化動(dòng)力學(xué)方程的建立

動(dòng)力學(xué)方程的建立參照王毅明[17]的方法，并做一定的修改。一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程見(jiàn)式（2）：ln（A/A0）=k1t （2）式中：A為保藏時(shí)間t時(shí)的TBA值；A0為樣品初始TBA值；k1為一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)；t為保藏時(shí)間。

通過(guò)測(cè)定不同溫度條件下TBA值的變化情況，測(cè)算出相應(yīng)溫度條件下的反應(yīng)速率常數(shù)，再采用Arrhenius方程外推出常溫（25 ℃）條件下的一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)，從而計(jì)算出老鴨煲TBA值在常溫條件下超標(biāo)所需的時(shí)間。Arrhenius方程見(jiàn)式（3）：

對(duì)方程左右兩邊取對(duì)數(shù)后可將方程轉(zhuǎn)換成：

式中：k為一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)；A為指前因子（也稱(chēng)頻率因子）；Ea為反應(yīng)活化能，即脂肪氧化所需克服的能量/（J/mol）；R為氣體常數(shù)，8.314 4 J/（mol·K）；T為熱力學(xué)溫度/K。

1.4統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，所得數(shù)據(jù)使用SPSS 18.0進(jìn)行單因素方差分析。不同處理組間差異分析采用單因素方差分析，用鄧肯氏多重比較，α=0.05。定量分析統(tǒng)計(jì)圖使用Excel 2010繪制。

2　結(jié)果與分析

2.1不同殺菌溫度條件下的殺菌效果

不同殺菌溫度殺菌處理過(guò)的鴨肉包和湯包于恒溫箱中培養(yǎng)后，其中105 ℃和115 ℃殺菌后的鴨肉包和湯包在培養(yǎng)期間檢測(cè)出菌落生長(zhǎng)，121 ℃殺菌后的鴨肉包和湯包在培養(yǎng)期間未檢測(cè)出有菌落生長(zhǎng)。測(cè)定的結(jié)果如圖1所示。

圖1　不同殺菌溫度處理的老鴨煲微生物變化Fig.1 Change in microbial quantity of old duck pot sterilized at different temperatures during incubation at 37 ℃

從圖1可以看出，隨著殺菌溫度的升高，0 d的初始菌落總數(shù)逐漸降低，當(dāng)殺菌溫度為121 ℃時(shí)，未檢測(cè)出有細(xì)菌生長(zhǎng)。因此，121 ℃殺菌最為有效，可以作為藥膳型鴨煲的殺菌溫度。

2.2貯藏期內(nèi)感官評(píng)分

圖2　45、55 ℃和65 ℃貯藏條件下老鴨煲感官評(píng)分的變化Fig.2 Change in sensory scores of old duck pot during storage at 45, 55 and 65 ℃, respectively

將鴨肉包、湯包和油包分別都貯藏于45、55、65 ℃，3個(gè)溫度的貯藏期內(nèi)感官評(píng)分變化的結(jié)果見(jiàn)圖2。從圖2可見(jiàn)，貯藏溫度越高，感官評(píng)分下降越快，且越到貯藏期末期，下降的速率越快。感官評(píng)分大于或等于18分藥膳型老鴨煲可被人接受，為安全期，計(jì)算3條感官評(píng)分變化曲線與y=18的交點(diǎn)可以得出，65、55、45 ℃貯藏期下的安全期分別為12、18、48 d。

2.3貯藏期內(nèi)TBA值的變化結(jié)果

65、55、45 ℃貯藏期內(nèi)鴨肉、湯和油的TBA值變化結(jié)果所得方程如下，油TBA值上升得最快，肉上升的速度其次，最后是湯。油脂肪含量最高，其中不飽和脂肪酸的含量也是最多的，因此氧化的速度最快，而肉中的脂肪含量要高于湯里面的，但湯為液體，分子間距較小，各分子之間碰撞的機(jī)會(huì)較大[18]，氧化反應(yīng)的速度也會(huì)加快，因此無(wú)法簡(jiǎn)單比較出肉和湯中脂肪氧化的速度的快慢。

65 ℃貯藏條件下，肉的脂肪氧化一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為y=0.065 5e0.1955x，R2=0.989 4；湯的為y =0.032 6e0.2164x，R2 = 0.949 4；油的為y = 0.058 3e0.2168x，R2 = 0.987 5。

55 ℃貯藏條件下，肉的脂肪氧化一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為y = 0.062 4e0.1081x，R2 = 0.979 3；湯的為y = 0.032 1e0.1245x，R2 = 0.950 5；油的為y = 0.056 8e0.123x，R2 = 0.987 2。

45 ℃貯藏條件下，肉的脂肪氧化一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為y = 0.059 5e0.0443x，R2 = 0.991；湯的為y = 0.030 6e0.0553x，R2 = 0.934 8；油的為y = 0.058 2e0.0542x，R2 = 0.983。

表 2 不同溫度條件下老鴨煲TBA值變化的一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程參數(shù)Table 2 Parameters of the first order reaction kinetic equation for TBA values of old duck pot at different temperatures

不同溫度貯藏時(shí)，各動(dòng)力學(xué)方程各參數(shù)見(jiàn)表2。由于鴨肉、湯和油的TBA值變化的速率常數(shù)k是溫度的函數(shù)，計(jì)算得到鴨肉包TBA值增加速率隨溫度變化的Arrhenius方程為：lnk=-7 983.7/T＋22.021，R2=0.990 5，計(jì)算得出活化能Ea=66.38 kJ/mol，k0=3.66×109，代入T=298.15 K，求得25℃時(shí)鴨肉TBA值超標(biāo)的時(shí)間t為301 d。而湯的Arrhenius方程為：lnk=-7 350.97/T＋20.245，R2=0.991 7，Ea=61.12 kJ/mol，k0=6.20×108，25 ℃時(shí)湯TBA值超標(biāo)的時(shí)間t為282 d。油的Arrhenius方程為：lnk=-7 468.5/T＋20.594，R2=0.992 4，Ea= 62.10 kJ/mol，k0=8.79×108，25 ℃時(shí)油TBA值超標(biāo)的時(shí)間t等于213 d，即常溫條件下油TBA值超標(biāo)需要213 d時(shí)間。

從木桶原理可以推測(cè)出，油的貨架期即為整個(gè)藥膳型老鴨煲的貨架期為213 d。

2.4感官評(píng)分與TBA值變化的相關(guān)性分析

3個(gè)貯藏溫度條件下感官評(píng)分與TBA值變化的相關(guān)性分析分別見(jiàn)表3～5。可以看出，感官評(píng)分與鴨肉、湯、油的TBA值均有極顯著相關(guān)性，因此，不同溫度貯藏期間TBA值的變化推導(dǎo)得出的貨架期是可靠的。

表 3 老鴨煲65 ℃貯藏期間TBA值與感官評(píng)分的相關(guān)性分析Table 3 Correlation between TBA value and sensory evaluation score during storage of old duck pot at 65 ℃

表 4 老鴨煲55 ℃貯藏期間TBA值與感官評(píng)分的相關(guān)性分析Table 4 Correlation between TBA value and sensory evaluation score during storage of old duck pot at 55 ℃

表 5 老鴨煲45 ℃貯藏期間TBA值與感官評(píng)分的相關(guān)性分析Table 5 Correlation between TBA value and sensory evaluation score during storage of old duck pot at 45 ℃

3　討 論

食品安全和產(chǎn)品品質(zhì)有時(shí)候不可得兼，從藥膳型老鴨煲的殺菌溫度上可以體現(xiàn)。殺菌溫度越低，老鴨煲中的鴨肉越能保持原來(lái)的硬度和質(zhì)感，但是殘留的微生物可能就越多，影響老鴨煲的貯藏期，殺菌溫度太高，則容易將鴨肉壓得太爛，影響口感。但從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，高溫高壓能使肉中的呈味物質(zhì)釋放得更徹底，帶來(lái)更大的香味[19]。從殺菌結(jié)果來(lái)看，105 ℃高壓殺菌后，鴨肉和湯中都還殘留有微生物，且在10 d的培養(yǎng)期內(nèi)菌落總數(shù)迅速增長(zhǎng)，在第10天鴨肉和湯均超過(guò)了30 000 CFU/g（4.477（lg（CFU/g）））的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[20]。而115 ℃條件下高壓殺菌后，培養(yǎng)前期微生物數(shù)目基本保持穩(wěn)定，到第8天菌落總數(shù)才顯著增大，可能是由于115 ℃條件下高壓殺菌能殺死絕大部分細(xì)菌，但殺不死芽孢[21]，雖然在37 ℃培養(yǎng)條件下芽孢開(kāi)始生長(zhǎng)，但真空包裝能抑制需氧型細(xì)菌的生長(zhǎng)，從而使殘留的菌生長(zhǎng)較慢，因此到第10天時(shí)菌落總數(shù)還未超標(biāo)，但繼續(xù)培養(yǎng)下去菌落總數(shù)將很快。而121 ℃條件下高壓殺菌能殺死包括芽孢在內(nèi)的所有細(xì)菌，因此121 ℃條件下高壓殺菌為藥膳型老鴨煲的殺菌方式。

之前已經(jīng)有許多研究證明了在TBA值和感官分析之間有很好的相關(guān)性，當(dāng)牛肉或豬肉TBA值在0.3～1.0，雞肉在1.0～2.0，火雞肉高達(dá)3.0時(shí)，能聞到食品腐敗的氣味[22]。但不能把這些TBA值范圍看作肉開(kāi)始腐敗的唯一標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槌c動(dòng)物的種類(lèi)有關(guān)外，TBA值還受到其他因素的影響，諸如動(dòng)物屠宰之前的營(yíng)養(yǎng)狀況、年齡、加工與否、測(cè)定TBA值的方法等[23]。因此本實(shí)驗(yàn)通過(guò)與感官評(píng)定相結(jié)合，確定了TBA值在0.8 mg/100 g以上時(shí)，鴨肉、湯和油就會(huì)有異味產(chǎn)生，不能食用。

本實(shí)驗(yàn)中，45、55、65 ℃貯藏時(shí)脂肪氧化一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的相關(guān)系數(shù)均在0.9以上，說(shuō)明方程具有很好的擬合度。根據(jù)45、55、65 ℃貯藏期間TBA值得到的鴨肉、湯和油的Arrhenius方程，其相關(guān)系數(shù)均在0.99以上，說(shuō)明Arrhenius曲線具有良好的線性關(guān)系，能準(zhǔn)確推導(dǎo)出各個(gè)溫度條件下TBA值超標(biāo)的時(shí)間。

從感官評(píng)定的結(jié)果來(lái)看，65、55、45 ℃貯藏條件的安全期分別為12、18 d和48 d。從脂肪氧化一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程則可以算出，65、55、45 ℃貯藏條件下油的安全期最短，分別為12、21 d和48 d，兩者得出的安全期相近。而從感官評(píng)分與TBA值的相關(guān)性分析也能看出，兩者呈極顯著相關(guān)，因此，由不同溫度貯藏期間TBA值的變化推導(dǎo)得出的貨架期是可靠的。

綜上所述可以得出，藥膳型老鴨煲最合適的殺菌方式為121 ℃高壓殺菌，用這種方式處理過(guò)后于37 ℃培養(yǎng)10 d未檢測(cè)出細(xì)菌生長(zhǎng)。滅菌后的老鴨煲質(zhì)量下降的主要因素為鴨肉、湯和油的脂肪氧化，本實(shí)驗(yàn)也得出貯藏期間老鴨煲的感官評(píng)分與TBA值之間具有極顯著的相關(guān)性。利用加速貨架期實(shí)驗(yàn)得出鴨肉包在常溫（25℃）條件下的貨架期為301 d，湯包的貨架期為282 d，油包的貨架期為213 d，因此推測(cè)出藥膳型老鴨煲在常溫條件下的貨架期為213 d。

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Kinetic Model for Predicting the Shelf Life of Medicated Old Duck Pot

XIE Cheng-wei1,2, ZHU Yong-zhi1,*, WANG Dao-ying1, LIU Fang1, XU Wei-min1
(1. Institute of Agricultural Products Processing, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China; 2. College of Food Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China)

A fi rst-order kinetic model of lipid oxidation as indicate by thiobarbituric acid (TBA) for predicting the shelf life at room temperature (25 ℃) of medicated old duck pot sterilized at the selected optimal temperature was proposed using accelerated shelf life test and validated by correlation analysis between TBA and sensory evaluation at different storage temperatures. The optimal sterilization temperature for medicated old duck pot was 121 ℃, and there was a highly signif i cant correlation between sensory evaluation and TBA values. The correlation coeff i cient of the kinetic equation was greater than 0.99. The shelf life of packed duck, soup and oil was 301 days, 282 days and 213 days respectively at room temperature as calculated by the kinetic equation. Based on these results, we deduced the shelf life of medicated old duck pot to be 213 days at room temperature.

old duck pot; shelf life; sensory evaluation; thiobarbituric acid (TBA) values; kinetic equation

TS251.68

A

1002-6630（2014）06-0204-05

10.7506/spkx1002-6630-201406044

2013-04-27

江蘇省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（BE2011451）

謝程煒（1988—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称芳庸すに嚒-mail：xieaxia@163.com

*通信作者：諸永志（1975—），男，副研究員，碩士，研究方向?yàn)槿馄房茖W(xué)。E-mail：yongzhizhu2003@yahoo.com.cn