吳慧媛 ，臧 鵬 ，杜秉健 ，董海勝 ，徐 楠 ，趙 偉

（1.中國航天員科研訓練中心 航天營養(yǎng)與食品工程重點實驗室，北京 100094；2.北華大學 林學院，吉林吉林 518133）

0 引言

航天食品是航天員中長期在軌駐留期間最重要的營養(yǎng)和能量來源之一，需具備較長的保質期[1]。復水湯菜類食品作為航天食品的重要組成，通常以脫水作為延長貨架期的手段[2]。經脫水得到的產品不僅重量輕、體積小，而且營養(yǎng)損失小，水分活度低，無微生物增殖現象，可長期保存[3]。但是具備更長的保質期，并不意味著食品感官品質完全不會劣變[4]。本文以預包裝凍干雞汁茼蒿為研究對象，對其營養(yǎng)和感官等指標進行檢測，探究貯藏期間的品質變化規(guī)律，建立保質期預測模型，為監(jiān)控保質期終點提供理論依據，更便于確保儲備食品的質量，從而提供更營養(yǎng)、安全的食品。

1 材料與方法

1.1 材料準備

試驗使用的雞汁茼蒿樣品屬同一批次，制備工藝如圖1所示，采用非PVC復合膜包裝，真空封口后用鋁箔袋真空封裝。

本文研究在不同貯藏期預包裝凍干雞汁茼蒿的品質變化，具體包括常溫（22±2）℃（每4周取樣1次）、高溫（37±2）℃加速（每2周取樣1次）和高溫（47±2）℃加速（每周取樣1次）3種貯藏溫度。將試樣貯藏在以上3個溫度的恒溫箱中，模擬艙內環(huán)境濕度設置為（50±5）%RH。

圖1 雞汁茼蒿工藝流程Fig.1 Extraction process of chrysanthemum in chicken sauce

1.2 檢測指標

1.2.1 水分含量

依據GB5009.3-2016《食品中水分的測定》中第一法（直接干燥法）對雞汁茼蒿中水分含量進行測定。

1.2.2 葉綠素含量

參照國家農業(yè)行業(yè)標準NY/T 3082-2017《水果、蔬菜及其制品中葉綠素含量的測定》。

1.2.3 硫胺素與核黃素含量

參考黃偉志等[5]測定維生素B的方法配制硫胺素與核黃素的標準品。取1.50 g（精確至0.01 g）試樣，加60 mL 0.1 mol/L鹽酸溶液搖勻，于121 ℃水解30 min。冷卻搖勻，用2.0 mol/L乙酸鈉溶液調pH值至4.0左右，加2.0 mL蛋白酶和淀粉酶混合液，搖勻后37 ℃酶解過夜。加水定容至100 mL，過濾取上清液過微孔濾膜，存于棕色進樣瓶。色譜柱為 C18（4.6×150 mm，5 μm）；流速為 1.0 mL/min；柱溫為 30 ℃；進樣量為 10 μL；波長為280 nm；檢測器為紫外檢測器；流動相A為0.1 mol/L三氟乙酸溶液，B為乙腈，體積比A：B=9：1。

1.2.4 菌落總數

參照GB 4789.2-2016《食品微生物學檢驗 菌落總數測定》的方法進行菌落總數的測定。

1.2.5 感官評價

參考凍干雞汁茼蒿食品的食用方法，將其按1：20的質量比例復水，不公開組別交由感官評價小組品評。小組由7位研究人員組成，分制為5分，分值由高到低依次代表“非常好”到“非常差”。選取的指標包括：色澤、氣味、滋味和口感，設置權重比依次為 0.2，0.2，0.3，0.3，折算總分作為整體可接受度[6]。評定標準如表1所示。

表1 雞汁茼蒿復水感官評價表Tab.1 Sensory evaluation table of rehydrated chrysanthemum in chicken sauce

1.2.6 預測模型的建立與驗證

采用Pearson相關性分析法分析貯藏期間雞汁茼蒿各品質指標之間的關系，依據得到的相關系數最高指標進行零級和一級擬合，并通過系數選擇合適的模型，再經計算得到Arrhenius方程，即可對雞汁茼蒿貨架期做出預判。

食品貯藏期品質量化模型如下：

式中，反應速率常數k和反應級數n可通過擬合品質指標值Q與貯藏時間t的關系曲線得到。符合不同反應級數的食品品質擬合函數[7]，如表2所示。

表2 不同反應級數的食品品質函數Tab.2 Food quality functions of different reaction levels

Arrhenius方程是由熱力學定律得到的溫度與反應速率常數之間的關系，其表達式：

式中 k——速率常數；

k0——指前因子；

Ea——活化能，J/mol；

R——氣體常數，8.314 4 J/（mol·K）；

T——絕對溫度，K。

將Arrhenius方程與反應動力學模型聯(lián)用，即將式（2）代入式（1），得到：

分離變量積分得：

t0為初始時間，代入式（4）得到食品品質指標變化的函數模型：

由此可見，食品品質隨時間變化的劣變可以通過恒溫加速試驗進行檢測。

由Arrhenius方程進一步得到食品保質期公式如下，式（6）、式（7）分別滿足零級、一級動力學預測模型。

式中 SL——保質期，d。

根據上述方法計算可得到雞汁茼蒿在設定溫度條件下相應的理論保質期。將理論值與實測值對比，依據相對誤差檢驗模型的準確性。

1.3 數據處理

數據處理、結果分析及制圖均采用Origin 2017和SPSS 23.0軟件完成，試驗數據進行顯著性t檢驗和方差分析，并以均值±標準差的方式表示，均保留4位有效數字。

2 結果與分析

2.1 各貯藏溫度下雞汁茼蒿的品質變化

2.1.1 水分

不同貯藏條件下，雞汁茼蒿水分含量均呈現上升趨勢（見圖2）。貯藏12周后，22，37，47 ℃貯藏條件下水分含量由初始的（2.03±0.03）g/100g分別增加至（2.45±0.07），（2.87±0.03），（3.77±0.07）g/100g?？梢?，樣品在貯藏期間存在明顯吸濕現象。為保障產品品質，有必要改進包裝材料，選擇阻隔性能更好的包材。

圖2 貯藏期間水分含量變化Fig.2 Changes in moisture content during storage

2.1.2 葉綠素

貯藏期間，各組葉綠素含量均呈現下降趨勢，且隨著貯藏溫度的升高，葉綠素的降解速率也明顯加快（見圖3）。

圖3 貯藏期間葉綠素含量變化Fig.3 Changes in chlorophyll content during storage

葉綠素的分解可以通過預處理、降低溫度、避光和調整產品配方等辦法來進行抑制。FUNAMOTO等[8]對待儲存的花青菜進行50 ℃熱漂燙處理，破壞了酶的活性，從而使葉綠素分解速度下降。MARICHAMY等[9]則利用了聚乙烯包裝和低溫環(huán)境，提高莧菜儲存過程中的葉綠素保有量。在經過包裝方式和貯藏條件的改良后，使原料中酶的活性降低，外部氧氣、光線被隔絕，有利于減少航天食品在貯藏期間的葉綠素損耗。

2.1.3 硫胺素與核黃素

雞汁茼蒿中硫胺素的貯藏期變化如圖4所示，其含量隨著保存時間的延長而顯著降低，且溫度越高，損失率越大。ALIMUNNISA等[10]在研究水牛奶貯藏期硫胺素變化時，發(fā)現了類似的現象。

圖4 貯藏期維生素B1含量變化Fig.4 Changes in the content of vitamin B1 during storage

菜品的核黃素含量在儲存期間未表現出明顯的上升或下降趨勢，不同溫度間差異不大（如圖5所示）。有學者也發(fā)現，葉菜和大豆中的核黃素在光照條件下易發(fā)生降解，而對溫度變化并不敏感[11]。FADHEL 等[12]在研究腌肉貯藏期營養(yǎng)品質變化時，針對核黃素性質也得出了相同的結論。

圖5 貯藏期間維生素B2含量變化Fig.5 Changes in the content of vitamin B2 during storage

2.1.4 菌落總數

由不同貯藏條件下樣品的菌落總數隨時間的變化情況（圖6）可知，在試驗期間的不同溫度下，產品的菌落總數均基本保持不變，且均小于100 CFU/g，遠遠小于106CFU/g，符合NY/T 1045-2014《綠色食品 脫水蔬菜》中對于菌落總數的指標要求。

圖6 貯藏期間菌落總數變化Fig.6 Changes in the total number of colonies during storage

2.1.5 感官評價

預包裝凍干雞汁茼蒿復水品嘗的結果顯示，初始零點的樣品各項感官指標的分數皆為最高，整體可接受度最好。隨著產品儲存時長增加，各個溫度下的分數均呈現下降趨勢；而在保存時間相同時，加速試驗前期各溫差間的分數基本相同，在試驗后期各組的差距增加。

2.2 雞汁茼蒿的貨架期預測及驗證

2.2.1 品質指標與感官評分的相關性分析

隨著貯藏時間的延長，凍干雞汁茼蒿的關鍵營養(yǎng)成分與感官指標呈現或上升或下降的趨勢，而微生物指標基本保持不變。保質期的預測模型通常都是基于感官評價或理化分析建立，雞汁茼蒿的品質首先體現在其感官可接受性上。相關性分析結果（見表3）顯示，貯藏期間，水分含量與其他各指標呈現負相關，其余指標間呈正相關關系。所有指標中，水分、葉綠素含量與感官評分之間相關性極顯著，且相關系數更接近1或-1，分別為0.939和0.924。因此，選用水分和葉綠素含量作為建立凍干雞汁茼蒿貨架期預測模型的關鍵指標。

表3 雞汁茼蒿貯藏期間各指標和感官評分之間的相關系數Tab.3 Correlation coefficients between various indicators and sensory scores during storage of chrysanthemum

2.2.2 反應動力學方程的確定

對貯藏期間雞汁茼蒿中的水分和葉綠素含量進行零級和一級反應模型的擬合，結果見表4。

表4 水分、葉綠素動力學方程擬合結果Tab.4 Fitting results of kinetic equations of moisture and chlorophyll

試驗溫度下，水分的一級動力學方程決定系數R2之和（2.941 5）要小于零級（2.956 3），而葉綠素的動力學方程決定系數則不同，其一級反應R2之和（2.876 2）要大于零級反應（2.827 3）。說明，在試驗溫度范圍內，雞汁茼蒿零級動力學方程更能表征雞汁茼蒿的水分變化情況，而葉綠素含量變化更符合一級動力學模型。劉政權等[13]在抹茶保藏研究中也發(fā)現，葉綠素的衰減符合動力學一級反應方程；時月等[14]對冷鮮菠菜貨架期預測試驗的研究結果也支持這一觀點。

2.2.3 雞汁茼蒿貨架期水分、葉綠素含量的預測模型

雞汁茼蒿貯藏期間水分和葉綠素變化的動力學參數如表5所示。根據選取的動力學方程，可以得到相應的參數。以1/T為橫坐標，lnk為縱坐標作圖，可得1條以-Ea/R為斜率，lnk0為截距的直線。

表5 雞汁茼蒿貯藏期間水分變化動力學參數Tab.5 Kinetic parameters of moisture change in chrysanthemum during storage

將各參數代入公式得到雞汁茼蒿基于水分和葉綠素變化的貨架期預測模型如下：

確定產品在設定溫度條件下貯藏始末的狀態(tài)后，根據上述公式計算，可得到雞汁茼蒿的理論貨架期。反之，也可計算儲存一段時間后產品的水分和葉綠素含量。

根據NY/T 1045-2014《綠色食品 脫水蔬菜》的要求，凍干脫水蔬菜的水分含量應≤6.0 g/100g。本產品初始水分含量Q0為2.03 g/100g，可知在常溫22 ℃環(huán)境下，預包裝雞汁茼蒿的保質期為106周。

雞汁茼蒿中葉綠素的初始含量Q0為3.951 mg/g，根據要求將貨架期終點設為葉綠素初始含量的25%，即Q為0.987 8 mg/g，代入式（9），得到22 ℃下基于葉綠素含量損失的預包裝雞汁茼蒿保質期約為85周。

根據貨架期預測結果，在22 ℃貯藏條件下進行驗證，得出依據含水量確定的產品貨架期實測值為（109±2）周；根據葉綠素含量限定測得的貨架期為（87±1）周。比較預測值與實測值，前者平均相對誤差為2.75%，后者為2.30%。2種指標下誤差值均較小，模型準確性較高。

3 結語

本文選取預包裝凍干雞汁茼蒿為研究對象，在22，37，47 ℃條件下做恒溫加速模擬試驗，分別每隔4，2，1周對產品品質進行檢測。監(jiān)測指標包括：葉綠素、硫胺素、核黃素和水分的含量，感官接受性評價以及菌落總數。研究結果表明，產品的葉綠素和硫胺素含量均與其儲存時間成反比，核黃素的含量則無顯著變化。水分含量呈增加趨勢，但菌落總數未見明顯變化。隨著貯藏時間的延長，食品的感官接受性逐漸降低。

基于加速儲存試驗，依據相關性分析，研究選取含水量和葉綠素含量建立雞汁茼蒿的貨架期預測模型，預測值誤差較低，模型可靠性較好，可用于預包裝復水湯菜類航天食品——雞汁茼蒿在儲存期間的品質監(jiān)測和貨架期預測，為同類產品貨架期預測提供方法參考。