劉冬青，陳 樸，臧 鵬，徐 楠，陳軍麗，劉 微，趙 偉,*，向 紅

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 510642；2.中國航天員科研訓(xùn)練中心，航天營養(yǎng)與食品工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100094）

航天食品相較于市場流通的普通食品工程成本和安全要求高，需要精準(zhǔn)掌握每個(gè)產(chǎn)品的實(shí)際保質(zhì)期，避免航天食品浪費(fèi)，從而節(jié)約上行資源。航天食品在載人航天器內(nèi)貯藏期間，溫度、微重力、輻射等因素均會(huì)對其品質(zhì)造成影響，其中溫度是影響航天食品品質(zhì)的關(guān)鍵因素。月餅是具有中國特色的航天食品品種之一，課題組前期預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，航天月餅在常溫（22 ℃）條件下預(yù)期保質(zhì)期可達(dá)到9 個(gè)月以上，而市售普通月餅僅為3 個(gè)月，鋁箔袋（型號(hào)PET/Al/CPP）材料包裝的航天月餅經(jīng)真空封口后采用高溫蒸汽104 ℃滅菌60 min，高阻隔性的包裝材料及隔氧的環(huán)境使其品質(zhì)變化與市售月餅有很大差別。

近年來，Arrhenius等數(shù)學(xué)模型因可精確反映脂肪氧化、美拉德反應(yīng)、蛋白質(zhì)變性等化學(xué)反應(yīng)在不同溫度下的變化速率，被廣泛用于食品保質(zhì)期的預(yù)測。Bravi采用Arrhenius模型較好地預(yù)測了-18～45 ℃條件下無麩質(zhì)面包的過氧化值和己醛含量的變化（＞0.96）。王淑慧以過氧化值和硫代巴比妥酸值為評價(jià)指標(biāo)，采用Arrhenius方程建立了藍(lán)圓鲹魚油微膠囊在4～60 ℃條件下的保質(zhì)期預(yù)測模型，其預(yù)測值和實(shí)測值的相對誤差在10%以內(nèi)。Rahman等以過氧化值為評價(jià)指標(biāo)，建立了Arrhenius模型，能較好地預(yù)測15～45 ℃溫度范圍內(nèi)蘇威格餅干的保質(zhì)期。此外，Arrhenius方程還被用于肉制品、果蔬、水產(chǎn)品、面制品等各類食品中，均能有效預(yù)測食品品質(zhì)的變化。

焙烤食品在貯藏期間脂質(zhì)氧化程度是判斷其是否變質(zhì)的主要指標(biāo)，一般通過感觀評定來評估該化學(xué)變化產(chǎn)生的異味是否超標(biāo)，但由于傳統(tǒng)的感觀評定方法有一定的主觀性，故很難準(zhǔn)確量化。電子舌能夠?qū)⑽队X信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)來區(qū)分食物的味道，其感覺閾值較小，排除了感官評價(jià)的主觀性。電子鼻是一種簡單、經(jīng)濟(jì)有效、“綠色”的氣味分析工具，能夠?qū)]發(fā)性有機(jī)樣品的混合物作為一個(gè)整體進(jìn)行識(shí)別，無需識(shí)別單個(gè)化學(xué)物質(zhì)，具有重復(fù)性高、客觀性好、準(zhǔn)確快速的優(yōu)點(diǎn)。因此，可結(jié)合電子鼻和電子舌技術(shù)檢測月餅風(fēng)味進(jìn)而綜合評價(jià)貯藏期月餅的品質(zhì)變化。

本實(shí)驗(yàn)以航天月餅為對象，研究其在不同貯藏溫度下感官品質(zhì)、理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)的變化規(guī)律，并結(jié)合電子鼻、電子舌技術(shù)判斷月餅在貯藏期間的風(fēng)味變化，對月餅的品質(zhì)進(jìn)行評價(jià)。通過相關(guān)性分析篩選關(guān)鍵指標(biāo)，采用動(dòng)力學(xué)模型結(jié)合Arrhenius方程建立基于月餅貯藏期間關(guān)鍵指標(biāo)的保質(zhì)期預(yù)測模型。以期為航天食品品質(zhì)變化規(guī)律和保質(zhì)期預(yù)測提供理論依據(jù)和方法指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蓮蓉月餅（50 g/個(gè)）委托某公司加工生產(chǎn)。

平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基、馬鈴薯-瓊脂培養(yǎng)基、結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂、煌綠乳糖膽鹽肉湯 北京奧博星生物科技有限責(zé)任公司；可溶性淀粉、碘化鉀、硫代硫酸鈉、氫氧化鈉 上海源葉生物科技有限公司；2,4-二硝基苯肼、三氯乙酸、苯 天津市鼎盛鑫化工有限公司；石油醚、乙醚、異丙醇、三氯甲烷、冰乙酸 北京中科二環(huán)科技有限公司；所有試劑為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

SA402B電子舌 日本Insent公司；PEN3電子鼻德國Airsense公司；UV-5200PC紫外-可見分光光度計(jì)上海元析儀器有限公司；NS800分光色差儀 深圳市時(shí)代之峰科技有限公司；PB-10-C pH計(jì) 北京賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；RE52CS旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；DNP-9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；JHT恒溫恒濕箱 深圳市杰瑞久智電子設(shè)備有限公司；GL-20G-II高速冷凍離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；HS-840-U潔凈工作臺(tái) 蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品貯藏

月餅分別在溫度（4±1）、（22±1）、（37±1）、（47±1） ℃，相對濕度70%的條件下貯藏，4、22 ℃貯藏條件下每4 周進(jìn)行取樣，共貯藏24 周；37 ℃貯藏條件下前12 周每3 周、后12 周每2 周進(jìn)行取樣，共貯藏24 周；47 ℃貯藏條件下前6 周每2 周、后10 周每1 周進(jìn)行取樣，共貯藏16 周。

1.3.2 月餅的感官評價(jià)

參照Q/HYG24《航天食品感官評分標(biāo)準(zhǔn)》采用9 點(diǎn)語言喜好標(biāo)度對月餅進(jìn)行感官評分。

1.3.3 滋、氣味的測定

滋味測定：將月餅粉碎后取50 g，加入150 mL去離子水后3 000 r/min均質(zhì)2 min，然后4 000 r/min離心10 min，取上清液于電子舌專用杯中，利用酸味、甜味、苦味、鮮味、咸味傳感器對月餅酸、甜、苦、鮮、咸味進(jìn)行測定。

氣味測定：將月餅粉碎后取10 g，于樣品瓶中封蓋并置于36 ℃下平衡30 min，隨后進(jìn)行電子鼻檢測。傳感器清洗時(shí)間為60 s；歸零時(shí)間為10 s；樣品準(zhǔn)備時(shí)間為5 s；采樣時(shí)間90 s使傳感器達(dá)到穩(wěn)定的響應(yīng)值，以潔凈空氣為載體，載氣流量200 mL/min。傳感器（對應(yīng)的性能特點(diǎn)）分別為W1C（對芳香成分靈敏）、W5S（對氮氧化合物靈敏）、W3C（對氨水、芳香成分靈敏）、W6S（對氫氣有選擇性）、W5C（對烷烴、芳香成分靈敏）、W1S（對甲烷靈敏）、W1W（對硫化物靈敏）、W2S（對乙醇靈敏）、W2W（對芳香成分、有機(jī)硫化物靈敏）、W3S（對烷烴靈敏）。

1.3.4 理化指標(biāo)的測定

酸價(jià)測定參考GB 5009.229—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測定》。

過氧化值測定參考GB 5009.227—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》。

羰基價(jià)測定參考GB 5009.230—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中羰基價(jià)的測定》。

pH值測定：取50 g月餅粉碎，加入150 mL去離子水后3 000 r/min均質(zhì)2 min，然后4 000 r/min離心10 min，取上清液測定pH值。

1.3.5 微生物指標(biāo)的測定

菌落總數(shù)測定參考GB 4789.2—2016《食品國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)的測定》。

霉菌與酵母菌數(shù)測定參考GB 4789.15—2016《食品國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 霉菌與酵母計(jì)數(shù)》。

大腸菌群數(shù)測定參考GB 4789.3—2016《食品國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 大腸菌群計(jì)數(shù)》。

1.3.6 色澤的測定

使用經(jīng)黑、白板校準(zhǔn)后的比色計(jì)測定月餅粉碎后的紅綠度（*值）、黃藍(lán)度（*值）、亮度（*值）和色調(diào)角，*值表示呈色物質(zhì)的綠色（-）到紅色（+）偏向，*值表示藍(lán)色（-）到黃色（+）偏向；*值數(shù)值范圍從0（黑色）到100（白色）；色調(diào)角＝arctan（*/*）。

1.3.7 月餅保質(zhì)期預(yù)測模型的建立

對4 個(gè)不同貯藏溫度下月餅品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，得到影響月餅保質(zhì)期的關(guān)鍵指標(biāo)。采用零級(jí)（式（1））和一級(jí)（式（2））動(dòng)力學(xué)方程對在不同貯藏溫度下關(guān)鍵指標(biāo)變化分別進(jìn)行線性和非線性擬合。

式中：為產(chǎn)品貯藏時(shí)間/周；為貯藏時(shí)刻的指標(biāo)值；為指標(biāo)初始值；為指標(biāo)的反應(yīng)速率常數(shù)。

Arrhenius方程（式（3））反映反應(yīng)速率和溫度的關(guān)系，進(jìn)而能夠預(yù)測不同溫度下月餅的保質(zhì)期。對式（3）兩邊取對數(shù)得到式（4）。

式中：為反應(yīng)速率常數(shù)；為反應(yīng)的活化能/（kJ/mol）；為貯藏的絕對溫度/K；為指前因子；為氣體常數(shù)（8.314×10kJ/（mol·k））。

由式（4）可知，ln與1/呈線性關(guān)系，進(jìn)一步分別由公式（1）、（2）結(jié)合公式（3）推導(dǎo)出公式（5）、（6）。將關(guān)鍵指標(biāo)Arrhenius方程中和帶入式（5）或式（6），得到基于關(guān)鍵指標(biāo)的月餅保質(zhì)期預(yù)測模型。將食品關(guān)鍵指標(biāo)的貯藏終點(diǎn)值和初始值代入預(yù)測模型計(jì)算月餅的保質(zhì)期，即為保質(zhì)期預(yù)測值，將預(yù)測值與實(shí)測值相比較，計(jì)算相對誤差（（預(yù)測值—實(shí)測值）/實(shí)測值×100%），評價(jià)其保質(zhì)期預(yù)測模型的可靠性。

式中：SL為保質(zhì)期/周。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有數(shù)據(jù)為3 次平行實(shí)驗(yàn)所得，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用Origin 2017軟件作圖，同時(shí)進(jìn)行主成分分析（principal component analysis，PCA）和載荷分析（loading analysis，LOA）。采用SPSS 23.0軟件對月餅貯藏期間品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏期間月餅品質(zhì)指標(biāo)變化

2.1.1 不同貯藏溫度下月餅感官評分的變化

感官評分是直觀判斷食品保質(zhì)期的方法，根據(jù)Q/HYG24，當(dāng)評分低于6 分時(shí)，感官不可接受。月餅在4、22、37、47 ℃貯藏期間感官評分均隨貯藏時(shí)間延長而下降，溫度越高，評分下降越快（圖1）。其中4、22、37 ℃條件下月餅貯藏24 周，感官評分分別從8.50 分下降為8.31、7.73、6.50 分。47 ℃下，月餅在貯藏13 周時(shí)達(dá)到感官不可接受（5.80 分），此時(shí)月餅呈紅褐色，硬度大，且特有香味消失。

圖1 不同貯藏溫度月餅感官評分變化Fig. 1 Changes in sensory score of moon cake at different storage temperatures

2.1.2 貯藏期間月餅風(fēng)味的變化

風(fēng)味包括味道和氣味，是決定消費(fèi)者對食品產(chǎn)生整體接受度和偏好的重要品質(zhì)之一。PCA可以在損失較少數(shù)據(jù)信息的前提下，通過降維將原始變量轉(zhuǎn)化為少數(shù)的指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2.1.2.1 不同貯藏溫度下月餅滋味的變化

選取不同貯藏溫度和時(shí)間下經(jīng)電子舌測定的月餅酸、甜、苦、鮮、咸味數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA，結(jié)果表明前兩個(gè)主成分提取了樣品的主要信息，PC1和PC2累計(jì)方差貢獻(xiàn)率超過85%。相同溫度下月餅在貯藏期間部分取樣時(shí)間相鄰的樣品數(shù)據(jù)有交叉，說明相鄰取樣點(diǎn)之間月餅滋味相似（圖2A～D）。47 ℃下貯藏前期（0～10 周）月餅以甜味為主，貯藏后期（11～16 周）月餅以酸味、苦味、鮮味為主（圖2A）。4、22、37 ℃月餅的滋味隨貯藏時(shí)間的延長與47 ℃滋味的變化規(guī)律基本一致。

由圖2E可知，47 ℃貯藏10 周，37、22、4 ℃貯藏24 周，樣品有一定的重疊及交叉，說明這一貯藏時(shí)間內(nèi)溫度對月餅滋味無明顯影響。47 ℃下第11周開始表現(xiàn)出較明顯差異，說明溫度和貯藏時(shí)間對月餅滋味影響顯著，主要表現(xiàn)為貯藏后期酸味傳感器的響應(yīng)增強(qiáng)。

隨貯藏時(shí)間延長，月餅的酸味和苦味響應(yīng)增強(qiáng)。主要貢獻(xiàn)滋味成分可能為乙酸乙酯、丙酸乙酯、己醛、庚醛、2-甲基丁烷和3-甲基丁烷等，這些特征化合物大部分來源于脂肪氧化。此外，酸味積累也可能是由于貯藏過程中產(chǎn)生了大量有機(jī)酸類物質(zhì)，這一結(jié)果可能與月餅pH值和酸價(jià)的變化具有相關(guān)性；苦味的響應(yīng)增強(qiáng)可能是由于糠醛的積累，糠醛為樣品提供了苦杏仁的味道。貯藏后期，月餅鮮味增強(qiáng)，可能是蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的鮮味氨基酸含量有所增加，而極少量微生物的存在不能使氨基酸繼續(xù)分解，從而保留了鮮味；甜味響應(yīng)的減弱可能是由于貯藏過程中影響甜味的蔗糖轉(zhuǎn)化成了酸。

圖2 貯藏期間月餅滋味的PCA載荷圖Fig. 2 Principal component loading plots of moon cake taste during storage

2.1.2.2 不同貯藏溫度下月餅氣味的變化

選取不同貯藏溫度和時(shí)間下經(jīng)電子鼻測定的月餅不同氣味數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA，結(jié)果表明前兩個(gè)主成分提取得到樣品的主要信息，PC1和PC2累計(jì)方差貢獻(xiàn)率超過85%。月餅22、37、47 ℃貯藏溫度下隨時(shí)間延長呈現(xiàn)出氣味變化，而4 ℃下氣味隨貯藏時(shí)間的延長變化不大；不同貯藏溫度的采樣點(diǎn)分布區(qū)域（橢圓內(nèi)區(qū)域）貯藏前期與后期差異較為明顯，這反映了不同溫度下氣味變化速率的差異（圖3A～E）。

由圖3E可知，47 ℃貯藏初期（0～8 周）、37 ℃（0～20 周）和22、4 ℃貯藏24 周，樣品有一定的重疊和交叉，說明該階段樣品具有相似的氣味特點(diǎn)，這一貯藏時(shí)間內(nèi)溫度對月餅氣味無明顯影響。47、37 ℃下在貯藏后期氣味表現(xiàn)出較明顯的差異，說明貯藏溫度和時(shí)間對月餅氣味影響顯著，主要是貯藏后期硫化物、有機(jī)硫化物、氮氧化合物、甲烷、乙醇的積累所致。

圖3 貯藏期間月餅氣味的PCA載荷圖Fig. 3 Principal component loading plots of moon cake odor during storage

貯藏后期，W1S和W2S響應(yīng)增強(qiáng)可能是由于油脂氧化過程中產(chǎn)生的烴、醇、呋喃、醛、酮和酸等化合物增多。航天月餅采用鋁箔復(fù)合袋包裝，在貯藏過程中可能使W2S的響應(yīng)值與酸和醇含量呈正相關(guān)。W1W響應(yīng)增強(qiáng)可能與貯藏后期油脂氧化產(chǎn)生的硫化氫風(fēng)味物質(zhì)有關(guān)。W5S響應(yīng)增強(qiáng)可能與月餅貯藏過程中發(fā)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，如美拉德反應(yīng)、熱降解作用等有關(guān)，其香氣閾值較低，貢獻(xiàn)率較大。W2W響應(yīng)增強(qiáng)可能是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)水解使有機(jī)硫化物積累。而整個(gè)貯藏過程中W3S和W6S響應(yīng)強(qiáng)度無明顯變化，由于烷烴類物質(zhì)閾值較高，不具有風(fēng)味活性，氫氣是一種無臭無味的氣體，因此對月餅的風(fēng)味貢獻(xiàn)相對較小。貯藏前期，傳感器W1C、W3C、W5C響應(yīng)較強(qiáng)，可能是焙烤過程中美拉德反應(yīng)產(chǎn)生了較多的芳香成分，而后期由于溫度升高、貯藏時(shí)間延長使芳香成分逐漸消失或分解，或被貯藏過程中產(chǎn)生的異味所掩蓋。

2.1.3 貯藏期間月餅理化指標(biāo)的變化

2.1.3.1 不同貯藏溫度下月餅酸價(jià)的變化

酸價(jià)反映脂質(zhì)水解酸敗的程度，酸價(jià)越高說明脂質(zhì)水解產(chǎn)生的游離脂肪酸含量越高，月餅品質(zhì)越差，酸價(jià)超過3 mg/g時(shí)，被認(rèn)為不宜食用。在4、22、37、47 ℃條件下月餅酸價(jià)隨貯藏時(shí)間延長逐漸增加，4、22 ℃時(shí)月餅酸價(jià)變化較小，貯藏24 周內(nèi)酸價(jià)依然處于較低水平。37 ℃貯藏時(shí)，在22 周時(shí)酸價(jià)達(dá)到3.17 mg/g，47 ℃時(shí)月餅酸價(jià)在第11周時(shí)為2.90 mg/g，達(dá)到航天食品安全限量（3 mg/g）（圖4）。市售月餅保質(zhì)期3 個(gè)月，而航天月餅常溫（22 ℃）下貯藏6 個(gè)月酸價(jià)僅為1.20 mg/g。

圖4 不同貯藏溫度月餅酸價(jià)的變化Fig. 4 Changes in acid value of moon cakes at different storage temperatures

脂質(zhì)氧化過程受貯藏溫度和貯藏時(shí)間的影響較大，隨溫度升高，酸價(jià)的變化速率明顯加快，證實(shí)了油脂氧化過程中游離脂肪酸的形成具有溫度依賴性。隨貯藏時(shí)間延長，月餅酸價(jià)呈指數(shù)增加，遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，符合油脂氧化反應(yīng)規(guī)律。包裝方式和貯藏條件對油脂氧化特性有一定的影響，其中真空包裝條件下游離脂肪酸含量初期呈緩慢增長趨勢。隨著貯藏時(shí)間延長，游離脂肪酸含量因油脂水解反應(yīng)增多，進(jìn)而導(dǎo)致月餅酸價(jià)升高，與感官指標(biāo)酸味傳感器響應(yīng)增強(qiáng)結(jié)果一致。

2.1.3.2 不同貯藏溫度下月餅過氧化值的變化

過氧化值反映了脂肪氧化變質(zhì)的程度，脂肪氧化產(chǎn)生的脂肪酸氫過氧化物是脂肪氧化酸敗的關(guān)鍵產(chǎn)物。37、47 ℃的貯藏條件下，月餅過氧化值的增長速率明顯比22、4 ℃大，說明溫度升高促進(jìn)了脂肪的氧化（圖5）。4、22 ℃條件下，24 周內(nèi)月餅過氧化值未達(dá)到航天食品安全限量（0.080 g/100 g），37、47 ℃下，月餅過氧化值分別在第22、12周接近航天食品安全限量，分別為0.079 g/100 g和0.078 g/100 g。

圖5 不同貯藏溫度月餅過氧化值的變化Fig. 5 Changes in peroxide value of moon cakes at different storage temperatures

航天月餅在4、22、37、47 ℃貯藏期間過氧化值增長速率逐漸增加，因?yàn)橛椭谘趸跗谝恍┬》肿拥臉O性物質(zhì)和油脂中的雜質(zhì)不斷積累，這些物質(zhì)具有極強(qiáng)的氧化能力，又促進(jìn)了氧化反應(yīng)。隨貯藏時(shí)間延長，過氧化值遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，符合油脂氧化反應(yīng)規(guī)律。在早期階段，誘導(dǎo)期間形成的自由基與不飽和脂肪酸反應(yīng)，脂質(zhì)過氧化速率較低，因此產(chǎn)生的過氧化氫保持較低水平。一旦自由基形成，油脂氧化的反應(yīng)速率呈指數(shù)增加，過氧化值的突然增加與油脂氧化的鏈增長有關(guān)。

2.1.3.3 不同貯藏溫度下月餅羰基價(jià)的變化

羰基價(jià)反映了油脂變質(zhì)過程中產(chǎn)生的二次氧化產(chǎn)物中羰基化合物的總量，是評價(jià)油脂變質(zhì)的重要指標(biāo)。羰基化合物會(huì)導(dǎo)致油脂酸敗、產(chǎn)生難聞的氣味，從而降低食品的營養(yǎng)價(jià)值。在4、22、37、47 ℃下隨時(shí)間延長羰基價(jià)均呈上升趨勢，與酸價(jià)、過氧化值變化趨勢相似，且溫度越高增長速率越快（圖6）。4、22、37 ℃貯藏24 周，47 ℃貯藏16 周，羰基價(jià)分別為6.80、7.76、9.44、10.13 meq/kg，均未達(dá)到航天食品安全限值（20 meq/kg）。

隨貯藏時(shí)間延長，4、22、37、47 ℃下羰基價(jià)與酸價(jià)、過氧化值的變化均符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。真空鋁箔袋包裝、少量的氧氣使月餅前期氧化速率緩慢，同時(shí)羰基價(jià)的氧化特性與過氧化值具有較強(qiáng)的相關(guān)性使兩者變化趨勢相同。貯藏期間羰基價(jià)呈增長趨勢但處于較低值，而過氧化值同樣持續(xù)增長，說明貯藏期間過氧化值的生成速率高于其分解速率，從而使油脂氧化的二次產(chǎn)物處于較低水平。氫過氧化物易裂解和發(fā)生相互作用，從而產(chǎn)生醛、酮、醇等小分子揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，隨貯藏溫度升高、時(shí)間延長，這些氧化揮發(fā)物積累使月餅貯藏前期與后期氣味產(chǎn)生較大差異。

圖6 不同貯藏溫度月餅羰基價(jià)的變化Fig. 6 Changes in carbonyl value of moon cake at different storage temperatures

2.1.3.4 不同貯藏溫度下月餅pH值的變化

月餅pH值在不同溫度的貯藏時(shí)間下均呈下降趨勢，其中4、22 ℃的下降速率較37、47 ℃低，溫度越高，pH值下降速率越快（圖7）。食品貯藏期內(nèi)pH值變化與微生物代謝和營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化有關(guān)：微生物代謝產(chǎn)生的生物胺可造成pH值升高，食品中營養(yǎng)成分降解產(chǎn)生的有機(jī)酸可造成pH值下降。航天月餅貯藏后期微生物菌落總數(shù)基本不變，pH值下降主要與油脂分解產(chǎn)生的脂肪酸增加有關(guān)。

圖7 不同貯藏溫度月餅pH值的變化Fig. 7 Changes in pH of moon cake at different storage temperatures

2.1.4 貯藏期間月餅微生物指標(biāo)的變化

如表1所示，4 ℃條件下月餅中菌落總數(shù)和霉菌與酵母貯藏24 周內(nèi)未檢測出；22、37、47 ℃條件下，在貯藏初期月餅中菌落總數(shù)和霉菌與酵母均未檢測出，這是因?yàn)楹教煸嘛灢捎昧烁邷卣羝麥缇透咦韪舭b工藝，產(chǎn)品達(dá)到了商業(yè)無菌。隨貯藏時(shí)間延長，有少量微生物繁殖，但未達(dá)到GJB 4992A—2012《航天食品衛(wèi)生要求》中的限量（菌落總數(shù)：1 000 CFU/g；霉菌數(shù)：20 CFU/g；酵母菌數(shù)：20 CFU/g；大腸菌群數(shù)：3.0 MPN/g）。大腸菌群始終未檢出，說明產(chǎn)品安全衛(wèi)生。

表1 不同貯藏溫度、時(shí)間下月餅菌落總數(shù)、霉菌與酵母、大腸菌群的變化Table 1 Changes in total viable count, mold and yeast count, and coliform count of moon cake at different storage temperatures and times

2.1.5 不同貯藏溫度下月餅色澤的變化

隨貯藏時(shí)間的延長，月餅*值呈上升趨勢，*值、呈下降趨勢（圖8）。說明月餅亮度降低，紅度增加，顏色逐漸變暗變深。37、47 ℃下樣品在整個(gè)貯藏期內(nèi)*值、*值、的變化明顯大于22、4 ℃。結(jié)合感官評分結(jié)果（圖1），當(dāng)*值接近13.5時(shí)，感官不可接受。初始*值為7.85，47 ℃下第13周月餅*值為13.60，達(dá)到感官拒絕接受點(diǎn)；37 ℃下第24 周*值為12.36；22、4 ℃下在24 周貯藏期間*值始終在感官可接受范圍內(nèi)。

圖8 不同貯藏溫度下月餅L*值（A）、a*值（B）、h（C）的變化Fig. 8 Changes in L* (A), a* (B) value and h (C) of moon cake under different storage temperatures

月餅貯藏期間*值上升，*值、下降可能與月餅中脂肪氧化有關(guān)。月餅中油脂在貯藏期間受到溫度的影響發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化氫，然后經(jīng)分裂、重排、降解等過程產(chǎn)生揮發(fā)性和非揮發(fā)性單體。這些化合物通過醇醛縮合生成高度著色的聚合物，導(dǎo)致月餅變暗，色澤向紅褐色發(fā)展。另外，脂質(zhì)氧化過程中產(chǎn)生的自由基可能與月餅中蛋白質(zhì)發(fā)生聚合反應(yīng)，生成棕色的含氧聚合體，從而使月餅顏色加深，亮度下降。

2.2 不同貯藏溫度下月餅保質(zhì)期預(yù)測模型的建立

2.2.1 月餅貯藏期間品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析結(jié)果

月餅在4、22、37、47 ℃貯藏期內(nèi)，微生物指標(biāo)中菌落總數(shù)、霉菌與酵母變化較小，大腸菌群未檢出，沒有時(shí)域相關(guān)性，因此，不作為保質(zhì)期預(yù)測模型的待選指標(biāo)。對航天月餅的品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表2所示。月餅的感官評分與理化、色澤指標(biāo)之間的Pearson相關(guān)系數(shù)基本大于0.85且均顯著相關(guān)（＜0.05），說明各指標(biāo)之間相關(guān)性較好。因此，在貯藏期內(nèi)這些指標(biāo)可以在一定程度上反映月餅保質(zhì)期內(nèi)品質(zhì)特性的變化。

表2 不同貯藏溫度下月餅各指標(biāo)相關(guān)性分析結(jié)果Table 2 Correlation analysis of various indicators of moon cake

GJB 4992A—2012規(guī)定月餅指標(biāo)安全限值為：酸價(jià)不超過3 mg/g、過氧化值不超過0.08 g/100 g、羰基價(jià)不超過20 meq/kg。月餅感官評分低于6 分，不宜食用。研究結(jié)果表明，月餅的酸價(jià)達(dá)到3 mg/g時(shí)（47 ℃下貯藏11 周、37 ℃下貯藏22 周，22、4 ℃下貯藏24 周未達(dá)到限值），其他指標(biāo)均未到達(dá)航天食品規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)限值。同時(shí)，酸價(jià)與感官評分之間呈極顯著負(fù)相關(guān)性（＜0.01），4、22、37、47 ℃下相關(guān)系數(shù)分別為0.973、0.932、0.942、0.984，說明酸價(jià)可反映月餅保質(zhì)期內(nèi)品質(zhì)特性的變化。因此把酸價(jià)作為品質(zhì)變化規(guī)律和保質(zhì)期預(yù)測模型的關(guān)鍵因子，即酸價(jià)為3 mg/g時(shí)月餅達(dá)到保質(zhì)期終點(diǎn)。

2.2.2 月餅品質(zhì)變化動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果

在加工和貯藏過程中，大多數(shù)食品的品質(zhì)劣變都符合零級(jí)或一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。為研究不同貯藏溫度下月餅的品質(zhì)變化規(guī)律，將月餅酸價(jià)數(shù)據(jù)分別帶入公式（1）、（2），得到反應(yīng)速率常數(shù)與決定系數(shù)（表3）。

表3 月餅在不同貯藏溫度下酸價(jià)的動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)Table 3 Kinetic model parameters of moon cake quality changes under different storage temperatures

對航天月餅酸價(jià)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)擬合，如表3所示，零級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的∑為3.703 0，一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的∑為3.873 7，其中4、22、37、47 ℃下一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程分別為0.977 5、0.928 8、0.984 0、0.983 4。越大表明總體線性相關(guān)性和擬合精度越好，∑的大小也可以反映食品品質(zhì)劣變的級(jí)別。酸價(jià)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程均大于0.900 0，說明該動(dòng)力學(xué)方程能較好地反映酸價(jià)與貯藏條件的關(guān)系，且∑較零級(jí)動(dòng)力學(xué)大，具有較高的擬合精度。因此，選擇一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程（式（2））描述月餅酸價(jià)在不同貯藏溫度下隨時(shí)間的變化規(guī)律。

2.2.3 基于不同貯藏溫度下酸價(jià)Arrhenius方程的建立

利用月餅酸價(jià)在不同貯藏溫度下隨時(shí)間的變化規(guī)律得到的反應(yīng)速率常數(shù)，并在Arrhenius方程的基礎(chǔ)上通過保質(zhì)期終點(diǎn)對應(yīng)的指標(biāo)值以及指標(biāo)初始值，進(jìn)而預(yù)測不同溫度下的保質(zhì)期。以表3中酸價(jià)的一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程中和貯藏溫度計(jì)算ln與1/，用Arrhenius方程在不同溫度下進(jìn)行線性回歸擬合，結(jié)果見表4。月餅酸價(jià)的Arrhenius方程中大于0.98，說明線性方程的擬合度達(dá)到顯著水平，進(jìn)一步證實(shí)了酸價(jià)可以作為建立月餅保質(zhì)期預(yù)測模型的關(guān)鍵品質(zhì)因子。由脂肪氧化引起品質(zhì)下降的主要反應(yīng)活化能（）為41.8～104.6 kJ/mol，月餅酸價(jià)變化對應(yīng)的活化能為44.76 kJ/mol符合該范圍，其指前因子（）為2.91×10。

表4 不同貯藏溫度下基于月餅酸價(jià)的Arrhenius回歸方程Table 4 Arrhenius equation based on the acid value of moon cake at different storage temperatures

2.2.4 基于酸價(jià)建立月餅在貯藏期間的保質(zhì)期預(yù)測模型

將酸價(jià)Arrhenius方程中和帶入公式（6）中，得到月餅基于酸價(jià)的保質(zhì)期預(yù)測模型（式（7））。

式中：為貯藏時(shí)刻的酸價(jià)；為酸價(jià)的初始值；為貯藏的絕對溫度/K；為氣體常數(shù)（8.314×10kJ/（mol·K））。

由該保質(zhì)期預(yù)測模型確定酸價(jià)的初始值和終點(diǎn)值，即可計(jì)算出某一確定溫度下月餅的保質(zhì)期。也可通過初始值、貯藏溫度和貯藏時(shí)間，計(jì)算出確定溫度下貯藏一定時(shí)間后月餅的酸價(jià)，從而對月餅品質(zhì)變化進(jìn)行監(jiān)控。

2.3 月餅保質(zhì)期預(yù)測模型的驗(yàn)證與評價(jià)

如表5所示，在4、22、37、47 ℃貯藏條件下，月餅酸價(jià)的保質(zhì)期預(yù)測相對誤差的絕對值在10%以內(nèi)，具有良好的預(yù)測精度。因此，本實(shí)驗(yàn)建立的月餅保質(zhì)期預(yù)測模型具有較好的可靠性，能夠有效預(yù)測月餅的保質(zhì)期。本實(shí)驗(yàn)條件下，月餅在4、22、37、47 ℃下貯藏保質(zhì)期預(yù)測值分別為51.41、49.94、20.65、12.00 周。

表5 月餅的保質(zhì)期預(yù)測值和實(shí)測值Table 5 Predicted versus measured shelf life of moon cake

3 結(jié) 論

航天月餅感官評分、pH值、色調(diào)角、*值隨貯藏時(shí)間呈下降趨勢；航天月餅接近保質(zhì)期終點(diǎn)處電子舌結(jié)果表明酸味響應(yīng)增強(qiáng)，電子鼻結(jié)果表明硫化物、氮氧化合物、有機(jī)硫化物、甲烷、乙醇等化合物響應(yīng)增加；酸價(jià)、過氧化值、羰基價(jià)、*值、菌落總數(shù)、霉菌與酵母隨時(shí)間延長呈上升趨勢，大腸菌群數(shù)貯藏期間未檢出。各指標(biāo)基本隨溫度升高，變化速率加快；電子鼻與電子舌技術(shù)結(jié)合其他指標(biāo)可綜合評價(jià)月餅貯藏期間的品質(zhì)變化。影響航天月餅品質(zhì)變化規(guī)律和保質(zhì)期的主要因素為油脂氧化情況，這種品質(zhì)變化規(guī)律可以通過Arrhenius方程進(jìn)行預(yù)測。感官和理化指標(biāo)中酸價(jià)預(yù)測模型精度最高，理論預(yù)測值與實(shí)際值相對誤差的絕對值在10%以內(nèi)，說明模型可靠。本實(shí)驗(yàn)可為航天食品品質(zhì)變化規(guī)律和保質(zhì)期預(yù)測提供理論依據(jù)和方法指導(dǎo)。