管慶林，周笑犁*，韋雪，楊瑩瑩，田其明，鐘定江

（1.貴陽(yáng)學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550005；2.麻江縣明洋食品有限公司，貴州 凱里 556000）

香菇油辣椒醬[1]是以黔產(chǎn)等外級(jí)香菇[2]為主要原料，并輔以糍粑辣椒、豆瓣醬及其他原料制作的一款具有地方特色風(fēng)味的復(fù)合調(diào)味品，其中富含蛋白質(zhì)、氨基酸態(tài)氮、脂肪等營(yíng)養(yǎng)成分。但由于香菇油辣椒醬中含油量高，且富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中可能因不當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件易引發(fā)油脂的氧化、蛋白質(zhì)降解及微生物繁殖等[3-4]，從而影響產(chǎn)品在貯藏期間的品質(zhì)。因此，為使具有貴州地方特色風(fēng)味的香菇油辣椒醬形成產(chǎn)業(yè)化，亟需對(duì)其在貯藏期間的品質(zhì)變化進(jìn)行探究，這不僅可以為香菇油辣椒醬在運(yùn)輸、貯藏期間的品質(zhì)變化提供理論依據(jù)，還能進(jìn)一步完善工藝提高商品貨架期。

食品貨架期預(yù)測(cè)是以食品品質(zhì)衰變規(guī)律為基礎(chǔ)，受內(nèi)部因素（pH值、酸度、水分活度、添加劑含量等）和外部因素（溫度、空氣相對(duì)濕度、微生物殘留量、包裝方式等）的影響[5-6]，表現(xiàn)出感官品質(zhì)、理化指標(biāo)的相應(yīng)變化，根據(jù)參數(shù)的變化速率建立的動(dòng)力學(xué)模型[7-8]并預(yù)測(cè)其貨架期。如Marsvia等[9]建立了真姬菇口感品質(zhì)參數(shù)與貯藏溫度的貨架期模型；Khasanov等[6]建立了以花色苷為關(guān)鍵參數(shù)的功能性飲料貨架期模型；張建友等[10]以霉菌總數(shù)和硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)物為指標(biāo)建立了醬鴨品質(zhì)變化的貨架期模型；樊沁昕等[11]以揮發(fā)性鹽基氮為指標(biāo)建立了咖喱雞塊菜肴包的貨架期模型。因此，不同類(lèi)型的產(chǎn)品在貯藏期間影響產(chǎn)品品質(zhì)衰變的因素不同，選擇關(guān)鍵參數(shù)建立貨架期模型，才能保證模型有效、準(zhǔn)確。香菇辣椒制品物料及添加量、油料占比會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)[12]，而對(duì)其貯藏期品質(zhì)變化及貨架期預(yù)測(cè)的研究較少。因此，通過(guò)分析其貯藏品質(zhì)變化，并建立貨架期預(yù)測(cè)模型，從而精準(zhǔn)、快速地預(yù)測(cè)貨架壽命。

本文以前期基于模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法優(yōu)化的香菇油辣椒醬為樣品，探究其在不同貯藏溫度（25、37、49℃）下的感官品質(zhì)（感官評(píng)分、色澤）、菌落總數(shù)、理化指標(biāo)（油脂酸價(jià)、過(guò)氧化值）變化規(guī)律，通過(guò)Pearson相關(guān)性分析建立各指標(biāo)的聯(lián)系，選擇關(guān)鍵參數(shù)建立貨架期預(yù)測(cè)模型，旨在為香菇油辣椒醬的開(kāi)發(fā)、工藝完善及流通提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

香菇油辣椒醬（由等外級(jí)香菇、糍粑辣椒、豆瓣醬及一些輔料制成）：貴陽(yáng)學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院工藝實(shí)驗(yàn)室自制[1]。平板計(jì)數(shù)瓊脂：上海博微生物科技有限公司；碘化鉀（分析純）：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；石油醚、異丙醇、冰乙酸（分析純）：天津市富宇精細(xì)化工有限公司；乙醚、三氯甲烷（分析純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；可溶性淀粉、氫氧化鈉（分析純）：天津市永達(dá)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

YXQ-LS-50SII立式高壓滅菌鍋：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；SW-CJ-1G單人超凈工作臺(tái)：上海力辰邦西儀器科技有限公司；101-2電熱鼓風(fēng)干燥箱、DH5000BⅡ電熱恒溫培養(yǎng)箱：天津市泰斯特儀器有限公司；AUW120D電子分析天平：日本島津公司；CR400-色差儀：日本柯尼卡美能達(dá)公司；SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵：上海比朗儀器有限公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海愛(ài)朗儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

將經(jīng)巴氏殺菌后的香菇油辣椒醬分為3組，分別置于25、37、49℃恒濕恒溫培養(yǎng)箱中貯藏80 d，在25、37、49℃下，分別間隔10、8、6 d取樣并檢測(cè)樣品的感官評(píng)分、色澤、菌落總數(shù)（total viable count，TVC）、酸價(jià)（acid value，AV）、過(guò)氧化值（peroxide value，PV）；參考T/SZZL 002—2021《香菇醬》中的理化指標(biāo)限值[13]，在貯藏期間同一溫度下各樣品任一指標(biāo)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值或感官評(píng)分低于60分則終止該溫度下的試驗(yàn)。

1.3.2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

選擇10名長(zhǎng)期從事食品行業(yè)的人員（男女各5名）組成評(píng)定小組，產(chǎn)品整體感官評(píng)價(jià)等級(jí)分為優(yōu)（90分～100分）、良（80分～89分）、中（60分～79分）、差（0～59分），并依據(jù)表1感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 香菇油辣椒醬感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of Lentinus edodes oil chili sauce

1.3.3 色差測(cè)定

參考高雅文等[14]、王念等[15]的方法，將香菇油辣椒醬裝入50 mm×50 mm比色皿中，壓實(shí)、抹平，用色差儀測(cè)定醬體的 L*、a*、b*。

1.3.4 菌落總數(shù)的測(cè)定

參考GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》[16]。

1.3.5 過(guò)氧化值的測(cè)定

參考GB 5009.227—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中過(guò)氧化值的測(cè)定》[17]。

1.3.6 酸價(jià)的測(cè)定

參考GB 5009.229—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價(jià)的測(cè)定》[18]。

1.4 貨架期預(yù)測(cè)模型的建立

首先對(duì)各檢測(cè)指標(biāo)間進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，選擇引起感官評(píng)分變化的關(guān)鍵指標(biāo)，結(jié)合零級(jí)（式1）或一級(jí)（式2）動(dòng)力學(xué)模型對(duì)關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行回歸分析，并計(jì)算反應(yīng)速率常數(shù)k。

式中：B表示產(chǎn)品貯藏第t天時(shí)的指標(biāo)水平；B0表示產(chǎn)品初始的指標(biāo)水平；k反應(yīng)速率常數(shù)；t為貯藏時(shí)間，d。

然后根據(jù)Arrhenius方程（式3）可知lnk與1/T呈線性關(guān)系，其直線斜率為-Ea/R，截距為lnk0，進(jìn)而計(jì)算出產(chǎn)品貯藏過(guò)程中關(guān)鍵指標(biāo)的活化能Ea及指前因子k0。

式中：Ea為反應(yīng)活化能，kJ/mol；R為氣體常數(shù)8.314，J/（mol/K）；T為貯藏時(shí)的絕對(duì)溫度，K；k0表示指前因子。

最后結(jié)合零級(jí)（式4）或一級(jí)（式5）動(dòng)力學(xué)模型和Arrhenius方程預(yù)測(cè)出香菇油辣椒醬的貨架期（shelf life，SL）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用IBM SPSS 22.0數(shù)據(jù)編輯器Duncan（D）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)性分析和方差分析，以P＜0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 香菇油辣椒醬在不同貯藏溫度下的品質(zhì)變化

2.1.1 感官評(píng)分與色澤變化

香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏過(guò)程中感官評(píng)分、色澤的變化見(jiàn)圖1。

圖1 香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏過(guò)程中感官評(píng)分、色澤的變化Fig.1 Sensory evaluation，color of Lentinus edodes oil chili sauce during storage at different temperature

感官評(píng)分是產(chǎn)品品質(zhì)的集中體現(xiàn)，色澤是感官評(píng)分中的重要組成部分。如圖1所示，香菇油辣椒醬感官評(píng)分和色澤亮度值L*、紅度值a*、黃度值b*隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)均呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)，且當(dāng)溫度為49℃時(shí)，感官評(píng)分、色度值的下降速率越快，這表明感官品質(zhì)、色澤變化與貯藏溫度和時(shí)間密切相關(guān)[19-20]。其中在49℃下貯藏60 d后，香菇油辣椒醬的氣味不協(xié)調(diào)，顏色變褐，香菇丁質(zhì)地軟綿，咀嚼性不佳等，整體感官評(píng)分低于60分，達(dá)到了不可接受范圍，故終止該溫度下的試驗(yàn)；而在25、37℃下貯藏80 d后，醬體感官評(píng)分和色度值下降速率較49℃的慢，醬體感官評(píng)價(jià)等級(jí)為中；這可能是較高溫度下脂肪發(fā)生了氧化酸敗以及相關(guān)的非酶促褐變引起的，這與吳浩然等[12]、張博等[21]、劉憶冬等[22]的研究中發(fā)現(xiàn)較高的貯藏溫度能加快產(chǎn)品的品質(zhì)下降速率相似。

2.1.2 酸價(jià)與過(guò)氧化值的變化

酸價(jià)、過(guò)氧化值是評(píng)價(jià)油脂及其制品好壞的關(guān)鍵指標(biāo)，香菇油辣椒醬富含油脂，因產(chǎn)品中水分含量或貯藏環(huán)境的光照、溫度等因素都會(huì)導(dǎo)致油脂氧化酸敗，產(chǎn)生令人不愉快的氣味[23-24]，因此，控制產(chǎn)品中的油脂在貯藏期間發(fā)生氧化酸敗尤為重要[25]。香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏過(guò)程中酸價(jià)、過(guò)氧化值的變化見(jiàn)圖2。

圖2 香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏過(guò)程中酸價(jià)、過(guò)氧化值的變化Fig.2 AV，POV of Lentinus edodes oil chili sauce during storage at different temperatures

如圖2所示，香菇油辣椒醬在3個(gè)不同溫度貯藏過(guò)程中，酸價(jià)、過(guò)氧化值隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，尤其溫度越高，兩者的增長(zhǎng)速率越快。當(dāng)49℃貯藏60d后酸價(jià)達(dá)到（3.776±0.085）mg/g，已超過(guò) T/SZZL 002—2021《香菇醬》標(biāo)準(zhǔn)的安全限值（3 mg/g），而過(guò)氧化值仍在安全限值之內(nèi)，但此時(shí)醬體已存在異味，醬體滋味不足，香菇丁咀嚼性不佳，這與感官評(píng)分的結(jié)果一致；25、37℃下的酸價(jià)變化速率相近，而過(guò)氧化值的變化速率在37℃時(shí)高于25℃，但其數(shù)值在貯藏80 d后內(nèi)仍在T/SZZL 002—2021《香菇醬》[13]安全標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)（0.25 g/100 g），此時(shí)醬體有少許異味，色澤、滋味、組織狀態(tài)較好，醬體的整體感官品質(zhì)等級(jí)為良。綜上所述，較高的貯藏溫度易造成香菇油辣椒醬品質(zhì)下降，使油脂產(chǎn)生令人不愉快的氣味，這可能是較高的貯藏溫度加快了油脂產(chǎn)生游離脂肪酸，導(dǎo)致醬體品質(zhì)降低，風(fēng)味變差[24]。朱翔等[26]在研究中發(fā)現(xiàn)，香菇牛肉醬40℃下貯藏其油脂酸價(jià)隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而快速增加，而過(guò)氧化值在49℃下增長(zhǎng)速率緩慢，可能是氫過(guò)氧化物的形成及積累所需溫度較高，張?chǎng)╈o等[25]、閆軍[27]等發(fā)現(xiàn)油脂在高于60℃下貯藏，氫過(guò)氧化物形成速率大于降解速率，導(dǎo)致其過(guò)氧化值的增加。

2.1.3 菌落總數(shù)的變化

微生物的生長(zhǎng)繁殖能將食品中的蛋白質(zhì)、氨基酸、肽分解成小分子物質(zhì)，產(chǎn)生令人厭惡的氣味及有害物質(zhì)[7]，而溫度能影響微生物的生長(zhǎng)特性，表現(xiàn)為貯藏溫度不同，微生物的生長(zhǎng)特性也不同[28-29]。香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)的變化見(jiàn)圖3。

圖3 香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)的變化Fig.3 TVC of Lentinus edodes oil chili sauce during storage at different temperatures

如圖3所示，香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加；其中49℃下貯藏60d后醬體感官評(píng)價(jià)達(dá)到不可接受范圍，但檢出活菌數(shù)卻低于25、37℃貯藏的樣品，說(shuō)明在該溫度下醬體的變質(zhì)可能主要因油脂的酸敗所致；而25、37℃貯藏80 d后，均未超出該類(lèi)產(chǎn)品菌落總數(shù)上限值（5×103CFU/g），但在后續(xù)模型驗(yàn)證檢測(cè)中菌落總數(shù)仍持續(xù)增加，說(shuō)明在此溫度下微生物活動(dòng)和脂質(zhì)酸敗共同影響著醬體品質(zhì)。張建友等[10]發(fā)現(xiàn)，醬鴨在25、37℃下貯藏的菌落總數(shù)變化速率高于4℃，而再低于或高于該溫度范圍時(shí)，增長(zhǎng)速率慢；因此，選擇適宜的貯藏溫度有利于產(chǎn)品保存。

2.2 香菇油辣椒醬貨架期預(yù)測(cè)模型建立

2.2.1 不同溫度貯藏過(guò)程中各指標(biāo)與感官評(píng)分的相關(guān)性分析

香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏期間各指標(biāo)與感官評(píng)分間的Pearson相關(guān)性分析見(jiàn)表2。

表2 香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏期間各指標(biāo)間的Pearson相關(guān)系數(shù)Table 2 Pearson correlation coefficients among the indexes of Lentinus edodes oil chili sauce during storage at different temperatures

由表2可知，感官評(píng)分與各指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)均大于0.5，其中酸價(jià)、菌落總數(shù)與醬體感官評(píng)分的∑R2高于其他指標(biāo)，因此，將酸價(jià)和菌落總數(shù)作為建立香菇油辣椒醬貨架期模型的關(guān)鍵指標(biāo)。

2.2.2 香菇油辣椒醬動(dòng)力學(xué)模型的確定

食品在加工貯運(yùn)過(guò)程中，大部分產(chǎn)品的品質(zhì)變化遵循零級(jí)或一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型[7]，根據(jù)決定系數(shù)R2的大小或∑R2選擇適宜的動(dòng)力學(xué)模型，其中R2值越大說(shuō)明模型擬合度越高，方程線性關(guān)系良好；香菇油辣椒醬在25、37、49℃貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)、酸價(jià)的零級(jí)和一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏下菌落總數(shù)、酸價(jià)動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)Table 3 The TVC and AV kinetic model parameters of Lentinus edodes oil chili sauce stored at different temperatures

由表3可知，菌落總數(shù)、酸價(jià)在零級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的決定系數(shù)R2及∑R2均大于一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的決定系數(shù)，綜上所述，香菇油辣椒醬在貯藏期間的菌落總數(shù)、酸價(jià)的變化規(guī)律符合零級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。

2.2.3 基于菌落總數(shù)、酸價(jià)建立香菇油辣椒醬的貨架期預(yù)測(cè)模型

以菌落總數(shù)、酸價(jià)建立香菇油辣椒醬的貨架期預(yù)測(cè)模型見(jiàn)表4。

表4 以酸價(jià)、菌落總數(shù)為指標(biāo)的Arrhenius方程Table 4 Arrhenius equations for AV and TVC

對(duì)香菇油辣椒醬在25、37、49℃下貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)和酸價(jià)的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合分析，得到不同貯藏溫度下回歸方程和反應(yīng)速率常數(shù)R；然后結(jié)合Arrhenius方程（公式3），反應(yīng)速率k和1/T呈線性關(guān)系，從而計(jì)算出模型的活化能Ea和指前因子k0。由表4可知，香菇油辣椒醬的菌落總數(shù)、酸價(jià)的反應(yīng)速率lnk和1/T的線性方程R2均大于0.94，擬合度較高，準(zhǔn)確性較好；通過(guò)計(jì)算得到酸價(jià)Ea為6.09 kJ/mol，指前因子k0為0.290 3 kJ/mol，菌落總數(shù) Ea為 88.94 kJ/mol，指前因子 k0為 4.99×1013kJ/mol。

將上述活化能Ea和指前因子k0帶入公式（4）得香菇油辣椒醬酸價(jià)、菌落總數(shù)的貨架期預(yù)測(cè)模型

2.2.4 香菇油辣椒醬貨架期模型檢驗(yàn)及貨架期預(yù)測(cè)

為檢驗(yàn)香菇油辣椒醬貨架期模型的可信度和有效性，對(duì)25℃下貯藏90、100、110 d的香菇油辣椒醬的真實(shí)測(cè)定值和預(yù)測(cè)值進(jìn)行驗(yàn)證[23]，香菇油辣椒醬貨架期模型檢驗(yàn)及貨架期預(yù)測(cè)見(jiàn)表5。

表5 香菇油辣椒醬在25℃貯藏下酸價(jià)、菌落總數(shù)預(yù)測(cè)值和實(shí)際值Table 5 Predicted and actual values of AV and TVC of Lentinus edodes oil chili sauce stored at 25℃

如表5所示，以酸價(jià)建立起的香菇油辣椒醬貨架期預(yù)測(cè)模型誤差不超過(guò)3%，而菌落總數(shù)的在10%左右[10]，模型可信、有效，可以快速預(yù)測(cè)常溫下香菇油辣椒醬在貯藏期間的酸價(jià)、菌落總數(shù)的變化情況，SL（AV）=142 d，SL（TVC）=282 d，產(chǎn)品在貯藏期間其中任一指標(biāo)超標(biāo)視為過(guò)期產(chǎn)品，不添加任何防腐劑、抗氧化劑的香菇油辣椒醬在貯藏期間可存放142 d；根據(jù)兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)建立的貨架期模型預(yù)測(cè)出的結(jié)果相差較大，后續(xù)將加強(qiáng)產(chǎn)品的油脂氧化防控，以期在合理范圍內(nèi)進(jìn)一步提升其貨架期壽命。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以前期采用模糊數(shù)學(xué)法優(yōu)化研制的香菇油辣椒醬為研究對(duì)象，將其置于25、37、49℃下貯藏，分析香菇油辣椒醬在貯藏期間的品質(zhì)變化規(guī)律；研究發(fā)現(xiàn)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，香菇油辣椒醬的感官評(píng)分、色澤逐漸下降，且溫度越高，下降速率越快；而菌落總數(shù)、酸價(jià)、過(guò)氧化值隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。通過(guò)對(duì)不同溫度貯藏過(guò)程中的感官品質(zhì)、菌落總數(shù)及油脂衛(wèi)生指標(biāo)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，確定了酸價(jià)、菌落總數(shù)作為影響香菇油辣椒醬貯藏期品質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)；并以此建立產(chǎn)品貨架期預(yù)測(cè)模型，分別為模型的相對(duì)誤差分別在±3%和±10%左右，模型較可靠，該模型可為后續(xù)探索延長(zhǎng)貨架期和開(kāi)蓋可食用期研究提供一定的參考。