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目前，食品保質(zhì)期是怎么定的？公司新產(chǎn)品的保質(zhì)期預(yù)期是多長？能否達到要求？達不到要求如何改善？老產(chǎn)品的實際保質(zhì)期又是多少？大家心中都無數(shù)，甚至質(zhì)量部門也沒有結(jié)論。接下來以飲料為例，講講影響因素、加速試驗和長期試驗。
飲料生產(chǎn)與包裝技術(shù)在不斷進步，使得飲料的保質(zhì)期也在不斷延長。另外，考慮到飲料類別與包裝形式的日趨多樣化，以及銷售范圍的不斷擴大，對飲料的保質(zhì)期需要通過科學(xué)的方法予以測定。因而，如何統(tǒng)一、合理、準(zhǔn)確、快速的預(yù)測確定飲料的保質(zhì)期，已成為當(dāng)前飲料研發(fā)人員的當(dāng)務(wù)之急。
目前對飲料的保質(zhì)期確定大多依賴經(jīng)驗或簡單測試，缺乏科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化的方法。而隨著飲料產(chǎn)品的全球化營銷，不同氣候條件下飲料的保質(zhì)期變化也愈發(fā)受到關(guān)注。而我國等國土遼闊的國家，往往跨越多個氣候帶，使得僅在國內(nèi)銷售的產(chǎn)品，也必須要考慮在不同氣候帶的保質(zhì)期。國際氣候帶見表1：
表1 國際氣候帶
溫帶主要有俄羅斯、英國、加拿大、北歐；亞熱帶有美國、西歐（葡萄牙—希臘）、日本；干熱帶有蘇丹、伊朗、伊拉克；濕熱帶有菲律賓、印度尼西亞、巴西、加納、尼加拉瓜。我國大部分地區(qū)屬亞熱帶，也有部分地區(qū)屬濕熱帶，故飲料保質(zhì)期的長期測試方法可采用以下實驗條件：溫度為25±2℃、相對濕度為60%±10%。
一、飲料保質(zhì)期內(nèi)存在的主要質(zhì)量問題
目前，飲料在保質(zhì)期內(nèi)存在的質(zhì)量問題主要有兩類，一類是生物性的，即由微生物自身及其代謝產(chǎn)物導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)、沉淀和渾濁；另一類是非生物性的，即飲料成分發(fā)生物理、化學(xué)變化引起的產(chǎn)品退色、凸罐、漏瓶、分層和沉淀等。常發(fā)生的質(zhì)量問題詳見表2 和表3：
表2 保質(zhì)期內(nèi)微生物引起的飲料質(zhì)量問題
表3 保質(zhì)期內(nèi)非生物引起的飲料質(zhì)量問題
二、影響因素實驗
影響因素實驗是在比加速試驗更劇烈的條件下進行，如光照、溫度、濕度、酸、堿、氧化等，了解飲料在以上相應(yīng)條件下的質(zhì)量保持情況，為飲料的配方設(shè)計、生產(chǎn)工藝、包裝、貯存條件等提供參考信息。飲料的影響因素實驗一般只需要一個批次的樣品即可，如因?qū)嶒灲Y(jié)果不明確，則應(yīng)加試2 個批次樣品。
目前飲料保質(zhì)期測試常進行的影響因素實驗是高溫實驗、高濕實驗和強光照實驗。
1、高溫試驗的方法
將飲料密封放于潔凈的市售包裝或近似市售包裝中，60℃下放置10 天，于第5 天和最后一天取樣，按飲料保質(zhì)期考察指標(biāo)進行檢測。
若飲料在放置的10 天內(nèi)已發(fā)生不可接受的質(zhì)量變化，則在40℃條件下按照以上時間繼續(xù)進行實驗。
若60℃沒有發(fā)生不可接受的質(zhì)量變化，不再進行40℃實驗。
此實驗即可考察飲料在熱帶地區(qū)儲運的穩(wěn)定性，也可考察飲料在夏季物流過程中的穩(wěn)定性。
2、高濕實驗的方法
將飲料密封放于潔凈的市售包裝或近似市售包裝中，放置于25℃，相對濕度為90%±5%條件下10天，于第5 天和最后一天進行取樣，按飲料保質(zhì)期考察指標(biāo)進行檢測。該高濕實驗一般只針對固體飲料適用。
恒濕條件可使用恒溫恒濕實驗箱。物流過程中有海運階段的飲料，還可使用鹽霧實驗箱以考察容器的耐腐蝕性。
該實驗對于采用半透性PET 塑料瓶或金屬容器的飲料具有重要意義，在考察飲料自身保質(zhì)期的同時，還可考察容器的穩(wěn)定性及耐腐蝕性。
3、強光照射實驗的方法
將密封于市售包裝或近似市售包裝的飲料放在裝有熒光燈（模擬貨架照明）或氙燈（模擬日光照射）的光照試驗箱或其他適宜的光照裝置內(nèi)，于4500±500xl的照度條件下放置10 天，于中間一天和最后一天按飲料保質(zhì)期考察指標(biāo)進行檢測，重點檢查飲料的感官變化。其中可選用任何輸出相似于D65/ID65 發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)的光源。
該實驗主要考察飲料在貨架銷售期的穩(wěn)定性。
此外，根據(jù)需要可設(shè)計酸、堿和氧化等實驗，探討以上因素對飲料保質(zhì)期質(zhì)量的影響，并研究分析飲料中各成分的相互影響情況。
三、加速破壞性試驗
加速破壞性試驗是在特定條件下進行的質(zhì)量破壞性試驗，其目的是在較短的時間內(nèi)，了解飲料的物理、化學(xué)和生物學(xué)方面的變化，為飲料配方設(shè)計、質(zhì)量評價和包裝、運輸、貯存條件等提供實驗依據(jù)，并初步預(yù)測樣品的穩(wěn)定性。
加速破壞性試驗通常采用3個批次以上的樣品進行，放置在市售產(chǎn)品相同或相似的包裝容器中。一般放置條件參照化學(xué)藥物（制劑）的試驗條件為40±2℃、相對濕度為75%±5%，放置時間為六個月。
檢測一般包括初始、中間和末次的3個時間點。根據(jù)研發(fā)經(jīng)驗，如果預(yù)測加速破壞性試驗的結(jié)果可能會接近飲料保質(zhì)期質(zhì)量變化的臨界點，則應(yīng)在實驗設(shè)計中考慮增加檢測頻率。飲料的感官或指標(biāo)如出現(xiàn)明顯的異常，即飲料在保質(zhì)期內(nèi)的質(zhì)量發(fā)生了明顯變化，該試驗就可以中止。
此外，針對部分需要冷藏保存（5℃±3℃）飲料的加速破壞性試驗條件為25±2℃、相對濕度為60%±5%，如果在加速試驗的前3個月內(nèi)質(zhì)量發(fā)生了顯著變化，表現(xiàn)為感官或指標(biāo)有明顯的異常，則應(yīng)對運輸途中或搬運過程中得貯存條件對其質(zhì)量的影響進行評估；必要時可加試1 批樣品、增加取樣檢測頻度、進行3個月以內(nèi)的試驗；如前3個月感官或指標(biāo)已經(jīng)發(fā)生了明顯的不可接受的變化，則可終止加速破壞性試驗。關(guān)于冷凍保存飲料的加速試驗的放置條件，目前并無參考依據(jù)。
目前最廣泛、最有效使用的預(yù)測食品貨架期方法是Arrhenius模型，用來描述不同溫度對食品有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)速度變化的影響。Arrhenius模型方程是：
式中：k為速度常數(shù)；k0為關(guān)系式常數(shù)；E為活化能；R為氣體常數(shù)；T為絕對溫度。
在上式中，溫度對化學(xué)反應(yīng)的影響程度用Q10來表示。在一般的化學(xué)反應(yīng)中，溫度每上升10℃則反應(yīng)速度加倍，即Q10一般都為2。2個任意溫差為10℃的溫度下的保質(zhì)期的比值Q10有以下公式：
Q10=T溫度下的保質(zhì)期/（T+10）溫度下的保質(zhì)期
通常情況下，飲料保質(zhì)期的Q10都是選取2個溫度進行計算比值，并且，還要確定這兩個溫度下進行實驗的頻率。公式如下：
式中：ΔT 為兩個實驗溫度T1與T2的溫度差，f1為溫度T1 時測試之間的時間間隔；f2為溫度T2時測試之間的時間間隔。對于2個溫度差不是10℃的Q10，則上述公式變?yōu)椋?/div>
式中：ΔT 為T1與T2的溫度差，θs（T1）為特定溫度T1下的保質(zhì)期；θs（T2）為特定溫度T2下的保質(zhì)期。
四、長期試驗
飲料長期試驗的目的是為了研究飲料在擬定的貯存條件下其質(zhì)量的穩(wěn)定性，同時也為飲料的包裝、貯存環(huán)境及保質(zhì)期提供參考。一般情況下，長期試驗需要在接近飲料的實際貯存條件下進行。
飲料的長期試驗一般是把飲料密封于潔凈的市售包裝或近似市售包裝中，然后放置在溫度為25±2℃、相對濕度為60%±5%，或溫度30±2℃、相對濕度為65%±5%的環(huán)境中，實驗時間為樣品的保質(zhì)期，一般為12個月。這是從我國南方與北方氣候的差異考慮的，在其它國家銷售的飲料則應(yīng)基于其所處的氣候帶考慮。
長期試驗的樣品一般選取3個批次，每3 個月取樣一次，分別于放置開始、3個月、6個月、9個月、12個月取樣，按照飲料保質(zhì)期質(zhì)量檢測指標(biāo)進行檢測。
考慮到在實際實驗中，檢測數(shù)據(jù)有一定的分散性，故在進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析時，一般應(yīng)按照95%可信限進行整理，以此能夠得到有效的保質(zhì)期。
如果選取3批飲料的統(tǒng)計分析結(jié)果差別較小，則取其平均值為該飲料的保質(zhì)期，若選取的3 批飲料的統(tǒng)計分析結(jié)果差別較大（P 值≤0.25），則取其最短批次的時間為該飲料的保質(zhì)期。如果數(shù)據(jù)表明，測定結(jié)果變化很小，說明該飲料是很穩(wěn)定的，則不作統(tǒng)計分析。
特殊情況下，有些飲料需要進行冷藏保存或需要冷凍。關(guān)于需要冷藏保存飲料的長期實驗條件為5±3℃，如果其在進行加速破壞性試驗時的3～6個月之間發(fā)生了不可接受的質(zhì)量變化，則應(yīng)根據(jù)實際考察時間的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)確定保質(zhì)期。對某些需要冷凍保存的飲料的長期試驗條件為-20℃±5℃，具體應(yīng)根據(jù)長期實驗放置條件下實際考察時間的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)確定其保質(zhì)期。
五、保質(zhì)期試驗重點考察項目
飲料的保質(zhì)期試驗重點考察項目可分為感官指標(biāo)、理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)，這是評價飲料是否變質(zhì)的三個主要方面。感官指標(biāo)是判斷食品質(zhì)量或者口味好壞最直接的依據(jù)，理化指標(biāo)規(guī)定了飲料應(yīng)達到的成分含量，微生物指標(biāo)時衡量飲料受微生物污染或其他污染的程度。
對于不同的飲料，考察指標(biāo)也不完全相同，如維生素飲料要著重考察理化指標(biāo)，碳酸飲料要著重考察二氧化碳的氣容量；而微生物指標(biāo)則涉及食品安全，在關(guān)注致病菌指標(biāo)的同時，也應(yīng)關(guān)注指示菌的指標(biāo)。
表4 重點考察項目參考表
注：不穩(wěn)定物質(zhì)指飲料中的性質(zhì)不穩(wěn)定的關(guān)鍵成分，如維生素飲料中的維生素含量，果蔬汁飲料中的果蔬汁含量，碳酸飲料中的二氧化碳氣容量等。
舉例：植物和茶固體飲料重點考察項目--結(jié)塊率研究
植物固體飲料是以植物及其提取物（水果、蔬菜、茶、咖啡除外）為主要原料，添加或不添加其他食品原輔料和食品添加劑，經(jīng)加工制成的固體飲料。茶固體飲料是以茶葉的提取液或其提取物或直接以茶粉（包括速溶茶粉、研磨茶粉）為原料，添加或不添加其他食品原輔料和食品添加劑，經(jīng)加工制成的固體飲料。
固體飲料的結(jié)塊率試驗重點考察項目可分為感官指標(biāo)、理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)，這是評價飲料是否變質(zhì)的三個主要方面。感官指標(biāo)是判斷食品質(zhì)量或者口味好壞最直接的依據(jù)，理化指標(biāo)規(guī)定了飲料應(yīng)達到的成分含量，微生物指標(biāo)是衡量飲料受微生物污染或其他污染的程度的指標(biāo)。
對于不同的飲料，考察指標(biāo)也不完全相同，如維生素飲料要著重考察理化指標(biāo)，碳酸飲料要著重考察二氧化碳的氣容量；而微生物指標(biāo)則涉及食品安全，在關(guān)注致病菌指標(biāo)的同時，也應(yīng)關(guān)注指示菌指標(biāo)。
固體飲料的產(chǎn)品特性，一般以產(chǎn)品結(jié)塊情況作為重點考察項目，對于植物固體飲料和茶固體飲料而言，結(jié)塊率是保質(zhì)期的重要指標(biāo)。也是一個主要指標(biāo)，該文只研究了結(jié)塊率，雖然只是研究了保質(zhì)期的一部分，但是企業(yè)可以據(jù)此作為確定產(chǎn)品保質(zhì)期的依據(jù)。
目前，植物固體飲料和茶固體飲料的結(jié)塊率沒有統(tǒng)一的規(guī)定，結(jié)塊率的快速確定無固定方法。可以根據(jù)Arrhenius 模型，以植物固體飲料和茶固體飲料為例，采用加速試驗的方法，通過計算出公司產(chǎn)品的大致結(jié)塊率，同目標(biāo)結(jié)塊率進行比較，如未達目標(biāo)結(jié)塊率，可立即進行工藝改進，包括產(chǎn)品配方、工藝參數(shù)、包裝材料或包裝方式等，從而為此類新產(chǎn)品開發(fā)過程中結(jié)塊率的快速確定提供新的思路與試驗依據(jù)。
劉建文等人試驗結(jié)果顯示，真實結(jié)塊率達5%的時間比加速實驗條件下的大致結(jié)塊率達5%的時間約長5%，試驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠，產(chǎn)品的結(jié)塊率如果達不到規(guī)定的要求，可以通過改進產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、配方、包裝材料延長產(chǎn)品的結(jié)塊率。
六、保質(zhì)期試驗研究結(jié)果評價
飲料保質(zhì)期穩(wěn)定性的預(yù)測研究對飲料行業(yè)的發(fā)展具有重要意義，它是在影響因素實驗、加速破壞性試驗、長期試驗的實驗結(jié)果基礎(chǔ)上，并結(jié)合飲料在實際生產(chǎn)、運輸過程中可能遇到的情況進行的系統(tǒng)分析和判斷。
飲料保質(zhì)期試驗，可以提供飲料在各種環(huán)境因素影響下，其質(zhì)量隨時間變化的情況，可以科學(xué)嚴謹?shù)念A(yù)測與確定飲料的存放條件、包裝和保質(zhì)期；
由此建立飲料的保質(zhì)期及推薦的貯存條件，以確保飲料在保質(zhì)期內(nèi)的質(zhì)量穩(wěn)定。
引用文獻：
劉紅，王達，張明，吳光虹，劉峴鑠，張曉燕. 青島嶗山礦泉水有限公司，山東青島266101）. 飲料保質(zhì)期測試方法的研究綜述
劉建文1，徐義波2，丁曉東3，傅清梅3，周恒勇. (1 立高食品股份有限公司，廣東廣州；2 浙江阿東王食品有限公司，浙江衢州324000；3 廣東分子態(tài)生物股份有限公司）. 飲 料 工 業(yè). 2019，Vol.22，No.2
編輯：foodqm
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