习水特色苕丝糖货架期研究

宋珊珊覃 麟*高 毅 方 念熊 富

（1遵义医药高等专科学校，贵州遵义 563000；2遵义医科大学，贵州遵义 563000）

苕丝糖酥脆爽口、香甜不腻、营养丰富，是红色革命老区贵州省遵义市习水县土城镇的特色产品，在当地更是逢年过节的必备佳品。苕丝糖以习水当地种植的红薯和糯米为原材料，辅以芝麻、花生、核桃，经蒸、煮、煎、炸、搓、揉、压等多个工序精制而成，是一种老少皆宜的绿色健康食品。

食品货架期是指食品从产出到变质为止，能保持食品品质的时间［1］，它主要受食品含水量、水分活度、环境湿度、微生物、包装材料以及储存温度等因素的影响［2］。其中，储存温度是影响食品货架期最主要的环境因素，若温度升高，化学反应速率如脂肪氧化会加快，从而缩短食品的货架期［3］。货架期是保证苕丝糖品质必不可少的因素之一。Arrhenius方程和ASLT法（食品货架期快速测定法）是基于温度变化来反应食品品质变化的热力学模型和方法。为此，本实验以甜味苕丝糖和椒盐味苕丝糖为试验材料，应用ASLT法和Arrhenius方程相关模型，以酸价AV、过氧化值POV为实验指标，测定2种口味苕丝糖的货架期，为苕丝糖产品的品质预测提供支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂甜味和椒盐味苕丝糖：习水县金桥食品有限公司生产。石油醚（沸程30～60℃）：津市富宇精细化工有限公司生产；酚酞、硫代硫酸钠：贵州迪大科技生物有限公司生产；碘化钾、碘等：天津市致远化学试剂有限公司生产。

1.2 仪器与设备RE52旋转蒸发仪：北京普析通用仪器有限公司生产；SZF-60A脂肪测定仪，浙江托普仪器有限公司生产；TQ-200粉碎机，上海市天棋盛世科技有限公司生产；101-2AB电热鼓风干燥箱，北京科伟永兴仪器有限公司生产；万分之一电子天平：上海佑科仪器厂生产。

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理 将同一批次包装好的甜味苕丝糖和椒盐味苕丝糖（每袋约重30g），每种口味各200个，分别放置于50℃、60℃的稳定箱中，稳定箱内相对湿度均为65%，测量其酸价、过氧化值，随后每隔10d取样测定数据直至超标。

1.3.2 测定方法 酸价：GB 5009.229-2016，过氧化值：GB 5009.227-2016，它们的国家标准分别为≤5mg/g、≤0.25g/100g。

1.3.3 样品货架期的预测方法 对实验结果进行回归分析确定其反应级数：用Y表示食品在储存过程中的品质变化即实验数据，t为储存时间，以t为横坐标，Y为纵坐标进行回归分析。如果Y与t采用线性坐标得到1条直线，该反应就是0级反应模式；如果Y与SQRT（t）采用线性坐标得到1条直线，该反应就是0.5级反应模式；如果Y与ln（t）采用线性坐标得到1条直线，该反应就是1级反应模式；如果Y与SQRT（1/t）采用线性坐标得到1条直线，该反应就是1.5级反应模式；如果Y与1/t采用线性坐标得到1条直线，该反应就是2级反应模式；如果Y与1/t2采用线性坐标得到1条直线，该反应就是3级反应模式［4-7］。如表1所示。

表1 不同反应级数食品品质变化的表现函数

取上述回归线的斜率，根据阿仑乌斯（Arrhenius）方程［8-9］：

式中：

K——反应速率常数；

k0——指前因子；

Ea——活化能，kJ/mol；

R——通用气体常数，8.314 J/（mol·k）；

T——开尔文绝对温度，k。

对式（1）进行微分，积分得温度T与Ea、k的关系：

回归计算求出Ea。

ASLT法是指将食品储存在使其快速变质的环境中，按一定时间间隔检测食品的品质，利用这些数据推测出实际储存条件下的保质期［10，11］。本实验采用ASLT法中的Q10模型，Q10模型最关键的因素就是求出Q10值，求出Q10就可以推算出不同温度下食品的保质期。Q10是指当温度差为10℃时，食品在2个任意温度下的储存期比率［4］。相关计算公式为：

式中：θs（T）是指T温度下食品的保质期。通过Ea算出Q10，通过Q10可得不同温度下食品的保质期。

式中：θs（T1）是T1温度下的保质期，θs（T2）是T2温度下的保质期，△T是T1与T2的温度差。

1.4 数据分析每次测试重复3次，用IBM SPSS Statistics v19.0.0进行数据显著性分析，用Microsoft Office Excel 2007作图。

2 结果与分析

2.1 不同温度下苕丝糖酸价的变化苕丝糖是以红薯和糯米为原料，经油炸加工而成的贵州特色小吃，油脂含量和成分的变化会影响其成品质量和保质期。食品中的油脂在食品储存过程中，会先水解为游离脂肪酸，使苕丝糖酸价升高，游离脂肪酸在脂肪酸酶的作用下氧化成过氧化物，过氧化物进一步水解生成小分子的醛、酮、酸等化合物，从而使苕丝糖产生酸败口感。

由图1可知，50℃储存条件下，处理前20d，甜味苕丝糖和椒盐味苕丝糖的酸价值均有上升，但上升趋势不显著（p＞0.05，甜味苕丝糖从0.107mgKOH/g增加到0.257mg-KOH/g，椒盐味苕丝糖的酸价从0.153mgKOH/g增加到0.200mgKOH/g）。处理30d后，甜味苕丝糖和椒盐味苕丝糖的酸价值变化显著（p＜0.05），说明这段时间内大量油脂水解为游离脂肪酸，中和游离脂肪酸的氢氧化钾用量增加。甜味苕丝糖经过83d加速反应处理，酸价值上升到5.03mgKOH/g，超过了国家标准（GB 7099-2015）对糕点、面包中酸价（＜5mgKOH/g）的规定。椒盐味苕丝糖经过81d加速反应处理酸价值增加到5.01mgKOH/g，超过糕点、面包国家卫生标准规定的酸价值。

由图2可知：60℃储存条件下，随着储存时间的延长，甜味苕丝糖和椒盐味苕丝糖的酸价均显著性的增加（p＜0.05，甜味苕丝糖从0.107mgKOH/g增加到5.013mg-KOH/g，椒盐味苕丝糖酸价从0.153mgKOH/g增加到5.037mgKOH/g）。甜味苕丝糖经过52d、椒盐味苕丝糖经过50d加速反应处理，酸价值超过糕点、面包国家卫生标准规定值。

综合图1和图2可知：苕丝糖中游离脂肪酸值受温度和时间的影响，增加储存温度、延长储存时间，会加快苕丝糖中油脂水解的速度，缩短苕丝糖的保质期。

图1 50℃下苕丝糖酸价的变化

图2 60℃下苕丝糖酸价的变化

2.2 不同温度下苕丝糖过氧化值的变化食品中不饱和脂肪酸在储存过程中会发生自动氧化、光敏氧化、酶促氧化。自动氧化反应需要氧参与，以自由基的产生开始反应，自由基形成稳定化合物终止反应；光敏氧化反应需要单线态氧，反应速度是自动氧化的1500倍；酶促反应需要脂肪氧合酶的参与。3种反应开始的条件不同，但是初级产物都是氢过氧化物，氢过氧化物无色无味，但可进一步生成小分子醛、酮、醇、酸，产生哈喇味［12-15］。

由图3可知，50℃储存条件下，处理前10d，甜味苕丝糖和椒盐味苕丝糖的过氧化值无显著性变化（p＞0.05）。处理20d后，甜味苕丝糖和椒盐味苕丝糖的过氧化值显著上升（p＜0.05，甜味苕丝糖从0.037g/100g增加到0.260g/100g，椒盐味苕丝糖酸价从0.027g/100g增加到0.247g/100g），说明这段时间不饱和油脂三种氧化反应产生大量氢过氧化物。甜味苕丝糖经过83d、椒盐味苕丝糖经过81d，加速反应处理过氧化值超过国家标准（GB 7099-2015）对糕点、面包中过氧化值≤0.25g/100g）的规定。

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图3 50℃下苕丝糖过氧化值的变化

由图4可知：60℃储存条件下，甜味苕丝糖处理前10d过氧化值无显著性变化（p＞0.05），椒盐味苕丝糖处理前10d过氧化值显著性变化（p＜0.05，过氧化值从0.000g/100g增加到0.012g/100g）。处理20d后，甜味苕丝糖和椒盐味苕丝糖的过氧化值显著性上升（p＜0.05，甜味苕丝糖从0.047g/100g增加到0.257g/100g，椒盐味苕丝糖酸价从0.053g/100g增加到0.260g/100g）。甜味苕丝糖经过62d、椒盐味苕丝糖经过61d加速反应处理，过氧化值超过国家标准（GB 7099-2015）对糕点、面包中过氧化值≤0.25g/100g）的规定。

综合图3、图4可知，温度为加快含油食品中过氧化值的产生，这与付强等对油脂变化的研究结果一致［16］。

图4 60℃下苕丝糖过氧化值的变化

2.3 苕丝糖货架期预测由表2、表3可知，储存温度在50℃、60℃下，甜味苕丝糖和椒盐味苕丝糖中的游离脂肪酸、氢过氧化物的产生均为0级反应，决定系数R2均在0.940以上，符合食品加工和储存过程中化学和微生物的货架期指标均发生0级或1级反应的研究结果［2］。温度升高，各反应速率常数K值越大，说明游离脂肪酸和氢过氧化物的产生受温度影响，这验证了前述实验结果。利用速率常数K，通过公示1～4的计算，求出苕丝糖20℃的货架期如表4所示：以酸价为试验测定指标，甜味苕丝糖的货架期为268d，椒盐味苕丝糖的货架期为216d；以过氧化值为试验测定指标，甜味苕丝糖的货架期为265d，椒盐味苕丝糖的货架期为292d。

表2 各项指标在不同级数下反应速率常数和线性回归决定系数R2（甜味苕丝糖）

表3 各项指标在不同级数下反应速率常数和线性回归决定系数R2（椒盐味苕丝糖）

表4 苕丝糖货架期预测

3 结论与讨论

（1）苕丝糖酸价和过氧化值受储存环境温度的影响，温度越高，酸价和过氧化值上升越快，苕丝糖品质劣变越快。因此，苕丝糖在储存、运输过程中，要充分考虑温度对其品质的影响。

（2）储存温度在50℃、60℃下，苕丝糖中游离脂肪酸和氢过氧化物生成遵循0级反应动力学模型。

（3）应用ASLT法和Arrhenius方程相关模型，以酸价为试验测定指标，甜味苕丝糖的货架期为268d，椒盐味苕丝糖的货架期为216d；以过氧化值为试验测定指标，甜味苕丝糖的货架期为265d，椒盐味的苕丝糖货架期为292d。利用反应速率常数K值求出反应Q10，推算出苕丝糖室温下的保质期，Q10的大小受食品组成成分、食品储存温度、食品包装等多方面因素的影响，1个部分微小的变化都会引起试验结果很大的偏差。综合考虑酸价和过氧化值，20℃储存条件下，甜味苕丝糖的保质期为265d，椒盐味苕丝糖的保质期为216d。