澳洲坚果应用ASLT 法预测食品保质期

陈震东

（中山洪力健康食品产业研究院有限公司，广东中山 528400）

澳洲坚果，又名夏威夷果、澳洲胡桃、昆士兰栗等，是原产于澳大利亚昆士兰东南部地区的树生坚果，属于山龙眼科，因具有丰富的营养和独特的口感，素有“干果皇后”之称。澳洲坚果生长于亚热带，其主要产区集中在南北回归线附近，其中60%左右产量分布于南回归线。目前，全球有20 多个国家和地区种植和加工澳洲坚果，包括澳大利亚、南非、肯尼亚、中国和美国等。

1940年，原岭南大学引入少量实生苗和种子进行种植；20 世纪80年代，我国先后引进多个商业性品种，由中国热带农业科学院南亚热带作物研究所（即南亚热作所）进行试种和繁殖；20 世纪90年代，澳洲坚果开始在云南省、广西、广东省等地进行商业化种植；直至2009年，国内才开始大规模推广种植澳洲坚果[1]。经过10年的推广种植，2019年澳洲坚果全球产量中，中国排名第4。中国澳洲坚果的产量在未来几年将会有跳跃式增长，同时澳洲坚果的种植和加工也逐渐成为某些贫困地区的经济增长点，成为东部地区对口帮扶西部地区的扶贫项目之一。

澳洲坚果作为“干果皇后”，含有丰富的植物脂肪，其含量可达到60%～78%，且总脂肪酸中不饱和脂肪酸占80%以上，含量最高的油酸和棕榈油酸均为单不饱和脂肪酸[2]。丰富的不饱和脂肪酸使其具有一定的预防心血管疾病、抗炎、防止皮肤氧化损伤等作用，但也为澳洲坚果的贮藏带来挑战[3-4]。澳洲坚果极易发生氧化变质，出现“油哈”等不良滋味，继而酸价和过氧化值超标，因此确定澳洲坚果的食品保质期十分必要。

1 澳洲坚果应用ASLT 法预测食品保质期

1.1 澳洲坚果保质期的影响因素

影响澳洲坚果保质期的因素包括坚果含水量、相对湿度、储存温度、氧浓度、光照、包装材料、脂肪酸组成和品种等。坚果高水分含量或相对湿度较高均为微生物尤其是霉菌的生长提供了条件；较高的温度会促进化学反应的发生，加快澳洲坚果的氧化酸败；氧气可促进坚果内油脂氧化，高氧浓度会加速脂质氧化；光照条件下，澳洲坚果会有更高的酸价和过氧化值使产品带有酸臭和苦味，同时光的存在也会导致坚果中油脂颜色发生变化；包装材料对保质期的影响较大，采用纯铝作为隔绝层能极大地延长产品保质期；单不饱和脂肪酸比多不饱和脂肪酸具有更好的抗氧化性质。

1.2 食品保质期的确定方法

食品保质期的确定可采用的方法包括试验法、参照法、文献法等。参照法是参考已有的同类产品或相近产品的保质期确定食品在特定条件下的保质期。文献法是指基于现有的研究成果或文献资料，综合考虑产品在生产加工、贮藏、流通环节中的影响因素确定产品的保质期，然而对于新品来说（如调味坚果、裹衣坚果等），可参考的保质期研究资料往往不多。

试验法包括长期稳定性试验和加速破坏性试验。为加快新产品上市，可使用加速破坏性试验预测产品的保质期，包括基于温度、湿度或光照的加速破坏性试验，温度的加速试验最常用。新品上市后，还应在模拟实际的贮存、运输、销售等条件下，开展长期稳定性试验，对通过加速试验预测的保质期进行验证，有较大差异时应对保质期进行调整。

1.3 ASLT 法及动力学模型

加速破坏性试验，又称加速货架期试验（Accelerated Shelf-Life Testing，简称ASLT），最早于1985年由LABUZA 等提出[5]，ASLT 法已被广泛运用于食品保质期的预测试验中。许伟星等[6]应用ASLT 法预测水蒸蛋糕货架期。闵维等[7]以65 ℃和75 ℃为加速条件，以脂肪酸值和丙二醛含量为检测指标，预测出裸燕麦片和皮燕麦片的货架期分别为585 d 和274 d。

ASLT 法的原理是在量化温度、湿度、气压和光照等贮藏环境参数的基础上，将产品置于加速破坏的恶劣条件下，如提高储存温度，确定该条件下产品的变质时间节点，最终推导出实际储存条件下的保质期。

加速破坏条件下，食品品质劣变包括化学反应衰变、微生物生长以及感官性状变差，由此ASLT法建立了不同的评价模型，包括阿伦尼乌斯模型（Arrhenius 模型）、微生物生长动力学模型、威布尔危险分析（Weibull hazard）等。其中，阿伦尼乌斯模型是最常用的方法模型，对脂肪氧化、蛋白质变性、美拉德反应等食品劣变普遍适用，由微生物引发的化学反应变质也同样适用（如糖、蛋白、脂肪在微生物作用下分解成醇、醛、酮的反应）；微生物生长动力模型侧重于微生物的生长，可分为Linear 模型、Logistic 模型、Gompertz 模型及Baranyi & Roberts 模型；威布尔危险分析是国内外广泛适用的感官评价预测保质期的方法，通常结合阿伦尼乌斯模型使用[8]。

1.4 Q10 法的原理

ASLT 法阿伦尼乌斯模型的原理是随着温度上升，化学反应的速率会加快，即食品品质随温度升高（一定范围内）会劣变得更快。由此设置参数Q10并定义为“温差10 ℃的两个任意温度下保质期的比值”，即Q10=（T℃下保质期）/[（T+10）℃下保质期]。大多数食品Q10值在2 左右，即每升高10 ℃，保质期缩短为原来的1/2。

选取任意两个相差10 ℃的试验温度（均高于实际存储温度），分别进行加速试验，以两个试验温度下的保质期，计算产品实际的Q10值，并根据式（1）推算出实际存储温度下产品的保质期。

式中：θ(T1)为实际贮存温度T1下的保质期，d；θ(T2)为在T2温度下进行加速破坏性试验得到的保质期，d；∆T为较高温度（T2）与实际贮存温度（T1）的差值，℃。

2 澳洲坚果ASLT 法预测保质期

以阿伦尼乌斯模型（Q10法）预测奶香味澳洲坚果在25 ℃下储存的保质期。加速温度分别为45 ℃和55 ℃，湿度保持60%，包材选择PET/ALOX/CPP，封装时抽真空。测试以酸价、过氧化值、残氧含量、水分含量和感官为指标，试验数据见表1。

由表1 可知，在使用氧化铝隔绝层并抽真空的包装形式下，产品的酸价、过氧化值、水分以及残氧含量均较稳定，且未超出限值范围，但产品的感官性状分别在70 d 和35 d 出现不可接受的情况。因此，45 ℃和55 ℃下的测试保质期分别为63 d 和28 d。通过公式计算，Q10=63/28=2.25，则该奶香味澳洲坚果在常温下的保质期为θ(25 ℃)=63×2.25(45-25)/10=319 d，或θ(25 ℃)=28×2.25(55-25)/10=319 d。奶香味澳洲坚果在常温25 ℃、湿度60%、包材PET/ALOX/CPP 和抽真空的条件下，保质期约为319 d。应注意的是，在产品上市后还应对预测的保质期进行长期稳定性试验，以验证或调整实际的保质期。

表1 奶香味澳洲坚果保质期加速试验

3 Q10 法的局限性

坚果是极易被霉菌污染的食品，利用阿伦尼乌斯模型（Q10法）进行温度加速试验时，由于加速的温度会超过霉菌的最适生长温度（28 ℃），导致对实际储存温度（25 ℃）下微生物引起的化学反应质变无法考量，使结果产生误差；同时该法对加速温度的限制较大，过高的温度会使酶钝化，降低酶促反应的效率。因此，为消除Q10法预测坚果保质期的误差，同步进行长期稳定性试验是必要的。