不同贮藏温度下香菇油辣椒酱品质变化规律及货架期预测

管庆林，周笑犁*，韦雪，杨莹莹，田其明，钟定江

（1.贵阳学院食品与制药工程学院，贵州 贵阳 550005；2.麻江县明洋食品有限公司，贵州 凯里 556000）

香菇油辣椒酱[1]是以黔产等外级香菇[2]为主要原料，并辅以糍粑辣椒、豆瓣酱及其他原料制作的一款具有地方特色风味的复合调味品，其中富含蛋白质、氨基酸态氮、脂肪等营养成分。但由于香菇油辣椒酱中含油量高，且富含营养物质，在储运过程中可能因不当的环境条件易引发油脂的氧化、蛋白质降解及微生物繁殖等[3-4]，从而影响产品在贮藏期间的品质。因此，为使具有贵州地方特色风味的香菇油辣椒酱形成产业化，亟需对其在贮藏期间的品质变化进行探究，这不仅可以为香菇油辣椒酱在运输、贮藏期间的品质变化提供理论依据，还能进一步完善工艺提高商品货架期。

食品货架期预测是以食品品质衰变规律为基础，受内部因素（pH值、酸度、水分活度、添加剂含量等）和外部因素（温度、空气相对湿度、微生物残留量、包装方式等）的影响[5-6]，表现出感官品质、理化指标的相应变化，根据参数的变化速率建立的动力学模型[7-8]并预测其货架期。如Marsvia等[9]建立了真姬菇口感品质参数与贮藏温度的货架期模型；Khasanov等[6]建立了以花色苷为关键参数的功能性饮料货架期模型；张建友等[10]以霉菌总数和硫代巴比妥酸反应产物为指标建立了酱鸭品质变化的货架期模型；樊沁昕等[11]以挥发性盐基氮为指标建立了咖喱鸡块菜肴包的货架期模型。因此，不同类型的产品在贮藏期间影响产品品质衰变的因素不同，选择关键参数建立货架期模型，才能保证模型有效、准确。香菇辣椒制品物料及添加量、油料占比会影响产品品质[12]，而对其贮藏期品质变化及货架期预测的研究较少。因此，通过分析其贮藏品质变化，并建立货架期预测模型，从而精准、快速地预测货架寿命。

本文以前期基于模糊数学综合评价法优化的香菇油辣椒酱为样品，探究其在不同贮藏温度（25、37、49℃）下的感官品质（感官评分、色泽）、菌落总数、理化指标（油脂酸价、过氧化值）变化规律，通过Pearson相关性分析建立各指标的联系，选择关键参数建立货架期预测模型，旨在为香菇油辣椒酱的开发、工艺完善及流通提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

香菇油辣椒酱（由等外级香菇、糍粑辣椒、豆瓣酱及一些辅料制成）：贵阳学院食品与制药工程学院工艺实验室自制[1]。平板计数琼脂：上海博微生物科技有限公司；碘化钾（分析纯）：天津市科密欧化学试剂有限公司；石油醚、异丙醇、冰乙酸（分析纯）：天津市富宇精细化工有限公司；乙醚、三氯甲烷（分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；可溶性淀粉、氢氧化钠（分析纯）：天津市永达化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

YXQ-LS-50SII立式高压灭菌锅：上海博迅实业有限公司医疗设备厂；SW-CJ-1G单人超净工作台：上海力辰邦西仪器科技有限公司；101-2电热鼓风干燥箱、DH5000BⅡ电热恒温培养箱：天津市泰斯特仪器有限公司；AUW120D电子分析天平：日本岛津公司；CR400-色差仪：日本柯尼卡美能达公司；SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵：上海比朗仪器有限公司；RE-52AA旋转蒸发器：上海爱朗仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

将经巴氏杀菌后的香菇油辣椒酱分为3组，分别置于25、37、49℃恒湿恒温培养箱中贮藏80 d，在25、37、49℃下，分别间隔10、8、6 d取样并检测样品的感官评分、色泽、菌落总数（total viable count，TVC）、酸价（acid value，AV）、过氧化值（peroxide value，PV）；参考T/SZZL 002—2021《香菇酱》中的理化指标限值[13]，在贮藏期间同一温度下各样品任一指标超过标准限值或感官评分低于60分则终止该温度下的试验。

1.3.2 感官评分标准

选择10名长期从事食品行业的人员（男女各5名）组成评定小组，产品整体感官评价等级分为优（90分～100分）、良（80分～89分）、中（60分～79分）、差（0～59分），并依据表1感官评分标准对其进行评价。

表1 香菇油辣椒酱感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard of Lentinus edodes oil chili sauce

1.3.3 色差测定

参考高雅文等[14]、王念等[15]的方法，将香菇油辣椒酱装入50 mm×50 mm比色皿中，压实、抹平，用色差仪测定酱体的 L*、a*、b*。

1.3.4 菌落总数的测定

参考GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》[16]。

1.3.5 过氧化值的测定

参考GB 5009.227—2016《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》[17]。

1.3.6 酸价的测定

参考GB 5009.229—2016《食品安全国家标准食品中酸价的测定》[18]。

1.4 货架期预测模型的建立

首先对各检测指标间进行Pearson相关性分析，选择引起感官评分变化的关键指标，结合零级（式1）或一级（式2）动力学模型对关键指标进行回归分析，并计算反应速率常数k。

式中：B表示产品贮藏第t天时的指标水平；B0表示产品初始的指标水平；k反应速率常数；t为贮藏时间，d。

然后根据Arrhenius方程（式3）可知lnk与1/T呈线性关系，其直线斜率为-Ea/R，截距为lnk0，进而计算出产品贮藏过程中关键指标的活化能Ea及指前因子k0。

式中：Ea为反应活化能，kJ/mol；R为气体常数8.314，J/（mol/K）；T为贮藏时的绝对温度，K；k0表示指前因子。

最后结合零级（式4）或一级（式5）动力学模型和Arrhenius方程预测出香菇油辣椒酱的货架期（shelf life，SL）。

1.5 数据处理

数据用平均值±标准差表示，采用IBM SPSS 22.0数据编辑器Duncan（D）进行统计分析、相关性分析和方差分析，以P＜0.05作为差异显著性判断标准。

2 结果与分析

2.1 香菇油辣椒酱在不同贮藏温度下的品质变化

2.1.1 感官评分与色泽变化

香菇油辣椒酱在不同温度贮藏过程中感官评分、色泽的变化见图1。

图1 香菇油辣椒酱在不同温度贮藏过程中感官评分、色泽的变化Fig.1 Sensory evaluation，color of Lentinus edodes oil chili sauce during storage at different temperature

感官评分是产品品质的集中体现，色泽是感官评分中的重要组成部分。如图1所示，香菇油辣椒酱感官评分和色泽亮度值L*、红度值a*、黄度值b*随着贮藏时间的延长均呈现出逐渐下降的趋势，且当温度为49℃时，感官评分、色度值的下降速率越快，这表明感官品质、色泽变化与贮藏温度和时间密切相关[19-20]。其中在49℃下贮藏60 d后，香菇油辣椒酱的气味不协调，颜色变褐，香菇丁质地软绵，咀嚼性不佳等，整体感官评分低于60分，达到了不可接受范围，故终止该温度下的试验；而在25、37℃下贮藏80 d后，酱体感官评分和色度值下降速率较49℃的慢，酱体感官评价等级为中；这可能是较高温度下脂肪发生了氧化酸败以及相关的非酶促褐变引起的，这与吴浩然等[12]、张博等[21]、刘忆冬等[22]的研究中发现较高的贮藏温度能加快产品的品质下降速率相似。

2.1.2 酸价与过氧化值的变化

酸价、过氧化值是评价油脂及其制品好坏的关键指标，香菇油辣椒酱富含油脂，因产品中水分含量或贮藏环境的光照、温度等因素都会导致油脂氧化酸败，产生令人不愉快的气味[23-24]，因此，控制产品中的油脂在贮藏期间发生氧化酸败尤为重要[25]。香菇油辣椒酱在不同温度贮藏过程中酸价、过氧化值的变化见图2。

图2 香菇油辣椒酱在不同温度贮藏过程中酸价、过氧化值的变化Fig.2 AV，POV of Lentinus edodes oil chili sauce during storage at different temperatures

如图2所示，香菇油辣椒酱在3个不同温度贮藏过程中，酸价、过氧化值随着贮藏时间的延长而增加，尤其温度越高，两者的增长速率越快。当49℃贮藏60d后酸价达到（3.776±0.085）mg/g，已超过 T/SZZL 002—2021《香菇酱》标准的安全限值（3 mg/g），而过氧化值仍在安全限值之内，但此时酱体已存在异味，酱体滋味不足，香菇丁咀嚼性不佳，这与感官评分的结果一致；25、37℃下的酸价变化速率相近，而过氧化值的变化速率在37℃时高于25℃，但其数值在贮藏80 d后内仍在T/SZZL 002—2021《香菇酱》[13]安全标准限值内（0.25 g/100 g），此时酱体有少许异味，色泽、滋味、组织状态较好，酱体的整体感官品质等级为良。综上所述，较高的贮藏温度易造成香菇油辣椒酱品质下降，使油脂产生令人不愉快的气味，这可能是较高的贮藏温度加快了油脂产生游离脂肪酸，导致酱体品质降低，风味变差[24]。朱翔等[26]在研究中发现，香菇牛肉酱40℃下贮藏其油脂酸价随着贮藏时间延长而快速增加，而过氧化值在49℃下增长速率缓慢，可能是氢过氧化物的形成及积累所需温度较高，张雯静等[25]、闫军[27]等发现油脂在高于60℃下贮藏，氢过氧化物形成速率大于降解速率，导致其过氧化值的增加。

2.1.3 菌落总数的变化

微生物的生长繁殖能将食品中的蛋白质、氨基酸、肽分解成小分子物质，产生令人厌恶的气味及有害物质[7]，而温度能影响微生物的生长特性，表现为贮藏温度不同，微生物的生长特性也不同[28-29]。香菇油辣椒酱在不同温度贮藏过程中菌落总数的变化见图3。

图3 香菇油辣椒酱在不同温度贮藏过程中菌落总数的变化Fig.3 TVC of Lentinus edodes oil chili sauce during storage at different temperatures

如图3所示，香菇油辣椒酱在不同温度贮藏过程中菌落总数随着贮藏时间的延长而增加；其中49℃下贮藏60d后酱体感官评价达到不可接受范围，但检出活菌数却低于25、37℃贮藏的样品，说明在该温度下酱体的变质可能主要因油脂的酸败所致；而25、37℃贮藏80 d后，均未超出该类产品菌落总数上限值（5×103CFU/g），但在后续模型验证检测中菌落总数仍持续增加，说明在此温度下微生物活动和脂质酸败共同影响着酱体品质。张建友等[10]发现，酱鸭在25、37℃下贮藏的菌落总数变化速率高于4℃，而再低于或高于该温度范围时，增长速率慢；因此，选择适宜的贮藏温度有利于产品保存。

2.2 香菇油辣椒酱货架期预测模型建立

2.2.1 不同温度贮藏过程中各指标与感官评分的相关性分析

香菇油辣椒酱在不同温度贮藏期间各指标与感官评分间的Pearson相关性分析见表2。

表2 香菇油辣椒酱在不同温度贮藏期间各指标间的Pearson相关系数Table 2 Pearson correlation coefficients among the indexes of Lentinus edodes oil chili sauce during storage at different temperatures

由表2可知，感官评分与各指标的相关系数均大于0.5，其中酸价、菌落总数与酱体感官评分的∑R2高于其他指标，因此，将酸价和菌落总数作为建立香菇油辣椒酱货架期模型的关键指标。

2.2.2 香菇油辣椒酱动力学模型的确定

食品在加工贮运过程中，大部分产品的品质变化遵循零级或一级动力学模型[7]，根据决定系数R2的大小或∑R2选择适宜的动力学模型，其中R2值越大说明模型拟合度越高，方程线性关系良好；香菇油辣椒酱在25、37、49℃贮藏过程中菌落总数、酸价的零级和一级动力学模型参数见表3。

表3 香菇油辣椒酱在不同温度贮藏下菌落总数、酸价动力学模型参数Table 3 The TVC and AV kinetic model parameters of Lentinus edodes oil chili sauce stored at different temperatures

由表3可知，菌落总数、酸价在零级动力学模型的决定系数R2及∑R2均大于一级动力学模型的决定系数，综上所述，香菇油辣椒酱在贮藏期间的菌落总数、酸价的变化规律符合零级动力学模型。

2.2.3 基于菌落总数、酸价建立香菇油辣椒酱的货架期预测模型

以菌落总数、酸价建立香菇油辣椒酱的货架期预测模型见表4。

表4 以酸价、菌落总数为指标的Arrhenius方程Table 4 Arrhenius equations for AV and TVC

对香菇油辣椒酱在25、37、49℃下贮藏过程中菌落总数和酸价的数据进行回归拟合分析，得到不同贮藏温度下回归方程和反应速率常数R；然后结合Arrhenius方程（公式3），反应速率k和1/T呈线性关系，从而计算出模型的活化能Ea和指前因子k0。由表4可知，香菇油辣椒酱的菌落总数、酸价的反应速率lnk和1/T的线性方程R2均大于0.94，拟合度较高，准确性较好；通过计算得到酸价Ea为6.09 kJ/mol，指前因子k0为0.290 3 kJ/mol，菌落总数 Ea为 88.94 kJ/mol，指前因子 k0为 4.99×1013kJ/mol。

将上述活化能Ea和指前因子k0带入公式（4）得香菇油辣椒酱酸价、菌落总数的货架期预测模型

2.2.4 香菇油辣椒酱货架期模型检验及货架期预测

为检验香菇油辣椒酱货架期模型的可信度和有效性，对25℃下贮藏90、100、110 d的香菇油辣椒酱的真实测定值和预测值进行验证[23]，香菇油辣椒酱货架期模型检验及货架期预测见表5。

表5 香菇油辣椒酱在25℃贮藏下酸价、菌落总数预测值和实际值Table 5 Predicted and actual values of AV and TVC of Lentinus edodes oil chili sauce stored at 25℃

如表5所示，以酸价建立起的香菇油辣椒酱货架期预测模型误差不超过3%，而菌落总数的在10%左右[10]，模型可信、有效，可以快速预测常温下香菇油辣椒酱在贮藏期间的酸价、菌落总数的变化情况，SL（AV）=142 d，SL（TVC）=282 d，产品在贮藏期间其中任一指标超标视为过期产品，不添加任何防腐剂、抗氧化剂的香菇油辣椒酱在贮藏期间可存放142 d；根据两个关键指标建立的货架期模型预测出的结果相差较大，后续将加强产品的油脂氧化防控，以期在合理范围内进一步提升其货架期寿命。

3 结论

本试验以前期采用模糊数学法优化研制的香菇油辣椒酱为研究对象，将其置于25、37、49℃下贮藏，分析香菇油辣椒酱在贮藏期间的品质变化规律；研究发现随着贮藏时间的延长，香菇油辣椒酱的感官评分、色泽逐渐下降，且温度越高，下降速率越快；而菌落总数、酸价、过氧化值随着贮藏时间的延长而增加。通过对不同温度贮藏过程中的感官品质、菌落总数及油脂卫生指标进行Pearson相关性分析，确定了酸价、菌落总数作为影响香菇油辣椒酱贮藏期品质的关键参数；并以此建立产品货架期预测模型，分别为模型的相对误差分别在±3%和±10%左右，模型较可靠，该模型可为后续探索延长货架期和开盖可食用期研究提供一定的参考。