不同貯藏溫度下香菇油辣椒醬品質變化規律及貨架期預測

管慶林，周笑犁*，韋雪，楊瑩瑩，田其明，鐘定江

（1.貴陽學院食品與制藥工程學院，貴州 貴陽 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]是以黔產等外級香菇[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味的復合調味品，其中富含蛋白質、氨基酸態氮、脂肪等營養成分。但由于香菇油辣椒醬中含油量高，且富含營養物質，在儲運過程中可能因不當的環境條件易引發油脂的氧化、蛋白質降解及微生物繁殖等[3-4]，從而影響產品在貯藏期間的品質。因此，為使具有貴州地方特色風味的香菇油辣椒醬形成產業化，亟需對其在貯藏期間的品質變化進行探究，這不僅可以為香菇油辣椒醬在運輸、貯藏期間的品質變化提供理論依據，還能進一步完善工藝提高商品貨架期。

食品貨架期預測是以食品品質衰變規律為基礎，受內部因素（pH值、酸度、水分活度、添加劑含量等）和外部因素（溫度、空氣相對濕度、微生物殘留量、包裝方式等）的影響[5-6]，表現出感官品質、理化指標的相應變化，根據參數的變化速率建立的動力學模型[7-8]并預測其貨架期。如Marsvia等[9]建立了真姬菇口感品質參數與貯藏溫度的貨架期模型；Khasanov等[6]建立了以花色苷為關鍵參數的功能性飲料貨架期模型；張建友等[10]以霉菌總數和硫代巴比妥酸反應產物為指標建立了醬鴨品質變化的貨架期模型；樊沁昕等[11]以揮發性鹽基氮為指標建立了咖喱雞塊菜肴包的貨架期模型。因此，不同類型的產品在貯藏期間影響產品品質衰變的因素不同，選擇關鍵參數建立貨架期模型，才能保證模型有效、準確。香菇辣椒制品物料及添加量、油料占比會影響產品品質[12]，而對其貯藏期品質變化及貨架期預測的研究較少。因此，通過分析其貯藏品質變化，并建立貨架期預測模型，從而精準、快速地預測貨架壽命。

本文以前期基于模糊數學綜合評價法優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（感官評分、色澤）、菌落總數、理化指標（油脂酸價、過氧化值）變化規律，通過Pearson相關性分析建立各指標的聯系，選擇關鍵參數建立貨架期預測模型，旨在為香菇油辣椒醬的開發、工藝完善及流通提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

香菇油辣椒醬（由等外級香菇、糍粑辣椒、豆瓣醬及一些輔料制成）：貴陽學院食品與制藥工程學院工藝實驗室自制[1]。平板計數瓊脂：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）：天津市富宇精細化工有限公司；乙醚、三氯甲烷（分析純）：國藥集團化學試劑有限公司；可溶性淀粉、氫氧化鈉（分析純）：天津市永達化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

YXQ-LS-50SII立式高壓滅菌鍋：上海博迅實業有限公司醫療設備廠；SW-CJ-1G單人超凈工作臺：上海力辰邦西儀器科技有限公司；101-2電熱鼓風干燥箱、DH5000BⅡ電熱恒溫培養箱：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：日本柯尼卡美能達公司；SHB-Ⅲ循環水式多用真空泵：上海比朗儀器有限公司；RE-52AA旋轉蒸發器：上海愛朗儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

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

1.3.2 感官評分標準

選擇10名長期從事食品行業的人員（男女各5名）組成評定小組，產品整體感官評價等級分為優（90分～100分）、良（80分～89分）、中（60分～79分）、差（0～59分），并依據表1感官評分標準對其進行評價。

表1 香菇油辣椒醬感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standard of Lentinus edodes oil chili sauce

1.3.3 色差測定

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、抹平，用色差儀測定醬體的 L*、a*、b*。

1.3.4 菌落總數的測定

參考GB 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》[16]。

1.3.5 過氧化值的測定

參考GB 5009.227—2016《食品安全國家標準食品中過氧化值的測定》[17]。

1.3.6 酸價的測定

參考GB 5009.229—2016《食品安全國家標準食品中酸價的測定》[18]。

1.4 貨架期預測模型的建立

首先對各檢測指標間進行Pearson相關性分析，選擇引起感官評分變化的關鍵指標，結合零級（式1）或一級（式2）動力學模型對關鍵指標進行回歸分析，并計算反應速率常數k。

式中：B表示產品貯藏第t天時的指標水平；B0表示產品初始的指標水平；k反應速率常數；t為貯藏時間，d。

然后根據Arrhenius方程（式3）可知lnk與1/T呈線性關系，其直線斜率為-Ea/R，截距為lnk0，進而計算出產品貯藏過程中關鍵指標的活化能Ea及指前因子k0。

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

最后結合零級（式4）或一級（式5）動力學模型和Arrhenius方程預測出香菇油辣椒醬的貨架期（shelf life，SL）。

1.5 數據處理

數據用平均值±標準差表示，采用IBM SPSS 22.0數據編輯器Duncan（D）進行統計分析、相關性分析和方差分析，以P＜0.05作為差異顯著性判斷標準。

2 結果與分析

2.1 香菇油辣椒醬在不同貯藏溫度下的品質變化

2.1.1 感官評分與色澤變化

香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏過程中感官評分、色澤的變化見圖1。

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

感官評分是產品品質的集中體現，色澤是感官評分中的重要組成部分。如圖1所示，香菇油辣椒醬感官評分和色澤亮度值L*、紅度值a*、黃度值b*隨著貯藏時間的延長均呈現出逐漸下降的趨勢，且當溫度為49℃時，感官評分、色度值的下降速率越快，這表明感官品質、色澤變化與貯藏溫度和時間密切相關[19-20]。其中在49℃下貯藏60 d后，香菇油辣椒醬的氣味不協調，顏色變褐，香菇丁質地軟綿，咀嚼性不佳等，整體感官評分低于60分，達到了不可接受范圍，故終止該溫度下的試驗；而在25、37℃下貯藏80 d后，醬體感官評分和色度值下降速率較49℃的慢，醬體感官評價等級為中；這可能是較高溫度下脂肪發生了氧化酸敗以及相關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]的研究中發現較高的貯藏溫度能加快產品的品質下降速率相似。

2.1.2 酸價與過氧化值的變化

酸價、過氧化值是評價油脂及其制品好壞的關鍵指標，香菇油辣椒醬富含油脂，因產品中水分含量或貯藏環境的光照、溫度等因素都會導致油脂氧化酸敗，產生令人不愉快的氣味[23-24]，因此，控制產品中的油脂在貯藏期間發生氧化酸敗尤為重要[25]。香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏過程中酸價、過氧化值的變化見圖2。

圖2 香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏過程中酸價、過氧化值的變化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個不同溫度貯藏過程中，酸價、過氧化值隨著貯藏時間的延長而增加，尤其溫度越高，兩者的增長速率越快。當49℃貯藏60d后酸價達到（3.776±0.085）mg/g，已超過 T/SZZL 002—2021《香菇醬》標準的安全限值（3 mg/g），而過氧化值仍在安全限值之內，但此時醬體已存在異味，醬體滋味不足，香菇丁咀嚼性不佳，這與感官評分的結果一致；25、37℃下的酸價變化速率相近，而過氧化值的變化速率在37℃時高于25℃，但其數值在貯藏80 d后內仍在T/SZZL 002—2021《香菇醬》[13]安全標準限值內（0.25 g/100 g），此時醬體有少許異味，色澤、滋味、組織狀態較好，醬體的整體感官品質等級為良。綜上所述，較高的貯藏溫度易造成香菇油辣椒醬品質下降，使油脂產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生游離脂肪酸，導致醬體品質降低，風味變差[24]。朱翔等[26]在研究中發現，香菇牛肉醬40℃下貯藏其油脂酸價隨著貯藏時間延長而快速增加，而過氧化值在49℃下增長速率緩慢，可能是氫過氧化物的形成及積累所需溫度較高，張雯靜等[25]、閆軍[27]等發現油脂在高于60℃下貯藏，氫過氧化物形成速率大于降解速率，導致其過氧化值的增加。

2.1.3 菌落總數的變化

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

圖3 香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏過程中菌落總數的變化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程中菌落總數隨著貯藏時間的延長而增加；其中49℃下貯藏60d后醬體感官評價達到不可接受范圍，但檢出活菌數卻低于25、37℃貯藏的樣品，說明在該溫度下醬體的變質可能主要因油脂的酸敗所致；而25、37℃貯藏80 d后，均未超出該類產品菌落總數上限值（5×103CFU/g），但在后續模型驗證檢測中菌落總數仍持續增加，說明在此溫度下微生物活動和脂質酸敗共同影響著醬體品質。張建友等[10]發現，醬鴨在25、37℃下貯藏的菌落總數變化速率高于4℃，而再低于或高于該溫度范圍時，增長速率慢；因此，選擇適宜的貯藏溫度有利于產品保存。

2.2 香菇油辣椒醬貨架期預測模型建立

2.2.1 不同溫度貯藏過程中各指標與感官評分的相關性分析

香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏期間各指標與感官評分間的Pearson相關性分析見表2。

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

由表2可知，感官評分與各指標的相關系數均大于0.5，其中酸價、菌落總數與醬體感官評分的∑R2高于其他指標，因此，將酸價和菌落總數作為建立香菇油辣椒醬貨架期模型的關鍵指標。

2.2.2 香菇油辣椒醬動力學模型的確定

食品在加工貯運過程中，大部分產品的品質變化遵循零級或一級動力學模型[7]，根據決定系數R2的大小或∑R2選擇適宜的動力學模型，其中R2值越大說明模型擬合度越高，方程線性關系良好；香菇油辣椒醬在25、37、49℃貯藏過程中菌落總數、酸價的零級和一級動力學模型參數見表3。

表3 香菇油辣椒醬在不同溫度貯藏下菌落總數、酸價動力學模型參數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、酸價在零級動力學模型的決定系數R2及∑R2均大于一級動力學模型的決定系數，綜上所述，香菇油辣椒醬在貯藏期間的菌落總數、酸價的變化規律符合零級動力學模型。

2.2.3 基于菌落總數、酸價建立香菇油辣椒醬的貨架期預測模型

以菌落總數、酸價建立香菇油辣椒醬的貨架期預測模型見表4。

表4 以酸價、菌落總數為指標的Arrhenius方程Table 4 Arrhenius equations for AV and TVC

對香菇油辣椒醬在25、37、49℃下貯藏過程中菌落總數和酸價的數據進行回歸擬合分析，得到不同貯藏溫度下回歸方程和反應速率常數R；然后結合Arrhenius方程（公式3），反應速率k和1/T呈線性關系，從而計算出模型的活化能Ea和指前因子k0。由表4可知，香菇油辣椒醬的菌落總數、酸價的反應速率lnk和1/T的線性方程R2均大于0.94，擬合度較高，準確性較好；通過計算得到酸價Ea為6.09 kJ/mol，指前因子k0為0.290 3 kJ/mol，菌落總數 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、菌落總數的貨架期預測模型

2.2.4 香菇油辣椒醬貨架期模型檢驗及貨架期預測

為檢驗香菇油辣椒醬貨架期模型的可信度和有效性，對25℃下貯藏90、100、110 d的香菇油辣椒醬的真實測定值和預測值進行驗證[23]，香菇油辣椒醬貨架期模型檢驗及貨架期預測見表5。

表5 香菇油辣椒醬在25℃貯藏下酸價、菌落總數預測值和實際值Table 5 Predicted and actual values of AV and TVC of Lentinus edodes oil chili sauce stored at 25℃

如表5所示，以酸價建立起的香菇油辣椒醬貨架期預測模型誤差不超過3%，而菌落總數的在10%左右[10]，模型可信、有效，可以快速預測常溫下香菇油辣椒醬在貯藏期間的酸價、菌落總數的變化情況，SL（AV）=142 d，SL（TVC）=282 d，產品在貯藏期間其中任一指標超標視為過期產品，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；根據兩個關鍵指標建立的貨架期模型預測出的結果相差較大，后續將加強產品的油脂氧化防控，以期在合理范圍內進一步提升其貨架期壽命。

3 結論

本試驗以前期采用模糊數學法優化研制的香菇油辣椒醬為研究對象，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變化規律；研究發現隨著貯藏時間的延長，香菇油辣椒醬的感官評分、色澤逐漸下降，且溫度越高，下降速率越快；而菌落總數、酸價、過氧化值隨著貯藏時間的延長而增加。通過對不同溫度貯藏過程中的感官品質、菌落總數及油脂衛生指標進行Pearson相關性分析，確定了酸價、菌落總數作為影響香菇油辣椒醬貯藏期品質的關鍵參數；并以此建立產品貨架期預測模型，分別為模型的相對誤差分別在±3%和±10%左右，模型較可靠，該模型可為后續探索延長貨架期和開蓋可食用期研究提供一定的參考。