蘿卜干香菇辣醬貨架期模型的建立

摘要：蕭山蘿卜干屬于半干態(tài)腌制蔬菜，在我國和東南亞地區(qū)享有盛譽。為了使蕭山蘿卜干產(chǎn)品多樣化，開發(fā)具有蘿卜干特色味道的調(diào)味醬，以滿足消費者的不同需求，增加蘿卜干的產(chǎn)品布局和經(jīng)濟價值，該研究優(yōu)化了蘿卜干香菇辣醬的加工工藝，應用Arrhenius方程建立辣醬的貨架期模型，預測了蘿卜干香菇辣醬的貨架期。蘿卜干香菇辣醬的加工工藝：以復水后的150 g蘿卜干為基準，炒制時間8 min、食用油添加量189 g、炒制溫度117 ℃、鮮辣椒添加量30 g、香菇添加量20 g、黃豆醬添加量40 g、豆瓣醬添加量20 g、干辣椒添加量10 g、洋蔥添加量10 g。以菌落總數(shù)和酸價作為蘿卜干香菇辣醬貨架期預測模型的關(guān)鍵因素，建立貨架期預測模型。經(jīng)驗證，預測值和實測值的相對誤差小于7%，預測模型具有較高的準確度。以菌落總數(shù)為參考指標，25 ℃下蘿卜干香菇辣醬的貨架期為126 d，為蘿卜干香菇辣醬貨架期的預測提供了一定的參考。

關(guān)鍵詞：蘿卜干；香菇；辣醬；貨架期

中圖分類號：TS264.24文獻標志碼：A文章編號：1000-9973（2025）03-0136-06

Establishment of Shelf Life Model of Dried Radish and

Lentinus edodes Spicy Sauce

CHEN Liu-yin¹， ZHANG Xin-yue¹， ZHAO Song-min¹， CUI Fang-chao¹，

YU Zhang-fu²， SHEN Rong-hu²， LI Ying-chang^1*

（1.National and Local Joint Engineering Research Center for Storage， Processing and Safety Control

Technology of Fresh Agricultural and Aquatic Products， College of Food Science and

Engineering， Bohai University， Jinzhou 121013， China; 2.Hangzhou Xiaoshan

Agricultural Development Co.， Ltd.， Hangzhou 311200， China）

Abstract： Xiaoshan dried radish is semi-dried pickled vegetable and enjoys a high reputation in China and Southeast Asia. In order to diversify the products of Xiaoshan dried radish and develop seasoning sauce with the characteristic taste of dried radish to meet the different needs of consumers and increase the product layout and economic value of dried radish， in this study， the processing technology of dried radish and Lentinus edodes spicy sauce is optimized， the shelf life model of spicy sauce is established using Arrhenius equation， and the shelf life of dried radish and Lentinus edodes spicy sauce is predicted. The processing technology of dried radish and Lentinus edodes spicy sauce is as follows： on the basis of 150 g dried radish after rehydration， stir-frying time is 8 min， the addition amount of edible oil is 189 g， stir-frying temperature is 117 ℃， the addition amount of fresh chili is 30 g， the addition amount of Lentinus edodes is 20 g， the addition amount of soybean paste is 40 g， the addition amount of broad bean paste is 20 g， the addition amount of dried chili is 10 g， and the addition amount of onion is 10 g. With total bacterial count and acid value as the key factors for the shelf life prediction model of dried radish and"" Lentinus edodes spicy sauce， the shelf life prediction model is established. After verification， the relative error" between predicted value and measured value is less than 7%， indicating that the prediction model has high accuracy. With total bacterial count as the reference index， the shelf life of dried radish and Lentinus edodes spicy sauce at 25 ℃ is 126 d， which has provided a certain reference for the prediction of shelf life of dried radish and Lentinus edodes spicy sauce.

Key words： dried radish; Lentinus edodes; spicy sauce; shelf life

收稿日期：2024-10-19

基金項目：橫向課題（HXL202146）

作者簡介：陳劉胤（1999—），女，碩士研究生，研究方向：水產(chǎn)品加工與貯藏。

*通信作者：李穎暢（1973—），女，教授，博士，研究方向：水產(chǎn)品加工與貯藏。

白蘿卜（Raphanus sativus L.）又稱萊菔，為十字花科蘿卜屬一、二年生異花授粉的根菜類蔬菜，不僅味美，而且營養(yǎng)豐富，除含有蛋白質(zhì)、膳食纖維、礦物質(zhì)、維生素C等基礎(chǔ)營養(yǎng)元素外，還含有多種功能性物質(zhì)，如淀粉酶、芥子油、萊菔子素等，具有助消化、增進食欲、抑菌、抗氧化和防癌抗癌等功效^[1-3]。目前蘿卜產(chǎn)品有鮮切蘿卜、蘿卜脆片、蘿卜干等，其中蘿卜干是以新鮮蘿卜為原料，經(jīng)過脫水、發(fā)酵等工藝制作而成的蔬菜制品，因其口感獨特、富有嚼勁而深受廣大消費者的喜愛^[4-5]。不同地區(qū)的蘿卜干都有其獨特的加工方式，其中比較有代表性的為蕭山蘿卜干、常州五香蘿卜干、上杭蘿卜干、潮汕蘿卜干等^[6]。蘿卜干是在曬干或鹽壓脫水后通過固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)的^[7]。在發(fā)酵過程中伴隨著一系列的物理、化學和生物特性的變化，具有獨特的風味、特殊的香氣和口感。目前蘿卜干產(chǎn)品單一，消費者的選擇受到一定的局限，因此，需要開發(fā)既能突出蘿卜干特色味道又營養(yǎng)健康，且能滿足消費者不同需求的產(chǎn)品，實現(xiàn)蘿卜干產(chǎn)品多樣化。本研究以蕭山蘿卜干為原料，開發(fā)蘿卜干香菇辣醬，對加工工藝進行優(yōu)化，并對蘿卜干香菇辣醬進行貨架期預測，為其未來的市場銷售提供了理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料與儀器

食用油、蕭山蘿卜干、香菇、鮮辣椒、干辣椒、洋蔥、豆瓣醬、黃豆醬、肉桂酸鉀（均為食品級）：購于錦州市香橙源超市；平板計數(shù)瓊脂：阿拉丁試劑（上海）有限公司。

FS-200手壓式封口機泉州市三德機械有限公司；LDZX-50FSB反壓殺菌蒸煮鍋上海申安醫(yī)療器械廠；DZ-800/2S真空包裝機諸城旭康食品機械廠；HY-22電磁爐亳州市興通原機械設(shè)備有限公司；DHP-9162電熱恒溫培養(yǎng)箱蘇州健豐儀器設(shè)備有限公司；SW-CJ-2FD超凈工作臺蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1工藝流程

原料篩選→原料清洗、修整→蘿卜干冷水浸泡15 min→切分→計量→炒制→灌裝、排氣→殺菌→冷卻→成品。

1.2.2感官評價方法

蘿卜干香菇辣醬的感官評價標準見表1。

1.2.3蘿卜干香菇辣醬加工工藝的單因素分析

以復水后的150 g蕭山蘿卜干為基準，按照炒制的工藝和要點，固定工藝參數(shù)：黃豆醬40 g、豆瓣醬20 g、干辣椒10 g、洋蔥10 g。改變炒制溫度、炒制時間、鮮辣椒添加量、食用油添加量和香菇添加量進行單因素實驗，通過感官評分評價各因素對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

1.2.4蘿卜干香菇辣醬配方的響應面優(yōu)化

根據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計原理設(shè)計三因素三水平的響應面實驗^[8]。

1.2.5酸價的測定

參照GB 5009.229—2016^[9]中的方法進行酸價的測定。

1.2.6菌落總數(shù)的測定

蘿卜干香菇辣醬成品的菌落總數(shù)參照GB 4789.2—2022^[10]中的方法測定。

1.2.7蘿卜干香菇辣醬貨架期預測模型的建立

確定25，35，45 ℃為影響貯藏蘿卜干香菇辣醬品質(zhì)的主要指標，利用零級動力學方程式（1）和一級動力學方程式（2）進行回歸方程擬合，確定適合的動力學方程模型。

P=P0±kt。（1）

P=P0e^kt。（2）

式中：P為產(chǎn)品貯藏第t天時的指標水平；P0為產(chǎn)品初始的指標水平；k為反應速率常數(shù)；t為貯藏時間，d。

通過Arrhenius方程式（3）可知，lnk與1/T呈線性關(guān)系，其直線斜率為－Ea/R，截距為lnk0，可以計算出活化能Ea和指前因子k0。

lnk=lnk0-Ea/RT。（3）

式中：Ea為反應活化能，kJ/mol；R為氣體常數(shù)，8.314 4 J/（mol·K）；T為貯藏時的絕對溫度，K；k0為指前因子。

結(jié)合零級動力學方程式（4）或一級動力學方程式（5）和Arrhenius方程可預測出蘿卜干香菇辣醬的貨架期（shelf life，SL）。

SL（指標）=P-P0k0exp（EaRT）。（4）

SL（指標）=lnPP0k0exp（EaRT）。（5）

1.3數(shù)據(jù)分析

采用Minitab 18.0和Design-Expert V13.0統(tǒng)計軟件進行實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析，采用Origin 2021軟件作圖。所有實驗至少做3次平行，取平均值計算分析。

2結(jié)果與分析

2.1蘿卜干香菇辣醬加工工藝單因素實驗

由圖1可知，隨著炒制溫度的上升，辣醬的感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，當炒制溫度為120～130 ℃時，辣醬的滋味較醇厚，咸鮮適中，蘿卜干口感脆韌，感官評分較高；當炒制溫度為100 ℃和140 ℃時，感官評分較低，這是因為炒制溫度過低，原料中的水分無法及時揮發(fā)，導致辣醬的滋味較寡淡；炒制溫度過高，出現(xiàn)部分黑糊狀物質(zhì)，有一定的苦味，蘿卜干口感干硬，咀嚼性差。隨著炒制時間的增加，辣醬的感官評分呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。當炒制時間為8 min時，辣醬的感官評分達到最高值，辣醬整體光澤油潤，呈現(xiàn)亮紅色，氣味協(xié)調(diào)，其次是10 min和6 min。當炒制時間達到12 min時，辣醬的感官評分最低，辣醬失去原有的鮮艷外觀，口感變差。鮮辣椒添加量不同，辣醬的感官評分差異較大，當鮮辣椒添加量為30 g和40 g時，感官評分較高，在此添加量下炒制的辣醬香辣入味，咸鮮適中，蘿卜干口感脆韌。鮮辣椒添加量為50 g時，辣醬原有的風味被辣味掩蓋，整體滋味過辣，少數(shù)對辣味敏感度低的評價人員能夠接受，綜合考慮感官評分和原料成本，最佳鮮辣椒添加量為30 g。隨著食用油添加量的增加，辣醬的感官評分逐漸增加，直至食用油添加量達到200 g時，感官評分有所下降。食用油添加量為190 g時，感官評分最高，辣醬黏稠度適中，油料分布均勻，整體觀感較好。香菇含有豐富的天然鮮味物質(zhì)，如核苷酸、谷氨酸和鮮味肽等，能夠增強菜肴的鮮味，為口感提供深度和層次感^[11-12]。蘿卜干香菇辣醬的感官評分隨著香菇添加量的增加而增大，香菇添加量為20 g時，感官評分最高；香菇添加量為25 g時，感官評分無顯著性變化。

2.2蘿卜干香菇辣醬配方響應面優(yōu)化

在單因素實驗的基礎(chǔ)上，以炒制時間（A）、食用油添加量（B）、炒制溫度（C）為自變量，以感官評分作為實驗的最終響應值，利用Design-Expert V13.0軟件中的Box-Behnken模型設(shè)計三因素三水平的響應面實驗，實驗設(shè)計及結(jié)果見表2。

通過Design-Expert V13.0 軟件對表2中的數(shù)據(jù)進行擬合，得到二次多項回歸方程，蘿卜干香菇辣醬的感官評分對炒制時間、食用油添加量和炒制溫度的回歸方程為Y（感官評分）=8.75－0.085A－0.136B－0.174C+0.1AB+0.03AC+0.223BC－0.561A²－1.18B²－0.33C²。

對回歸方程進行顯著性檢驗，結(jié)果見表3。

由表3可知，模型的影響極顯著（Plt;0.000 1），失擬項的P=0.114 1gt;0.05，表明該模型的擬合度較好，可信度高。由F值可知，各因素對蘿卜干香菇辣醬感官評分的影響程度為炒制溫度（C）gt;食用油添加量（B）gt;炒制時間（A），其中一次項B、C，交互項BC和二次項A²、B²、C²對辣醬感官評分的影響均極顯著（P＜0.01）；一次項A對辣醬感官評分的影響顯著（0.01＜P＜0.05）。R²為0.992 9，說明模型的擬合度較高。變異系數(shù)C.V.為1.23%（lt;10%），說明該實驗具有較高的可靠性，因此該模型可用來優(yōu)化蘿卜干香菇辣醬工藝。

2.3響應面分析

響應面圖和等高線圖可以直觀地展示各因素間的交互作用。炒制溫度和食用油添加量的交互作用對蘿卜干香菇辣醬感官評分影響的響應面圖和等高線圖見圖2。

由圖2可知，炒制溫度與食用油添加量的交互作用對蘿卜干香菇辣醬感官評分的影響極顯著，其響應面圖呈下凹形態(tài)，具有最大極值點。隨著食用油添加量的增加以及炒制溫度的升高，蘿卜干香菇辣醬的感官評分呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，其中炒制溫度的曲線更陡峭，表明炒制溫度對辣醬的感官評分有更顯著的影響。

通過Design-Expert V13.0軟件分析，蘿卜干香菇辣醬的最佳配方為炒制時間7.8 min、食用油添加量189.1 g、炒制溫度117 ℃，在此工藝參數(shù)下制作的蘿卜干香菇辣醬的感官評分為8.79分。結(jié)合實際可操作性，將最優(yōu)參數(shù)微調(diào)至炒制時間8 min、食用油添加量189 g、炒制溫度117 ℃，在此條件下進行3次平行實驗，蘿卜干香菇辣醬的感官評分實際值為（8.70±0.18）分，基本接近理論預測值，證明此模型優(yōu)化后的工藝參數(shù)具有可靠性。

2.4蘿卜干香菇辣醬酸價和菌落總數(shù)的動力學變化

由表4可知，在零級動力學方程中，25 ℃貯藏條件下的酸價和菌落總數(shù)的變化速率（k值）分別為k酸價=0.036 6、k菌落總數(shù)=0.020 3；35 ℃貯藏條件下的酸價和菌落總數(shù)的變化速率（k值）分別為k酸價=0.037 6、k菌落總數(shù)=0.028 3；45 ℃貯藏條件下的酸價和菌落總數(shù)的變化速率（k值）分別為k酸價=0.053 3、k菌落總數(shù)=0.026 7，其R²均大于0.9，∑R酸價²=2.977 6，∑R菌落總數(shù)²=2.762 5。在一級動力學方程中，25 ℃貯藏條件下的酸價和菌落總數(shù)的變化速率（k值）分別為k酸價=0.026 6、k菌落總數(shù)=0.017 4；35 ℃貯藏條件下的酸價和菌落總數(shù)的變化速率（k值）分別為k酸價=0.025 6、k菌落總數(shù)=0.019 1；45 ℃貯藏條件下的酸價和菌落總數(shù)的變化速率（k值）分別為k酸價=0.031 7、k菌落總數(shù)=0.030 1，其R²均大于0.9，∑R酸價²=2.791 2，∑R菌落總數(shù)²=2.896 8。根據(jù)R²的大小或∑R²選擇合適的動力學模型， R²值越大說明模型的擬合度越高，方程的線性關(guān)系越好。由表4可知，零級動力學模型中酸價的R²和∑R²大于一級動力學模型的R²和∑R²；一級動力學模型中菌落總數(shù)的R2和∑R2大于零級動力學模型的R2和∑R2。因此，蘿卜干香菇辣醬在貯藏過程中，酸價的變化規(guī)律符合零級動力學模型，菌落總數(shù)的變化規(guī)律符合一級動力學模型。

2.5蘿卜干香菇辣醬酸價和菌落總數(shù)的Arrhenius方程建立

根據(jù)公式（3），以lnk為縱坐標，1/T（貯藏溫度倒數(shù)）為橫坐標，進行線性方程擬合。以酸價、菌落總數(shù)建立蘿卜干香菇辣醬的Arrhenius方程（見表5）。酸價的零級動力學線性回歸方程為lnk=－1 652.2/T+2.372 3（R²=0.917 9）；一級動力學線性回歸方程為lnk=－765.95/T－1.010 2（R²=0.573 2）；該指標下零級動力學方程的擬合度較高。由此線性方程即可計算出酸價變化的活化能Ea為13.74×10³ kJ/mol，指前因子k0為10.72。因此，得到不同貯藏溫度下辣醬的酸價變化速率常數(shù)k與貯藏溫度T之間的Arrhenius方程：

lnk=ln（10.72）-13.74×103RT。（6）

由表5可知，菌落總數(shù)的零級動力學線性回歸方程為lnk=－1 235.6/T+0.452 2（R²=0.615 4）；一級動力學線性回歸方程為lnk=－2 414.3/T+4.266 3（R²=0.930 1）；該指標下一級動力學方程的擬合度較高。由此線性方程即可計算出菌落總數(shù)變化的活化能Ea為20.07×10³ kJ/mol，指前因子k0為71.26。因此，得到不同貯藏溫度下辣醬的菌落總數(shù)變化速率常數(shù)k與貯藏溫度T之間的Arrhenius方程：

lnk=ln（71.26）-20.07×103RT。（7）

2.6蘿卜干香菇辣醬酸價和菌落總數(shù)貨架期模型的建立

根據(jù)2.5的分析結(jié)果，可計算出酸價和菌落總數(shù)的Arrhenius方程中的活化能Ea和指前因子k0，將Ea和k0代入公式（4）中，可得到以酸價為關(guān)鍵指標的零級動力學貨架期預測模型。

SL（酸價）=P-P010.72exp1.65×103T。（8）

式中：P為酸價值，mg/g；P0為酸價初始值，mg/g；T為貯藏溫度，K；SL（酸價）為貯藏時間，d。

將Ea和k0代入公式（5）中，可得到以菌落總數(shù)為關(guān)鍵指標的一級動力學貨架期預測模型。

SL（菌落總數(shù)）=lnPP071.26exp-2.41×103T。（9）

式中：P為菌落總數(shù)，lg CFU/g；P0為菌落總數(shù)初始值，lg CFU/g；T為貯藏溫度，K；SL（菌落總數(shù)）為貯藏時間，d。

根據(jù)T/SZZL 002—2023標準要求和相關(guān)研究，結(jié)合貯藏期實驗結(jié)果，確定蘿卜干香菇辣醬酸價的貨架期終點限值為5 mg/g；菌落總數(shù)的貨架期終點限值為3.70 lg CFU/g，將酸價和菌落總數(shù)的終點值分別代入公式（8）和公式（9），可得到以酸價和菌落總數(shù)為關(guān)鍵指標的貨架期預測模型，分別見公式（10）和公式（11）：

SL（酸價）=5-P010.72exp1.65×103T。（10）

SL（菌落總數(shù)）=ln3.70P071.26exp-2.41×103T。（11）

通過公式（10）和公式（11）可知，已知蘿卜干香菇辣醬初始和貨架期終點品質(zhì)指標值，就可以預測蘿卜干香菇辣醬在某一貯藏溫度下的貨架期；已知蘿卜干香菇辣醬初始的品質(zhì)指標值和貯藏溫度，可求出該溫度下的蘿卜干香菇辣醬在某一時間的酸價或菌落總數(shù)。

2.7蘿卜干香菇辣醬貨架期模型檢驗及貨架期預測

為檢驗蘿卜干香菇辣醬貨架期模型的可信度和有效性，對25 ℃和35 ℃下貯藏的蘿卜干香菇辣醬的預測天數(shù)進行驗證，蘿卜干香菇辣醬貨架期模型檢驗及貨架期預測見表6。

由表6可知，以酸價建立的蘿卜干香菇辣醬貨架期預測模型誤差不超過5.5%，菌落總數(shù)的誤差不超過7%，模型可信、有效，可以快速預測不同溫度下蘿卜干香菇辣醬的酸價、菌落總數(shù)的變化情況，產(chǎn)品在貯藏期間其中任一指標超標視為過期產(chǎn)品?；谒醿r、菌落總數(shù)兩個指標建立的貨架期預測模型，預測值與實測值的相對誤差均小于7%，準確性較高，可有效預測蘿卜干香菇辣醬在不同貯藏溫度下的貨架期，為蘿卜干香菇辣醬產(chǎn)品的市場化提供了一定的理論依據(jù)。

3結(jié)論

蘿卜干香菇辣醬最佳加工工藝：以復水后的150 g蘿卜干為基準，炒制時間8 min、食用油添加量189 g、炒制溫度117 ℃、鮮辣椒添加量30 g、香菇添加量20 g、黃豆醬添加量40 g、豆瓣醬添加量20 g、干辣椒添加量10 g、洋蔥添加量10 g。在此條件下炒制的蘿卜干香菇辣醬的感官評分為（8.7±0.18）分。

基于零級和一級動力學模型，建立酸價和菌落總數(shù)的Arrhenius方程，計算出活化能Ea和指前因子k0，并以此建立產(chǎn)品貨架期預測模型，兩個模型的相對誤差不超過7%，模型較可靠。以菌落總數(shù)為參考指標，25 ℃下蘿卜干香菇辣醬的貨架期為126 d。

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