不同頂空率下香菇醬品質變化規律及貨架期預測

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2025.07.027

中圖分類號：TS264.24 文獻標志碼：A 文章編號：1000-9973（2025）07-0184-07

Changes in Quality and Shelf Life Prediction of Mushroom Sauce Under Different Headspace Rates

YANG Bing-fu1，ZHANG Zi-yan1，LU Cun-xi1，RUANLi-xin1，LI Yan-jin1， DU Jing1，QIU Chun-jiang1，XIE Jian² ，WANG Ling-zhao1 * （1.School of Ocean Food and Biological Engineering，Jiangsu Ocean University，Lianyungang 22oo5，China; 2.Jiangsu Jianglegejiang Flavor Industry Co.，Ltd.，Lianyungang ，China）

Abstract： In order to explore the optimal canning headspace rate of mushroom sauce （referring to the percentage of the volume of air in the upper part of the can to the capacity of the container） and the change rule of product quality during storage，the change rule of acid value （AV） and peroxide value （POV） of canned mushroom sauce with different headspace rates （5% ， 10% ， 15% ）with the increase of storage time is investigated by accelerated simulation experiment at different storage temperatures Combined with Arhenius kinetic equation，the shelf life prediction model of AV and POV of canned mushroom sauce with different headspace rates with the increase of storage temperature and storage time is established. The results show that the AV and POV of mushroom sauce increase with the increase of storage time，headspace rate and storage temperature，and the change rate of canned mushroom sauce with 5% headspace rate is the lowest at 25^°C . In the prediction model， ΣR²AV=2.9503gt; （204號 ΣR²POV=2.8567 ， indicating that the shelf life model of mushroom sauce established with AV as the index is more feasible than that of POV，and the maximum relative error between the experimental shelf life and the theoretical predicted shelf life is 5.56% . The model predicts that the best canned headspace rate of mushroom sauce is 5% ，and the shelf life of mushroom sauce model is 366 d. The experiment has provided a certain theoretical basis for determining the shelf life and canned headspace rate of mushroom sauce.

Key words：mushroom sauce;headspace rate;shelf life；AV；POV

香菇醬具有嚼勁十足的口感和濃郁的菌菇香氣，廣受消費者喜愛[1]。但在貯藏期間，香菇醬內的油脂易發生氧化現象，從而導致香菇醬的品質劣變[2]。貯藏期間香菇醬的劣變主要表現為油脂的氧化酸敗產生哈喇味[3]，同時伴隨醬體顏色加深、香菇彈性下降等現象，從而影響其食用價值[4。市面上香菇醬多以透明玻璃罐進行罐裝，這種包裝方式雖然能有效阻止香菇醬中揮發性成分的散發，延長食品的新鮮度5，但是在貯藏過程中產品易受光照等其他環境因素的影響，造成產品品質下降。工廠化生產時，常加入抗氧化劑等來減緩香菇醬中油脂的氧化速率，以起到延長產品貨架期的效果[7]。但隨著消費者消費意識的提高，清潔標簽食品的需求量日益提高，僅靠外源添加物來延長產品貨架期的方式顯然不能滿足市場需求[8]

目前，關于香菇醬的研究大多局限于香菇醬的制作工藝[9]、配方設計[10]以及其營養成分方面[11]，而鮮有對香菇醬在貯藏期間油脂氧化規律以及罐裝頂空率與貨架期之間關系的研究。然而，在油脂含量豐富的食品中，頂空率與食品貯藏期間油脂氧化有著密切的聯系[12-13]。對于香菇醬來說，產品的頂空率對貨架期和成本有著至關重要的作用。本研究以香菇醬為研究對象，對香菇醬進行不同頂空率罐裝后，測定不同貯藏溫度下產品酸價、過氧化值與貯藏時間之間的關系，并運用Arrhenius模型確定了香菇醬的罐裝頂空率與其貨架期之間的關系，為后續香菇醬的生產提供了參考依據和新的路徑。

1材料與方法

1.1材料

香菇醬：制作于； 180mL 玻璃瓶（高度： 7.2cm ，對邊直徑： 5.5cm 對角直徑： 6.2cm? ：山西大華玻璃實業有限公司。

1.2試劑

鉻酸鉀、硝酸銀、石油醚、冰乙酸、三氯甲烷、硫代硫酸鈉、氫氧化鉀、乙醚、異丙醇（均為分析純）：上海國藥集團化學試劑有限公司。

1.3 儀器與設備

905智能型自動電位滴定儀、814自動樣品處理器瑞士萬通中國有限公司；RE-52A旋轉蒸發儀上海亞榮生化儀器廠；SHZ-DⅢ循環水式多用真空泵上海力辰邦西儀器科技有限公司；DHG9240A鼓風干燥箱上海一恒科學儀器有限公司；HD-6智能水分活度測量儀無錫市華科儀器儀表有限公司；YXQ-50A立式壓力蒸汽滅菌器上海博迅醫療生物儀器股份有限公司；SPX-250C恒溫恒濕箱上海博迅實業有限公司醫療設備廠。

1. 4 實驗方法

1.4.1香菇醬的制作工藝流程香菇醬的制作工藝流程圖見圖1。

香菇醬制作時其配料中的甜面醬、黃豆醬以醬油渣（脫脂大豆釀造）代替，旨在利用醬油渣來制備高品質的香菇醬，相關成果已被其他期刊錄用，設備選用夾層鍋。在夾層鍋中投入大豆油開啟攪拌并升溫，待油溫達到 110^°C 以上時投入洋蔥泥，待洋蔥泥炸散、炸開后投入糍粑辣椒，待糍粑辣椒炒制 10min 出紅油，無明顯水汽冒出，油溫約為 108～110^°C 時繼續投入香菇丁，待香菇丁炸至無明顯水汽冒出，油溫約為 105～ 108^°C 時投入醬油渣（脫脂大豆釀造）以及其余配料，將攪拌速度開到最大，將醬油渣與配料混合均勻，待鍋內溫度升至 100^°C 時，熬制 9min 。炒制結束后迅速降溫至 85°C ，罐裝機消毒要徹底， 80°C 熱罐裝，過金屬探測儀后進行包裝。

1. 4.2 樣品處理

經預實驗發現，香菇醬在小于 5% 的頂空率條件下進行罐裝時，在利用自動罐裝機對香菇醬進行 80^°C 熱罐裝過程中香菇醬內的油脂易溢出，同時傳送帶和旋蓋過程中帶來的振動也會使香菇醬內的油脂濺出。若頂空率過高，則會增加生產成本，不符合實際生產操作。所以，選定香菇醬的罐裝頂空率分別為 5%.10% 、15% 。實驗時將制作好的香菇醬分別以頂空率 5% 、10% ， 15% 分裝進 180mL 的玻璃瓶內，分別放入25，35，45°C 的恒溫恒濕培養箱內貯藏。貯藏期間每隔5d對樣品的AV、POV進行測定。參考T/SZZL002—2023《香菇醬》中的理化指標限值，在測定過程中，若任何一項指標超過標準限定值或感官評分低于60分則終止該溫度下的實驗。

1. 4.3 感官評價標準

選擇10名食品行業的人員（男、女各5名）組成評價小組，對香菇醬的氣味、口味、色澤、質地進行評價打分，最終結果取平均值，感官評價表見表1。

表1香菇醬感官評價表

1.4.4 酸價測定

香菇醬酸價的測定參考GB5009.229—2016《食品安全國家標準食品中酸價的測定》中的方法，香菇醬中油脂顏色偏深，滴定終點判斷較模糊，誤差較大，因此本實驗采用第二法冷溶劑自動電位滴定法。

1.4.5 過氧化值測定

香菇醬過氧化值的測定參考GB5009.227—2016《食品安全國家標準食品中過氧化值的測定》中的方法，為避免香菇醬中油脂顏色偏深造成的滴定終點誤差，本實驗采用第二法電位滴定法。

1.4.6 菌落總數測定

香菇醬菌落總數的測定參考GB4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》中的方法。

1.4.7 香菇醬貨架期預測模型的建立

香菇醬的品質變化規律可以用零級或一級反應動力學模型進行擬合，選擇回歸系數 R² 較大的動力學作為香菇醬品質變化的反應級數，再與Arrhenius動力學方程結合，預測香菇醬的貨架期，其方程式如下：

零級反應動力學方程式， Π_：A=A₀+Kt 。

一級反應動力學方程式： Ω_：A=A₀e^Kt （2號式中： A 為香菇醬貯藏 n 天時的AV或 POV;A₀ 為香菇醬的AV或POV初始值； Ψ_tΨ_Ψ 為香菇醬的貯藏時間（d）; K 為香菇醬的反應速率常數。

一般用Arrhenius動力學方程來描述產品品質變化速率與溫度的關系，其反應式為：

K=Ke（-Ea/RT） 0

式中：K為香菇醬的指標變化速率常數；Ea為活化能

（J/mol）;K₀ 為頻率因子；R為氣體常數 （8.314J/（mol?K）） ;T 為絕對溫度（K）。

最后結合公式（1）、（2）、（3）得到香菇醬的貨架期預測模型：

零級動力學貨架期模型方程： 一級動力學貨架期模型方程：

1.5 實驗方法

每組實驗設3個平行，運用Origin2018和SPSS25.0進行數據處理。

2 結果與分析

2.1香菇醬貨架期預測關鍵指標的確認

實驗前，將制作好的香菇醬放于室溫下進行貯藏，在貯藏時間為0，30，60，90d時，取樣測定香菇醬的AV、POV、菌落總數、感官評分，結果見表2。

由表2可知，隨著貯藏時間的延長，香菇醬的AV、POV呈現不斷上升的趨勢，而感官評分呈先上升后下降的趨勢，這可能是在香菇醬炒制結束后香菇醬內的油脂和呈味物質還未與香菇充分結合，隨著貯藏時間的延長，香菇醬內油脂、呈味物質與香菇融合平衡，所以感官評分升高。在貯藏期間，香菇醬的菌落總數均小于1OCFU/g，表明炒制過程中殺菌效果顯著，熱罐裝過程中無雜菌感染且罐藏密封性較好。在實際測定中，感官評分更容易受人的喜好差異的影響[14]，因此綜合考慮，將AV、POV作為香菇醬成品貨架期預測中的關鍵評價指標。

2.2香菇醬貯藏期間品質變化情況

2.2.1不同頂空率下罐裝香菇醬的AV在不同貯藏溫度下與貯藏時間的關系

不同頂空率和貯藏溫度下罐裝香菇醬的AV隨貯藏時間增加的變化見圖2～圖4。

由圖 2～ 圖4可知，香菇醬的AV隨著貯藏溫度的升高和貯藏時間的延長而增加，在 25°C 條件下貯藏的香菇醬的AV變化趨勢最小，貯藏45d時AV從初始的0.925mg/g 增加至 1.107mg/g;45^°C 貯藏溫度下香菇醬的AV變化趨勢最明顯，AV從初始的 0.931mg/g 增加至 2.035mg/g 。在貯藏初期，香菇醬的AV變化趨勢比較緩慢，貯藏后期變化趨勢明顯加快，這可能是貯藏初期氧氣剛與香菇醬內油脂接觸，油脂的氧化還處在誘導期[15]，香菇醬內的游離脂肪酸還未與氧氣結合，所以AV的變化趨勢不明顯；在貯藏后期，香菇醬內的油脂氧化反應進入爆發期[16]，氧化速率明顯加快，所以AV的變化趨勢加劇。

在相同貯藏溫度下，香菇醬的AV隨著頂空率的增加而增加。在 25°C 條件下貯藏 45d，5% 頂空率罐裝的香菇醬的 AV增加了 0.182mg/g ，而 15% 頂空率罐裝的香菇醬的AV增加了 0.22mg/g ，這可能是隨著頂空率的增加，香菇醬內氧氣含量也增加，高含氧量、高溫、光照會大大加快香菇醬內油脂的氧化速率。但在 25°C 、低氧條件下香菇醬內油脂氧化處于誘導期，這一階段的時間會延長[17]，所以香菇醬的AV 隨頂空率增加而增加的趨勢小于 45°C 條件下。

2.2.2不同頂空率下罐裝香菇醬的POV在不同貯藏溫度下與貯藏時間的關系

在頂空率為 5%.10%.15% 的罐裝條件下，香菇醬的POV在不同貯藏溫度下隨貯藏時間增加的變化見圖5～圖7。

由圖 5～ 圖7可知，香菇醬的POV在不同溫度條件下隨貯藏時間的延長而增加。在貯藏初期， 45°C 條件下香菇醬的POV變化趨勢明顯快于 35°C 與 25°C 條件下，由此可見，貯藏溫度越高，油脂氧化速率越快。

隨著貯藏時間的延長，油脂的POV變化趨勢更加明顯，在高溫和光照的條件下，油脂發生的光氧化速率大大加快，由氧化產生的過氧化物含量也相應地增加，造成POV上升[18-19]。

15% 頂空率下產品的POV隨貯藏時間增加而增加的趨勢最明顯， 5% 頂空率下POV上升趨勢有所減緩。以25^°C 條件下貯藏 45d 的香菇醬為例， 5% 頂空率貯藏的香菇醬的POV由 0.0382g/100g 增加至 0.046g/100g ，而15% 頂空率貯藏的香菇醬的POV由 0.0382g/100g 增加至 0.0457g/100g 。當頂空率過小時，熱罐裝過程中罐體內更容易形成真空狀態，含氧量減少，油脂因接觸氧氣而發生氧化酸敗的速率大大降低[20]。當頂空率過大時，香菇醬內油脂在高氧、高溫、更多光照的條件下熱氧化速率加快，油脂內不飽和脂肪酸的氧化程度更加嚴重，所以 15% 頂空率貯藏的香菇醬的POV變化趨勢更明顯。

2.2.3不同頂空率下罐裝香菇醬動力學模型參數的確定

根據AV和POV的分析結果，對香菇醬在不同頂空率貯藏條件下AV與POV的變化與貯藏時間進行線性回歸擬合和相關性分析。計算得到不同頂空率和貯藏溫度下香菇醬的AV與POV在不同級數下的反應速率常數K與線性回歸決定系數 R² ，見表3和表4。

表3不同頂空率下罐裝香菇醬在不同貯藏溫度下品質變化的零級動力學模型參數

Table 3 Zero-order kinetic model parameters for quality changes of canned mushroom sauce with different headspace

ratesat different storage temperatures

表4不同頂空率下罐裝香菇醬在不同貯藏溫度下品質變化的一級動力學模型參數

Table 4 First-order kinetic model parameters for quality changes ofcanned mushroom sauce with different headspace rates at different storage temperatures

由表3和表4可知，不同頂空率下罐裝的香菇醬在不同貯藏溫度下由AV、POV建立的回歸方程的決定系數 R² 均大于 0，9，R² 越大表明總體線性相關性和擬合度越好。AV與POV建立的一級動力學回歸方程的決定系數之和 ΣR² 均較零級動力學大，說明以AV、POV為指標建立的香菇醬一級動力學方程有較高的擬合度[21]。因此，選擇一級反應動力學方程描述不同頂空率下罐裝的香菇醬在相同溫度下隨貯藏時間增加的變化規律。

2.2.4不同頂空率下罐裝香菇醬貨架期預測模型的 構建

不同頂空率下香菇醬AV和POV的Arrhenius回歸方程曲線見圖8和圖9。

表5不同頂空率下罐裝香菇醬貨架期預測模型

由表5可知，以香菇醬的AV、POV為指標建立的回歸方程的決定系數 R² 均大于0.9，表明回歸方程的擬合度高。但 ΣR²AV=2.9503gt;ΣR²POV=2.8567， 表明以AV為指標建立的香菇醬貨架期模型比POV的可行性高[22]，因此以AV為指標建立香菇醬在不同頂空率條件下的貨架期模型。通過以AV為指標建立的模型預測，以頂空率 5%.10%.15% 罐裝的香菇醬在 25°C 貯藏條件下的貨架期分別為 ^{366，301，279d} 。因此，香菇醬的最佳罐裝量為 95% ，以此罐裝量的香菇醬在室溫0 25°C ）下密封貯藏，其保質期為 366d 0

2.3香菇醬貨架期模型驗證

為了驗證以香菇醬的AV為指標構建的預測模型的準確性，將以不同頂空率罐裝的香菇醬放置在25，35，45°C 的條件下儲藏，并且以香菇醬的AV為評價指標，驗證該模型的準確性，見表6。

表6不同頂空率下罐裝香菇醬在不同貯藏溫度下貨架期預測值與實測值

Table 6 Predicted and measured shelf life of canned mushroom sauce with different headspace rates at different storage temperatures

由表6可知，以AV為香菇醬貨架期評價指標所建立的貨架期預測模型的預測值與實測值較接近，最大相對誤差為 5.56% ，說明該預測模型可靠。

3結論

本文以AV和POV為評價指標，探究不同頂空率和貯藏溫度下香菇醬的品質隨貯藏時間增加的變化趨勢，構建動力學模型并結合Arrhenius方程進行線性擬合，構建香菇醬貨架期預測模型。研究結果表明，香菇醬的AV和POV隨著貯藏溫度的升高均呈上升趨勢，貯藏溫度越高其變化趨勢越明顯；同時香菇醬的AV和POV隨著頂空率的增大呈增大趨勢，頂空率越大，變化趨勢越明顯；以 5% 頂空率罐裝的香菇醬的AV和POV在 25°C 條件下貯藏的變化趨勢最慢。根據線性回歸方程 ΣR²AV=2.9503gt;ΣR²POV=2.8567 表明以AV為指標建立的香菇醬貨架期模型比POV的可行性高。該模型可有效預測以 5%～15% 頂空率罐裝的香菇醬在 25～45°C 貯藏溫度下的貨架期。在室溫（ 25°C ）條件下， 5% 頂空率罐裝的香菇醬的貨架期可達 366d. 0

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