C條件下加熱，以脂肪酸值和丙二醛含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，應(yīng)用Arrhenms相關(guān)模型及熱力學(xué)理論和統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，預(yù)測(cè)兩種燕麥片的貨架期。
結(jié)果表明，65C條件下處理燕麥片，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，脂肪酸值和丙二醛含量呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)，而在75C條件下處理燕麥片，則隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，脂肪酸值和丙二醛含量呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì)。游離脂肪酸的生成在65C和75C均遵循0級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，丙二醛的生成在65C和75C均遵循1級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)；根據(jù)Arrhenius相關(guān)模型和統(tǒng)計(jì)學(xué)原理得出裸燕麥片的貨架期約為585d，皮燕麥片的貨架期約為274d.基金項(xiàng)目：國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系燕麥加工利用建設(shè)專項(xiàng)（CARS-08-D1）根據(jù)1993年英國(guó)食品科學(xué)與技術(shù)學(xué)會(huì)的定義，貨架期是食品在推薦貯藏條件下所經(jīng)歷的一段時(shí)間，在這期間食品是安全的，并保持著消費(fèi)者所期待的感官、理化及微生物性質(zhì)，其所含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與標(biāo)簽內(nèi)容一致。食品貨架期對(duì)食品生產(chǎn)者和消費(fèi)者而言都是非常重要的商品特性，在一定程度上決定了產(chǎn)品的商品價(jià)值和市場(chǎng)可接受程度。在實(shí)際生產(chǎn)中，預(yù)測(cè)食品貨架期是食品開發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要部分。
食品的貨架期除了受到相對(duì)濕度、貯藏溫度、水分活度、氣體體積分?jǐn)?shù)、氧化還原電勢(shì)、金屬離子、pH值、壓力和輻射等環(huán)境因素的影響外，還受到食品組分和化學(xué)變化、酶類、微生物以及包裝材料的影響，微生物和化學(xué)反應(yīng)是影響食品貨架期最重要的因素，其中后者主要為氧化反應(yīng)，對(duì)食品的外觀、口感和風(fēng)味影響較大。溫度是影響食品貨架期最主要的環(huán)境因素，隨著溫度的升高化學(xué)反應(yīng)速度加快，食品貨架期縮短。食品貨架期通常可通過(guò)研究食品在加工和貯藏中的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行預(yù)測(cè)，主要適用于預(yù)測(cè)由化學(xué)、生物化學(xué)、物理化學(xué)變化制約的食品貨架期。Arrhenius方程就是基于熱力學(xué)模型來(lái)反映食品品質(zhì)劣變應(yīng)用最廣泛的一種動(dòng)力學(xué)方程。
燕麥由于其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及具有降血脂、降血，kn糖、降膽固醇等多種功能而作為一種保健型的雜糧受到了越來(lái)越多人的關(guān)注。燕麥片食用方便，幾乎保留了燕麥中的所有營(yíng)養(yǎng)成分，是燕麥?zhǔn)称返闹饕庸ぎa(chǎn)品之一。谷物在貯藏過(guò)程中由于直鏈淀粉含量增加導(dǎo)致其黏性降低、糊化溫度升高、漲性增大。此外，燕麥片中的脂類物質(zhì)一方面發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生醛、酮等物質(zhì)，另一方面在脂肪酶的作用下，脂類物質(zhì)發(fā)生水解產(chǎn)生甘油和脂肪酸，使得燕麥片在貯藏過(guò)程中風(fēng)味和口感發(fā)生改變，產(chǎn)生酸味和苦味，導(dǎo)致燕麥片品質(zhì)下降。目前，加速預(yù)測(cè)貨架期法（acceleratedshelf-lifetesting，ASLT）己應(yīng)用于燕麥片的貨架期預(yù)測(cè)中，包慧彬以感官評(píng)定和脂肪酶、霉菌生長(zhǎng)等為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以出現(xiàn)霉菌和哈喇味為貨架期終點(diǎn)標(biāo)志，建立燕麥片貨架期預(yù)測(cè)模型。
ASLT法是一種有效、快速地預(yù)測(cè)食品貨架期方法，己經(jīng)被大量地應(yīng)用在食品科學(xué)研究中，其原理是利用化學(xué)動(dòng)力學(xué)來(lái)量化環(huán)境因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響程度，將產(chǎn)品置于一些加速破壞如提高儲(chǔ)存溫度的惡劣條件下來(lái)加速產(chǎn)品變質(zhì)。在貯藏溫度條件下，一定時(shí)間間隔時(shí)取樣分析指標(biāo)，檢測(cè)該條件下的貨架期，再以得到的數(shù)據(jù)外推，進(jìn)而確定實(shí)際儲(chǔ)存條件下的保質(zhì)期。本。
由可以看出，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，裸燕麥片和皮燕麥片中脂肪酸值和MDA含量均呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)。經(jīng)過(guò)68d的加熱處理后，裸燕麥片中脂肪酸值和MDA含量分別從1.40mgKOH/g和0.33畔/g增加到1.81mgKOH/g和0.73叫/g，且有顯著性差異（尸<0.05）（A）。而皮燕麥片在處理45d時(shí)，<0.05）（B）。本研究中燕麥片脂肪酸值和MDA隨貯藏時(shí)間含量變化與其他谷物中變化基本一致。Rend6n、Salman等分別研究了在貯藏過(guò)程中小麥的脂肪酸值含量變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，游離脂肪酸含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。糙米中的MDA含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)和溫度的升高呈遞增趨勢(shì)，35 C條件下處理糙米發(fā)現(xiàn)，120d時(shí)糙米MDA含量由0.040mg/g增加到0.260mg/g.表1樣品水分和脂肪含量測(cè)定結(jié)果U±）指標(biāo)裸燕麥片皮燕麥片水分含量脂肪含量注：同行不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）由表1可以看出，皮燕麥片的水分含量和脂肪含量均顯著高于裸燕麥片（P<0.05）。脂質(zhì)氧化除了受到溫度、光照、氧氣等外界因素影響外，還受谷物本身水分含量、脂肪含量等的影響。有研究表明，核桃油中的水分含量對(duì)脂肪酸值有顯著影響，當(dāng)水分大于1%時(shí)，隨著水分含量的增加，脂肪酸值增加，并指出水分的增加可以促進(jìn)脂肪水解，加快油脂水解速度，產(chǎn)生較多的游離脂肪酸。脂肪含量是造成脂肪發(fā)生氧化反應(yīng)的主要因素之一。申曉曦等研究指出，在貯藏過(guò)程中脂肪含量越高越容易發(fā)生氧化，經(jīng)酯酶的催化能分解成甘油和游離脂肪酸，從而使游離脂肪酸增加，游離脂肪酸進(jìn)一步分解成低級(jí)的醛、酮化合物，導(dǎo)致花生酸敗，產(chǎn)生哈喇味。因此，與裸燕麥片相比，皮燕麥片脂肪和水分含量均較高，其脂肪氧化速度較快，這可能是皮燕麥片較裸燕麥片到達(dá)燕麥片貨架終點(diǎn)的時(shí)間短的原因。
75C貯藏過(guò)程中燕麥片脂肪酸值和MDA含量的變化燕麥片在貯藏過(guò)程中由于產(chǎn)生了低分子的醛、酮、酸等化合物導(dǎo)致樣品產(chǎn)生酸敗味。燕麥片在75C條件下的脂肪氧化程度的結(jié)果分析見。
由可知，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，燕麥片脂肪酸值和MDA含量呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì)，在處理第18天時(shí)，裸燕麥片脂肪酸值和MDA含量均發(fā)生顯著變化（尸<0.05），0.33網(wǎng)/g增加到0.77盹/g（A）。而皮燕麥片在75°C條件下處理第13天時(shí)，燕麥片脂肪酸值和MDA含量分別顯著增加到1.92mgKOH/g（尸<0.05）和0.75呢/g（尸<0.05）（B）。脂肪酸值主要受時(shí)間和溫度的影響，且對(duì)溫度更為敏感，溫度越高生成脂肪酸越多。而MDA是脂肪自動(dòng)氧化產(chǎn)生自由基引發(fā)而形成的，造成谷物MDA含量增加的主要原因是不飽和脂肪酸不斷被氧化產(chǎn)生氫過(guò)氧化物，繼而進(jìn)一步產(chǎn)生MDA和揮發(fā)性醛類物質(zhì)，MDA作為最重要的過(guò)氧化產(chǎn)物，其含量反映了脂質(zhì)過(guò)氧化程度。可見，溫度是影響脂質(zhì)過(guò)氧化的重要影響因素，溫度越高，脂質(zhì)過(guò)氧化速度越快，其主要原因是高溫既可以促進(jìn)游離基的產(chǎn)生，又可以加快氫過(guò)氧化物的分解。
燕麥片貨架期預(yù)測(cè)由表2、3可知，在65、75C條件下，燕麥片在貯藏中游離脂肪酸生成的反應(yīng)均發(fā)生0級(jí)反應(yīng)，決定系數(shù)，均在0.87以上；而在65、75C條件下，MDA生成的反應(yīng)均發(fā)生1級(jí)反應(yīng)，決定系數(shù)記分別達(dá)到0.70和0.93以上，說(shuō)明貯藏時(shí)間與MDA含量對(duì)數(shù)值的直線相關(guān)程度較高。在食品加工和貯藏過(guò)程中，包括化學(xué)和微生物指標(biāo)在內(nèi)的貨架期指標(biāo)均發(fā)生0級(jí)（如冷凍食品質(zhì)量損失及美拉德褐變反應(yīng)等）或1級(jí)（如維生素?fù)p失、氧化反應(yīng)、微生物生長(zhǎng)等）反應(yīng)，這與Labuza研究結(jié)果指出的在食品加工和貯存過(guò)程中，大多數(shù)與食品質(zhì)量有關(guān)的品質(zhì)變化都遵循0級(jí)或1級(jí)模式相似。
表2各項(xiàng)指標(biāo)在不同級(jí)數(shù)下反應(yīng)速率常數(shù)和線型回歸決定系（裸燕麥片）指標(biāo)貯藏溫度/C反應(yīng)級(jí)數(shù)脂肪酸值MDA含量注：0級(jí)反應(yīng)。脂肪酸值和MDA含量與貯藏時(shí)間呈線性關(guān)系，1級(jí)反應(yīng)。兩種指標(biāo)數(shù)值的對(duì)數(shù)值與貯藏時(shí)間呈線性關(guān)系；反應(yīng)速率常數(shù)，。回歸方程估測(cè)可靠程度的高低，越大則表明該回歸方程越能反應(yīng)貯藏時(shí)間與脂肪酸值（或脂肪酸值的對(duì)數(shù)值）和MDA含量（或MDA含量的對(duì)數(shù)值）的直線相關(guān)程度；。確定的脂肪酸和MDA生成的反應(yīng)級(jí)數(shù)。表3同。
表3各項(xiàng)指標(biāo)在不同級(jí)數(shù)下反應(yīng)速率常數(shù)和線型回歸決定系數(shù)於（皮燕麥片）指標(biāo)貯藏溫度/C反應(yīng)級(jí)數(shù)脂肪酸值MDA含量從表2、3可以看出，溫度越高其反應(yīng)速率常數(shù)A：值越大，那么75C條件下處理燕麥片時(shí)，游離脂肪酸和MDA的生成速度較65C條件下處理時(shí)的生成速度快。
由兩個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度（65C和75C）與其反應(yīng)級(jí)數(shù)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)A值，利用Arrhenms關(guān)系積分算式即公式（3）（5）得出裸燕麥片以脂肪酸值和MDA含量為指標(biāo)的2.分別為7.18和8.98，皮燕麥片以脂肪酸值和MDA含量為指標(biāo)的。分別為5.00和7.90，這與蔡燕芬報(bào)道脫水產(chǎn)品的010在1.510―致。由于010的微小變化都會(huì)引起結(jié)果較大的偏差，尤其是當(dāng)食品本身貨架期較長(zhǎng)時(shí)，因此該參數(shù)一般作為，粗略估計(jì)外推溫度條件下的貨架期。再根據(jù)公式（6）得出，以脂肪酸值和MDA含量為指標(biāo)，室溫條件下裸燕麥片的貨架期分別為585d和785d，皮燕麥片的貨架期分別為274d和459d.綜合燕麥片脂肪酸值、MDA含量以及感官評(píng)定出現(xiàn)酸敗和哈喇味得出裸燕麥片和皮燕麥片在室溫（20C）時(shí)的保質(zhì)期分別約為585d和274d.結(jié)論與討論1）隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，燕麥片的脂肪酸值和MDA含量均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，品質(zhì)逐漸劣變。貯藏溫度影響燕麥片的貨架期，溫度越高，脂肪酸值和MDA含量上升越快，貨架期越短；2）室溫（20C）條件下，裸燕麥片和皮燕麥片的預(yù)測(cè)貨架期分別約為585d和274d.燕麥片作為燕麥的主要加工形式保留了燕麥幾乎所有的營(yíng)養(yǎng)成分，據(jù)報(bào)道，燕麥中脂肪含量在3.4%9.7%之間，平均值為6.3%，是小麥的4倍，是谷物中脂肪含量最高的品種，且品種不同，燕麥的脂肪含量不同，而在燕麥片貯藏期間，脂肪會(huì)發(fā)生氧化和水解反應(yīng)，且隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，其脂肪酸值和MDA含量的產(chǎn)生愈多，進(jìn)而導(dǎo)致燕麥片品質(zhì)下降，這是影響燕麥片貨架期的主要因素之一。脂肪的氧化和水解除了受到水分含量和脂肪含量的影響外，還受到脂肪氧化酶及脂肪酶活性的影響，此外，溫度是影響脂肪氧化和水解的主要環(huán)境因素，這就要求燕麥片在鈍化酶的加工工藝基礎(chǔ)上，保證低溫貯藏，進(jìn)而確保燕麥片在貨架期內(nèi)的品質(zhì)。
ASLT法是一種加速反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，己經(jīng)在快速、有效地預(yù)測(cè)由化學(xué)變化引起劣變的食品貨架期中得到了廣泛應(yīng)用。燕麥片在常溫條件下隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，大腸菌群、霉菌未發(fā)生顯著變化，且符合國(guó)標(biāo)中所要求的大腸菌群和霉菌數(shù)’因此化學(xué)變化是引起燕麥片劣變制約貨架期的關(guān)鍵變化，可通過(guò)提高溫度的方式來(lái)進(jìn)行加速實(shí)驗(yàn)。食品內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性是導(dǎo)致Arrhenius貨架期預(yù)測(cè)模型不準(zhǔn)確的因素，大多方程只考慮一種或兩種品質(zhì)指標(biāo)，不能兼顧內(nèi)部反應(yīng)的真實(shí)性，但是參數(shù)較多的模型又很難控制準(zhǔn)確度，因此找到最適的參數(shù)來(lái)描述指標(biāo)的動(dòng)力學(xué)變化非常重要。Arrhenius方程與01.結(jié)合，通過(guò)描述特定的品質(zhì)變化來(lái)預(yù)測(cè)燕麥片貨架期。01.的值取決于食品本身特性，所處的溫度范圍、包裝和環(huán)境條件都對(duì)其有影響，作為溫度的函數(shù)，使用時(shí)需要標(biāo)明溫度范圍，溫度越高，溫度變化量對(duì)其影響越大。
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