CN103499674A - 一种利用酸价对烤鸭货架期进行预测的模型及其建立方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用酸价对烤鸭货架期进行预测的模型及其建立方法，该方法包括如下步骤：取北京烤鸭，沿胸对称剖分成两份，真空包装，灭菌，分别置于45℃、55℃、65℃、75℃烘箱中保存，定期取出样品，测定肌间脂肪酸价，并根据不同温度下测定的烤鸭酸价值随贮藏时间的变化规律进行动力学模型拟合，最终建立货架期预测模型。本发明的烤鸭货架期预测模型，能利用酸价变化有效预测不同贮藏温度下烤鸭的保质期，模型预测率高，实用性强，为快速监测和控制烤鸭品质提供了理论依据。

Description

一种利用酸价对烤鸭货架期进行预测的模型及其建立方法

技术领域

本发明涉及一种食品货架期预测模型及其建立方法，具体涉及一种利用酸价对烤鸭货架期进行预测的模型及其建立方法。

背景技术

食品货架寿命的预测是基于特定环境（温湿度、光照、包装形式等）下食品的品质变化规律与速率来进行计算的。伴随食品作为商品化产品进入流通与消费，对食品货架寿命的研究不断深入。食品货架寿命的试验方法包括经典试验法、货架寿命加速试验、Weibull模型分析法。

经典试验法将被测样品分别置于理想环境、正常环境和最劣环境中恒温贮藏，其中理想环境是食品在储藏过程中不发生明显变化的环境条件，正常环境是食品在储运、销售中经历的环境条件，最劣环境是食品在储运、销售中经历的最恶劣的环境条件。根据样品在正常环境和最劣环境中的试验结果，并与理想环境的试验结果比较后，最终确定食品的货架寿命。这种方法能够比较真实地模拟食品的储藏状态，得到的试验结果比较可靠，然而在人力、物力上的消耗比较大，同时试验周期也较长，有的研究可能要花数年时间来完成，很难满足工业的实际应用。

货架寿命加速试验（ASLT）的前提是通过改变储存的环境条件，在短时间内加速对产品品质影响至关重要的物理或化学的变质过程，模拟自然条件下商品品质的变化，从而预测其货架期与实际储存运销环境之间的关系。该方法的前提和关键为假设影响货架期的品质变化过程在正常与加速储存条件下具有一定的一致性和较高的相关性。如果在加速条件下，另外一个变质过程占主导地位，那么将不能得到基于该加速因子的预测模型。食品在生产链和流通过程中，温度对其质量损失的影响居首，一般来说，反应速度随着温度的升高而加快，产品的储存温度高，货架期缩短。在较高温度下通过ASLT 加速试验应用描述反应速度与温度关系的Arrhenius 关系式，建立品质函数来描述食品腐败变质的过程，最终推导出食品在正常环境下的货架寿命，是目前应用最广泛的用来测定食品货架寿命的方法。ASLT 加速试验可以大大缩短试验周期，但是实验温度不能过高，否则试验过程中的变化机理会发生改变，得到的结果与正常情况会存在比较大的偏差。

北京烤鸭熟鸭的蛋白质含量为19.15%，脂肪为41.04%，水分36.20%，脂肪为其主要组成成分，但在储藏过程中脂肪会发生氧化，导致肉类酸败、蛤败等不良风味的产生。在脂肪酸败过程中，脂肪首先氧化形成过氧化物，然后过氧化物进一步分解形成小分子有机酸，而酸价正是通过样品中游离脂肪酸的含量来反映脂质氧化酸败程度。因此，本发明利用加速试验，研究烤鸭贮藏期酸价的变化，拟合相关品质变化函数，预测烤鸭货架期。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种利用酸价对烤鸭货架期进行预测的模型及其建立方法，以指导烤鸭的贮藏、保证产品品质。

本发明通过以下方法实现上述目的：

（一）烤鸭样品按如下工艺制备：

取北京烤鸭，沿胸对称剖分成两份，真空包装，灭菌，分别置于45℃、55℃、65℃、75℃烘箱中保存，定期取出样品，每次取出三个包装作为三个重复，自来水冷却至室温，将胸部肌肉剪碎至长度小于5mm，提取脂肪，测定酸价。

（二）烤鸭酸价测定按如下步骤进行：

(1)取烤鸭肉30g，放入250mL的锥形瓶中，加入150mL的正己烷，封口并充分振荡，浸泡过夜，得浸泡液；

(2)将上述浸泡液用布氏漏斗抽滤，取滤液加入足量的无水硫酸钠除去样品中的水份，真空转蒸发除去正己烷，得到肌间脂肪；

(3)将乙醇调节为中性，取50mL溶解由步骤(2)得到的肌间脂肪，充分混合，煮沸；

(4)用氢氧化钾溶液滴定，滴定过程中要不断地充分摇动，至溶液颜色发生变化，并且保持15s不变色，作为滴定终点，记录消耗的氢氧化钾溶液的体积；

                                                 

 

V-所用氢氧化钾标准溶液的体积，mL；

c-所用氢氧化钾标准溶液的准确浓度mol/L；

m-试样的质量，g；

56.1-氢氧化钾的摩尔质量，g/mol 。

将乙醇调节为中性的方法为：将含有0.5mL酚酞指示剂的50mL乙醇溶液置于锥形瓶中，加热至沸腾，当乙醇的温度高于70℃时，用0.1moL/L的氢氧化钾溶液滴定至溶液变色，并保持溶液15s不退色，即为终点。

（三）烤鸭货架期预测模型的建立

根据45℃、55℃、65℃和75℃下测定的烤鸭酸价值进行动力学模型拟合，烤鸭酸价变化拟合结果表明烤鸭酸价变化符合一级动力学模型，用一级动力学模型对不同贮藏温度下的烤鸭酸价进行回归分析，回归方程表达式为：

  

其中：A-实测的烤鸭酸价；A ₀ -新鲜的烤鸭酸价；k-酸价变化速率常数；t-贮藏时间。

相关参数如下：

温度对酸价变化速率常数影响的数学模型根据Arrhenius方程进行分析，回归结果为： lnk=-7073.8/T+17.794（R²=0.996）。

由品质衰变函数F(A)=kt可知： 

，其中t _s 为对应货架温度下的货架期。

结合Arrhenius方程式的数学推导，可以得到：。因此，通过货架期与货架温度之间的方程回归，获得烤鸭货架期预测模型： 

(R²=0.996)。

以45℃、55℃、65℃和75℃四个温度计算回归方程为y=0.991x（R²=0.993），x为货架期实测值（天），y为货架期预测值（天），其中R²=0.993，说明此模型具有良好的预测能力。

本发明的烤鸭货架期预测模型，能利用酸价变化有效预测不同贮藏温度下烤鸭的贮藏期，模型预测率高，实用性强，为快速监测和控制烤鸭品质提供了理论依据。

附图说明

图1 加速试验中各温度条件下酸价随贮藏期的变化。

图2 加速试验中各温度条件下酸价随贮藏期的变化的一级动力学模型拟合。

图3 贮藏温度和酸价变化速率常数的Arrhenius关系图。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解。

从市场购买北京烤鸭，沿胸对称剖分成两份，真空包装，灭菌，分别置于45℃、55℃、65℃、75℃烘箱中保存，定期取出样品，取出样品，每次取出三个包装作为三个重复，自来水冷却至室温，将胸部肌肉剪碎至长度小于5mm，提取脂肪，测定酸价。

烤鸭酸价的测定包括如下步骤：

(1)取烤鸭肉30g，放入250mL的锥形瓶中，加入150mL的正己烷，封口并充分振荡，浸泡过夜，得浸泡液；

(2)将上述浸泡液用布氏漏斗抽滤，取滤液加入足量的无水硫酸钠除去样品中的水份，真空转蒸发除去正己烷，得到肌间脂肪；

    (3)将乙醇调节为中性，取50mL溶解由步骤(2)得到的肌间脂肪，充分混合，煮沸；

(4)用氢氧化钾溶液滴定，滴定过程中要不断地充分摇动，至溶液颜色发生变化，并且保持15s不变色，作为滴定终点，记录消耗的氢氧化钾溶液的体积；

 

V-所用氢氧化钾标准溶液的体积，mL；

c-所用氢氧化钾标准溶液的准确浓度mol/L；

m-试样的质量，g；

56.1-氢氧化钾的摩尔质量，g/mol 。

将乙醇调节为中性的方法为：将含有0.5mL酚酞指示剂的50mL乙醇溶液置于锥形瓶中，加热至沸腾，当乙醇的温度高于70℃时，用0.1moL/L的氢氧化钾溶液滴定至溶液变色，并保持溶液15s不退色，即为终点。

如图1所示，各温度下贮藏的样品酸价整体呈上升趋势，而且55℃、65℃、75℃三个温度下酸价变化存在很明显的一致性，分别在第12天、7天、7天出现了低谷，并在第 22天、均达到一个最高值后，又出现了下降，并且最高值分别为4.87±0.49，5.33±0.04，5.22±0.21，三者之间不存在显著差异。另外，虽然45℃下在第22天也出现了谷值，但是在第30天后酸价升幅变缓，稳定在3.5左右。这可能暗示酸价体现了各温度下烤鸭贮藏期的品质变化的主导变化。

在我国食用油的卫生标准中，往往酸价作为一个重要的质量指标而规定了其最高限值，并设立了分级标准，酸价越高，级别越低。不同的油脂其限值不同，如各种植物油的酸价要求低于4.0 mg/g，但对于熟肉制品的卫生标准中没有明确的规定，而在GB2730-2005 腌腊肉制品中则有对酸价和过氧化值的要求，其中烟熏、非烟熏板鸭的酸价和过氧化值的要求分别为 1.6 mg/g脂肪与2.50g/100g脂肪，张丽平通过对板鸭的研究，建议将酸价≤2.0 mg/g作为货架终点。本实验测得的烤鸭酸价的初始值为1.95 mg/g肌肉，约折合为0.32mg/g脂肪。各贮藏温度下达到的最高值5.33 mg/g肌肉，约折合为0.89mg/g脂肪，均低于上述标准酸价限值。

取45℃、55℃、65℃和75℃下测定的烤鸭酸价变化最高值之前的点，进行动力学模型拟合，拟合结果如图2所示。

烤鸭酸价变化拟合结果表明烤鸭酸价变化符合一级动力学模型：

其中：A-实测的烤鸭酸价；A ₀ -新鲜的烤鸭酸价；k-酸价变化速率常数；t-贮藏时间。

经计算烤鸭酸价变化的一级动力学参数如表1所示：

可见，当测定温度取45℃、55℃、65℃和75℃时，烤鸭酸价变化拟合效果好，预测值与实测值接近。

温度对酸价变化速率常数影响的数学模型根据Arrhenius方程进行分析：

lnk-lnk ₀ = -Ea/RT

其中：k-酸价变化速率常数；k ₀ -为速度常数；Ea-为活化能；T为贮藏温度；R-气体常数； 

以1/T为横坐标，对应温度的lnk为纵坐标作图，如图3所示，得到斜率即-Ea/R=-7073.8，方程lnk=-7073.8/T+17.794（R²=0.996）。

由品质衰变函数F(A)=kt可知： ，其中t _s 为对应货架温度下的货架期。

结合Arrhenius方程式的数学推导，可以得到：

。因此，通过货架期与货架温度之间的方程回归，获得烤鸭货架期预测模型： (R²=0.996)。

以45℃、55℃、65℃和75℃四个温度计算回归方程为y=0.991x，x为货架期实测值（天），y为货架期预测值（天），其中R²=0.993，说明此模型具有良好的预测能力。

Claims (5)

1.一种利用酸价对烤鸭货架期进行预测的模型建立方法，其特征在于包括步骤：取北京烤鸭，沿胸对称剖分成两份，真空包装，灭菌，分别置于45℃、55℃、65℃、75℃烘箱中保存，定期取出样品，每次取出三个包装作为三个重复，自来水冷却至室温，将胸部肌肉剪碎至长度小于5mm，提取脂肪，测定酸价，用一级动力学模型对不同贮藏温度下的烤鸭酸价进行回归分析；

回归方程表达式为：

                                                 

相关参数如下：

其中：A-实测的烤鸭酸价；A ₀ -新鲜的烤鸭酸价；k-酸价变化速率常数；t-贮藏时间。

2.根据权利要求1所述的利用酸价对烤鸭货架期进行预测的模型建立方法，其特征在于所述测定酸价的步骤为：

(1)取烤鸭肉30g，放入250mL的锥形瓶中，加入150mL的正己烷，封口并充分振荡，浸泡过夜，得浸泡液；

(2)将上述浸泡液用布氏漏斗抽滤，取滤液加入足量的无水硫酸钠除去样品中的水份，真空转蒸发除去正己烷，得到肌间脂肪；

(3)将乙醇调节为中性，取50mL溶解由步骤(2)得到的肌间脂肪，充分混合，煮沸；

(4)用氢氧化钾溶液滴定，滴定过程中要不断地充分摇动，至溶液颜色发生变化，并且保持15s不变色，作为滴定终点，记录消耗的氢氧化钾溶液的体积；

 

V-所用氢氧化钾标准溶液的体积，mL；

c-所用氢氧化钾标准溶液的准确浓度mol/L；

m-试样的质量，g；

56.1-氢氧化钾的摩尔质量，g/mol ;

所述将乙醇调节为中性的方法为：将含有0.5mL酚酞指示剂的50mL乙醇溶液置于锥形瓶中，加热至沸腾，当乙醇的温度高于70℃时，用0.1moL/L的氢氧化钾溶液滴定至溶液变色，并保持溶液15s不退色，即为终点。

3.根据权利要求1所述的利用酸价对烤鸭货架期进行预测的模型建立方法，其特征在于温度对酸价变化速率常数影响的数学模型根据Arrhenius方程进行分析，回归结果为：lnk=-7073.8/T+17.794（R²=0.996）。

4.根据权利要求3所述的利用酸价对烤鸭货架期进行预测的模型建立方法,其特征在于通过货架期与货架温度之间的方程回归，获得烤鸭货架期预测模型： (R²=0.996)，其中t _s 为对应货架温度下货架期，T为货架绝对温度。

5.根据权利要求4所述的利用酸价对烤鸭货架期进行预测的模型建立方法,其特征在于以45℃、55℃、65℃和75℃四个温度计算回归方程为y=0.991x (R²=0.993)，其中x为货架期实测值（天），y为货架期预测值（天）()。

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