食品的保质期不仅影响消费者的感官享受，还关系到消费者的健康和安全，也关系到食品生产企业的声誉、品牌和经济效益。准确预测和计算产品在规定储存条件下的保质期，是制造商对流通期间食品质量和功效的保证和承诺。可以为产品储存、流通和配送策略的制定提供有效依据，还可以进一步延长保质期。为可能性提供参考。
食品保质期是食品在标签储存条件下保持质量的期限。它通常是指食品的物理、化学、微生物或感官特性保持可接受食用的时间段。根据产品特性可能有两种情况。
一是“安全食用期”，主要针对易腐烂食品。 “安全食用期”过后，很可能在短时间内对人体健康造成直接威胁。该食品被认为不安全，不得出售或食用；
第二种情况是“最佳食用日期”，即食品在正确储存的情况下保留其特定特征（包括外观、气味、质地、味道等质量特征）的日期（/2011）。
我国目前使用的标准术语是“食品保质期”。 2020年9月23日发布的《食品标签监督管理办法（征求意见稿）》中，第十五条第（三）项“保质期日期可以在××月前的××食品（饮料）中使用” × 概念。
本文将围绕食品保质期的相关标准和规定，总结基于质量衰减原理的保质期预测方法，并结合前人研究的基础，分析现有保质期预测方法在实际应用中存在的问题。保质期预测模型，旨在评估食品经营者和制造商。 ，为食品保质期的设计和验证提供一定的依据。
01
食品保质期/保质期标准和法规的现状
目前，各国对食品保质期或食品保质期的定义尚无统一标准。 ISO 16779:2015规定食品的最佳品尝期（最佳日期）是所售产品在规定储存条件下保持其声明质量的分界点。日期，即在此日期之前产品质量仍然完全令人满意；食品的保质期（use-by date）是指在规定的储存条件下保持食品安全和质量的期限。在此期限之后，产品食品可能不具备消费者通常期望的质量属性，即该食品在此日期之后不应被视为可销售。
表1 各国食品保质期/保质期标准及规定
02
食品保质期预测的常见模型和应用
目前印在食品和饮料产品上的保质期通常为消费者提供产品在给定加工、包装、运输和储存条件下保质期的粗略指导。
然而，在实际的产品生命链中，储存条件、运输过程中包装破损等因素的变化，可能会导致产品的实际保质期短于或长于产品的预期保质期，从而导致与食品相关的问题。安全和废物。
因此，保质期预测和评估的进步对于提高食品供应的安全性、可靠性和可持续性发挥着至关重要的作用。
货架期预测方法中选择合适的动力学模型和数据分析技术至关重要。它可以根据环境条件的变化更准确地预测产品的使用寿命，还可以进行实时监控。本文总结了基于质量衰减原理的保质期预测方法。
近年来，国内外学者利用动态模型研究肉制品、蔬菜、水果等的品质变化，并预测其贮藏期，取得了良好的成果。
通过分析影响产品质量变化的主要因素，确定货架期结束的关键指标，形成基于质量衰减原理的货架期预测方法体系。
食品品质变化是由内在质量因素Ci（如浓度、pH值、水分活度等）和外部环境因素Ej（如温度、相对湿度、包装等）决定的。食品品质衰减可表示为：rQ=f(Ci,Ej)。食品品质衰退一般包括三个方面的变化：化学品质衰退、微生物生长动态、食品感官失效。
1. 化学质量衰变动力学模型
对于食品变质主要是由化学反应引起的食品，通常采用化学品质衰减动力学模型来预测保质期。
常用的化学质量衰变动力学模型是阿伦尼乌斯模型（ model）。
阿伦尼乌斯模型适用于容易被脂肪氧化、美拉德反应、蛋白质变性等化学反应破坏的食品。
一般来说，温度越高，化学反应发生的速度越快，也就意味着产品质量恶化的速度越快。 Q10模型侧重于温度对保质期的影响，导致预测精度较低。在模型中，Q10 的概念用于确定温度对反应的敏感性。
食品保质期的损失通常通过测量特征质量指数A随时间t的变化来评估，通常表示为f(A)=k(T)t，其中f(A)是食品的质量函数，k是反应速率常数。
速率常数是绝对温度 T 的反指数函数，由阿伦尼乌斯表达式 k=kAexp(–EA/RT) 给出，其中 kA 是常数，EA 是控制质量损失的反应活化能，R 是通用气体常数。根据以下拟合方程，可以估算货架终端产品质量：
–d[A]/dt=k[A]n, –d[B]/dt=k′[B]n′
式中：k、k′为质量变化率常数；
n和n'为反应级数；
d[A]/dt 和 d/dt 是质量变化率。
化学指示剂 A（如营养素或特征风味）损失或不良化学指示剂 B（异味成分或褪色的色素含量）
若满足A或B与时间t的线性拟合，则为零阶模态；
如果满足A或B半对数与t之间的线性拟合，则为一阶模态；
如果满足 1/A 或 1/B 与 t 之间的线性拟合，则为二次模态。
2. 微生物生长动力学模型
微生物腐败是食品腐败的主要方式之一，尤其是新鲜或经过最低限度加工的冷藏产品。
微生物会导致食物腐败或引起食源性疾病。研究表明，微生物引起的食品腐败主要是由食品储存中特定腐败菌（SSO）的活动引起的，而微生物菌群并不是静态的。随着不同类别食品内部因素和外部环境因素的变化，其增长趋势是预测食品保质期的重要因素。
保质期可以定义为从开始储存到 SSO 达到某个最高水平的时间。生产加工企业应当开展保质期实验，判断食品何时发生腐败变质，并有效验证病原微生物的生长趋势，并利用合理的科学研究评估其食品的潜在风险。
文献中有许多与温度相关的模型来描述微生物的生长，并且已经开发了一系列软件工具来预测食品中某些微生物的生长，但只有少数适合实际的保质期预测。
常见的微生物动力学一级模型主要包括模型、模型、模型和&模型四种类型。其中，模型是预测微生物学的基石。美国农业部开发的PMP（）系统和英国农业、食品和渔业部开发的FM（Food）系统都以函数为主要模型。
3. 感官预测保质期模型
预测保质期的感官方法早在 20 世纪 80 年代和 90 年代，进行有效的加速保质期测试 (ASLT) 的原理和方法就在 1998 年、1998 年和 1998 年被描述。
在ASLT方法中，温度是决定食品损坏的关键参数，因为温度越高，食品损坏的速度越快。
温度与变质速率的关系可用阿伦尼乌斯方程表示。通常有两大类测试可用于此目的：差异测试（尤其是配对比较、双三重测试 - 通常在差异变化的受控测试中 - 和三角测试）和使用适当量表的测试（无论是特征还是特征）或某些特定属性）。
目前国内外广泛使用的感官保质期预测方法是威布尔危害分析（ ），它是将ASLT原理与感官方法有效结合和改进的一种比较实用的方法。
威布尔概率函数在工程中广泛用于描述失效现象，并由保质期测试提出并用于保质期测试。该方法的原理主要是消费者拒绝产品所反映的累积危害率与储存时间的关系为：lgt=lgH/β+lgα
式中：t为发现新的腐败食品的时间/d；
H——累积危险率/%；
α 是缩放威布尔分布参数；
β 是形状威布尔分布参数。
4、保质期预测方法研究案例
研究了布朗尼蛋糕保质期的预测，使用加速保质期测试（ASLT）方法并将其与模型相结合。
本研究采用20℃、30℃和40℃三种储存温度的变化，并选择硫代巴比妥酸（TBA）作为变化指标进行监测。
根据研究，储存过程中脂肪等营养物质的变化会导致食物酸败。氧化产物醛可与TBA形成有色化合物。 TBA值用于表示氧化程度。 TBA的含量是决定油品损害程度的最重要因素。 。
实验结果表明，TBA值随着储存温度的升高而增大。布朗尼的保质期通过阿伦尼乌斯方程估算，即随着温度升高（20℃、30℃、40℃），产品的保质期分别为1.57、4.9和14 d。
纳西等人。对超高温速溶处理后的燕麦谷物饮料的风味特征进行了保质期研究。评价指标包括不良风味混合物、正己醛和PVG。评价方法采用风味物质色谱法，并成立感官评价小组，对可接受的风味进行评价。根据程度评分，实验结果表明，当正己醛含量高于初始值3至5倍时，燕麦谷物饮料的风味不可接受。
胡等人。研究了壳聚糖包埋鸡蛋在储存过程中的质量变化和保质期。他们测量了包埋蛋在 5°C、20°C 和 35°C 储存期间的质量变化。并分析了哈夫值、密度和气室直径增加百分比之间的相关系数，并基于方程建立了货架期预测模型。
结果表明，随着储存时间的延长，鸡蛋品质呈下降趋势。高温（20℃和35℃）存储环境对品质劣化的影响比低温（5℃）存储环境更大；蛋黄品质与霍夫单位的相关系数最高，可作为预测保质期的重要指标；根据鸡蛋品质的变化，可以建立卵黄因子的一级动力学模型。
根据蛋黄品质变化次数建立的模型，预测值与实测值的拟合曲线系数R2为0.982 5，平均相对误差P为9.32%，小于10% 。更好地描述了蛋黄质量和温度之间的动态关系。
同时，基于动力学模型，确定了基于蛋黄系数的壳聚糖鸡蛋货架期预测模型。平均相对误差为7.6%，小于10%，表明基于蛋黄质量变化的鸡蛋货架期预测模型是可行的。
刘红等人的研究表明，目前我国食品饮料行业保质期的判定多依靠参考方法，即经验值，缺乏科学、规范的检测方法。我国应用最广泛的方法是加速破坏性试验，选用的方法是Q10模型，主要研究储存过程中温度对产品质量变化的影响。
任雅妮等人应用ASLT方法来预测软面包的保质期。实验温度选择常温20℃、37℃、47℃，相对湿度为60%。通过检测产品在37℃和47℃下的酸价、过氧化值和微生物指标（菌落总数、霉菌、大肠杆菌），结合感官评价结果，采用Q10模型计算货架期软面包在常温储存条件下的寿命。
近年来，一些动力学模型和微生物生长模型逐渐应用于预测中国产品的保质期。胡云峰等.研究了不同储藏温度下鲜湿米粉品质变化的动力学模型，并应用该模型预测其保质期。研究结果表明，鲜湿米粉典型蓝色值的拟合系数较高，以典型蓝色值作为预测目标建立的模型验证误差较小。
程晓峰等.研究了压缩饼干的保质期预测，选择ASLT方法结合模型进行预测。在加速储存温度条件下，测量压缩饼干酸值的变化。研究发现酸价变化明显，与一级动力学模型一致。由此建立压缩饼干保质期的预测方程，计算产品在45℃下的保质期。
03
我国货架期研究存在的问题及建议
1.目前保质期研究涵盖的产品类型较少，主要是即食食品；
2、国内多类产品现行标准中缺乏对产品质量特别是非食品安全指标（卫生指标）的设计。然而，在实际的商品流通中，产品质量往往先于食品安全指标发生变化，导致产品的保质期终点难以确定。
例如：在对坚果棒产品进行保质期实验时，参照《T/CNFIA 001-2017食品通则》附录B中基于温度条件的保质期稳定性实验方案设计坚果棒产品的实验方案。保质期”。参考文献，按照Q10=4设计加速实验，使用常温样品（25℃）、加速样品（储存条件35和45℃，75%RH）和对照样品（储存条件4℃）。产品符合GB 7099-2015《食品安全国家标准 糕点和面包》，根据标准相关要求，对理化（酸值、过氧化值）、微生物（菌落总数、霉菌计数）进行对比评价、大肠菌群计数）、感官（差异试验、消费用户接受度试验）指标。
实验结果表明，在35℃和45℃加速条件下，室温储存320天内酸值和过氧化值均未超过标准限值。微生物检测结果也合格，远低于标准。限制要求。因此，无法通过酸价或过氧化值的测试来确定产品的Q10，并根据酸价或过氧化值来评价产品的保质期。
根据三点感官评价试验结果，在P≤0.05的置信区间内，35℃加速条件下的产品与对照样品的差异在换算室温储存天数时最为明显。达到270 d，但与对照样品和继续没有显着差异。储存品与对照品之间的差异没有扩大；在45℃加速条件下，当室温保存天数达到270d时，与对照样品已出现显着差异。据此实验推测，该产品在室温下的保质期应为270d（9个月）。 ）关于。
感官验收评价结果显示，在35℃加速条件下，检测期内（折算为室温保存320天），无一项指标不符合3.5分的最低验收要求；在45℃加速条件下，室温下折算储存期为450天的产品，除附着力指标外，其他各项指标均不能满足3.5分的最低验收要求。根据这个实验，推测产品在常温下的保质期应该在450天（15个月）左右。
三种不同的实验方法得出了完全不同的保质期测试结果，虽然理化指标没有超标，但感官评分却无法接受。
3.对于粮食产品等初级加工农产品（如米、面等），由于缺乏指示性指标（理化、微生物）或中间产品的指示性指标（如脂肪酸值）质量恶化与产品保质期相关性较差。 。
针对上述问题以及国内食品品类较多、保质期检测周期长、不同品类食品保质期预测数据参考性差等问题。建议加大不同食品及农产品初加工品类货架期预测研究，加强品质恶化相关指标研究，提高货架期预测数据的稳定性和参考性。同时结合ASLT模型，通过多温度测试得到Q10后计算保质期，提高保质期预测的准确性。