航天食品相較于市場流通的普通食品工程成本和安全要求高,月餅是具有中國特色的航天食品品種之一,本實驗以航天月餅為對象,研究其在不同貯藏溫度下感官品質、理化指標、微生物指標的變化規律,并結合電子鼻、電子舌技術判斷月餅在貯藏期間的風味變化,對月餅的品質進行評價。
二、結果與分析
三、結論 航天月餅感官評分、pH值、色調角h、L*值隨貯藏時間呈下降趨勢;航天月餅接近保質期終點處電子舌結果表明酸味響應增強,電子鼻結果表明硫化物、氮氧化合物、有機硫化物、甲烷、乙醇等化合物響應增加;酸價、過氧化值、羰基價、a*值、菌落總數、霉菌與酵母隨時間延長呈上升趨勢,大腸菌群數貯藏期間未檢出。各指標基本隨溫度升高,變化速率加快;電子鼻與電子舌技術結合其他指標可綜合評價月餅貯藏期間的品質變化。影響航天月餅品質變化規律和保質期的主要因素為油脂氧化情況,這種品質變化規律可以通過Arrhenius方程進行預測。感官和理化指標中酸價預測模型精度最高,理論預測值與實際值相對誤差的絕對值在10%以內,說明模型可靠。
參考文獻:劉冬青,陳樸,臧鵬等.月餅品質指標變化規律研究和保質期預測模型的建立[J].食品科學,2022,43(17):221-230.
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一、方法
樣品貯藏
月餅分別在溫度(4±1)、(22±1)、(37±1)、(47±1)℃,相對濕度70%的條件下貯藏,4、22℃貯藏條件下每4周進行取樣,共貯藏24周;37℃貯藏條件下前12周每3周、后12周每2周進行取樣,共貯藏24周;47℃貯藏條件下前6周每2周、后10周每1周進行取樣,共貯藏16周。
月餅的感官評價
參照Q/HYG24《航天食品感官評分標準》采用9點語言喜好標度對月餅進行感官評分。
滋、氣味的測定
滋味測定:將月餅粉碎后取50g,加入150mL去離子水后3000r/min均質2min,然后4000r/min離心10min,取上清液于電子舌專用杯中。
氣味測定:將月餅粉碎后取10g,于樣品瓶中封蓋并置于36℃下平衡30min,隨后進行電子鼻檢測。
理化指標的測定
酸價、過氧化值、羰基價、pH值測定參照國標。
微生物指標的測定
菌落總數測、霉菌與酵母菌數、大腸菌群數測定參照國標。
色澤的測定
使用經黑、白板校準后的比色計測定月餅粉碎后的紅綠度(a*值)、黃藍度(b*值)、亮度(L*值)和色調角h。
月餅保質期預測模型的建立
對4個不同貯藏溫度下月餅品質指標進行Pearson相關性分析,得到影響月餅保質期的關鍵指標。
貯藏期間月餅品質指標變化
??不同貯藏溫度下月餅感官評分的變化
感官評分是直觀判斷食品保質期的方法,根據Q/HYG24,當評分低于6分時,感官不可接受。月餅在4、22、37、47℃貯藏期間感官評分均隨貯藏時間延長而下降,溫度越高,評分下降越快(圖1)。其中4、22、37℃條件下月餅貯藏24周,感官評分分別從8.50分下降為8.31、7.73、6.50分。47℃下,月餅在貯藏13周時達到感官不可接受(5.80分),此時月餅呈紅褐色,硬度大,且特有香味消失。
圖1 不同貯藏溫度月餅感官評分變化
??貯藏期間月餅風味的變化
不同貯藏溫度下月餅滋味的變化
選取不同貯藏溫度和時間下經電子舌測定的月餅酸、甜、苦、鮮、咸味數據進行PCA,結果表明前兩個主成分提取了樣品的主要信息,PC1和PC2累計方差貢獻率超過85%。相同溫度下月餅在貯藏期間部分取樣時間相鄰的樣品數據有交叉,說明相鄰取樣點之間月餅滋味相似(圖2A~D)。47℃下貯藏前期(0~10周)月餅以甜味為主,貯藏后期(11~16周)月餅以酸味、苦味、鮮味為主(圖2A)。4、22、37℃月餅的滋味隨貯藏時間的延長與47℃滋味的變化規律基本一致。
由圖2E可知,47℃貯藏10周,37、22、4℃貯藏24周,樣品有一定的重疊及交叉,說明這一貯藏時間內溫度對月餅滋味無明顯影響。47℃下第11周開始表現出較明顯差異,說明溫度和貯藏時間對月餅滋味影響顯著,主要表現為貯藏后期酸味傳感器的響應增強。
圖2 貯藏期間月餅滋味的PCA載荷圖
不同貯藏溫度下月餅氣味的變化
選取不同貯藏溫度和時間下經電子鼻測定的月餅不同氣味數據進行PCA,結果表明前兩個主成分提取得到樣品的主要信息,PC1和PC2累計方差貢獻率超過85%。月餅22、37、47℃貯藏溫度下隨時間延長呈現出氣味變化,而4℃下氣味隨貯藏時間的延長變化不大;不同貯藏溫度的采樣點分布區域(橢圓內區域)貯藏前期與后期差異較為明顯,這反映了不同溫度下氣味變化速率的差異(圖3A~E)。
由圖3E可知,47℃貯藏初期(0~8周)、37℃(0~20周)和22、4℃貯藏24周,樣品有一定的重疊和交叉,說明該階段樣品具有相似的氣味特點,這一貯藏時間內溫度對月餅氣味無明顯影響。47、37℃下在貯藏后期氣味表現出較明顯的差異,說明貯藏溫度和時間對月餅氣味影響顯著,主要是貯藏后期硫化物、有機硫化物、氮氧化合物、甲烷、乙醇的積累所致。
圖3 貯藏期間月餅氣味的PCA載荷圖
??貯藏期間月餅理化指標的變化
酸價:在4、22、37、47℃條件下月餅酸價隨貯藏時間延長逐漸增加,4、22℃時月餅酸價變化較小,貯藏24周內酸價依然處于較低水平。37℃貯藏時,在22周時酸價達到3.17mg/g,47℃時月餅酸價在第11周時為2.90mg/g,達到航天食品安全限量(3mg/g)。
過氧化值:37、47℃的貯藏條件下,月餅過氧化值的增長速率明顯比22、4℃大,說明溫度升高促進了脂肪的氧化。4、22℃條件下,24周內月餅過氧化值未達到航天食品安全限量(0.080g/100g),37、47℃下,月餅過氧化值分別在第22、12周接近航天食品安全限量。
羰基價:在4、22、37、47℃下隨時間延長羰基價均呈上升趨勢,與酸價、過氧化值變化趨勢相似,且溫度越高增長速率越快。4、22、37℃貯藏24周,47℃貯藏16周,均未達到航天食品安全限值(20meq/kg)。
PH值:月餅pH值在不同溫度的貯藏時間下均呈下降趨勢,其中4、22℃的下降速率較37、47℃低,溫度越高,pH值下降速率越快。
??不同貯藏溫度下月餅色澤的變化
隨貯藏時間的延長,月餅a*值呈上升趨勢,L*值、h呈下降趨勢(圖8)。說明月餅亮度降低,紅度增加,顏色逐漸變暗變深。37、47℃下樣品在整個貯藏期內L*值、a*值、h的變化明顯大于22、4℃。結合感官評分結果(圖1),當a*值接近13.5時,感官不可接受。初始a*值為7.85,47℃下第13周月餅a*值為13.60,達到感官拒絕接受點;37℃下第24周a*值為12.36;22、4℃下在24周貯藏期間a*值始終在感官可接受范圍內。
圖8 不同貯藏溫度下月餅L*值(A)、a*值(B)、h(C)的變化
不同貯藏溫度下月餅保質期預測模型的建立
♦♦♦ 月餅貯藏期間品質指標相關性分析結果
月餅在4、22、37、47℃貯藏期內,微生物指標中菌落總數、霉菌與酵母變化較小,大腸菌群未檢出,沒有時域相關性,因此,不作為保質期預測模型的待選指標。對航天月餅的品質指標進行相關性分析。月餅的感官評分與理化、色澤指標之間的Pearson相關系數基本大于0.85且均顯著相關(P<0.05),說明各指標之間相關性較好。因此,在貯藏期內這些指標可以在一定程度上反映月餅保質期內品質特性的變化。
♦♦♦ 月餅品質變化動力學分析結果
對航天月餅酸價進行動力學擬合,零級動力學方程的∑R2為3.7030,一級動力學方程的∑R2為3.8737,其中4、22、37、47℃下一級動力學方程R2分別為0.9775、0.9288、0.9840、0.9834。R2越大表明總體線性相關性和擬合精度越好,∑R2的大小也可以反映食品品質劣變的級別。酸價一級動力學方程R2均大于0.9000,說明該動力學方程能較好地反映酸價與貯藏條件的關系,且∑R2較零級動力學大,具有較高的擬合精度。因此,選擇一級動力學方程描述月餅酸價在不同貯藏溫度下隨時間的變化規律。
♦♦♦ 基于不同貯藏溫度下酸價Arrhenius方程的建立
以酸價的一級動力學方程中k和貯藏溫度計算lnk與1/T,用Arrhenius方程在不同溫度下進行線性回歸擬合。月餅酸價的Arrhenius方程中R2大于0.98,說明線性方程的擬合度達到顯著水平,進一步證實了酸價可以作為建立月餅保質期預測模型的關鍵品質因子。由脂肪氧化引起品質下降的主要反應活化能(Ea)為41.8~104.6kJ/mol,月餅酸價變化對應的活化能為44.76kJ/mol符合該范圍,其指前因子(k0)為2.91×106。
♦♦♦ 基于酸價建立月餅在貯藏期間的保質期預測模型
將酸價Arrhenius方程中Ea和k0帶入公式(6)中,得到月餅基于酸價的保質期預測模型(式(7))。
由該保質期預測模型確定酸價的初始值和終點值,即可計算出某一確定溫度下月餅的保質期。也可通過初始值、貯藏溫度和貯藏時間,計算出確定溫度下貯藏一定時間后月餅的酸價,從而對月餅品質變化進行監控。
♦♦♦ 月餅保質期預測模型的驗證與評價
在4、22、37、47℃貯藏條件下,月餅酸價的保質期預測相對誤差的絕對值在10%以內,具有良好的預測精度。因此,本實驗建立的月餅保質期預測模型具有較好的可靠性,能夠有效預測月餅的保質期。本實驗條件下,月餅在4、22、37、47℃下貯藏保質期預測值分別為51.41、49.94、20.65、12.00周。
參考文獻:劉冬青,陳樸,臧鵬等.月餅品質指標變化規律研究和保質期預測模型的建立[J].食品科學,2022,43(17):221-230.
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