包装食品的货架期及其预测方法

实验带来困难。为了解决货架期预测需时长， 效率低 且耗资大的问题， 加速货架期试验 （:@E6F :--(!(0"$G 就应此需求发展起来了。 (/ *+(!HB!’H( $(*$’I2 ）
" 货架期定义
货架期，许多字典定义为产品没有发生质变在 超市或家中储存的时间。但这 个 解 释 会 让 人 产 生 一 种误解，因为食品的质变在农 作 物 收 割 后 和 产 品 被 包装之前就已经开始了。在储 存 期 间 食 品 也 会 发 生 一系列的物理、 化学和微生物的变化。 《食品发展》 中
! 引言
目前食品工业被以下相关的机构所包围： 678 （全面质量管理） ， （危害分析与关键控制点） ， 9:;;< （食品药品监督管理局） ， 环境保护机构和国际标 =>: 准化组织 ?@ABCDDD 。为了不被这些机构淹没并且能 有效的利用可获得的技术生产产品满足顾客的需 求， 基础的质量保证和货架期预测是很有必要的。而 且为了增加销售效益， 生产长货架期产 品 ， 给货架期
作者简介
王晓兰 （3COC ） ： 女， 硕士研究生。 靳 烨 （3C45 ） ： 男， 博士， 教授， 博士生导师。
将食品货架期定义为产品可以 被 接 受 并 且 满 足 顾 客 质量要求的时间长度。这个解释被广泛接受。在 顾客对质量的理解建立在口 E(.J(0$K3CCLM 的报告中， 感、 成分、 纯度和价值上。
$%! 产品货架期预测模型
产品的货架期预测必须将产品本身质量的损失 与包装材料的影响相结合起来。 产 品 本 身 质 量 的 损
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乳 业 导 刊
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失模型如上面所介绍； 包装所用的预测模型一般为：
!"$ 包装材料
不同的包装材料其透气性、 密封性、 透光性、 阻 湿性等都不同， 从而影响产品的货架期。 包装材料按其组成分为以下几类：纸质材料 （纸、 纸板、 瓦楞纸） ； 合成高分子材料 （塑料、 橡胶、 粘 合剂、 涂料） ； 金属材料 （钢 铁 、 铝、 锡、 铅等） ； 玻璃与 陶瓷材料； 复合材料； 纤维材料； 木材； 其它材 料 。 其 中高分子材料的使用较为普遍。据统计， 以人类对材 则高分子材料占 489 。根据其性 料总需求为 3889 ， 能和用途将其分为橡胶， 纤维和塑料三大类。其中又 以软塑包装较为多见。软塑包装优点有： 简便， 易堆 垛、 易计数、 易搬运， 重量轻， 价格合理， 造型美观等 。 软塑包装构成： 外层为印刷保护层， 要求 有 良 好 的 印 刷适应性， 良好的尺寸稳定性， 光泽性透明性优良， 并 且 具 备 一 定 的 保 护 功 能 ， 一 般 采 用 :;<< （聚 丙 （聚 对 苯 二 甲 酸 乙 二 酯 ） 、 （聚 酰 胺 ） 烯） 、 :;<=> :;<? 等薄膜； 中层为功能保护层： 起到软包装 材 料 主 要 功 能承担者的作用，根据不同的包装 物 ， 主 要 起 到 阻 湿、 阻氧、 阻光等作用， 一般采用镀铝膜、 （铝 箔） 、 ?@ （聚对苯二甲酸乙二醇酯） 等涂层材料； 内层为热 <=> 封层： 起到成型热封密闭的作用， 要求无毒、 无异味、 呈化学惰性、 良好 的 热 封 等 性 能 ， 一 般 采 用 <= （聚 乙 烯） 、 （流延聚丙烯） 、 （由乙烯、 乙酸乙烯酯两 A<< =B? 种单体共聚制得） 等。材料不同， 其性能就不同， 要根 据产品的特性选择合适的包装材料 ， 才 能 发 挥 其 有 效的阻隔作用。 （尼龙） 具有较好的阻氧性， 但吸水 CD 性强， 透湿率大， 吸水后使其气密性急剧下降； 纸质 材料透气性大，防潮防湿能力也差； <= 气密性不良，
" 产品货架期预测
$%& 质量损失模型
在预测货架期实验中最重要的一步是选择一个 合适、 可靠的方法来模拟食品的质量损 失 ， 为货架期 试验提供有效的设计。货架期预 测 试 验 建 立 在 食 品 质量损失模型的基础上，主要是 指 在 食 品 体 系 中 发 生的不同衰败机制的动力模型。 一 般 描 述 食 品 体 系 的质量损失方程为： 0RSF6+’IFA’ ， =TIU 它描述了质量衰 是多种混合因素 （A’ ） 共同的作用， 例如反 败速度 （0R ） 应物的浓度， 微生物水平， 催化剂， 反应阻聚剂， 67 和 方面如温度、 相对湿度、 光 水分活度等。 环境因素 （=T ） 照、 机械压力和整体压力能显著的影响 反 应 速 度 ， 在 动力学试验中需要密切的监控。 一 个 质 量 损 失 的 动 力模型不仅仅研究食品系统，也 是 研 究 环 境 条 件 的 实验，包括包装材料的渗透性等 。 随 着 模 型 化 的 建 立， 能够使用化学、 物理、 微生物或感官参数来衡量 影响质量变化的因素。 :0#/1 和 @#0/ FN888IU V"E 和
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（3GGN ） 的研究发现在 O8P 时高密度聚乙烯材料比 低 密度聚乙烯材料具有更好的阻吸湿性，但在 Q8P 时 二者的差别却可被忽略。
!"! 环境
影响产品货架期的环境因素有： 保存温度， 相对 湿度， 水分含量， 水分活度， 气体浓度， 金属离 67 值 ， 子， 氧化还原电势， 压力和辐射等。其中 最 重 要 的 环 境影响因素是温度。温度会影响反 应 速 度 ， 一 般 来 说， 反应速度随着温度的升高而加快。产品的储存温 度高， 货架期缩短。
云战友 （3C4P ） ： 男， 博士。
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! 货架期的影响因素
!"# 产品本身及其功能
产品货架期受产品的微生物、酶类和生化反应 的影响。微生物自身产生的一些有 害 物 质 或 微 生 物 利用了产品中的某些营养成分生成 其 它 物 质 ， 从 而 影响了产品的货架期。大量的资料 显 示 酶 的 作 用 是 导致货架期问题的重要原因，而生 物 化 学 方 面 的 变 化着重表现在氧化反应上，生化反 应 主 要 影 响 产 品 的外观， 风味和口感。
W#E(* FN888IU X#Y(0$*#E F3GG5IU 将产品的质变速度用
以下方程来表示：
J/- Z /$ S [ F\U =I
其中： - S 质变指数； $ S 时间； \ S 内部变量；
= S 外部变量。或更明确的表示为： /? Z /$ S ]?E
其中： E S 反应级别； /? Z /$ S 反 应 速 度 ； ] S 速度常数。在零级反应中， 例如非酶褐 变 ， 其反应速 度与反应物的浓度无关。在一级反应中， 例如微生物 的生长， 其反应速度与其反应物的浓度 相 关 ， 两者的 关系是非线性的。许多食品的质 变 都 属 于 零 级 或 一 级反应， 但有一些属于二级反应。
3 7 =? > ,,, > 3 7 =@ 。目前发展的包装应用的预测模型
最好的是 ABC%!( D#@$"’@(0 =(0E#0."@-( 模型 ， 是用 来预测饮料的。许多包装材料 所 用 的 预 测 模 型 都 是 以充碳酸气体饮料的塑料瓶中 二 氧 化 碳 的 损 失 为 研 究对象，氧气的进入和维他命 D 的氧化也包括了。
包装食品的货架期及其预测方法
王晓兰 靳烨 云战友 内蒙古农业大学食品科学与工程学院 呼和浩特 D3DD3N
摘
要： 影响包装食品货架期的因素主要有产品本身及其功能、 环境和包装
材料。介绍了货架期预测及加速预测的模型。 关键词： 货架期 货架期预测 加速货架期实验
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对气体和蒸气的透过率较大， :;<<， A<< 和 :;<=> 都具有良好的防潮抗水性；铝箔 和 镀 铝 膜 具 有 较 高 的阻隔性被用来延长货架期。 但是包装材料对货架期的影响也与产品所处的 环境条件有关， <"’E( 和 <"’E(F3GH5I 的 研 究 指 出 在 扩 散的气体或水分不与阻隔材料发 生 相 互 关 系 的 情 况 下 ， 包 装 的 渗 透 性 与 温 度 呈 指 数 相 关 。 ?!.(’/" J
生产延长货架期 （K&$(@/(/ *+(!EB!’E( ， 产品 KHI） 的技术在 3M4G 在北美已经存在。现在此技术应用到 高附加值产品及常规的饮用奶领域，尤其是 KHI 奶 近年来受到世界乳业广泛的 关 注 。 对 货 架 期 影 响 因 素及其预测方法等的研究为 开 发 长 货 架 期 产 品 提 供 了理论依据。
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其中： /6 8 食品重要成分的重量变化； : 8 包 装材料的渗透系数； ! 8 包装材料的规格 ； < 8包 装 表 面积； /= 8包装结构内外局部渗透压差。当采用多种 材料时， 例如迭片结构和混合挤压结 构 等 ， 材料渗透 性用单种材料渗透性倒数的和来表示： 3 7 = 8 3 7 =3 >
参考文献：
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