酸奶在不同貯藏條件下的品質(zhì)動力學(xué)及貨架期預(yù)測研究

楊海鶯，牛天嬌，沈曉藝，陳歷水，姚倩儒，李 慧，孫二娜?

（1.中糧營養(yǎng)健康研究院，老年營養(yǎng)食品研究北京市工程實驗室，營養(yǎng)健康與食品安全北京市重點實驗室，現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，北京 102209；2.蒙牛高科乳制品（北京）有限責(zé)任公司，北京 101107；3.北京農(nóng)學(xué)院，北京 102206）

低溫酸奶是以牛乳等動物乳為原料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后將乳糖分解為乳酸，乳蛋白在乳酸的作用下聚集成塊，形成的具有特殊風(fēng)味的半固態(tài)乳制品[1]。與常溫長保質(zhì)期酸奶相比，低溫酸奶后期沒有殺菌工藝，通常含有大量的活性菌，因而具有調(diào)節(jié)腸道菌群[2-3]，改善乳糖不耐[4-5]等作用，且口味深受消費者喜愛。市售低溫酸奶的保質(zhì)期通常標記為在2～6 ℃條件下7～28 d。

在過去的20年，低溫酸奶的流通渠道主要包括大賣場、大小型超市和便利店，為保證產(chǎn)品口感和營養(yǎng)等質(zhì)量，低溫酸奶的運輸、儲存、銷售必須要有冷鏈的支持[6]。低溫短保質(zhì)期酸奶在運輸、銷售、售后存放過程中，溫度波動和冷鏈中斷難以避免。運輸環(huán)節(jié)溫度波動的酸乳在保質(zhì)期內(nèi)質(zhì)量可達標，但貯藏環(huán)節(jié)的溫度波動對酸乳品質(zhì)影響很大[7]。國外有在包裝上配備傳感器的做法，將食品探測到的溫度實時上傳到云端，消費者可以通過掃碼看到冷鏈物流過程中的溫度變化，使得冷鏈物流溫度變化與最終追責(zé)都得到極好的解決[8]。國內(nèi)大型乳品企業(yè)目前能夠通過第三方物流公司將酸奶產(chǎn)品冷鏈運輸至經(jīng)銷處，對運輸工具進行全球定位系統(tǒng)（GPS）和車廂內(nèi)溫度的實時監(jiān)控，大部分酸奶的變質(zhì)現(xiàn)象主要出現(xiàn)在零售端，主要問題是銷售環(huán)境溫度的控制[9]。如何預(yù)測低溫酸奶在不同脫冷條件下的存放時間，對于乳品企業(yè)建立短保質(zhì)期乳制品的質(zhì)量管控平臺具有重要意義。

在保質(zhì)期預(yù)測方法中選擇合適的模型和分析技術(shù)可以更加準確地預(yù)測產(chǎn)品在不同環(huán)境條件下的使用壽命。Arsdel等于1948—1958年在大量實驗的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了TTT（time、temperature、tolerance）理論：產(chǎn)品在生產(chǎn)、存放、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)經(jīng)歷的時間和溫度對其質(zhì)量的容許限度有決定性的影響；大多數(shù)冷藏食品的品質(zhì)穩(wěn)定性隨溫度的降低而呈指數(shù)關(guān)系地增大[8]?；谄焚|(zhì)衰變原理的貨架期預(yù)測體系，主要包括化學(xué)品質(zhì)衰變動力學(xué)模型（Arrhenius模型），微生物生長動力學(xué)模型（Gompertz模型、Linear模型、Logistic模型及 Baranyi & Roberts 模型），以及感官預(yù)測保質(zhì)期模型（威布爾概率函數(shù)）[10]。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型將食品在貯藏過程中的品質(zhì)指標變化規(guī)律作為輸入層，利用積溫（溫度和時間的綜合變量）作為輸出層來構(gòu)建模型，考慮溫度波動的影響，對貨架期的預(yù)測更為準確合理[11]。

關(guān)于低溫酸奶在保質(zhì)期間的品質(zhì)變化研究很多，但對于低溫酸奶在不同脫冷環(huán)境下的貨架期預(yù)測方程的研究較少。本研究探索了低溫酸奶在不同溫度條件下品質(zhì)指標的變化規(guī)律，目的在于利用特征指標建立低溫酸奶的品質(zhì)動力學(xué)模型，預(yù)測低溫酸奶的貨架期，為建立低溫酸奶的品質(zhì)評估管理體系提供支持。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

市售酸奶（利樂瓶裝，原味發(fā)酵乳，標簽標注2～6 ℃條件下保存期28 d）：蒙牛乳業(yè)；氫氧化鈉、硫酸銅、硫酸鉀、硼酸、碘、碘化鉀、酚酞、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、剛果紅、濃硫酸、濃鹽酸（分析純）：國藥集團化學(xué)試劑有限公司；95%乙醇、氨水、無水乙醚、石油醚（分析純）：北京化工廠；平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基：北京陸橋技術(shù)股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Kjeltec8400凱氏定氮儀：丹麥FOSS公司；Mastersizer 3000激光粒徑儀：英國馬爾文儀器有限公司；Ultra Scan VIS色差儀：美國Hunter Lab公司；DV-Ⅱ+Pro粘度計：美國Brookfield公司；DMA4500密度計：安東帕（上海）商貿(mào)有限公司；TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀：英國SMS公司；IN812C低溫培養(yǎng)箱：Yamato科技（重慶）有限公司；WH-11生化培養(yǎng)箱：德國Wiggens公司；DHG9140電熱鼓風(fēng)干燥箱、MJ系列培養(yǎng)箱、HWS-26恒溫水浴鍋：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；TDZ5臺式離心機：湖南赫西儀器裝備有限公司；ACB-4A1生物安全柜：新加坡ESCO公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗設(shè)計

酸奶產(chǎn)品出廠后，12 h內(nèi)運送到實驗室，分別在 4、15、25、30 ℃的培養(yǎng)箱里存放。4、15 ℃條件下的樣品每周取1次樣進行品質(zhì)指標檢測，25、30 ℃條件下的樣品每周取2次樣進行品質(zhì)指標檢測。

1.3.2 品質(zhì)指標檢測

1.3.2.1 蛋白質(zhì) 參照GB 5009.5—2016第一法[12]。

1.3.2.2 脂肪 參照GB 5009.6—2016第三法[13]。

1.3.2.3 酸度 參照 GB 5009.239—2016第一法5.2.2[14]。

1.3.2.4 粒徑 采用馬爾文Mastersizer 3000粒徑儀的濕法模塊檢測樣品的Dx (10)、Dx (50)、Dx (90)粒徑值。設(shè)置測量對象折光指數(shù)為1.347 0～1.351 5，測定次數(shù)3次。

1.3.2.5 色差 采用Hunter Lab公司的Ultra Scan VIS色差儀檢測樣品，系統(tǒng)軟件自動處理數(shù)據(jù)顯示L*（白度）、a*（紅度）、b*（黃度）、ΔE（總色差）值。

1.3.2.6 粘度 采用粘度計檢測樣品的粘度，選用S63探頭，轉(zhuǎn)速100 r/min，探頭旋轉(zhuǎn)30 s時度數(shù)記錄。

1.3.2.7 密度 采用安東帕 DMA4500密度計檢測樣品的密度，以蒸餾水為對照，樣品測定池溫度設(shè)為20 ℃。

1.3.2.8 質(zhì)構(gòu)特性 采用質(zhì)構(gòu)儀檢測酸奶樣品的柔軟度和稠度。參照烏雪巖的方法[15]，選用A/BE探頭（液體擠壓探頭），測試頭直徑4.5 cm。裝樣杯直徑5.5 cm，高度7 cm，使酸奶樣品在杯內(nèi)的裝樣高度達到4 cm。設(shè)定探頭的測前速度1 mm/s，測試速度1 mm/s，測后速度10 mm/s，測試距離3 cm。

1.3.2.9 菌落總數(shù) 參照《GB 4789.2—2016》[16]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

各品質(zhì)指標在不同溫度下的變化規(guī)律，用零級動力學(xué)模型和一級動力學(xué)模型兩種動力學(xué)模型進行分析，模型公式見（1）（2）。對于符合一級動力學(xué)模型的指標，反應(yīng)速率常數(shù)為正值的，利用Arrhenius公式計算其變化過程的表觀活化能，見公式（3）。

式中：Ct代表測定指標在任意時間的值；C0為該指標的起始值；t為時間（天）；k0和k1分別為反應(yīng)速率常數(shù)。

式中：k是不同溫度T下的反應(yīng)速率常數(shù)；k0是活化能為 0時的反應(yīng)速率；Ea是表觀活化能（kJ/mol）；R 為氣體常數(shù) 8.314 J/mol·K；T 為絕對溫度（K）。

將公式（2）代入公式（3），得到貨架期預(yù)測方程（4）。

式中：t為未知樣品在溫度T條件下已貯藏的時間（天）；C為樣品貯藏至t（天）時的品質(zhì)指標值；C0為該指標的起始值；k0為指前因子；Ea為樣品貯藏品質(zhì)指標變化反應(yīng)的活化能（J/mol）；R為氣體常數(shù)（8.314 J/mol·K）；T為熱力學(xué)溫度。

實驗做 3次重復(fù)，用 Excel軟件計算標準偏差并作圖，用SPSS16.0數(shù)據(jù)處理軟件進行方差等數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 營養(yǎng)成分變化

2.1.1 蛋白質(zhì)

不同溫度條件下的酸奶樣品的蛋白質(zhì)含量隨時間變化如圖1所示。酸奶的蛋白質(zhì)含量在各溫度下隨時間的延長有上升的趨勢，但變化無顯著性差異（P > 0.05）。酸奶在 30 ℃下存放 14 d時已發(fā)生脹氣變質(zhì)，變質(zhì)后，蛋白質(zhì)由初始的2.96 g/100 g上升至3.25 g/100 g。酸奶蛋白質(zhì)含量隨存放時間的變化無統(tǒng)計學(xué)差異（P > 0.05），不能反映貯藏天數(shù)。

圖1 酸奶蛋白隨貯藏時間的變化（左圖：4 ℃和15 ℃；右圖：25 ℃和30 ℃）Fig.1 Changes in protein content of yogurt in storage (Left:4 ℃ and 15 ℃; Right:25 ℃ and 30 ℃)

2.1.2 脂肪

不同溫度條件下的酸奶樣品的脂肪含量隨時間變化如圖2所示。酸奶的脂肪含量在不同溫度下變化趨勢相似，前一周持續(xù)上升，之后無上升趨勢。高溫條件下（30 ℃）的酸奶樣品在變質(zhì)前后脂肪值無統(tǒng)計學(xué)差異（P > 0.05）。因此脂肪值不能作為貯藏時間的判斷指標。

圖2 酸奶脂肪隨貯藏時間的變化（左圖：4 ℃和15 ℃；右圖：25 ℃和30 ℃）Fig.2 Changes in fat content of yogurt in storage (Left:4 ℃ and 15 ℃; Right:25 ℃ and 30 ℃)

2.2 固體粒徑變化

2.2.1 D50粒徑

D50表示顆粒累積分布為50%的粒徑，表示體系中所有顆粒直徑的中位值，即直徑大于該值和小于該值的顆粒各占體系的一半，是表示體系粒度大小的典型值。在本研究中，酸奶在不同存放條件下，體系 D50粒徑的變化如圖 3所示。在較低的溫度條件下（4 ℃和15 ℃），酸奶樣品的D50粒徑較為穩(wěn)定，變化范圍在0.6 μm和0.65 μm之間。在常溫和高溫條件下（25 ℃和 30 ℃），酸奶D50粒徑在前6 d無顯著變化（P > 0.05），之后有上升的趨勢。其中 30 ℃溫度下的酸奶在存放13 d時已變質(zhì)，D50從初始的0.6 μm上升至0.68 μm。

圖3 酸奶D50粒徑隨貯藏時間的變化Fig.3 Changes in homogeneous D50 of yogurt in storage

2.2.2 D90粒徑

D90表示體系內(nèi)顆粒累積分布為 90%的粒徑，即小于此粒徑的顆粒體積含量占全部顆粒的90%，它反映了體系內(nèi)大部分顆粒的最大粒徑水平。酸奶在不同存放條件下，體系D90粒徑的變化如圖4所示。在存放的前6 d，各溫度下酸奶樣品體系內(nèi)D90呈下降趨勢。之后除了在4 ℃低溫條件下變化趨勢不大，在其余溫度條件下有不同程度的上升趨勢，且溫度越高，D90隨著貯藏時間的延長升高得越快。30 ℃溫度下的酸奶在第13 d變質(zhì)時D90達13.9 μm。

圖4 酸奶D90粒徑隨貯藏時間的變化Fig.4 Changes in homogeneous D90 of yogurt in storage

2.3 色差變化

色差L*值反映酸奶的白度，a*值反映樣品的紅度，b*值反映樣品的黃度，而 ΔE值反映樣品的總色差。酸奶的色差值變化如圖5所示。

圖5 酸奶色差值隨貯藏時間的變化（a：色差白度L*；b：色差紅度a*；c：色差黃度b*；d：總色差ΔE）Fig.5 Changes in colour of yogurt in storage（a:L＊ brightness value; b:a＊ redness value; c:b＊yellowness value; d:ΔE）

由圖5（a）可知，酸奶樣品在各溫度下，反映白度的L*值都呈下降趨勢，存放一周后，變化值趨于穩(wěn)定，無顯著差異（P > 0.05）。反映酸奶紅度的a*值在各溫度下都呈上升趨勢，且存放溫度越高，隨貯藏時間的延長上升越快（圖5（b））。反映酸奶黃度的 b*值在 4 ℃溫度下增長趨勢不明顯，但在其余溫度下與貯藏時間的變化關(guān)系較密切，呈上升趨勢（圖5（c）），總色差值在各溫度下均隨著貯藏時間的延長呈上升趨勢（圖5（d））。

2.4 酸度變化

酸奶中的乳酸菌可將牛奶原料中的乳糖分解并產(chǎn)生乳酸，使酸奶體系的酸度上升。在本研究中，酸奶在不同溫度下的滴定酸度變化如圖6所示。隨著存放時間的延長，酸奶在各個溫度條件下的滴定酸度都在逐漸上升，且溫度越高，酸度值上升幅度越大。

圖6 酸奶滴定酸度隨貯藏時間的變化Fig.6 Changes in acidity of yogurt in storage

以上趨勢與其他研究的結(jié)論相一致[17-19]。酸奶在較低溫度環(huán)境下，體系內(nèi)的乳酸菌仍然具有一些活性，在參與分解乳糖的β-半乳糖苷酶和其他酶類的催化作用下，酸奶系統(tǒng)中存在的乳糖繼續(xù)轉(zhuǎn)化為乳酸，促使其酸度持續(xù)緩慢升高[20]。在合適的溫度范圍內(nèi)，乳酸菌和乳糖分解酶的活性會隨著溫度的升高而上升，產(chǎn)乳酸的能力也會提高。因而隨著酸奶的儲存溫度升高，酸奶體系內(nèi)的乳酸含量變化加快，從而滴定酸度上升幅度會更大。在賈慶超的研究中[21]當?shù)味ㄋ岫瘸^ 100 °T時，市售酸奶的感官評分低于60分（滿分100分），不適合飲用。在本研究中，酸奶在15 ℃和25 ℃條件下放置，實際適合的飲用時間都要短于保質(zhì)期。冷鏈以外的條件對酸奶的消費者接受度影響很大。

2.5 質(zhì)構(gòu)變化

用質(zhì)構(gòu)儀監(jiān)測的酸奶質(zhì)構(gòu)指標表現(xiàn)為柔軟度和稠度。酸奶在各溫度條件下的稠度變化如圖 7所示。由圖7可知，隨著存放時間的延長，柔軟度呈下降趨勢，且存放溫度越低，柔軟度變化幅度越大。酸奶的稠度表現(xiàn)為質(zhì)構(gòu)儀探頭的擠壓能量（N.s），其變化趨勢與柔軟度一致（見圖8）。酸奶在各溫度條件下，隨著存放時間的延長，稠度呈下降趨勢，且存放溫度越低，下降幅度越大。

圖7 酸奶柔軟度隨貯藏時間的變化（左圖：4 ℃和15 ℃；右圖：25 ℃和30 ℃）Fig.7 Changes in softness of yogurt in storage(Left:4 ℃ and 15 ℃; Right:25 ℃ and 30 ℃)

圖8 酸奶稠度隨貯藏時間的變化（左圖：4 ℃和15 ℃；右圖：25 ℃和30 ℃）Fig.8 Changes in consistency of yogurt in storage(Left:4 ℃ and 15 ℃; Right:25 ℃ and 30 ℃)

2.6 菌落總數(shù)變化

酸奶中的菌落總數(shù)主要由乳酸菌構(gòu)成，酸奶常用嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌混合菌種發(fā)酵。在酸奶產(chǎn)品冷藏過程中，嗜熱鏈球菌停止生長，保加利亞乳桿菌繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)酸[22]。隨著存放時間的變化，酸奶體系的酸度持續(xù)上升，乳酸菌的生長被抑制，從而其數(shù)量會呈指數(shù)性下降。在本研究中，以菌落總數(shù)的對數(shù)為監(jiān)測指標。置于高溫30 ℃的樣品，在存放3 d后菌落總數(shù)就已降至10 cfu/mL以下，不能計數(shù)，因而菌落總數(shù)不適合用來判斷高溫條件下的酸奶存放時間。

酸奶在其他溫度下的菌落對數(shù)變化情況如圖9所示。酸奶在4 ℃溫度下，存放21 d時，菌落數(shù)量對數(shù)從6降至3，在第28 d時菌落數(shù)量低于10 cfu/mL，無法計數(shù)。在15 ℃和25 ℃溫度下，菌落數(shù)下降趨勢和幅度一致，存放14 d時，菌落對數(shù)降至2以下，14 d之后數(shù)量低于10 cfu/mL，無法計數(shù)。由此可知，酸奶在冷藏以外的其他條件下，乳酸菌活性均快速降低，是指示酸奶是否處于冷藏狀態(tài)的重要指標。

圖9 酸奶菌落總數(shù)隨貯藏時間的變化Fig.9 Changes in aerobic plate count of colonies of yogurt in storage

此外，在 4、15和 25 ℃三個溫度下，存放初期的菌落對數(shù)下降趨勢相對較緩。6～10 d后下降趨勢增加。在張巖等的研究中[23]，實驗室剛制備好的酸奶樣品分別在4 ℃和常溫條件下存放，乳酸菌的菌落對數(shù)上升至 9后才表現(xiàn)出下降趨勢。本研究中的酸奶產(chǎn)品在加工完成后，經(jīng)過出庫和運輸環(huán)節(jié)，體系內(nèi)的活菌數(shù)直接進入下降階段，而可能由于酸奶體系中的部分保加利亞乳桿菌仍有增殖，使整體菌數(shù)下降緩慢，后期隨著乳酸產(chǎn)量的升高，乳酸菌的生長受到抑制，死亡數(shù)量增加，使菌落對數(shù)迅速下降。

2.7 粘度

酸奶在低溫條件下（4 ℃和15 ℃），隨著貯藏時間的變化，粘度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，其中 4 ℃溫度下的變化幅度更大。在常溫（25 ℃）和高溫（30 ℃）條件下，初期粘度出現(xiàn)下降，之后又呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。如圖10所示，粘度與時間變化的關(guān)系不適合用于貨架期內(nèi)存放時間的判斷。

圖10 酸奶粘度隨貯藏時間的變化Fig.10 Changes in viscosity of yogurt in storage

2.8 密度

酸奶密度在各溫度下的變化如圖11所示。在各溫度下，酸奶密度變化幅度很小，變化范圍在1.051～1.057 g/cm3之間。酸奶密度在不同環(huán)境下相對穩(wěn)定，不適合作為判定貯藏時間的參考指標。

圖11 酸奶密度隨貯藏時間的變化Fig.11 Changes in density of yogurt in storage

2.9 酸奶品質(zhì)動力學(xué)分析

2.9.1 酸奶品質(zhì)指標與儲藏時間回歸分析

由前述酸奶的品質(zhì)指標分析得到，酸奶的營養(yǎng)成分（蛋白、脂肪）、密度以及粘度在不同溫度下隨時間的變化趨勢無規(guī)律，不適合預(yù)測貨架期。將其余品質(zhì)指標分別進行回歸，以確定與貯藏時間密切相關(guān)的指標，見表1。

由表1可知，在所有進行回歸分析的指標中，滴定酸度和色差 b*隨儲藏時間的變化關(guān)系較密切，與時間成指數(shù)增加的關(guān)系，符合一級動力學(xué)模型，模型評價R2值較高。因此，滴定酸度和色差b*具備作為貨架期預(yù)測一級動力學(xué)指標的潛力。

表1 低溫酸奶不同溫度條件下品質(zhì)指標與時間的回歸分析Table 1 Regression analysis of quality indexes and time of yogur at different temperatures

此外，色差紅度 a*在 15、25、30 ℃溫度下的 R2值較高，總色差 ΔE在各溫度下 R2值都在0.85以上，菌落總數(shù)對數(shù)值在4、15、25 ℃溫度下的R2均在0.95以上，以上指標均符合零級動力學(xué)模型，與時間的變化較密切，也是可以用于判斷產(chǎn)品貯藏時間的重要指標。

粒徑D90在酸奶樣品存放6 d之后，在15、25、30 ℃溫度下才隨著時間的變化呈線性增長，R2值都在 0.8以上，可以作為樣品存放一周以后判斷貯藏時間的參考指標。

柔軟度和稠度僅在高溫條件下與時間變化有較高的相關(guān)度，在25、30 ℃溫度下的R2值均大于 0.85，符合零級動力學(xué)模型，也可作為常溫和高溫條件下貯藏時間判斷的參考指標。

粒徑D50、色差白度L*在各溫度下的R2值均低于0.8，不適合用于判斷貨架期。

2.9.2 貨架期預(yù)測方程

2.9.2.1 滴定酸度預(yù)測貨架期 酸度的變化符合P.S.Taoukis和T.P.Labuza在1989年提出的理論，即酸奶在儲存過程中由于無法控制微生物生長、分解產(chǎn)酸而腐敗，遵循一級動力學(xué)反應(yīng)機理[24]。溫度越高，酸奶酸度變化速率越快，不同溫度下的速率常數(shù)k值越大，該趨勢與其他報道相同[25]。以4個溫度的絕對溫度倒數(shù)1/T為自變量，各溫度下的速率常數(shù)k為因變量，進行Arrhenius方程擬合。由于最高溫度 30 ℃下酸度變化速率 k遠高于其他溫度，得到的Arrhenius方程R2值偏低（<0.1），說明30 ℃溫度下酸奶的滴定酸度不適合用該模型預(yù)測。將4、15、25 ℃三個溫度條件下的酸度變化k值進行Arrhenius方程擬合，得到的酸度變化速率k滿足方程式（5）。

Arrhenius方程中R為常數(shù)8.314 J/mol·K，結(jié)合Arrhenius方程和式（5），可以求得酸度變化的表觀活化能Ea為40.08 kJ/mol。

表2 酸奶滴定酸度的變化動力學(xué)分析Table 2 Dynamic analysis of acidity changes of yogurt

將以上數(shù)值代入方程（4）可得到由滴定酸度為監(jiān)測指標的貨架期預(yù)測方程：

2.9.2.2 色差黃度b*值預(yù)測貨架期 以色差黃度b*值為貨架期預(yù)測指標進行動力學(xué)分析如表3所示。在較低溫的條件下（4 ℃），色差 b*值的變化不大，不符合零級反應(yīng)和一級反應(yīng)動力學(xué)模型，因此選用15、25、30 ℃的b*值變化反應(yīng)速率進行 Arrhenius方程擬合，得到酸奶色差 b*值變化速率k滿足方程式（6）。

表3 酸奶色差黃度b*值的變化動力學(xué)分析Table 3 Dynamic analysis of b* yellowness value of yogurt

計算得到 b*值變化的表觀活化能為 115.38 kJ/mol。

將以上數(shù)值代入方程（4）可得到由色差黃度b*值為監(jiān)測指標的貨架期預(yù)測方程：

2.9.2.3 貨架期方程模型檢驗 將未知酸奶樣品在不同貯藏溫度下某一取樣點的計算值和檢測值進行比較，對貨架期預(yù)測方程模型進行驗證，結(jié)果如表4所示。通過滴定酸度得到的未知樣品貯藏期計算值和實際存放天數(shù)的相對誤差在12%以內(nèi)，說明擬合貨架期方程較為準確，可以選用滴定酸度的模型預(yù)測貨架期。此外，溫度越高，模型驗證結(jié)果的相對誤差越高，說明溫度對于樣品的影響因為較為復(fù)雜，其貨架期的計算值可供參考。通過色差b*值得到的存放天數(shù)計算值與實際天數(shù)的誤差在10%～20%，在實際應(yīng)用中優(yōu)先采用滴定酸度方程模型，b*值方程模型仍可作為參考。

表4 酸奶貨架期模型檢驗正確率比較Table 4 Comparison of the accuracy of yogurt shelf life models

3 結(jié)論

本研究對酸奶在不同溫度條件下的品質(zhì)指標進行了詳細地監(jiān)測分析，依據(jù)品質(zhì)指標的變化規(guī)律類型，篩選出了適合判斷酸奶在不同溫度下貯藏天數(shù)的關(guān)鍵指標。通過關(guān)鍵指標建立的貨架期預(yù)測模型方程，有助于指導(dǎo)低溫奶產(chǎn)品的儲藏運輸條件的調(diào)節(jié)，以及儲藏期內(nèi)品質(zhì)的監(jiān)控。

酸奶的蛋白含量在各溫度下有上升的趨勢，但變化無顯著性差異。脂肪含量在存放前一周持續(xù)上升，之后保持穩(wěn)定，無上升趨勢。酸奶密度變化幅度很?。?.051～1.057 g/cm3之間）。粘度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。酸奶體系顆粒的中位粒徑D50在低溫下無明顯變化趨勢，在常溫和高溫條件下，前一周無顯著變化，之后有上升的趨勢；而反映體系內(nèi)大部分顆粒的最大粒徑水平的D90，在前6 d呈下降趨勢，之后在4 ℃下變化趨勢不大，在其余溫度下都有不同程度的上升趨勢。酸奶白度L*在各溫度下都呈下降趨勢，存放一周后趨于穩(wěn)定；色差紅度a*值在各溫度下都呈上升趨勢；黃度b*在4 ℃溫度下變化不明顯，在其余溫度下呈上升趨勢；總色差值ΔE在各溫度下均隨著貯藏時間的延長呈上升趨勢。酸奶各溫度下的滴定酸度、柔軟度、稠度、菌落對數(shù)、均呈下降趨勢。

酸奶的營養(yǎng)成分（蛋白、脂肪）、密度以及粘度在不同溫度下隨時間的變化趨勢不符合線性規(guī)律和指數(shù)規(guī)律，不適合預(yù)測貨架期。粒徑 D50、色差白度L*在各溫度下的R2值均低于0.8，也不適合用于判斷貨架期。

色差紅度a*（15、25、30 ℃溫度下）、總色差 ΔE、菌落對數(shù)（4、15、25 ℃溫度下）、柔軟度和稠度（15、25 ℃溫度下）符合零級動力學(xué)模型，與時間的變化較密切，也是可以用于判斷產(chǎn)品貯藏時間的重要參考指標。粒徑D90在15、25、30 ℃溫度下存放6 d后才隨著時間的變化呈線性增長，R2值都在 0.8以上，可以作為樣品存放一周以后判斷貯藏時間的參考指標。

本研究設(shè)計的4個溫度，分別用于模擬低溫酸奶在冷鏈（4 ℃）、貨架脫冷（15 ℃）、室溫（25 ℃）、夏季高溫（30 ℃）環(huán)境的條件。在今后的研究中，可依據(jù)調(diào)研的實際出廠、運輸、鋪貨以及銷售者購買后可能的存放習(xí)慣，將不同溫度條件組合，這樣對低溫酸奶在保質(zhì)期內(nèi)存放條件的模擬更為合理，能夠建立更為完善的低溫食品品質(zhì)評估體系。