C條件下加熱，以脂肪酸值和丙二醛含量為評價指標(biāo)，應(yīng)用Arrhenms相關(guān)模型及熱力學(xué)理論和統(tǒng)計學(xué)原理，預(yù)測兩種燕麥片的貨架期。
結(jié)果表明，65C條件下處理燕麥片，隨著時間的延長，脂肪酸值和丙二醛含量呈現(xiàn)緩慢上升趨勢，而在75C條件下處理燕麥片，則隨著時間的延長，脂肪酸值和丙二醛含量呈現(xiàn)快速上升趨勢。游離脂肪酸的生成在65C和75C均遵循0級反應(yīng)動力學(xué)，丙二醛的生成在65C和75C均遵循1級反應(yīng)動力學(xué)；根據(jù)Arrhenius相關(guān)模型和統(tǒng)計學(xué)原理得出裸燕麥片的貨架期約為585d，皮燕麥片的貨架期約為274d.基金項目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系燕麥加工利用建設(shè)專項（CARS-08-D1）根據(jù)1993年英國食品科學(xué)與技術(shù)學(xué)會的定義，貨架期是食品在推薦貯藏條件下所經(jīng)歷的一段時間，在這期間食品是安全的，并保持著消費者所期待的感官、理化及微生物性質(zhì)，其所含營養(yǎng)物質(zhì)與標(biāo)簽內(nèi)容一致。食品貨架期對食品生產(chǎn)者和消費者而言都是非常重要的商品特性，在一定程度上決定了產(chǎn)品的商品價值和市場可接受程度。在實際生產(chǎn)中，預(yù)測食品貨架期是食品開發(fā)和生產(chǎn)過程中的一個重要部分。
食品的貨架期除了受到相對濕度、貯藏溫度、水分活度、氣體體積分?jǐn)?shù)、氧化還原電勢、金屬離子、pH值、壓力和輻射等環(huán)境因素的影響外，還受到食品組分和化學(xué)變化、酶類、微生物以及包裝材料的影響，微生物和化學(xué)反應(yīng)是影響食品貨架期最重要的因素，其中后者主要為氧化反應(yīng)，對食品的外觀、口感和風(fēng)味影響較大。溫度是影響食品貨架期最主要的環(huán)境因素，隨著溫度的升高化學(xué)反應(yīng)速度加快，食品貨架期縮短。食品貨架期通常可通過研究食品在加工和貯藏中的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行預(yù)測，主要適用于預(yù)測由化學(xué)、生物化學(xué)、物理化學(xué)變化制約的食品貨架期。Arrhenius方程就是基于熱力學(xué)模型來反映食品品質(zhì)劣變應(yīng)用最廣泛的一種動力學(xué)方程。
燕麥由于其豐富的營養(yǎng)價值及具有降血脂、降血，kn糖、降膽固醇等多種功能而作為一種保健型的雜糧受到了越來越多人的關(guān)注。燕麥片食用方便，幾乎保留了燕麥中的所有營養(yǎng)成分，是燕麥?zhǔn)称返闹饕庸ぎa(chǎn)品之一。谷物在貯藏過程中由于直鏈淀粉含量增加導(dǎo)致其黏性降低、糊化溫度升高、漲性增大。此外，燕麥片中的脂類物質(zhì)一方面發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生醛、酮等物質(zhì)，另一方面在脂肪酶的作用下，脂類物質(zhì)發(fā)生水解產(chǎn)生甘油和脂肪酸，使得燕麥片在貯藏過程中風(fēng)味和口感發(fā)生改變，產(chǎn)生酸味和苦味，導(dǎo)致燕麥片品質(zhì)下降。目前，加速預(yù)測貨架期法（acceleratedshelf-lifetesting，ASLT）己應(yīng)用于燕麥片的貨架期預(yù)測中，包慧彬以感官評定和脂肪酶、霉菌生長等為評價指標(biāo)，以出現(xiàn)霉菌和哈喇味為貨架期終點標(biāo)志，建立燕麥片貨架期預(yù)測模型。
ASLT法是一種有效、快速地預(yù)測食品貨架期方法，己經(jīng)被大量地應(yīng)用在食品科學(xué)研究中，其原理是利用化學(xué)動力學(xué)來量化環(huán)境因素對化學(xué)反應(yīng)的影響程度，將產(chǎn)品置于一些加速破壞如提高儲存溫度的惡劣條件下來加速產(chǎn)品變質(zhì)。在貯藏溫度條件下，一定時間間隔時取樣分析指標(biāo)，檢測該條件下的貨架期，再以得到的數(shù)據(jù)外推，進(jìn)而確定實際儲存條件下的保質(zhì)期。本。
由可以看出，隨著處理時間的延長，裸燕麥片和皮燕麥片中脂肪酸值和MDA含量均呈現(xiàn)緩慢上升趨勢。經(jīng)過68d的加熱處理后，裸燕麥片中脂肪酸值和MDA含量分別從1.40mgKOH/g和0.33畔/g增加到1.81mgKOH/g和0.73叫/g，且有顯著性差異（尸<0.05）（A）。而皮燕麥片在處理45d時，<0.05）（B）。本研究中燕麥片脂肪酸值和MDA隨貯藏時間含量變化與其他谷物中變化基本一致。Rend6n、Salman等分別研究了在貯藏過程中小麥的脂肪酸值含量變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，游離脂肪酸含量隨著貯藏時間的延長而增大。糙米中的MDA含量隨著貯藏時間的延長和溫度的升高呈遞增趨勢，35 C條件下處理糙米發(fā)現(xiàn)，120d時糙米MDA含量由0.040mg/g增加到0.260mg/g.表1樣品水分和脂肪含量測定結(jié)果U±）指標(biāo)裸燕麥片皮燕麥片水分含量脂肪含量注：同行不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）由表1可以看出，皮燕麥片的水分含量和脂肪含量均顯著高于裸燕麥片（P<0.05）。脂質(zhì)氧化除了受到溫度、光照、氧氣等外界因素影響外，還受谷物本身水分含量、脂肪含量等的影響。有研究表明，核桃油中的水分含量對脂肪酸值有顯著影響，當(dāng)水分大于1%時，隨著水分含量的增加，脂肪酸值增加，并指出水分的增加可以促進(jìn)脂肪水解，加快油脂水解速度，產(chǎn)生較多的游離脂肪酸。脂肪含量是造成脂肪發(fā)生氧化反應(yīng)的主要因素之一。申曉曦等研究指出，在貯藏過程中脂肪含量越高越容易發(fā)生氧化，經(jīng)酯酶的催化能分解成甘油和游離脂肪酸，從而使游離脂肪酸增加，游離脂肪酸進(jìn)一步分解成低級的醛、酮化合物，導(dǎo)致花生酸敗，產(chǎn)生哈喇味。因此，與裸燕麥片相比，皮燕麥片脂肪和水分含量均較高，其脂肪氧化速度較快，這可能是皮燕麥片較裸燕麥片到達(dá)燕麥片貨架終點的時間短的原因。
75C貯藏過程中燕麥片脂肪酸值和MDA含量的變化燕麥片在貯藏過程中由于產(chǎn)生了低分子的醛、酮、酸等化合物導(dǎo)致樣品產(chǎn)生酸敗味。燕麥片在75C條件下的脂肪氧化程度的結(jié)果分析見。
由可知，隨著處理時間的延長，燕麥片脂肪酸值和MDA含量呈現(xiàn)快速上升趨勢，在處理第18天時，裸燕麥片脂肪酸值和MDA含量均發(fā)生顯著變化（尸<0.05），0.33網(wǎng)/g增加到0.77盹/g（A）。而皮燕麥片在75°C條件下處理第13天時，燕麥片脂肪酸值和MDA含量分別顯著增加到1.92mgKOH/g（尸<0.05）和0.75呢/g（尸<0.05）（B）。脂肪酸值主要受時間和溫度的影響，且對溫度更為敏感，溫度越高生成脂肪酸越多。而MDA是脂肪自動氧化產(chǎn)生自由基引發(fā)而形成的，造成谷物MDA含量增加的主要原因是不飽和脂肪酸不斷被氧化產(chǎn)生氫過氧化物，繼而進(jìn)一步產(chǎn)生MDA和揮發(fā)性醛類物質(zhì)，MDA作為最重要的過氧化產(chǎn)物，其含量反映了脂質(zhì)過氧化程度�？梢�，溫度是影響脂質(zhì)過氧化的重要影響因素，溫度越高，脂質(zhì)過氧化速度越快，其主要原因是高溫既可以促進(jìn)游離基的產(chǎn)生，又可以加快氫過氧化物的分解。
燕麥片貨架期預(yù)測由表2、3可知，在65、75C條件下，燕麥片在貯藏中游離脂肪酸生成的反應(yīng)均發(fā)生0級反應(yīng)，決定系數(shù)，均在0.87以上；而在65、75C條件下，MDA生成的反應(yīng)均發(fā)生1級反應(yīng)，決定系數(shù)記分別達(dá)到0.70和0.93以上，說明貯藏時間與MDA含量對數(shù)值的直線相關(guān)程度較高。在食品加工和貯藏過程中，包括化學(xué)和微生物指標(biāo)在內(nèi)的貨架期指標(biāo)均發(fā)生0級（如冷凍食品質(zhì)量損失及美拉德褐變反應(yīng)等）或1級（如維生素?fù)p失、氧化反應(yīng)、微生物生長等）反應(yīng)，這與Labuza研究結(jié)果指出的在食品加工和貯存過程中，大多數(shù)與食品質(zhì)量有關(guān)的品質(zhì)變化都遵循0級或1級模式相似。
表2各項指標(biāo)在不同級數(shù)下反應(yīng)速率常數(shù)和線型回歸決定系（裸燕麥片）指標(biāo)貯藏溫度/C反應(yīng)級數(shù)脂肪酸值MDA含量注：0級反應(yīng)。脂肪酸值和MDA含量與貯藏時間呈線性關(guān)系，1級反應(yīng)。兩種指標(biāo)數(shù)值的對數(shù)值與貯藏時間呈線性關(guān)系；反應(yīng)速率常數(shù)，。回歸方程估測可靠程度的高低，越大則表明該回歸方程越能反應(yīng)貯藏時間與脂肪酸值（或脂肪酸值的對數(shù)值）和MDA含量（或MDA含量的對數(shù)值）的直線相關(guān)程度；。確定的脂肪酸和MDA生成的反應(yīng)級數(shù)。表3同。
表3各項指標(biāo)在不同級數(shù)下反應(yīng)速率常數(shù)和線型回歸決定系數(shù)於（皮燕麥片）指標(biāo)貯藏溫度/C反應(yīng)級數(shù)脂肪酸值MDA含量從表2、3可以看出，溫度越高其反應(yīng)速率常數(shù)A：值越大，那么75C條件下處理燕麥片時，游離脂肪酸和MDA的生成速度較65C條件下處理時的生成速度快。
由兩個實驗溫度（65C和75C）與其反應(yīng)級數(shù)對應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)A值，利用Arrhenms關(guān)系積分算式即公式（3）（5）得出裸燕麥片以脂肪酸值和MDA含量為指標(biāo)的2.分別為7.18和8.98，皮燕麥片以脂肪酸值和MDA含量為指標(biāo)的。分別為5.00和7.90，這與蔡燕芬報道脫水產(chǎn)品的010在1.510―致。由于010的微小變化都會引起結(jié)果較大的偏差，尤其是當(dāng)食品本身貨架期較長時，因此該參數(shù)一般作為，粗略估計外推溫度條件下的貨架期。再根據(jù)公式（6）得出，以脂肪酸值和MDA含量為指標(biāo)，室溫條件下裸燕麥片的貨架期分別為585d和785d，皮燕麥片的貨架期分別為274d和459d.綜合燕麥片脂肪酸值、MDA含量以及感官評定出現(xiàn)酸敗和哈喇味得出裸燕麥片和皮燕麥片在室溫（20C）時的保質(zhì)期分別約為585d和274d.結(jié)論與討論1）隨著貯藏時間的延長，燕麥片的脂肪酸值和MDA含量均呈現(xiàn)上升趨勢，品質(zhì)逐漸劣變。貯藏溫度影響燕麥片的貨架期，溫度越高，脂肪酸值和MDA含量上升越快，貨架期越短；2）室溫（20C）條件下，裸燕麥片和皮燕麥片的預(yù)測貨架期分別約為585d和274d.燕麥片作為燕麥的主要加工形式保留了燕麥幾乎所有的營養(yǎng)成分，據(jù)報道，燕麥中脂肪含量在3.4%9.7%之間，平均值為6.3%，是小麥的4倍，是谷物中脂肪含量最高的品種，且品種不同，燕麥的脂肪含量不同，而在燕麥片貯藏期間，脂肪會發(fā)生氧化和水解反應(yīng)，且隨著貯藏時間的延長，其脂肪酸值和MDA含量的產(chǎn)生愈多，進(jìn)而導(dǎo)致燕麥片品質(zhì)下降，這是影響燕麥片貨架期的主要因素之一。脂肪的氧化和水解除了受到水分含量和脂肪含量的影響外，還受到脂肪氧化酶及脂肪酶活性的影響，此外，溫度是影響脂肪氧化和水解的主要環(huán)境因素，這就要求燕麥片在鈍化酶的加工工藝基礎(chǔ)上，保證低溫貯藏，進(jìn)而確保燕麥片在貨架期內(nèi)的品質(zhì)。
ASLT法是一種加速反應(yīng)動力學(xué)模型，己經(jīng)在快速、有效地預(yù)測由化學(xué)變化引起劣變的食品貨架期中得到了廣泛應(yīng)用。燕麥片在常溫條件下隨著貯藏時間的延長，大腸菌群、霉菌未發(fā)生顯著變化，且符合國標(biāo)中所要求的大腸菌群和霉菌數(shù)’因此化學(xué)變化是引起燕麥片劣變制約貨架期的關(guān)鍵變化，可通過提高溫度的方式來進(jìn)行加速實驗。食品內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性是導(dǎo)致Arrhenius貨架期預(yù)測模型不準(zhǔn)確的因素，大多方程只考慮一種或兩種品質(zhì)指標(biāo)，不能兼顧內(nèi)部反應(yīng)的真實性，但是參數(shù)較多的模型又很難控制準(zhǔn)確度，因此找到最適的參數(shù)來描述指標(biāo)的動力學(xué)變化非常重要。Arrhenius方程與01.結(jié)合，通過描述特定的品質(zhì)變化來預(yù)測燕麥片貨架期。01.的值取決于食品本身特性，所處的溫度范圍、包裝和環(huán)境條件都對其有影響，作為溫度的函數(shù)，使用時需要標(biāo)明溫度范圍，溫度越高，溫度變化量對其影響越大。
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