令品蚪能量棒以顏色為劣變指標(biāo)的貨架期預(yù)測誤差分析錢平1,董新娜2,王嬋2,李博2,張曉娟1(1.總后勤部軍需裝備研究所,北京100010;2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院,北京100083)別研究了加速實驗的設(shè)計方案和具體實驗方法中各因素對能量棒貨架期預(yù)測精度的影響,包括:測定重復(fù)數(shù)、擬合點數(shù)、時間間隔和加速溫度條件。結(jié)果表明:樣品的測定重復(fù)數(shù)對預(yù)測精度的影響較小,每個溫度下檢測點數(shù)和檢測時間間隔對預(yù)測精度影響較大。在加速實驗的設(shè)計中,加速溫度個數(shù)和溫度范圍對預(yù)測誤差影響最為顯著?赏ㄟ^合理的實驗設(shè)計將預(yù)測精度控制在10%以內(nèi)。
試(ASLT)都是預(yù)測食品貨架期的常用方法。通常ASLT法在工業(yè)應(yīng)用中更為普遍,因其可以縮短產(chǎn)品上市的時間1.貨架期預(yù)測方法通常包括5個步驟:確定貯藏過程中的主要品質(zhì)劣變及相對應(yīng)的指標(biāo);實施貨架期加速預(yù)測實驗;確定感官可接受終點及相應(yīng)的化學(xué)指標(biāo)限值;建立數(shù)學(xué)(Arrhenius2-3或修正的Arrhenius4方程)模型,描述化學(xué)指標(biāo)變化與溫度的關(guān)系;通過所建模型計算常溫貨架期并與實際貨架期比較驗證。在此領(lǐng)域研究較多,Calligaris 5建立了ASLT動力學(xué)模型來預(yù)測焙烤食品的貨架期,并用面包為原料驗證了所建模型6.Rahmouni0建立了數(shù)學(xué)模型來描述初榨橄欖油的氧化穩(wěn)定性。
但ASLT方法得到的貨架期存在定誤差,這些誤差由預(yù)測過程中的每步誤差累積而成。測定重復(fù)數(shù)會影響測定準(zhǔn)確性;劣變曲線的擬合點數(shù)和時間間隔會影響速率常數(shù)的準(zhǔn)確性;加速實驗的溫度點數(shù)和溫度范圍也會影響貨架期預(yù)測的精確度。目前,有研究者報道了利用加速實驗預(yù)測貨架壽命的誤差分析,張蓉暉8通過加速實驗預(yù)測了蛋卷的貨架壽命,20T;恒溫環(huán)境中,在沒有干燥劑和存在干燥劑條件下,貨架期預(yù)測值分別為63d和75d,誤差分別為9.5%c和8.0%c.Magari9通過數(shù)學(xué)模型推測影響貨架期準(zhǔn)確度的因素有測定重復(fù)、批次和實驗設(shè)計。但實際預(yù)測實驗中,各因素對預(yù)測誤差的影響仍不確定。
本研究將從平行個數(shù)、取點個數(shù)、檢測時間間隔和加速溫度條件等方面探討其對色差模型預(yù)測精度的影響,以期最大程度的提高預(yù)測精度,為同類研究提供依據(jù)。
1材料與方法1.1材料與儀器軍用能量棒北京總后勤部軍需裝備研究所研制,天津津樂園餅業(yè)有限公司生產(chǎn)。
DC-P3型全自動測色色差計北京市興光測色儀器公司;LHS-250HC-1型恒溫恒濕箱上海一恒科學(xué)儀器有限公司。
1.2實驗方法感官評價確定常溫貨架期終點Weibull危害分析方法確定感官可接受終點。分別將40袋能量棒置于37、5°C恒溫恒濕箱(RH=60%c)中,分別每隔10d、h隨機取出4個樣品,保存在4T;冰箱,待所有樣品取完,一起進行感官評定。感官評定方法董新娜實驗方法,應(yīng)用最小二乘法對數(shù)據(jù)進行回歸至累計危害達到100%c.能量棒以顏色為劣變指標(biāo)的貨架期預(yù)測模型的建立采用ASLT法建立了能量棒以顏色為劣變指標(biāo)的貨架期預(yù)測模型Lnt -(LnK)XC,其中,代表食品貯藏壽命(d),C代表攝氏溫度為參數(shù)。
Arrhenius方程預(yù)測誤差分析樣品平行個數(shù)/實驗檢測點數(shù)和檢測時間間隔對Arrhenius方程預(yù)測精度的影響從表3中可以看出,Arrhenius方程的擬合系數(shù)都很高,常溫速度常表3樣品平行個數(shù),實驗檢測點數(shù),檢測時間間隔對阿列紐斯方程預(yù)測精度的影響Table3Theeffectofnumberofreplicates,測定重復(fù)數(shù)擬合檢測時間間隔不同溫度下的(d)速度常數(shù)k列紐斯2常溫速度常數(shù)K常溫貨架期預(yù)測誤差預(yù)測值計算值預(yù)測值計算值表4加速溫度條件對阿列紐斯方程預(yù)測精度的影響溫度個數(shù)溫度梯度溫度范圍阿列紐斯方程擬合尺2常溫速度常數(shù)k常溫貨架期(d)預(yù)測誤差溫度條件(尤)預(yù)測值計算值預(yù)測值計算值古:曰問/皿整體古:曰問/皿整體古:曰問/皿整體古:曰問/皿整體古:曰問/皿整體數(shù)預(yù)測值偏小,貨架期預(yù)測值偏大,預(yù)測誤差偏大。
當(dāng)檢測實驗點數(shù)和時間間隔一定時,隨著平行的增力口,Arrhenius方程擬合系數(shù)變化不大,均在0.99以上,預(yù)測誤差稍有減小,表明取樣個數(shù)對模型預(yù)測精度影響較。划(dāng)平行個數(shù)和時間間隔一定時,隨著檢測實驗點數(shù)的增加,45、50T;的反應(yīng)速度常數(shù)k基本呈下降的趨勢,Arrhenius方程擬合相關(guān)系數(shù)逐漸增加,貨架期預(yù)測誤差逐漸減小,從64.1%c減小到24.2%c,降低了40%c,表明取點個數(shù)對模型預(yù)測精度影響較大;當(dāng)實驗平行個數(shù)和實驗檢測點數(shù)一定時,隨著檢測時間間隔的增加,Arrhenius方程擬合相關(guān)系數(shù)逐漸增加,常溫貨架期預(yù)測值逐漸減小,預(yù)測誤差明顯降低,從55.9%C降低到16.4%c,降低約40%c,這表明時間間隔對模型預(yù)測精度的影響也比較大。
加速溫度條件對Arrhenius方程預(yù)測精度的影響從表4中整體看,Arrhenius方程的擬合系數(shù)較高,均在0.97以上,最高為0.9999(2個溫度的除外),不同加速溫度條件對Arrhenius方程貨架期預(yù)測精度影響十分顯著,預(yù)測誤差相差很大,最大值為257%,最小值為11.1%.溫度個數(shù)、溫度梯度和溫度范圍對Arrhenius方程預(yù)測精度影響都比較顯著,隨著加速溫度個數(shù)、溫度梯度和溫度范圍的增加,預(yù)測誤差逐漸減小,誤差范圍從214%~12.4%.在整體溫度下建立預(yù)測模型,采用37、50、60T;的加速溫度,此條件下預(yù)測常溫貨架期為479d,預(yù)測誤差最小為12.4%,與已報道的貨架期預(yù)測誤差(±10%左右)相近。
3結(jié)論加速實驗條件對貨架壽命預(yù)測模型Lnt -(LnK)XC和Arrhenius方程預(yù)測精度的影張麗平,余曉琴,童華榮。Weibull模型在板鴨貨架壽命預(yù)測中的應(yīng)用。食品科技,2010,35(2):111-113.曹平,于燕波,李培榮。應(yīng)用WeibullHazardAnalysis方法預(yù)測食品貨架壽命。食品科學(xué),2007,8(8):487-491.張蓉暉,肖凱軍。利用動力學(xué)理論預(yù)測蛋卷貨架壽命的研究。食品研究與開發(fā),2001,2(5):51-53.董新娜。軍用能量棒貨架期預(yù)測技術(shù)研究。北京:中焦健,向傳萬。風(fēng)味花生粉基于溫度變化的氧化貨架壽謝主蘭,陳龍,雷曉凌,等。采用揮發(fā)性鹽基氮動力學(xué)模型預(yù)測低鹽蝦醬的貨架壽命現(xiàn)代食品科技,2013,29(1):29-33.(上接第305頁)(12.36%~12.89%)含量較高,此兩類脂肪酸屬于不飽和脂肪酸,對軟化血管,降低血脂和預(yù)防動脈粥樣硬化等心血管疾病均具有重要作用。
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