通過科學(xué)的方法對食品保質(zhì)期進(jìn)行預(yù)測和估算不僅為廠家節(jié)省時間和金錢，也是為食品質(zhì)量和安全提供有效保障。

提到食品保質(zhì)期，生產(chǎn)廠家所選用的包裝材料往往會對其起到重要影響。通過分析包裝材料對以下主要食品化學(xué)以及生化反應(yīng)動力學(xué)的影響，可以更為準(zhǔn)確地推算保質(zhì)期。

1. 水汽的流失與增加

對于含水量較低和較高的食物來講，一定的水分增加與流失都會導(dǎo)致保質(zhì)期縮短。對餅干一類的食品而言，吸收外界水分會導(dǎo)致受潮，進(jìn)而影響口感，同時也可能會導(dǎo)致霉菌等微生物生長；對于水分含量較高的食品來說，流失水分也會影響產(chǎn)品品質(zhì)。

因此包裝工程師需要根據(jù)對應(yīng)食品性質(zhì)選擇具備一定水蒸氣滲透性的包裝材料來延長保質(zhì)期，而這個決定材料對水蒸汽阻隔性能好壞的參數(shù)通常用WVTR(water vapor transmission rate)來表示。

2. 不飽和脂肪的氧化

要想決定包裝材料所需的阻氧性參數(shù)，首先需要根據(jù)食物本身所含的不飽和鍵數(shù)目以及抗氧化劑含量來推斷。舉例而言，當(dāng)成分健康的能量棒所含的不飽和脂肪大大高于飽和脂肪時，對應(yīng)所需的包裝材料則需要更高的阻氧性和阻光性來減緩氧化所帶來的一系列不良影響。

當(dāng)食物成分氧化的時候，會產(chǎn)生酸敗以及其他不好的氣味，這時我們往往有兩個選擇。第一是選擇氣體滲透率高或者有孔洞的包裝，這樣可以便于酸敗味道的揮發(fā)。第二個選擇便是與薯片包裝一樣，采用高阻隔包裝材料并用充氮氣等方法降低包裝內(nèi)所含起始氧氣量來抑止氧化。

不同方案所涉及的材料成本和操作成本的較大差異也是在實際生產(chǎn)中需要權(quán)衡的重要因素。

3. 微生物的增殖與生長

如何控制例如沙門氏菌和大腸桿菌之類的致病菌生長是關(guān)鍵的食品安全考量。為了推測食品保質(zhì)期，首先要確定相關(guān)微生物的生長動力學(xué)以及外界環(huán)境（溫度，相對濕度，氧含量等）對其的影響。

此外，也需要確認(rèn)包裝內(nèi)部環(huán)境對延緩微生物增殖的影響。考慮到整個物流過程中食品所處環(huán)境溫度不斷變化，要做到對保質(zhì)期的準(zhǔn)確推測，就必須綜合考慮微生物生長動力學(xué)在不同時間溫度作用下的總體變化。

這些年來智能包裝和活性包裝技術(shù)發(fā)展迅速，不僅有可以依靠包裝揮發(fā)出的二氧化硫來抑制藍(lán)莓霉菌增長的技術(shù)，也有可以檢測包裝內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳等氣體副產(chǎn)物來推測所剩保質(zhì)期的智能包裝，對于這些新型活性包裝技術(shù)來講，正確估算新包裝對保質(zhì)期延長的作用可以有效幫助研發(fā)團(tuán)隊向市場推廣技術(shù)。

4. 酶及非酶活性反應(yīng)

對于未經(jīng)處理的新鮮果蔬類產(chǎn)品而言，食物中所含的酶可以導(dǎo)致味道以及顏色的不良變化。有些活性包裝可以按照控制速率定量釋放包裝所含的檸檬酸，其所達(dá)到的延長產(chǎn)品保質(zhì)期的功效可以按照反應(yīng)物質(zhì)的摩爾對摩爾數(shù)規(guī)律來推測。對于梅拉德反應(yīng)一類的非酶促褐變而言，蛋白質(zhì)和還原糖之間的反應(yīng)也可以用于推算保質(zhì)期。

結(jié)語：

食品保質(zhì)期的推測原理也適用于保質(zhì)期加速實驗。通常而言，產(chǎn)品保質(zhì)期在常規(guī)環(huán)境下和加速環(huán)境下的相應(yīng)關(guān)聯(lián)可以通過實驗途徑確立。但是值得注意的是，這種推斷需要建立在食品本身的變質(zhì)反應(yīng)不會因為環(huán)境因素改變的假設(shè)基礎(chǔ)上。

考慮到不斷變化的全球供應(yīng)鏈和生產(chǎn)環(huán)境以及消費者的需求，更科學(xué)地推斷食品保質(zhì)期不僅可以避免糧食浪費，也可以幫助食品生產(chǎn)廠家在節(jié)約時間和金錢的基礎(chǔ)上為消費者提供更安全和優(yōu)質(zhì)的食品。

Reference:

https://www.packagingdigest.com/food-packaging/4-vital-shelf-life-prediction-methods-food-packaging

作者簡介：

Seattle，美國食品工程碩士，Certified Food Scientist, 海外食品行業(yè)從業(yè)6年，曾供職于美國知名嬰幼兒食品企業(yè)，現(xiàn)今從事食品包裝研發(fā)工作。