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能量棒以顏色為劣變指標的貨架期預測誤差分析
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      令品蚪能量棒以顏色為劣變指標的貨架期預測誤差分析錢平1,董新娜2,王嬋2,李博2,張曉娟1(1.總後勤部軍需裝備研究所,北京100010;2.中國農業大學食品科學與營養工程學院,北京100083)別研究了加速實驗的設計方案和具體實驗方法中各因素對能量棒貨架期預測精度的影響,包括:測定重複數、擬合點數、時間間隔和加速溫度條件。結果表明:樣品的測定重複數對預測精度的影響較小,每個溫度下檢測點數和檢測時間間隔對預測精度影響較大。在加速實驗的設計中,加速溫度個數和溫度範圍對預測誤差影響最為顯著。可通過合理的實驗設計將預測精度控製在10%以內。

  試(ASLT)都是預測食品貨架期的常用方法。通常ASLT法在工業應用中更為普遍,因其可以縮短產品上市的時間1.貨架期預測方法通常包括5個步驟:確定貯藏過程中的主要品質劣變及相對應的指標;實施貨架期加速預測實驗;確定感官可接受終點及相應的化學指標限值;建立數學(Arrhenius2-3或修正的Arrhenius4方程)模型,描述化學指標變化與溫度的關係;通過所建模型計算常溫貨架期並與實際貨架期比較驗證。在此領域研究較多,Calligaris 5建立了ASLT動力學模型來預測焙烤食品的貨架期,並用麵包為原料驗證了所建模型6.Rahmouni0建立了數學模型來描述初榨橄欖油的氧化穩定性。

  但ASLT方法得到的貨架期存在定誤差,這些誤差由預測過程中的每步誤差累積而成。測定重複數會影響測定準確性;劣變曲線的擬合點數和時間間隔會影響速率常數的準確性;加速實驗的溫度點數和溫度範圍也會影響貨架期預測的精確度。目前,有研究者報道了利用加速實驗預測貨架壽命的誤差分析,張蓉暉8通過加速實驗預測了蛋卷的貨架壽命,20T;恒溫環境中,在沒有幹燥劑和存在幹燥劑條件下,貨架期預測值分別為63d和75d,誤差分別為9.5%c和8.0%c.Magari9通過數學模型推測影響貨架期準確度的因素有測定重複、批次和實驗設計。但實際預測實驗中,各因素對預測誤差的影響仍不確定。

  本研究將從平行個數、取點個數、檢測時間間隔和加速溫度條件等方麵探討其對色差模型預測精度的影響,以期最大程度的提高預測精度,為同類研究提供依據。

  1材料與方法1.1材料與儀器軍用能量棒北京總後勤部軍需裝備研究所研製,天津津樂園餅業有限公司生產。

  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袋能量棒置於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,應用最小二乘法對數據進行回歸至累計危害達到100%c.能量棒以顏色為劣變指標的貨架期預測模型的建立采用ASLT法建立了能量棒以顏色為劣變指標的貨架期預測模型Lnt -(LnK)XC,其中,代表食品貯藏壽命(d),C代表攝氏溫度為參數。

  Arrhenius方程預測誤差分析樣品平行個數/實驗檢測點數和檢測時間間隔對Arrhenius方程預測精度的影響從表3中可以看出,Arrhenius方程的擬合係數都很高,常溫速度常表3樣品平行個數,實驗檢測點數,檢測時間間隔對阿列紐斯方程預測精度的影響Table3Theeffectofnumberofreplicates,測定重複數擬合檢測時間間隔不同溫度下的(d)速度常數k列紐斯2常溫速度常數K常溫貨架期預測誤差預測值計算值預測值計算值表4加速溫度條件對阿列紐斯方程預測精度的影響溫度個數溫度梯度溫度範圍阿列紐斯方程擬合尺2常溫速度常數k常溫貨架期(d)預測誤差溫度條件(尤)預測值計算值預測值計算值古: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/皿整體數預測值偏小,貨架期預測值偏大,預測誤差偏大。

  當檢測實驗點數和時間間隔一定時,隨著平行的增力口,Arrhenius方程擬合係數變化不大,均在0.99以上,預測誤差稍有減小,表明取樣個數對模型預測精度影響較小;當平行個數和時間間隔一定時,隨著檢測實驗點數的增加,45、50T;的反應速度常數k基本呈下降的趨勢,Arrhenius方程擬合相關係數逐漸增加,貨架期預測誤差逐漸減小,從64.1%c減小到24.2%c,降低了40%c,表明取點個數對模型預測精度影響較大;當實驗平行個數和實驗檢測點數一定時,隨著檢測時間間隔的增加,Arrhenius方程擬合相關係數逐漸增加,常溫貨架期預測值逐漸減小,預測誤差明顯降低,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測精度的影響也比較大。

  加速溫度條件對Arrhenius方程預測精度的影響從表4中整體看,Arrhenius方程的擬合係數較高,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方程貨架期預測精度影響十分顯著,預測誤差相差很大,最大值為257%,最小值為11.1%.溫度個數、溫度梯度和溫度範圍對Arrhenius方程預測精度影響都比較顯著,隨著加速溫度個數、溫度梯度和溫度範圍的增加,預測誤差逐漸減小,誤差範圍從214%~12.4%.在整體溫度下建立預測模型,采用37、50、60T;的加速溫度,此條件下預測常溫貨架期為479d,預測誤差最小為12.4%,與已報道的貨架期預測誤差(±10%左右)相近。

  3結論加速實驗條件對貨架壽命預測模型Lnt -(LnK)XC和Arrhenius方程預測精度的影張麗平,餘曉琴,童華榮。Weibull模型在板鴨貨架壽命預測中的應用。食品科技,2010,35(2):111-113.曹平,於燕波,李培榮。應用WeibullHazardAnalysis方法預測食品貨架壽命。食品科學,2007,8(8):487-491.張蓉暉,肖凱軍。利用動力學理論預測蛋卷貨架壽命的研究。食品研究與開發,2001,2(5):51-53.董新娜。軍用能量棒貨架期預測技術研究。北京:中焦健,向傳萬。風味花生粉基於溫度變化的氧化貨架壽謝主蘭,陳龍,雷曉淩,等。采用揮發性鹽基氮動力學模型預測低鹽蝦醬的貨架壽命現代食品科技,2013,29(1):29-33.(上接第305頁)(12.36%~12.89%)含量較高,此兩類脂肪酸屬於不飽和脂肪酸,對軟化血管,降低血脂和預防動脈粥樣硬化等心血管疾病均具有重要作用。

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