食品保质期主要影响因素与预测模型——食品保质期与包装阻隔性关系系列之一

一、食品保质期定义及主要影响因素

国标预包装食品标签通则（GB 7718-2011）定义：食品保质期是指预包装食品在标签指明的贮存条件下，保持品质的期限。是生产者经过科学验证后确定并通过标签、标示等方式提供给消费者的最佳食用期限, 是消费者选购食品的一个重要衡量指标。保质期在国外一般称为货架期或货架寿命。

描述预包装食品是否安全的还有保存期，也称有效期。保质期是最佳食用期，保存期是推荐的最后食用日期，二者容易混淆，但GB 7718-2011标准已经取消了GB 7718-2004 中"保存期"的概念。所以，从法律意思上讲，是否超过保质期，是判断食品危害责任的主要依据。

食品保质期取决于食品的性质、包装与储藏环境。影响食品保质期的主要因素如下图所示：

2.1 食品变质的主要因素：

食品变质会造成感官接受性、营养价值和食用安全性的降低，保质期实质就是食品品质达到变质临界值的储藏时间，所以保质期是通过研究食品的变质来确定的。一般从感官、物理、化学和微生物四个方面来进行食品腐败变质的鉴定。判断食品变质的主要因素：

a、感观因素：食品质构、味道、气味等感观指标达到临界值，如有不被接受的异味；

b、物理因素：色泽、风味和质地结构的下降。如饼干受潮变软，罐装或脱水蔬菜叶绿素和质构的损失以及海产食品肉质发硬等；

湿汽是影响食品保质期的主要物理因素，如脆性食品吸湿受潮、含水食品失水变质等，一般可通过实验或通过食品的等温吸湿曲线及包装的水汽透过率来计算产品的保质期；

c、化学因素：化学和酶的活动引起蛋白质、碳水化合物和脂类物质发生的一系列的反应。如油脂氧化哈败，维生素C和一些B族维生素对热不稳定、氧化等；

d、生物因素：微生物的增长使食品腐败变质。如肉类的腐败，谷物的霉菌生长等。  

2.2 食品品质变化模式：

多数食品的品质变化可以用期望的、可量化的品质指标A (如营养素或特征风味)的损失，或不期望的品质指标B (异味或褪色)的变化模式来表示。

式中：k和k’为反应速率常数；n和n’为反应级数。

在食品货架寿命加速试验或预测时，对于以化学反应为主的品质变化，如贮存、加热等过程，常用Arrhenius模型，或WLF（Williams—Landel—Ferry)方程（当食品接近玻璃化状态时符合）来预测品质变化规律。基于食品品质变化的反应速度常数k与温度的函数关系，通过理论进行预测，或通过高温下的加速试验推出常温下的食品保质期（货架寿命）。该预测模型与包装阻隔性密切相关。

对于杀菌等操作即以微生物改变为主的过程，常用TDT模型。TDT模型法又叫热力致死时间方法或者Z值模型法。

该模型有二个重要的参数，其中之一为D值，即微生物减少十倍的时间，也就是在一定环境和一定温度下杀死90%微生物所需的时间, 值越大，则该菌的耐热性越强。

另一个参数为引起 值变化10倍所需改变的温度(℃)，即Z值，Z值越大，因温度上升而获得的杀菌效果增长率就越小。D值和Z值是食品工业制订高温灭菌工艺的非常重要的参数，与包装的密封性密切相关。因为包装上大于4微米的破损就会造成微生物的侵蚀。

综上所述，食品的保质期可以通过加速试验快速准确的得到，也可以通过预测模型与经验公式进行理论预测。二种方法均与包装阻隔性与密封性密切相关。所以，确定包装食品的货架寿命主要通过理论预测食品品质达到临界值时的时间，但同时也离不开对包装透氧、透湿性与密封性的精确测试。

三、包装阻隔性对食品品质的影响

包装阻隔性也是决定食品保质期的主要因素。

所有包装材料与容器都有可能透过气体和水汽。对高分子材料来说，由于材料中存在空穴与分子链间的间隙，化学物在浓度差与压差驱动下扩散；包装封口处狭缝泄漏、铝泊复合包装中针孔与裂缝存在阻隔性风险。对金属与玻璃包装来说，虽然材料本身不存在阻隔性问题，但卷边密封处、玻璃包装瓶口处微裂纹等也会存在泄漏。所以，检测包装材料与包装整体阻隔性具有十分重要的意义。

包装阻隔性主要有气体透过率与水蒸气透过率二个主要指标，以及包装整体密封性。按检测原理可分为库仑电量法（基于浓度差扩散原理测氧气透过率）、压差法（基于压力差扩散测气体透过率）、红外法（基于水蒸气对红外光吸收原理测水蒸气透过率）、电解法（基于五氧化二磷吸湿产生电流原理测水蒸气透过率）、重量法（基于称量透过薄膜的水蒸气重量增减的原理测水蒸气透过率）。广州标际具有全系列包材阻隔性与密封性检测设备，可根据不同用途、不同精度要求与价格选择合适的产品。系列产品详情与技术详见公司官网（www..cn）。广州标际还具有阻隔性检测标准物质生产资质，可随时高精度标定。产品质量可靠、精度高、深受用户欢迎，中国质检、药检均为公司用户。是确定食品药品保质期不可或缺的检测设备。

影响药食品保质期的另一个重要因素是食品的储运环境。

储运过程中食品会遭受高温、低温、高湿、低气压及物理损伤（不良操作、超载、堆垛安排不当等）。食品包装会由此引起受潮、氧化、泄漏、针孔、内装物破碎等情况，大大缩短有效期。如在北方销售良好的饼干、巧克力类食品，如果包装对湿汽的阻隔性不够，就会产生受潮结块、变形等变化，严重影响口感。在冷库或潮湿的地方储运的产品，如果采用尼龙等受潮后透氧率大增的包材，则内装物在保质期内就可能氧化变质。所以，必须在设计时保证包装有足够的强度、刚度和稳定性，及具有抵抗冲击、振动、高低温、高湿、低气压等极限条件的能力。特别是通过检测，选择满足对储运环境温、湿度条件下的包装阻隔性要求的材料，对保证食品保质期内食品安全具有决定性的作用。

只有对食品特性、包装性能与储运条件的充分了解，才能准确预估食品保质期并设计好一个最合理的药品食品包装。所以，合适的包装检测设备对食品包材与食品生产企业均是必不可少的。

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