本發(fā)明涉及一種用低場核磁結(jié)合電子鼻確定柔性殺菌調(diào)理果蔬菜肴保質(zhì)期的方法，具體涉及果蔬制品殺菌、保藏工藝和貨架期確定，屬果蔬食品加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
調(diào)理果蔬，又名最小加工果蔬，是指對果蔬進(jìn)行挑選，整理，清洗，切塊，分裝等程序，提供給消費(fèi)者的一種食品。調(diào)理果蔬在發(fā)達(dá)國家消費(fèi)量很大，在我們國家也逐漸發(fā)展起來。其主要有兩個(gè)優(yōu)勢：一是調(diào)理果蔬通過最小加工，消費(fèi)者可直接使用，適合于人群集中，節(jié)奏快的城鎮(zhèn)化生活；二是衛(wèi)生和安全，能減少垃圾的產(chǎn)生。然而，調(diào)理果蔬也有缺點(diǎn)，就是經(jīng)過整理后，品質(zhì)更容易劣變，需要經(jīng)過殺菌處理才能延長貯藏期。蔬菜含水豐富，質(zhì)構(gòu)脆弱，傳統(tǒng)的高溫高壓殺菌極易造成營養(yǎng)的流失和風(fēng)味的改變，所以需要開發(fā)新型的殺菌技術(shù)，以便最大限度地保存調(diào)理果蔬的營養(yǎng)、感官和風(fēng)味品質(zhì)。
張金坤等（2005）發(fā)明了一種保持切割蒲菜綜合感官品質(zhì)的冷殺菌方法（公開號：CN 1633883 A），通過一定濃度的鈣鹽溶液熱燙蒲菜，并配制一定濃度的護(hù)色劑和防腐劑和蒲菜一起包裝。該過程沒有長時(shí)間的高溫殺菌，蒲菜無軟爛現(xiàn)象，質(zhì)構(gòu)得到了較大的保留，平均達(dá)到6個(gè)月的保質(zhì)期，是一種典型的非熱殺菌方法。本發(fā)明采用射頻殺菌方法來降低殺菌強(qiáng)度。
富新華（2011）研究了不同濃度的臭氧水處理對鮮切芹菜表面微生物的影響及鮮切芹菜感官品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，臭氧水使鮮切芹菜表面霉菌和細(xì)菌數(shù)量明顯下降，延長了貨架期。本發(fā)明采用射頻殺菌方法來降低殺菌強(qiáng)度。
射頻（RF）是Radio Frequency的縮寫，是一種頻率范圍從300～300MHz之間的電磁頻率。其殺菌原理主要有熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)，可造成微生物蛋白質(zhì)的變性，代謝紊亂，導(dǎo)致死亡。在射頻中，頻率越低，穿透性越好，本發(fā)明主要使用頻率27.12 MHz射頻處理器（MONGA STRAYFIELD PVT公司）。
劉倩等(2014)研究了射頻對調(diào)理青菜的殺菌，結(jié)果表明，當(dāng)射頻條件為20 mm/20min時(shí)，產(chǎn)品的溫度在62℃左右，射頻殺菌效果最佳。本發(fā)明涉及到結(jié)合水含量和電子鼻響應(yīng)值。
孔玲等（2014）研究了單獨(dú)射頻，射頻聯(lián)合熱風(fēng)處理及不同極板間距，不同殺菌時(shí)間對鮮切胡蘿卜的殺菌作用，結(jié)果表明，射頻聯(lián)合熱風(fēng)處理不僅殺菌效果顯著，還有助于保持成品的品質(zhì)。本發(fā)明涉及到結(jié)合水含量和電子鼻響應(yīng)值。
食品貨架期（shelf-life）是指食品被貯藏在推薦的條件下，能夠保持安全；確保理想的感官、理化和微生物特性；保留標(biāo)簽聲明的任何營養(yǎng)值的一段時(shí)間。GB7718-94中定義：指在標(biāo)簽上規(guī)定的條件下，保持食品質(zhì)量（品質(zhì)）的期限。在此期限，食品完全適于銷售，并符合標(biāo)簽上或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的質(zhì)量（品質(zhì)）；超過此期限，在一定時(shí)間內(nèi)食品仍然是可以食用的。影響貨架期的因素主要包括微生物、物理、化學(xué)、溫度、包裝形式與材料、產(chǎn)品的敏感性、包裝尺寸、環(huán)境條件和產(chǎn)品質(zhì)量合格判別標(biāo)準(zhǔn)等。要構(gòu)建食品貨架期模型，應(yīng)該了解研究對象的性質(zhì)，弄清預(yù)測食品的貨架期主要受哪些因素影響。日前，國內(nèi)外針對食品的貨架期模型作了大量的研究。
吳奇子等（2015）探索了海上移動運(yùn)輸船上東海鮐魚新鮮度隨溫度變化規(guī)律及其動力學(xué)特性，通過測定K 值、揮發(fā)性鹽基氮（T-VBN）與微生物指標(biāo)（TVC），構(gòu)建了貯藏溫度、貯藏時(shí)間與K 值、T-VBN和TVC之間的動力學(xué)模型，結(jié)果顯示建立的動力學(xué)模型可以在0-15℃范圍內(nèi)對鮐魚的貨架期進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測。本發(fā)明首次以結(jié)合水含量和電子鼻響應(yīng)值作為動力學(xué)特性指標(biāo)。
謝晶等（2015）發(fā)明了一種預(yù)測金槍魚貨架期的模型（公開號：CN 104792950 A），通過測定金槍魚的紅度值a*、高鐵肌紅蛋白百分含量、鮮度指標(biāo)K值、揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）、微生物和感官品質(zhì)隨時(shí)間變化規(guī)律，確定了金槍魚品質(zhì)變化動力學(xué)模型，并根據(jù)金槍魚品質(zhì)指標(biāo)K值和揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）建立了金槍魚貨架期預(yù)測模型，能快速有效的預(yù)測金槍魚在269K-285K溫度范圍內(nèi)的剩余貨架期，有利于消費(fèi)者對食用金槍魚的安全性進(jìn)行判別。本發(fā)明首次以結(jié)合水含量和電子鼻響應(yīng)值作為動力學(xué)特性指標(biāo)來確定調(diào)理果蔬的保持期。
果蔬的氣味是表征其食用品質(zhì)的重要指標(biāo)，不同種類的果蔬含有呈味物質(zhì)不同因而氣味不同，同時(shí)，果蔬的氣味與其貯藏時(shí)間和腐敗程度有密切的關(guān)系，因此果蔬的氣味可以作為果蔬品質(zhì)指標(biāo)的判別因子。傳統(tǒng)的人工感官評定方法受主觀影響大，重復(fù)性差。電子鼻作為一種新型儀器，具有檢測速度快、靈敏度高、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，正逐步在果蔬的新鮮度檢測和貨架期判別上得到了廣泛的應(yīng)用。
惠國華等（2012）研究了水果腐敗過程的新表征方法，通過便攜式電子鼻系統(tǒng)試驗(yàn)研究了蘋果、梨、桃子、李子、葡萄5 種水果的腐敗過程，采用非線性隨機(jī)共振技術(shù)提取水果霉變程度特征信息，結(jié)果表明電子鼻系統(tǒng)可以快速表征水果的腐敗過程，這為水果腐敗機(jī)理研究提供了一種新表征技術(shù)手段。本發(fā)明將電子鼻響應(yīng)值應(yīng)用到動力學(xué)模型中。
屠康等（2010）發(fā)明了一種氣體傳感器檢測雞蛋新鮮度的方法（公開號：CN 101655471 A），通過將電子鼻傳感器特征值Sn代入雞蛋貨架期預(yù)測模型或者雞蛋新鮮度等級預(yù)測模型中來判斷雞蛋的貯藏時(shí)間，減少了人工費(fèi)用和檢測時(shí)間的損失。本發(fā)明將電子鼻響應(yīng)值應(yīng)用到調(diào)理果蔬保持期預(yù)測的動力學(xué)模型中。
大多數(shù)食品是高度不均勻的多相體系，在加工和儲藏過程中，由于受外力處理、微生物的生長、自身生化反應(yīng)等因素的影響，會導(dǎo)致食品中自由水與結(jié)合水相互轉(zhuǎn)化，這些轉(zhuǎn)化在磁共振信號上就會表現(xiàn)出來。通過檢測食品體系在加工和儲藏過程中T2的變化，就可以評估自由水與結(jié)合水的比例以及相互轉(zhuǎn)化趨勢，對食品的腐敗變質(zhì)做出早期預(yù)測。
王娜等（2007）采用低場核磁共振技術(shù)研究不同處理方法臍橙在儲藏過程中水分的變化以及水分的遷移行為，同時(shí)結(jié)合理化分析，探討臍橙儲藏過程中磁共振參數(shù)與臍橙品質(zhì)變化的相關(guān)性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，果蠟處理的臍橙在四種方法中具有最高的T2弛豫時(shí)間，2，4-二氯苯氧乙酸處理的變化較緩。從T2數(shù)據(jù)結(jié)合理化性質(zhì)分析可得，空白清水處理的樣品貨架期最短，其它方法處理的臍橙有較長的貨架期；大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，果皮失去持水能力，自由水分的生成大于自由水分的消耗是臍橙腐敗的主要影響因素。本發(fā)明應(yīng)用低場核磁測定調(diào)理果蔬的結(jié)合水含量，并將其應(yīng)用到調(diào)理果蔬保持期的預(yù)測模型中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的一是開發(fā)調(diào)理果蔬的柔性殺菌方法，降低殺菌強(qiáng)度，在滿足殺菌目標(biāo)的條件下，盡量降低殺菌強(qiáng)度，以便更好的減少不耐熱的調(diào)理果蔬類制品在加工過程中的感官和營養(yǎng)損失；二是開發(fā)柔性殺菌調(diào)理果蔬貨架期預(yù)測的新方法，即低場核磁結(jié)合電子鼻來判別調(diào)理果蔬品質(zhì)的變化。
本發(fā)明的技術(shù)方案，一種用低場核磁結(jié)合電子鼻確定柔性殺菌調(diào)理果蔬菜肴保質(zhì)期的方法，主要采取三個(gè)關(guān)鍵方面的協(xié)同作用，來達(dá)到確定柔性殺菌調(diào)理果蔬貨架期的目的：一是根據(jù)調(diào)理果蔬隨貯藏時(shí)間變化規(guī)律，建立電子鼻響應(yīng)值、結(jié)合水含量隨貯藏時(shí)間變化的動力學(xué)模型；二是根據(jù)動力學(xué)模型求出食品品質(zhì)變化速率常數(shù)k；三是根據(jù)速率常數(shù)k可算出指前因子k0和活化能 Ea 值；四是根據(jù)已知值建立貨架期模型。
本發(fā)明的工藝步驟如下：
（1）預(yù)處理：選取無損害、無蟲害新鮮果蔬，去掉毛菜部分，經(jīng)過200ppm次氯酸鈉溶液浸泡3-5min，去離子水清洗，切塊，無菌水清洗，瀝干；將瀝干的根莖類蔬菜置于95-100℃、質(zhì)量濃度為1‰的鈣鹽水溶液中進(jìn)行漂燙；
（2）柔性殺菌：將漂燙后的調(diào)理果蔬立即置于保鮮液中浸泡8min，撈出裝袋；小包裝袋抽真空包裝；置于27.12 MHz射頻處理器（MONGA STRAYFIELD PVT公司）中，極板間距120mm，于6kW功率下開熱風(fēng)殺菌20min，獲得成品；
（3）指標(biāo)測定： 將成品隨機(jī)分為5組，于不同溫度（4℃至28℃）下貯藏，按一定時(shí)間10d -30d間隔（4℃間隔30d，10℃間隔25d，16℃間隔20d，22℃間隔15d，28℃間隔10d，每次取樣隨機(jī)抽取3袋樣品，取平均值）取樣品測定微生物指標(biāo)、電子鼻響應(yīng)值、結(jié)合水含量和感觀評定，共測定6次；
（4）建立動力學(xué)模型：根據(jù)調(diào)理果蔬隨時(shí)間變化規(guī)律，建立電子鼻響應(yīng)值、結(jié)合水含量隨貯藏時(shí)間變化的動力學(xué)模型；
（5）模型驗(yàn)證和評價(jià)：將實(shí)驗(yàn)值和模型預(yù)測值進(jìn)行比較，綜合微生物指標(biāo)和感官評定確定電子鼻響應(yīng)值和結(jié)合水含量變化終點(diǎn)值。
所述新鮮果蔬為胡蘿卜、萵苣、白蘿卜、菠蘿或馬鈴薯。
所述小包裝根莖類調(diào)理果蔬每袋中原料重量為250克左右，所述射頻殺菌為置于27.12 MHz射頻處理器（MONGA STRAYFIELD PVT公司）中，極板間距120mm，于6kW功率下開熱風(fēng)殺菌20min；所述鈣鹽優(yōu)選為醋酸鈣、氯化鈣，鈣鹽質(zhì)量濃度為1‰。
步驟（2）所述保鮮液為0.2mol/L檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液，其中按質(zhì)量濃度計(jì)還含有鈣鹽0.2%，氯化鈉1.5%，pH為3.8-4.0。
所述用一級動力學(xué)方程對貯藏在不同溫度下的柔性殺菌調(diào)理果蔬的電子鼻響應(yīng)值G進(jìn)行擬合，獲得k值，再利用不同溫度下的k值求出Arrhenius方程的指前因子k0和活化能 Ea 值。建立基于電子鼻響應(yīng)值G的貨架期預(yù)測模型，預(yù)測貨架期。
所述綜合考慮微生物指標(biāo)和感官評定指標(biāo)，確定柔性殺菌調(diào)理果蔬貨架期終點(diǎn)時(shí)電子鼻響應(yīng)值G增加為原來的200%，結(jié)合水變化值B減少為原來的70%。
所述貨架期模型是基于電子鼻響應(yīng)值和結(jié)合水變化值，電子鼻響應(yīng)值取傳感器S4（對有機(jī)酸類、醇類、酮類敏感，主要應(yīng)用于蔬菜水果的加工貯藏變化，腐敗變質(zhì)等）穩(wěn)定信號3個(gè)連續(xù)時(shí)間點(diǎn)的平均值。
針對調(diào)理果蔬貯藏期內(nèi)品質(zhì)劣變?nèi)齻€(gè)關(guān)鍵指標(biāo)：風(fēng)味顯著變化（用電子鼻區(qū)分，終點(diǎn)時(shí)電子鼻響應(yīng)值G增加為原來的200%）、結(jié)合水含量顯著變化（用低場核磁區(qū)分，終點(diǎn)時(shí)結(jié)合水變化值B減少為原來的70%）、微生物指標(biāo)（用菌落總數(shù)和致病菌區(qū)分，終點(diǎn)時(shí)根據(jù)國際GB29921-2013和GB 2714-2015，大腸菌群≤1000CFU/g，金黃色葡萄球菌≤1000CFU/g，沙門氏菌不得檢出）；三個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)只要有一個(gè)超過臨界點(diǎn)，即可宣告超過保質(zhì)期。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明根據(jù)電子鼻響應(yīng)值和理化指標(biāo)的變化情況以及對儲藏過程中的觀察，可以預(yù)測柔性殺菌調(diào)理果蔬菜肴保質(zhì)期；本發(fā)明根據(jù)核磁共振參數(shù)和理化指標(biāo)的變化情況以及對儲藏過程中的觀察，可以預(yù)測柔性殺菌調(diào)理果蔬菜肴保質(zhì)期；通過品質(zhì)劣變?nèi)齻€(gè)關(guān)鍵指標(biāo)為風(fēng)味顯著變化、結(jié)合水含量顯著變化和微生物指標(biāo)即可判斷是否超出保質(zhì)期。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 一種用低場核磁結(jié)合電子鼻確定柔性殺菌調(diào)理胡蘿卜貨架期的方法
選取無損害，無蟲害新鮮胡蘿卜，切塊，燙漂滅酶、保鮮液浸泡、真空包裝、射頻-熱風(fēng)聯(lián)合殺菌后，將樣品分別置于不同溫度下（4℃至28℃）貯藏，按一定時(shí)間間隔（30d至10d）取樣，分別測定其微生物指標(biāo)、電子鼻響應(yīng)值、結(jié)合水含量和感觀評定，共測定6次，根據(jù)調(diào)理果蔬隨時(shí)間變化規(guī)律，建立電子鼻響應(yīng)值、結(jié)合水含量隨貯藏時(shí)間變化的動力學(xué)模型，算出食品品質(zhì)變化速率常數(shù)k，再根據(jù)Arrhenius方程計(jì)算出基于電子鼻響應(yīng)G的指前因子k0和活化能 Ea，建立基于電子鼻響應(yīng)值G的貨架期預(yù)測模型，預(yù)測貨架期為147天。
模型驗(yàn)證和評價(jià)，通過微生物指標(biāo)和感官評定（微生物指標(biāo)根據(jù)國際GB29921-2013和GB 2714-2015，大腸菌群≤1000CFU/g，金黃色葡萄球菌≤1000CFU/g，沙門氏菌不得檢出；感官評定感官評分采用9分制，分別從樣品的色澤、氣味和質(zhì)構(gòu)三個(gè)方面進(jìn)行評價(jià)。當(dāng)10名小組成員中半數(shù)或以上人員的評價(jià)低于3分時(shí)，即為貨架期的終止期。），得出柔性殺菌調(diào)理胡蘿卜貨架期的最終貨架期為165天，與預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較，相對誤差為12.24%。
實(shí)施例2 一種用低場核磁結(jié)合電子鼻確定柔性殺菌調(diào)理萵苣貨架期的方法
選取無損害，無蟲害新鮮萵苣，切塊，燙漂滅酶、保鮮液浸泡、真空包裝、射頻-熱風(fēng)聯(lián)合殺菌后，將樣品分別置于不同溫度下（4℃至28℃）貯藏，按一定時(shí)間間隔（30d至10d）取樣分別測定其微生物指標(biāo)、電子鼻響應(yīng)值、結(jié)合水含量和感觀評定，共測定6次，根據(jù)調(diào)理果蔬隨時(shí)間變化規(guī)律，建立電子鼻響應(yīng)值、結(jié)合水含量隨貯藏時(shí)間變化的動力學(xué)模型，算出食品品質(zhì)變化速率常數(shù)k，再根據(jù)Arrhenius方程計(jì)算出基于電子鼻響應(yīng)G的指前因子k0和活化能 Ea，建立基于電子鼻響應(yīng)值G的貨架期預(yù)測模型，預(yù)測貨架期為168天。
模型驗(yàn)證和評價(jià)，通過微生物指標(biāo)和感官評定（微生物指標(biāo)根據(jù)國際GB29921-2013和GB 2714-2015，大腸菌群≤1000CFU/g，金黃色葡萄球菌≤1000CFU/g，沙門氏菌不得檢出；感官評定感官評分采用9分制，分別從樣品的色澤、氣味和質(zhì)構(gòu)三個(gè)方面進(jìn)行評價(jià)。當(dāng)10名小組成員中半數(shù)或以上人員的評價(jià)低于3分時(shí)，即為貨架期的終止期。），得出柔性殺菌調(diào)理萵苣貨架期的最終貨架期為182天，與預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較，相對誤差為8.33%。
實(shí)施例3 一種用低場核磁結(jié)合電子鼻確定柔性殺菌調(diào)理菠蘿貨架期的方法
選取新鮮，無損害，無蟲害新鮮菠蘿，切塊，燙漂滅酶、保鮮液浸泡、真空包裝、射頻-熱風(fēng)聯(lián)合殺菌后，將樣品分別置于不同溫度下（4℃至28℃）貯藏，按一定時(shí)間間隔（30d至10d）取樣，分別測定其微生物指標(biāo)、電子鼻響應(yīng)值、結(jié)合水含量和感觀評定，共測定6次，根據(jù)調(diào)理果蔬隨時(shí)間變化規(guī)律，建立電子鼻響應(yīng)值、結(jié)合水含量隨貯藏時(shí)間變化的動力學(xué)模型，算出食品品質(zhì)變化速率常數(shù)k，再根據(jù)Arrhenius方程計(jì)算出基于電子鼻響應(yīng)G的指前因子k0和活化能 Ea，建立基于電子鼻響應(yīng)值G的貨架期預(yù)測模型，預(yù)測貨架期為125天。
模型驗(yàn)證和評價(jià)，通過微生物指標(biāo)和感官評定（微生物指標(biāo)根據(jù)國際GB29921-2013和GB 2714-2015，大腸菌群≤1000CFU/g，金黃色葡萄球菌≤1000CFU/g，沙門氏菌不得檢出；感官評定感官評分采用9分制，分別從樣品的色澤、氣味和質(zhì)構(gòu)三個(gè)方面進(jìn)行評價(jià)。當(dāng)10名小組成員中半數(shù)或以上人員的評價(jià)低于3分時(shí)，即為貨架期的終止期。），得出柔性殺菌調(diào)理菠蘿貨架期的最終貨架期為116天，與預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較，相對誤差為7.20%。