Actuellement, quelle est la durée de conservation des aliments? Quelle est la durée de conservation attendue des nouveaux produits de la société? Les exigences peuvent - elles être satisfaites? Comment améliorer sans répondre aux exigences? Quelle est la durée de conservation réelle des anciens produits? Il y a d'innombrables pensées dans tout le monde, même le Département de la qualité n'a pas de conclusion. Ensuite, prenez l'exemple des boissons, parlez des facteurs d'influence, des essais accélérés et des essais à long terme.
Les technologies de production et d'emballage des boissons sont en constante évolution, ce qui permet de prolonger la durée de conservation des boissons. En outre, compte tenu de la diversité croissante des catégories de boissons et des formes d'emballage, ainsi que de l'expansion des ventes, la durée de conservation des boissons doit être déterminée par des méthodes scientifiques. Par conséquent, la façon dont les prévisions uniformes, raisonnables, précises et rapides déterminent la durée de conservation des boissons est devenue une priorité pour les chercheurs actuels en développement de boissons.
La détermination actuelle de la durée de conservation des boissons repose principalement sur l'expérience ou de simples tests et manque de méthodes scientifiques et standardisées. Avec la commercialisation mondiale des produits de boissons, les changements de durée de conservation des boissons dans différentes conditions climatiques sont également de plus en plus préoccupants. Et les pays comme notre vaste territoire, qui couvrent souvent plusieurs zones climatiques, de sorte que les produits vendus uniquement dans le pays, doivent également tenir compte de la durée de conservation dans différentes zones climatiques. Climat international voir tableau 1:
Tableau 1 zones climatiques internationales
Images
Les zones tempérées sont principalement la Russie, le Royaume - Uni, le Canada, l'Europe du Nord; Les régions subtropicales sont les États - Unis, l'Europe occidentale (Portugal - Grèce), le Japon; Les tropiques secs sont le Soudan, l'Iran, l'Irak; Chaleur humide avec Philippines, Indonésie, Brésil, Ghana, Nicaragua. La plupart des régions de la Chine sont subtropicales et certaines régions sont tropicales humides, de sorte que la méthode d'essai à long terme de la durée de conservation des boissons peut utiliser les conditions expérimentales suivantes: la température est de 25 ± 2 ℃, l'humidité relative est de 60% ± 10%.
01,
Principaux problèmes de qualité pendant la durée de conservation de la boisson
Actuellement, il existe deux catégories principales de problèmes de qualité des boissons au cours de leur durée de conservation, l'une étant biologique, c'est - à - dire que les micro - organismes eux - mêmes et leurs métabolites entraînent une détérioration, une précipitation et une turbidité du produit; L'autre catégorie est abiotique, c'est - à - dire la décoloration du produit causée par des changements physiques et chimiques dans la composition de la boisson, les pots convexes, les flacons de fuite, la stratification et la précipitation, etc. Les problèmes de qualité fréquents sont décrits dans les tableaux 2 et 3:
Tableau 2 problèmes de qualité des boissons causés par des micro - organismes pendant la durée de conservation
Tableau 3 problèmes de qualité des boissons d'origine non biologique pendant la durée de conservation
02,
Expérimentation des facteurs d'influence
L'expérience de facteur d'influence est effectuée dans des conditions plus violentes que l'essai accéléré, telles que la lumière, la température, l'humidité, les acides, les bases, l'oxydation, etc., pour comprendre la conservation de la qualité de la boisson dans les conditions correspondantes ci - dessus, pour fournir des informations de référence pour la conception de la formulation de la boisson, le processus de production, l'emballage, les conditions de stockage, etc. Les expériences sur les facteurs d'influence des boissons ne nécessitent généralement qu'un seul lot d'échantillons, si les résultats de l'expérience ne sont pas clairs, vous devez tester 2 échantillons de lot supplémentaires.
Actuellement, les tests de durée de vie des boissons sont souvent effectués avec des expériences à haute température, des expériences à forte humidité et des expériences à forte lumière.
① méthode d'essai à haute température
Placez le sceau de boisson dans un emballage commercial propre ou un emballage commercial approximatif, laissez - le à 60 ℃ pendant 10 jours, échantillonnez le jour 5 et le dernier jour, testez - le selon l'indicateur d'examen de la durée de conservation de la boisson. Si la boisson a subi un changement de qualité inacceptable dans les 10 jours suivant sa mise en place, l'expérience est poursuivie à 40 ° C pendant le temps indiqué ci - dessus. Si 60 ℃ n'a pas subi de changement de qualité inacceptable, l'expérience de 40 ℃ n'est plus effectuée. Cette expérience permet d'examiner la stabilité du stockage et du transport des boissons dans les régions tropicales, ainsi que la stabilité des boissons pendant la logistique estivale.
② méthodes pour les expériences à haute humidité
La boisson scellée est placée dans un emballage commercial propre ou un emballage commercial approximatif, placée à 25 ° C, humidité relative de 90% ± 5% pendant 10 jours, échantillonnée le jour 5 et le dernier jour, détectée par l'indicateur d'examen de la durée de vie de la boisson. Cette expérience d'humidité élevée s'applique généralement uniquement aux boissons solides. Les conditions d'humidification constante peuvent utiliser une boîte expérimentale thermostatique et humide. Il y a la phase maritime de la boisson dans le processus logistique, et une boîte expérimentale de brouillard salin peut également être utilisée pour examiner la résistance à la corrosion du conteneur. Cette expérience est importante pour les boissons qui utilisent des bouteilles en plastique PET semi - perméables ou des contenants métalliques, qui peuvent également examiner la stabilité et la résistance à la corrosion des contenants tout en examinant leur propre durée de conservation.
③ méthode d'expérience d'irradiation par lumière intense
Les boissons scellées dans des emballages commerciaux ou des emballages commerciaux approximatifs sont placées dans une Chambre d'essai lumineuse ou un autre appareil d'éclairage approprié équipé d'une lampe fluorescente (éclairage simulé d'étagère) ou d'une lampe au xénon (éclairage simulé à la lumière du jour), placées dans des conditions d'éclairement de 4500 ± 500xl Pendant 10 jours, détectées par des indicateurs de durée de conservation de la boisson le jour du milieu et le dernier jour, en mettant l'accent sur l'examen des changements sensoriels de la boisson. Toute source lumineuse de sortie similaire à la norme d'émission D65 / id65 peut être sélectionnée. L'expérience examine principalement la stabilité de la boisson pendant la période de vente en étagère.
En outre, des expériences telles que les acides, les bases et l'oxydation peuvent être conçues au besoin pour explorer l'influence des facteurs ci - dessus sur la qualité de la durée de conservation de la boisson et étudier l'interaction des différents composants de la boisson analysée.
03,
Essais destructifs accélérés
Les essais destructifs accélérés sont des essais destructifs de qualité effectués dans des conditions spécifiques, dont le but est de comprendre, dans un délai plus court, les changements dans les aspects physiques, chimiques et biologiques d'une boisson, de fournir une base expérimentale pour la conception de la formulation de la boisson, l'évaluation de la qualité et de l'emballage, le transport, les conditions de stockage, etc., et de prédire la stabilité initiale de l'échantillon.
Les essais destructifs accélérés sont généralement réalisés avec plus de 3 lots d'échantillons placés dans des contenants d'emballage identiques ou similaires aux produits disponibles dans le commerce. Conditions générales de mise en place les conditions d'essai pour les médicaments chimiques de référence (préparations) sont de 40 ± 2 ° C, l'humidité relative de 75% ± 5% et la durée de mise en place est de six mois.
La détection comprend généralement 3 points temporels pour les périodes initiale, intermédiaire et finale. Sur la base de l'expérience acquise en matière de R & D, si l'on prévoit que les résultats des essais destructifs accélérés pourraient se rapprocher du point critique de changement de la qualité de la durée de conservation des boissons, il faudrait envisager d'augmenter la fréquence de détection dans la conception des expériences. Le test peut être interrompu en cas d'anomalie sensible des sens ou des indicateurs de la boisson, c'est - à - dire si la qualité de la boisson au cours de sa durée de conservation a sensiblement changé.
En outre, les conditions d'essai destructives accélérées de 25 ± 2 °C et d'humidité relative de 60 ± 5% pour une partie des boissons nécessitant une conservation réfrigérée (5 °C ± 3 °C) doivent être évaluées en fonction de l'effet des conditions de stockage en cours de transport ou de manutention sur leur qualité si, au cours des trois premiers mois de l'essai accéléré, la qualité a changé de manière significative, se traduisant par des anomalies sensorielles ou des indicateurs manifestes; Si nécessaire, 1 lot supplémentaire d'échantillons peut être testé, augmenter la fréquence de détection des échantillons, effectuer des essais dans les 3 mois; Les essais destructifs accélérés peuvent être terminés si des changements sensoriels ou des indicateurs manifestement inacceptables ont déjà eu lieu au cours des 3 mois précédents. En ce qui concerne les conditions de mise en place de l'essai accéléré pour les boissons conservées congelées, il n'existe actuellement aucune base de référence.
La méthode la plus répandue et la plus efficace actuellement utilisée pour prédire la durée de conservation des aliments est le modèle Arrhenius, qui décrit l ` effet de différentes températures sur les changements de vitesse des réactions chimiques liées aux aliments. L'équation du modèle Arrhenius est:
Où: K est la constante de vitesse; K0 est une constante de relation; E est l'énergie d'activation; R est la constante des gaz; T est la température absolue.
Dans la formule ci - dessus, le degré d'influence de la température sur la réaction chimique est exprimé en Q10. Dans une réaction chimique générale, la vitesse de réaction double pour chaque augmentation de 10 ° C de la température, c'est - à - dire que Q10 est généralement de 2. Le rapport Q10 de la durée de conservation à 2 températures avec une différence arbitraire de température de 10°C a la formule suivante:
Q10 = durée de conservation à la température T / (t + 10) température
En règle générale, Q10 de la durée de conservation de la boisson est de choisir deux températures pour calculer le rapport et, en outre, déterminer la fréquence des expériences à ces deux températures. La formule est la suivante:
Où Δt est la différence de température entre les deux températures expérimentales T1 et T2 et F1 est l'intervalle de temps entre les essais à la température T1; F2 est l'intervalle de temps entre les essais à la température T2. Pour Q10 avec 2 Différences de température autres que 10°C, la formule ci - dessus devient:
Où Δt est la différence de température entre T1 et T2 et θs (T1) est la durée de conservation à une température spécifique T1; θ s (T2) est la durée de conservation à une certaine température T2.
04,
Essais à long terme
L'objectif des essais à long terme sur les boissons est d'étudier la stabilité de leur qualité dans les conditions de stockage proposées, mais aussi de fournir des références pour l'emballage, l'environnement de stockage et la durée de conservation des boissons. En général, les essais à long terme doivent être effectués dans des conditions de stockage réelles proches de celles de la boisson.
Le test à long terme de la boisson est généralement de sceller la boisson dans un emballage commercial propre ou un emballage commercial approximatif, puis de la placer dans un environnement à une température de 25 ± 2 ℃, une humidité relative de 60% ± 5%, ou une température de 30 ± 2 ℃, une humidité relative de 65% ± 5%, la durée de l'expérience est la durée de conservation de l'échantillon, généralement de 12 mois. Ceci est pris en compte par la différence de climat entre le Sud et le nord de notre pays, et les boissons vendues dans d'autres pays doivent être considérées en fonction de la zone climatique dans laquelle elles se trouvent.
Les échantillons pour les essais à long terme sont généralement choisis dans 3 lots, échantillonnés tous les 3 mois, échantillonnés au début de la mise en place, 3 mois, 6 mois, 9 mois, 12 mois, selon les indicateurs de détection de la qualité de la durée de conservation des boissons.
Étant donné qu'il existe une certaine dispersion des données de détection dans les expériences réelles, lors de l'analyse statistique des données, il convient généralement de respecter la limite de confiance de 95% pour obtenir une durée de conservation efficace.
Si les résultats de l'analyse statistique des 3 lots de boissons sélectionnés diffèrent moins, la durée de conservation moyenne de la boisson est retenue, et si les résultats de l'analyse statistique des 3 lots de boissons sélectionnés diffèrent davantage (valeur p ≤ 0,25), la durée de conservation de la boisson est retenue pour le lot le plus court. Si les données indiquent que les résultats de l'essai varient peu, ce qui indique que la boisson est stable, aucune analyse statistique n'est effectuée.
Dans des cas exceptionnels, certaines boissons nécessitent une conservation réfrigérée ou doivent être congelées. En ce qui concerne les conditions expérimentales à long terme nécessitant une conservation réfrigérée de la boisson à 5 ± 3 ° C, si elle subit un changement de qualité inacceptable entre 3 et 6 mois au moment de l'essai destructif accéléré, la durée de conservation doit être déterminée sur la base des données de stabilité du temps d'examen réel. Les conditions d'essai à long terme pour certaines boissons nécessitant une Cryoconservation sont de - 20 ℃ ± 5 ℃, et leur durée de conservation doit être déterminée en fonction des données de stabilité sur la durée réelle de l'expédition dans des conditions expérimentales à long terme.
05,
Essai de durée de vie Focus expedition Project
Essais de durée de vie des boissons les projets d'étude peuvent être divisés en indicateurs sensoriels, physico - chimiques et microbiologiques, qui sont les trois principaux aspects de l'évaluation de la détérioration d'une boisson. Les indicateurs sensoriels sont la base la plus directe pour juger de la qualité ou du goût des aliments, les indicateurs physico - chimiques spécifient la teneur en ingrédients que la boisson doit atteindre et les indicateurs microbiologiques mesurent le degré de contamination microbienne ou autre de la boisson.
Pour différentes boissons, les indicateurs d'examen ne sont pas exactement les mêmes, tels que les boissons vitaminées pour se concentrer sur les indicateurs physico - chimiques, les boissons gazeuses pour se concentrer sur la capacité en gaz du dioxyde de carbone; Tandis que les indicateurs microbiologiques concernent la sécurité alimentaire, tout en se concentrant sur les indicateurs pathogènes, il faut également se concentrer sur les indicateurs des bactéries indicatrices.
Tableau 4 Tableau de référence des projets d'étude ciblée
Remarque: les substances instables se réfèrent aux composants clés de la boisson qui sont de nature instable, tels que la teneur en vitamines dans les boissons vitaminées, la teneur en jus de fruits et de légumes dans les boissons à base de jus de fruits et de légumes, la capacité en gaz carbonique dans les boissons gazeuses, etc.
Exemple: projet d'étude sur les boissons solides à base de plantes et de thé - étude sur les taux d'agglomération
Les boissons solides végétales sont des boissons solides fabriquées à partir de plantes et de leurs extraits (à l'exception des fruits, des légumes, du thé et du café) comme matières premières principales, avec ou sans ajout d'autres Excipients et additifs alimentaires. Les boissons solides à base de thé sont des boissons solides fabriquées à partir d'extraits de feuilles de thé ou de leurs extraits ou directement à partir de poudre de thé (y compris la poudre de thé instantanée, la poudre de thé moulu) comme matière première, avec ou sans ajout d'autres Excipients et additifs alimentaires bruts.
Taux d'agglomération des boissons solides test Focus les projets d'étude peuvent être divisés en indicateurs sensoriels, indicateurs physico - chimiques et indicateurs microbiologiques, qui sont les trois principaux aspects de l'évaluation de la détérioration d'une boisson. Les indicateurs sensoriels sont la base la plus directe pour juger de la qualité ou du goût d'un aliment, les indicateurs physico - chimiques spécifient la teneur en ingrédients que la boisson doit atteindre et les indicateurs microbiologiques sont des indicateurs qui mesurent le degré de contamination microbienne ou autre de la boisson.
Pour différentes boissons, les indicateurs d'examen ne sont pas exactement les mêmes, tels que les boissons vitaminées pour se concentrer sur les indicateurs physico - chimiques, les boissons gazeuses pour se concentrer sur la capacité en gaz du dioxyde de carbone; Tandis que les indicateurs microbiologiques concernent la sécurité alimentaire, tout en se concentrant sur les indicateurs pathogènes, il faut également se concentrer sur les indicateurs de bactéries indicatrices.
Les caractéristiques du produit des boissons solides, généralement en mettant l'accent sur la situation de l'agglomération des produits, pour les boissons solides végétales et les boissons solides à base de thé, le taux d'agglomération est un indicateur important de la durée de conservation. Il s'agit également d'un indicateur principal, l'article n'examine que le taux d'agglomération, bien qu'il ne s'agisse que d'une partie de la durée de conservation, mais l'entreprise peut utiliser cela comme base pour déterminer la durée de conservation du produit.
Actuellement, il n'y a pas de réglementation uniforme pour le taux d'agglomération des boissons solides végétales et des boissons solides à base de thé, et il n'y a pas de méthode fixe pour la détermination rapide du taux d'agglomération. Selon le modèle Arrhenius, les boissons solides végétales et les boissons solides à base de thé peuvent être utilisées pour accélérer la méthode d'essai, en calculant le taux d'agglomération approximatif des produits de l'entreprise, par comparaison avec le taux d'agglomération cible, tel que le taux d'agglomération cible n'a pas été atteint, des améliorations immédiates du processus peuvent être apportées, y compris la formulation du produit, les paramètres du processus, les matériaux d'emballage ou les méthodes d'emballage, etc., afin de fournir de nouvelles idées et une base d'essai pour la détermination rapide du taux d'agglomération dans le processus de développement de ces nouveaux produits.
Liu Jianwen et al. les résultats de l'essai montrent que le taux d'agglomération réel jusqu'à 5% du temps est environ 5% plus long que le taux d'agglomération approximatif jusqu'à 5% dans des conditions expérimentales accélérées, les résultats de l'essai sont précis et fiables, le taux d'agglomération du produit si les exigences spécifiées ne sont pas atteintes, le taux d'agglomération du produit peut être prolongé par l'amélioration du processus de production du produit, des partenaires, des matériaux d'emballage.
06,
Évaluation des résultats des études d'essai de durée de vie
L'étude prédictive de la stabilité de la durée de vie des boissons est d'une grande importance pour le développement de l'industrie des boissons, c'est sur la base des résultats expérimentaux des expériences de facteurs d'influence, des essais destructifs accélérés, des essais à long terme et en combinaison avec l'analyse systématique et le jugement des situations que les boissons peuvent rencontrer pendant la production réelle, le transport. Test de durée de conservation des boissons, qui peut fournir des boissons sous l'influence de divers facteurs environnementaux, sa qualité change au fil du temps, peut être scientifiquement prédictif rigoureux avec la détermination des conditions de stockage, l'emballage et la durée de conservation des boissons; La durée de conservation de la boisson et les conditions de stockage recommandées sont ainsi établies pour assurer la stabilité de la qualité de la boisson pendant la durée de conservation.
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