飲料生產(chǎn)與包裝技術(shù)在不斷進(jìn)步，使得飲料的保質(zhì)期也在不斷延長。另外，考慮到飲料類別與包裝形式的日趨多樣化，以及銷售范圍的不斷擴(kuò)大，對飲料的保質(zhì)期需要通過科學(xué)的方法予以測定。因而，如何統(tǒng)一、合理、準(zhǔn)確、快速的預(yù)測確定飲料的保質(zhì)期，已成為當(dāng)前飲料研發(fā)人員的當(dāng)務(wù)之急。

 

       目前對飲料的保質(zhì)期確定大多依賴經(jīng)驗或簡單測試，缺乏科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化的方法。而隨著飲料產(chǎn)品的全球化營銷，不同氣候條件下飲料的保質(zhì)期變化也愈發(fā)受到關(guān)注。而我國等國土遼闊的國家，往往跨越多個氣候帶，使得僅在國內(nèi)銷售的產(chǎn)品，也必須要考慮在不同氣候帶的保質(zhì)期。國際氣候帶見表1： 

 

表1 國際氣候帶

 

 

       溫帶主要有俄羅斯、英國、加拿大、北歐；亞熱帶有美國、西歐（葡萄牙—希臘）、日本；干熱帶有蘇丹、伊朗、伊拉克；濕熱帶有菲律賓、印度尼西亞、巴西、加納、尼加拉瓜。我國大部分地區(qū)屬亞熱帶，也有部分地區(qū)屬濕熱帶，故飲料保質(zhì)期的長期測試方法可采用以下實驗條件：溫度為25±2℃、相對濕度為60%±10%。

 

 

一、飲料保質(zhì)期內(nèi)存在的主要質(zhì)量問題

 

       目前，飲料在保質(zhì)期內(nèi)存在的質(zhì)量問題主要有兩類，一類是生物性的，即由微生物自身及其代謝產(chǎn)物導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)、沉淀和渾濁；另一類是非生物性的，即飲料成分發(fā)生物理、化學(xué)變化引起的產(chǎn)品退色、凸罐、漏瓶、分層和沉淀等。常發(fā)生的質(zhì)量問題詳見表2 和表3：

 

表2 保質(zhì)期內(nèi)微生物引起的飲料質(zhì)量問題

 

 

表3 保質(zhì)期內(nèi)非生物引起的飲料質(zhì)量問題

 

 

 

二、影響因素實驗

 

       影響因素實驗是在比加速試驗更劇烈的條件下進(jìn)行，如光照、溫度、濕度、酸、堿、氧化等，了解飲料在以上相應(yīng)條件下的質(zhì)量保持情況，為飲料的配方設(shè)計、生產(chǎn)工藝、包裝、貯存條件等提供參考信息。飲料的影響因素實驗一般只需要一個批次的樣品即可，如因?qū)嶒灲Y(jié)果不明確，則應(yīng)加試2 個批次樣品。

 

       目前飲料保質(zhì)期測試常進(jìn)行的影響因素實驗是高溫實驗、高濕實驗和強(qiáng)光照實驗。

 

1、高溫試驗的方法

 

       將飲料密封放于潔凈的市售包裝或近似市售包裝中，60℃下放置10 天，于第5 天和最后一天取樣，按飲料保質(zhì)期考察指標(biāo)進(jìn)行檢測。

 

       若飲料在放置的10 天內(nèi)已發(fā)生不可接受的質(zhì)量變化，則在40℃條件下按照以上時間繼續(xù)進(jìn)行實驗。

 

       若60℃沒有發(fā)生不可接受的質(zhì)量變化，不再進(jìn)行40℃實驗。

 

       此實驗即可考察飲料在熱帶地區(qū)儲運的穩(wěn)定性，也可考察飲料在夏季物流過程中的穩(wěn)定性。

 

2、高濕實驗的方法

 

       將飲料密封放于潔凈的市售包裝或近似市售包裝中，放置于25℃，相對濕度為90%±5%條件下10天，于第5 天和最后一天進(jìn)行取樣，按飲料保質(zhì)期考察指標(biāo)進(jìn)行檢測。該高濕實驗一般只針對固體飲料適用。

 

       恒濕條件可使用恒溫恒濕實驗箱。物流過程中有海運階段的飲料，還可使用鹽霧實驗箱以考察容器的耐腐蝕性。

 

       該實驗對于采用半透性PET 塑料瓶或金屬容器的飲料具有重要意義，在考察飲料自身保質(zhì)期的同時，還可考察容器的穩(wěn)定性及耐腐蝕性。

 

3、強(qiáng)光照射實驗的方法

 

       將密封于市售包裝或近似市售包裝的飲料放在裝有熒光燈（模擬貨架照明）或氙燈（模擬日光照射）的光照試驗箱或其他適宜的光照裝置內(nèi)，于4500±500xl的照度條件下放置10 天，于中間一天和最后一天按飲料保質(zhì)期考察指標(biāo)進(jìn)行檢測，重點檢查飲料的感官變化。其中可選用任何輸出相似于D65/ID65 發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)的光源。

 

       該實驗主要考察飲料在貨架銷售期的穩(wěn)定性。

 

       此外，根據(jù)需要可設(shè)計酸、堿和氧化等實驗，探討以上因素對飲料保質(zhì)期質(zhì)量的影響，并研究分析飲料中各成分的相互影響情況。

 

 

三、加速破壞性試驗

 

       加速破壞性試驗是在特定條件下進(jìn)行的質(zhì)量破壞性試驗，其目的是在較短的時間內(nèi)，了解飲料的物理、化學(xué)和生物學(xué)方面的變化，為飲料配方設(shè)計、質(zhì)量評價和包裝、運輸、貯存條件等提供實驗依據(jù)，并初步預(yù)測樣品的穩(wěn)定性。 

 

       加速破壞性試驗通常采用3個批次以上的樣品進(jìn)行，放置在市售產(chǎn)品相同或相似的包裝容器中。一般放置條件參照化學(xué)藥物（制劑）的試驗條件為40±2℃、相對濕度為75%±5%，放置時間為六個月。 

 

       檢測一般包括初始、中間和末次的3個時間點。根據(jù)研發(fā)經(jīng)驗，如果預(yù)測加速破壞性試驗的結(jié)果可能會接近飲料保質(zhì)期質(zhì)量變化的臨界點，則應(yīng)在實驗設(shè)計中考慮增加檢測頻率。飲料的感官或指標(biāo)如出現(xiàn)明顯的異常，即飲料在保質(zhì)期內(nèi)的質(zhì)量發(fā)生了明顯變化，該試驗就可以中止。 

 

       此外，針對部分需要冷藏保存（5℃±3℃）飲料的加速破壞性試驗條件為25±2℃、相對濕度為60%±5%，如果在加速試驗的前3個月內(nèi)質(zhì)量發(fā)生了顯著變化，表現(xiàn)為感官或指標(biāo)有明顯的異常，則應(yīng)對運輸途中或搬運過程中得貯存條件對其質(zhì)量的影響進(jìn)行評估；必要時可加試1 批樣品、增加取樣檢測頻度、進(jìn)行3個月以內(nèi)的試驗；如前3個月感官或指標(biāo)已經(jīng)發(fā)生了明顯的不可接受的變化，則可終止加速破壞性試驗。關(guān)于冷凍保存飲料的加速試驗的放置條件，目前并無參考依據(jù)。

 

       目前最廣泛、最有效使用的預(yù)測食品貨架期方法是Arrhenius模型，用來描述不同溫度對食品有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)速度變化的影響。Arrhenius模型方程是：

 

 

       式中：k為速度常數(shù)；k₀為關(guān)系式常數(shù)；E為活化能；R為氣體常數(shù)；T為絕對溫度。

 

       在上式中，溫度對化學(xué)反應(yīng)的影響程度用Q₁₀來表示。在一般的化學(xué)反應(yīng)中，溫度每上升10℃則反應(yīng)速度加倍，即Q₁₀一般都為2。2個任意溫差為10℃的溫度下的保質(zhì)期的比值Q₁₀有以下公式：

 

       Q₁₀=T溫度下的保質(zhì)期/（T+10）溫度下的保質(zhì)期

 

通常情況下，飲料保質(zhì)期的Q₁₀都是選取2個溫度進(jìn)行計算比值，并且，還要確定這兩個溫度下進(jìn)行實驗的頻率。公式如下：

 

 

       式中：ΔT 為兩個實驗溫度T₁與T₂的溫度差，f₁為溫度T₁ 時測試之間的時間間隔；f2為溫度T₂時測試之間的時間間隔。對于2個溫度差不是10℃的Q₁₀，則上述公式變?yōu)椋?/div>