專利名稱：：帶魚(yú)的貨架期預(yù)測(cè)模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種預(yù)測(cè)帶魚(yú)貨架期的方法。
背景技術(shù)：
：帶魚(yú)是我國(guó)最重要的海洋經(jīng)濟(jì)魚(yú)種之一，其產(chǎn)量多年來(lái)一直位居我國(guó)海洋捕撈魚(yú)類產(chǎn)量的首位。帶魚(yú)肉嫩體肥、味道鮮美，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。由于國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)魚(yú)類鮮度的要求不斷提高以及生鮮魚(yú)流通量變大和流通距離變長(zhǎng)，快速評(píng)估鮮帶魚(yú)鮮度及預(yù)測(cè)其剩余貨架期顯得十分重要。鮮度指標(biāo)(K)值是一種很好評(píng)價(jià)魚(yú)類新鮮度的指標(biāo)，生化反應(yīng)與微生物腐敗作用與K值的變化有著極強(qiáng)的相關(guān)性，并且K值受到魚(yú)種類和貯藏溫度因素的影響。在鮮魚(yú)早期貯藏過(guò)程中ATP受到魚(yú)體內(nèi)酶的作用而發(fā)生降解。ATP分解過(guò)程中，以HxR+Hx的量對(duì)ATP關(guān)聯(lián)物總量的比值，即為K值。K越小表示鮮度越好，K值越大則鮮度越差。在鮮帶魚(yú)的低溫貯藏過(guò)程中，其鮮度指標(biāo)(K)值會(huì)發(fā)生變化。通過(guò)對(duì)生鮮帶魚(yú)在低溫貯藏過(guò)程中K值品質(zhì)變化的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行研究，建立鮮帶魚(yú)的K值隨貯藏溫度和時(shí)間變化的動(dòng)力學(xué)模型，從而可以對(duì)鮮帶魚(yú)的貨架期進(jìn)行預(yù)測(cè)。圖1為不同貯藏溫度下生鮮帶魚(yú)K值變化。
發(fā)明內(nèi)容帶魚(yú)貨架期的預(yù)測(cè)模型，本發(fā)明對(duì)新鮮帶魚(yú)在不同貯藏溫度條件下的鮮度指標(biāo)(K)值變化進(jìn)行研究，根據(jù)鮮度指標(biāo)(K)值建立帶魚(yú)品質(zhì)變化動(dòng)力學(xué)模型，并進(jìn)一步建立了貨架期預(yù)測(cè)模型，為監(jiān)測(cè)和控制生鮮帶魚(yú)貨架期提供理論依據(jù)。本發(fā)明的測(cè)定步驟按照以下過(guò)程進(jìn)行1)對(duì)貯藏在268K、273K、278K、283K、293K條件下的生鮮帶魚(yú)的鮮度指標(biāo)(K)值，感官品質(zhì)變化進(jìn)行測(cè)定。2)建立帶魚(yú)的鮮度指標(biāo)(K)值隨貯藏溫度變化的動(dòng)力學(xué)模型。模型選擇一級(jí)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型為佳。3)建立的貨架期預(yù)測(cè)模型。將在不同貯藏溫度下獲得的鮮度指標(biāo)(K)值進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模型回歸后，求得不同溫度下的速率常數(shù)后，用lnk對(duì)熱力學(xué)溫度的倒數(shù)(1/T)作圖可得到一條斜率為-EA/R的直線，在高溫(1/T)下借助貨架期加速實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)，然后用外推法求得貨架壽命的切分點(diǎn)。根據(jù)Q!o公式，可以進(jìn)行不同溫度貨架壽命的預(yù)測(cè)。4)貨架期預(yù)測(cè)模型的驗(yàn)證和評(píng)價(jià)。將帶魚(yú)貯藏在特定溫度條件下，用貨架期實(shí)測(cè)值驗(yàn)證該模型。將帶魚(yú)貨架期的實(shí)驗(yàn)值與貨架期預(yù)測(cè)模型得到的預(yù)測(cè)值進(jìn)行比較，計(jì)算預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的相對(duì)誤差。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)對(duì)發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明所要求的保護(hù)范圍并不局限于實(shí)施例描述的范圍。1材料與方法1.1材料鮮帶魚(yú)購(gòu)自上海銅川路水產(chǎn)品市場(chǎng)。1.2方案設(shè)計(jì)1.2.1原料預(yù)處理選擇體型較大，表皮色澤光亮，肉質(zhì)較硬，無(wú)異味的新鮮帶魚(yú)為實(shí)驗(yàn)原料。將買來(lái)的帶魚(yú)放入準(zhǔn)備好的碎冰中，用冰水清洗。將清洗后的帶魚(yú)去頭去尾并且切塊，每塊約重30g，分別裝入密實(shí)袋中，貯藏在268K、273K、278K、283K、293K的條件下用于K值的測(cè)定。1.3鮮度指標(biāo)(K)值測(cè)定1.3.1腺苷三磷酸(ATP)關(guān)聯(lián)物的提取分別取貯藏在268K、273K、278K、283K、293K條件下的帶魚(yú)樣品，取勻漿后的帶魚(yú)肉4g，加入15ml預(yù)先冷卻的10。/。高氯酸(PCA)溶液進(jìn)行抽提，懸浮于5000r/min離心10min，收集上清液。所得沉淀再用5。/。PCA溶液抽提和離心。合并兩次上清液，用lmol/LKOH溶液將其中和至pH6.56.8，定容至50ml，然后后通過(guò)孔徑為0.45nm的濾膜過(guò)濾。提取在4'C冰浴條件下進(jìn)行，濾液在-22'C下保存，供測(cè)定用。1.3.2腺苷三磷酸(ATP)關(guān)聯(lián)物的測(cè)定高效液相色譜儀ShimadazuLC-10AD，色譜柱0D-2(150x4.66mm，ShinwaChemicalIndustries)，流動(dòng)相0.05mol/L，檢測(cè)波長(zhǎng)254nm，進(jìn)樣量20^M1。外標(biāo)法定量。13.3鮮度指標(biāo)(K)值計(jì)算W=--x纖(1)式中ATP，ADP，AMP，IMP，HxR，Hx分別為腺苷三磷酸、腺苷二磷酸、腺苷酸、肌苷酸、肌苷(次黃嘌呤核苷)和次黃嘌呤的濃度，以^mol/g濕重表示。1.4數(shù)據(jù)分析應(yīng)用SAS軟件和Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。2結(jié)果與分析不同貯藏溫度下帶魚(yú)鮮度指標(biāo)(K)值的變化見(jiàn)圖1。通過(guò)圖1，可以看出隨著天數(shù)的增加，K值呈上升趨勢(shì)。貯藏在293K下的帶魚(yú)的K值變化最為顯著，貯藏第三天時(shí)K值已為82.62%，貯藏在268K下的帶魚(yú)K值變化幅度最小，當(dāng)貯藏6天后，K值為37.98%。而貯藏在273K、278K和283K下的帶魚(yú)的K值是隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，且隨著溫度的升高而增加迅速。一般認(rèn)為即殺魚(yú)的K值在10%以下，作為生魚(yú)片的新鮮魚(yú)K值大約在20%以下，20%40%為二級(jí)鮮度，60%80%為初期腐敗魚(yú)。故當(dāng)K^40。/。時(shí)，即表示到達(dá)了帶魚(yú)貨架期終點(diǎn)。3貨架期模型建立3.1—級(jí)動(dòng)力學(xué)模型在食品加工和貯藏過(guò)程中，大多數(shù)與食品質(zhì)量有關(guān)的品質(zhì)變化都遵循零級(jí)或一級(jí)模式。經(jīng)分析確定帶魚(yú)新鮮度品質(zhì)函數(shù)為一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。貯藏過(guò)程中帶魚(yú)的K值變化用指數(shù)方程進(jìn)行回歸分析，得到反應(yīng)速率常數(shù)k、回歸系數(shù)R2見(jiàn)表2?；貧w方程表達(dá)式為^=」。e"f式中t:食品的貯藏時(shí)間，天；A():食品的初始品質(zhì)；A:食品貯藏第t天時(shí)的品質(zhì)；ka:食品品質(zhì)變化速率常數(shù)。表2.帶魚(yú)在不同貯藏溫度下K值變化的動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)品質(zhì)指標(biāo)貯藏溫度初始值A(chǔ)Q反應(yīng)速率常數(shù)k回歸系數(shù)R2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注所有方程的回歸系數(shù)均大于0.9，表明方程極顯著。3.2反應(yīng)速率常數(shù)分析在268K、273K、278K、283K、293K貯藏條件下可分別得到帶魚(yú)的鮮度指標(biāo)(K)值。利用得到的數(shù)據(jù)做圖，計(jì)算反應(yīng)常數(shù)，得到該反應(yīng)的Arrhenhxs方程。由于反應(yīng)速率常數(shù)k是溫度的函數(shù)，因此運(yùn)用Arrhenius方程可以預(yù)測(cè)帶魚(yú)在不同貯藏條件下的貨架壽命。Arrhenius方程為H丄！)V乂式中ko:指前因子(又稱頻率因子)；EA:活化能；T:絕對(duì)溫度，K;R:氣體常數(shù)，8.3144J/(mol*K)，ko和EA都是與反應(yīng)系統(tǒng)物質(zhì)本性有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。對(duì)Arrhenius方程取對(duì)數(shù)，得&t=0一|求得不同溫度下的速率常數(shù)后，用lnk對(duì)熱力學(xué)溫度的倒數(shù)(1/T)作圖可得到一條斜率為-EA/R的直線。Arrhenius關(guān)系式的主要價(jià)值在于可以在高溫(1/T)下借助貨架期加速實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)，然后用外推法求得在較低溫度下的貨架壽命。K值的回歸結(jié)果為/t。=""x^ex/^^^~~鮮度指標(biāo)(K)值活化能為4.126xl(^J/mo1。該動(dòng)力學(xué)模型很好地模擬了帶魚(yú)品質(zhì)下降過(guò)程，可為帶魚(yú)貨架期的預(yù)測(cè)和控制提供可靠的理論依據(jù)。通過(guò)以上K值品質(zhì)變化的回歸方程和得到的反應(yīng)速率常數(shù)得到帶魚(yú)的K值動(dòng)力學(xué)模式中A:鮮度品質(zhì)測(cè)定值；AQ:初始鮮度品質(zhì)測(cè)定值。根據(jù)所得到的鮮帶魚(yú)動(dòng)力學(xué)模型，當(dāng)確定了帶魚(yú)的貯藏溫度、帶魚(yú)的初始鮮度品質(zhì)值及終點(diǎn)鮮度品質(zhì)控制值，即可獲得在確定的貯藏溫度條件下的可貯藏時(shí)間。另外，也可以通過(guò)確定帶魚(yú)的貯藏溫度、帶魚(yú)初始鮮度品質(zhì)值及貯藏時(shí)間，獲得在確定的貯藏溫度條件下貯藏一定時(shí)間后帶魚(yú)的鮮度品質(zhì)。3.3貨架期預(yù)測(cè)模型對(duì)Arrhenius方程式進(jìn)行微分然后從l^到T2積分，得到T"T2溫度段相對(duì)應(yīng)的EA1、EA2與溫度反應(yīng)速度常數(shù)的關(guān)系^r,xr7，&"1r廣7)、式中:k"k2對(duì)應(yīng)T卜T2溫度下的速度常數(shù)。由回歸計(jì)算得出EA!、Ea2，其中，Ea,表示T!段的活化能，Ea2表示T2段的活化能。由此可獲得qk)模型切^x川,式中Qu)為溫度相差10K的兩個(gè)貨架壽命的比值；為貨架壽命，天。通過(guò)Qio模型可預(yù)測(cè)不同溫度段(268K278K)、(273K283K)和(283K293K)內(nèi)各溫度點(diǎn)的帶魚(yú)貨架期ft/"—"，-^4，其中T。>T。利用求得的反應(yīng)速率常數(shù)k，可求得Eai(268K278K)、Em(273K273K)禾卩EA3(283K~293K)，將其代入QlO公式獲得Ql0(268K278K)、Ql0(273K273K)禾口Ql0(283K293K)，具體結(jié)果見(jiàn)表3表3帶魚(yú)在三個(gè)溫度段上活化能EA和Q,o的計(jì)算值貯藏溫度段EA/J'mor1Q10268K278K24269.61.480273K283K44329.91.994283K293K55265.242.229將40%設(shè)為切分點(diǎn)，通過(guò)得到的K值動(dòng)力學(xué)模型可獲得不同貯藏溫度相對(duì)應(yīng)的貨架壽命終點(diǎn)值，具體見(jiàn)表4。表4各溫度下帶魚(yú)通過(guò)K值動(dòng)力學(xué)模型獲得的貨架壽命<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注A-K值品質(zhì)測(cè)定值，t-貯藏時(shí)間由此得到，283K293K溫度段內(nèi)帶魚(yú)架期預(yù)測(cè)模型為273K283K溫度段內(nèi)帶魚(yú)架期預(yù)測(cè)模型為加-r268K278K溫度段內(nèi)帶魚(yú)架期預(yù)測(cè)模型為式中T為貯藏溫度，K;&f2V為貨架壽命，天。3.4貨架期預(yù)測(cè)模型的驗(yàn)證和評(píng)價(jià)將帶魚(yú)貯藏在273K和283K的條件下，用貨架期實(shí)測(cè)值驗(yàn)證該模型。表4為273K和283K條件下，帶魚(yú)貨架期的實(shí)驗(yàn)值與貨架期預(yù)測(cè)模型得到的預(yù)測(cè)值的比較?？梢?jiàn)，預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的相對(duì)誤差可以控制在5%之內(nèi)。表4帶魚(yú)不同貯藏溫度下K值貨架期的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>上述驗(yàn)證結(jié)果顯示，應(yīng)用本研究建立的帶魚(yú)貨架期預(yù)測(cè)模型，可以快速可靠地實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)268K293K貯藏條件下帶魚(yú)的貨架壽命。4結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，帶魚(yú)的鮮度指標(biāo)(K)值隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。貯藏溫度越高鮮度指標(biāo)(K)值變化越快，且符合一級(jí)反應(yīng)變化規(guī)律，貨架期也越短。得到的鮮度指標(biāo)(K)值用Arrhenius方程描述，有很高的擬和精度。根據(jù)建立的貨架期模型，可以準(zhǔn)確地對(duì)鮮帶魚(yú)的食用安全性進(jìn)行判別，并快速、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)貨架期。權(quán)利要求1.帶魚(yú)的貨架期預(yù)測(cè)模型，其特征在于對(duì)不同貯藏溫度情況下帶魚(yú)的鮮度指標(biāo)(K)值變化情況進(jìn)行研究，建立貨架期預(yù)測(cè)模型。步驟如下1)對(duì)新鮮帶魚(yú)清洗。將清洗后的帶魚(yú)去頭去尾并且切塊。2)將切塊后的帶魚(yú)，立即密封包裝，冷藏。定期取樣進(jìn)行鮮度指標(biāo)(K)值的測(cè)定，并進(jìn)行感官評(píng)定。3)建立鮮度指標(biāo)(K)值隨貯藏溫度變化的動(dòng)力學(xué)模型。4)反應(yīng)速率常數(shù)分析。5)以鮮度指標(biāo)(K)值作為判定依據(jù)得到的貨架期，建立貨架期預(yù)測(cè)模型。6)貨架期預(yù)測(cè)模型的驗(yàn)證和評(píng)價(jià)。2.如權(quán)利要求1所述的帶魚(yú)的貨架期預(yù)測(cè)模型，其特征在于將鮮帶魚(yú)放入碎冰中，用冰水清洗。將清洗后的帶魚(yú)去頭去尾并且切塊，每塊約重30g。3.如權(quán)利要求1所述的帶魚(yú)的貨架期預(yù)測(cè)模型，其特征在于帶魚(yú)樣品分別在268K、273K、278K、288K、293K下Jfc藏。4.如權(quán)利要求1所述的帶魚(yú)的貨架期預(yù)測(cè)模型，其特征在于用一級(jí)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)不同貯藏溫度鮮度指標(biāo)(K)值進(jìn)行回歸分析。5.如權(quán)利要求1所述的帶魚(yú)的貨架期預(yù)測(cè)模型，其特征在于溫度對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)影響的數(shù)學(xué)模型根據(jù)Arrhenius方程進(jìn)行分析。6.如權(quán)利要求1所述的帶魚(yú)的貨架期預(yù)測(cè)模型，其特征在于對(duì)Qw模型進(jìn)行分析，得到不同溫度段的活化能EA和QK)值，將得到的帶魚(yú)動(dòng)力學(xué)模型，設(shè)定切分點(diǎn)為40%時(shí)獲得的貨架壽命的終點(diǎn)值，并代入Qk)模型，得到不同溫度段的貨架期預(yù)測(cè)模型為-283K293K溫度段內(nèi)帶魚(yú)架期預(yù)測(cè)模型為&(Tj=/.6x;273K283K溫度段內(nèi)帶魚(yú)架期預(yù)測(cè)模型為&(T)="/.994"7「；268K278K溫度段內(nèi)帶魚(yú)架期預(yù)測(cè)模型為2s^V=5.5x,式中T為貯藏溫度，K;&OV為貨架壽命，天。全文摘要帶魚(yú)的貨架期預(yù)測(cè)模型，本發(fā)明對(duì)不同貯藏溫度情況下鮮帶魚(yú)的鮮度指標(biāo)(K)值變化情況進(jìn)行研究，根據(jù)該指標(biāo)建立帶魚(yú)貨架期預(yù)測(cè)模型(如圖)式中T為貯藏溫度，K；Q_S(T)為貨架壽命，天。此貨架期預(yù)測(cè)模型有利于準(zhǔn)確地對(duì)帶魚(yú)的食用安全性進(jìn)行判別和預(yù)測(cè)其貨架期。文檔編號(hào)G01N33/12GK101358958SQ200810042539公開(kāi)日2009年2月4日申請(qǐng)日期2008年9月5日優(yōu)先權(quán)日2008年9月5日發(fā)明者懿佟,晶謝申請(qǐng)人:上海海洋大學(xué)