产品保质期预测与包装选择

通过科学的方法对食品保质期进行预测和估算不仅为厂家节省时间和金钱，也是为食品质量和安全提供有效保障。

提到食品保质期，生产厂家所选用的包装材料往往会对其起到重要影响。通过分析包装材料对以下主要食品化学以及生化反应动力学的影响，可以更为准确地推算保质期。

1. 水汽的流失与增加

对于含水量较低和较高的食物来讲，一定的水分增加与流失都会导致保质期缩短。对饼干一类的食品而言，吸收外界水分会导致受潮，进而影响口感，同时也可能会导致霉菌等微生物生长；对于水分含量较高的食品来说，流失水分也会影响产品品质。

因此包装工程师需要根据对应食品性质选择具备一定水蒸气渗透性的包装材料来延长保质期，而这个决定材料对水蒸汽阻隔性能好坏的参数通常用WVTR(water vapor transmission rate)来表示。

2. 不饱和脂肪的氧化

要想决定包装材料所需的阻氧性参数，首先需要根据食物本身所含的不饱和键数目以及抗氧化剂含量来推断。举例而言，当成分健康的能量棒所含的不饱和脂肪大大高于饱和脂肪时，对应所需的包装材料则需要更高的阻氧性和阻光性来减缓氧化所带来的一系列不良影响。

当食物成分氧化的时候，会产生酸败以及其他不好的气味，这时我们往往有两个选择。第一是选择气体渗透率高或者有孔洞的包装，这样可以便于酸败味道的挥发。第二个选择便是与薯片包装一样，采用高阻隔包装材料并用充氮气等方法降低包装内所含起始氧气量来抑止氧化。

不同方案所涉及的材料成本和操作成本的较大差异也是在实际生产中需要权衡的重要因素。

3. 微生物的增殖与生长

如何控制例如沙门氏菌和大肠杆菌之类的致病菌生长是关键的食品安全考量。为了推测食品保质期，首先要确定相关微生物的生长动力学以及外界环境（温度，相对湿度，氧含量等）对其的影响。

此外，也需要确认包装内部环境对延缓微生物增殖的影响。考虑到整个物流过程中食品所处环境温度不断变化，要做到对保质期的准确推测，就必须综合考虑微生物生长动力学在不同时间温度作用下的总体变化。

这些年来智能包装和活性包装技术发展迅速，不仅有可以依靠包装挥发出的二氧化硫来抑制蓝莓霉菌增长的技术，也有可以检测包装内产生的二氧化碳等气体副产物来推测所剩保质期的智能包装，对于这些新型活性包装技术来讲，正确估算新包装对保质期延长的作用可以有效帮助研发团队向市场推广技术。

4. 酶及非酶活性反应

对于未经处理的新鲜果蔬类产品而言，食物中所含的酶可以导致味道以及颜色的不良变化。有些活性包装可以按照控制速率定量释放包装所含的柠檬酸，其所达到的延长产品保质期的功效可以按照反应物质的摩尔对摩尔数规律来推测。对于梅拉德反应一类的非酶促褐变而言，蛋白质和还原糖之间的反应也可以用于推算保质期。

结语：

食品保质期的推测原理也适用于保质期加速实验。通常而言，产品保质期在常规环境下和加速环境下的相应关联可以通过实验途径确立。但是值得注意的是，这种推断需要建立在食品本身的变质反应不会因为环境因素改变的假设基础上。

考虑到不断变化的全球供应链和生产环境以及消费者的需求，更科学地推断食品保质期不仅可以避免粮食浪费，也可以帮助食品生产厂家在节约时间和金钱的基础上为消费者提供更安全和优质的食品。

Reference:

https://www.packagingdigest.com/food-packaging/4-vital-shelf-life-prediction-methods-food-packaging

作者简介：

Seattle，美国食品工程硕士，Certified Food Scientist, 海外食品行业从业6年，曾供职于美国知名婴幼儿食品企业，现今从事食品包装研发工作。