摘要

莧菜高粱粒輔食是一種營養豐富的嬰幼兒幹糧產品。由於其水分含量低，不飽和脂肪含量高，根據包裝和儲存條件，容易從環境中吸濕和脂肪氧化。本研究以三種包裝材料儲存莧菜高粱粒輔食，即牛皮紙、牛皮紙聚乙烯襯裏和鋁袋是肯尼亞常用的幹製輔食包裝材料。包裝好的樣品分別在25°C、60%相對濕度和35°C、75%相對濕度環境下保存180天。用標準方法測定產品的水分含量和從產品中提取的油的過氧化值，間隔45天，間隔180天。產品在第0天的初始過氧化值為0.48 meq O₂公斤^－1幹重含水率為3.7%。在180天的貯藏過程中，鋁袋是控製水分和過氧化值增長的最有效的包裝。儲存在35°C, 75% RH的樣品比儲存在25°C, 60% RH和其他環境條件下的樣品有更短的貨架期。建議產品在25°C以下儲存，用鋁袋包裝，以達到更長的保質期。

關鍵字

過氧化值;水分含量;質量;補充食物

簡介

食品在儲存過程中通常會因微生物的生長和活性、食物酶的活性和食物內部的化學反應而變質和變質。這些變化主要受水分活度、養分含量等內在因素或溫度、水分、氧、光和物理脅迫等外在因素的影響。消費者對安全、新鮮和高質量食品的需求不斷增加，以及食品分銷係統的不斷全球化，是促使食品工業提高貨架壽命的一些因素。在產品從產地運輸到儲存期間，確保產品的保質期穩定已成為工業界的義務。

保質期的確定是食品生產中最重要的步驟之一。保質期被定義為從感官和安全的角度來看，產品保持令人滿意的食用質量水平的時期。確定儲存時間的方法取決於產品類型[2,3]。食品質量的惡化可以根據幾個組成特征來描述，如微生物水平、活性物種的濃度、水分活度、pH值等。例如，容易腐爛的食物容易滋生微生物，因此這是一個很好的安全指標。然而，對於不朽壞的食品，某些因素與營養重要的化合物有關，並可用於確定產品的貨架壽命[3]。這些因素可能包括化學變化，如脂肪氧化、水分含量、物理變化和感官評價。保質期可以通過常規儲存來確定。這是指產品在正常儲存期間的預期條件下長時間儲存，並定期測試選定的參數。另一種方法是加速貨架壽命試驗，將產品儲存在高溫下或暴露在高氧濃度下，並對某些選定指標進行測試[3]。 Then, kinetic procedures are used to evaluate the changes of the indicators.

以莧菜高粱粒為基礎的輔食(ASCF)是由90%的莧菜粒和10%的高粱粒經過浸泡、發芽、幹燥、擠壓、碾磨和最後包裝而成。它是一種含水量為3.7%的幹產品，由7.8%的脂肪組成，含有77%的不飽和脂肪酸。大多數包裝幹貨容易從環境中吸附水分。在潮濕的環境中儲存時，它們通過包裝吸收水分，這可能會對貨架壽命造成不良影響[5]。例如，粉狀或結晶狀的產品會結塊，具有生物活性的化學物質在吸收水分後會水解。這種傾向於從環境中吸收水分的產品被稱為“吸濕”[5]。該產品還富含不飽和脂肪酸，容易氧化。這可能表明產品的保質期有限[6]。幹燥食品包裝材料的主要特性是除了保持包裝完整性所需的物理強度外，對水蒸氣、氧氣和光的阻隔性能。這是因為它們對水分的吸收非常敏感，這導致了質量和質地的顯著變化。 Packaging which permeates oxygen or light could initiate oxidation resulting to rancidity and related objectionable flavours in dry products with high fat content [7]. As a foodstuff intended for specific nutritional uses complementary foods for infants and young children conform to the set guidelines. Assessment of fat oxidation and moisture adsorption with storage is key for prediction of ASCF shelf life as they are principle indicators. The aim of the paper was to evaluate the shelf-life of ASCF based on fat oxidation and moisture absorption.

材料和方法

處理ASCF

莧菜和高粱穀物來自Bondo Farmers Marketing group(肯尼亞西部)。穀物被分選以去除雜質。按照Okoth JK等人的描述，用幹淨的飲用水清洗分選的穀物，然後浸泡、發芽和幹燥。在將莧菜和高粱的幹穀物以90%莧菜和10%高粱的比例混合之前，首先去除莧菜和高粱的幹穀物的細根。按照Okoth JK等人[4]的描述，將混合物擠出，然後磨成麵粉。

存儲ASCF

ASCF產品被細分為200g樣品，並包裝在牛皮紙，牛皮紙內襯聚乙烯或鋁袋。采用塑料真空封口機對聚乙烯襯裏和鋁袋的牛皮紙進行密封，牛皮紙采用密封膠帶進行密封。然後隨機選擇包含每個樣品的包裝，並在室溫、25°C和60% RH或35°C和75% RH的三種存儲條件下保存。過氧化值和水分含量在貯藏前作為基線，然後在貯藏後的180天內每45天分析一次。

含水率測定

水分含量根據官方分析化學家協會[8]方法925.09通過烘箱幹燥測定。水分盤子被洗幹淨，放在105°C的烘幹機中一個小時。然後將它們放在幹燥器中冷卻，並記錄下盤子的初始重量(W₁)．取3克ASCF樣品，放在水分培養皿中，記錄重量(W₂)．然後把這些菜放在烘幹機裏3個小時。幹燥後，樣品的水分盤從烘幹機中取出，在幹燥器中冷卻，記錄最終重量(W_3.)．計算樣品含水率百分比如下圖所示:

過氧化值分析

采用油分析標準方法AOCS(1998)[9]碘量滴定法測定，測定結果用meq O表示₂/公斤石油。將兩克ASCF油樣品稱量到250毫升有塞錐形燒瓶中。分別加入30毫升醋酸氯仿溶劑混合物，旋轉溶解。然後用摩爾移液管加入0.5 ml飽和碘化鉀溶液，在黑暗中靜置1分鍾，偶爾搖晃，然後加入約30 ml蒸餾水。用0.01 N的硫代硫酸鈉溶液滴定，劇烈搖晃直到黃色幾乎消失。加入0.5 ml澱粉溶液作為指示劑，繼續滴定至藍色消失即為終點。過氧化值的計算如下:

其中W為樣品的重量，Titre=所用硫代硫酸鈉的毫升，N=硫代硫酸鈉溶液的正態率。

分析的數據

所有試驗均采用隨機組塊設計，對貯存條件和包裝的主要處理采用階因結構。亞處理為三種包裝材料，即牛皮紙，牛皮紙聚乙烯內襯和鋁袋，三種不同的儲存條件(環境25°C和60% RH和35°C和75% RH)，以及從零到180天的5個儲存時間。對每個樣品進行三次重複試驗，並確定平均值。采用統計分析係統(SAS Version 9)進行統計分析。p≤0.05時認為差異顯著。

結果與討論

水分含量

無論包裝材料和儲存條件如何，ASCF的含水率隨著儲存時間的增加而增加(圖1 (a, b, c))。幹燥產品對水分變化很敏感。Muzaffar K等[11]認為，隨著環境相對濕度的增加，產品含水率的增加是非晶態材料富親水性的一個特征。Uchechukwu-Agua AD等人[12]指出，吸濕產品在暴露於大氣中時，會從環境中吸收水分。因此，ASCF的吸濕特性，以及親水碳水化合物和蛋白質的存在，導致吸濕率隨著存儲相對濕度的增加而增加。含水率隨貯藏條件的變化而變化。與25℃、60% RH和其他環境條件下的樣品相比，保存在35℃和75% RH下的樣品含水率顯著(p<0.05)增加。

圖1(一):Stunkard Figure Scale[18]。

圖1 (b):Stunkard Figure Scale[18]。

圖1 (c):Stunkard Figure Scale[18]。

這可以歸因於較高的相對濕度差，因此較高的濕度遷移到包裝產品的速率。由於儲存環境和包裝產品之間的濃度梯度，水的遷移繼續，直到達到平衡[13]。這與之前對木薯粉進行的研究一致，木薯粉的水分含量隨著儲存在高相對濕度[12]下而增加。該研究結果與小麥粉、茶粉和乳清滲透粉的研究結果一致，隨著貯藏相對濕度的增加，水分顯著增加。據報道，薯片的水分含量也隨著儲存溫度的升高而增加。不同包裝材料的水分含量存在差異。鋁袋包裝被發現是最有效的控製水分遷移與牛皮紙內襯聚乙烯和牛皮紙。牛皮紙包裝的樣品在180 d後水分增幅最高，常溫下為3.64% ~ 7.27%，2℃、60% RH為8.14%，35℃、75% RH為11.99%。鋁袋包裝的樣品在35℃時含水率增幅最小，最高為6.38%;儲存180天後75% RH。 The variation in moisture content of these products could be directly related to the water vapor permeability of the packaging materials. Packaging materials differ in degree of permeation to small molecules like water vapor, and gases. The transfer of the small molecules through the package therefore, ranges from high to low depending on the barrier properties of the material [13]. Similar variation with packaging have been reported in previous studies done on cassava flour, potato crisps and wheat flour [12,14,15].

幹燥產品的保質期穩定性主要受水分含量的影響，因此它是一個重要的參數[16]。濕度的變化是由於水從環境中通過包裝材料遷移到產品，受溫度、相對濕度和包裝的滲透性的影響[13,17]。高水分含量可能有利於食品中脂肪的酶解和微生物的生長。儲存條件和包裝等因素影響食品的水分含量。水分含量是貨架壽命的一個重要決定因素，因為它與微生物腐敗有關。較高的濕度會增加食物中微生物的腐敗率。含水率的測定在某些情況下被用於確定儲存條件的有效性[15,18]。根據東非標準，嬰幼兒加工穀物類食品水分含量最高限製為4%。在目前的研究中，鋁袋保持濕度水平低於或在環境條件下可接受的限製180天的整個儲存期。在25°C; 60% RH the moisture limit was maintained up to 135 days storage period while at 35°C, 75% RH was 90 days. Kraft paper with polyethylene lining maintained the required moisture content for only up to 45 days at 35°C; 75% RH, 90 days at 25°C; 60% RH and 135 days at ambient storage condition. Kraft paper did not maintain the maximum moisture content limit for samples stored at 35°C; 75% RH even at the first sampling period of 45 days. At 25°C; 60% RH the moisture limit was maintained up to 45 days storage period while at ambient condition the moisture limit was maintained up to 90 days. A three way analysis of variance was run to examine the effect of packaging, storage condition and storage duration on moisture content of ASCF. There was significant three-way interaction, (p ≤ 0.05) indicating that packaging, storage condition and storage duration influenced moisture content of the product.

Butt MS等人[16]也報道了水分含量受儲存、處理、包裝及其相互作用的顯著影響。

就像其他幹糧產品一樣，ASCF需要防潮，因為它可能會隨著濕度的增加而變得不可接受。在本研究中，與內襯聚乙烯的牛皮紙和牛皮紙相比，儲存在鋁袋中的ASCF減少了水分的增加。通過降低環境儲存濕度或在波動的大氣條件下使用防潮包裝材料儲存產品可以阻止水分遷移[19]。

過氧化值

在本研究中，用過氧化值(PV)來監測隨著儲存時間增加的ASCF油的質量，包裝在不同的包裝材料和三種不同的儲存條件下。儲存ASCF的PV變化如圖2所示。結果表明，ASCF貯存前油的PV為0.487 meq O₂該指標低於Gamel TH等人報道的1.00meq O₂/Kg為新鮮提取的莧菜籽油。這表明在ASCF儲存之前已經發生了一些初級氧化。這可能是由於幹燥過程中的熱處理和擠壓和/或幹燥[21]時顆粒暴露在氧氣中。初始PV的變化可能是由於穀物加工和榨油過程的不同。新鮮椰子油的PV值在0.24 ~ 0.49 meqO之間₂/公斤[22]。從表1可以看出，在整個儲存期間，無論儲存條件和使用的包裝如何，ASCF樣品的PV雖然緩慢，但一直在增加。

圖2:Stunkard Figure Scale[18]。

儲存條件	儲存時間(天)
	0	45	90	135	180
牛皮紙
環境條件	0.49	0.61	0.85	1.49	2.03
25°C 60% RH	0.49	0.61	0.9	1.82	2.11
35°C 75% RH	0.49	0.65	0.93	2.08	2.31
牛皮紙由聚乙烯襯裏
環境條件	0.49	0.56	0.77	1.03	1.88
25°C 60% RH	0.49	0.58	0.84	1.22	1.87
35°C 75% RH	0.49	0.62	0.9	1.69	2.12
鋁袋
環境條件	0.49	0.53	0.76	1.03	1.54
25°C 60% RH	0.49	0.53	0.84	1.22	1.87
35°C 75% RH	0.49	0.59	0.84	1.35	1.89

表1:平均過氧化值(meq O₂以三種不同的包裝在三種不同的儲存條件下儲存180天以上。

脂質氧化速率與溫度直接相關。在本研究中，PV增加在35°C的樣品中最高。PV為2.31 meq O₂/Kg是所有樣品中最高的。在三種貯存環境的所有不同采樣階段，基於包裝材料的PV增幅依次為牛皮紙>聚乙烯襯裏牛皮紙>鋁袋。包裝材料對可能影響脂肪氧化速率的環境因素的滲透性不同。光、氧和水的活性等都會影響脂肪氧化的速率，暴露在光和氧下會增加脂肪氧化的速率。水活度也影響氧化速率，在0.3-0.8a之間_wS由於催化劑的解離以及氧和金屬離子的遷移，氧化速率增加，因此增加了脂類[26]的氧化速率。方差分析表明，包裝和儲存條件對PV的影響交互作用不顯著(P=0.9902)。然而，不管儲存條件和使用的包裝如何，儲存時間對PV有顯著影響(P=0.000)， PV隨著儲存時間的增加而顯著增加。

雖然隨著ASCF儲存時間的延長，PV值不斷增加，但結果表明產品具有良好的氧化穩定性。這是因為2.3 meq O₂貯藏180 d後PV值最高。PV低於5meq O的產品₂在5 ~ 10meq O的低氧化狀態₂在中等氧化和10 meq O以上的條件下₂/kg屬於高氧化狀態。根據東非標準，成品油的PV限值為10 meq O₂/公斤(EAS 795:2013)。食品法典對原生油[27]的一般PV限值為15 meq/kg。因此，即使在35℃下儲存180天，ASCF也可以被歸類為低氧化狀態，因為它的PV沒有超過限製。莧菜籽油[28]的氧化穩定性研究表明，即使不添加抗氧化劑，莧菜籽油也非常穩定。Gamel TH等[20]發現莧菜油比葵花籽油具有較好的氧化穩定性。

根據東非嬰幼兒加工穀物食品標準，配方產品應無腐臭或黴味或風味[29]。Frankel EN[30]報道說，當過氧化值在20到40 meqO之間時，食物中的酸性和腐臭味道通常開始明顯₂/公斤。在本研究中，最高為2.31 meq O₂/公斤。預測麵粉的保質期，10 meqO₂以/Kg作為最大可接受PV的質量參考估計值。該限值是根據東非共同體標準795:2013(2013)製定的，適用於成品油。PV (meqO)曲線的線性方程₂/公斤)與用圖2預測ASCF在不同貯存條件下的保質期。

結果表明，牛皮紙包裝的樣品在35℃保存860天，在25℃保存980天，在常溫下保存1102d。考慮到用牛皮紙包裝的樣品PV最高，可以得出ASCF在脂肪氧化方麵的貨架壽命是穩定的。

結論和建議

鋁製袋包裝的莧菜高粱籽粒輔食在常溫、25°C、60% RH的貯藏條件下，水分含量和過氧化氫水平無明顯變化，可保存180天。儲存在有聚乙烯襯裏的牛皮紙和牛皮紙導致更高的水分含量增加，超過建議的最大限度4%的加工穀物為基礎的食品的嬰兒和兒童，因此更短的貨架壽命。總的來說，建議將產品儲存在25°C以下，並仔細考慮大氣中的水分含量和包裝類型。

確認

我們非常感謝喬莫·肯雅塔農業與科技大學在研究期間提供的財政支持。

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條信息

文章類型:研究文章

引用:Gichau AW, Okoth JK, Makokha A, Wanjala GW(2019)利用過氧化值和水分含量作為莧菜-高粱籽粒輔食的質量指標。Nutr Food technology開放訪問5(2):dx.doi.org/10.16966/2470-6086.162

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出版的曆史:

收到日期:2019年10月01

接受日期:2019年10月25日,

發表日期:2019年11月01