湘味卤豆干是我国历史悠久的传统美食之一。但因营养成分丰富，极易成为微生物生长的理想温床，导致产品易发生腐败变质^[1]。气调保鲜技术在易腐食品的保鲜方面表现突出。依据DIXON N M等人^[2]的研究成果，CO₂发挥抗菌功效的核心机制在于其能穿透细菌细胞膜，进而改变细胞内的酸碱度环境，通过干扰细胞代谢过程实现食品保鲜。李雪等人^[3]聚焦酱卤鸭翅的保鲜研究，得出气调包装气体比例为30% N₂+70% CO₂时，酱卤鸭翅的保鲜效果最为理想。赖路等人^[4]聚焦柠檬金耳羹在不同贮藏环境下的品质演变规律与货架期预测研究发现，柠檬中富含的抗氧化与抑菌成分对微生物的生长繁殖具有显著抑制作用。目前，已有研究阐明调味卤豆干在不同包装下品质变化^[5]，但深入对湘味卤豆干货架期预测模型构建鲜有报道。据此结合动力学分析和Arrhenius方程，构建综合性湘味卤豆干货架期预测模型。

（一）材料与试剂

现卤豆干，邵阳学院豆制品加工与安全控制湖南省重点实验室提供；平板计数琼脂培养基，北京奥博星生物科技有限责任公司提供；无菌生理盐水、75%酒精，现用现配。

（二）仪器与设备

超净无菌工作台，上海智城分析仪器制造有限公司产品；恒温培养箱，重庆雅马拓科技有限公司产品；高温蒸汽灭菌锅，上海仪电科学仪器股份有限公司产品；气调保鲜机，苏州梵尔优智能包装公司产品。

（三）试验方法

1. 最佳气调比例的选择

选取普通包装、100% CO₂、100% N₂、20% CO₂+80% N₂、40% CO₂+60% N₂、60% CO₂+40% N₂、80% CO₂+20% N₂、真空包装共8种保鲜情况进行对比，以感官评价为指标筛选一组最佳气体成分和组成比例。

2. 贮藏试验

选取普包、真空及气调保鲜包装3种形式，探究湘味卤豆干在4，10，25 ℃这3种贮藏温度下菌落总数和感官评分的动态变化规律，为建立货架期的预测模型提供依据。

3. 菌落总数测定

参照GB 4789.3—2022方法^[6]。

4. 感官评价

感官评定小组由20名食品专业学生组成，男女各10人，要求小组成员身体健康，无不良嗜好，味觉灵敏，在正式评定前经过培训，从卤豆干的色泽、气味、滋味和组织状态等4个方面评定产品品质。

感官评定标准见表1。

5. 货架期模型预测

基于食品物理、化学、微生物情况和感官指标建立货架期预测模型，为食品贮藏和销售提供理论依据。零级反应、一级反应、Gompertz、Arrhenius方程等典型的模型，常被用来表征贮藏时间对食品品质的影响。

Arrhenius方程主要研究食品在低温贮藏、加热等阶段的化学反应对贮藏时间的影响，此模型预测精度高，也可用于感官品质或微生物改变为指标的货架期预测。在食品贮藏过程中，大多数品质指标的变化符合零级和一级反应动力学规律。将测试值代入并求得k值，对方程进行拟合，选出拟合度最高的化学动力学方程。

式中：B0——样品第0天时所测的指标值；

B——样品贮藏第t天时所测的指标值；

k——贮藏品质指标变化速率常数；

t——样品的贮藏时间，d。

式中：k0——指前因子；

Ea——活化能，kJ/mol；

T——温度，K；

R——气体常数，J/（mol·K）。

将特征指标的品质变化动力学模型与Arrhenius方程结合，可获得零级或一级动力学反应的货架期预测模型。

式中：Q——货架期，d。

（四）数据处理

每个样品均重复进行3次，采用SPSS 27.0和Or-igin 2021进行统计分析与方差分析，显著性差异水平设置为p<0.05。

（一）最佳气调保鲜比例的确定

湘味卤豆干贮藏期内不同气体成分与组成比例感官评分变化见图1。

由图1可知，随着贮藏时间的增加，感官评分均呈明显的下降趋势。9_~15 d，多数气体成分与组成比例的湘味卤豆干开始腐败。而40% CO₂+60% N₂气调处理的豆干保鲜效果最好，与其余处理组有显著差异（p<0.05）。范杰英等人^[9]发现，N₂与CO₂最优体积比为1∶3时，干豆腐保鲜效果最好。由于不同地区卤豆干的优势微生物菌群存在差异，导致抑制菌群生长的最优气体成分与比例不同。

（二）不同贮藏温度下湘味卤豆干的菌落总数

4 ℃卤豆干菌落总数变化见图2，10 ℃卤豆干菌落总数变化见图3，25 ℃卤豆干菌落总数变化见图4。

由图2—图4可知，随着贮藏时间的增加，3种处理湘味卤豆干菌落总数都呈上升的趋势。在4 ℃下普包处理卤豆干在第8天左右菌落总数达到6.40 lg（CFU/g），表明普包卤豆干超出卤豆干微生物限量标准，即不能食用。在贮藏时间一定时，不同贮藏温度普包卤豆干微生物含量总是高于真空与气调保鲜的卤豆干。同一贮藏温度，气调处理后湘味卤豆干菌落总数均呈最低值，突出气调保鲜的技术优势^[10]。

（三）不同贮藏温度下湘味卤豆干的感官评分

4 ℃卤豆干感官评分变化见图5，10 ℃卤豆干感官评分变化见图6，25 ℃卤豆干感官评分变化见图7。

由图5—图7可知，普包和真空感官评分明显下降，且普包湘味卤豆干感官评分下降最为显著。在贮藏初期，湘味卤豆干样品表面呈淡黄色，油光明显，口感细腻。到达货架期终点时，气调处理卤豆干和普包卤豆干已变成黄褐色，卤豆干散发异味，普包卤豆干严重长霉。真空处理湘味卤豆干中可见汁液析出、胀袋等现象，颜色呈深黄色，一般无霉变。同样在4 ℃下贮藏，气调保鲜处理可存放11 d左右，而普包仅存放8 d，真空可存放9 d，表明气调保鲜技术延长了湘味卤豆干的货架期。

（四）理化指标相关性分析

4 ℃气调保鲜卤豆干感官相关性分析见图8，4 ℃气调保鲜卤豆干菌落总数相关性分析见图9。

由图8—图9可知，贮藏温度以4 ℃为代表气调保鲜拟合结果。以不同保鲜方式处理湘味卤豆干为研究对象，以贮藏时间为自变量，分别以感官评分和菌落总数值为拟合目标进行曲线拟合，获得相关系数R值。贮藏时间与食品感官评分及菌落总数值都有强线性相关。因10 ℃和25 ℃时3种不同保鲜包装方式试验结果趋势和4 ℃时基本一致，故不再进行分析。

（五）动力学模型建立

大多数食品品质指标变化符合零级和一级反应动力学规律，即运用动力学模型对不同贮藏温度下不同保鲜技术处理的湘味卤豆干所测感官评分和菌落总数数据进行回归拟合。

不同动力学模型对不同包装湘味卤豆干以感官评分为指标在3种贮藏温度中的整体接受度拟合情况见表2，不同动力学模型对不同包装湘味卤豆干以菌落总数为指标在3种贮藏温度中的整体接受度拟合情况见表3。

使用Oringin软件回归分析，得到湘味卤豆干感官评分与菌落总数变化动力学模型参数。通过比较∑R² 的大小，可用于确定食品品质变化的级别。

由表2—表3可知，湘味卤豆干普包、真空与气调保鲜处理在不同贮藏温度下的整体指标变化零级动力学方程拟合精度高于一级动力学模型。因此，湘味卤豆干在贮藏期间变化更符合零级动力学模型。

（六）货架期模型预测

相关系数R越大，方程拟合精密度越好，预测效果越好，可行性越强。结合零级反应公式将lnk和贮藏温度的倒数1/T作拟合，可得不同指标对应线性拟合图，计算3种不同保鲜处理普包、真空与气调在贮藏期间T活化能和指前因子k0。

不同包装湘味卤豆干以感官评分为指标在3种贮藏温度中整体接受度变化的方程及参数见表4，湘味卤豆干以感官评分为指标货架期模型预测见表5，不同处理湘味卤豆干以菌落总数为指标在3种贮藏温度中整体接受度变化的方程及参数见表6，湘味卤豆干以菌落总数为指标货架期模型预测见表7。

由表4—表7可知，将品质变化动力学模型结合 Arrhenius 方程，可得到4_~25 ℃ 3种不同保鲜处理的湘味卤豆干的预测模型，代入反应式（5）得湘味卤豆干货架期模型预测。

（七）模型验证

湘味卤豆干接受度感官评价最低接受限值60分，菌落总数超过5 lg（CFU/g），表明卤豆干不能继续食用，以此为腐败判断依据。

不同保鲜包装处理下湘味卤豆干在不同贮藏温度货架期的预测值与实际值对比及误差见表8。

由表8可知，整个模拟预测误差最大的是贮藏温度为298.15 K时普包与真空包装湘味卤豆干，受限于初始微生物含量多，食品腐败难以控制。其余贮藏温度及不同保鲜包装处理下的湘味卤豆干实际值与预测值的误差基本在15%以内，总体误差在可接受范围内，所建立货架期预测模型有较高准确性。零级动力学模型可较好地反映出湘味卤豆干不同保鲜处理感官评分与菌落总数贮藏温度范围在4_~25 ℃的基本变化趋势。