首页 > 资讯 > 收藏｜饮料保质期测试方法详解：影响因素、加速试验与长期试验

收藏｜饮料保质期测试方法详解：影响因素、加速试验与长期试验

泰然健康网
2025-05-28 13:21

目前，公司新产品的保质期预期及实际保质期情况往往难以确定，这不仅困扰着质量部门，也成为了饮料研发人员亟需解决的问题。随着饮料生产与包装技术的不断革新，饮料的保质期虽有所延长，但如何科学、准确地预测和确定其保质期，仍是一项不小的挑战。

由于饮料类别与包装形式的日益多样化，以及销售范围的不断扩大，对饮料保质期的测定显得愈发重要。而传统的保质期确定方法往往过于依赖经验或简单的测试，缺乏科学化和标准化的手段。此外，在全球化的背景下，不同气候条件对饮料保质期的影响也日益凸显。

对于我国这样国土辽阔、气候带多样的国家而言，即便是仅在国内销售的产品，也必须考虑在不同气候带下的保质期变化。因此，建立一套统合理、准确且快速的保质期预测方法，已成为饮料行业迫切需要解决的问题。

温带地区主要包括俄罗斯、英国、加拿大以及北欧等国家；亚热带则涵盖美国、西欧（从葡萄牙到希腊）、以及日本等地。干热地带如苏丹、伊朗、伊拉克，而湿热地带则包括菲律宾、印度尼西亚、巴西、加纳、尼加拉瓜等国。考虑到我国大部分地区属于亚热带，同时也有部分地区属于湿热带，因此，在进行饮料保质期的长期测试时，我们可以采用以下的实验条件：温度维持在25±2℃，相对湿度控制在60%±10%。

饮料保质期内面临的主要质量问题

在保质期内，饮料常遇到的质量问题可概括为两大类：一类是生物性问题，这主要由微生物及其代谢物引起，导致饮料出现变质、沉淀和浑浊；另一类则是非生物性问题，这通常是由于饮料成分的物理或化学变化所造成，诸如产品退色、凸罐、漏瓶、分层以及沉淀等。这些质量问题在保质期内时常出现，详情可见表2和表3的详细列举。

表3 保质期内非生物性引发的饮料质量问题概览
在保质期内，饮料可能遭遇的非生物性质量问题多种多样。这些质量问题大多源于饮料成分的物理或化学变化，例如产品退色、凸罐、漏瓶、分层以及沉淀等。这些情况不仅影响饮料的感官品质，还可能危害消费者的健康。因此，了解并防范这些非生物性质量问题，对于确保饮料在保质期内的质量安全至关重要。

影响因素实验

在比加速试验更为严苛的条件下，如光照、温度、湿度、酸碱度、氧化等，进行饮料的质量保持情况研究，旨在为饮料的配方设计、生产工艺、包装选择以及贮存条件提供科学依据。通常，仅需一个批次的样品即可完成此类实验。若实验结果模糊，则可增加至2个批次进行进一步验证。

目前，饮料保质期测试中常采用的影响因素实验包括高温实验、高湿实验和强光照实验。这些实验方法能够有效地评估饮料在各种潜在不利环境下的质量稳定性。

高温试验
将饮料密封于市售包装中，置于60℃环境下持续10天，并在第5天和第10天取样检测。若在10天内饮料出现不可接受的质量变化，则改在40℃条件下继续实验直至出现变化。此方法不仅可用于评估热带地区或夏季物流过程中的饮料稳定性，还能考察容器的耐热性。

高湿试验
将饮料同样密封于市售包装中，置于25℃，相对湿度为90%±5%的环境下持续10天，并同样在第5天和第10天取样检测。此方法特别适用于固体饮料，旨在考察其在高湿环境下的质量保持情况。此外，恒温恒湿实验箱或盐雾实验箱等设备也可用于进一步模拟物流过程中的海运阶段，以评估容器的耐腐蚀性。

强光照射试验
将饮料置于光照试验箱或其他适宜的光照装置内，模拟货架照明或日光照射条件，持续10天并分别在中间一天和最后一天取样检测。此方法主要关注饮料在货架销售期间的感官变化和稳定性。
此外，为了更全面地研究饮料的保质期质量，还可以设计酸碱度、氧化等实验，深入探讨这些因素对饮料质量的影响。同时，通过分析饮料中各成分的相互作用，可以进一步优化饮料的配方和工艺。

加速破坏性试验是一种在特定条件下进行的质量测试方法。其核心目的在于通过模拟各种环境条件，快速揭示饮料在物理、化学和生物学方面的变化情况。这样的试验不仅为饮料的配方优化、质量评估以及包装、运输和储存条件的确定提供了宝贵的实验依据，还能初步预测样品的稳定性。
在实施加速破坏性试验时，通常会选用三个及以上批次的样品，并将其置于与市售产品相同或相似的包装容器中。试验条件通常设定为40±2℃的温度和75%±5%的相对湿度，持续时间为六个月。在此期间，会定期进行感官和指标检测，以观察饮料的变化情况。

若预测加速破坏性试验结果可能接近饮料保质期质量变化的临界点，那么在实验设计中应适当增加检测频率。一旦饮料在感官或指标上出现明显异常，即表明其质量在保质期内已发生显著变化，此时可以中止试验。

另外，针对某些需要冷藏保存的饮料，其加速破坏性试验条件会有所不同，通常设定为25±2℃的温度和60%±5%的相对湿度。若在前三个月内饮料质量出现显著变化，同样应对运输和搬运过程中的贮存条件对质量的影响进行评估。必要时，可增加试验批次、提高取样检测频度或缩短试验时间。

目前，Arrhenius模型被广泛应用于预测食品的货架期。该模型能够描述不同温度对食品相关化学反应速度的影响，为食品质量预测提供了有效的数学工具。
在加速破坏性试验中，温度对饮料保质期的影响是一个关键因素。为了更深入地理解这种影响，我们引入了Arrhenius模型，该模型描述了不同温度下食品相关化学反应的速度变化。在模型中，k代表速度常数，k0是关系式常数，E表示活化能，R为气体常数，而T则是绝对温度。特别地，温度对化学反应的影响程度由Q10来衡量。在大多数化学反应中，当温度每上升10℃时，反应速度会翻倍，这意味着Q10通常等于2。Q10的计算公式为：Q10 = T温度下的保质期 / （T+10）温度下的保质期。

在实际操作中，为了准确预测饮料的保质期，我们通常会选取两个不同的温度进行实验，并计算它们之间的Q10比值。同时，还需要根据这两个温度确定相应的实验频率。通过这种方式，我们可以更全面地了解温度对饮料保质期的影响，从而为饮料的质量评估和货架期预测提供更可靠的依据。
式中，ΔT代表两个实验温度T1与T2之间的温差，而f1和f2则分别表示在温度T1和T2下进行测试时的时间间隔。若两个实验温度之间的温差ΔT不等于10℃，则上述Q10的计算公式需作相应调整。
式中，ΔT表示T1与T2之间的温度差异，而θs（T1）和θs（T2）则分别代表在特定温度T1和T2下的保质期。

长期试验

饮料的长期试验旨在研究其在特定贮存条件下的质量稳定性，为包装、贮存及保质期提供科学依据。试验通常在接近实际贮存环境的条件下进行，模拟市场销售状态。

在此类试验中，饮料被密封于类似市售的包装中，并置于恒温恒湿的环境中，如25±2℃、60%±5%湿度，或30±2℃、65%±5%湿度，持续12个月。这样的环境条件考虑了我国南北方气候的差异，而在其他国家销售的产品则需根据当地气候带进行调整。

为确保数据的可靠性，长期试验通常选取三个不同批次的样品，并定期取样检测。检测频率为每三个月一次，包括起始、三个月、六个月、九个月和十二个月的时间点。数据分析时，我们采用95%的可信限来整理结果，以获得有效的保质期。

若三批样品的统计分析结果相似，则以其平均值作为该饮料的保质期；若存在显著差异（P值≤25），则以最短批次的时间为准。若数据表明产品非常稳定，则无需进行统计分析。

此外，某些饮料可能需要冷藏或冷冻保存。对于需要冷藏的饮料，其长期试验条件为5±3℃；若在此条件下三到六个月内出现不可接受的质量变化，则需根据实际稳定性数据调整保质期。而对于需要冷冻保存的饮料，其长期试验条件为-20℃±5℃，同样需依据实际稳定性数据来确定保质期。

饮料的保质期试验涵盖了多个关键考察项目，主要包括感官指标、理化指标和微生物指标。
这些指标共同构成了评价饮料是否变质的重要依据。感官指标直接反映食品的质量和口味，理化指标则规定了饮料必须达到的成分标准，而微生物指标则衡量了饮料受到微生物或其他污染的程度。

在具体实践中，不同种类的饮料其考察重点会有所不同。例如，维生素饮料的主要考察对象是理化指标，以确保其成分含量符合标准；而碳酸饮料则更侧重于二氧化碳气容量的检测。同时，微生物指标同样重要，它不仅涉及食品安全问题，还包括对致病菌和指示菌的双重监控。
接下来，我们将聚焦于植物和茶固体饮料的结块率研究。植物固体饮料以植物及其提取物为主要原料，经过加工制成，而茶固体饮料则以茶叶的提取液或其提取物为原料，同样经过加工。这两种固体饮料的结块率试验都是保质期研究的重要组成部分。

结块率试验涵盖了感官指标、理化指标和微生物指标等多个方面。感官指标直接反映食品的质量和口味，是判断食品是否变质的重要依据。理化指标则规定了饮料应达到的成分含量，确保产品质量。而微生物指标则衡量了饮料受到微生物或其他污染的程度，保障食品安全。

在固体饮料中，结块率是一个关键指标。它不仅影响产品的感官品质，还直接关系到产品的保质期。因此，对于植物固体饮料和茶固体饮料而言，结块率的研究显得尤为重要。虽然目前这两种固体饮料的结块率尚无统一规定，但我们可以采用加速试验的方法，通过计算公司产品的结块率并与目标结块率进行比较，从而快速确定结块率并据此进行工艺改进。这样的研究方法不仅为新产品开发提供了有益的参考，也为保障产品质量和食品安全做出了积极贡献。
刘建文等人的试验揭示，实际条件下真实结块率达到5%所需时间，相较于加速实验条件下的大致结块率达5%的时间，大约长出5%。这一试验结果具有较高的准确性和可靠性。若产品的结块率未能达到既定标准，企业可考虑通过优化生产工艺、调整配方或改进包装材料等方式，来延长产品的结块率。

饮料保质期稳定性的预测研究，对于推动饮料行业的持续发展而言，显得尤为关键。这一研究不仅基于多种实验结果，如影响因素实验、加速破坏性试验以及长期试验，还综合考量了饮料在实际生产与运输过程中可能遭遇的各种情境。通过系统分析与科学判断，饮料保质期试验旨在揭示饮料在多变环境因素作用下的质量演变规律，从而为饮料的适宜存放条件、包装选择及保质期的确定提供有力支持。这一过程不仅确保了饮料在保质期内的品质稳定，也为消费者提供了安全、可靠的饮品选择。