第十四章 食品货架寿命及安全的预期评估.docx
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第十四章食品货架寿命及安全的预期评估
第十四章食品货架寿命及安全的预期评估
所有食品在贮藏期间都会发生不同程度的变质，其中包括物理变化、化学变化及生物变化引发的变质。
环境中的冷、热、光、辐射、氧气、水分、酶、微生物、存放时间等都对食品质量有负面影响。
未来食品储藏的发展方向之一就是尽可能少的加工、尽可能少的添加剂及采用环保的包装获取感官性能良好、营养价值高、健康、方便和货架寿命长的食品。
第一节食品在贮藏期间的化学变化
食品在加工与贮藏期间发生的化学变化可以分为需宜变化与不需宜变化。
需宜的变化包括：
（1）色泽、风味和质构等产品感官性质的变化。
感官性质的变化是由复杂化学变化引起的，如脂质氧化、美拉德反应、焦糖化反应及酶催化反应等。
（2）食品配料功能性质的改进。
如淀粉的糊化与化学改性等。
（3）对食品中酶的控制。
如加热变性等。
（4）消化性能与营养性能的改善及抗营养剂的失效。
不需宜的变化包括：
（1）色泽、风味和质构的下降。
如瞬时超高温杀菌牛乳中产生的蒸煮味。
（2）配料功能性质的下降。
如淀粉的老化。
（3）营养价值的下降与有毒物质的产生。
加热使一些维生素如VC、VB1、VB6含量下降。
下面就食品在贮藏期间发生的化学变化分类进行简要的介绍。
一、食品贮藏期间蛋白质的变化
1．动物蛋白质的变化
动物蛋白质主要存在于畜、禽、鱼、蛋、乳及它们的加工食品中，可分为肉类蛋白质、卵蛋白质和乳蛋白质三类。
肉类蛋白质按其在动物组织中的分布状况又分为肌浆蛋白、肌原纤维蛋白和肉基质蛋白。
肌浆蛋白呈液态，存在于肌肉纤维中，性质极不稳定，易于变性。
肌原纤维蛋白主要包括肌球蛋白质和肌动蛋白质，其与肉类储藏中硬度变化有密切联系，而且对肉类加工、肉类的持水性和粘结性变化起着控制作用，尤其是肌球蛋白质对储藏肉类的持水性和粘结性的影响更为明显。
当肌球蛋白质处于游离状态时，在pH7.0、30℃的条件下即开始发生变性。
肉基质蛋白主要由胶元和弹性蛋白等组成，对保持肉类原有硬度有关系。
卵蛋白质在储藏中的主要变化是浓厚清蛋白变稀，使水样化蛋白储量增多，同时增强清蛋白的发泡性能。
乳蛋白主要有酪蛋白和乳清蛋白。
乳蛋白在产品加工和储藏中常常需要加热灭菌、冷冻、浓缩和喷雾干燥等处理，对乳蛋白的稳定性产生不同程度的影响。
酪蛋白对热处理比较稳定，乳清蛋白加热处理容易变性，并产生臭味。
鲜乳冻藏因水分形成冰晶，破坏乳脂肪的乳化，使乳脂肪与乳蛋白分离，并降低乳蛋白的溶解性能。
乳制品（如炼乳、乳粉等）经长时间高温加热或长期储藏，因乳蛋白中的赖氨酸与乳清中的乳糖发生羰氨反应而使产品出现褐变现象。
2．植物蛋白质的变化
食品中植物蛋白质主要分布于粮食和油料作物的种子。
作物的种子中水分含量低，处于干燥状态，酶的活性受到抑制，其蛋白质的性质较动物蛋白质稳定。
植物蛋白质的变化一般是在常温长期储藏中的变性，以及人工干燥和冷藏储藏时发生的变性。
植物蛋白质变性是由于蛋白质分子的缔合所引起的，其特点是溶解度降低，水溶性氮的含量显著减少，而且随着环境温度的升高和储藏期的延长而变性加剧。
人工干燥所引起的植物蛋白质变性对大豆加工食品等的溶解性有重要影响。
采取低温（40℃以下）干燥可以防止植物蛋白质的变性，保持产品较好的溶解度。
二、食品贮藏期间糖类的变化
1．单糖和双糖的变化
单糖和双糖的吸湿性和晶析性质对某些高糖量食品的安全储藏有重要影响。
另外，糖类中的还原糖因有还原性基团，容易与食品中的氨基化合物发生羰氨反应而降低食品质量。
羰氨反应是引起食品外观颜色褐变的重要原因之一，同时随着反应的进行，使食品营养成分含量降低，并且产生异味。
因此在储藏中应该根据反应机理和影响因素对羰氨反应加以控制以保证食品的质量。
2．多糖的变化
多糖的变化主要包括淀粉的老化和果胶的水解。
淀粉老化以后淀粉糊的粘性降低，食用感觉发硬，滋味变劣消化率下降。
淀粉老化受温度、水分含量、酸度等多种因素的影响。
可以通过在淀粉类食品中加入碱性膨松剂、乳化剂，或将食品保持在室温以上温度，或采取80℃以上高温将食品含水量干燥至10%以下，或采取-45℃的低温冷冻等来防止淀粉类食品的老化。
果胶是由半乳糖醛酸缩合而成的多糖，主要分布于植物细胞壁之间的中胶层部位，与纤维素结合成为原果胶，起着粘结细胞和保持植物性鲜活食品肉质硬脆特性的作用。
但当原果胶发生酶促水解后则使植物鲜活食品的组织细胞解缔，肉质变得绵软，食用质量和贮存性大大降低。
所以在储藏中通常采用低温控制原果胶水解以保持食品的硬脆品质。
三、食品贮藏期间脂质的变化
脂肪广泛存在于食品中，在贮藏期间往往由于脂肪氧化酸败而造成食品的变质。
脂肪氧化酸败的明显特点就是产生一种难闻的哈喇气味。
脂肪氧化酸败是游离脂肪酸氧化、分解的结果。
在这一过程中，首先是脂肪水解产生游离的脂肪酸，而游离的脂肪酸特别是不饱和的游离脂肪酸，受到空气中氧的氧化生成过氧化物，然后这种性质不稳定的过氧化物又分解成醛、酮和低分子脂肪酸等，使食品带有哈喇气味。
脂肪氧化酸败不仅使食品的风味变劣，营养价值降低，而且产生的醛、酮化合物有害于人体健康。
脂肪氧化酸败中生成的氢过氧化物性质活泼，它不仅能分解还能聚合，由于这种氢过氧化物的聚合使脂肪的黏度增加，从而影响了油脂的食用价值。
另外，由于这种氢过氧化物的存在还能使食品中其它的游离脂肪酸连续不断地形成过氧化物，因此脂肪氧化酸败是一个自动氧化的过程。
促使脂肪氧化酸败的因素有温度、光线、氧、水分、金属离子（铁、铜）以及食品中的酶等。
因此采取低温、避光、隔绝空气、降低水分、减少与铁、铜等金属的接触都可以起到延缓脂肪氧化酸败的作用。
另外，食品中添加维生素E等天然抗氧化剂也可以延缓脂肪氧化酸败。
四、食品贮藏期间微量营养成分的变化
1．矿物质
矿物质又称为无机盐，由阳离子和阴离子组成。
在储藏过程中，食品的阳离子和阴离子常随着环境条件的变化而改变其存在状态，从而对食品质量产生不良影响。
首先，金属离子能促进自动氧化过程，使食品质量变劣。
如食品脂肪的自动氧化酸败、维生素的氧化分解等都因金属的存在而加速其氧化变质，降低食品的营养价值与风味。
其次，无机盐离子与食品中其他成分反应能阻碍人体对无机盐的吸收和利用。
例如，谷物及其加工食品中含有植酸能与钙、镁、锌、磷、铁等结成不溶性盐类；金属离子与蛋白质结合的产物不能被人体吸收利用，从而影响了食品无机盐的营养价值等。
最后，无机盐离子与食品成分反应生成有害物质。
由于食品加工和储藏中常加入一些添加剂以增进食品的风味品质和耐储性能，这样便增加了食品的外来成分，使无机盐与食品成分之间的反应变得更为复杂，有可能产生某些有害人体健康的物质。
此外，蔬菜中含有较多的硝酸盐，在肉类加工食品中添加发色剂（硝酸盐、亚硝酸盐），食品中的硝酸盐在储藏过程中如果为腐败细菌还原，则会变成亚硝酸盐，而亚硝酸盐是一种有毒害的无机盐。
食品杀菌剂过氧化氢与甘氨酸反应，以及漂白剂亚硫酸氢钠与虾类食品中的三甲胺氧化物反应，均能生成有毒的甲醛。
2．维生素
食品中维生素有脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。
脂溶性维生素D、K，性质较稳定。
但在高温、碱性、还原剂和光的影响下，维生素K也可以氧化分解而失去生理活性。
维生素A在食品中包括A原（胡萝卜素）和视黄醇。
视黄醇易随着脂肪氧化酸败而自动氧化分解。
胡萝卜素的氧化受光的影响较大，特别是在光敏物质存在下，容易氧化分解而使食品缓慢褪色。
维生素E又称生育酚，是一种还原性很强的天然抗氧化剂。
金属铁离子能使维生素E氧化。
总之，脂溶性维生素常存在于食品的脂肪中，并容易因脂肪氧化酸败而氧化分解，使其含量明显降低。
水溶性维生素包括B族和C族维生素两大类。
虽然都是水溶性的，但化学性质和稳定性却差异很大。
在储藏中，水溶性维生素受到pH、温度、水分活度、氧、酶、光以及储藏时间等因素的影响而发生分解，使其含量大大降低。
B族维生素中的维生素PP（烟酸）性质最为稳定，一般不会被光、热、氧所破坏。
而维生素B1、B2稳定性差，容易发生分解。
C族维生素中的维生素P的稳定性远高于维生素C，但其属于黄酮类物质，常随着pH值的变化而改变颜色，从而影响食品质量。
维生素C又称抗坏血酸，还原性很强，性质很不稳定，容易发生氧化而失去生理活性。
五、食品贮藏期间色素的变化
食品的颜色是由各种色素构成的，其中有动植物固有的天然色素，也有在食品加工过程中因酶、热的作用而产生的色素，另外还有添加的食用色素等。
1．动物色素的变化
家畜肉、禽肉以及某些红色的鱼肉中都存在肌红素和残留血液中的血红素。
肌红素与血红素化学性质相似，与氧结合能形成氧合肌红素，呈鲜红色。
所以新鲜的肉多呈鲜红色或紫红色，但当肉的新鲜度降低后，因氧化形成羟基肌红蛋白或羟基血红蛋白呈暗红色或暗褐色。
为防止肉的变色，一般在肉品加工过程中加入硝酸钠，利用硝酸钠生成的一氧化氮与肌红素结合生成稳定的鲜红色亚硝基肌红蛋白而保持肉制品颜色。
2．植物色素的变化
植物色素主要有叶绿素、类胡萝卜素和花青素等。
叶绿素在碱性条件下较稳定，在酸性条件下易分解，且耐热性弱，加热则分解生成黑褐色的植物黑质（脱镁叶绿素），绿色蔬菜经炒煮或腌制后会发生这种变色现象。
如果在植物食品中增加适量的碳酸氢钠，使pH值在7.0~8.5之间，就可以生成比较稳定的叶绿酸钠盐，使产品仍保持鲜绿色。
另外，叶绿素在低温或干燥状态时性质也较稳定，所以低温贮藏的鲜菜或脱水蔬菜能保持较好的鲜绿色。
类胡萝卜素呈黄色、橙色和红色等，广泛分布在蔬菜水果中。
富含类胡萝卜素的果蔬经过加热处理仍能保持其原有色泽，但光线和氧却能引起类胡萝卜素的氧化褪色，因此在贮藏中应尽量避免光线照射。
3．褐变
褐变是食品中比较普遍的一种变色现象。
褐变不仅影响食品的颜色，而且降低食品的营养和滋味。
根据褐变原因不同可分为酶促褐变和非酶促褐变。
酶促褐变是由氧化酶对食品中的多酚类物质氧化聚合而引起的褐色变化。
酶促褐变主要发生在水果、蔬菜当中。
酶和空气中的氧是食品发生褐变的主要条件，目前控制食品褐变的方法有：
高温加热破坏酶，以亚硫酸盐、抗坏血酸溶液浸泡以抑制酶的活性，或以清水、食盐水浸泡和真空充氮包装等隔绝空气中的氧等，都能防止褐变。
非酶促褐变与酶无关，主要是由食品中的糖分、蛋白质、氨基酸等发生的化学变化引起的。
美拉德反应和焦糖化反应是造成非酶褐变的两个主要化学反应。
美拉德反应是食品中蛋白质或氨基酸的氨基与还原糖的羰基相互作用发生的，最后生成暗褐色的类黑质。
促进美拉德反应的因素有水分、温度、氧、pH值、光线以及金属离子。
因此调节食品的水分、降低贮藏温度、利用亚硫酸盐等，都能防止美拉德反应引起的褐变。
焦糖化反应是食品中的糖分在高温（150~200℃）条件下发生分解和聚合，最后生成具有黏稠性的黑褐色焦糖。
在食品贮藏中不容易出现焦糖化反应。
六、食品贮藏期间风味的变化
食品的香气成分是指能刺激人们嗅觉器官的低沸点的芳香成分，食品的滋味成分则是指能刺激人们味觉器官的呈味化学成分。
食品在储藏期间因环境因素的改变和储藏时间的延长而使其风味变化，降低食品感官质量。
1．食品香气成分的变化
食品香气成分变化因食品类别和种类的不同而有所不同。
天然果蔬食品的香气变化比较明显，与它们的生长发育状况特别是成熟度有直接关系，许多挥发性芳香成分是随着植物的生长成熟而积累的，在采收后的储藏过程中则是因后熟衰老而不断变化的。
食品的香气成分具有挥发性，在储藏中会由于环境温度过高或包装容器密闭性差而挥发损失，降低食品的原有香气。
2．食品滋味成分的变化
食品滋味成分在储藏期间的变化会引起各种呈味物质本身分解和消耗而丧失其原有的滋味，如水果在储藏中由于呼吸作用使其有机酸和含糖量下降则改变糖酸比值，进而影响水果的滋味，鞣质发生缩合使水果失去涩味等。
七、鲜活食品贮藏期间生理的变化
1．呼吸作用
呼吸作用是鲜活食品在贮藏中最基本的生理变化，它是鲜活食品中的有机成分（主要是糖类）在氧化还原酶作用下逐步降解为二氧化碳和水的过程，同时产生热量。
呼吸作用可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型，不管哪种类型的呼吸作用都要消耗养分，呼吸热的产生和积累往往加速食品腐坏变质。
尤其是无氧呼吸产生的乙醇还会引起活细胞中毒，造成生理病害，缩短贮藏期限。
但应该看到正常的呼吸作用是鲜活食品最基本的生理活动，是一种自卫反应，有利于抵抗微生物的侵害，所以在食品贮藏中应做到保持较弱的有氧呼吸，防止无氧呼吸。
影响鲜活食品呼吸强度的外界条件主要是温度和空气成分。
采用降低环境温度与气调贮藏法（即改变空气成分而达到抑制鲜活食品呼吸强度的一种较适宜的贮藏方法）可有效控制呼吸作用。
2．后熟作用
后熟是果实、瓜类等鲜活果蔬脱离母株后成熟过程的继续。
后熟中酶会引起一系列生理生化变化，如淀粉水解为单糖而产生甜味；叶绿素分解消失，类胡萝卜素和花青素显露出来而呈红、黄、紫等颜色；有机酸的含量减少；原果胶水解，硬脆度降低等。
总之后熟能改进色、香、味等食用品质，达到食用成熟度，但完成后熟后，则难以继续贮藏。
影响果实后熟作用的主要因素是高温、氧气和某些气体（如乙烯）等，可以采用适宜的低温及通风来延缓后熟的过程。
3．萌发与抽薹
萌发与抽薹是两年生或多年生蔬菜打破休眠状态由营养生长期向生殖生长期过渡时发生的一种变化。
萌发与抽薹的蔬菜其养分大量消耗，组织变得粗老，食用品质大为降低。
在贮藏中采用延长蔬菜的休眠来防止萌发与抽薹，如低温可以延长其休眠状态。
4．僵直
僵直是畜、禽、鱼死后发生的生化变化，其特点是肌肉失去原有的柔软性和弹性而变得僵硬。
僵直与肌肉中的肌糖原酵解产生乳酸和三磷酸腺苷、磷酸肌酸的分解等有密切关系。
畜、禽、鱼死后的僵直因动物种类、致死原因和温度等不同而异。
就贮藏而言，僵直期的肌肉pH值低，腐败微生物难于发展，肌肉组织致密，主要成分尚未分解变化，基本保持了肉类和鱼类的原有营养价值，所以适合于冷冻贮藏。
5．软化
软化是畜、禽、鱼肉僵直后进一步的变化，其特点是肌肉由硬变软，恢复弹性。
由于蛋白质和三磷酸腺苷分解使肌肉多汁，产生芳香的气味和滋味。
软化是由于肌肉中所含的自溶酶使蛋白质分解的结果，也叫蛋白质自溶现象。
一般受温度影响较大，冷冻贮藏可以防止畜、禽、鱼肉的软化。
八、食品贮藏期间微生物引起的变化
1．食品腐败
从广义来讲，食品储藏期间由于微生物的污染使其外观和内质发生劣变，最终失去食用价值，这种劣变通称为食品腐败。
从狭义来讲，食品腐败是微生物分泌的酶类对食品中的蛋白质、肽类、胨、氨基酸等含氨有机物进行分解而造成的变质现象。
食品腐败多发生在那些富含蛋白质的动物性食品中，如畜、禽、鱼、蛋、乳以及它们的加工制品。
2．食品霉变
霉变又称为发霉，是霉菌在食品中繁殖活动的结果。
霉菌能分泌大量的糖酶，可以分解利用碳水化合物，所在富含糖类的食品中常有霉菌繁殖，容易发生霉变现象。
食品霉变后，不仅营养成分损失，外观颜色改变，而且有霉味，如被产毒的霉菌菌株（如黄曲霉）所污染，还会由于毒素的存在而严重危害人体健康。
引食品霉变的菌株有多种，危害较大的主要有毛霉属的总状毛霉、大毛霉，根霉属的黑根霉，曲霉属的黄曲霉、灰绿曲霉、黑曲霉等。
3．食品发酵
食品发酵是在微生物所分泌的氧化还原酶在酶促作用下使食品中的糖（己糖、戊糖）发生不完全氧化的过程。
食品发酵对于发酵食品的生产是不可缺少的工序，但是它在食品储藏中却是食品变质的现象。
引起食品发酵的微生物主要是酵母和某些产酸的细菌。
根据发酵产物的不同，在食品储藏中常见的发酵有酒精发酵、醋酸发酵、乳酸发酵和酪酸发酵。
第二节食品货架寿命的预测
一、概念与基本原理
食品货架寿命的定义是食品的品质降低到不能被人接受的程度所需的时间。
许多情况下，货架寿命是商品仍可出售的时间。
某种产品的货架寿命依赖于许多因素，如加工方法、包装及贮藏条件。
如室温保藏的牛乳与良好冷藏条件下的牛乳的货架寿命是不同的。
近年来，对货架寿命的预测方面已作了很大努力。
虽然食品体系非常复杂，但通过对食品劣变机制的系统研究还是可以找到预测食品货架寿命的方法。
最普通的方法是将食品置于某种特别恶劣的条件下贮藏，然后每隔一段时间进行一次品质检验，采用感官评定的方法检验品质。
经过多次试验后，将试验结果进行合理推测就可得到正常贮藏条件下的货架寿命。
另一种方法是按照化学动力学原理设计实验，以确定食品品质指标与温度的关系，书中所举实例都是采用动力学方法设计货架寿命试验。
大多数食品的质量损失可以用定量的品质指标A来表示，A的损失速度可用公式表示：
式中k：
反应速度常数；n：
反应级数。
该公式可改写为
（公式1）
A经过转换后成为时间t的线性函数。
F（A）被称为食品的品质函数。
零级反应：
一级反应：
n级反应：
式中A0为指标A的初始值。
由某种化学反应或微生物生长引起的品质变化，用该品质变化表示的货架寿命大多属于零级（如冷冻食品的整体品质、美拉德反应）或一级（如维生素损失，氧化引起的褪色，微生物生长与失活）。
对于零级模式，在线性坐标上可得一条直线；对于一级模式，采用半对数坐标系可得一条直线；对于二级模式，1/A对时间作图可得一条直线。
根据少数几个测定值和线性拟合的方法就可求得上述级数，并可求出k值（斜率），然后通过外推求出货架寿命终端tS时的品质值AS，也可计算出品质达到一特定值时的贮藏时间，当然也可以计算出任一贮藏时间时的品质值。
各种不同的统计方法均可以从适当的图形中求k（斜率）值。
测定品质值的方法越精确，获得正确k值所需要的品质值的改变程度就越小。
要获得一个可靠的速度常数，必须使被监测的反应剂有足够大的改变或者有良好的测量精度。
但许多食品反应（如非酶褐变）测量误差大于10%，因此如果这些问题没有解决，特别是需要将数据外推至更长时间时，得到的货架寿命的预测值往往不正确。
事实上由于对食品品质损失有关的反应的检测时间通常太短（变化程度不够），经常得不到反应速度常数和级数的准确值，因此已取得的许多有关食品品质变坏的数据在货架寿命的准确预测上作用有限。
二、Arrhenius方程与货架寿命作图法
描述货架寿命的动力学方程随被研究食品的种类和它所处的环境条件的变化而变化。
货架寿命动力学模型只考虑温度的影响。
Arrhenius方程是物理化学中研究温度与反应速度常数关系的，因此它可以用于研究食品的腐败变质速率。
Arrhenius方程如下：
（公式2）
式中k：
速度常数；kA：
指数前因子；EA：
活化能（品质因子A形成所需要克服的能垒），J/mol；R：
气体常数，8.3144J/（mol·K）；T：
热力学温度，K。
在求得不同温度下的速度常数后，用lnk对热力学温度的倒数1/T作图可得到一条斜率为-EA/R的直线。
Arrhenius方程的价值在于，可以在高温（低1/T）下收集数据，然后用外推方法求得在较低温度下的货架寿命，如图14-1所示。
速度常数k
1/T/（K×103）
图14-1将Arrhenius曲线从高温外推至低温来预测货架寿命
应用回归分析方法来计算Arrhenius方程的参数值时，可用统计分析的方法来确定置信度达到95%的Arrhenius参数值。
只有3个温度下的k值，其置信范围往往很宽，因此，要获得置信度范围足够窄的EA和kA，则必须求得更多温度下的k。
根据从恒温条件下的货架寿命试验导出的Arrhenius模型，可以对任何变温条件下的食品品质损失进行预测，
由公式1可知，在一定变质程度范围内，速度常数反比于达到一定品质损失程度的时间，这个规律可一直持续到品质变化到不可接受的时间tS，即货架寿命。
因此，（logtS）对1/T作图得到一条直线，如果仅需考虑一个小的温度范围，根据大多数食品数据绘制的logtS-T图也是一条直线，如图14-2所示。
这种货架寿命的方程为：
（公式3）
式中tS：
热力学温度T下的货架寿命；tS0：
y轴截距处的货架寿命；b：
货架寿命曲线的斜率。
图14-2货架寿命的对数随绝对温度的倒数
（1）和温度
（2）变化的曲线
通常用Q10表示温度的影响程度，Q10即为温度相差10℃时两个货架寿命的比值，或当食品的温度增加10℃时货架寿命tS的改变量。
Q10法与公式3的货架寿命作图法是等同的，可表述如下：
（公式4）
货架寿命曲线的实际应用见图14-3。
图14-3脱水食品的货架寿命曲线
假设我们要确定一种食品在23℃下至少有18个月的货架寿命，并且我们想要确定能否通过在40℃时的加速实验来证实，我们就可以从曲线上对应于18个月和23℃的点向通过温度为40℃的垂直线引出斜率为Q10的直线，可以从该点引出一组斜率为不同Q10的直线。
可以看出，若Q10为5时货架寿命为1个月，则Q10为2时货架寿命为5.4个月。
罐装食品Q10为1.1~4，脱水食品Q10为1.5~10，冷冻食品Q10约为3~40。
由于Q10的变化范围比较大，因此用平均Q10计算得到的货架寿命很不精确。
只有通过在两个或更多的温度下进行货架寿命试验，才能获得可靠的Q10。
另外，对于脱水食品，要保持水分活度为常数，因为水分活度会影响脱水食品的Q10。
即使在进行正确的货架寿命试验时，也应注意Q10的不确定性对货架寿命预测准确性的影响。
在通过外推法预测低温时的货架寿命时，Q10的微小偏差也可能引起结果的较大偏差。
需要一提的还有热力致死时间方法（TDT），它广泛用在表示加热过程中温度对微生物失活的影响，有时也用来评估食品品质的损失。
Z值为使TDT减少或增加10倍所需要提高或降低的温度。
与Q10一样，Z值也与温度有关，Z与b、EA及T的关系如下：
（公式5）
k（T）函数还有其他形式，如线性、幂和双曲线方程等，但在温度变化范围很宽时，Arrhenius方程最为确切。
前面提到的动力学原理已被应用于研究温度对微生物生长的影响和数据库的建立，该领域被称为预测微生物学。
除了温度，水分含量和水分活度也是影响冻结温度以上的品质劣变反应的重要因素。
许多情况下，没有考虑到水分活度对货架寿命的影响，有时将需要测定货架寿命的食品放入不同温度的密封箱里，但并不使食品所处环境的相对湿度保持恒定，因此，如果水分活度对货架寿命有较大影响的活，实验结果就不很准确了。
其它影响食品反应速度的因素有pH、气体组成、分压及总压力。
pH对酶和微生物的活性有很大的影响，每一种酶或微生物都有一个活性最高的pH范围。
蛋白质的功能性质和溶解性通常也受pH的影响。
一些酸--碱催化反应对食品非常重要，例如非酶促褐变和天门冬氨酰苯丙氨酸甲酯的分解，它们都受到pH很大的影响。
气体组成是另一个影响因素，在一些品质损失反应中起着重要的作用，氧气的存在对氧化反应来说非常重要，对反应速度和反应级数均有影响，其具体影响取决于氧气的浓度。
另外，其他气体（特别是CO2的存在和含量）也对新鲜肉、鱼、水果和蔬菜中生物和微生物反应有很大的影响。
三、货架寿命试验的步骤
通过应用Schmidl和Labuza提出的加速货架寿命（ASLT：
Acceleratedshelflifetesting）方法和按照英国食品科学技术协会（IEST）的试验步骤来实现。
可按下列步骤设计有关食品中质量损失的货架寿命试验：
（1）为建议的食品配方和加工工艺确立微生物安全指标和质量参数。
（2）分析食品成分和加工方法，由此确定哪种化学反应可能是引起食品质量损失的主要因素。
（3）为货架寿命试验选择合适的包装。
冷冻和罐头食品可在其最终包装的容器中进行试验，脱水食品应敞开贮存于一定相对湿度的试验室中或贮藏于合适的湿度和水分活度的密封罐中。
（4）选择合适的贮藏温度（至少两个温度）。
（5）利用货架寿命曲线和了解在平均分布温度条件下的货架寿命，由此决定在每个实验温度下必须将产品保持多久时间。
若没有Q10可靠资料，应该选择两个以上的温度进行实验。
（6）决定应用哪些测试方法以及在每个温度下每隔多久进行测试。
在低于最高试验温度的任何温度下，两次测试之间的时间相隔不应超过：
（公式
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