在当今商品社会中，货架寿命（shelf－Life）是个使用频繁的术语。在食品行业，这是个十分重要的指标，因为它是厂商对流通期内商品质量功效的保证与承诺。食品的货架寿命是指从感官和食用安全的角度分析，食品品质保持在消费者可接受程度下的贮藏时间。
食品作为人们生存所必需的能量和营养素的基本来源，除了满足人们生理需要和营养卫生要求外，还需要具有良好的质量。消费者对食品质量的需求越来越高：那就是希望以*低的代价，尽可能少的加工，尽可能少的添加剂和环保的包装来获得感官性能好、营养价值高、健康、方便和货架寿命长的食品。但所有的食品在贮藏期间都会经历不同程度的变质。变质可能包括感官接受性、营养价值和食用安全性的降低等。因此，通过对贮藏期间食品品质变化的研究来预测食品的货架寿命一直受到很多学者的关注。
1影响货架寿命的因素本质上来讲，货架寿命主要取决于四个因素即食品的组成结构、加工条件、包装和贮藏条件。这些影响因素已被纳入到一种*新的食品安全和质量控制体系HACCP（危害分析关键控制点）中。食品是个复杂体系，其中微生物、生物、物理、化学的变化反应会同时进行，这些反应会导致食品的营养价值下降并产生不期望的副产物，甚至产生毒素。类似的反应在加工后的保藏过程中仍然会继续发生，此时的反应速率取决于食品的内在性质、包装类型、贮存及运输条件等。
温度可以引起脂肪及脂溶性成分的氧化，褐变从而导致品质下降；湿度会引起食品吸湿或脱湿，引起食品形态收缩变形；光线可以促进化学反应与食品的色、香、味的变化；在氧气存在的情况下促进化学反应而引起食品品质变化；充填惰性气体可以抑制此类化学反应，从而达到抑制食品品质下降的目的。食品的水溶性成分较高或吸湿时会发生褐变、溶解性及复原性降低，营养成分损失等。脂溶性成分较多时则在氧、光线等条件存在时，脂肪氧化发生变色、退色、风味变化、维生素损失等。有酶存在的食品中，食品水分含量较高或吸湿时容易导致酶活化，从而引起食品色、香、味的劣化等。
2预测货架寿命的方法尽管食品变质反应非常复杂，但通过对食品劣变机制的系统研究还是可以找到确定食品货价寿命的方法。食品工程中，食品品质损失动力学的研究一直受到很多学者的关注，食品品质改变一般指生产过程中化学的、物理的和微生物的变化，其中以化学反应动力学为基本理论模型，其可以很好地反映这些变化。
大多数食品的质量损失可以用可定量的期望的品质指标A（如营养素或特征风味）的损失或不期望的品质指标B（异味或褪色）的形成来表示。
－d［A］dt＝k［A］n－d［B］dt＝k＇［B］n＇k和k＇DDD反应速度常数n和n＇DDD反应级数A或B经过适当转换后可表示为时间t的线性函数。F（A）为食品的品质函数，不同反应级数，对应不同的函数表达式。
这样，根据少数的几个测定值和线性拟合的方法就可求得上述级数，并求得方程中各参数的值，然后通过外推求得货架寿命终端时的品质，也可计算出品质达到任一特定值时的贮藏时间，同样，也可求得任一贮藏时间的品质值。
2.1温度效应DDD阿仑尼乌斯方程描述货架寿命的动力学方程随被研究食品的种类和所处的环境条件的变化而变化。一种食品从食品厂被生产出来并包装好后，经过运输到仓库、批发中心、零售商，*后到达消费者手里的全过程，相对于其他因素，如相对湿度、包装内的气体分压、光和机械力等，温度对其质量损失的影响是居首位的，而且是惟一不受食品包装类型影响的因素。
Labuza应用Arrhenius关系式研究了食品的腐败变质速率。式中：k 0：指前因子（又称频率因子）；E a：活化能（品质因子A或B变坏或形成所需克服的能垒）T：绝对温度，K R：气体常数，1.9872cal／（mol？K）或8.3144J／（mol？K）k 0和Ea都是与反应系统物质本性有关的经验常数。取对数：1nk＝1nk 0－E a RT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－E a／R的直线。
阿仑尼乌斯关系式的主要价值在于：可以在高温（低1／T）下收集数据，然后用外推的方法求得在较低温度下的货架寿命。阿仑尼乌斯方程在食品质量变化方面的研究已有大量报道。
SuhHJ等研究了温度对桑葚汁褪色反应动力学的影响，指出颜色指数的变化遵循0级反应模式，依据阿仑尼乌斯方程测得在80℃￣100℃范围内，四个不同pH下反应的活化能。NourianF等测定了五个不同贮藏温度（4℃、8℃、12℃、16℃、20℃）下的马铃薯的质量参数包括感官指标（质地、颜色）、化学指标（抗坏血酸、还原糖、淀粉、总糖、总可溶性固形物、pH）和生理指标（呼吸速率）。建立了马铃薯的贮存时间－温度与其质量品质变化的动力学模型，其中多数品质变化反应符合一级反
应模式，反应速度常数与温度的关系用阿仑尼乌斯方程来描述。
MosselB；BhandariB等利用阿仑尼乌斯模型预测温度对几种澳大利亚蜂蜜的流变学特性的影响，在1℃￣40℃温度范围内分析得到温度对蜂蜜流变学特性的影响符合阿仑尼乌斯方程。
2.2WLF（Williams－Landel－Ferry）方程除了阿仑尼乌斯方程，另一个文献中［12￣13］常用的关于食品稳定性与温度的关系式是Williams－Lan－del－Ferry模型，用来描述温度高于玻璃化温度时的无定形食品体系中温度对化学反应速度的影响。
由于大多数食品是以介稳或非平衡状态存在的，因此，动力学方法比热力学方法更适合于了解、预测和控制它们的性质［1］。近年来，越来越多的证据表明分子流动性（M m）是值得人们注意的一种食品属性，它与食品的许多被扩散限制的重要性质有着紧密联系，与分子流动性（M m）有关的关键组分是水和起支配作用的一种或几种溶质。这类食品包括含淀粉食品（如面条）、蛋白质类食品（豆腐）、中等水分食品、干燥或冷冻食品。
WLF（Williams－Landel－Ferry）方程提供了能估计在玻璃化转变温度以上而在T 1m（溶液中溶质结晶或熔化的温度）以下温度的M m的一种方法。用黏度表达的WLF方程如下：log（η／ηg）＝C 1（T－T g）C 2＋（T－T g）式中：ηDDD产品在温度T（K）时的黏度ηgDDD产品在温度T g（K）时的黏度C 1、C 2DDD常数目前主要有两种方法来研究M m、T g和食品性质（稳定性）。
一种是分析在T m￣T g的温度范围内发生在食品中的物理化学变化是否符合WLF动力学。HagiwaraT等研究了甜味剂种类、稳定剂与冰激凌中冰的重结晶和保藏温度间的关系，研究发现，在T m至T g‘区的冰的重结晶速度有时可以较好的符合WLF动力学，冰激凌的T g一般在－30℃￣－43℃之间，而其贮藏温度一般在－18℃左右，即贮藏过程中的冰激凌大多处于橡胶态，根据玻璃化转变理论，橡胶态下结晶、再结晶速率很大，在此状态下贮藏一定时间后，冰激凌中将有大量粗冰粒生成，使质地变得粗糙，甚至出现结构塌陷等品质恶化现象。
第二种方法仅仅是确定在T g（或T g′）以上和以下温度食品稳定性是否有显著的差别而没有重点关注动力学特征。刘宝林等［13］以草莓为样品进行了食品冻结玻璃化保存的实验研究，用低温显微DSC（差示扫描量热计）测定草莓的玻璃化转变温度值为：－42.5℃，且玻璃态下保存的草莓，在评价指标的各个方面（质地特性、持水能力及感官评定等）均明显优于一般冻藏的草莓，两者具有非常显著的差异，说明玻璃态是较理想的草莓保存方法。实验结果表明，仅仅在降温过程中实现玻璃化并不能保证草毒的质量，而必须将其贮藏于玻璃态下才可。
2.3货架寿命模型法许多有关食品品质变化的文献中，并没有给出引起品质变化反应的速度常数、活化能等，而仅是给出了货架期终点数据与温度的关系。由品质函数可知，对一定的变质程度，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t s，即货架寿命。因此，（lnt s）对1／T作图可得到一条直线，如果食品贮存在一个小的温度范围内，那么由实验数据绘制的lnt sDT图也是一条直线。
货架寿命图线的方程为：t s＝t s0 e－bT式中：t sDDD热力学温度下T（℃）的货架寿命t s0（常数）DDD货架寿命曲线的斜率（0℃时的t s）bDDD货架寿命曲线的斜率2.4Z值模型法反映温度对反应速率常数的影响，有两个基本模型，除了Arrhenius模型，还有一个就是Z值模型。对于以化学反应为主的品质变化，如贮存、加热等过程，常用Arrhenius模型；对于杀菌等操作即以微生物改变为主的过程，常用Z值模型，有时也用来评估食品品质的损失。有时还相互混用：Fujikawa和Johnsson
分别比较了两种不同菌类失活时，采用Z值和Arrhenius模型的回归结果，并比较了两者在外推实验温度时预测值的差别。
食品工业中，一级反应动力学模型有广泛应用，如微生物的死亡：N＝N 0×10－t／D（1）式中N为t时的活菌数；N 0为初始活菌数；t为时间（s）；D为10倍减少时间（DecimalReductionTime），其物理意义可由（1）式变化后获知：D＝t／log（N 0／N）（2）即在一定环境和一定温度下杀死90％微生物所需的时间。D值越大，则该菌的耐热性越强。Z值定义为引起D值变化10倍所需改变的温度（℃），其定义式为：
Z＝T－T r logD r－logD＝T－T r logD r／D（3）式中D r为参考温度下T r的D值，Z值越大，因温度上升而获得的杀菌效果增长率就越小。（2）式和（3）式组成Z值模型。
2.5食品感官货架寿命的生存分析对于很多食品，感官评价是确定货架寿命的关键因素。对于微生物稳定的食品，如饼干，蛋黄酱，在定义其货架寿命时是依据其感官性质的变化。很多新鲜的食品，如酸奶酪、面条等，在相对较长的储藏期内，微生物是安全的，但由于感官质量发生了变化而被消费者拒绝。在根据感官数据进行食品货架寿命的研究时主要采用生存分析方法。
生存分析是统计学的一个分支，被广泛应用在临床研究、流行病学，生物学、社会学和可行性研究中。在食品的货架寿命研究中，Gacula等介绍了Weibull模型，它由生存分析衍生而来；Hough等作了进一步的阐述。
在生存分析中，生存函数F（x）是根据在超过时间t时单个食品生存的概率来定义的。也就是说，生存函数被定义为一个消费者接受贮存了时间t后的产品的概率，其危险主要不在于产品的劣化，而是消费者拒绝产品。
后来，这个模型被应用在一些研究中。Vaisey－Genser等将逻辑生长曲线应用到低芥酸菜籽油的平均接受率与其贮存时间的关系中，Cardelli等用消费者的反应来确定贮存0￣23.3周咖啡的感官寿命。
3结束语货架寿命对于食品生产厂商的信誉，对于消费者的健康、安全至关重要。消费者在决定购买一件食品的时候，必先了解它的质量是否可靠，仔细查看打印在包装物上的生产日期、保质期或失效期。货架寿命概念中包含了食品学、包装学、材料学、市场营销学等多方面的技术知识。通过对食品货架寿命的研究，不仅可以预测食品的保质期，而且通过对影响食品质量的关键因素的研究，找出关键因子，为延长食品的货架寿命提供理论依据。