Cách xác định nhanh hạn sử dụng (Shelf Life) của sản phẩm

Hạn sử dụng là cam kết của nhà sản xuất với khách hàng, là mốc thời gian mà quá thời gian đó thì hàng hóa không được phép lưu thông. Ngoài ra, khi tung sản phẩm ra thị trường, một số sản phẩm bắt buộc phải ghi rõ hạn sử dụng như lương thực, thực phẩm, phụ gia thực phẩm, mỹ phẩm, dược liệu, thức ăn chăn nuôi, giống cây trồng, phân bón...

Tuy nhiên, hạn sử dụng nên để bao lâu là hợp lý? Nếu để hạn ngắn quá, chưa kịp làm gì cả thì đã thấy nhà phân phối chở hàng trả về. Mà hàng thì còn rất tốt, vẫn rất ngon. Nếu để hạn dài quá, sẽ có nhiều thời gian để phân phối hàng đi các nơi. Nhưng lúc khách hàng mua về thì ôi thôi, sản phẩm đã hư hỏng hết rồi. Khi đó, nhẹ thì bị phản ánh, nặng thì mất dần đi khách hàng. Điều đó, không một doanh nghiệp nào muốn cả.

Hạn sử dụng sản phẩm thường in trên bao bì.

Làm thế nào để xác định hạn sử dụng?

Một sản phẩm có nhiều tiêu chuẩn để xác định chất lượng như vi sinh, cảm quan, hóa lý... Thông thường, các tiêu chuẩn của sản phẩm tại Việt Nam sẽ được xác định theo TCVN và một số tiêu chuẩn quốc tế khác như Codex. Trách nhiệm của nhà sản xuất là đảm bảo chất lượng của sản phẩm còn trong hạn sử dụng. Tuy nhiên, xác định hạn sử dụng tối ưu là bao lâu luôn là vấn đề làm đau đầu các nhà sản xuất.

Để xác định chính xác hạn sử dụng, cần phải theo dõi định kỳ, liên tục sản phẩm từ lúc bắt đầu sản xuất đến lúc một trong các tiêu chuẩn yêu cầu của sản phẩm không còn đạt chuẩn nữa với điều kiện lưu trữ giống như trên thị trường.

Với một sản phẩm có vòng đời ngắn như bánh tươi, trái cây..., rất dễ theo dõi và xác định hạn sử dụng. Tuy nhiên, làm thế nào có thể xác định hạn sử dụng của một sản phẩm có vòng đời dài như sữa bột, thịt đông lạnh, nước giải khát... trong khi cần phải tung hàng vào thị trường càng sớm càng tốt.

Chúng ta không thể chờ đợi trong nhiều tháng hoặc thậm chí nhiều năm để theo dõi rồi mới sản xuất sản phẩm. Vì thế, cần phải có cách xác định nhanh hơn. Sau đây là một số phương pháp phổ biến để tính toán nhanh hạn sử dụng của những sản phẩm với nguyên nhân hết hạn là do thoái hóa theo thời gian. Tuy nhiên, cần nhắc lại là mặc dù các phương pháp tính toán nhanh hạn sử dụng tiện lợi và kinh tế nhưng việc theo dõi thêm sản phẩm ở điều kiện lưu trữ bình thường là hết sức cần thiết.

Cách 1: Dựa trên hạn sử dụng của sản phẩm tương tự

Nếu sản phẩm đang được nghiên cứu A rất giống với sản phẩm B đã có trên thị trường, chúng ta có thể ước tính hạn sử dụng của chúng sẽ tương tự như nhau. Tuy nhiên, có một số lưu ý khi sử dụng cách này như sau:

– Cần phải chắc chắn về sự giống nhau của hai sản phẩm. Chỉ cần một sự sai khác nhỏ về quá trình sản xuất hay nguyên liệu cũng có thể dẫn đến sự sai khác hạn sử dụng. Do đó, cách này nên được sử dụng bởi các chuyên gia trong ngành có nhiều kiến thức và kinh nghiệm.

– Cần phải kiểm tra đối chứng. Các sản phẩm dự kiến sẽ có biến đổi tương tự nhau trong cùng một môi trường khi chúng cùng họ với nhau và có cơ chế suy thoái như nhau. Lưu trữ hai sản phẩm này song song, kiểm tra đối chứng tại các nhiệt độ khác nhau. Nếu quá trình thoái hóa mẫu kiểm tra A và mẫu đối chứng B giống nhau tại các vùng nhiệt độ, hai sản phẩm này có thể được giả định rằng có hạn sử dụng tương tự nhau ở nhiệt độ lưu trữ.

Chúng ta có thể sử dụng sản phẩm tương tự dể đối chiếu hạn sử dụng.

Cách 2: Gia tốc nhiệt

Một trong những cách để xác định nhanh hạn sử dụng là đẩy nhanh tốc độ thoái hóa sản phẩm. Có nhiều cách để đẩy nhanh tốc độ thái hóa sản phẩm, trong đó phổ biến nhất là phương pháp gia tốc nhiệt (hay phương pháp Q). Phương pháp Q cho rằng chất lượng sản phẩm suy thoái theo một hằng số Qn khi nhiệt độ thay đổi một số nhất định. Với bước thay đổi nhiệt độ thường là 10°C, Qn đôi khi được gọi là Q10. Với giá trị Q10 đã biết, hạn sử dụng có thể được tính bằng công thức:

ts = t₀.Q10.n

Trong đó:

• ts: hạn sử dụng ở điều kiện lưu trữ bình thường.
• t0: hạn sử dụng ở điều kiện gia tốc nhiệt.
• n: nhiệt độ gia tốc nhiệt (°C) trừ đi nhiệt độ lưu trữ bình thường (°C) chia cho 10°C.

Ví dụ: hạn sử dụng của một sản phẩm tại 50°C là 32 ngày. Nhiệt độ lưu trữ bình thường là 25°C.

Khi đó: n = (50 – 25) / 10 = 2,5.

Giả sử Q10 = 3.

Lúc đó, Q10.n = (3)2,5 = 15,6.

Dự đoán hạn sử dụng ở điều kiện thường là: 32 ngày x 15,6 = 500 ngày.

Q10 càng cao, hạn sử dụng tính được lại càng dài. Do đó, việc xác định chính xác giá tri Q10 rất quan trọng. Như ví dụ trên, nếu Q10 = 2, hạn sử dụng bình thường tại 25°C sẽ là 181 ngày, ít hơn gấp 2,7 lần so với trường hợp Q10 = 3.

Tuy nhiên, không dễ xác định giá trị Q10. Sản phẩm có thể có nhiều giá trị Q10 do có nhiều kiểu thoái hóa khác nhau. Có thể xác định tương đối giá trị của Q10 bằng cách lưu trữ sản phẩm ở các nhiệt độ cách nhau 10°C, sau đó xác định hạn sử dụng của sản phẩm ở các nhiệt độ đó. Mỗi lần tăng nhiệt độ 10°C, sản phẩm sẽ giảm hạn sử dụng tương ứng là Q10 lần. Ví dụ như một sản phẩm có hạn sử dụng dựa trên tính chất màu sắc. Nhiệt độ lưu trữ bình thường là 30°C. Nếu lưu trữ sản phẩm đó tại nhiệt độ 40°C (cao hơn 10°C so với bình thường) thì màu sắc phai nhanh gấp đôi. Tức là hạn sử dụng giảm đi 2 lần. Lúc đó Q10 = 2.

Tuy nhiên, cần phải khảo sát hạn sử dụng của sản phẩm rất nhiều lần tại các vùng nhiệt độ khác nhau mới có thể xác định tương đối chính xác giá trị Q10. Ngoài ra, không phải sản phẩm nào cũng có thể xác định Q10 theo cách này, đặc biệt là các sản phẩm thực phẩm.

Các sản phẩm thường được lưu trữ ở cả nhiệt độ gia tốc và nhiệt độ lưu trữ bình thường. Kết quả có được ở gia tốc nhiệt sẽ được dùng để tính hạn sử dụng ở nhiệt độ thường. Kết quả lưu trữ ở nhiệt độ thường sẽ được dùng để kiểm tra độ chính xác của phương pháp gia tốc nhiệt.

Cách 3: Sử dụng mô hình toán học

Việc sử dụng các mô hình toán học cho kết quả nhanh, kinh tế, không phải là mới trong việc xác định hạn sử dụng của một sản phẩm. Tuy nhiên, đối với mỗi một sản phẩm cụ thể khác nhau sẽ có một mô hình khác nhau. Do đó, tuy rất tiện lợi nhưng phương pháp này không phổ biến bằng phương pháp gia tốc nhiệt. Sau đây, xin giới thiệu một mô hình toán học đang được sử dụng rất phổ biến tại Anh trên sản phẩm bánh bông lan công nghiệp loại hư hỏng không do bị mốc (mould-free shelf-life). Một báo cáo gần đây cho thấy rằng 80% bánh bông lan được sản xuất tại Anh hiện nay được ước tính hạn sử dụng bằng mô hình này.

Dựa trên một lượng lớn các thử nghiệm đã được thực hiện tại Hiệp hội nghiên cứu xay bột và nướng (FMBRA) tại Anh, công thức sau đã được đưa ra để tính toán hạn sử dụng của bánh bông lan công nghiệp lưu trữ tại 27°C và 21°C, có ERH nằm trong khoảng 74 – 90%.

Tại 27°C: Log10 A = 6,42 – (0,065 * ERH%)
Tại 21°C: Log10 A = 7,91 – (0,081 * ERH%)

A: số ngày trong hạn sử dụng.

ERH: độ ẩm cân bằng của bánh (Độ ẩm di chuyển từ bánh vào khí quyển, và ngược lại cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng).

Theo công thức trên, bánh bông lan có độ ẩm cân bằng là 88% sẽ có hạn sử dụng dự tính tại 21°C là 7 ngày, tại 27°C là 5 ngày.