生濕面保鮮技術(shù)研究現(xiàn)狀

孫子欽 王 燕 吳衛(wèi)國(guó) 歐陽(yáng)夢(mèng)云 趙傳文

(1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2. 長(zhǎng)沙凱雪糧油食品有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410008)

生濕面是小麥粉與輔料混合后， 經(jīng)熟化、壓片、切條、包裝等工序加工而成的一類(lèi)面制食品[1-2]。其具有食用方便快捷、營(yíng)養(yǎng)健康等特點(diǎn)，且保持了傳統(tǒng)手工面的風(fēng)味和口感特征，非常符合人們快節(jié)奏生活的需要以及對(duì)食品風(fēng)味和口感的追求。然而，貯藏過(guò)程中，生濕面極易受微生物和酶的影響，引起品質(zhì)劣變，導(dǎo)致保鮮期短，從而嚴(yán)重制約其市場(chǎng)推廣和快速發(fā)展。因此，如何有效消除微生物和酶的影響，延長(zhǎng)保鮮期已成為解決這一挑戰(zhàn)的關(guān)鍵所在。當(dāng)前，圍繞生濕面保鮮技術(shù)的開(kāi)發(fā)，研究者們進(jìn)行了大量的研究和嘗試。其中，應(yīng)用于生濕面中的保鮮技術(shù)有化學(xué)保鮮劑、生物保鮮劑、微波保鮮、臭氧保鮮、柵欄保鮮等，這些技術(shù)各具特色，如：化學(xué)保鮮劑保鮮效果好，但對(duì)人體的健康存在潛在危害；微波保鮮既能滅菌又能抑制酶活，耗時(shí)短，但可能造成面條品質(zhì)的變化；生物保鮮劑具備天然、安全、高效的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用前景廣闊[3]；柵欄保鮮可將多種保鮮技術(shù)結(jié)合，充分發(fā)揮各優(yōu)勢(shì)，保鮮效果更佳，具備巨大的潛在價(jià)值[4]。本文擬對(duì)生濕面保鮮技術(shù)的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展進(jìn)行歸納和概述，以期為生濕面保鮮問(wèn)題的解決提供思路和參考。

1 生濕面品質(zhì)變化概述

生濕面在貯藏期間，特別是夏季高溫環(huán)境下，由于水分活度大，易出現(xiàn)菌落超標(biāo)現(xiàn)象導(dǎo)致變質(zhì)[5]。腐敗菌以及致病菌在適宜的環(huán)境下大量滋長(zhǎng)，可使生濕面在短期內(nèi)喪失食用價(jià)值，造成了巨大的浪費(fèi)和食用安全問(wèn)題。李運(yùn)通等[6]發(fā)現(xiàn)常溫下生濕面品質(zhì)劣變的轉(zhuǎn)折點(diǎn)為24 h，此時(shí)，水分與淀粉、蛋白質(zhì)等結(jié)合緊密，自由水的比例增大，微生物大量繁殖，進(jìn)一步促使生濕面質(zhì)地、色澤等品質(zhì)劣變。前期細(xì)菌的增長(zhǎng)速度要高于霉菌，二者呈現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，霉菌的繁殖可能會(huì)受到細(xì)菌代謝產(chǎn)物的影響，而后期霉菌數(shù)量會(huì)呈爆發(fā)式增長(zhǎng)[7]。其次，生濕面易發(fā)生褐變，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的感官品質(zhì)。在前2～4 h，面條迅速變色，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，褐變速率減緩并在24 h時(shí)達(dá)到平穩(wěn)[8]。生濕面出現(xiàn)褐變現(xiàn)象主要與面粉中含有的多酚氧化酶有關(guān)，此外，非酶因素也可能促使面條褐變，如美拉德反應(yīng)[9]，目前面條中非酶因素引起的褐變機(jī)制研究仍處于初始階段[10-11]。應(yīng)對(duì)上述保鮮問(wèn)題，研究者應(yīng)側(cè)重從生濕面中水分活度、貯藏溫度、微生物種類(lèi)、酶活等因素深入探究，綜合考慮各因素對(duì)生濕面品質(zhì)的影響，有針對(duì)性地采取相應(yīng)的保鮮技術(shù)，從而達(dá)到更有效地保鮮效果。

2 保鮮技術(shù)在生濕面中的應(yīng)用

2.1 化學(xué)保鮮劑

化學(xué)添加劑便捷、成本低，能有效抑制微生物生長(zhǎng)，但使用劑量是關(guān)鍵，多了會(huì)導(dǎo)致食品安全問(wèn)題，少了又起不到抑菌作用。宋顯良等[12]發(fā)現(xiàn)單辛酸甘油酯相比于丙酸鈣和丙二醇，對(duì)生濕面中霉菌的抑制程度更高，使用劑量為1 mg/mL時(shí)，霉菌抑制率可達(dá)50%左右。目前，食用酒精在生濕面的實(shí)際生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用。陳潔等[13]認(rèn)為將食用酒精直接噴灑在面條上比在和面時(shí)添加保鮮效果更顯著，但較少的食用酒精添加量起不到抑菌作用，較多又會(huì)引起不良?xì)馕?。單一的化學(xué)防腐抑菌效果有限，游新俠等[14]將雙乙酸鈉、脫氫醋酸鈉與丙酸鈣進(jìn)行復(fù)配應(yīng)用于花色生濕面中，在4 ℃下可保存15 d左右?；瘜W(xué)添加劑僅對(duì)生濕面短期保鮮有效，且存在濫用添加劑、添加劑殘留等食品安全問(wèn)題，因此，為了彌補(bǔ)化學(xué)添加劑的不足，開(kāi)發(fā)高效安全、天然的生物保鮮劑已成為解決生濕面保鮮問(wèn)題的重要途徑。

2.2 臭氧保鮮

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑可以引起微生物細(xì)胞中活性氧的升高，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)氧化應(yīng)激反應(yīng)，從而達(dá)到殺菌的目的，已廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域[15-16]。目前，臭氧以氣體或水溶液的形式在生濕面預(yù)處理、加工或貯藏中起到滅菌的作用，并且，最終分解為大氣中的氧氣，無(wú)有害物質(zhì)殘留，無(wú)污染。如：采用1 mg/L臭氧水和面在有效殺死面粉中微生物的同時(shí)降低了水中的微生物含量[17]；臭氧可明顯減少生濕面中初始微生物的數(shù)量，小麥粉經(jīng)臭氧處理后貯藏4 d制得的生濕面比0 d呈現(xiàn)出更顯著的微生物穩(wěn)定性[18]。但是，臭氧處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能使面粉中帶有一些令人不悅的氣味，這可能與臭氧自身帶有特殊的氣味以及小麥粉中少量脂肪的深度氧化有關(guān)[19]。其次，采用臭氧保鮮生濕面，成本偏高，同時(shí)，操作者長(zhǎng)期處于高濃度臭氧下，容易造成身體傷害。

2.3 微波保鮮

相對(duì)基于熱傳導(dǎo)和對(duì)流的傳統(tǒng)熱處理而言，微波主要基于體積加熱，能瞬間加熱食品[20]。微波殺菌主要通過(guò)熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)共同作用于生濕面，從而起到殺菌、抑制酶活的作用。不同的微波條件處理生濕面的保鮮效果有所差異。一般而言，增加微波功率或延長(zhǎng)微波時(shí)間有利于提高微波滅菌的有效性[21]。微波功率2 000 W處理全麥粉40 s，能明顯抑制了其制得的生鮮面褐變速率和貯藏前期(12～24 h)的微生物生長(zhǎng)，其中，高功率短時(shí)間更有利于生濕面貯藏期色澤的穩(wěn)定[22]。Li等[23]研究得到了相似的結(jié)果。但是，微波功率過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，面粉會(huì)出現(xiàn)微黃及輕微焦糊結(jié)塊現(xiàn)象，最終導(dǎo)致面條變硬，色澤暗淡，從而影響銷(xiāo)售[24]。微波與其他保鮮方法結(jié)合，殺菌效果更突出。微波處理前，添加適當(dāng)濃度的檸檬酸和抗壞血酸于小麥—大米混合粉中，降低面團(tuán)中的pH，從而使面條保質(zhì)期長(zhǎng)達(dá)40 d，并且較好地保持了面條的品質(zhì)[25]。另外，有研究者[26]認(rèn)為微波的抑菌效果還可能與生濕面的尺寸有一定的相關(guān)性。微波能有效殺滅生濕面中的腐敗菌及致病菌，但同時(shí)微波可能造成生濕面的品質(zhì)變化，并且包裝材料透過(guò)微波時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)。

2.4 氣調(diào)保鮮

氣調(diào)保鮮是采用阻隔性能較好的包裝材料包裝生濕面，通過(guò)調(diào)節(jié)和控制包裝內(nèi)的氣體成分，營(yíng)造微生物難以生存的環(huán)境，從而延長(zhǎng)保質(zhì)期。一般而言，CO2抑菌效果最佳，O2能抑制厭氧菌的生長(zhǎng)，N2主要起填充作用[27]。張春紅等[28]比較氣調(diào)包裝、普通包裝以及真空包裝對(duì)生濕面保鮮效果的影響，結(jié)果表明氣調(diào)包裝保鮮效果最顯著，其中CO2、N2的體積比為1∶1，7∶3時(shí)達(dá)到最優(yōu)，并對(duì)面條色澤有所改善。單一的氣調(diào)保鮮效果有限，Nobile等[29]研究殼聚糖與氣調(diào)包裝相結(jié)合對(duì)生濕面的保鮮效果，結(jié)果表明，兩者產(chǎn)生協(xié)同作用，更有效地減緩了生濕面品質(zhì)下降速度。目前，市場(chǎng)上銷(xiāo)售的生濕面仍以普通密封包裝為主，真空包裝在食品行業(yè)應(yīng)用雖較為廣泛，但真空包裝會(huì)使面條迅速受熱，促使表面出現(xiàn)褐變現(xiàn)象，并造成面條之間擠壓變形，限制了其在生濕面中的應(yīng)用。氣調(diào)包裝相比于其他包裝方式，更利于生濕面的防腐保鮮，但同時(shí)受到資金、設(shè)備以及場(chǎng)地等條件約束，需要較長(zhǎng)時(shí)日來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。氣調(diào)包裝與低溫貯藏、保鮮劑復(fù)配、輻照等方法結(jié)合應(yīng)用于生濕面中才能充分發(fā)揮保鮮作用，創(chuàng)造更長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 輻照保鮮

輻照殺菌是利用輻射源產(chǎn)生的γ-射線、X射線和電子束對(duì)生物分子產(chǎn)生直接和間接作用，抑制酶的活性，殺滅腐敗菌，從而延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的一種冷殺菌技術(shù)[30]。γ-射線輻照可以抑制小麥粉中好氧細(xì)菌以及霉菌的生長(zhǎng)，并且提高了小麥粉的持水能力和抗性淀粉含量，同時(shí)，其對(duì)蛋白質(zhì)含量無(wú)影響[31]。低于4 kGy的γ-射線輻照生濕面保鮮效果較好，對(duì)面條的質(zhì)構(gòu)無(wú)顯著影響，但隨著劑量的增加，生濕面色澤偏黃[32]。目前，將γ-射線應(yīng)用于生濕面中，其安全性和有效性還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。電子束輻照技術(shù)比γ-射線安全系數(shù)更高，不少研究者[33-34]陸續(xù)對(duì)其在食品保鮮中的應(yīng)用展開(kāi)了研究。3 kGy 電子束輻照劑量可使得小麥粉中的菌落總數(shù)、霉菌、酵母菌滅活率分別達(dá)到95.82%，95.83%，82.76%，與對(duì)照組相比，小麥粉中蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等營(yíng)養(yǎng)成分差異不大[35]。史依沫等[36]在不同輻照劑量條件下處理生濕面，研究表明，電子束輻照對(duì)細(xì)菌的抑制效果顯著，霉菌則呈現(xiàn)出較強(qiáng)的輻照耐受性；輻照還可抑制多酚氧化酶的活性，改善了面條的色澤。輻照殺菌在生濕面保鮮中具有廣闊的應(yīng)用前景，但是投入實(shí)際生產(chǎn)中其安全性還有待深入考察。此外，輻照可能會(huì)給生濕面帶來(lái)不良?xì)馕?，并可能引起品質(zhì)上的變化。

2.6 低溫等離子體保鮮

低溫等離子體是指體系中存在高溫電子，溫度可達(dá)上千乃至上萬(wàn)攝氏度，而其中離子及分子的溫度與常溫相當(dāng)，因此，整個(gè)體系仍然接近室溫[37]。低溫等離子體是一種新興的非熱殺菌技術(shù)，能使微生物的活性成分喪失，有效地消滅細(xì)菌，具有低溫、短時(shí)、安全無(wú)殘留等特點(diǎn)可，保持食品原有風(fēng)味與營(yíng)養(yǎng)成分[38]。目前，這一技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在食品表面、液體食品和包裝食品的殺菌消毒方面[39-40]。陳玥[41]研究發(fā)現(xiàn)，低溫等離子體對(duì)生濕面表面微生物有致死作用，并且可以抑制面條酸度增加，對(duì)面條的質(zhì)構(gòu)影響甚微，但低溫等離子會(huì)引起生濕面色澤的些許變化，貯藏第0天時(shí)，低溫等離子體處理的生鮮面L*值比未處理的高，但隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，其L*值均略低于未處理組。目前，低溫等離子體在生濕面保鮮上的研究較少，是否具備可實(shí)踐性，還需進(jìn)一步探討。

2.7 生物保鮮劑

生物保鮮劑具備天然、安全、保鮮效果好、易降解等特點(diǎn)，主要通過(guò)浸泡、噴淋或涂膜等方式廣泛應(yīng)用于食品中[42-43]。從保證食品安全的角度考慮，生物保鮮技術(shù)是較為理想的保鮮方法，在生濕面中的應(yīng)用已有所報(bào)道。

2.7.1 植物來(lái)源保鮮劑 不同種類(lèi)的植物提取物對(duì)生濕面的保鮮程度有所差異。綠茶、洋蔥皮水提物可以抑制生濕面中腐敗菌的生長(zhǎng)，同時(shí)，可提高面條的抗氧化能力[44]，這可能與水提物含有的多酚以及黃酮類(lèi)等物質(zhì)有關(guān)[45]?；⒄?、苦參和黃苓3種中草藥提取物有利于生濕面的短期保鮮，1.5 mg/mL的中草藥混合物可以抑制細(xì)菌和霉菌的生長(zhǎng)，并提高了面條的嚼勁，可能是中草藥中含苷類(lèi)化合物和多酚類(lèi)物質(zhì)參與了氧化作用，使支鏈淀粉碳鏈延長(zhǎng),形成了交鏈作用[46]。此外，天然多肽也具備一定的抗菌活性。有研究[3]報(bào)道，大豆球蛋白堿性多肽可抑制真菌菌絲體的生長(zhǎng)和孢子萌發(fā)，破壞細(xì)胞膜，對(duì)生濕面具有顯著的防腐效果，2.0，2.5 mg/g的添加量明顯抑制霉菌的生長(zhǎng)，并且感官品質(zhì)差異不顯著。植物精油也被廣泛用于生濕面的保鮮中，可以通過(guò)干擾和破壞細(xì)胞膜、酶系統(tǒng)以及細(xì)菌遺傳物質(zhì)的磷脂雙層[47]，從而產(chǎn)生一定的抑菌作用。周小偉等[48]將微波處理后的生濕面，進(jìn)一步進(jìn)行5個(gè)濃度梯度的迷迭香精油熏蒸，當(dāng)迷迭香精油的空間濃度為 0.10 μL/mL 時(shí)，微生物數(shù)量明顯降低，但隨著精油濃度的增加，抑菌效果無(wú)顯著差異，并且可能會(huì)影響面條風(fēng)味。

2.7.2 微生物及動(dòng)物來(lái)源保鮮劑 微生物菌體及其代謝產(chǎn)物與生濕面中的腐敗菌處于拮抗或競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系，其次，還能通過(guò)改變pH值抑制腐敗菌生長(zhǎng)，從而達(dá)到保鮮效果。2%的乳酸菌發(fā)酵上清液噴灑于生濕面片上，其中發(fā)酵液含有抑菌物質(zhì)以及較低的pH值可有效地抑制面條中微生物的生長(zhǎng)[49]。在濕面的生產(chǎn)中，尤其針對(duì)保鮮濕面，常采用天然有機(jī)酸如檸檬酸、抗壞血酸、植酸等降低面條中的pH值，通過(guò)改變微生物生長(zhǎng)以及多酚氧化酶的最適pH值從而延長(zhǎng)面條保質(zhì)期[50-51]。目前，乳酸鏈球菌素、納他霉素以及殼聚糖在生濕面保鮮方面研究較多。乳酸鏈球菌素在pH呈酸性的環(huán)境下對(duì)生濕面中細(xì)菌的抑制作用顯著，而納他霉素對(duì)霉菌及酵母菌的抑制效果顯著，對(duì)細(xì)菌幾乎無(wú)作用[52-53]。Huang等[54]研究發(fā)現(xiàn)，將殼聚糖與木糖的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)用于生濕面中，可以提高殼聚糖對(duì)細(xì)菌的抑制作用，但對(duì)生濕面的色澤會(huì)有一定的影響。

目前，生物保鮮劑抗菌機(jī)理仍處于初步探索階段，并且受到工藝及成本的影響，限制了其規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。鑒于此，尋求多種保鮮劑復(fù)配不失為一種可行的解決方法，不僅擴(kuò)大抑菌范圍，增強(qiáng)抑菌效果，還降低了工業(yè)成本，提高了食品安全性。

2.8 柵欄保鮮

柵欄技術(shù)是將多種技術(shù)科學(xué)合理地結(jié)合，即通過(guò)各個(gè)柵欄因子協(xié)同作用，對(duì)微生物產(chǎn)生最大殺傷力的同時(shí)，降低食品營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和風(fēng)味的損失，從而保障產(chǎn)品食用安全性[55-56]。生濕面營(yíng)養(yǎng)豐富、水分活度較高，單一的保鮮技術(shù)無(wú)法達(dá)到預(yù)期保鮮效果，需要將多種保鮮方法綜合利用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，在保證品質(zhì)的前提下延長(zhǎng)生濕面的保質(zhì)期。 楊杰靜等[57]研究臭氧結(jié)合氣調(diào)包裝對(duì)生鮮魚(yú)面保鮮效果的影響， 結(jié)果表明，隨著臭氧處理時(shí)間的延長(zhǎng)，面條的減菌率逐漸升高，當(dāng)處理時(shí)間為10 min時(shí)，結(jié)合100% CO2包裝并輔助低溫貯藏(-0.8 ℃)，微生物增長(zhǎng)速率極為緩慢，同時(shí)減少了微生物及其代謝物對(duì)面條蛋白質(zhì)、淀粉等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解，保持了面條的品質(zhì)。Lucera等[58]以山梨酸鉀為抑菌劑，結(jié)合熱處理應(yīng)用于生鮮面團(tuán)，并輔助空氣過(guò)濾器以及氣調(diào)包裝，多方面共同作用，可有效抑制鮮意大利面中腐敗菌的繁殖，與對(duì)照組相比，保質(zhì)期延長(zhǎng)了32 d。牛猛等[59]發(fā)現(xiàn)超聲波聯(lián)合抗壞血酸可以有效降低面粉中多酚氧化酶的活性，從而抑制生濕面的褐變。吳克剛等[60]采用糖醇、熱處理以及復(fù)配精油三者結(jié)合作用于生濕面，從降低面條的水分活度以及抑菌兩方面切入，以達(dá)到保鮮的目的。柵欄技術(shù)具有較高的實(shí)際可操作性，隨著研究的深入，需對(duì)生濕面中的各個(gè)柵欄因子進(jìn)行全面考察，將其有效結(jié)合，必將成為生濕面保鮮領(lǐng)域中一種最有效的保鮮技術(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

目前，中國(guó)還未對(duì)生濕面在可食用范圍內(nèi)的微生物含量制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)褐變機(jī)理仍處于探索初期，而單一的保鮮技術(shù)已無(wú)法滿足當(dāng)前產(chǎn)品生產(chǎn)的需要。相比于單一的保鮮技術(shù)，柵欄保鮮技術(shù)可針對(duì)多個(gè)柵欄因子，采取多種保鮮技術(shù)相結(jié)合，表現(xiàn)出對(duì)生濕面全面高效的保鮮效果，能更大程度地延長(zhǎng)生濕面的保質(zhì)期，如保鮮劑復(fù)配結(jié)合輻照、微波等冷殺菌技術(shù)、生物保鮮劑結(jié)合氣調(diào)包裝等。此外，考慮到消費(fèi)者對(duì)自身健康日益重視，保鮮技術(shù)朝著高效、經(jīng)濟(jì)、安全方向發(fā)展將成為今后生濕面保鮮領(lǐng)域中的一種必然趨勢(shì)。同時(shí)，研究者應(yīng)更加深入地展開(kāi)保鮮機(jī)理等基礎(chǔ)性理論的研究，對(duì)生濕面進(jìn)行高質(zhì)量保鮮還需兼顧實(shí)際生產(chǎn)情況，才能達(dá)到更理想的保鮮效果，從而大力推動(dòng)生濕面產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，提升生濕面加工的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。