生濕面的保鮮技術(shù)及應(yīng)用研究進展

李冉冉，李洪軍,2，李少博，柴子惠，賀稚非,2*

1(西南大學 食品科學學院，重慶，400715) 2(重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶，400715)

面條作為傳統(tǒng)的面制食品，在我國有著悠久的歷史，早在東漢年間便存在記載[1]。面條有著易于消化吸收，食用方便的特點，因此，深受消費者喜愛。但隨著生活水平的提高，傳統(tǒng)的掛面、方便面已無法滿足消費者對口感和營養(yǎng)的需求，更健康、更美味的“第四代方便面”——生濕面,在此背景下應(yīng)運而生。

生濕面未經(jīng)風干、油炸等工藝處理，保持了面條原始的香味和營養(yǎng)價值，爽口，有嚼勁[2-3]。但未經(jīng)干燥操作導致生濕面含水量高，儲藏難度大，嚴重制約了生濕面大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。因此，尋找合適的保鮮技術(shù)來延長生濕面保質(zhì)期一直是國內(nèi)外研究的熱點。我國早期研究的主要方向是研發(fā)新的化學防腐劑和復配型保鮮劑應(yīng)用于生濕面保鮮[4]。國外眾多學者則是通過在生濕面生產(chǎn)中加入化學防腐劑[5]和/或在儲藏中采用屏障措施延緩微生物生長[6]這2種方式，來有效延長生濕面保質(zhì)期。目前，國內(nèi)對生濕面保鮮技術(shù)的應(yīng)用研究較多，但是缺乏系統(tǒng)性的分析和總結(jié)，鑒于此，文章對國內(nèi)外現(xiàn)有的生濕面保鮮技術(shù)進行了歸納和應(yīng)用分析，并對生濕面保鮮技術(shù)的發(fā)展方向進行了預測，以期對生濕面的保鮮和工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 生濕面概述

1.1 生濕面的定義

生濕面是生鮮濕面的一種，即將壓制好的面條進行殺菌處理后，立即進行包裝，而不需要進行煮制的面制食品[7]。生濕面水分含量高，一般可達30%[8]，因此儲藏過程中易被微生物污染，使其發(fā)生腐敗變質(zhì)，貨架期短，即使在冷藏條件下，儲藏3 d，也會出現(xiàn)腐敗變質(zhì)現(xiàn)象，菌落總數(shù)超過106CFU/g，并且在第6天已達多不可計[9]。

1.2 生濕面腐敗變質(zhì)的原因

研究表明引起生濕面腐敗變質(zhì)的主要因素是生物因素，即微生物。物理因素(溫度、水分含量、水分活度等)、化學因素(營養(yǎng)組成、基質(zhì)條件等)則是通過影響微生物生長而間接引起食品腐敗變質(zhì)。LI等[10]研究了加速生濕面變質(zhì)的臨界溫度、pH、水分含量、水分活度，結(jié)果表明，引起最初生濕面變質(zhì)加速的臨界溫度為20～25 ℃，臨界水分含量為23%～24%，并且pH值為8.0～8.5時變質(zhì)速率最快。LAHLALI等[11]研究了不同溶質(zhì)、水分活度(0.890～0.980)、溫度條件(5～25 ℃)下霉菌菌絲的生長速度，試驗表明，菌絲的生長速度隨著水分活度和溫度的降低而降低,并且溶質(zhì)、水分活度、溫度對菌絲生長速度的影響不是單一的，這進一步證實了含水量和儲藏條件對生濕面腐敗變質(zhì)的影響是基于對微生物生長的影響。引起生濕面腐敗變質(zhì)的微生物主要來源于面粉和儲藏過程。

1.2.1 面粉中的微生物

面粉對生濕面有著重要的影響，除了蛋白質(zhì)、淀粉、灰分、脂肪等含量的高低對面條品質(zhì)有重要影響外，面粉中的微生物則決定了生濕面的原始含菌量[12]。了解面粉中微生物的種類和生長特性，有助于找到適合生濕面保鮮的防腐技術(shù)。李彪等[13]研究表明，在小麥粉中細菌總量占比最大，其中桿菌較多，約占好氣性細菌總帶菌量的82.5%左右,而且革蘭氏陽性細菌多于革蘭氏陰性菌,球菌較少；革蘭氏染色陽性桿菌有芽孢的較多，占陽性桿菌的71.3%。王新偉等[14]研究指出，通過嚴格控制加工環(huán)境，在一定程度上能夠抑制多數(shù)微生物的生長繁殖，但達不到完全滅菌的效果，因此，一旦環(huán)境條件適宜，殘留的微生物和環(huán)境中的腐敗菌則會迅速增長繁殖，從而引起生濕面產(chǎn)生腐敗變質(zhì)。

1.2.2 生濕面儲藏過程中的微生物

在生濕面儲藏過程中，微生物的生長是呈動態(tài)變化的。肖付剛等[15]通過觀察微生物形態(tài)和生理生化鑒定對生濕面儲藏過程中的腐敗微生物進行了分析，結(jié)果表明，細菌是導致生濕面產(chǎn)生腐敗變質(zhì)的主要微生物，其中芽孢桿菌屬和葡萄球菌屬是細菌中的優(yōu)勢菌屬,在儲藏前期枯草芽孢桿菌為主要腐敗菌，后期則主要以金黃色葡萄球菌為主；生濕面中的霉菌主要為圓弧曲霉和白曲霉；同時在生濕面儲藏過程中檢出少量具有發(fā)酵能力的酵母菌。

1.3 生濕面的保鮮機理

生濕面中充足的水分、豐富的淀粉和蛋白質(zhì)為腐敗微生物生存提供了理想的條件，它們的快速生長繁殖是造成生濕面腐敗變質(zhì)的主要原因。因此，生濕面保鮮的關(guān)鍵就在于控制腐敗微生物的生命活動。目前，生濕面的保鮮主要通過2種途徑，一是直接殺滅腐敗菌，二是通過改變影響微生物生長的環(huán)境條件(如水分活度、pH、溫度、氧化還原電勢等[12])抑制腐敗微生物生長從而達到保鮮的目的，例如用50%的CO2氣調(diào)包裝可以通過改變產(chǎn)品氧化還原電勢顯著抑制生濕面中的腐敗微生物[16]。

2 生濕面的傳統(tǒng)保鮮方法及應(yīng)用分析

2.1 傳統(tǒng)保鮮方法

生濕面的傳統(tǒng)保鮮方法主要有熱處理、調(diào)酸保鮮、酒精保鮮和添加化學防腐劑等。熱處理主要是指采用一定的方式對食品進行加熱，如熱燙、蒸汽熏蒸等，主要目的是殺菌和鈍化食品體系中的酶類[17]。調(diào)酸保鮮則是指通過有機酸浸泡或噴灑的方式對食品進行處理，以降低pH值，抑制微生物的生長[18]。由于乙醇具有較強的滲透能力，其分子可進入蛋白質(zhì)肽鏈內(nèi)，使菌體蛋白質(zhì)變性沉淀，因此酒精也常用作一種殺菌保鮮的方法[19]。添加化學防腐劑是指在食品中加入國標規(guī)定的食品級抑菌劑，其主要作用是抑制微生物生長繁殖，減緩食品的腐敗變質(zhì)以延長食品保質(zhì)期。在生濕面的傳統(tǒng)保鮮中，添加化學防腐劑是最常用的，因為這種方式最為經(jīng)濟、便捷，并且化學防腐劑對防止某些因微生物引起的食品腐敗變質(zhì)的確有顯著效果[20]。

2.2 應(yīng)用分析

國內(nèi)外的學者對生濕面的傳統(tǒng)保鮮方法進行了比較全面的應(yīng)用研究。韓金玉[20]將包裝后的生濕拉面置于預先調(diào)制溫度的恒溫水浴鍋中進行熱燙處理，通過加熱使生濕拉面中微生物的蛋白質(zhì)變性或凝固，從而殺滅微生物，研究表明，隨著熱處理溫度和時間的增加，25 ℃條件下貯藏的生濕拉面保質(zhì)期得到延長，但處理溫度過高、時間過長會引起面條褐變，影響感官品質(zhì)。微生物生長的最適pH一般在微酸或中性，當將微生物生長環(huán)境的pH降低到4.3以下時，大多數(shù)微生物都不能生長，調(diào)酸保鮮既是利用有機酸調(diào)節(jié)食品pH以達到抑制微生物生長的目的。FU等[18]研究有機酸浸泡對生濕面保質(zhì)期的影響，試驗表明，有機酸混合物(乳酸∶蘋果酸酸∶檸檬酸=2∶0.25∶0.25)可顯著延長生濕面保質(zhì)期，但有機酸的添加比例必須控制在合理范圍內(nèi)，濃度過高，面條有酸味，影響口感。LEE等[19]分別用0%、1%、2%的酒精對生濕面進行處理，利用酒精能使菌體蛋白凝固的效應(yīng)，研究酒精對生濕面保質(zhì)期和需氧微生物生長的影響，結(jié)果顯示，未經(jīng)酒精處理的生濕面保質(zhì)期為9.17 d，隨著酒精添加量增加，生濕面保質(zhì)期延長，1%的酒精處理過的生濕面保質(zhì)期為15.02 d，2%的酒精處理的生濕面保質(zhì)期為27.03 d，但為了降低酒精對面條食用品質(zhì)的影響，酒精添加量應(yīng)控制在4%以下[20]。SUNG等[21]將活性鈣用在生濕面中，研究活性鈣對生濕面品質(zhì)和保質(zhì)期的影響，結(jié)果表明，在10 ℃的儲藏環(huán)境下，用活性鈣進行處理的生濕面的保質(zhì)期與未處理組相比，延長了2倍以上。

雖然傳統(tǒng)的保鮮方法，操作便捷，經(jīng)濟實惠，但效率不夠，并且會對生濕面的品質(zhì)造成影響，無法滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。表1[19,22-23]列舉了生濕面?zhèn)鹘y(tǒng)保鮮方法的處理方式和優(yōu)缺點。因此，開發(fā)新的保鮮技術(shù)應(yīng)用于生濕面保鮮至關(guān)重要。

表1 生濕面的傳統(tǒng)保鮮技術(shù)優(yōu)缺點Table 1 The advantages and disadvantages of traditional techniques in raw wet noodles preservation

3 生濕面的現(xiàn)代保鮮技術(shù)及應(yīng)用分析

3.1 物理保鮮技術(shù)

3.1.1 微波保鮮技術(shù)

微波是在300MHz～300kMHz頻率的電磁波，極性分子吸收微波能量并相對于電場定向[24]。近幾十年來，微波在食品工業(yè)中的應(yīng)用急劇增加，主要用于材料加熱、干燥、滅菌、酶鈍化等[25]。

微波保鮮在生濕面中的應(yīng)用主要有2種方式：處理原料面粉和處理生濕面。LI等[26]研究了經(jīng)微波處理后的全麥粉制成的生濕面的儲藏穩(wěn)定性，結(jié)果表明，用微波處理90 s后的全麥粉制成的生濕面微生物生長和變黑速率得到顯著抑制，與未處理組相比，保質(zhì)期延長了3倍。ZHANG等[27]用微波對包裝于聚丙烯袋中的小麥米粉生濕面進行處理，試驗表明，經(jīng)微波處理的生濕面可在保存1個月后仍保持新鮮狀態(tài)且具有彈性。

3.1.2 輻照保鮮技術(shù)

食品輻照技術(shù)是一種新型高效的冷殺菌技術(shù)，有著21世紀食品綠色加工技術(shù)的美譽。輻照殺菌是利用射線(包括X射線、γ射線和加速電子束等)的輻照來殺滅有害細菌的一項技術(shù)[28]。據(jù)報道，輻照食品以每年20%的速度增長[28]。輻照技術(shù)對食品的殺菌雖然效果顯著，但也有研究表明用輻照處理過的面條有輻照味道，因此，關(guān)于輻照技術(shù)用于生濕面保鮮的研究較少[29]。史依沫[30]利用電子束輻照處理生濕面條，研究其對生濕面殺菌效果及品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，4 kGy的電子束輻照效果顯著，且對細菌比霉菌敏感。LEE等[31]用γ射線處理小麥粉，再將其做成生濕面，結(jié)果表明，經(jīng)輻照處理的小麥粉制成的生濕面在儲藏期間品質(zhì)得到顯著改善。LI等[32]也研究證實，在儲藏期間，輻照劑量為4 kGy時生濕面顯示最佳的pH值和感官穩(wěn)定性。輻照殺菌在生濕面保鮮中的應(yīng)用將引起廣泛的關(guān)注，合理的使用輻照技術(shù)不僅可以延長生濕面保質(zhì)期，而且可以改善其品質(zhì)，但結(jié)合對食品安全的考慮，未來有必要進行更有效的輻照技術(shù)研究，以期在保證食品品質(zhì)的前提下，盡可能用最小的輻射劑量來達到殺菌目的，這需要探究更有效的輻射元素或者研究多種輻射元素共同作用的效果。

3.1.3 對流熱處理技術(shù)

對流熱處理是熱處理的一種方式，是指將食品放入電熱鼓風干燥箱中，通過設(shè)定溫度和時間對食品完成加熱，主要目的是干燥和殺菌[33]。王曉明等[33]用此技術(shù)處理生濕面，觀察其對生濕面的保鮮效果和色澤產(chǎn)生的影響，稱取25.0 g生濕面，采用單排法且不堆疊的放入已達預定溫度的電熱鼓風干燥箱中，并開始計時，試驗表明，最佳的對流熱處理條件為處理溫度90 ℃，處理時間25 min，在不使用任何防腐劑的情況下，通過此方法能夠使生鮮濕面在36 ℃下安全儲藏49 h。對流熱處理技術(shù)成本低、安全性高，通過合理的設(shè)置加熱溫度和時間或與其他保鮮技術(shù)結(jié)合，以降低對生濕面品質(zhì)的不良影響，則有望能在生濕面工業(yè)化生產(chǎn)中大規(guī)模投入使用。

3.1.4 臭氧技術(shù)

臭氧具有強氧化作用，是最有效的抗菌劑之一[34]。LI等[35]評估了受臭氧處理影響的面粉的質(zhì)量特性和生濕面的保質(zhì)期，結(jié)果表明，由臭氧處理的面粉制成的生濕面，微生物的生長和變黑速率得到顯著延遲。BAI等[36]研究了臭氧水處理對蕎麥半干面條(SBWN)保質(zhì)期的影響，試驗表明，臭氧水能夠降低SBWN的初始含菌量。但值得關(guān)注的是臭氧無穿透性，只可進行表面殺菌，存在殺菌不徹底的情況，因此，經(jīng)臭氧處理后生濕面在儲藏期間微生物的生長情況有待進一步研究。

物理保鮮方法的原理和優(yōu)缺點如表2[26,29,35-37]所示。微波保鮮雖然加熱時間短，升溫迅速，但由于其加熱不均勻可能會對生濕面品質(zhì)造成影響，因此，一般不單獨使用微波保鮮技術(shù)處理生濕面，而是將微波技術(shù)與其他熱力殺菌技術(shù)相結(jié)合。如王遠輝等[38]研究了微波-對流處理技術(shù)對生濕面保鮮效果的影響，并確定了最佳的微波和對流處理的工藝參數(shù)，結(jié)果表明，微波-對流處理技術(shù)相比二者單獨使用，對生濕面的保鮮效果更佳，在微波功率280 W，微波時間20 s，對流熱處理溫度90 ℃，對流熱處理時間15 min的條件下，可使生鮮濕面在36 ℃下安全儲藏49 h。

表2 物理保鮮的殺菌原理與優(yōu)缺點Table 2 Sterilization principle,advantages and disadvantages of physical preservation

3.2 生物保鮮技術(shù)

隨著人們對安全性的重視，生物保鮮方式越來越受到人們的認可。目前，有較多將生物保鮮用于延長生濕面保質(zhì)期和改善其品質(zhì)的研究。全永亮等[39]用不同噴灑量的乳酸菌發(fā)酵上清液對生濕面進行處理，測定經(jīng)處理后生濕面的菌落總數(shù)，并與對照組進行對比分析，結(jié)果表明，乳酸菌發(fā)酵上清液對細菌有明顯的抑制效果，在冷藏條件下，噴灑量為2%時，生濕面保質(zhì)期可達到18 d。HOU等[40]研究了大豆蛋白堿性多肽對生濕面中黑曲霉和青霉菌的抗菌效果，試驗表明，大豆蛋白堿性多肽通過抑制菌絲體的生長和孢子的萌發(fā)，以及破壞真菌質(zhì)膜的形成而具有非常顯著的抑菌效果，并且其抑菌效果隨著大豆蛋白堿性多肽濃度的增加而提高，大豆蛋白堿性多肽很可能取代化學合成防腐劑用于延長淀粉類食品的保質(zhì)期。LEE等[41]在生濕面中加入乳清粉，結(jié)果顯示，乳清粉的加入顯著改善了生濕面的品質(zhì)。

3.3 添加防腐劑

添加防腐劑具有操作簡單，不需要設(shè)備，成本低，效率高等優(yōu)點，在生濕面的保鮮過程中被廣泛應(yīng)用。研究用于生濕面保鮮的化學防腐劑有很多，常見的有苯甲酸(鈉)、山梨酸(鉀)、對羥基苯甲酸酯、丙酸鹽、亞硫酸及其鹽類、硝酸及亞硝酸鹽、脫氫醋酸鈉等，但化學防腐劑對人體健康存在潛在的危害，應(yīng)該盡可能的減少其在食品中的使用，因此開發(fā)和利用安全高效的天然防腐劑顯得尤為重要。天然防腐劑種類有很多，如常見的天然防腐劑乳酸鏈球菌素、紅曲提取物、大蒜素等，但天然防腐劑抗菌譜相對較窄，當天然防腐劑單一使用時，其抑菌效果往往并不明顯，通常需要多種防腐劑進行復配才能達到明顯的抑菌效果。

3.3.1 化學防腐劑

化學防腐劑是人工合成的用于抑制微生物活動，防止食品腐敗變質(zhì)的一類食品添加劑。KIM等[42]研究了聚甘露聚糖醛酸對生濕面品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，在生濕面中加入2%的聚甘露聚糖醛酸能夠顯著改善生濕面的口感。劉增貴等[43]主要研究了二氧化氯和雙氧水在生濕面保鮮方面的作用，結(jié)果表明，在允許使用的范圍內(nèi)，二氧化氯和雙氧水對生濕面中細菌和霉菌均能起到有效的殺滅作用，而且二氧化氯比雙氧水更穩(wěn)定。

3.3.2 天然防腐劑

天然防腐劑通常是指從動植物和微生物的代謝產(chǎn)物中提取的，用于防止食品腐敗變質(zhì)的食品添加劑。NURAIDA等[44]研究了香草及香料提取物作為生濕面防腐劑的應(yīng)用，研究表明，香草及香料提取物作為生濕面防腐劑效果顯著，但成本相對較高，不如大蒜提取物應(yīng)用的廣泛。PARK等[45]研究了桑黃提取物和姜黃提取物對生濕面貯藏期和品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，添加2.5%的桑黃提取物和0.02%的姜黃提取物，能顯著的延長生濕面的保質(zhì)期，并改善生濕面的品質(zhì)。KIM等[46]研究了紅參生濕面的品質(zhì)特性和保質(zhì)期，試驗表明，含有黃原膠和瓜爾膠的紅參生濕面被認為是最優(yōu)選的，并且在-10 ℃下的10周內(nèi)呈現(xiàn)最安全的貨架期。毛汝婧[47]通過正交試驗確定乳酸鏈球菌素、桂皮、花椒及草果提取液的最佳配比和用量，結(jié)果顯示，乳酸鏈球菌素對生濕面保質(zhì)期影響最大，其次依次是桂皮提取物、花椒提取物、草果提取物，在乳酸鏈球菌素、桂皮提取物、花椒提取物、草果提取物濃度依次為5、5、5、2.5 mg/mL，其推算保質(zhì)期為34.85 d。

3.3.3 復合防腐劑

復合防腐劑是指由2種以上防腐劑混合而成的食品添加劑。游新俠等[48]以不同防腐劑作為柵欄因素，通過正交試驗對其進行篩選并確定柵欄因素最佳配比，結(jié)果表明，在脫氫醋酸鈉0.05%、山梨糖醇3%、D-抗壞血酸0.02%時防腐效果最好，由此加工出的生濕面在4 ℃的保藏溫度下保存，保質(zhì)期可達13 d。WANG等[49]研究了常用防腐劑在生濕面中的應(yīng)用，結(jié)果表明，乙醇，二乙酸鈉，丙酸鈣，丙二醇等化學防腐劑的混合物對生濕面保質(zhì)期的延長效果較好，在28 ℃時，保質(zhì)期超過22 d，但考慮到食品安全的潛在風險，結(jié)果僅作為理論參考。

雖然研究了眾多可用于生濕面保鮮的防腐劑，但具體的使用必須嚴格按照國家標準。根據(jù)GB2760—2014,可用于生濕面制品的防腐劑如表3所示。

表3 用于生濕面制品的防腐劑Table 3 Preservative for raw wet noodles

3.4 建立微生物生長模型

動態(tài)微生物生長模型的建立，有利于更直觀的觀測影響微生物生長的因素，從而通過適當改變加工條件來控制微生物的生長。KIM等[50]通過響應(yīng)面法研究含有不同濃度乙醇和硫胺素的生濕面中蠟樣芽胞桿菌的生長特性，并建立預測模型確定其在某一濃度下的特定生長率，來分析乙醇和硫胺素對蠟樣芽胞桿菌的影響，使用非線性回歸將生長曲線擬合到修正的Gompertz方程，并且使用響應(yīng)曲面二次多項式方程作為乙醇和VB1濃度的函數(shù)，通過生長曲線的具體增長率值來建立預測模型，具體的模型方程如式(1)，通過將模型預估值與具體實驗值比較分析，對預測模型的實際應(yīng)用性進行數(shù)學評估，結(jié)果顯示，預測模型具有非常高的準確性。該模型對于準確預測生濕面條中蠟樣芽胞桿菌的增長率具有很大的希望，同時也對研究保鮮方法的應(yīng)用效果提供了一種新的思路。

SGR model:Y=0.021 129 6-0.009 045x1-0.002 385x2-0.000 077x1x2-0.000 478 8x12-0.000 978x22(R2=0.989 9)

LT model:Y=45.119 31-80.427 3x1-0.001 58x2+0.014 518x1x2-70.217 41x12-0.000 004 307x22

(R2=0.987 2)

(1)

4 展望

隨著經(jīng)濟水平的提高，人們越來越注重自己的飲食，因此，具有更高營養(yǎng)價值、口感更佳的生濕面將會成為面條制品發(fā)展的主流。大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)是生濕面未來發(fā)展的趨勢，但歷程的快慢主要取決于生濕面保鮮問題能否得到有效的解決。雖然添加化學防腐劑是最經(jīng)濟、最便捷的保鮮方式，但卻不符合消費者對食品安全性的要求。因此，開發(fā)新型的天然防腐劑、物理保鮮、生物保鮮將成為生濕面保鮮的重點。其中，生物保鮮會成為未來生濕面保鮮的研究熱點，因為這種保鮮方式在面制品中應(yīng)用廣泛，如在面包、饅頭等面制品中均有應(yīng)用，應(yīng)用方式主要是使用抗菌肽、特定菌株發(fā)酵上清液和抗菌薄膜。多種保鮮技術(shù)的聯(lián)合使用則有望在達到更好保鮮效果的同時，保持生濕面品質(zhì)，如微波結(jié)合迷迭香精油對生濕面進行處理，一方面可以降低微波對生濕面品質(zhì)產(chǎn)生的不良影響，另一方面也可以在節(jié)約能耗的同時達到顯著的殺菌效果。

目前也出現(xiàn)了眾多新型殺菌技術(shù)，如低溫等離子體技術(shù)、高壓脈沖電場殺菌技術(shù)、脈沖強光殺菌技術(shù)等，其中，已有將脈沖強光殺菌用于餃子等面制品保鮮的研究。高新殺菌技術(shù)應(yīng)用于生濕面保鮮將是未來研究的熱點，同時，添加活性物質(zhì)，如活性肽、多功能因子，生產(chǎn)功能性生濕面會成為生濕面未來發(fā)展的主要方向。