包裝方式對(duì)青稞鮮濕面條微波減菌效果的影響

付婷婷，覃小麗，劉雄

(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715)

鮮濕面條因其韌性好、彈性足、易煮等諸多優(yōu)點(diǎn)，深受廣大消費(fèi)者的喜愛[1-2]。然而，鮮濕面條水分含量高，極易腐敗變質(zhì)，特別不利于貯藏、銷售。

關(guān)于鮮濕面條的保鮮，傳統(tǒng)方法主要通過添加酸[3]、防腐劑[4-5]、熱處理(蒸汽或巴氏殺菌等)[6-7]來提高其保藏性。但酸或酒精處理后面條會(huì)帶有消費(fèi)者難以接受的酸味或酒精味，且大多數(shù)化學(xué)防腐劑的使用范圍和用量受限；同時(shí)，傳統(tǒng)熱處理時(shí)間長(zhǎng)，殺菌效率低，長(zhǎng)時(shí)間處理會(huì)降低面條的風(fēng)味和口感。因此，尋求一種安全、高效的物理殺菌方式極為必要。近年來，微波技術(shù)受到國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注，其穿透性強(qiáng)、加熱速度快，廣泛應(yīng)用于食品殺菌、干燥、滅酶等方面[8]。微波主要通過處理原料面粉和濕面條這2種方式來提高面條保藏性。研究發(fā)現(xiàn)，利用微波處理面粉能有效延長(zhǎng)鮮濕面條的貯藏期，但若微波功率過高，所產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫會(huì)使面粉焦糊，顏色變黃，對(duì)面條品質(zhì)不利[9-10]。用微波直接處理包裝好的鮮濕面條的研究中，為防止產(chǎn)生過多蒸汽導(dǎo)致包裝袋破裂，通常選用低功率和短時(shí)間處理，但是保鮮效果欠佳[11-12]。

青稞中富含膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，其β-葡聚糖含量在谷類作物中占比最高，具有降低血漿膽固醇、血糖指數(shù)、患結(jié)腸癌風(fēng)險(xiǎn)等功效[13]，將青稞作為面條生產(chǎn)的原料，對(duì)提高面條膳食纖維含量、改善營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)具有重要意義。

基于上述，擬對(duì)比3種不同的預(yù)包裝方式，即對(duì)密封、半封及敞口預(yù)包裝微波處理后青稞鮮濕面條的微生物含量、水分、溫度、糊化熱特性、質(zhì)構(gòu)及蒸煮品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期得到更適用于微波殺菌處理的合理預(yù)包裝方式，為微波技術(shù)在鮮濕面條保鮮中的應(yīng)用提供進(jìn)一步的參考，為鮮濕雜糧面條的工業(yè)化生產(chǎn)及長(zhǎng)期保存提供更科學(xué)的理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥粉、青稞粉、谷朊粉，西藏昌都君親農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司提供；食鹽、Na2CO3、海藻酸鈉、黃原膠,均為市售食品級(jí)；高溫蒸煮袋,16 cm×22 cm×0.2 mm,臺(tái)州市名科塑業(yè)股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

EG823LA6-NR微波爐，佛山市美的微波爐制造有限公司；TCW-3型快速黏度糊化儀，澳大利亞Newport Science Corp公司；TA-XT2i物性測(cè)定儀，英國(guó)Stable Micro Systems公司；差示掃描量熱儀DSC 25，美國(guó)TA公司；UltraScan色差儀，HunterLab公司；MJ-BL25B3粉碎機(jī)，廣州美的生活電器制造有限公司；多功能面條機(jī)，山東章丘市民天機(jī)械廠；SLF800封口機(jī)，河南星火封口機(jī)械有限公司；手持式紅外測(cè)溫儀，泰州市雙華儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 面條的制作

參考《SB/T 10072—92 面條制作商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》和陳汝群[14]的方法制作青稞鮮濕面條，略有改動(dòng)。

工藝流程：

混合粉→和面→醒面→壓片→切條→裝袋→微波處理→封口冷卻

操作要點(diǎn)：小麥粉、青稞粉、谷朊粉按質(zhì)量比11∶8∶1混合[15]。取1 kg混合粉加入0.3%海藻酸鈉和0.3%黃原膠，混勻后加入40%蒸餾水(溶有0.2%Na2CO3和1%食鹽)，揉面使之形成不含生粉的松散顆粒狀料胚，用保鮮膜包裹后于30 ℃恒溫箱內(nèi)靜置20 min。 用壓面機(jī)逐級(jí)、反復(fù)壓片8～10次，最終壓成約1.5 mm厚、表面光滑的面片，切成2 mm寬、20 cm長(zhǎng)的面條，然后按100 g/袋裝入高溫蒸煮袋，備用。

1.3.2 微波處理

空白對(duì)照(black control，BC)：不經(jīng)微波處理，直接裝袋封口的青稞鮮濕面條。

水浴對(duì)照(water bathing，WB)：包裝袋密封樣品于90 ℃水浴中加熱15 min后，取出冷卻至室溫。

密封(sealed，S)：將上述裝好的面條經(jīng)包裝機(jī)將其完全封口，然后置于微波爐內(nèi)處理后，使用紅外測(cè)溫儀立即檢測(cè)樣品溫度，然后取出放入涼水中冷卻。

半封(semi-sealed，SS)：將上述裝好的面條經(jīng)包裝機(jī)將其一部分封口，然后置于微波爐內(nèi)處理后，立即檢測(cè)樣品溫度，后即刻密封，冷卻。

敞口(open，O)：將上述裝袋的面條置于微波爐內(nèi)處理后，立即檢測(cè)樣品溫度，然后經(jīng)包裝機(jī)將其密封，冷卻。

本試驗(yàn)選用500、800 W處理1 min，探究不同預(yù)包裝方式對(duì)微波減菌效果的影響。所有試樣均放于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中，定期測(cè)定色澤和TPC變化。

1.3.3 水分含量的測(cè)定

水分含量按照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法測(cè)定。

1.3.4 微生物檢測(cè)

TPC按照GB 4789.2—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》方法，每隔12 h取樣測(cè)定。

1.3.5 色澤的測(cè)定

取待測(cè)面條樣品，將其整齊排列置于潔凈的培養(yǎng)皿中，壓實(shí)，參考嚴(yán)勇強(qiáng)等[16]的方法，使用色差儀測(cè)定。每個(gè)樣品取4個(gè)位置，每個(gè)位置重復(fù)3次，得到L*、a*、b*值。其中L*值表示亮度，L*值越大越明亮，樣品品質(zhì)越好；a*值表示紅度，a*值越大，樣品越偏紅；b*值表示黃度，b*值越大，樣品顏色越偏黃。每隔24 h取樣測(cè)定。

1.3.6 蒸煮品質(zhì)的測(cè)定

蒸煮品質(zhì)是決定面條可食性的重要參數(shù)[17]。參考《LS/T 3212—2014掛面行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》及李運(yùn)通[18]的方法測(cè)定。

(1)蒸煮時(shí)間和斷條率

取30根長(zhǎng)20 cm的面條，于500 mL沸水中，開始計(jì)時(shí)，并保持水的微沸狀態(tài)。2 min后，迅速撈出1根用2塊毛玻璃片擠壓，觀察面條中間橫截面是否仍存在生粉白芯，每隔10 s重復(fù)1次，白芯剛好消失所記錄的時(shí)間即蒸煮時(shí)間。撈出，記錄完整面條數(shù)量，由公式(1)計(jì)算斷條率，重復(fù)3次。

(1)

式中：N為完整面條根數(shù)；30為全部面條根數(shù)。

(2)吸水率和損失率

取20 cm長(zhǎng)的面條20根，稱重(m1)，于500 mL沸水中煮至白芯消失。放入冷水冷卻1 min后撈出置于濾紙上，瀝干5 min，迅速稱重(m2)，按公式(2)計(jì)算吸水率。將剩余的面湯放至常溫冷卻后，轉(zhuǎn)入500 mL容量瓶中定容、混勻。取100 mL面湯于恒重的250 mL燒杯(m3)中，在電爐上蒸發(fā)掉大部分水分后，將燒杯放入105 ℃烘至恒重(m4)，按公式(3)計(jì)算損失率，重復(fù)3次。

(2)

(3)

式中：W,煮前面條水分含量，%；m1,煮前面條質(zhì)量，g；m2,煮后面條質(zhì)量，g；m3,恒重?zé)|(zhì)量，g；m4,燒杯和100 mL面湯中干物質(zhì)含量，g。

1.3.7 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

參考MUDGIL等[19]的方法，取1.3.6煮后瀝干水的面條3根，整齊水平置于載物臺(tái)中央，使用物性測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定。選用P/36R探頭測(cè)定，參數(shù)設(shè)置：測(cè)前速度4 mm/s，測(cè)試速度1 mm/s，測(cè)后速度1 mm/s，壓縮比70%，觸發(fā)模式(自動(dòng))，觸發(fā)力10 g，時(shí)間間隔2 s， 每個(gè)樣品重復(fù)6次。

1.3.8 淀粉糊化熱特性的測(cè)定

處理后冷卻的待測(cè)樣品于35 ℃條件下烘至恒重，粉碎后過60目篩。參考GB/T 24853—2010《小麥、黑麥及其粉類和淀粉糊化特性測(cè)定快速黏度儀法》，使用TCW-3形狀快速黏度糊化儀測(cè)定進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定程序：淀粉糊于50 ℃保溫1 min，以12 ℃/min從50 ℃加熱到95 ℃， 保持2.5 min，再以12 ℃/min降溫至50 ℃，保持2 min。參考PONGPICHAIUDOM等[20]的方法，采用DSC 25分析鮮濕面條熱特性，該熱量計(jì)用銦標(biāo)樣進(jìn)行校準(zhǔn)。精確稱取樣品9 mg于DSC坩堝，加入2倍蒸餾水，密封后于室溫平衡4 h。以空坩堝為對(duì)照，掃描溫度為30～120 ℃，升溫速率10 ℃/min，得到糊化起始溫度(onset temperature，T0)、峰值溫度(peak temperature，Tp)及焓值(enthalpy，△H)等參數(shù)，重復(fù)3次。淀粉糊化程度由公式(4)確定[21]：

(4)

式中：ΔHf為未加熱處理空白樣品的熱焓值；為ΔH為處理組樣品的熱焓值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、SPSS 17.0分析顯著性(不同字母表示P<0.05的顯著性差異)、Origin 8.6軟件作圖，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同預(yù)包裝方式對(duì)面條溫度與水分的影響

熱處理時(shí)，樣品溫度升高，水分蒸發(fā)，水分含量下降。800 W處理組的溫度明顯高于500 W及水浴組(圖1)，其中，800 W半封預(yù)包裝微波面條的溫度最高，達(dá)到了(101.03±0.49)℃；500 W處理組間和水浴對(duì)照組無顯著差異(P>0.05)。由圖2可以看出，水浴和微波處理均會(huì)使水分含量降低，但各組間差異不顯著。說明不同預(yù)包裝微波處理對(duì)青稞鮮濕面條的水分含量影響不大，能夠在一定程度上保持面條原有水分。800 W密封預(yù)包裝水分含量最低，為(33.97±0.74)%，顯著低于未經(jīng)處理的空白對(duì)照(35.32±0.12)%(P<0.05)。

圖1 不同預(yù)包裝方式處理對(duì)面條溫度的影響Fig.1 Effects of different prepackaging methods on temperature of noodles注：圖中不同小寫字母表示差異，下同。

可能是因?yàn)槊芊忸A(yù)包裝較高功率殺菌時(shí)的高溫，會(huì)造成包裝袋膨脹，產(chǎn)生較多的水蒸氣凝結(jié)在包裝袋表面。

圖2 不同預(yù)包裝方式處理對(duì)面條水分含量的影響Fig.2 Effects of different prepackaging methods on the moisture content of noodles

2.2 不同預(yù)包裝方式對(duì)面條TPC含量的影響

通常，剛制作好的鮮濕面條TPC含量在103～104CFU/g[9]。本試驗(yàn)用青稞鮮濕面條的初始含菌量為(2 700±521.63)CFU/g。由表1可以看出，水浴和微波處理均能有效降低面條的TPC含量，且微波功率越大效果越明顯，同時(shí)半封預(yù)包裝的效率均高于其他預(yù)包裝方式。其中，半封預(yù)包裝800 W微波處理面條的TPC含量最低，為(66.67±30.55)CFU/g；殺菌效率為(97.53±1.13)%?？赡苁窃摋l件下，樣品的溫度最高，使得微生物致死效果最佳；而敞口狀態(tài)下，面條溫度低，且與外界空氣接觸，密封前可能會(huì)帶入微生物，影響殺菌效率，從而導(dǎo)致敞口殺菌處理的殺菌效率最低。

隨著存放時(shí)間的延長(zhǎng)，面條中TPC數(shù)量不斷增加。37 ℃存放12 h后，空白組面條的TPC含量已經(jīng)超過限量標(biāo)準(zhǔn)(≤106CFU/g)，達(dá)到了(2.24×107±2.69×106)CFU/g，且面條帶有酸味，出現(xiàn)相互黏結(jié)的現(xiàn)象。而其他組面條TPC均在安全限量以內(nèi)。存放48 h后，水浴、500 W半封和敞口組的TPC均超過了限量，而其他處理組均在安全限量范圍內(nèi)。60 h后，僅有800 W半封和密封預(yù)包裝處理的TPC未超標(biāo)，其中半封預(yù)包裝面條TPC最低為(3.37×105±7.51×104)CFU/g。半封預(yù)包裝由于面條冷卻后形成一定的真空度，提高了保藏性。在較高功率下，微波熱效應(yīng)較高，密封預(yù)包裝處理時(shí)包裝袋膨脹，冷凝水大量聚集，影響面條的保存。結(jié)果表明，800 W半封預(yù)包裝微波殺菌面條，殺菌效果最佳，37 ℃下保質(zhì)期延長(zhǎng)至60 h。

表1 不同預(yù)包裝方式對(duì)面條菌落總數(shù)的影響Table 1 Effects of different prepackaging methods on TPC of noodles

注：表中BC、WB、S、SS、O分別表示空白、水浴、密封、半封、敞口預(yù)包裝方式；“—”表示TPC數(shù)量超標(biāo)后未檢測(cè)其含量，單位均為CFU/g。不同小寫字母表示差異顯著，下同。

2.3 不同預(yù)包裝方式對(duì)面條色澤的影響

色澤是影響食品感官品質(zhì)的重要指標(biāo)。由圖3可以看出，空白組面條的L*值均顯著高于其他樣品(P<0.05)，且b*值較低。水浴處理時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致面條的L*值下降更為明顯。與其他預(yù)包裝方式相比，800 W半封預(yù)包裝的L*值較低，b*值較高，可能高溫條件下面條部分糊化，使面條的色澤偏黃。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各組L*值均呈下降的趨勢(shì)，但處理組的下降趨勢(shì)明顯低于對(duì)照組，且微波功率越大下降的趨勢(shì)越平緩，例如800 W半封預(yù)包裝組面條存放48 h后L*值仍未發(fā)生明顯的降低。微波處理可能會(huì)降低多酚氧化酶活性，抑制面條中多酚類物質(zhì)的氧化[9]，也可能會(huì)抑制面條貯藏過程中，蛋白質(zhì)分子構(gòu)象和面筋網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化，從而延緩色澤變暗[22]。說明，半封預(yù)包裝微波處理，能更有效延緩面條存放過程中色澤的變暗。

A和B分別為微波800 W面條的L*、b*值；C和D分別為微波500 W面條的L*、b*值圖3 不同包裝方式對(duì)面條色澤的影響Fig.3 Effects of different prepackaging methods on the color of noodles

2.4 不同預(yù)包裝方式對(duì)面條蒸煮品質(zhì)的影響

由表2可知，水浴殺菌面條的吸水率最低，損失率和斷條率也較大，可能是傳統(tǒng)巴氏殺菌的處理時(shí)間較長(zhǎng)，從而影響了面條的蒸煮品質(zhì)。微波處理組面條吸水率較對(duì)照組有所降低，可能是溫度升高導(dǎo)致面條表面收縮，從而形成更緊湊的結(jié)構(gòu)，蒸煮過程中吸水率降低[23]；這與報(bào)道的微波預(yù)糊化處理使面條吸水率增大的結(jié)果略有差異[21]，可能由于微波條件的選擇及原料存在差異。經(jīng)熱處理的面條蒸煮時(shí)間明顯低于空白組，可能由于淀粉糊化縮短了煮制時(shí)間，其中800 W密封預(yù)包裝面條較空白組縮短了40.43%；斷條率高于空白組，但均在可接受范圍內(nèi)。說明微波處理縮短了面條的煮制時(shí)間，不同預(yù)包裝方式間不存在顯著差異(P>0.05)，且對(duì)蒸煮品質(zhì)無明顯不良影響。

表2 不同預(yù)包裝方式對(duì)面條蒸煮品質(zhì)的影響Table 2 Effects of different prepackaging methods on cooking quality of noodles

2.5 不同預(yù)包裝方式對(duì)微波殺菌面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響

由表3可以看出，微波處理后面條的硬度和咀嚼性略有所升高，黏性、內(nèi)聚性和回復(fù)性不存在顯著差異(P>0.05)。500 W微波不同預(yù)包裝方式間面條的硬度和咀嚼性無明顯差異。800 W密封預(yù)包裝面條的硬度和咀嚼性均高于其他預(yù)包裝，分別為(7 161.66±113.28)g、(4 187.64±171.04)?？赡苁且?yàn)樵摋l件下，樣品溫度較高，面條的收縮程度較大；同時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣較多，面條水分含量降低所致。結(jié)果表明，微波處理增大了面條的硬度和咀嚼性，不同預(yù)包裝方式間對(duì)質(zhì)構(gòu)參數(shù)的影響較小。

表3 不同預(yù)包裝方式對(duì)熟面條質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 3 Effects of different prepackaging methods on texture properties of cooked noodles

2.6 不同包裝方式對(duì)微波殺菌面條糊化熱特性的影響

熱處理過程中，面條成分可能發(fā)生各種變化，如蛋白質(zhì)聚合和淀粉糊化等[24]。處理組面條的峰值黏度、崩解值及回生值均低于對(duì)照組，見表4。面條淀粉發(fā)生部分糊化，可能導(dǎo)致親水性鍵增加，從而改變淀粉顆粒的表面性質(zhì)，降低了淀粉顆粒的黏度[25]。800 W微波及水浴組的糊化溫度顯著高于其他組(P<0.05)，可能由于高功率微波作用和長(zhǎng)時(shí)間水浴高溫加強(qiáng)了淀粉晶體結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性，延緩了淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的破壞[26]。崩解值用于評(píng)價(jià)淀粉顆粒的破損程度，熱處理使得面條淀粉顆粒破損程度降低，其中800 W密封預(yù)包裝崩解值較空白組降低了86.2%。

表4 不同預(yù)包裝方式對(duì)面條糊化特性的影響Table 4 Effects of different prepackaging methods on the pasting property of noodles

經(jīng)處理后面條的回生值未表現(xiàn)出顯著降低(P>0.05)，表明微波處理沒有明顯改變淀粉的回生傾向及糊化能力。此外，混合粉中蛋白質(zhì)、纖維素等復(fù)雜成分及其相互作用也可能影響其黏度特性[25]。相同微波功率條件下，不同預(yù)包裝方式間面條淀粉的峰值黏度和糊化溫度無明顯差異，密封預(yù)包裝的崩解值和回生值低于其他預(yù)包裝，說明密封預(yù)包裝淀粉顆粒的損傷程度較低。

由表5可以看出，與對(duì)照相比，水浴和微波處理的△H均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且微波功率越大，淀粉糊化程度越大，△H下降越明顯。相同功率條件下，密封預(yù)包裝△H值較低，糊化程度較高，其中800 W時(shí)△H和糊化度最大，分別為(0.14±0.02)J/g、(94.03±1.30)%?？赡苁敲芊鉅顟B(tài)下，微波能量集中，物料溫度較高，導(dǎo)致糊化程度較高，蒸煮時(shí)間縮短。水浴和微波處理的吸熱峰(Tp)向右移，可能因?yàn)闊嶙饔脤?dǎo)致淀粉和其他成分，如蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，更緊密的結(jié)合[27]。

表5 不同預(yù)包裝方式對(duì)面條淀粉熱特性的影響Table 5 Effects of different prepackaging methods on the thermal properties of starch

注：水浴及微波處理組的糊化度以未加熱處理空白樣品的熱焓值為參考計(jì)算所得，因此無確切數(shù)值，表中以“—”表示。

3 結(jié)論

通過對(duì)比不同預(yù)包裝對(duì)青稞濕面條微波殺菌效果的影響研究，發(fā)現(xiàn)：

(1)與傳統(tǒng)水浴殺菌相比，微波處理均使面條的溫度、硬度、咀嚼性及糊化程度升高，水分含量、L*值、熱焓值及微生物含量降低，且隨微波功率增大影響效果增強(qiáng)。

(2)預(yù)包裝方式影響微波殺菌效果。相同功率條件下，半封預(yù)包裝對(duì)微生物的殺菌效果最佳，其中，800 W半封預(yù)包裝微波處理面條的TPC最低，為(66.67±30.55)CFU/g，在37 ℃高溫下保質(zhì)期延長(zhǎng)至60 h，顯著高于未處理空白組面條的保質(zhì)期(P<0.05)，更能有效延緩貯藏期面條色澤變暗，且對(duì)質(zhì)構(gòu)和蒸煮品質(zhì)影響不大。

以上結(jié)果表明，半封預(yù)包裝鮮濕面條微波殺菌方式更能有效地降低面條含菌量，延長(zhǎng)濕面條保質(zhì)期，且對(duì)面條的品質(zhì)無不良影響，該方法為物理處理方法，避免了食品化學(xué)添加劑對(duì)鮮濕面條安全性的影響，適合推廣應(yīng)用。然而，本研究中對(duì)鮮濕面條保質(zhì)期研究是在37 ℃高溫下儲(chǔ)藏處理，在室溫條件下可能將微波殺菌后的鮮濕面條保質(zhì)期延長(zhǎng)更久，在此過程中，面條微生物數(shù)量的變化和面條品質(zhì)的變化，有待于后續(xù)進(jìn)一步研究。同時(shí)，如何聯(lián)合其他物理殺菌技術(shù)延長(zhǎng)鮮濕面條貨架期，對(duì)我國(guó)鮮濕面條工業(yè)化生產(chǎn)和銷售具有重要意義。