生鮮面條儲藏過程中微生物指標、理化性質(zhì)及組分變化規(guī)律

姜東輝 郭曉娜 邢俊杰 彭 偉 朱科學

(江南大學食品學院，無錫 214122)

生鮮面條是受我國消費者喜愛的傳統(tǒng)主食之一。生鮮面條制作過程比較簡單，通常包括加水和面、熟化、壓延、切條和包裝[1-2]，一般未經(jīng)過烘干，加熱和冷凍處理。另外，生鮮面條含水量較高(30%左右)[3]，面筋形成更充分，也因此具有口感爽滑、筋道和有彈性的特點。但是，由于水分活度大、水分含量高、營養(yǎng)物質(zhì)豐富，生鮮面條在儲藏過程中極易導致微生物滋生，發(fā)生腐敗變質(zhì)和食用品質(zhì)的下降[4]。

生鮮面條品質(zhì)劣變過程中會發(fā)生復雜的生化、物化反應和微生物變化[5]。劉增貴等[6]的研究表明，生鮮面條在30 ℃儲藏條件下，微生物迅速增殖，面條顏色逐漸變黃，微生物是造成面條劣變的重要因素。Ray等[7]進一步指出，細菌是導致高水分面制品腐敗的主要微生物，其次是霉菌酵母。而李曼等[8]認為，常溫儲藏期間，除了微生物，儲藏過程中的酸度、L*和蛋白、淀粉以及水分的變化也對生鮮面條品質(zhì)劣變有一定的影響。另外，儲藏溫度也是影響生鮮面條儲藏過程中品質(zhì)劣變的重要因素。張艷玲[9]指出，生鮮面在不同溫度儲藏保質(zhì)期不同，4 ℃條件下的保質(zhì)期是28 ℃的10倍。近年來，隨著冷鏈發(fā)展，低溫儲藏生鮮面條變得越來越普遍，低溫儲藏通常包括10 ℃和4 ℃儲藏。然而，關(guān)于低溫儲藏對生鮮面條的影響的研究不多。

本實驗擬研究不同溫度條件下生鮮面條儲藏過程中微生物指標、理化性質(zhì)(酸度和L*)的變化，在此基礎(chǔ)上，進一步對生鮮面條組分包括蛋白質(zhì)、淀粉和水分的變化進行了研究。以期為不同溫度下生鮮面條儲藏過程中的品質(zhì)劣變和保鮮思路的提出提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

金龍魚麥芯粉：蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)11.3%，含水量13.2%，灰分質(zhì)量分數(shù)1.4%；食鹽。

1.2 儀器與設(shè)備

5K5SS型和面機；JMTD-168 /140型實驗面條機；MesoMR23-060V-I 型低場核磁共振分析儀；TA-XT2i型物性測試儀；CR-400型色彩色差計；Super-3型快速黏度測定儀(RVA)；LC-20AT 型高效液相儀；TSKgelG4000SWXL 型凝膠柱。

1.3 方法

1.3.1 生鮮面條的制作

按照100∶32的比例稱取小麥粉和水(g/mL)置于真空和面機內(nèi)，在-0.08 MPa真空度下和面7 min，將和好的面絮于25 ℃恒溫恒濕箱熟化25 min，隨后于壓面機壓延，壓延厚度依次為2、1.5、1 mm，最終切成1 mm寬的面條，用提前經(jīng)紫外線滅菌的PA/PE包材的包裝袋包裝，分別放置溫度為25、10、4 ℃，濕度條件均為60.5%環(huán)境下儲藏。為保證操作無菌化，所有接觸的實驗設(shè)備均在操作前經(jīng)過75%的酒精消毒。

1.3.2 生鮮面條微生物的測定

生鮮面條菌落總數(shù)的測定參考 GB 4789.2—2016《食品微生物學檢驗菌落總數(shù)的測定》，霉菌酵母的測定參考 GB 4789.15—2016《食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數(shù)》；本研究以NY/T 1512—2014《綠色食品生面食、米粉制品》中菌落總數(shù)限量3×105CFU/g為檢測閾值，即5.58 lgCFU/g，超過此閾值就判定生鮮面條達到貨架期。

1.3.3 生鮮面條酸度值的測定

首先將生鮮面條凍干，取適量凍干的面條磨粉，100目過篩備用。取15 g凍干粉于250 mL具塞錐形瓶內(nèi)，加水150 mL，立即加入5滴三氯甲烷浸提，加塞搖勻，于水浴振蕩箱上(100 r/min，25 ℃)提取80 min。然后用濾紙過濾，取濾液10 mL于100 mL錐形瓶內(nèi)，分別加20 mL水和3滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉標準液滴定至紅色，30 s內(nèi)不褪色為止，記錄所消耗的氫氧化鈉標準液的體積，同時做空白實驗，記錄消耗標準液的體積，生鮮面條酸度值的計算公式：

式中：AV為生鮮面條酸度值/mL/10 g；V1為浸提樣品加水體積/mL；V2為用于滴定的樣品濾液體積/mL；V3為樣品消耗氫氧化鈉標準溶液體積/mL；V4為空白消耗氫氧化鈉標準溶液體積/mL；c為氫氧化鈉標準溶液濃度/mol/L；M為生鮮面條質(zhì)量/g。

1.3.4 生鮮面條色差值的測定

將壓延的面帶剪成大小為12 cm×12 cm的面片，分別儲藏在25、10、4 ℃的環(huán)境里，按照間隔的時間用色差計測定其顏色變化，每個面片正反兩面各測4個點，并記錄L*、a*和b*的變化。

1.3.5 生鮮面條蛋白質(zhì)的測定

采用體積排阻高效液相色譜(SE-HPLC)法進行測定，將含1.0 mg干基蛋白質(zhì)的樣品溶解于1.0 mL含2%SDS樣品緩沖液(0.05 mol/L磷酸鹽緩沖液，pH=7.0)中，室溫下充分震蕩溶解后8 000r/min離心10 min，用1 mL注射器吸取澄清液，0.45 μm的微孔濾膜將澄清液過濾至1 mL的樣品瓶中。選取TSKgelG4000SWXL 型色譜柱(7.8 mm×300 mm)，含有2.0%SDS磷酸鹽緩沖液(0.05 mol/L，pH 7.0)為流動相，設(shè)置流速為0.7 mL/min，進樣量為20 μL，柱溫為30 ℃，紫外檢測波長為214 nm。

1.3.6 生鮮面條淀粉黏度特性的測定

將生鮮面條經(jīng)凍干機冷凍干燥后用磨粉機磨粉，過100目篩，備用。根據(jù)AACC 76-21 所述方法，按照預先測定的樣品含水量稱量每個樣品和水的質(zhì)量，按照先加水后加樣品的方式加于測試的鋁盒中，用塑料攪拌槳攪動幾下，保證樣品不粘壁而分散良好，安裝好測試鋁盒后按照設(shè)定好的測試程序進行測試。測試程序：50 ℃保持1 min，以12 ℃/min上升到95 ℃(3.75 min)，95 ℃保持3.5 min，50 ℃保持2 min。并攪拌器在起始10 s內(nèi)轉(zhuǎn)動速度為960r/min，以后保持在160 r/min。

1.3.7 生鮮面條水分遷移的測定

稱取(4.00±0.01)g生鮮面條，放入10 mL氣相測試瓶內(nèi)，用蓋子蓋緊，防止測試過程中水分散失，然后置于低場核磁共振測試腔中測定樣品的橫向弛豫時間。測試程序為多層-回撥(CPMG)序列，參數(shù)設(shè)置如下：回波時間=0.3 ms，采樣點數(shù)TD=29 992，采樣時間間隔TW=2 500 ms，頻率SF=21 MHz，回波個數(shù)=1 000，累加次數(shù)NS=2，通過T2反演程序得到T2的弛豫圖譜。

1.3.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

樣品均進行至少3次以上測定并取平均值進行統(tǒng)計分析；用Origin 8.5和Excel制圖，用SPSS17.0進行數(shù)據(jù)方差和顯著性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 生鮮面條儲藏過程中微生物的變化

微生物指標是評價生鮮面條貨架期的重要指標。如圖1所示，在儲藏過程中不同溫度條件下的菌落總數(shù)均呈現(xiàn)先增大后趨于平緩的趨勢。儲藏前期，隨著儲藏溫度的降低，菌落總數(shù)增加的速率和時間點呈現(xiàn)不同，在25 ℃下，1 d內(nèi)菌落總數(shù)增加了接近3個對數(shù)值，而在10 ℃和4 ℃環(huán)境里，菌落總數(shù)分別在1 d和4 d后開始快速增長。這是由于生鮮面條中部分微生物在較低溫度下生長速率減緩[10]。相對于菌落總數(shù)的變化，在不同溫度條件下，霉菌酵母數(shù)量的增長均比較緩慢。這主要由于儲藏前期生鮮面條水分含量高，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，微生物迅速繁殖，尤其細菌基數(shù)大、增殖速度快，迅速成為優(yōu)勢菌群，抑制了霉菌酵母的增長。儲藏后期，在不同溫度條件下，菌落總數(shù)、霉菌酵母數(shù)量的增長均呈現(xiàn)減緩的趨勢。這是由于營養(yǎng)物質(zhì)的消耗以及菌群之間相互競爭，導致微生物增殖速率減緩，這與Gramd等[11]研究結(jié)果相一致。

注：實心代表菌落總數(shù)的變化，空心代表霉菌酵母的變化。
圖1 生鮮面條儲藏過程中微生物的變化

2.2 生鮮面條儲藏過程中酸度的變化

NY/T 1512—2014標準中把酸度作為評價生鮮面條貨架期的指標。生鮮面條酸度的來源主要為微生物代謝和面條本身大分子物質(zhì)的分解產(chǎn)酸。如圖2，隨著儲藏時間的延長，生鮮面條酸度呈增大趨勢，且與微生物的變化趨勢呈正相關(guān)。而在不同溫度條件下，酸度變化趨勢有所不同。在25 ℃環(huán)境下，酸度在2 d內(nèi)迅速升高，而在10 ℃和4 ℃儲藏前期酸度略有增加，儲藏中期迅速升高，這表明低溫能夠減緩酸度的積累。這主要和微生物代謝產(chǎn)酸有關(guān)，另外，生鮮面條自身大分子物質(zhì)降解，也引起酸度的積累[12]。而在儲藏后期，酸度逐漸減緩。鐘賽意[13]的研究表明，當微生物數(shù)量較大時，蛋白質(zhì)更加容易分解?？赡苡捎诘鞍踪|(zhì)的分解，中和了一定酸度，減緩了儲藏后期酸度的積累，同時，酸度的積累又會抑制微生物的代謝活動，減少酸性物質(zhì)的產(chǎn)生。

圖2 生鮮面條儲藏過程中酸度的變化

2.3 生鮮面條儲藏過程中顏色的變化

生鮮面條在儲藏時容易發(fā)生褐變，導致顏色變暗，引起感官品質(zhì)的降低。生鮮面條的褐變主要由多酚氧化酶(PPO)的酶促褐變引起[14]，另外，在面片剛制作出來的前4 h內(nèi)，面筋網(wǎng)絡的繼續(xù)醒發(fā)會造成光反射比的下降及L*值的下降[15]。如圖3所示，隨著儲藏時間的延長，面片的L*值逐漸降低，24 h內(nèi)變化最明顯，后期逐漸減緩；而隨著溫度的降低，可以明顯看出，L*值整體的下降趨勢減緩，說明降低溫度能夠一定程度減緩褐變的發(fā)生。另外，在不同溫度條件下，前12 h內(nèi)L*值降低無顯著差異(P>0.05)，這可能主要由面筋網(wǎng)絡的變化引起[16]；24～48 h之內(nèi)，隨著溫度降低，L*值顯著降低(P<0.05)，尤其25 ℃的L*值降低速率明顯高于10 ℃和4 ℃，這主要由于溫度降低減緩了PPO的催化速率，從而導致酶促褐變的速率降低；隨后，25、10、4 ℃分別在第2～3 d、3～4 d和5～6 dL*值降低速率逐漸減緩，這可能由于褐變底物多酚被消耗。

圖3 生鮮面條儲藏過程中顏色的變化

2.4 生鮮面條儲藏過程中蛋白質(zhì)的變化

生鮮面條在儲藏過程中，微生物的代謝活動和小麥粉中的水解酶類會對面筋蛋白網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響[17]。生鮮面條的蛋白質(zhì)變化可以用SE-HPLC曲線表示，如圖4所示， SE-HPLC曲線主要可以分為3個部分，P1代表大分子麥谷蛋白聚合物，P2表示中等麥谷蛋白聚合物，P3表示單體蛋白(主要為麥醇溶蛋白)[18]。

圖4結(jié)果表明，總體上，在儲藏過程中，隨著儲藏時間的延長曲線的峰面積和峰高度均呈現(xiàn)增大的趨勢。整體峰面積的降低說明儲藏過程中生鮮面條的蛋白組分發(fā)生了一定程度的分解。Li等[4]通過研究蛋白組分的電泳條帶，發(fā)現(xiàn)隨著時間延長，蛋白條帶變淺，另外，對麥谷蛋白大聚體的分析更加直觀的說明，面筋蛋白在儲藏期間發(fā)生分解。同時游離氨基酸含量隨著儲藏時間的延長而增加，也說明微生物增殖代謝產(chǎn)生一些水解酶類導致了蛋白質(zhì)的水解。

注：a、b、c分別表示非還原條件下25、10、4 ℃儲藏條件。
圖4 生鮮面條儲藏過程中蛋白質(zhì)的變化

而對于P1和P2部分，25 ℃在儲藏1 d后曲線峰面積顯著增大(P<0.05)，而10 ℃和4 ℃在儲藏5 d和7 d之后峰面積有較為顯著(P<0.05)的增加(峰面積數(shù)據(jù)未給出)。這表明儲藏過程中，生鮮面條麥谷蛋白大聚體發(fā)生分解，而且隨著溫度降低，麥谷蛋白大聚體的分解減緩。Li等[4]研究表明，儲藏期間麥谷蛋白大聚體(GMP)濕重隨著儲藏時間延長發(fā)生明顯的變化，在儲藏末期，GMP濕重急劇下降，GMP發(fā)生分解。對于P3部分，相比于25、10、4 ℃的曲線的峰高度和峰面積僅在儲藏末期有較顯著(P<0.05)的變化。這可能由于低溫抑制了微生物的增殖代謝，導致對麥醇溶蛋白的破壞作用減緩。

綜合而言，生鮮面條在儲藏過程中，隨著時間延長，蛋白組分發(fā)生一定分解，具體為大中等麥谷蛋白聚合體和麥醇溶蛋白發(fā)生一定程度的降解。

2.5 生鮮面條儲藏過程中淀粉的變化

生鮮面條儲藏過程中由于微生物的生長代謝活動和其他的生化反應會導致淀粉組分發(fā)生變化，而淀粉的糊化特性也會隨之變化[8]。圖5所示，在不同溫度條件下，淀粉的峰值黏度、低谷黏度和最終黏度隨著儲藏時間的延長均呈降低趨勢，25、10、4 ℃的峰值黏度由空白組的2 037cP最終分別降低至1 460、1 265、1 243cP?？赡苡捎谖⑸锎x活動對淀粉的消耗并造成淀粉的分解。隨著溫度的降低，儲藏過程中淀粉黏度降低速率減緩，25 ℃第3 d峰值黏度、低谷黏度和最終黏度分別為1 460、911、1 716 cP，10 ℃第3 d峰值黏度、低谷黏度和最終黏度分別為1 759、1 034、1 769 cP，而4 ℃第3 d峰值黏度、低谷黏度和最終黏度分別為1 835、1 198、2 252 cP。儲藏后期，不同溫度下的黏度均呈減緩趨勢，這是由于微生物增殖趨于平緩，對淀粉類消耗減緩[19]，另外，隨著酸度大量積累，可能引起淀粉酶活性降低，對淀粉的破壞減緩。

2.6 生鮮面條儲藏過程中水分的變化

生鮮面條儲藏過程中由于淀粉和蛋白質(zhì)的變化，導致和蛋白質(zhì)、淀粉相結(jié)合的水分狀態(tài)發(fā)生變化，容易出現(xiàn)“反水”現(xiàn)象。生鮮面條中水分主要存在3種形態(tài)：T21(0.1～0.6 ms)代表深層結(jié)合水，與面筋蛋白和淀粉結(jié)合的水，結(jié)合緊密很難流動；T22(0.65～21.54 ms)代表弱結(jié)合水，此部分水處于淀粉和面筋蛋白周圍，流動性處于自由水和深層結(jié)合水之間；T23(32.75～151.99 ms)代表自由水，非常易流動[20]。如表1所示，在不同溫度條件下，隨著儲藏時間的延長，橫向弛豫時間(T2)均增加，說明隨著時間延長，水的自由度變大，處于面筋網(wǎng)絡及周圍部分的水發(fā)生遷移[21]。另外，在儲藏期間，A21、A22整體均降低，A23逐漸增加，即弱結(jié)合水和深層結(jié)合水所占的比例逐漸減少，自由水占的比例增大。這說明有部分T21和T22水分轉(zhuǎn)化成自由水。而且隨著溫度降低，A23增加的速率降低，這是由于低溫抑制微生物的增殖，減緩了微生物生長代謝對蛋白、淀粉和水分的利用和破壞。

注：a、b、c分別表示25、10、4 ℃儲藏條件。

圖5 生鮮面條儲藏過程中淀粉的變化

表1 生鮮面條儲藏過程中水分遷移的變化

注:同一列的不同字母表示在P<0.05水平上的差異。

3 結(jié)論

生鮮面條在儲藏過程中，對于微生物而言，不同溫度條件下細菌迅速增長，25、10、4℃分別在第1、3、7 d菌落總數(shù)超過閾值，霉菌酵母增長緩慢。不同溫度條件下，酸度均增大；面片L*在前12 h內(nèi)無顯著變化(P>0.05)，24～48 h時L*值顯著降低(P<0.05)，并且25 ℃的L*值降低速率明顯快于10 ℃和4 ℃，隨著儲藏時間延長L*值變化趨于平緩。另外，生鮮面條蛋白組分在不同溫度條件下，隨著儲藏時間的變化，整體表現(xiàn)為蛋白質(zhì)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)被破壞，具體為大中等麥谷蛋白聚合體和麥醇溶蛋白均發(fā)生一定程度降解。儲藏過程中，隨著時間延長，淀粉發(fā)生分解，水分的橫向弛豫時間T2增大，水分發(fā)生遷移，自由水所占的比例增大，水分自由度變大。因此，實際生產(chǎn)中，采取合理措施控制儲藏過程中微生物、酸度和顏色的變化，避免蛋白、淀粉分解，抑制水分的遷移，有利于生鮮面條的保存。