熱處理及山梨糖醇對(duì)生鮮面品質(zhì)及貨架期的影響

張顏顏，鄭學(xué)玲，李利民，劉 翀

河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001

生鮮面是經(jīng)過和面、醒發(fā)、壓延、切條、包裝等工序制成的面條，其加工過程簡(jiǎn)單方便，符合人們現(xiàn)代生活方式的需求；生鮮面爽口筋道、香味濃郁，富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[1]，深受消費(fèi)者喜愛。但生鮮面的水分含量為30%～34%，水分活度高，常溫儲(chǔ)藏極易腐敗變質(zhì)，貨架期短。

對(duì)生鮮面進(jìn)行熱處理，滅菌的同時(shí)還能滅活導(dǎo)致生鮮面褐變的多酚氧化酶，可以減少生鮮面腐敗變質(zhì)并抑制返色現(xiàn)象[2]。有學(xué)者研究表明微波和高溫滅菌均可以有效延長(zhǎng)生鮮面的貨架期[3-5]。糖醇是指糖(包括四碳糖、五碳糖、六碳糖或其聚合體) 的還原性羰基經(jīng)過加氫后生成的一類多元醇，具有低熱量、防齲齒、改善腸道功能等特性[6]。糖醇對(duì)淀粉性質(zhì)的影響成為研究者關(guān)注的熱點(diǎn)，Mantzari等[7]認(rèn)為糖醇在淀粉溶液中起天然的抗增塑作用；Baek 等[8]研究了糖和糖醇對(duì)玉米淀粉凝膠熱力學(xué)穩(wěn)定性的影響，認(rèn)為糖和糖醇均促進(jìn)了支鏈淀粉的重結(jié)晶，糖醇比相應(yīng)的糖更容易使淀粉老化；于靖等[9]研究了糖醇對(duì)高粱淀粉糊化特性和凝膠結(jié)構(gòu)的影響。

目前國內(nèi)外關(guān)于熱處理結(jié)合糖醇對(duì)生鮮面品質(zhì)影響的報(bào)道比較少，故作者研究了熱處理結(jié)合不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的山梨糖醇對(duì)生鮮面品質(zhì)及貨架期的影響，以期為生鮮面工業(yè)化生產(chǎn)和延長(zhǎng)貨架期提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

特一粉：河南省金苑糧油有限公司；食品級(jí)真空包裝袋：鄭州新豐化驗(yàn)器材有限公司；菌落總數(shù)測(cè)試片：廣州達(dá)元綠洲食品安全科技股份有限公司。食鹽、復(fù)合磷酸鹽、乳酸鈉、山梨糖醇等均為食品級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

JHMZ型針式和面機(jī)、試驗(yàn)面條機(jī)：北京東方孚徳公司；DMT-5電動(dòng)家用面條機(jī)：龍口市復(fù)興機(jī)械有限公司；蒸汽爐：杭州老板電器股份有限公司；TA-XT質(zhì)構(gòu)儀：英國 Stable Micro Systems 儀器公司；LGJ-10C 冷凍干燥機(jī)：北京四環(huán)科學(xué)儀器有限公司；RVA-4型快速黏度分析儀：澳大利亞 Newport Scientifi公司；VTMR-20-010 V-T型核磁共振變溫分析系統(tǒng)：上海紐邁電子科技有限公司；Satake mini color grader MICGIA便攜式測(cè)色儀：日本佐竹公司；LabSwift-aw型水分活度儀：瑞士Novasina公司；SW-CJ-1D型凈化工作臺(tái)：上海蘇凈實(shí)業(yè)有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器：上海博訊醫(yī)療生物儀器股份有限公司；SPX生化培養(yǎng)箱：北京鑫潤(rùn)科諾儀器儀表有限公司；單室真空包裝機(jī)：河南鄭州星火包裝機(jī)械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 生鮮面條的制作

稱取一定量的小麥粉于針式和面機(jī)中，加水量為小麥粉質(zhì)量的33%，以復(fù)合磷酸鹽(面粉質(zhì)量的0.5%)、乳酸鈉(面粉質(zhì)量的0.24%)和食鹽(面粉質(zhì)量的3%)為基本配方，再加入山梨糖醇(面粉質(zhì)量的0%、1%、2%、3%)作為水分調(diào)節(jié)劑，均勻溶于和面水中，和面7 min，將和好的面絮在25 ℃下靜置熟化20 min后復(fù)合壓片2 mm成型，然后將面片壓延至厚1 mm，切成寬2 mm的細(xì)長(zhǎng)面條束放在自封袋中備用。

以未進(jìn)行熱處理的、不含山梨糖醇的生鮮面為對(duì)照，將制備好的生鮮面分別在88 ℃和98 ℃的蒸汽爐中處理4 min，處理后的生鮮面冷卻后備用。

1.3.2 生鮮面中水分含量和水分活度的測(cè)定

水分含量的測(cè)定參照GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法。

水分活度的測(cè)定:將制好的生鮮面(約3 g)剪成小碎粒，平鋪于樣品盒底部,然后將樣品盒的蓋子打開進(jìn)行測(cè)定，待水分活度儀穩(wěn)定發(fā)出蜂鳴后直接讀取樣品的Aw值。

1.3.3 面片色澤及面條蒸煮品質(zhì)的測(cè)定

參考文獻(xiàn)[10]測(cè)定面片色澤及面條蒸煮品質(zhì)。

1.3.4 生鮮面質(zhì)構(gòu)及拉伸特性的測(cè)定

參考文獻(xiàn)[10]測(cè)定生鮮面質(zhì)構(gòu)及拉伸特性。

1.3.5 生鮮面糊化特性的測(cè)定

將制備的生鮮面冷凍干燥后粉碎過篩(80目)備用。采用快速黏度儀參照LS/T 6101—2002進(jìn)行測(cè)定，加水量為25 mL，所需樣品質(zhì)量按照3.5 g、14%的濕基進(jìn)行校準(zhǔn)。

1.3.6 核磁共振橫向弛豫時(shí)間的測(cè)定

樣品精確稱量后用防水膜包裹放入測(cè)試管中，置于低場(chǎng)核磁共振測(cè)試腔體中進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試參數(shù)設(shè)置如下：采樣點(diǎn)數(shù)為66 666，回波個(gè)數(shù)為2 000,重復(fù)掃描次數(shù)為32，重復(fù)采樣時(shí)間間隔為3 000 ms,頻率為20 MHz,利用儀器自帶的程序T2-InvfitGeneral進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合反演得到T2弛豫圖譜。

1.3.7 菌落總數(shù)的測(cè)定

參考文獻(xiàn)[2]測(cè)定菌落總數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)均采用Origin 8.5軟件制圖，采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，采用Duncan檢驗(yàn)，在P<0.05的水平下進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱處理及不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的山梨糖醇對(duì)生鮮面水分含量、水分活度及水分分布的影響

由圖1(A)可知，與對(duì)照樣相比，熱處理顯著降低了生鮮面的水分含量和水分活度。88 ℃和98 ℃熱處理對(duì)生鮮面的水分含量的影響基本沒有顯著差異(88℃熱處理、山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%時(shí)除外)，在相同的山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，88 ℃熱處理的水分活度較98 ℃的低，在同一熱處理溫度下，隨著山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，水分活度顯著降低。

由圖1(B)可知，熱處理后水分弛豫圖譜整體左移，說明生鮮面中水的自由度降低。在相同的山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，隨著熱處理溫度的升高，結(jié)合水含量增加，自由水含量降低，造成這一變化的原因可能是熱處理前生鮮面中的水分均勻地分散在淀粉和蛋白質(zhì)基質(zhì)之間，經(jīng)過熱處理，部分蛋白質(zhì)變性，損傷淀粉含量增加，水分與淀粉蛋白之間的相互作用增強(qiáng)，使體系中流動(dòng)性較差的部分增多，弛豫時(shí)間T2降低[11-13]。在同一熱處理溫度下，與不含山梨糖醇的樣品相比，隨著山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，生鮮面中結(jié)合水的含量增加，自由水含量降低，與水分活度變化相對(duì)應(yīng)；山梨糖醇作為六元醇，其羥基基團(tuán)可以與水分子之間形成氫鍵，降低水分子的移動(dòng)能力[9]，進(jìn)而降低生鮮面的水分活度。

注：不同大寫字母表示不同樣品水分活度在P<0.05水平上差異顯著；不同小寫字母表示不同樣品水分含量在P<0.05水平上差異顯著。圖1 熱處理及不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的山梨糖醇對(duì)生鮮面水分含量、水分活度及水分分布的影響Fig.1 Effects of heat treatment and sorbitol at different mass fractions on the moisture content, water activity and water distribution of fresh noodles

2.2 熱處理及不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)山梨糖醇對(duì)生鮮面色澤的影響

采用三色空間法測(cè)定生鮮面處理過程中色澤的變化，L*為明亮度、a*為紅綠度、b*為黃藍(lán)度。ΔE表示儲(chǔ)藏24 h前后兩對(duì)應(yīng)顏色間的色差，有研究表明：當(dāng)ΔE<1.5時(shí)，感覺不到差異；當(dāng)1.5<ΔE<3時(shí)，感覺稍有差異；當(dāng)3<ΔE<6時(shí)，感覺到有差異；當(dāng)ΔE>6時(shí)，感覺有較顯著差異[13-14]。由表1可知，對(duì)于不含山梨糖醇的樣品，與生鮮面相比，熱處理溫度越高，L*值增加越顯著，L*值增加可能是因?yàn)楦邷厥姑嫫砻婧鰪?qiáng)了反射光的數(shù)量，使產(chǎn)品具有更高的亮度。與生鮮面相比，熱處理后面片的總色差降低，在相同的熱處理溫度下，隨著山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，總色差也呈降低的趨勢(shì)，可能是因?yàn)榧訜嵋种屏硕喾友趸傅幕钚裕嚼嫣谴嫉馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，水分活度越低，進(jìn)而24 h內(nèi)色差的變化比較小。

2.3 熱處理及不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)山梨糖醇對(duì)生鮮面蒸煮特性的影響

如圖2所示，對(duì)于不含山梨糖醇的樣品，熱處理后生鮮面的吸水率降低，損失率增加，不同的熱處理溫度之間吸水率沒有顯著變化，損失率隨著溫度的增加略有降低，可能是因?yàn)闊崽幚淼膹?qiáng)度較大，形成更致密的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，抑制了淀粉顆粒的膨脹[15]。在98 ℃處理?xiàng)l件下，與不含山梨糖醇的樣品相比，隨著山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，蒸煮損失率先增加后降低，可能是因?yàn)樯嚼嫣谴寂c直鏈淀粉雙螺旋結(jié)構(gòu)的表面之間建立了氫鍵橋，導(dǎo)致直鏈淀粉親水性和流動(dòng)性增加[7]，蒸煮后淀粉的溶出率增加，進(jìn)而導(dǎo)致蒸煮損失率增加，而質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的山梨糖醇使面條的蒸煮損失率降低可能是因?yàn)榇罅康牧u基通過氫鍵等作用爭(zhēng)奪水分子，使面筋蛋白和淀粉的吸水膨脹受到影響[16]。

表1 熱處理及不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的山梨糖醇對(duì)生鮮面色澤的影響Table 1 Effect of heat treatment and sorbitol at different mass fractions on the color of fresh noodles

注:相同小寫字母表示差異不顯著, 不同小寫字母表示差異顯著 (P<0.05)，表2、表3同。

注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，相同小寫字母表示差異不顯著。圖2 熱處理及不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的山梨糖醇對(duì)生鮮面吸水率和損失率的影響Fig.2 Effects of heat treatment and sorbitol at different mass fractions on water absorption ratio and cooking loss rate of fresh noodles

2.4 熱處理及不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)山梨糖醇對(duì)生鮮面質(zhì)構(gòu)拉伸特性的影響

由表2可知，對(duì)于不含山梨糖醇的樣品，與生鮮面相比，熱處理后生鮮面的硬度、黏附性、咀嚼性和拉斷力顯著增加。研究表明，熱處理可以促進(jìn)蛋白質(zhì)分子之間的非共價(jià)鍵轉(zhuǎn)化為共價(jià)鍵，使蛋白質(zhì)聚集；熱處理可以促進(jìn)淀粉中氫鍵的形成，加強(qiáng)淀粉與淀粉、淀粉與蛋白、蛋白與蛋白之間的相互作用，形成更緊密的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響生鮮面的質(zhì)構(gòu)特性[17-18]。

在相同的熱處理溫度下，與不含山梨糖醇的樣品相比，隨著山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，生鮮面的硬度和咀嚼性顯著降低，可能是因?yàn)樯嚼嫣谴甲鳛橐环N多元醇，含有較多的羥基基團(tuán)與水分子結(jié)合形成氫鍵等相互作用而爭(zhēng)奪水分子[19]，導(dǎo)致面筋網(wǎng)絡(luò)的吸水溶脹受到限制[20]，使面筋網(wǎng)絡(luò)形成不充分，硬度降低。

有研究表明，面條的拉伸特性與熟面條感官評(píng)價(jià)中的筋道、硬度和彈性等指標(biāo)有顯著相關(guān)性[21]。由表2可知，對(duì)于不含山梨糖醇的樣品，熱處理可顯著增加面條的拉斷力，拉斷距離略有升高。在同一熱處理溫度下，與不含山梨糖醇的樣品相比，隨著山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，拉斷力略有降低而拉伸距離沒有顯著差異。

表2 熱處理及不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的山梨糖醇對(duì)生鮮面質(zhì)構(gòu)拉伸特性的影響Table 2 Effects of heat treatment and sorbitol at different mass fractions on the tensile characteristics of fresh noodles

2.5 熱處理及不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的山梨糖醇對(duì)生鮮面糊化特性的影響

由表3可知，在相同的山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，與生鮮面相比，熱處理顯著降低了生鮮面中淀粉的黏度和崩解值，而回生值和糊化溫度略有升高。淀粉顆粒的膨脹和直鏈淀粉的浸出是決定糊化過程中黏度變化的關(guān)鍵因素[22]。可能是因?yàn)闊崽幚砑訌?qiáng)了直支鏈淀粉、淀粉和蛋白質(zhì)之間的相互作用[23]，促使脂質(zhì)與直鏈淀粉形成包合物，進(jìn)而抑制了淀粉顆粒的膨脹，使糊化溫度升高，峰值黏度、低谷黏度、崩解值和終止黏度降低，提高了淀粉糊穩(wěn)定性。

相同的熱處理?xiàng)l件下，與不含山梨糖醇的樣品相比，質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的山梨糖醇生鮮面中淀粉的峰值黏度、回生值降低，可能是因?yàn)樘谴寂c淀粉鏈結(jié)合，同時(shí)更多的糖醇結(jié)合更多的水分，增加了淀粉鏈周圍水分含量，進(jìn)而抑制了淀粉鏈之間的聚合[9]，降低了峰值黏度和回生值。

表3 熱處理及不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的山梨糖醇對(duì)生鮮面糊化特性的影響Table 3 Effects of heat treatment and sorbitol at different mass fractions on the gelatinization characteristics of fresh noodles

2.6 熱處理及不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)山梨糖醇對(duì)生鮮面貨架期的影響

圖3為熱處理及不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的山梨糖醇對(duì)常溫儲(chǔ)藏(25 ℃)生鮮面貨架期的影響。由圖3可知，未進(jìn)行熱處理的生鮮面25 ℃下儲(chǔ)藏時(shí)間小于36 h，熱處理后儲(chǔ)藏時(shí)間均延長(zhǎng)；在相同的熱處理溫度下，隨著山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，生鮮面的貨架期在熱處理的基礎(chǔ)上又延長(zhǎng)，98 ℃熱處理且山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的生鮮面貨架期可以延長(zhǎng)至120 h，說明山梨糖醇的添加結(jié)合熱處理可以協(xié)同延長(zhǎng)生鮮面的貨架期。

注：圖中指示線5.48代表了NY/T 1512—2014《綠色食品 生面食、米粉制品》中規(guī)定的生面食中微生物限量值。圖3 熱處理及不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的山梨糖醇對(duì)生鮮面菌落總數(shù)的影響Fig.3 Effects of heat treatment and sorbitol at different mass fractions on the total number of bacterial colonies in fresh noodles

3 結(jié)論

蒸汽熱處理及添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的山梨糖醇可以顯著降低生鮮面的水分活度，當(dāng)熱處理溫度98 ℃、山梨糖醇的添加量3%時(shí)，水分活度最低，為0.884，在水分含量變化不明顯的情況下，水分活度降低有利于生鮮面的保存。熱處理提高了生鮮面的硬度、咀嚼性和彈性，改善了亮度，提高了淀粉糊的穩(wěn)定性。此外，熱處理和山梨糖醇協(xié)同作用延長(zhǎng)了生鮮面的貨架期，相對(duì)于未處理的生鮮面，98 ℃處理且山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的生鮮面常溫儲(chǔ)藏貨架期由30 h延長(zhǎng)到120 h。