氣調(diào)包裝對(duì)鮮濕面保鮮的研究

張洋 閔照永 汪雅馨

摘要：為延長(zhǎng)鮮濕面貨架期，實(shí)驗(yàn)中依次采取直接包裝、抽真空、充入N2（100%）包裝、充入CO2與N2混合氣體（1：1）包裝、充入CO2（100%）包裝，以面條存放期間的菌落總數(shù)（TVC）、色度值（L）、烹煮損失（CL）、感官評(píng)分（SSE）為評(píng)價(jià)值來(lái)對(duì)面條貨架期進(jìn)行預(yù)判。經(jīng)微生物監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：充入CO2（100%）包裝樣品微生物繁殖速率最慢，在常溫條件下存放72h后，菌落總數(shù)僅在104級(jí)別上，直接包裝的樣品微生物繁殖速率最快。色度值測(cè)量結(jié)果表明：充入CO2（100%）包裝樣品的L值變化最小，在常溫條件下存放72h后，色度值為81.7，而直接包裝的樣品L值變化最大，且常溫存放72h后，色度值為66.5，表面能顯著的看到反色褐變現(xiàn)象。烹煮損失測(cè)量結(jié)果表明：所有組別樣品相較于本組初始樣品，烹煮損失率均呈上升趨勢(shì)，充入CO2（100%）包裝樣品烹煮損失率相較于其他組別同時(shí)間段的樣品烹煮損失率是最低的，在存放72h后烹煮損失為11.2%。PPO酶活性測(cè)定結(jié)果顯示：直接包裝、抽真空包裝、充入N2（100%）包裝的樣品均呈上升趨勢(shì)，N2和CO2（1：1）、CO2（100%）樣品中酶活呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，兩樣品在存放72小時(shí)后PPO酶活分別為6U/g、4.2U/g，兩種包裝方式酶活抑制結(jié)果顯著。面條的感官評(píng)分隨著存儲(chǔ)時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但CO2（100%）樣品感官評(píng)分下降趨勢(shì)差異不顯著，存放72h后，感官評(píng)分為80分，保持良好的食用品質(zhì)。CO2（100%）氣調(diào)樣品各個(gè)檢測(cè)指標(biāo)均要優(yōu)于其他四組處理樣品，對(duì)微生物繁殖抑制，PPO酶活性抑制有顯著作用。

關(guān)鍵詞：氣調(diào)? 面條? 保鮮研究

面條是我國(guó)的傳統(tǒng)主食食品，其起源于漢代，是亞洲特別是東亞地區(qū)飲食文化中重要的組成部分[1]。在面條的諸多種類(lèi)中，鮮濕面由于其爽滑勁道的口感、簡(jiǎn)易的烹飪方式，一直是人們?cè)诳旃?jié)奏生活中追求的食品首選。但是由于鮮濕面條中水分含量大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，對(duì)于微生物的防控以及產(chǎn)品品質(zhì)劣變一直是技術(shù)上存在的難題[2]，更是制約鮮濕面條走向預(yù)包裝化、工業(yè)化的瓶頸所在[3-5]。由于鮮濕面自身體系復(fù)雜，在存儲(chǔ)過(guò)程中，涉及到的物理、化學(xué)、酶及微生物等因素均能導(dǎo)致其品質(zhì)的劣變最為關(guān)鍵的是微生物的繁殖和酶促褐變，既造成了大量的浪費(fèi)，也是對(duì)人體健康威脅的危害因子的主要來(lái)源[6-7]?；诖?，本研究中主要選取了常用的幾種氣體對(duì)鮮濕面進(jìn)行保鮮研究，著重探尋在此環(huán)境下微生物的生長(zhǎng)情況和面制品中引起褐變的酶的活力情況。

氣調(diào)包裝一直深受?chē)?guó)內(nèi)外研究學(xué)者的喜歡，對(duì)它的研究一直很活躍。由于在鮮濕面中存在的菌體類(lèi)別組成復(fù)雜，單一的隔氧保存仍然存在較大的弊端，所以充入單一非氧氣體、組合非氧氣體在鮮濕制品保鮮中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。Zardetto[8]研究發(fā)現(xiàn)，利用CO2 進(jìn)行氣調(diào)包裝，可以有效的抑制以青霉菌為代表的霉菌生長(zhǎng)，且進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)包裝袋中CO2 的濃度高于70%時(shí)，微生物的生長(zhǎng)繁殖能得到有效抑制。楊杰[9]靜等研究發(fā)現(xiàn)，在鮮濕魚(yú)面條樣品中充入CO2，置于冰箱中冷藏處理，在儲(chǔ)藏22d后，菌落總數(shù)總值仍然符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并具備相應(yīng)的食用品質(zhì)。Nobile[10]等研究表明，利用混合氣體進(jìn)行氣調(diào)包裝（ N2：CO2 = 30：70），并在殼聚糖的協(xié)同作用下，于4 ℃條件下進(jìn)行貯藏，鮮濕面的保質(zhì)期能達(dá)到兩個(gè)月之久。一系列研究表明，利用充氣包裝對(duì)鮮濕面的貨架期延長(zhǎng)有顯著作用，因此，本研究中選取了直接包裝、抽真空、充入N2包裝、沖入CO2與N2混合氣體（1：1）包裝、充入CO2包裝，以面條存放期間的菌落總數(shù)、色度值、烹煮損失、感官評(píng)分為評(píng)價(jià)值來(lái)對(duì)面條貨架期進(jìn)行預(yù)判，以期對(duì)鮮濕面工業(yè)化生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

一、材料與方法

（一）材料試劑

神象特一粉，鄭州海嘉食品有限公司;

胰蛋白胨，酵母浸膏，葡萄糖，瓊脂，氯化鈉，鄰苯二酚，磷酸二氫鈉，磷酸氫二鈉（均為分析純），N2、CO2。

（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)備

全自動(dòng)生濕面生產(chǎn)線(xiàn)，鄭州東方尚武食品機(jī)械有限公司;SW-CJ-1D單人單面垂直送風(fēng)凈化工作臺(tái)，蘇州智凈凈化設(shè)備有限公司;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;SHA-C水浴恒溫振蕩器，金壇市中大儀器廠(chǎng);拍打式均質(zhì)機(jī)，南京凡帝郎科技有限公司;色差計(jì)，上海平軒科學(xué)儀器有限公司;722N可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海精科儀器公司;高速離心機(jī)，濟(jì)南來(lái)寶醫(yī)療器械有限公司;干燥箱，浙江余姚儀表工業(yè)二廠(chǎng);包裝機(jī)，上海翔一包裝機(jī)械有限公司;BS124S電子天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;分析天平，上海佑科儀器儀表有限公司;電子萬(wàn)用爐，北京市永光明醫(yī)療儀器廠(chǎng);氣閥控制器。

（三）實(shí)驗(yàn)方法

1. 面條的制備。面與水的比例為1：0.35，按此比例在負(fù)壓維持0.06Mpa的情況下，采取先慢速，再中速，最后快速的調(diào)制方式進(jìn)行面團(tuán)的調(diào)制，整個(gè)調(diào)制時(shí)間維持在15min。面團(tuán)調(diào)制后需要靜置醒發(fā)20min，使面團(tuán)中水分充分?jǐn)U散，狀態(tài)變得松弛，然后壓片（單次壓延比不得超過(guò)50% ）切條，面條厚1mm，寬2mm[11]。

2. 面條包裝將成型后的面條分別采取直接包裝、抽真空包裝、充入N （100%）包裝、充入CO2與N2混合氣體（1：1）包裝、充入CO2（100%）包裝，每個(gè)包裝樣品100g，7個(gè)平行，包裝完畢后，置于室內(nèi)環(huán)境存放備用

3. 菌落總數(shù)的測(cè)定參照GB4789.2-2010方法測(cè)定。

4. 多酚氧化酶活性的測(cè)定[25]。參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LS/T 6124-2017方法對(duì)多酚氧化酶活性進(jìn)行測(cè)定。樣品中多酚氧化酶活性計(jì)算公式：

式中：X——樣品中多酚氧化酶活性，單位為U; A ——吸光度;0.001 ——活性單位換算系數(shù);m ——樣品質(zhì)量，單位為克（g）;t ——反應(yīng)時(shí)間，單位為分（min）。

5. 色差的測(cè)定選取不同氣調(diào)包裝的樣品中面條樣品，將面條置于測(cè)量裝置中，并選取六個(gè)不同的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，求平均值。其中L值越大，面片越白，L值越小，面片越黑，說(shuō)明反色越嚴(yán)重。

6. 烹煮損失計(jì)算參照標(biāo)準(zhǔn)SB/T 10068—92。按下列公式計(jì)算面條的烹煮損失，計(jì)算公式如下：

式中：m1——干燥空燒杯質(zhì)量，單位為克（g）;m2——烘干后燒杯質(zhì)量，單位為克（g）;m3——面條水分含量，%。

7. 面條感官質(zhì)量評(píng)定 。面條評(píng)價(jià)指標(biāo)參照SB/T10137—1993方法[12，13]。

二、結(jié)果與分析

（一）氣調(diào)包裝對(duì)鮮濕面菌落總數(shù)的影響

鮮濕面中營(yíng)養(yǎng)成分復(fù)雜，富含糖類(lèi)、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是微生物天然的培養(yǎng)基，對(duì)于其貨架期的延長(zhǎng)，基礎(chǔ)污染控制固然重要，但在后續(xù)的存儲(chǔ)過(guò)程中采取的防止微生物繁殖措施是否得當(dāng)也是其保質(zhì)期延長(zhǎng)的重要控制點(diǎn)之一。由圖1可以看出直接包裝、抽真空包裝、充入N2（100%）包裝、充入CO2與N2混合氣體（1：1）包裝、充入CO2（100%）包裝樣品中，相較于各處理樣的初始樣品，微生物繁殖整體呈上升趨勢(shì)，且空白處理的樣品中微生物繁殖速度最快，充入CO2（100%）包裝樣品微生物繁殖速度最慢，利用CO2進(jìn)行氣調(diào)包裝的鮮濕面樣品常溫存放72h后，仍能保持其食用品質(zhì)。

鮮濕面中水分含量大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，存在的菌體主要包括真菌、細(xì)菌。真菌在繁殖生長(zhǎng)過(guò)程中，大部分需要有氧呼吸，即在代謝同化的作用下需要氧氣的參與，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，除了空白樣和真空包裝樣在存放三天后，鮮濕面表面上布滿(mǎn)大量的霉菌及漲袋外，其余的三個(gè)樣品，霉菌分布及漲袋現(xiàn)象不明顯，雖然一定的氧氣存在能夠抑制厭氧菌的繁殖，但是卻能顯著的促使好氧細(xì)菌的繁殖，整體比較菌落總數(shù)的正向生長(zhǎng)是顯著的，即隔氧保存能顯著的減少霉菌等真菌（好氧菌）的繁殖。在充N(xiāo)2（100%）、N2和CO2（1：1）、CO2（100%）樣品中，由于隔氧處理，細(xì)菌的繁殖受到了一定的限制，但是革蘭氏陰性菌和陽(yáng)性菌對(duì)隔氧處理處理由于耐受性不同，造成微生物繁殖速度存在差異性。圖1中明顯可以看出，CO2（100%）樣品的微生物繁殖速度最慢，研究表明，CO2溶入水中能使水體呈現(xiàn)微酸性，能有效抑制好氧性微生物繁殖，尤其是對(duì)G-菌的抑制作用明顯[14]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，高濃度的CO2能夠抑制大多數(shù)厭氧細(xì)菌、霉菌的生長(zhǎng)，若是采取CO2和N2協(xié)調(diào)包裝，且控制好比例可顯著改善氣調(diào)保鮮效果，這種氣調(diào)方式能有效減弱微生物的生長(zhǎng)速度，尤其是抑制特征腐敗菌（Psychrophilic bacteria）的生長(zhǎng)，且能提高面條感官品質(zhì)[15]。CO2是在常溫下以無(wú)色無(wú)味的氣體狀態(tài)存在，且其是碳原子的最高氧化狀態(tài)，高濃度狀態(tài)下是比較理想的抗微生物劑，也是隔氧包裝較理想的氣體。而細(xì)胞膜是微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)重要的組成部分，細(xì)胞膜的磷脂雙分子層以及鑲嵌在膜表面的功能性蛋白也是微生物維系生命活動(dòng)重要結(jié)構(gòu)之一，而CO2分子是非極性分子，容易溶解在微生物細(xì)胞的脂質(zhì)雙分子層中，增加了細(xì)胞膜的流動(dòng)性，繼而對(duì)微生物細(xì)胞膜的選擇性造成一定的影響，使細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換平衡被打破，從而使細(xì)胞質(zhì)暴露在有毒的物質(zhì)中，破壞微生物的內(nèi)環(huán)境，致使其死亡。此外，微生物細(xì)胞質(zhì)中水分能與CO2結(jié)合生成碳酸，改變微生物細(xì)胞質(zhì)的pH值，即胞內(nèi)pH值下降，內(nèi)外壓強(qiáng)難以維系平衡，當(dāng)CO2繼續(xù)在微生物細(xì)胞內(nèi)積累時(shí)，這就促使微生物細(xì)胞內(nèi)部開(kāi)啟“解毒”功能繼而加劇能消耗，擾亂微生物正常的生理平衡，從而發(fā)生降解反應(yīng)而凋亡[16]。

（二） 氣調(diào)包裝對(duì)鮮濕面中多酚氧化酶活性以及鮮濕面L值的影響

鮮濕面中多酚氧化酶的存在是鮮面反色引起褐變的主要原因之一。小麥在制粉過(guò)程中，將靠近內(nèi)皮層的部分磨入面粉中，此部分含有較多的多酚氧化酶，面粉中存在一定量的酚類(lèi)物質(zhì)，能在多酚氧化酶的作用下將酚類(lèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為醌類(lèi)物質(zhì)，醌類(lèi)物質(zhì)聚合生成高分子物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為鮮濕面表面的黑斑，若能在存儲(chǔ)時(shí)相應(yīng)的抑制酶活性、還原酪氨酸或阻絕鮮濕面與空氣中的氧氣接觸可以減緩鮮濕面的褐變速度。由圖2可以看出，直接包裝、抽真空包裝、充入N2（100%）包裝、充入CO2與N2混合氣體（1：1）包裝、充入CO2（100%）包裝樣品中，除CO2（100%）包裝的樣品及CO2：N2（1：1）樣品外，其余樣品在存放期間與本組別的初始樣品相比較，PPO酶活均有不同程度的增加，且CO2（100%）包裝的樣品PPO酶活性隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)一直呈降低趨勢(shì)且差異明顯（0.05水平）;存放期間，面條的總色度值均呈降低趨勢(shì)，但相較于空白樣，CO2（100%）包裝的樣品色度值變化較慢，且在實(shí)際試驗(yàn)中，72h后亦能保持較好的品相，也就說(shuō)降低保藏氣體環(huán)境中氧氣含量（或是隔氧處理）提高溶水后成酸性氣體的含量（如CO2），能有效抑制酪氨酸酶氧化，防止鮮濕面褐變。相應(yīng)的，酶在作用過(guò)程中，需要適宜的溫度、pH，大多數(shù)多酚氧化酶的最適pH值范圍一般在6.0～7.4內(nèi)，當(dāng)pH值降至4.0以下，多酚氧化酶幾乎完全失活，CO2（100%）包裝的樣品與鮮濕面進(jìn)行接觸，融入面條中，能形成微酸環(huán)境，這種環(huán)境對(duì)于其進(jìn)行催化作用形成一定的抑制作用[17-18]。

此外，鮮濕面L值的變化，除了酶促褐變影響外，還受非酶褐變以及其表面和內(nèi)部分子折射和分散的影響。面粉中含有蛋白質(zhì)和氨基酸，在適宜的條件下可與還原糖形成褐色的物質(zhì)，即在生濕面的加工和貯藏中可能會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，且剛制成的面條在繼續(xù)醒發(fā)的過(guò)程中面筋結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，也可能會(huì)引起光反射比以及L值的下降[19-20]。有研究表明，對(duì)于非酶褐變，可以在面粉中或者調(diào)粉環(huán)節(jié)中加入亞硫酸鈉來(lái)阻止美拉德反應(yīng)的進(jìn)行，但該物質(zhì)是還原劑，能將面團(tuán)中-S-S-還原生成-SH，有較強(qiáng)的弱化面筋的作用，所以從整體考慮，在鮮濕面加工過(guò)程中，筆者認(rèn)為該物質(zhì)盡量少加或者不加[21]。所以，依據(jù)圖2可以看出，CO2（100%）氣調(diào)包裝對(duì)于酶促褐變的抑制作用是顯著的，若能將此方法配以低溫等離子體、輻照、脈沖電場(chǎng)[22-24]等方式處理，將會(huì)在鮮濕面保鮮技術(shù)上開(kāi)辟新的途徑。

（三）氣調(diào)包裝對(duì)鮮濕面烹煮損失的影響

由圖3可以看出，不同樣品在存儲(chǔ)期間隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，各樣品的烹煮損失率均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，差異性顯著，對(duì)照組在存放3天后，已經(jīng)明顯出現(xiàn)酸味，表面長(zhǎng)有大量菌落，基本上已經(jīng)喪失食用品質(zhì)。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是，在存儲(chǔ)過(guò)程中，微生物大量繁殖，破壞了蛋白質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使面筋束縛淀粉的能力減弱，致使在烹煮期間大量的淀粉脫落至面湯中，增加了面條的烹煮損失率，此外微生物在代謝繁殖時(shí)會(huì)以面條中的蛋白質(zhì)、淀粉為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行新陳代謝，會(huì)產(chǎn)生大量的初級(jí)代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物，這些產(chǎn)物大多屬于水溶性物質(zhì)，也是面條烹煮損失率增加的一個(gè)因素[25]。相較于空白樣品，N2和CO2（1：1）、CO2（100%）樣品的烹煮損失率較低，是因?yàn)楦粞醢b能夠減緩微生物的繁殖活動(dòng)，且CO2是非極性分子，能更容易溶解到微生物細(xì)胞的脂質(zhì)雙分子層中，增加了細(xì)胞膜的流動(dòng)性，使微生物胞內(nèi)物質(zhì)更多暴露在有毒物質(zhì)中，加劇微生物的毒害作用[16]，繼而能夠較好保持面條固有屬性，且在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)樣品在存放3日后，品相變化較小，仍然能夠保持較好的食用品質(zhì)。

（四）氣調(diào)包裝對(duì)鮮濕面感官評(píng)分的影響

由圖4可以看出，直接包裝、抽真空包裝、充入N2（100%）包裝、充入CO2與N2混合氣體（1：1）包裝、充入CO2（100%）包裝的樣品存儲(chǔ)期間隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，各樣品的感官評(píng)分均呈降低趨勢(shì)，這一現(xiàn)象與TCV檢測(cè)、PPO酶活性檢測(cè)、L值檢測(cè)、CL值檢測(cè)結(jié)果相一致。除N2和CO2（1：1）、CO2（100%）樣品外，其余三個(gè)樣品在存放3日后通過(guò)表象觀察基本上均喪失食用品質(zhì)。在感官評(píng)價(jià)指標(biāo)中，受影響較大的指標(biāo)是色澤、粘性及食味。直接包裝、抽真空、充入N2包裝的三個(gè)樣品在存放期間，其表面能夠看到明顯的菌落和斑塊，存放時(shí)間越長(zhǎng)，面條表面菌落分布越嚴(yán)重，且在實(shí)驗(yàn)中觀察發(fā)現(xiàn)，空白樣在第3天時(shí)，條與條之間已經(jīng)有一定的黏液生成并伴隨有較濃的酸味存在，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是微生物在繁殖時(shí)，對(duì)面條中蛋白質(zhì)起到破壞作用，將蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)打斷，繼而使大量的疏水基團(tuán)暴露，減弱了面條的持水能力。此外，微生物在代謝繁殖時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的代謝產(chǎn)物，形成“黏液團(tuán)”，這些“黏液團(tuán)”中含有代謝產(chǎn)物，新生的細(xì)菌，以及老化的菌體，繼而也對(duì)面條的品質(zhì)造成較大的破壞。

三、結(jié)論

樣品包裝方式依次為直接包裝、抽真空包裝、充入N2（100%）包裝、充入CO2與N2混合氣體（1：1）包裝、充入CO2（100%）包裝以及存儲(chǔ)時(shí)間的延長(zhǎng)，各樣品中的微生物菌落總數(shù)、L值、烹煮損失、率均呈上升趨勢(shì);PPO酶活性測(cè)定結(jié)果顯示，直接包裝、抽真空、充入N2（100%）包裝的樣品均呈上升趨勢(shì)，N2和CO2（1：1）、CO2（100%）樣品中酶活呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，面條的感官評(píng)分隨著存儲(chǔ)時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但CO2（100%）樣品感官評(píng)分下降趨勢(shì)差異不顯著。CO2（100%）氣調(diào)樣品各個(gè)檢測(cè)指標(biāo)均要優(yōu)于其他四組處理樣品，對(duì)微生物繁殖抑制，PPO酶活性抑制有顯著作用。當(dāng)然，鮮濕面防腐體系復(fù)雜，氣調(diào)包裝還需要結(jié)合其他防腐方式進(jìn)行協(xié)同處理，建立起嚴(yán)格的柵欄技術(shù)，為鮮濕面走向預(yù)包裝化，工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

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（作者單位： 鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院、 鶴壁市綠色食品精深加工實(shí)驗(yàn)室、信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院）