臭氧用于掛面防蟲的工藝研究

羅玲 楊茂富

摘 要：本文以某公司生產(chǎn)的掛面為例，以掛面生蟲數(shù)量為考查指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)探索了臭氧濃度、熏蒸時(shí)間和掛面平鋪厚度對(duì)掛面生蟲的防治效果。結(jié)果表明，臭氧用于掛面防蟲的最佳工藝條件為臭氧濃度200 mg·m-3、熏蒸時(shí)間90 min、掛面平鋪厚度0.5 cm，此條件下將掛面儲(chǔ)存3個(gè)月（夏季），無(wú)生蟲現(xiàn)象，感官和理化指標(biāo)符合GB/T 40636—2021要求。

關(guān)鍵詞：臭氧；防蟲；正交試驗(yàn)

Study on the Technology of Ozone Used for Pest Control of Dried Noodles

LUO Ling1， YANG Maofu2

（1.Sichuan Liquor Institute， Sichuan Vocational College of Chemical Technology， Luzhou 646000， China; 2.Sichuan Maoyuan Food Co.， Ltd.， Luzhou 646000， China）

Abstract： This article takes the dried noodles produced by a certain company as an example， using the number of vermicelli as the inspection indicator， and explores the control effects of ozone concentration， fumigation time， and the thickness of the dried noodles on vermicelli through single factor and orthogonal experiments. The results showed that the optimal process conditions for ozone to be used for insect prevention in dried noodles were ozone concentration of 200 mg·m-3， fumigation time of 90 minutes， and a flat thickness of 0.5 cm. Under these conditions， dried noodles were stored for 3 months （summer） without any insect growth， and their sensory and physicochemical indicators met the requirements of GB/T 40636—2021.

Keywords： ozone; pest control; orthogonal test

掛面作為一種傳統(tǒng)的中國(guó)食品，深受人們的喜愛(ài)。但掛面作為糧食加工品，在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷售過(guò)程中容易受到害蟲的侵襲，從而影響其品質(zhì)和口感，甚至?xí)?duì)人體健康造成威脅。常見(jiàn)的食品防蟲方法有化學(xué)法、物理法和生物法。其中，化學(xué)方法主要是利用一些化學(xué)試劑，如磷化氫等化學(xué)熏蒸劑進(jìn)行熏蒸，但長(zhǎng)期使用會(huì)導(dǎo)致糧食中的害蟲產(chǎn)生磷化氫抗性、耐藥性，防治效果不佳[1-2]；物理方法有溫控防蟲[3]、撞擊機(jī)殺蟲[4-5]、氣調(diào)殺蟲[6-8]等，但這些方法對(duì)廠房設(shè)備要求高[9-10]；生物防蟲主要是在面粉里添加防蟲劑（由復(fù)合酶制劑、復(fù)合抗氧化劑、復(fù)合乳化劑等多種原料精制而成），但其安全性有待考證，因此不允許將其添加在掛面中。目前普遍采用的掛面防蟲方法是外包裝塑封，但該方法應(yīng)用過(guò)程中由于蟲卵依然存在于掛面中，當(dāng)環(huán)境條件合適時(shí)，蟲卵長(zhǎng)成蟲，仍然會(huì)損害掛面品質(zhì)，造成資源浪費(fèi)。

臭氧氧化性極強(qiáng)，可以殺滅空氣中的各種有害微生物，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。臭氧分子較小，能作用于害蟲的呼吸系統(tǒng)，通過(guò)氣門或體壁進(jìn)入蟲體后，擴(kuò)散穿透細(xì)胞，作用于細(xì)胞膜并與蛋白質(zhì)、核酸和多不飽和脂肪酸的雙鍵發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞病變，最終致使害蟲生物體死亡[9-10]。臭氧處理是一種綠色的食品加工技術(shù)，在果蔬儲(chǔ)藏、谷物儲(chǔ)藏中均有應(yīng)用，臭氧處理可有效去除糧食儲(chǔ)藏過(guò)程中產(chǎn)生的害蟲[11]。臭氧作為一種新型的防蟲方法，具有環(huán)保、無(wú)毒、無(wú)殘留等優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)對(duì)人體健康和環(huán)境造成影響[12-14]

本文以某公司的掛面為例，探究臭氧處理掛面的條件，為掛面的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和銷售提供一定的幫助。

1 材料與方法

1.1 材料

掛面：四川某食品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

mts-112-5B臭氧發(fā)生器，青島美特斯凈化設(shè)備有限公司；LZB-6WB玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，常州雙環(huán)熱工儀表有限公司；LMF-2濕式氣體流量計(jì)，北京金志業(yè)儀器有限公司；密閉臭氧熏蒸箱（附帶臭氧濃度測(cè)定儀）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)流程

準(zhǔn)備掛面（未包裝）若干，按不同厚度平鋪于臭氧熏蒸箱中（箱中有透氣隔板）；將臭氧發(fā)生器于密閉臭氧熏蒸箱相連接，調(diào)節(jié)流量計(jì)以控制臭氧流速，測(cè)定臭氧熏蒸箱中臭氧濃度，達(dá)到試驗(yàn)設(shè)定的臭氧濃度停止產(chǎn)生臭氧；設(shè)定不同的熏蒸時(shí)間進(jìn)行掛面熏蒸，熏蒸結(jié)束后排放臭氧取出掛面在已消毒的環(huán)境中進(jìn)行紙包和塑包，自然存放3個(gè)月，拆開(kāi)掛面并平鋪于潔凈桌面數(shù)掛面生蟲數(shù)量。

1.3.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)定臭氧濃度、熏蒸時(shí)間、掛面平鋪厚度的控制指標(biāo)為150 mg·m-3、60 min、1 cm，分別考查臭氧濃度（100 mg·m-3、150 mg·m-3、200 mg·m-3、250 mg·m-3和300 mg·m-3）、熏蒸時(shí)間（20 min、40 min、60 min、80 min和100 min）、掛面在密閉熏蒸箱中的平鋪厚度（0.5 cm、1.0 cm、1.5 cm、2.0 cm和2.5 cm）對(duì)臭氧用于掛面防蟲的作用效果。

1.3.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)1.3.2單因素試驗(yàn)結(jié)果，以掛面生蟲數(shù)量為指標(biāo)，以臭氧濃度、熏蒸時(shí)間和掛面平鋪厚度為因素，設(shè)計(jì)3因素3水平的正交試驗(yàn)，選用L9（34）正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表1。

1.3.4 最佳工藝驗(yàn)證試驗(yàn)

將常規(guī)生產(chǎn)的掛面分為試驗(yàn)組和對(duì)照組，并做3個(gè)平行，試驗(yàn)組經(jīng)所得最佳臭氧防蟲工藝條件處理后包裝，對(duì)照組不經(jīng)過(guò)任何處理直接包裝，兩組掛面在同一環(huán)境下隔離，儲(chǔ)存3個(gè)月（夏季7—9月），拆開(kāi)掛面并平鋪于潔凈桌面計(jì)數(shù)掛面生蟲數(shù)量。

1.3.5 掛面指標(biāo)測(cè)定

掛面感官要求、自然斷條率、熟斷條率及烹飪損失率參照《掛面》（GB/T 40636—2021）測(cè)定；水分參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》（GB 5009.3—2016）測(cè)定；酸度參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品酸度的測(cè)定》（GB 5009.239—2016）測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 臭氧濃度對(duì)掛面防蟲效果的影響

由圖1可知，隨著臭氧濃度的增大，存放后的掛面中生蟲數(shù)量呈先減少后增加的趨勢(shì)。臭氧濃度低于200 mg·m-3時(shí)，掛面有少許生蟲現(xiàn)象，在臭氧濃度為200 mg·m-3時(shí)，掛面生蟲數(shù)量為0個(gè)，此條件下掛面防蟲效果良好。

2.1.2 臭氧熏蒸時(shí)間對(duì)掛面防蟲效果的影響

由圖2可知，隨著熏蒸時(shí)間的延長(zhǎng)，存放后的掛面生蟲呈先減少后增加的趨勢(shì)。臭氧熏蒸時(shí)間為40 min時(shí)，生蟲數(shù)量最多，熏蒸時(shí)間延長(zhǎng)至80 min時(shí)，生蟲數(shù)量減少為0個(gè)，防蟲效果最好；繼續(xù)延長(zhǎng)熏蒸時(shí)間，掛面再次出現(xiàn)生蟲現(xiàn)象，這可能是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的臭氧熏蒸導(dǎo)致掛面中的蟲卵適應(yīng)了臭氧，產(chǎn)生了耐性，蟲卵再次孵化成蟲。因此，最佳臭氧熏蒸時(shí)間選擇為80 min。

2.1.3 臭氧熏蒸時(shí)掛面平鋪厚度對(duì)掛面防蟲效果的影響

由圖3可知，隨著掛面平鋪厚度的增加，存放后的掛面生蟲數(shù)量呈增加趨勢(shì)。在掛面平鋪厚度為

0.5 cm和1.0 cm時(shí)，經(jīng)臭氧處理后的掛面均沒(méi)有生

蟲；掛面平鋪厚度＞1.0 cm時(shí)掛面出現(xiàn)生蟲現(xiàn)象，掛面平鋪厚度＞2.0 cm時(shí)掛面生蟲數(shù)量基本不再變化。分析原因可能是由于掛面堆積到一定高度后縫隙較小，影響臭氧的作用效果。綜合考慮掛面生蟲數(shù)量及掛面處理量，選擇掛面平鋪厚度為1.0 cm。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果及方差分析見(jiàn)表2、表3。分析可知，影響掛面生蟲數(shù)量的因素主次順序?yàn)锳（臭氧濃度）＞B（熏蒸時(shí)間）=C（平鋪厚度）。通過(guò)k值分析可知，理論上最佳臭氧防蟲工藝為A2B2C2，試驗(yàn)驗(yàn)證其防蟲效果，最后生蟲數(shù)量為1，不如正交試驗(yàn)最優(yōu)結(jié)果A2B3C1，即生蟲數(shù)量為0。綜合以上，確定最優(yōu)臭氧防蟲工藝為A2B3C1，即臭氧濃度為200 mg·m-3，熏蒸時(shí)間為

90 min，掛面平鋪厚度為0.5 cm。

2.3 掛面指標(biāo)檢測(cè)

按照《掛面》（GB/T 40636—2021）標(biāo)準(zhǔn)分析對(duì)照組和試驗(yàn)組掛面感官要求。由表4可知，對(duì)照組和試驗(yàn)組掛面在色澤、氣味、雜質(zhì)、口感方面均存在一定差異。常規(guī)生產(chǎn)的對(duì)照組掛面經(jīng)過(guò)夏季儲(chǔ)存后有生蟲現(xiàn)象，掛面顏色不一致，有輕微霉味，煮熟后咀嚼時(shí)磣牙；采用上述臭氧熏蒸最佳工藝處理的試驗(yàn)組掛面無(wú)生蟲現(xiàn)象，色澤均勻一致，無(wú)酸味霉味及其他氣味，煮熟后咀嚼時(shí)不磣牙，符合GB/T 40636—2021感官要求。

由表5可知，對(duì)照組和試驗(yàn)組掛面的水分含量和酸度相差不大，但自然斷條率、熟斷條率和烹飪損失率都存在較大差異，試驗(yàn)組符合GB/T 40636—2021要求，對(duì)照組不符合要求。分析原因可能是由于對(duì)照組掛面出現(xiàn)生蟲導(dǎo)致其自然斷條率、熟斷條率和烹飪損失率均高于經(jīng)臭氧熏蒸后的處理組掛面。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定臭氧用于掛面防臭的最佳工藝參數(shù)為臭氧濃度200 mg·m-3、熏蒸時(shí)間90 min、掛面平鋪厚度0.5 cm。將通過(guò)該工藝處理的掛面在夏季儲(chǔ)存3個(gè)月，結(jié)果未出現(xiàn)生蟲現(xiàn)象，感官和理化指標(biāo)均符合GB/T 40636—2021要求。

參考文獻(xiàn)

[1]孟宏杰，陳銳，唐培安，等.臭氧對(duì)不同磷化氫抗性儲(chǔ)糧害蟲作用效果研究[J].植物保護(hù)，2020，46（3）：291-296.

[2]E X Y，SUBRAMANYAM B，LI B B.Efficacy of ozone against phosphine susceptible and resistant strains of four stored-product insect species[J].Insects，2017，8（2）：42.

[3]鐘建軍，呂建華.小麥粉儲(chǔ)藏及害蟲防治研究進(jìn)展[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì)，2011，36（1）：17-19.

[4]張?jiān)?MJZG撞擊殺蟲機(jī)面粉撞擊殺蟲的效果[J].現(xiàn)代面粉工業(yè)，2010，24（1）：17-19.

[5]顧堯臣，劉燕艷.FZJS 43面粉撞擊殺蟲機(jī)殺蟲效果的試驗(yàn)[J].糧食與飼料工業(yè)，2001（11）：4-5.

[6]AZZAM Z S，SHARABI K，GUETTA J，et al.The physiological and molecular effects of elevated CO2 levels[J].Cell Cycle，2010，9（8）：1528-1532.

[7]CAO Y，XU K K，ZHU X Y，et al.Role of modified atmosphere in pest control and mechanism of its effect on insects[J].Frontiers in Physiology，2019，10：206.

[8]曹宇，吳先勇，盧麗娟，等.CO2氣調(diào)對(duì)藥材甲的毒力及其能源物質(zhì)的代謝比較[J].中國(guó)生物防治學(xué)報(bào)，2015，31（1）：57-63.

[9]孟憲兵.臭氧殺蟲除菌技術(shù)的實(shí)倉(cāng)應(yīng)用[J].糧食儲(chǔ)藏，2011，40（3）：14-17.

[10]MISHRA G，PALLE A A，SRIVASTAVA S，

et al.Disinfestation of stored wheat grain infested with Rhyzopertha dominica by ozone treatment：process optimization and impact on grain properties[J].Journal of the Science of Food and Agriculture，2019，99（11）：5008-5018.

[11]LI M，PENG J，ZHU K X，et al.Delineating the microbial and physical-chemical changes during storage of ozone treated wheat flour[J].Innovative Food Science & Emerging Technologies Ifset，2013，20：223-229.

[12]張耀良，趙杰，張顧旭，等.臭氧水在火龍果病蟲害防治中的應(yīng)用效果試驗(yàn)[J].上海農(nóng)業(yè)科技，2020（2）：100-103.

[13]馮亞運(yùn)，朱怡霖.花椒掛面加工工藝及品質(zhì)研究[J].糧食與油脂，2023，36（5）：124-128.

[14]邱松林，閻光宇.正交試驗(yàn)法優(yōu)化菠菜營(yíng)養(yǎng)掛面加工工藝[J].福建農(nóng)業(yè)科技，2019（9）：32-35.