生濕面保鮮技術研究現狀

孫子欽 王 燕 吳衛國 歐陽夢云 趙傳文

(1. 湖南農業大學食品科技學院，湖南 長沙 410128；2. 長沙凱雪糧油食品有限公司，湖南 長沙 410008)

生濕面是小麥粉與輔料混合后， 經熟化、壓片、切條、包裝等工序加工而成的一類面制食品[1-2]。其具有食用方便快捷、營養健康等特點，且保持了傳統手工面的風味和口感特征，非常符合人們快節奏生活的需要以及對食品風味和口感的追求。然而，貯藏過程中，生濕面極易受微生物和酶的影響，引起品質劣變，導致保鮮期短，從而嚴重制約其市場推廣和快速發展。因此，如何有效消除微生物和酶的影響，延長保鮮期已成為解決這一挑戰的關鍵所在。當前，圍繞生濕面保鮮技術的開發，研究者們進行了大量的研究和嘗試。其中，應用于生濕面中的保鮮技術有化學保鮮劑、生物保鮮劑、微波保鮮、臭氧保鮮、柵欄保鮮等，這些技術各具特色，如：化學保鮮劑保鮮效果好，但對人體的健康存在潛在危害；微波保鮮既能滅菌又能抑制酶活，耗時短，但可能造成面條品質的變化；生物保鮮劑具備天然、安全、高效的優勢，應用前景廣闊[3]；柵欄保鮮可將多種保鮮技術結合，充分發揮各優勢，保鮮效果更佳，具備巨大的潛在價值[4]。本文擬對生濕面保鮮技術的研究現狀和進展進行歸納和概述，以期為生濕面保鮮問題的解決提供思路和參考。

1 生濕面品質變化概述

生濕面在貯藏期間，特別是夏季高溫環境下，由于水分活度大，易出現菌落超標現象導致變質[5]。腐敗菌以及致病菌在適宜的環境下大量滋長，可使生濕面在短期內喪失食用價值，造成了巨大的浪費和食用安全問題。李運通等[6]發現常溫下生濕面品質劣變的轉折點為24 h，此時，水分與淀粉、蛋白質等結合緊密，自由水的比例增大，微生物大量繁殖，進一步促使生濕面質地、色澤等品質劣變。前期細菌的增長速度要高于霉菌，二者呈現競爭關系，霉菌的繁殖可能會受到細菌代謝產物的影響，而后期霉菌數量會呈爆發式增長[7]。其次，生濕面易發生褐變，嚴重影響了產品的感官品質。在前2～4 h，面條迅速變色，隨著時間的延長，褐變速率減緩并在24 h時達到平穩[8]。生濕面出現褐變現象主要與面粉中含有的多酚氧化酶有關，此外，非酶因素也可能促使面條褐變，如美拉德反應[9]，目前面條中非酶因素引起的褐變機制研究仍處于初始階段[10-11]。應對上述保鮮問題，研究者應側重從生濕面中水分活度、貯藏溫度、微生物種類、酶活等因素深入探究，綜合考慮各因素對生濕面品質的影響，有針對性地采取相應的保鮮技術，從而達到更有效地保鮮效果。

2 保鮮技術在生濕面中的應用

2.1 化學保鮮劑

化學添加劑便捷、成本低，能有效抑制微生物生長，但使用劑量是關鍵，多了會導致食品安全問題，少了又起不到抑菌作用。宋顯良等[12]發現單辛酸甘油酯相比于丙酸鈣和丙二醇，對生濕面中霉菌的抑制程度更高，使用劑量為1 mg/mL時，霉菌抑制率可達50%左右。目前，食用酒精在生濕面的實際生產中得以廣泛應用。陳潔等[13]認為將食用酒精直接噴灑在面條上比在和面時添加保鮮效果更顯著，但較少的食用酒精添加量起不到抑菌作用，較多又會引起不良氣味。單一的化學防腐抑菌效果有限，游新俠等[14]將雙乙酸鈉、脫氫醋酸鈉與丙酸鈣進行復配應用于花色生濕面中，在4 ℃下可保存15 d左右。化學添加劑僅對生濕面短期保鮮有效，且存在濫用添加劑、添加劑殘留等食品安全問題，因此，為了彌補化學添加劑的不足，開發高效安全、天然的生物保鮮劑已成為解決生濕面保鮮問題的重要途徑。

2.2 臭氧保鮮

臭氧是一種強氧化劑可以引起微生物細胞中活性氧的升高，導致細胞內出現氧化應激反應，從而達到殺菌的目的，已廣泛應用于食品工業的各個領域[15-16]。目前，臭氧以氣體或水溶液的形式在生濕面預處理、加工或貯藏中起到滅菌的作用，并且，最終分解為大氣中的氧氣，無有害物質殘留，無污染。如：采用1 mg/L臭氧水和面在有效殺死面粉中微生物的同時降低了水中的微生物含量[17]；臭氧可明顯減少生濕面中初始微生物的數量，小麥粉經臭氧處理后貯藏4 d制得的生濕面比0 d呈現出更顯著的微生物穩定性[18]。但是，臭氧處理時間過長可能使面粉中帶有一些令人不悅的氣味，這可能與臭氧自身帶有特殊的氣味以及小麥粉中少量脂肪的深度氧化有關[19]。其次，采用臭氧保鮮生濕面，成本偏高，同時，操作者長期處于高濃度臭氧下，容易造成身體傷害。

2.3 微波保鮮

相對基于熱傳導和對流的傳統熱處理而言，微波主要基于體積加熱，能瞬間加熱食品[20]。微波殺菌主要通過熱效應和非熱效應共同作用于生濕面，從而起到殺菌、抑制酶活的作用。不同的微波條件處理生濕面的保鮮效果有所差異。一般而言，增加微波功率或延長微波時間有利于提高微波滅菌的有效性[21]。微波功率2 000 W處理全麥粉40 s，能明顯抑制了其制得的生鮮面褐變速率和貯藏前期(12～24 h)的微生物生長，其中，高功率短時間更有利于生濕面貯藏期色澤的穩定[22]。Li等[23]研究得到了相似的結果。但是，微波功率過高或時間過長，面粉會出現微黃及輕微焦糊結塊現象，最終導致面條變硬，色澤暗淡，從而影響銷售[24]。微波與其他保鮮方法結合，殺菌效果更突出。微波處理前，添加適當濃度的檸檬酸和抗壞血酸于小麥—大米混合粉中，降低面團中的pH，從而使面條保質期長達40 d，并且較好地保持了面條的品質[25]。另外，有研究者[26]認為微波的抑菌效果還可能與生濕面的尺寸有一定的相關性。微波能有效殺滅生濕面中的腐敗菌及致病菌，但同時微波可能造成生濕面的品質變化，并且包裝材料透過微波時可能會產生有害物質。

2.4 氣調保鮮

氣調保鮮是采用阻隔性能較好的包裝材料包裝生濕面，通過調節和控制包裝內的氣體成分，營造微生物難以生存的環境，從而延長保質期。一般而言，CO2抑菌效果最佳，O2能抑制厭氧菌的生長，N2主要起填充作用[27]。張春紅等[28]比較氣調包裝、普通包裝以及真空包裝對生濕面保鮮效果的影響，結果表明氣調包裝保鮮效果最顯著，其中CO2、N2的體積比為1∶1，7∶3時達到最優，并對面條色澤有所改善。單一的氣調保鮮效果有限，Nobile等[29]研究殼聚糖與氣調包裝相結合對生濕面的保鮮效果，結果表明，兩者產生協同作用，更有效地減緩了生濕面品質下降速度。目前，市場上銷售的生濕面仍以普通密封包裝為主，真空包裝在食品行業應用雖較為廣泛，但真空包裝會使面條迅速受熱，促使表面出現褐變現象，并造成面條之間擠壓變形，限制了其在生濕面中的應用。氣調包裝相比于其他包裝方式，更利于生濕面的防腐保鮮，但同時受到資金、設備以及場地等條件約束，需要較長時日來實現工業化。氣調包裝與低溫貯藏、保鮮劑復配、輻照等方法結合應用于生濕面中才能充分發揮保鮮作用，創造更長遠的經濟效益。

2.5 輻照保鮮

輻照殺菌是利用輻射源產生的γ-射線、X射線和電子束對生物分子產生直接和間接作用，抑制酶的活性，殺滅腐敗菌，從而延長食品保質期的一種冷殺菌技術[30]。γ-射線輻照可以抑制小麥粉中好氧細菌以及霉菌的生長，并且提高了小麥粉的持水能力和抗性淀粉含量，同時，其對蛋白質含量無影響[31]。低于4 kGy的γ-射線輻照生濕面保鮮效果較好，對面條的質構無顯著影響，但隨著劑量的增加，生濕面色澤偏黃[32]。目前，將γ-射線應用于生濕面中，其安全性和有效性還有待進一步驗證。電子束輻照技術比γ-射線安全系數更高，不少研究者[33-34]陸續對其在食品保鮮中的應用展開了研究。3 kGy 電子束輻照劑量可使得小麥粉中的菌落總數、霉菌、酵母菌滅活率分別達到95.82%，95.83%，82.76%，與對照組相比，小麥粉中蛋白質、脂肪、淀粉等營養成分差異不大[35]。史依沫等[36]在不同輻照劑量條件下處理生濕面，研究表明，電子束輻照對細菌的抑制效果顯著，霉菌則呈現出較強的輻照耐受性；輻照還可抑制多酚氧化酶的活性，改善了面條的色澤。輻照殺菌在生濕面保鮮中具有廣闊的應用前景，但是投入實際生產中其安全性還有待深入考察。此外，輻照可能會給生濕面帶來不良氣味，并可能引起品質上的變化。

2.6 低溫等離子體保鮮

低溫等離子體是指體系中存在高溫電子，溫度可達上千乃至上萬攝氏度，而其中離子及分子的溫度與常溫相當，因此，整個體系仍然接近室溫[37]。低溫等離子體是一種新興的非熱殺菌技術，能使微生物的活性成分喪失，有效地消滅細菌，具有低溫、短時、安全無殘留等特點可，保持食品原有風味與營養成分[38]。目前，這一技術在食品加工中的應用主要體現在食品表面、液體食品和包裝食品的殺菌消毒方面[39-40]。陳玥[41]研究發現，低溫等離子體對生濕面表面微生物有致死作用，并且可以抑制面條酸度增加，對面條的質構影響甚微，但低溫等離子會引起生濕面色澤的些許變化，貯藏第0天時，低溫等離子體處理的生鮮面L*值比未處理的高，但隨著貯藏時間的延長，其L*值均略低于未處理組。目前，低溫等離子體在生濕面保鮮上的研究較少，是否具備可實踐性，還需進一步探討。

2.7 生物保鮮劑

生物保鮮劑具備天然、安全、保鮮效果好、易降解等特點，主要通過浸泡、噴淋或涂膜等方式廣泛應用于食品中[42-43]。從保證食品安全的角度考慮，生物保鮮技術是較為理想的保鮮方法，在生濕面中的應用已有所報道。

2.7.1 植物來源保鮮劑 不同種類的植物提取物對生濕面的保鮮程度有所差異。綠茶、洋蔥皮水提物可以抑制生濕面中腐敗菌的生長，同時，可提高面條的抗氧化能力[44]，這可能與水提物含有的多酚以及黃酮類等物質有關[45]。虎杖、苦參和黃苓3種中草藥提取物有利于生濕面的短期保鮮，1.5 mg/mL的中草藥混合物可以抑制細菌和霉菌的生長，并提高了面條的嚼勁，可能是中草藥中含苷類化合物和多酚類物質參與了氧化作用，使支鏈淀粉碳鏈延長,形成了交鏈作用[46]。此外，天然多肽也具備一定的抗菌活性。有研究[3]報道，大豆球蛋白堿性多肽可抑制真菌菌絲體的生長和孢子萌發，破壞細胞膜，對生濕面具有顯著的防腐效果，2.0，2.5 mg/g的添加量明顯抑制霉菌的生長，并且感官品質差異不顯著。植物精油也被廣泛用于生濕面的保鮮中，可以通過干擾和破壞細胞膜、酶系統以及細菌遺傳物質的磷脂雙層[47]，從而產生一定的抑菌作用。周小偉等[48]將微波處理后的生濕面，進一步進行5個濃度梯度的迷迭香精油熏蒸，當迷迭香精油的空間濃度為 0.10 μL/mL 時，微生物數量明顯降低，但隨著精油濃度的增加，抑菌效果無顯著差異，并且可能會影響面條風味。

2.7.2 微生物及動物來源保鮮劑 微生物菌體及其代謝產物與生濕面中的腐敗菌處于拮抗或競爭的關系，其次，還能通過改變pH值抑制腐敗菌生長，從而達到保鮮效果。2%的乳酸菌發酵上清液噴灑于生濕面片上，其中發酵液含有抑菌物質以及較低的pH值可有效地抑制面條中微生物的生長[49]。在濕面的生產中，尤其針對保鮮濕面，常采用天然有機酸如檸檬酸、抗壞血酸、植酸等降低面條中的pH值，通過改變微生物生長以及多酚氧化酶的最適pH值從而延長面條保質期[50-51]。目前，乳酸鏈球菌素、納他霉素以及殼聚糖在生濕面保鮮方面研究較多。乳酸鏈球菌素在pH呈酸性的環境下對生濕面中細菌的抑制作用顯著，而納他霉素對霉菌及酵母菌的抑制效果顯著，對細菌幾乎無作用[52-53]。Huang等[54]研究發現，將殼聚糖與木糖的美拉德反應產物應用于生濕面中，可以提高殼聚糖對細菌的抑制作用，但對生濕面的色澤會有一定的影響。

目前，生物保鮮劑抗菌機理仍處于初步探索階段，并且受到工藝及成本的影響，限制了其規模生產和應用。鑒于此，尋求多種保鮮劑復配不失為一種可行的解決方法，不僅擴大抑菌范圍，增強抑菌效果，還降低了工業成本，提高了食品安全性。

2.8 柵欄保鮮

柵欄技術是將多種技術科學合理地結合，即通過各個柵欄因子協同作用，對微生物產生最大殺傷力的同時，降低食品營養物質和風味的損失，從而保障產品食用安全性[55-56]。生濕面營養豐富、水分活度較高，單一的保鮮技術無法達到預期保鮮效果，需要將多種保鮮方法綜合利用，取長補短，在保證品質的前提下延長生濕面的保質期。 楊杰靜等[57]研究臭氧結合氣調包裝對生鮮魚面保鮮效果的影響， 結果表明，隨著臭氧處理時間的延長，面條的減菌率逐漸升高，當處理時間為10 min時，結合100% CO2包裝并輔助低溫貯藏(-0.8 ℃)，微生物增長速率極為緩慢，同時減少了微生物及其代謝物對面條蛋白質、淀粉等營養物質的分解，保持了面條的品質。Lucera等[58]以山梨酸鉀為抑菌劑，結合熱處理應用于生鮮面團，并輔助空氣過濾器以及氣調包裝，多方面共同作用，可有效抑制鮮意大利面中腐敗菌的繁殖，與對照組相比，保質期延長了32 d。牛猛等[59]發現超聲波聯合抗壞血酸可以有效降低面粉中多酚氧化酶的活性，從而抑制生濕面的褐變。吳克剛等[60]采用糖醇、熱處理以及復配精油三者結合作用于生濕面，從降低面條的水分活度以及抑菌兩方面切入，以達到保鮮的目的。柵欄技術具有較高的實際可操作性，隨著研究的深入，需對生濕面中的各個柵欄因子進行全面考察，將其有效結合，必將成為生濕面保鮮領域中一種最有效的保鮮技術。

3 結語

目前，中國還未對生濕面在可食用范圍內的微生物含量制定統一標準，對褐變機理仍處于探索初期，而單一的保鮮技術已無法滿足當前產品生產的需要。相比于單一的保鮮技術，柵欄保鮮技術可針對多個柵欄因子，采取多種保鮮技術相結合，表現出對生濕面全面高效的保鮮效果，能更大程度地延長生濕面的保質期，如保鮮劑復配結合輻照、微波等冷殺菌技術、生物保鮮劑結合氣調包裝等。此外，考慮到消費者對自身健康日益重視，保鮮技術朝著高效、經濟、安全方向發展將成為今后生濕面保鮮領域中的一種必然趨勢。同時，研究者應更加深入地展開保鮮機理等基礎性理論的研究，對生濕面進行高質量保鮮還需兼顧實際生產情況，才能達到更理想的保鮮效果，從而大力推動生濕面產業化發展，提升生濕面加工的經濟和社會效益。