巴氏滅菌對生鮮面條品質(zhì)的影響

王俊俊,邵華為,鄭學玲,劉 翀,*

(1.河南工業(yè)大學糧油食品學院,河南鄭州 450001; 2.山東商務職業(yè)學院食品工程系,山東煙臺 264003)

生鮮面條是一種沒有經(jīng)過熟化加工且具有較高含水量的濕面制品,其口感好,營養(yǎng)高,在市場上很受人們喜愛。但因其水分含量高、成分復雜,易發(fā)生酶促褐變和腐敗變質(zhì),影響生鮮面條的色澤及貨架期[1]。目前,國內(nèi)生鮮面條主要通過添加各種化學添加劑,并結(jié)合原料的臭氧滅菌處理、產(chǎn)品的真空隔氧包裝、低溫冷藏的柵欄技術延長貨架期,但對于生鮮面條的返色并沒有很好的解決辦法。

巴氏滅菌是一種熱處理(熱滅菌)技術,廣泛應用于乳制品和肉制品的商業(yè)滅菌,處理溫度通常低于100 ℃。對生鮮面條進行適度的巴氏滅菌處理,在滅菌的同時還可滅活導致褐變的多酚氧化酶,有效抑制生鮮面條儲藏過程中的返色現(xiàn)象[2],并通過淀粉的少量糊化及蛋白的輕微變性,促使面筋和淀粉更加緊密結(jié)合,降低蒸煮損失率和吸水率,改善生鮮面條的品質(zhì),顯著延長其貨架期[3-4]。但是,過度的熱滅菌處理,會引起嚴重的美拉德反應,使面條色澤變差,淀粉過度糊化,從而失去“生鮮”特征;使蛋白過度變性,面筋結(jié)構遭到破壞,面條蒸煮品質(zhì)下降。意大利學者已將巴氏滅菌技術廣泛應用于通心面的工業(yè)生產(chǎn),生鮮通心面的巴氏滅菌工藝分為單次熱處理和雙重熱處理,單次熱處理是針對未包裝面片或通心面進行熱處理;二次處理是針對包裝的一次滅菌通心面進行微波或熱對流處理,以阻止生產(chǎn)過程中的二次污染[3,5]。國內(nèi)對于生鮮面條熱處理研究,更多停留在熱處理方式(微波、熱對流、高溫短時脫水及幾種方式結(jié)合等)、工藝條件的實驗研究上[6-9]。目前國內(nèi)生鮮面條的熱滅菌主要針對包裝后的樣品,意大利生鮮通心面的單次熱滅菌包括包裝前的直接蒸汽接觸和包裝后的間接熱處理,兩者對生鮮面條品質(zhì)的影響機制不同;前者蒸汽和面條直接接觸會造成淀粉糊化和蛋白變性,后者蒸汽和面條不直接接觸,且處理過程中水分含量不變,淀粉發(fā)生改性,顆粒整體性保留,未發(fā)生明顯糊化。

本研究分別對包裝前后的生鮮面條進行巴氏滅菌處理,比較了兩種滅菌方式對生鮮面條品質(zhì)的影響,為巴氏滅菌技術在生鮮面條生產(chǎn)上的應用提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高筋富強粉 新鄉(xiāng)市思豐粉業(yè)有限公司;真空包裝袋 食品級,鄭州新豐化驗器材有限公司提供;菌落總數(shù)測試片 廣州達元綠洲食品安全科技股份有限公司。

ZQB400-S272型蒸汽爐 杭州老板電器股份有限公司;LXJ-IIB型低速大容量離心機 上海安亭科學儀器廠;JMTD 168/180型試驗面條機 北京東方孚德技術發(fā)展中心;JHMZ型針式和面機 北京東孚久恒儀器技術有限公司;DZ-400CD落地式真空包裝機 河南鄭州星火包裝機械有限公司;MICG1A型便攜式測色儀 日本佐竹公司;真空冷凍干燥機 北京四環(huán)科學儀器廠有限公司;SW-CJ-1D型凈化工作臺 上海蘇凈實業(yè)有限公司;BXM-30R型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 北京鑫潤科諾儀器儀表有限公司;TA-XT型質(zhì)構儀 英國Stable Micro Systems公司;SHZ-B型水浴振蕩器 上海博訊醫(yī)療生物儀器股份有限公司;RVA-4型快速黏度分析儀 澳大利亞Newport Scientifi公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 生鮮面條的制作方法 制作工藝參照SB/T 10137-93,略有改動。稱取100 g面粉,依據(jù)將最終含水量調(diào)至34%加水,和面7 min,面絮于25 ℃醒發(fā)20 min后,在壓片機輥間距2 mm處成型,從3 mm開始經(jīng)7道將面片壓薄至1 mm,將面片切成2.0 mm寬的面條備用。

1.2.2 樣品的制備 將生鮮面條分為50 g每份,分別采用不包裝和真空包裝兩種形式,進行不同程度的巴氏滅菌。處理條件參考通心面巴氏滅菌[3]及相應預實驗結(jié)果確定,本試驗巴氏滅菌的條件為溫度:88、93、98 ℃,時間:4、8、12 min,以未處理生鮮面條作為空白對照。

1.2.3 生鮮面條中菌落總數(shù)的測定 參考GB 4789.2-2016,使用菌落總數(shù)測試片。

1.2.4 生鮮面條片色澤的測定 采用便攜式色差計通過三色空間法的L、a*、b*值和ΔE值來表示處理前后生鮮面條面片色澤的變化,分別測定面片處理后0和24 h的色澤變化[10]。

ΔE=[(L0-Lt)2+(a0-at)2+(b0-bt)2]1/2

式(1)

1.2.5 生鮮面條中水分含量的測定 取10根(m0,g)生鮮面條放入已恒重的鋁盒(m1,g)中在105 ℃下烘至恒重(m2,g),計算生鮮面條的水分含量(w),公式如下:

水分含量(%)=(m0+m1-m2)×100/m0

式(2)

1.2.6 生鮮面條蒸煮品質(zhì)的測定

1.2.6.1 最佳煮制時間的測定 取10根生鮮面條放入500 mL的沸水中,并開始計時,煮至生鮮面條無白芯為計時終點,所用時間即為生鮮面條的最佳煮制時間(s)。

1.2.6.2 干物質(zhì)損失率和干物質(zhì)吸水率的測定 取20根(m0,g)生鮮面條放入500 mL的沸水中,煮5 min后立即撈出,在200 mL冷水中浸泡30 s后撈出置于濾紙上析水5 min后稱重(m1,g),將煮面和浸泡水倒入燒杯中煮至約50 mL放入烘箱中,在105 ℃下烘至恒重,燒杯重量的增加量即為損失固形物的重量(m2,g)。計算生鮮面條干物質(zhì)吸水率和蒸煮損失率,公式如下:

吸水率(%)=(m1-m0×(1-w))×100/(m0×(1-w))

式(3)

蒸煮損失(%)=m2×100/(m0×(1-w))

式(4)

其中,w為生鮮面條含水量。

1.2.7 生鮮面條質(zhì)構特性的測定 取25根面條放入1000 mL的沸水中,煮至最佳煮制時間后,立即用筷子撈出,冷水沖淋30 s后測定其質(zhì)構特性。質(zhì)構儀選用Code HDP/PFS探頭,測試參數(shù)設定為:測試模式:Measure Force in Compression;測前速度:2.0 mm/s;測中速度:0.8 mm/s;測后速度:0.8 mm/s;壓縮程度:75%;負載類型:Auto-10 g;兩次壓縮之間的時間間隔:5 s。每個試樣做6次平行。

1.2.8 生鮮面條糊化特性的測定 對巴氏滅菌生鮮面條進行冷凍干燥、粉碎過篩后備用。采用快速黏度測定儀(RVA)按照LS/T 6101-2002測定生鮮面條凍干粉的糊化特性。

1.2.9 生鮮面條溶脹特性的測定 稱取0.6000 g生鮮面條凍干粉(干基,m),加入30 mL水配制成2%的淀粉乳,分別在80、90 ℃的水浴振蕩器中振蕩30 min,冷卻至室溫后,以3000 r/min的速度離心15 min。將上清液倒入已烘至恒重的鋁盒中于105 ℃的烘箱中烘至恒重(m1,g),即為水溶性淀粉的質(zhì)量,稱沉淀的質(zhì)量(m2,g)為溶脹淀粉的質(zhì)量[11]。

溶解性(%)=(m1/m)×100

式(5)

溶脹勢(%)=(m2/(m×(100-溶解性)))×100

式(6)

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)均以平均值±標準偏差表示,采用SPSS 20.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行差異性分析,字母不同表示差異顯著(p<0.05)。采用Origin 8.5軟件進行圖像分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 巴氏滅菌對生鮮面條中菌落總數(shù)的影響

處理后生鮮面條菌落總數(shù)含量越少,說明巴氏滅菌的滅菌效果越好。由表1可知,巴氏滅菌后生鮮面條中的菌落總數(shù)顯著減少。且隨處理時間的延長或處理溫度的升高,滅菌效果越好。相對于真空包裝滅菌生鮮面條,未包裝生鮮面條的熱穿透力更強,但是在88和93 ℃下,未包裝生鮮面條的菌落總數(shù)高于包裝生鮮面條的菌落總數(shù),這可能是由于表面干燥的過程對生鮮面條造成了二次污染,從而導致菌落總數(shù)略高。說明巴氏滅菌可有效減少生鮮面條中微生物的含量,從而延緩由微生物引起的腐敗變質(zhì)。

表1 巴氏滅菌對生鮮面條中菌落總數(shù)的影響Table 1 Effect of pasteurization on the total number of bacterial colony of fresh noodles

2.2 巴氏滅菌對生鮮面條片色澤的影響

L、a*、b*三色空間法是國際上通用的表示色澤的方法,其中L值是亮度值,越大表明亮度越高、色澤越好,a*值為紅綠值,b*值是黃藍值,ΔE值是兩樣品間的總體色差,越大表明總體色差越明顯[10]。由表2可知,巴氏滅菌后0 h時,相比于未處理組,滅菌生鮮面片色澤的L值、a*值和b*值均有減小,這可能是因為巴氏滅菌過程中發(fā)生了美拉德反應[12],使生鮮面條發(fā)生不同程度的非酶褐變;包裝生鮮面片的亮度值均明顯高于相同條件下的未包裝生鮮面片,這可能是因為未包裝生鮮面片接觸的熱量高于包裝生鮮面片,非酶促褐變程度較大[13]。但是,巴氏滅菌24 h后,巴氏滅菌生鮮面片的亮度值明顯高于未處理,這是因為巴氏滅菌鈍化了生鮮面條中的多酚氧化酶,抑制酶促褐變的發(fā)生,改善了儲藏過程中的返色現(xiàn)象。也可能是因為巴氏滅菌造成面片表面部分糊化,增強反射光造成亮度增加[5]。

表2 巴氏滅菌對生鮮面條片色澤的影響Table 2 Effect of pasteurization on the color of fresh noodles

在0～24 h的儲藏期內(nèi),未處理的ΔE值顯著高于巴氏滅菌面片,說明巴氏滅菌明顯減小了24 h內(nèi)面片色澤的變化。其中,ΔE值與處理溫度和處理時間均呈顯著負相關(r=-0.331,r=-0.480),說明處理溫度越高或是處理時間越長,色澤變化越小。

2.3 巴氏滅菌對生鮮面條蒸煮品質(zhì)的影響

干物質(zhì)損失率是指煮面過程中,損落在面湯中總固形物的含量,干物質(zhì)吸水率是指煮制過程中面條溶脹吸水的含量。生鮮面條的最佳煮制時間與蛋白含量和淀粉的物化特性密切相關。

由圖1(a)可知,巴氏滅菌后,未包裝生鮮面條的最佳煮制時間明顯高于未處理和包裝生鮮面條,包裝生鮮面條和未處理的最佳煮制時間差異不明顯。隨處理強度的增加,未包裝生鮮面條的最佳煮制時間明顯增加,并在98 ℃、12 min處達到最大值235 s。由圖1(b)可知,巴氏滅菌顯著降低了生鮮面條的含水量(p<0.05),由于兩種方式使生鮮面條受熱方式不同,導致未包裝生鮮面的水分含量明顯低于包裝生鮮面條。對于包裝后滅菌產(chǎn)品,可能是由于水蒸汽在包裝袋上冷凝,造成生鮮面水分含量有所下降;而對于包裝前滅菌,是由于后續(xù)表面干燥造成水分損失。由圖1(c)可知,巴氏滅菌顯著降低了生鮮面條的干物質(zhì)吸水率(p<0.05),其中未包裝生鮮面條和包裝生鮮面條差異不顯著;吸水率與處理溫度呈顯著負相關(r=-0.335),與處理時間呈極顯著負相關(r=-0.636);相同處理條件下,除93 ℃ 4 min和8 min外,包裝生鮮面條的吸水率均高于未包裝生鮮面條。由圖1(d)可知,巴氏滅菌生鮮面條的蒸煮損失與未處理無顯著差異,未包裝巴氏滅菌生鮮面條的蒸煮損失略低于未處理,但包裝生鮮面條的蒸煮損失略高于未處理,這可能是因為包裝過程對生鮮面條表面造成了部分損傷。巴氏滅菌增強了生鮮面條中蛋白質(zhì)和淀粉等主要組分的結(jié)合程度和面筋網(wǎng)絡的結(jié)構強度,阻止直鏈淀粉的溶出和水分子的滲入,減緩了生鮮面條中淀粉和蛋白等的水合速率,延長了最佳蒸煮時間,并減小了蒸煮損失和煮制吸水率[14-15]。巴氏滅菌改善了生鮮面條的蒸煮品質(zhì),這與Alamprese等[16]在通心面中的研究結(jié)果一致。

圖1 巴氏滅菌對生鮮面條蒸煮品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of pasteurization on the cooking qualities of fresh noodles注:NP-未包裝生鮮面條;P-真空包裝生鮮面條。

2.4 巴氏滅菌對生鮮面條質(zhì)構特性的影響

由表3可知,隨巴氏滅菌時間的延長和溫度的升高,生鮮面條的硬度顯著增大(p<0.05),且巴氏滅菌生鮮面條的硬度遠高于未處理組面條,相同處理條件下,包裝生鮮面條高于未包裝生鮮面條,并均在98 ℃處理12 min達到最大值;生鮮面條的粘附性整體呈下降趨勢;彈性略有下降,但回復性略有升高。其中,硬度與處理溫度和處理時間均存在極顯著正相關關系(r=0.595,r=0.392,r=0.658);彈性與處理溫度存在極顯著負相關關系(r=-0.404),與處理時間存在負相關關系(r=0.018);回復性與處理溫度和處理時間均存在顯著正相關關系(r=0.286,r=0.289)。

表3 巴氏滅菌對生鮮面條質(zhì)構特性的影響Table 3 Effect of pasteurization on the texture properties of fresh noodles

研究表明熱處理能夠促進蛋白質(zhì)分子間的非共價鍵轉(zhuǎn)化為共價鍵,促使蛋白質(zhì)聚集,從而增加谷蛋白大聚體的含量或形成較大的谷蛋白聚合物;促進淀粉中氫鍵的形成,增加其剛度和抗剪切性;同時,增強蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、淀粉與蛋白質(zhì)以及淀粉與淀粉之間的相互作用,形成更緊密的結(jié)構,進而影響其質(zhì)構特性[3,16-17]。朱科學等[18]研究了電熱干燥對生鮮面條品質(zhì)的影響,結(jié)果表明隨電熱干燥溫度的升高,面條硬度增加,彈性下降。

2.5 巴氏滅菌對生鮮面條糊化特性的影響

由表4可知,巴氏滅菌生鮮面條的峰值黏度均低于未處理,且與處理溫度和處理時間均呈顯著負相關(r=-0.661,r=-0.521),與生鮮面條的形式有顯著相關性(r=0.429);巴氏滅菌生鮮面條的最終黏度略低于未處理,生鮮面條的最終黏度與處理溫度和處理時間均呈顯著負相關(r=-0.522,r=-0.501),且與生鮮面條的形式有顯著相關性(r=0.436)。這可能是因為巴氏滅菌促使蛋白質(zhì)形成更加緊密網(wǎng)絡抑制了淀粉溶脹,使整體糊化黏度降低[19-20]。但是相同處理條件下,包裝生鮮面條的峰值黏度和最終黏度均高于未包裝生鮮面條,這可能是因為包裝形式產(chǎn)生的熱量差異造成大分子相互作用程度不同。

表4 巴氏滅菌對生鮮面條糊化特性的影響Table 4 Effect of pasteurization on the pasting properties of fresh noodles

巴氏滅菌生鮮面條的崩解值顯著低于未處理,崩解值與處理溫度和時間均呈顯著負相關(r=-0.597,r=-0.583),但是相同處理條件下,包裝滅菌生鮮面條的崩解值略高于未包裝生鮮面條;處理后生鮮面條的回生值有增大趨勢,且在93 ℃ 4 min取得最大值,之后隨處理強度的增加,回生值減小;但巴氏滅菌生鮮面條的糊化溫度略有升高。巴氏滅菌使生鮮面條中形成更穩(wěn)定的多聚體蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-淀粉、淀粉-淀粉以及淀粉-脂質(zhì)復合物,增加了力和交聯(lián)相互作用,增強顆粒穩(wěn)定性,減少直鏈淀粉溶出,造成崩解值減小、回生值降低和糊化溫度的升高[21]。

試驗結(jié)果表明生鮮面條的干物質(zhì)損失率與其凍干粉的峰值黏度、最終黏度和崩解值均呈極顯著正相關(r=0.710、r=0.507、r=0.430);生鮮面條的吸水率與峰值黏度、最終黏度和崩解值均呈極顯著正相關(r=0.735、r=0.408、r=0.801)。

2.6 巴氏滅菌對生鮮面條溶脹特性的影響

溶解性主要反映面粉中的直鏈淀粉分子在一定溫度下的溶解程度,主要表征直鏈淀粉分子的溶出特性;溶脹勢主要反映淀粉分子吸水膨脹的特性。由表3可知,巴氏滅菌處理可減小生鮮面條的溶解度和溶脹勢;90 ℃下,巴氏滅菌生鮮面條的溶解性和溶脹勢均略低于未處理,80 ℃下明顯低于未處理;同一處理條件下,未包裝生鮮面條的溶解性和溶脹勢均略高于包裝生鮮面條。溶解性與巴氏滅菌溫度和時間均呈顯著負相關(r=-0.687,r=-0.651),溶脹勢與處理溫度和時間無明顯相關性。這可能是因為巴氏滅菌改變了生鮮面條中結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)淀粉鏈之間的相互作用強度,增加了直鏈淀粉和支鏈淀粉之間的氫鍵,限制了淀粉分子的水合作用和溶脹能力[21-22];由于巴氏滅菌對包裝和未包裝生鮮面條的作用機制不同,造成其溶脹特性的差異,這也可能是造成生鮮面條蒸煮品質(zhì)有差異的原因。Zavareze等[23]表明溶脹力和溶解度的降低可歸因于淀粉顆粒的內(nèi)部重排導致淀粉官能團之間相互作用增強,形成更有序的雙螺旋結(jié)構并在顆粒內(nèi)形成直鏈淀粉-脂質(zhì)復合物。

表5 巴氏滅菌對生鮮面條溶解性和溶脹特性的影響Table 5 Effect of pasteurization on the solubility and swelling properties of fresh noodles

試驗結(jié)果表明溶解性與生鮮面條的最佳煮制時間呈顯著負相關(r=-0.331),與干物質(zhì)吸水率呈極顯著正相關(r=0.737),與干物質(zhì)損失率呈顯著正相關(r=0.332),淀粉的溶出導致干物質(zhì)損失率的增加;溶脹勢與生鮮面條的最佳煮制時間呈極顯著正相關(r=0.659),與干物質(zhì)吸水率無顯著相關性,與蒸煮損失率呈極顯著負相關(r=-0600)。

3 結(jié)論

巴氏滅菌對生鮮面條的殺菌及抑制返色效果十分顯著,且具有熱處理強度依賴性,其中包裝處理要優(yōu)于未包裝處理。未包裝滅菌處理可延長生鮮面條的最佳煮制時間,且依賴于熱處理強度,而包裝處理與未處理無明顯差異。巴氏滅菌顯著降低了生鮮面條的水分含量及生鮮面條的吸水率(p<0.05),未包裝處理的損失率減小0.51%～1.43%,但包裝處理的損失率略高于未處理,未包裝處理優(yōu)于包裝。隨處理強度的增加,生鮮面條的彈性和粘附性略有降低,硬度明顯升高。隨處理強度的增加,生鮮面條的糊黏度下降,兩種處理的生鮮面條均在98 ℃處理12 min時達到最低值。巴氏滅菌生鮮面條的溶解性和溶脹勢均顯著低于未處理(p<0.05),但包裝處理略低于未包裝,且隨處理強度的增大有降低的趨勢。綜上所述,未包裝處理的蒸煮品質(zhì)優(yōu)于包裝處理,處理強度越弱質(zhì)構特性越接近未處理組,但是強度越高滅菌效果越好。因此,采用未包裝形式于98 ℃ 滅菌4 min的方式為宜。