氣調包裝對鮮濕面保鮮的研究

張洋 閔照永 汪雅馨

摘要：為延長鮮濕面貨架期，實驗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（TVC）、色度值（L）、烹煮損失（CL）、感官評分（SSE）為評價值來對面條貨架期進行預判。經微生物監測結果表明：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，菌落總數僅在104級別上，直接包裝的樣品微生物繁殖速率最快。色度值測量結果表明：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象。烹煮損失測量結果表明：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，充入CO2（100%）包裝樣品烹煮損失率相較于其他組別同時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酶活性測定結果顯示：直接包裝、抽真空包裝、充入N2（100%）包裝的樣品均呈上升趨勢，N2和CO2（1：1）、CO2（100%）樣品中酶活呈現下降趨勢，兩樣品在存放72小時后PPO酶活分別為6U/g、4.2U/g，兩種包裝方式酶活抑制結果顯著。面條的感官評分隨著存儲時間的延長呈現下降趨勢，但CO2（100%）樣品感官評分下降趨勢差異不顯著，存放72h后，感官評分為80分，保持良好的食用品質。CO2（100%）氣調樣品各個檢測指標均要優于其他四組處理樣品，對微生物繁殖抑制，PPO酶活性抑制有顯著作用。

關鍵詞：氣調? 面條? 保鮮研究

面條是我國的傳統主食食品，其起源于漢代，是亞洲特別是東亞地區飲食文化中重要的組成部分[1]。在面條的諸多種類中，鮮濕面由于其爽滑勁道的口感、簡易的烹飪方式，一直是人們在快節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，營養物質豐富，對于微生物的防控以及產品品質劣變一直是技術上存在的難題[2]，更是制約鮮濕面條走向預包裝化、工業化的瓶頸所在[3-5]。由于鮮濕面自身體系復雜，在存儲過程中，涉及到的物理、化學、酶及微生物等因素均能導致其品質的劣變最為關鍵的是微生物的繁殖和酶促褐變，既造成了大量的浪費，也是對人體健康威脅的危害因子的主要來源[6-7]。基于此，本研究中主要選取了常用的幾種氣體對鮮濕面進行保鮮研究，著重探尋在此環境下微生物的生長情況和面制品中引起褐變的酶的活力情況。

氣調包裝一直深受國內外研究學者的喜歡，對它的研究一直很活躍。由于在鮮濕面中存在的菌體類別組成復雜，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用越來越廣泛。Zardetto[8]研究發現，利用CO2 進行氣調包裝，可以有效的抑制以青霉菌為代表的霉菌生長，且進一步研究發現，當包裝袋中CO2 的濃度高于70%時，微生物的生長繁殖能得到有效抑制。楊杰[9]靜等研究發現，在鮮濕魚面條樣品中充入CO2，置于冰箱中冷藏處理，在儲藏22d后，菌落總數總值仍然符合國家標準，并具備相應的食用品質。Nobile[10]等研究表明，利用混合氣體進行氣調包裝（ N2：CO2 = 30：70），并在殼聚糖的協同作用下，于4 ℃條件下進行貯藏，鮮濕面的保質期能達到兩個月之久。一系列研究表明，利用充氣包裝對鮮濕面的貨架期延長有顯著作用，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、色度值、烹煮損失、感官評分為評價值來對面條貨架期進行預判，以期對鮮濕面工業化生產提供理論指導。

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）實驗設備

全自動生濕面生產線，鄭州東方尚武食品機械有限公司;SW-CJ-1D單人單面垂直送風凈化工作臺，蘇州智凈凈化設備有限公司;立式壓力蒸汽滅菌器，上海博訊醫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;拍打式均質機，南京凡帝郎科技有限公司;色差計，上海平軒科學儀器有限公司;722N可見分光光度計，上海精科儀器公司;高速離心機，濟南來寶醫療器械有限公司;干燥箱，浙江余姚儀表工業二廠;包裝機，上海翔一包裝機械有限公司;BS124S電子天平，北京賽多利斯儀器系統有限公司;分析天平，上海佑科儀器儀表有限公司;電子萬用爐，北京市永光明醫療儀器廠;氣閥控制器。

（三）實驗方法

1. 面條的制備。面與水的比例為1：0.35，按此比例在負壓維持0.06Mpa的情況下，采取先慢速，再中速，最后快速的調制方式進行面團的調制，整個調制時間維持在15min。面團調制后需要靜置醒發20min，使面團中水分充分擴散，狀態變得松弛，然后壓片（單次壓延比不得超過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，每個包裝樣品100g，7個平行，包裝完畢后，置于室內環境存放備用

3. 菌落總數的測定參照GB4789.2-2010方法測定。

4. 多酚氧化酶活性的測定[25]。參照行業標準LS/T 6124-2017方法對多酚氧化酶活性進行測定。樣品中多酚氧化酶活性計算公式：

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;m ——樣品質量，單位為克（g）;t ——反應時間，單位為分（min）。

5. 色差的測定選取不同氣調包裝的樣品中面條樣品，將面條置于測量裝置中，并選取六個不同的點進行測量，求平均值。其中L值越大，面片越白，L值越小，面片越黑，說明反色越嚴重。

6. 烹煮損失計算參照標準SB/T 10068—92。按下列公式計算面條的烹煮損失，計算公式如下：

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

7. 面條感官質量評定 。面條評價指標參照SB/T10137—1993方法[12，13]。

二、結果與分析

（一）氣調包裝對鮮濕面菌落總數的影響

鮮濕面中營養成分復雜，富含糖類、蛋白質等營養物質，是微生物天然的培養基，對于其貨架期的延長，基礎污染控制固然重要，但在后續的存儲過程中采取的防止微生物繁殖措施是否得當也是其保質期延長的重要控制點之一。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，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進行氣調包裝的鮮濕面樣品常溫存放72h后，仍能保持其食用品質。

鮮濕面中水分含量大，營養物質豐富，存在的菌體主要包括真菌、細菌。真菌在繁殖生長過程中，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，實驗中發現，除了空白樣和真空包裝樣在存放三天后，鮮濕面表面上布滿大量的霉菌及漲袋外，其余的三個樣品，霉菌分布及漲袋現象不明顯，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菌的繁殖，整體比較菌落總數的正向生長是顯著的，即隔氧保存能顯著的減少霉菌等真菌（好氧菌）的繁殖。在充N2（100%）、N2和CO2（1：1）、CO2（100%）樣品中，由于隔氧處理，細菌的繁殖受到了一定的限制，但是革蘭氏陰性菌和陽性菌對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微酸性，能有效抑制好氧性微生物繁殖，尤其是對G-菌的抑制作用明顯[14]。進一步研究發現，高濃度的CO2能夠抑制大多數厭氧細菌、霉菌的生長，若是采取CO2和N2協調包裝，且控制好比例可顯著改善氣調保鮮效果，這種氣調方式能有效減弱微生物的生長速度，尤其是抑制特征腐敗菌（Psychrophilic bacteria）的生長，且能提高面條感官品質[15]。CO2是在常溫下以無色無味的氣體狀態存在，且其是碳原子的最高氧化狀態，高濃度狀態下是比較理想的抗微生物劑，也是隔氧包裝較理想的氣體。而細胞膜是微生物細胞結構重要的組成部分，細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重要結構之一，而CO2分子是非極性分子，容易溶解在微生物細胞的脂質雙分子層中，增加了細胞膜的流動性，繼而對微生物細胞膜的選擇性造成一定的影響，使細胞內外物質交換平衡被打破，從而使細胞質暴露在有毒的物質中，破壞微生物的內環境，致使其死亡。此外，微生物細胞質中水分能與CO2結合生成碳酸，改變微生物細胞質的pH值，即胞內pH值下降，內外壓強難以維系平衡，當CO2繼續在微生物細胞內積累時，這就促使微生物細胞內部開啟“解毒”功能繼而加劇能消耗，擾亂微生物正常的生理平衡，從而發生降解反應而凋亡[16]。

（二） 氣調包裝對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。小麥在制粉過程中，將靠近內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物質，能在多酚氧化酶的作用下將酚類物質轉化為醌類物質，醌類物質聚合生成高分子物質，轉化為鮮濕面表面的黑斑，若能在存儲時相應的抑制酶活性、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酶活性隨著儲藏時間的延長一直呈降低趨勢且差異明顯（0.05水平）;存放期間，面條的總色度值均呈降低趨勢，但相較于空白樣，CO2（100%）包裝的樣品色度值變化較慢，且在實際試驗中，72h后亦能保持較好的品相，也就說降低保藏氣體環境中氧氣含量（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。相應的，酶在作用過程中，需要適宜的溫度、pH，大多數多酚氧化酶的最適pH值范圍一般在6.0～7.4內，當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行接觸，融入面條中，能形成微酸環境，這種環境對于其進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部分子折射和分散的影響。面粉中含有蛋白質和氨基酸，在適宜的條件下可與還原糖形成褐色的物質，即在生濕面的加工和貯藏中可能會發生美拉德反應，且剛制成的面條在繼續醒發的過程中面筋結構發生變化，也可能會引起光反射比以及L值的下降[19-20]。有研究表明，對于非酶褐變，可以在面粉中或者調粉環節中加入亞硫酸鈉來阻止美拉德反應的進行，但該物質是還原劑，能將面團中-S-S-還原生成-SH，有較強的弱化面筋的作用，所以從整體考慮，在鮮濕面加工過程中，筆者認為該物質盡量少加或者不加[21]。所以，依據圖2可以看出，CO2（100%）氣調包裝對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[22-24]等方式處理，將會在鮮濕面保鮮技術上開辟新的途徑。

（三）氣調包裝對鮮濕面烹煮損失的影響

由圖3可以看出，不同樣品在存儲期間隨著時間的延長，各樣品的烹煮損失率均呈現上升趨勢，差異性顯著，對照組在存放3天后，已經明顯出現酸味，表面長有大量菌落，基本上已經喪失食用品質。出現這一現象的原因是，在存儲過程中，微生物大量繁殖，破壞了蛋白質的網絡結構，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會以面條中的蛋白質、淀粉為營養物質進行新陳代謝，會產生大量的初級代謝產物和次級代謝產物，這些產物大多屬于水溶性物質，也是面條烹煮損失率增加的一個因素[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，是因為隔氧包裝能夠減緩微生物的繁殖活動，且CO2是非極性分子，能更容易溶解到微生物細胞的脂質雙分子層中，增加了細胞膜的流動性，使微生物胞內物質更多暴露在有毒物質中，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，且在實驗中發現，這兩個樣品在存放3日后，品相變化較小，仍然能夠保持較好的食用品質。

（四）氣調包裝對鮮濕面感官評分的影響

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%）包裝的樣品存儲期間隨著時間的延長，各樣品的感官評分均呈降低趨勢，這一現象與TCV檢測、PPO酶活性檢測、L值檢測、CL值檢測結果相一致。除N2和CO2（1：1）、CO2（100%）樣品外，其余三個樣品在存放3日后通過表象觀察基本上均喪失食用品質。在感官評價指標中，受影響較大的指標是色澤、粘性及食味。直接包裝、抽真空、充入N2包裝的三個樣品在存放期間，其表面能夠看到明顯的菌落和斑塊，存放時間越長，面條表面菌落分布越嚴重，且在實驗中觀察發現，空白樣在第3天時，條與條之間已經有一定的黏液生成并伴隨有較濃的酸味存在，出現這一現象的原因是微生物在繁殖時，對面條中蛋白質起到破壞作用，將蛋白質的四級結構打斷，繼而使大量的疏水基團暴露，減弱了面條的持水能力。此外，微生物在代謝繁殖時會產生較多的代謝產物，形成“黏液團”，這些“黏液團”中含有代謝產物，新生的細菌，以及老化的菌體，繼而也對面條的品質造成較大的破壞。

三、結論

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%）包裝以及存儲時間的延長，各樣品中的微生物菌落總數、L值、烹煮損失、率均呈上升趨勢;PPO酶活性測定結果顯示，直接包裝、抽真空、充入N2（100%）包裝的樣品均呈上升趨勢，N2和CO2（1：1）、CO2（100%）樣品中酶活呈現下降趨勢，面條的感官評分隨著存儲時間的延長呈現下降趨勢，但CO2（100%）樣品感官評分下降趨勢差異不顯著。CO2（100%）氣調樣品各個檢測指標均要優于其他四組處理樣品，對微生物繁殖抑制，PPO酶活性抑制有顯著作用。當然，鮮濕面防腐體系復雜，氣調包裝還需要結合其他防腐方式進行協同處理，建立起嚴格的柵欄技術，為鮮濕面走向預包裝化，工業化生產提供理論依據。

參考文獻：

[1]Liu R ， Xing Y ， Zhang Y ， et al. Effect of mixing time on the structural characteristics of noodle dough under vacuum[J]. Food Chemistry ， 2015 ， 188（dec.1）：328-336.

[2]李潔， 朱科學. 生鮮面保鮮技術的研究進展[J]. 糧食與飼料工業，2010，2010（10）：21-23.

[3]閔照永，汪雅馨，師玉忠. 損傷淀粉對小麥粉物化特性以及面條品質的影響[J].糧食與飼料工業，2015，12（11）：52-52.

[4]魏益民. 小麥粉品質和制面工藝對面條品質的影響研究[J]. 中國糧油學報，1998，13（5）： 42-45.

[5]王曉曦，楊玉民. 小麥粉中破損淀粉含量對面條食用品質影響的研究[J]. 河南工業大學學報： 自然科學版， 2005，26（4）： 39-41.

[6]Li M ， Zhu K X ， Wang B W ， et al. Evaluation the quality characteristics of wheat flour and shelf-life of fresh noodles as affected by ozone treatment[J]. Food Chemistry ， 2012 ，? 135（4）：2163-2169.

[7]肖東，周文化，鄧航，等 .鮮濕面抗老化劑復配工藝優化及老化動力學[J]農業工程學報，2015，31（ 23） ： 261-268.

[8]Zardetto S . Effect of modified atmosphere packaging at abuse temperature on the growth of Penicillium aurantiogriseum isolated from fresh filled pasta[J]. Food Microbiology ， 2005 ， 22（4）：367-371.

[9]楊杰靜，李賢，劉友明，等. 鮮濕魚面冰溫氣調保鮮研究[J]. 食品工業科技，2012，33（010）：336-339.

[10]Nobile M A D ， Benedetto N D ， Suriano N ， et al. Combined effects of chitosan and MAP to improve the microbial quality of amaranth homemade fresh pasta[J]. Food Microbiology ， 2009 ， 26（6）：587-591.

[11]American Association of Cereal Chemist（AACC）. Method 61-02 for RVM/Approved Methods of the AACC [M].9th edSt. Paul， MN： AACC， 1995.

[12]尹壽偉，陸啟玉，楊秀改. 面條評價方法的研究[J]. 河南工業大學學報 （自然科學版），2005，26（3）： 45-48.

[13]谷物品質測試理論與方法[M]. 科學出版社，2006.

[14]張莎莎，劉書來，丁玉庭. CO2冷海水預處理對南美白對蝦品質的影響[J]. 食品科技，2012，000（008）：62-66.

[15]Brauer J M E ， JesúsAarón Salazar Leyva ， Alvarado L B ， et al. Effect of dietary protein on muscle collagen ，? collagenase and shear force of farmed white shrimp （ Litopenaeus vannamei ）[J]. European Food Research and Technology ， 2003 ， 217（4）：277-280.

[16]范珺. 二氧化碳抑菌技術在乳制品保鮮中的應用[J]. 食品安全導刊，2017，000（031）：52-54.

[17]Okpala C O R . Investigation of quality attributes of ice-stored Pacific white shrimp （Litopenaeus vannamei） as affected by sequential minimal ozone treatment[J]. LWT - Food Science and Technology ， 2014.

[18]陳媛媛. 生鮮面條的貯藏保鮮技術研究[D]. 天津： 天津科技大學，2017.

[19]Doxastakis G ， Papageorgiou M ， Mandalou D ， et al. Technological properties and non-enzymatic browning of white lupin protein enriched spaghetti[J]. Food Chemistry ， 2007 ，? 101（1）：57-64.

[20]Asenstorfer R E ， Appelbee M J ， Mares D J. Impact of protein on darkening in yellow alkaline noodles.[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry， 2010， 58（7）：4500-4507.

[21]牛猛. 全麥鮮濕面褐變機制及品質改良的研究[D]. 無錫： 江南大學，博士學位論文，2014.

[22]程述震，張春暉，張潔，等. 電子束輻照對充氮包裝冷鮮牛肉品質的影響[J]. 食品科學，2016，37（18）：230-235.

[23]史依沫，王麗，李淑榮，等. 電子束輻照對生濕面條殺菌效果及品質影響的研究[J].原子能科學技術， 2018，52（2）：378-384.

[24]馬挺軍， 史喜成， 賈昌喜. 低溫等離子體在食品殺菌中的研究進展[J]. 農產品加工（創新版）， 2009（6）：8-11.

[25]閔照永， 于心雨， 王躍強，等. 乳酸及臭氧對鮮濕面保鮮的研究[J]. 糧食與飼料工業， 2019， 382（02）：22-28.

（作者單位： 鶴壁職業技術學院、 鶴壁市綠色食品精深加工實驗室、信陽農林學院）