生鲜面防腐保鲜研究

近年来，消费者逐渐追求新鲜口感、方便食用的面制品，生鲜面应运而生。生鲜面制作简单，由小麦粉与辅料混合后，经熟化、压片、切条、包装等工序加工而成。生鲜面由于没有干燥等工序，能保持面条最原始的风味，更加爽口、新鲜、有嚼劲[1]。但其水分含量在30%左右[2]，微生物容易大量繁殖，导致生鲜面变质发霉，保质期较短，低温下一般只能贮藏5～7 d。另外生鲜面在贮藏过程中会发生褐变，颜色逐渐变暗，严重影响生鲜面的外观和品质。如何有效延长生鲜面保质期，并保持生鲜面的色泽是相关研究关注的核心。

国内外研究表明，微波处理小麦粉、[3]添加水分活度(water activity,Aw)降低剂[4]、防腐剂[5]或酸处理[6]等技术能有效延长生鲜面保质期。单一的保鲜技术有限，保鲜技术联用的研究逐渐增多，已见报道的研究主要有防腐剂与热处理并用[7]；微波处理面粉与精油熏蒸并用[8]；防腐剂、Aw降低剂与热烫技术并用等[9]，这些技术虽能有效延长生鲜面保质期，但很少同时关注保质期内生鲜面的褐变，并且热处理等技术会使生鲜面失去原有品质，针对生鲜面的防腐保鲜，尚无非常有效的方法。为延长生鲜面的保质期，解决生鲜面的褐变，本实验将联用Aw降低剂、防腐剂、有机酸等技术探究生鲜面的保质期，以期为生鲜面保鲜提供一定的理论和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

高筋小麦粉，广东省肇庆市福加德面粉有限公司；平板计数琼脂培养基、孟加拉红培养基，上海博微生物科技有限公司；山梨糖醇(食品级)，江苏省南通市优宝嘉食品有限公司；六偏磷酸钠(食品级)，湖北兴发化工集团有限公司；单辛酸甘油酯(食品级)，福建省泉州市盛达食品添加剂有限公司；柠檬酸(食品级)，潍坊英轩实业有限公司；75%(体积分数)食用酒精(食品级)，河南鑫河阳酒精有限公司。

1.2 仪器与设备

DC-P3新型全自动测色色差计，北京市兴光测色仪器公司；NovasinaLabMaster-Aw水分活度仪，上海胤旭机电设备股份有限公司；LF-NMR低频核磁共振分析仪，苏州纽迈分析仪器股份有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 面条制作方法

实验前对操作台、面条机用75%食用酒精擦拭，每次称取50 g面粉，均匀平铺于1 250 mm×50 mm圆形微波炉专用玻璃碗中，于700 W微波条件下处理90 s[前期研究发现，700 W微波处理小麦粉90 s能使其菌落总数下降51.45%(P<0.05)]，得到微波处理过的面粉。取前述微波处理过的面粉100 g，添加2 g食盐，0.4 g海藻酸钠，加40 mL水和面，面团静置15 min，压延，切条(宽2.0 mm，厚1.0 mm)，密封包装(12 cm×17 cm食品级聚酯真空袋)。

1.3.2 实验方案

1.3.2.1 实验设计

未处理组：面粉100 g，添加2 g食盐，0.4 g海藻酸钠，加40 mL水和面，面团静置15 min，压延，切条(宽2.0 mm，厚1.0 mm)，密封包装。

处理A：按1.3.1制作生鲜面，装袋密封包装。

处理B：添加Aw降低剂。以山梨糖醇和六偏磷酸钠作为Aw降低剂，在100 g微波处理过的面粉中(处理A)分别单独添加0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g山梨糖醇；或0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g六偏磷酸钠，按1.3.1制作生鲜面，装袋密封包装，测定生鲜面的水分分布、Aw、微生物等指标，探究最适的Aw降低剂种类及添加量。

处理C:添加防腐剂。以单辛酸甘油酯和丙酸钙作为防腐剂，在处理B的最优条件下，在100 g微波处理过的面粉中分别单独添加0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1 g单辛酸甘油酯；或0.005、0.01、0.015、0.020、0.025 g丙酸钙，按1.3.1制作生鲜面条，装袋密封包装，测定生鲜面微生物，探究最适的添加量，在最优的防腐剂添加量下制作生鲜面，切条之后，面条上分别喷洒75%食用酒精0、1、2、3、4、5 mL/100g面粉，装袋密封包装，测定生鲜面的微生物，探究最适的酒精喷洒量。

处理D：添加酸度调节剂。在处理C的最优条件下，在100 g微波处理过的面粉中分别添加0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g柠檬酸，按1.3.1制作生鲜面，装袋密封包装，测定生鲜面的pH值、微生物、色泽、感官等指标，探究柠檬酸的最适添加量。

1.3.2.2 加速试验

选择37 ℃作为加速实验温度[7]，以上A～D处理的生鲜面均在37 ℃条件下贮藏，每隔24 h测定生鲜面的指标。

1.3.2.3 保质期的确定

将各处理最优条件下的生鲜面置于4 ℃条件下保存，每隔3 d测定1次，当菌落总数≥1×105 CFU/g则判定生鲜面变质，霉菌数不做具体要求，若肉眼看见生鲜面有霉点或菌斑也视为保质期终点[7, 10]。

1.3.3 实验指标

1.3.3.1 微生物指标

按GB/T 4789.2—2016《食品卫生微生物学检验菌落总数测定》进行测定，霉菌数采用GB 4789.15—2016 《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》。

1.3.3.2 色差测定

利用DC-P3新型全自动测色色差计对生鲜面色差L*、a*、b*值进行测定，其中L*值表示亮度(0=黑色，100=白色)，a*值表示红绿色度(-a*=绿色，+a*=红色)，b*值表示黄蓝色度(-b*=蓝色，+b*=黄色)，重复3次[11]。

1.3.3.3 熟面条感官评价

将面条煮制最佳蒸煮时间[11]，依据SB/T 10137—93面条质量评分方法，由8人组成评分小组对色泽(10分)，表观状态(10分)，适口性(20分)，韧性(25分)，黏性(25分)，光滑性(5分)，食味(5分)等内容进行评分, 满分100分。

1.3.3.4 Aw测定

使用水分活度仪测定，称取5 g生面条，将面条捣碎平铺于玻璃皿中，以完全覆盖玻璃皿底为标准，将玻璃皿放入测试盒，拧紧测试盒盖，当蜂鸣器报警数秒钟，显示屏上的读数即为样品的Aw值[12]。

1.3.3.5 低场核磁共振检测水分子流动性

利用核磁共振分析仪测量面条的横向驰豫时间T2。称取5 g生鲜面条放入核磁专用测试管中，一起置于磁体线圈中。使用CPMG序列测试，TD=2 048，TW=2 000 ms，重复扫描次数NS=16，每个样品重复测定3次[13]。

1.3.3.6 生鲜面pH值得测定

称取10 g面条，与90 mL去离子水研磨成浆，用pH计测定其pH值[1]。

1.3.3.7 统计分析

数据以均值±标准差表示，采用SPSS 21.0对数据进行分析，结果采用Origin 8.5绘制。

2 结果与分析

2.1 控制生鲜面Aw的研究

2.1.1 Aw降低剂对生鲜面水分分布的影响

本实验利用核磁共振分析仪CPMG序列测山梨糖醇和六偏磷酸钠不同添加量下生鲜面中水分分布的情况，然后反演得到横向驰豫时间T2和信号幅度。如图1所示，随着山梨糖醇添加量(质量分数，下同)的增加，生鲜面的T2变短，与未添加山梨糖醇组生鲜面相比，添加山梨糖醇的生鲜面水分驰豫图谱整体向左移动，说明添加了山梨糖醇生鲜面水分的自由度降低，流动水向结合水转化，这是因为山梨糖醇为多元羟基物质，其分子上含有的羟基基团与水分子之间能形成氢键，结合了生鲜面中的自由水，从而降低了水分子的移动能力[14-15]，此结果与韩金玉[9]在生鲜拉面中的研究一致。如图2所示，随六偏磷酸钠添加量(质量分数，下同)的增加，生鲜面的T2值也逐渐减小，这是因为磷酸盐溶于水后电离出的Na+消除了蛋白的疏水性，使水分更好地与蛋白结合，从而减小水分子流动性[16-17]，图1、图2证明添加山梨糖醇和六偏磷酸钠能一定程度上减少生鲜面的自由水含量。

图1 山梨糖醇对生鲜面水分分布的影响
Fig.1 Effect of sorbitol on water distribution of fresh noodles

图2 六偏磷酸钠对生鲜面水分分布的影响
Fig.2 Effect of sodium hexametaphosphate on water distribution of fresh noodles

2.1.2 Aw降低剂对生鲜面Aw的影响

依据GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》的规定[18]，在生鲜面中山梨糖醇、六偏磷酸钠最大添加量分别为30.0、5.0 g/kg(以磷酸根)计，本实验中2种添加剂的使用量均在标准允许使用范围内。由图3可知，增加山梨糖醇、六偏磷酸钠的添加量，生鲜面的Aw逐渐下降，添加山梨糖醇3.0 g/100g面粉能使将生鲜面的Aw显著降至0.945(P<0.05)，而添加六偏磷酸钠0.5 g/100g面粉能使生鲜面的Aw降至0.956，这是因为山梨糖醇和六偏磷酸钠的添加能减少生鲜面中的自由水含量，从而降低生鲜面的Aw，山梨糖醇降低生鲜面Aw的效果更显著，故选择添加量为3.0 g/100g面粉的山梨糖醇作为Aw降低剂。

a-山梨糖醇；b-六偏磷酸钠
图3 水分活度降低剂对生鲜面Aw的影响
Fig.3 Effect of water activity reducing agent on Aw of fresh noodles
注：不同大写字母表示添加山梨糖醇的生鲜面Aw差异显著(P<0.05)，不同小写字母表示添加六偏磷酸钠的生鲜面Aw差异显著(P<0.05)(下同)

2.1.3 Aw降低剂对生鲜面微生物的影响

不同微生物生长需要的Aw不同，Aw下降，其生长速率也下降，若Aw下降到微生物保持生长所需的最低Aw后，微生物就停止生长。由表1可知，添加山梨糖醇的生鲜面在37 ℃下贮存过程中菌落总数和霉菌数都显著低于未添加山梨糖醇的生鲜面(P<0.05)，说明添加山梨糖醇能够有效抑制生鲜面中微生物的生长，此结果与韩金玉的研究一致[9]。原因可能是引起生鲜面腐败的微生物主要是枯草芽胞杆菌、地衣芽孢杆菌等[19]，而这2种微生物的最低Aw为0.95，结合图3可知，山梨糖醇的添加使生鲜面的Aw降低至0.945，影响了枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌的生长代谢[20]。

表1 生鲜面微生物在37 ℃下贮存的数量变化
Table 1 Quantity variation of microorganism in fresh noodles stored at 37 ℃

注：不同小写字母表示同列数据比显著性差异(P<0.05)(下同)

2.2 防腐剂对生鲜面的保鲜效果研究

2.2.1 单辛酸甘油酯对生鲜面微生物的影响

依据GB 2760—2014的规定[18]，在生鲜面中允许添加的防腐剂是单辛酸甘油酯和丙酸钙，在生鲜面中的最大添加量依次为1.0和0.25 g/kg(以丙酸计)。由表2可知，增加单辛酸甘油酯和丙酸钙的添加量，对细菌的抑制效果逐渐增强。添加单辛酸甘油酯0.1 g/100g面粉的生鲜面在37 ℃下贮藏24 h后菌落总数(lgCFU/g)为4.96, 即9.10×104 CFU/g，48 h后菌落总数(lgCFU/g)为5.65，即4.50×105 CFU/g，而添加丙酸钙0.025 g/100g面粉的生鲜面在贮藏24 h后菌落总数(lgCFU/g)为5.28, 即1.91×105 CFU/g，48 h后菌落总数(lgCFU/g)为6.16，即1.46×106 CFU/g，说明单辛酸甘油酯对细菌的抑制效果强于丙酸钙；与未添加防腐剂生鲜面的霉菌数相比较，添加单辛酸甘油酯和丙酸钙的生鲜面在37 ℃条件下贮藏24、48 h的霉菌数都较低，说明2种防腐剂均可抑制生鲜面的细菌、霉菌，此结果与陈洁等[5]的研究一致。张艳玲[10]、王晓明等[7]研究表明生鲜面的变质主要是由细菌超标引起。综上所述，故选择添加量为0.1 g/100g 面粉的单辛酸甘油酯作为防腐剂。

表2 生鲜面微生物在37 ℃下贮藏的数量变化
Table 2 Quantity variation of microorganism in fresh noodles stored at 37 ℃

2.2.2 喷洒75%食用酒精对生鲜面的保鲜效果

为了更好的抑制细菌，在添加单辛酸甘油酯0.1 g/100g 面粉基础上喷洒75%食用酒精。由表3可知，生鲜面切条后喷洒75%食用酒精可以降低生鲜面的菌落数，并且对生鲜面微生物的抑制效果随喷酒量增多而增强，此结果与谢沁[21]的研究一致。这是因为75%食用酒精能够吸收细菌蛋白的水分，使菌体蛋白质因脱水而变性沉淀，达到杀菌的效果[22]。但当酒精喷洒量超过3.0 mL/100g面粉时，生鲜面会有一股刺鼻的酒精味，影响面条的感官，综合考虑酒精最佳喷洒量为3.0 mL/100g面粉。

表3 生鲜面微生物在37 ℃下贮藏的数量变化
Table 3 Quantity variation of microorganism in fresh noodles stored at 37 ℃

2.3 柠檬酸对生鲜面的保鲜效果

2.3.1 柠檬酸对生鲜面品质的影响

在2.2.2的基础上，在生鲜面配方中添加柠檬酸，由表4可知，增加柠檬酸的添加量生鲜面的pH值逐渐下降，但面条的酸味逐渐加深，口感较为刺激，感官评分呈下降趋势，当柠檬酸添加量在0.2 g/100g面粉以内时，对生鲜面的感官评分没有明显影响，当柠檬酸添加量超过0.2 g/100g面粉时，面条有酸味，生鲜面的感官评分显著降低(P<0.05)。

2.3.2 柠檬酸对生鲜面色泽的影响

由表5可知，添加柠檬酸的生鲜面在贮藏过程中，L*值显著高于未添加柠檬酸的生鲜面，a*值、b*值显著低于未添加柠檬酸的生鲜面(P<0.05)，在贮藏过程中添加柠檬酸0.2 g/100g面粉的生鲜面色泽最优，这说明添加柠檬酸能提高生鲜面的亮度，有效提高生鲜面的色泽，与感官观察结果一致。生鲜面色泽变差主要是多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)发生褐变反应导致的，PPO会使面条中的酚类物质氧化成为醌类物质，醌类物质聚合产生棕色的物质[21]，而PPO是含有Cu2+的结合酶，添加柠檬酸降低了生鲜面的pH值，并且柠檬酸对Cu2+有螯合作用，从而使PPO活性受到抑制，抑制了褐变反应的发生，所以添加柠檬酸可效提高面条的亮度[23-24]。添加柠檬酸0.1 g/100g面粉的生鲜面和添加柠檬酸0.2 g/100g面粉的生鲜面感官没有明显差异，但添加柠檬酸0.2 g/100g 面粉的生鲜面在贮藏过程中色泽最优，故选择柠檬酸最佳添加量为0.2 g/100g面粉。

表4 柠檬酸对生鲜面pH值和感官的影响
Table 4 Effects of citric acid on pH and sensory properties of fresh noodles

表5 柠檬酸对生鲜面色泽的影响
Table 5 Effect of citric acid on color of fresh noodles

注：不同大写字母表示同列数据比较有显著性差异(P<0.05)

2.3.3 柠檬酸对生鲜面微生物的影响

由表6可知，添加柠檬酸能显著降低生鲜面的菌落总数(P<0.05)，生鲜面在37 ℃下贮藏24、48 h后，添加柠檬酸的生鲜面菌落总数显著低于未添加柠檬酸的生鲜面，但是添加柠檬酸对霉菌的生长抑制不显著，这是因为微生物的生长需要适宜的pH值，当pH=5～6时，霉菌易于生长，当pH在7左右时，细菌易于生长繁殖[25]。由表4可知，添加柠檬酸0.2 g/100 g面粉，生鲜面的pH降为4.94，影响了微生物系统的功能、细胞营养物质的吸收，导致微生物的死亡或休眠；另外柠檬酸未解离的酸分子可通过菌体细胞膜进而发挥杀菌作用使菌体失活[26]。

表6 生鲜面微生物在37 ℃下贮藏的数量变化
Table 6 Quantity of microorganism in fresh noodles stored at 37 ℃

2.4 生鲜面4 ℃条件下保存的品质研究

2.4.1 保鲜工艺对生鲜面保质期的影响

由图4可知，4 ℃条件下未处理组的生鲜面保质期为6 d，A、B、C、D处理组的保质期分别延长到15、24、44、56 d。比较各种处理,D处理更能有效延长生鲜面的保质期，并且D处理的生鲜面在保质期内品质总体较好，能较好保持生鲜面的亮度，面条煮制之后色泽、适口性、食味等感官较好，可接受度高，这说明添加山梨糖醇3.0 g/100g面粉、单辛酸甘油酯0.1 g/100g面粉、柠檬酸0.2 g/100g面粉，面条切条后喷洒75%食用酒精3.0 mL/100g面粉，多种技术联用能有效延长生鲜面的保质期。

A-700 W微波处理小麦粉90 s；B-在A的基础上添加山梨糖醇
3.0 g/100g面粉；C-在B的基础上添加单辛酸甘油酯0.1 g/100g面粉，面条切条后喷洒75%食用酒精3.0 mL/100g面粉；D-在C的基础上添加柠檬酸0.2 g/100g面粉(下同)
图4 保鲜工艺对生鲜面保质期的影响
Fig.4 Effect of fresh-keeping technology on the shelf life of fresh noodles

2.4.2 保鲜工艺对生鲜面L*值的影响

由图5可知，各处理的生鲜面在保质期内，随贮藏时间的延长，生鲜面的L*值呈下降趋势，即生鲜面在贮藏过程中色泽变差，逐渐变暗。与A、B、C 3种处理相比较，D处理的生鲜面L*值变化缓慢，相差不大，说明D处理生鲜面保质期内色泽好，色泽劣变速度降低，与感官观察一致。结合图4，D处理不仅能延长生鲜面的保质期，也解决了生鲜面颜色变暗的问题。

图5 保鲜工艺对生鲜面L*值的影响
Fig.5 Effect of fresh-keeping technology on L*
value of fresh noodles

3 结论

通过实验结果，添加山梨糖醇能有效降低生鲜面的Aw，在最大添加量下将生鲜面的Aw由0.960降低至0.945，有效抑制微生物的生长；单辛酸甘油酯、75%食用酒精、柠檬酸对微生物均有一定的抑制作用，柠檬酸还能有效保持生鲜面色泽。综合考虑，在常规生鲜面配方的基础上，每100 g经微波处理的面粉中添加3.0 g山梨糖醇、0.1 g单辛酸甘油酯、0.2 g柠檬酸，面条切条后喷洒3.0 mL 75%食用酒精，多种技术联用使生鲜面密封包装后在4 ℃条件下能安全保存至56 d，并且在保质期内较好保持生鲜面亮度，生鲜面色泽好。