生湿面的保鲜技术及应用研究进展

李冉冉，李洪军,2，李少博，柴子惠，贺稚非,2*

1(西南大学 食品科学学院，重庆，400715) 2(重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆，400715)

面条作为传统的面制食品，在我国有着悠久的历史，早在东汉年间便存在记载[1]。面条有着易于消化吸收，食用方便的特点，因此，深受消费者喜爱。但随着生活水平的提高，传统的挂面、方便面已无法满足消费者对口感和营养的需求，更健康、更美味的“第四代方便面”——生湿面,在此背景下应运而生。

生湿面未经风干、油炸等工艺处理，保持了面条原始的香味和营养价值，爽口，有嚼劲[2-3]。但未经干燥操作导致生湿面含水量高，储藏难度大，严重制约了生湿面大规模商业化生产。因此，寻找合适的保鲜技术来延长生湿面保质期一直是国内外研究的热点。我国早期研究的主要方向是研发新的化学防腐剂和复配型保鲜剂应用于生湿面保鲜[4]。国外众多学者则是通过在生湿面生产中加入化学防腐剂[5]和/或在储藏中采用屏障措施延缓微生物生长[6]这2种方式，来有效延长生湿面保质期。目前，国内对生湿面保鲜技术的应用研究较多，但是缺乏系统性的分析和总结，鉴于此，文章对国内外现有的生湿面保鲜技术进行了归纳和应用分析，并对生湿面保鲜技术的发展方向进行了预测，以期对生湿面的保鲜和工业化生产提供一定的理论依据。

1 生湿面概述

1.1 生湿面的定义

生湿面是生鲜湿面的一种，即将压制好的面条进行杀菌处理后，立即进行包装，而不需要进行煮制的面制食品[7]。生湿面水分含量高，一般可达30%[8]，因此储藏过程中易被微生物污染，使其发生腐败变质，货架期短，即使在冷藏条件下，储藏3 d，也会出现腐败变质现象，菌落总数超过106CFU/g，并且在第6天已达多不可计[9]。

1.2 生湿面腐败变质的原因

研究表明引起生湿面腐败变质的主要因素是生物因素，即微生物。物理因素(温度、水分含量、水分活度等)、化学因素(营养组成、基质条件等)则是通过影响微生物生长而间接引起食品腐败变质。LI等[10]研究了加速生湿面变质的临界温度、pH、水分含量、水分活度，结果表明，引起最初生湿面变质加速的临界温度为20～25 ℃，临界水分含量为23%～24%，并且pH值为8.0～8.5时变质速率最快。LAHLALI等[11]研究了不同溶质、水分活度(0.890～0.980)、温度条件(5～25 ℃)下霉菌菌丝的生长速度，试验表明，菌丝的生长速度随着水分活度和温度的降低而降低,并且溶质、水分活度、温度对菌丝生长速度的影响不是单一的，这进一步证实了含水量和储藏条件对生湿面腐败变质的影响是基于对微生物生长的影响。引起生湿面腐败变质的微生物主要来源于面粉和储藏过程。

1.2.1 面粉中的微生物

面粉对生湿面有着重要的影响，除了蛋白质、淀粉、灰分、脂肪等含量的高低对面条品质有重要影响外，面粉中的微生物则决定了生湿面的原始含菌量[12]。了解面粉中微生物的种类和生长特性，有助于找到适合生湿面保鲜的防腐技术。李彪等[13]研究表明，在小麦粉中细菌总量占比最大，其中杆菌较多，约占好气性细菌总带菌量的82.5%左右,而且革兰氏阳性细菌多于革兰氏阴性菌,球菌较少；革兰氏染色阳性杆菌有芽孢的较多，占阳性杆菌的71.3%。王新伟等[14]研究指出，通过严格控制加工环境，在一定程度上能够抑制多数微生物的生长繁殖，但达不到完全灭菌的效果，因此，一旦环境条件适宜，残留的微生物和环境中的腐败菌则会迅速增长繁殖，从而引起生湿面产生腐败变质。

1.2.2 生湿面储藏过程中的微生物

在生湿面储藏过程中，微生物的生长是呈动态变化的。肖付刚等[15]通过观察微生物形态和生理生化鉴定对生湿面储藏过程中的腐败微生物进行了分析，结果表明，细菌是导致生湿面产生腐败变质的主要微生物，其中芽孢杆菌属和葡萄球菌属是细菌中的优势菌属,在储藏前期枯草芽孢杆菌为主要腐败菌，后期则主要以金黄色葡萄球菌为主；生湿面中的霉菌主要为圆弧曲霉和白曲霉；同时在生湿面储藏过程中检出少量具有发酵能力的酵母菌。

1.3 生湿面的保鲜机理

生湿面中充足的水分、丰富的淀粉和蛋白质为腐败微生物生存提供了理想的条件，它们的快速生长繁殖是造成生湿面腐败变质的主要原因。因此，生湿面保鲜的关键就在于控制腐败微生物的生命活动。目前，生湿面的保鲜主要通过2种途径，一是直接杀灭腐败菌，二是通过改变影响微生物生长的环境条件(如水分活度、pH、温度、氧化还原电势等[12])抑制腐败微生物生长从而达到保鲜的目的，例如用50%的CO2气调包装可以通过改变产品氧化还原电势显著抑制生湿面中的腐败微生物[16]。

2 生湿面的传统保鲜方法及应用分析

2.1 传统保鲜方法

生湿面的传统保鲜方法主要有热处理、调酸保鲜、酒精保鲜和添加化学防腐剂等。热处理主要是指采用一定的方式对食品进行加热，如热烫、蒸汽熏蒸等，主要目的是杀菌和钝化食品体系中的酶类[17]。调酸保鲜则是指通过有机酸浸泡或喷洒的方式对食品进行处理，以降低pH值，抑制微生物的生长[18]。由于乙醇具有较强的渗透能力，其分子可进入蛋白质肽链内，使菌体蛋白质变性沉淀，因此酒精也常用作一种杀菌保鲜的方法[19]。添加化学防腐剂是指在食品中加入国标规定的食品级抑菌剂，其主要作用是抑制微生物生长繁殖，减缓食品的腐败变质以延长食品保质期。在生湿面的传统保鲜中，添加化学防腐剂是最常用的，因为这种方式最为经济、便捷，并且化学防腐剂对防止某些因微生物引起的食品腐败变质的确有显著效果[20]。

2.2 应用分析

国内外的学者对生湿面的传统保鲜方法进行了比较全面的应用研究。韩金玉[20]将包装后的生湿拉面置于预先调制温度的恒温水浴锅中进行热烫处理，通过加热使生湿拉面中微生物的蛋白质变性或凝固，从而杀灭微生物，研究表明，随着热处理温度和时间的增加，25 ℃条件下贮藏的生湿拉面保质期得到延长，但处理温度过高、时间过长会引起面条褐变，影响感官品质。微生物生长的最适pH一般在微酸或中性，当将微生物生长环境的pH降低到4.3以下时，大多数微生物都不能生长，调酸保鲜既是利用有机酸调节食品pH以达到抑制微生物生长的目的。FU等[18]研究有机酸浸泡对生湿面保质期的影响，试验表明，有机酸混合物(乳酸∶苹果酸酸∶柠檬酸=2∶0.25∶0.25)可显著延长生湿面保质期，但有机酸的添加比例必须控制在合理范围内，浓度过高，面条有酸味，影响口感。LEE等[19]分别用0%、1%、2%的酒精对生湿面进行处理，利用酒精能使菌体蛋白凝固的效应，研究酒精对生湿面保质期和需氧微生物生长的影响，结果显示，未经酒精处理的生湿面保质期为9.17 d，随着酒精添加量增加，生湿面保质期延长，1%的酒精处理过的生湿面保质期为15.02 d，2%的酒精处理的生湿面保质期为27.03 d，但为了降低酒精对面条食用品质的影响，酒精添加量应控制在4%以下[20]。SUNG等[21]将活性钙用在生湿面中，研究活性钙对生湿面品质和保质期的影响，结果表明，在10 ℃的储藏环境下，用活性钙进行处理的生湿面的保质期与未处理组相比，延长了2倍以上。

虽然传统的保鲜方法，操作便捷，经济实惠，但效率不够，并且会对生湿面的品质造成影响，无法满足大规模生产的需求。表1[19,22-23]列举了生湿面传统保鲜方法的处理方式和优缺点。因此，开发新的保鲜技术应用于生湿面保鲜至关重要。

表1 生湿面的传统保鲜技术优缺点Table 1 The advantages and disadvantages of traditional techniques in raw wet noodles preservation

3 生湿面的现代保鲜技术及应用分析

3.1 物理保鲜技术

3.1.1 微波保鲜技术

微波是在300MHz～300kMHz频率的电磁波，极性分子吸收微波能量并相对于电场定向[24]。近几十年来，微波在食品工业中的应用急剧增加，主要用于材料加热、干燥、灭菌、酶钝化等[25]。

微波保鲜在生湿面中的应用主要有2种方式：处理原料面粉和处理生湿面。LI等[26]研究了经微波处理后的全麦粉制成的生湿面的储藏稳定性，结果表明，用微波处理90 s后的全麦粉制成的生湿面微生物生长和变黑速率得到显著抑制，与未处理组相比，保质期延长了3倍。ZHANG等[27]用微波对包装于聚丙烯袋中的小麦米粉生湿面进行处理，试验表明，经微波处理的生湿面可在保存1个月后仍保持新鲜状态且具有弹性。

3.1.2 辐照保鲜技术

食品辐照技术是一种新型高效的冷杀菌技术，有着21世纪食品绿色加工技术的美誉。辐照杀菌是利用射线(包括X射线、γ射线和加速电子束等)的辐照来杀灭有害细菌的一项技术[28]。据报道，辐照食品以每年20%的速度增长[28]。辐照技术对食品的杀菌虽然效果显著，但也有研究表明用辐照处理过的面条有辐照味道，因此，关于辐照技术用于生湿面保鲜的研究较少[29]。史依沫[30]利用电子束辐照处理生湿面条，研究其对生湿面杀菌效果及品质的影响，结果表明，4 kGy的电子束辐照效果显著，且对细菌比霉菌敏感。LEE等[31]用γ射线处理小麦粉，再将其做成生湿面，结果表明，经辐照处理的小麦粉制成的生湿面在储藏期间品质得到显著改善。LI等[32]也研究证实，在储藏期间，辐照剂量为4 kGy时生湿面显示最佳的pH值和感官稳定性。辐照杀菌在生湿面保鲜中的应用将引起广泛的关注，合理的使用辐照技术不仅可以延长生湿面保质期，而且可以改善其品质，但结合对食品安全的考虑，未来有必要进行更有效的辐照技术研究，以期在保证食品品质的前提下，尽可能用最小的辐射剂量来达到杀菌目的，这需要探究更有效的辐射元素或者研究多种辐射元素共同作用的效果。

3.1.3 对流热处理技术

对流热处理是热处理的一种方式，是指将食品放入电热鼓风干燥箱中，通过设定温度和时间对食品完成加热，主要目的是干燥和杀菌[33]。王晓明等[33]用此技术处理生湿面，观察其对生湿面的保鲜效果和色泽产生的影响，称取25.0 g生湿面，采用单排法且不堆叠的放入已达预定温度的电热鼓风干燥箱中，并开始计时，试验表明，最佳的对流热处理条件为处理温度90 ℃，处理时间25 min，在不使用任何防腐剂的情况下，通过此方法能够使生鲜湿面在36 ℃下安全储藏49 h。对流热处理技术成本低、安全性高，通过合理的设置加热温度和时间或与其他保鲜技术结合，以降低对生湿面品质的不良影响，则有望能在生湿面工业化生产中大规模投入使用。

3.1.4 臭氧技术

臭氧具有强氧化作用，是最有效的抗菌剂之一[34]。LI等[35]评估了受臭氧处理影响的面粉的质量特性和生湿面的保质期，结果表明，由臭氧处理的面粉制成的生湿面，微生物的生长和变黑速率得到显著延迟。BAI等[36]研究了臭氧水处理对荞麦半干面条(SBWN)保质期的影响，试验表明，臭氧水能够降低SBWN的初始含菌量。但值得关注的是臭氧无穿透性，只可进行表面杀菌，存在杀菌不彻底的情况，因此，经臭氧处理后生湿面在储藏期间微生物的生长情况有待进一步研究。

物理保鲜方法的原理和优缺点如表2[26,29,35-37]所示。微波保鲜虽然加热时间短，升温迅速，但由于其加热不均匀可能会对生湿面品质造成影响，因此，一般不单独使用微波保鲜技术处理生湿面，而是将微波技术与其他热力杀菌技术相结合。如王远辉等[38]研究了微波-对流处理技术对生湿面保鲜效果的影响，并确定了最佳的微波和对流处理的工艺参数，结果表明，微波-对流处理技术相比二者单独使用，对生湿面的保鲜效果更佳，在微波功率280 W，微波时间20 s，对流热处理温度90 ℃，对流热处理时间15 min的条件下，可使生鲜湿面在36 ℃下安全储藏49 h。

表2 物理保鲜的杀菌原理与优缺点Table 2 Sterilization principle,advantages and disadvantages of physical preservation

3.2 生物保鲜技术

随着人们对安全性的重视，生物保鲜方式越来越受到人们的认可。目前，有较多将生物保鲜用于延长生湿面保质期和改善其品质的研究。全永亮等[39]用不同喷洒量的乳酸菌发酵上清液对生湿面进行处理，测定经处理后生湿面的菌落总数，并与对照组进行对比分析，结果表明，乳酸菌发酵上清液对细菌有明显的抑制效果，在冷藏条件下，喷洒量为2%时，生湿面保质期可达到18 d。HOU等[40]研究了大豆蛋白碱性多肽对生湿面中黑曲霉和青霉菌的抗菌效果，试验表明，大豆蛋白碱性多肽通过抑制菌丝体的生长和孢子的萌发，以及破坏真菌质膜的形成而具有非常显著的抑菌效果，并且其抑菌效果随着大豆蛋白碱性多肽浓度的增加而提高，大豆蛋白碱性多肽很可能取代化学合成防腐剂用于延长淀粉类食品的保质期。LEE等[41]在生湿面中加入乳清粉，结果显示，乳清粉的加入显著改善了生湿面的品质。

3.3 添加防腐剂

添加防腐剂具有操作简单，不需要设备，成本低，效率高等优点，在生湿面的保鲜过程中被广泛应用。研究用于生湿面保鲜的化学防腐剂有很多，常见的有苯甲酸(钠)、山梨酸(钾)、对羟基苯甲酸酯、丙酸盐、亚硫酸及其盐类、硝酸及亚硝酸盐、脱氢醋酸钠等，但化学防腐剂对人体健康存在潜在的危害，应该尽可能的减少其在食品中的使用，因此开发和利用安全高效的天然防腐剂显得尤为重要。天然防腐剂种类有很多，如常见的天然防腐剂乳酸链球菌素、红曲提取物、大蒜素等，但天然防腐剂抗菌谱相对较窄，当天然防腐剂单一使用时，其抑菌效果往往并不明显，通常需要多种防腐剂进行复配才能达到明显的抑菌效果。

3.3.1 化学防腐剂

化学防腐剂是人工合成的用于抑制微生物活动，防止食品腐败变质的一类食品添加剂。KIM等[42]研究了聚甘露聚糖醛酸对生湿面品质的影响，结果表明，在生湿面中加入2%的聚甘露聚糖醛酸能够显著改善生湿面的口感。刘增贵等[43]主要研究了二氧化氯和双氧水在生湿面保鲜方面的作用，结果表明，在允许使用的范围内，二氧化氯和双氧水对生湿面中细菌和霉菌均能起到有效的杀灭作用，而且二氧化氯比双氧水更稳定。

3.3.2 天然防腐剂

天然防腐剂通常是指从动植物和微生物的代谢产物中提取的，用于防止食品腐败变质的食品添加剂。NURAIDA等[44]研究了香草及香料提取物作为生湿面防腐剂的应用，研究表明，香草及香料提取物作为生湿面防腐剂效果显著，但成本相对较高，不如大蒜提取物应用的广泛。PARK等[45]研究了桑黄提取物和姜黄提取物对生湿面贮藏期和品质的影响，结果表明，添加2.5%的桑黄提取物和0.02%的姜黄提取物，能显著的延长生湿面的保质期，并改善生湿面的品质。KIM等[46]研究了红参生湿面的品质特性和保质期，试验表明，含有黄原胶和瓜尔胶的红参生湿面被认为是最优选的，并且在-10 ℃下的10周内呈现最安全的货架期。毛汝婧[47]通过正交试验确定乳酸链球菌素、桂皮、花椒及草果提取液的最佳配比和用量，结果显示，乳酸链球菌素对生湿面保质期影响最大，其次依次是桂皮提取物、花椒提取物、草果提取物，在乳酸链球菌素、桂皮提取物、花椒提取物、草果提取物浓度依次为5、5、5、2.5 mg/mL，其推算保质期为34.85 d。

3.3.3 复合防腐剂

复合防腐剂是指由2种以上防腐剂混合而成的食品添加剂。游新侠等[48]以不同防腐剂作为栅栏因素，通过正交试验对其进行筛选并确定栅栏因素最佳配比，结果表明，在脱氢醋酸钠0.05%、山梨糖醇3%、D-抗坏血酸0.02%时防腐效果最好，由此加工出的生湿面在4 ℃的保藏温度下保存，保质期可达13 d。WANG等[49]研究了常用防腐剂在生湿面中的应用，结果表明，乙醇，二乙酸钠，丙酸钙，丙二醇等化学防腐剂的混合物对生湿面保质期的延长效果较好，在28 ℃时，保质期超过22 d，但考虑到食品安全的潜在风险，结果仅作为理论参考。

虽然研究了众多可用于生湿面保鲜的防腐剂，但具体的使用必须严格按照国家标准。根据GB2760—2014,可用于生湿面制品的防腐剂如表3所示。

表3 用于生湿面制品的防腐剂Table 3 Preservative for raw wet noodles

3.4 建立微生物生长模型

动态微生物生长模型的建立，有利于更直观的观测影响微生物生长的因素，从而通过适当改变加工条件来控制微生物的生长。KIM等[50]通过响应面法研究含有不同浓度乙醇和硫胺素的生湿面中蜡样芽胞杆菌的生长特性，并建立预测模型确定其在某一浓度下的特定生长率，来分析乙醇和硫胺素对蜡样芽胞杆菌的影响，使用非线性回归将生长曲线拟合到修正的Gompertz方程，并且使用响应曲面二次多项式方程作为乙醇和VB1浓度的函数，通过生长曲线的具体增长率值来建立预测模型，具体的模型方程如式(1)，通过将模型预估值与具体实验值比较分析，对预测模型的实际应用性进行数学评估，结果显示，预测模型具有非常高的准确性。该模型对于准确预测生湿面条中蜡样芽胞杆菌的增长率具有很大的希望，同时也对研究保鲜方法的应用效果提供了一种新的思路。

SGR model:Y=0.021 129 6-0.009 045x1-0.002 385x2-0.000 077x1x2-0.000 478 8x12-0.000 978x22(R2=0.989 9)

LT model:Y=45.119 31-80.427 3x1-0.001 58x2+0.014 518x1x2-70.217 41x12-0.000 004 307x22

(R2=0.987 2)

(1)

4 展望

随着经济水平的提高，人们越来越注重自己的饮食，因此，具有更高营养价值、口感更佳的生湿面将会成为面条制品发展的主流。大规模商业化生产是生湿面未来发展的趋势，但历程的快慢主要取决于生湿面保鲜问题能否得到有效的解决。虽然添加化学防腐剂是最经济、最便捷的保鲜方式，但却不符合消费者对食品安全性的要求。因此，开发新型的天然防腐剂、物理保鲜、生物保鲜将成为生湿面保鲜的重点。其中，生物保鲜会成为未来生湿面保鲜的研究热点，因为这种保鲜方式在面制品中应用广泛，如在面包、馒头等面制品中均有应用，应用方式主要是使用抗菌肽、特定菌株发酵上清液和抗菌薄膜。多种保鲜技术的联合使用则有望在达到更好保鲜效果的同时，保持生湿面品质，如微波结合迷迭香精油对生湿面进行处理，一方面可以降低微波对生湿面品质产生的不良影响，另一方面也可以在节约能耗的同时达到显著的杀菌效果。

目前也出现了众多新型杀菌技术，如低温等离子体技术、高压脉冲电场杀菌技术、脉冲强光杀菌技术等，其中，已有将脉冲强光杀菌用于饺子等面制品保鲜的研究。高新杀菌技术应用于生湿面保鲜将是未来研究的热点，同时，添加活性物质，如活性肽、多功能因子，生产功能性生湿面会成为生湿面未来发展的主要方向。