面制食品的保質研究范文

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《包裝學報》2015年第二期

1常用面制食品保質技術

1.1冷藏溫度對微生物的活性有很大影響。影響面制食品的霉菌、細菌種類繁多，適宜霉菌、細菌繁殖的溫度為25~30℃。在較低的溫度條件下，引起食品變質的微生物的氧化、呼吸作用明顯下降，霉菌的繁殖能力基本為零[3]。低溫還可以保持面制食品的水分、微觀結構、感官品質、理化指標等的變化較小，從而降低面制食品的老化速率。在國民的日常生活中，饅頭扮演著重要角色。目前，市售饅頭在-18℃條件下，保質期可達90d。楊柳[2]將饅頭分別放置于低溫（4℃）低濕、高溫（25℃）高濕、高溫（25℃）低濕3種條件下貯存，通過對饅頭的水分含量、硬度、pH值、維生素B6含量、還原糖含量、各種酶活力、微生物等各項理化指標進行測定得出，在低溫（4℃）低濕貯存條件下，饅頭的營養成分（維生素B6和還原糖）損失最少，酶活力上升緩慢，pH值在波動過程中呈下降趨勢，且相對穩定，老化速度緩慢，細菌繁殖緩慢。周美玲[4]將法式甜面團面包分別于38,25,4,-18℃4個不同溫度下貯藏7d，然后測定面包心的硬度，發現在-18℃溫度下貯藏的面包硬化速率緩慢，7d內面包的硬度基本上沒有發生變化；而其他溫度下儲存的面包，硬度基本上呈線性增加。因此，若要長時間貯藏面包，可以選擇冷凍貯藏，以防止其老化，較好地保持面包的新鮮程度。MaraEugeniaBárcenas等[5]將預烘焙冷凍面包在-35℃條件下速凍至面包心溫度為-6℃，然后用聚丙烯袋進行包裝，并于-25℃溫度條件下貯存；同時，將預烘焙好的面包置于2℃溫度下冷凍至面包心內部溫度穩定，然后裝入包裝袋中，于2℃條件下貯存。通過電子掃描電鏡觀察面包的微觀結構，以及感官評價、體積、水分含量、寬高比、硬度老化速率等的測定。結果得知，與-25℃條件下相比，2℃貯存時，面包瓤的微觀結構在貯存期間變化不大，外觀良好，體積保持性較好，老化速率較低。以上研究結果表明，不同的面制食品，通過合適的溫度冷藏，可以有效地控制其水分的散失及遷移，抑制各項微生物的生長繁殖，較好地保持其內部水分，延長其保質期。面制食品的種類不同，其最佳儲存溫度各不相同，其最適冷藏溫度與食品中的水分含量及預處理方式息息相關，需要經過具體的實驗測定。

1.2氣調包裝氣調包裝（modifiedatmospherepackaging，MAP）,國內稱之為置換氣體包裝或充氣包裝，在食品保鮮包裝中被廣泛采用。氣調包裝是將不同濃度配比的CO2、O2、N2以及其他保護性氣體，置換包裝內的空氣，利用各種氣體在包裝袋內所起到的不同作用，一方面可以抑制導致食品變質的大多數微生物的生長繁殖，另一方面降低新鮮食品的生物活性，充分保持其營養物質，從而延長食品貨架期。目前，氣調包裝已被廣泛應用到食品包裝中。例如氮氣在食品包裝中既不會被食品吸收，也不會與食品發生化學反應，而且充入的氮氣還可以很好地保持食品的外觀；而高濃度的二氧化碳可以抑制霉菌與好氧菌等微生物的繁殖。在面制食品的氣調包裝中，多選用氮氣和二氧化碳充入包裝中。此外，抽真空處理方式也多被運用于氣調包裝中。StefanoZardetto[6]的研究表明：在生鮮濕面的氣調包裝中，當CO2的體積分數大于70%時，可以有效抑制包裝中青霉的生長。王德生等[7]將同一批次的狗不理包子，分別以不同比例的二氧化碳和氮氣進行充氣包裝，并進行菌落總數計數和過氧化值的測定。實驗結果表明，在貯存期間，二氧化碳與氮氣的體積比為6∶4和7∶5時，包子的保鮮效果較好。UrsulaFernandez等[8]將添加丙酸鈣的面包作為對照，將不含丙酸鈣的面包用體積分數分別為50%的CO2和50%的N2,20%的CO2和80%的N2進行氣調包裝，通過檢測各樣品的霉菌以及菌落總數來評定其貨架期。結果發現，在各氣調體積分數為50%的CO2和N2包裝條件下，可以將不含丙酸鈣的大豆面包的保質期延長2倍，李志建等[9]選取了0.04,0.05,0.06,0.07,0.08MPa5個真空度，對饅頭進行抽真空包裝，分別測定了饅頭的比容、硬度、含水量、白度等指標。實驗結果顯示，在真空度為0.06MPa時，饅頭的老化速度最慢，總體品質最佳。以上研究表明，各種面制食品經最適氣調包裝后，可在一定范圍內抑制霉菌等微生物的生長與繁殖，延長其保質期，但對于一些兼性厭氧菌如乳酸菌、醋酸菌的抑制效果并不明顯。此外，面制食品的種類不同，對應的氣調比例不同，其最適氣調配比需要進一步測定。

1.3加工技術低溫冷藏和氣調包裝均是采用改善外部條件來延長面制食品的保質期，而從面制食品加工技術出發，通過改善面制食品本身的品質，也可以延長其保質期。1）添加面制食品添加劑。面制食品的添加劑主要包括防腐劑和改良劑2類。食品防腐劑是能防止由微生物引起的腐敗變質，延長食品貯藏期的一類添加劑。目前，我國規定使用的食品防腐劑主要有苯甲酸、苯甲酸鈉、山梨酸、山梨酸鉀、丙酸鈣等25種。在常見的銷售面制食品中，多含有防腐劑，比如丙酸鈣、苯甲酸鈉、山梨酸鉀等。丙酸鈣可以抑制霉菌面以及引起面團發酵的枯草桿菌的生長繁殖，但不影響酵母菌發酵，因此在面包中應用廣泛；苯甲酸及其鹽類和山梨酸及其鹽類，在酸性條件下對霉菌、酵母菌及細菌都有一定的抑菌能力，苯甲酸及其鹽類對抑制使面包生成絲狀黏質的細菌特別有效，且安全性高，近年來被廣泛用于面包、糕點等的防腐中。如閆立江等[10]通過將食品防腐劑進行復配，研究了不同的復配形式對面包的防腐效果，得出將丙酸鈣與脫氫醋酸鈉按照6∶4的質量比進行復配，能有效地延長面包的保質期的結論。改良劑主要是在面制食品制作過程中添加某些相關成分以有效改善食品品質，常用改良劑有海藻糖、明膠等。如彭亞峰等[11]在面包配料中加入不同比例的海藻糖，通過對面包的感官、比容、硬度等指標的分析，發現添加適量的海藻糖可以改善面包的色澤和口感，增加面包的比容和含水量，從而可延緩面包的老化，改善面包品質，達到延長面包的貨架期的目的。2）改善發酵方式。魏巍[12]在國產面粉中添加真菌-淀粉酶、細菌木聚糖酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶4種酶制劑，研究了這些酶制劑對國產面粉烘焙品質的影響，以及酶制劑對面包的食用品質、加工特性和外觀特性等方面的改善。其結果表明，當真菌-淀粉酶的添加量為5~15mg/kg，細菌木聚糖酶的添加量為10~20mg/kg，脂肪酶的添加量為10~20mg/kg，葡萄糖氧化酶的添加量為5~10kg/mg時，面包的綜合品質比較好，面包紋理疏松，體積大，彈性較大，面包的外觀色澤和口感以及內部結構等整體品質均較優。且因加入了適量的酶制劑，面包的老化速度明顯減緩。此外，王立革等[13]研究了乳酸菌和酵母共同發酵對面包品質的影響，結果表明，改善后的發酵方式制得的面包蓬松、風味獨特，內部組織結構和風味較好，比容增大。3）改善工藝條件。微波滅菌工藝已經被成熟運用于面制品保質包裝中。微波滅菌可使食品中的微生物同時受到微波熱效應與非熱效應的共同作用，使其體內蛋白質和生理活性物質發生變異，導致微生物體生長發育延緩或死亡，從而達到食品滅菌、保鮮的目的[14]。熊柳等[15]以活性干酵母和饅頭專用粉為原料制作保鮮饅頭，并進行了微波滅菌處理。研究結果表明，在該實驗條件下，饅頭保鮮最佳的殺菌工藝為微波150℃滅菌70s，經此條件處理的饅頭的各項理化指標均較好。苪漢明等[16]的研究表明，微波殺菌可以有效地延長馬蹄糕的保質期。宋茹等[17]的實驗結果表明：未經處理的面包，室溫下的保質期為3~4d；而經微波殺菌的面包，在室溫下可保存12d，與未經微波殺菌的面包在冷藏條件下的保質期相同。因此，微波殺菌處理可有效延長面包的保鮮期。目前，多采用添加防腐劑、改變加工原料配比、改善發酵方式、工序、工藝等加工技術，進行相關優化，從而使面制食品的品質、口感及風味在保質期內保持不變。已有研究結果表明，改善加工技術能實現改善面制食品保質期的目的。

2現有面制食品保質技術存在的問題

1）低溫冷藏保質中存在的問題。面制食品經低溫冷藏處理后，如果采用微波復熱，則饅頭內部的水分擴散加快，饅頭回生加快，因而會嚴重影響饅頭的口感。R.Sharadanant等[18]的研究證實，面包冷藏時，其保持水分的能力隨冷藏時間的延長而逐漸下降，且由于冰晶的重結晶作用，會增大面包內的游離水含量，因而對面包內部的面筋網絡造成物理性破壞。其主要原因是由于水在沒有結冰前，貯存溫度越低，分子活動速度越低，水分子的動能降低，導致能量降低。因此貯存溫度越低，越達不到維持淀粉分子與水分子之間氫鍵結合所需的能量。2）氣調包裝中存在的問題。影響面制食品的微生物多為霉菌、細菌，面制食品中所含的細菌多為醋酸菌、乳酸菌，這些菌均可以進行無氧呼吸；因而高CO2低O2的環境，僅可以有效地抑制霉菌的生長。目前，面制食品氣調包裝中多采用高CO2低O2的體積配比，這對影響面制食品的霉菌有著很好的抑制作用，但是對于可以進行無氧呼吸的醋酸菌、乳酸菌等無抑制作用。面制食品在貯存過程中，醋酸菌、乳酸菌等會消耗酸，也會產生酸。饅頭貯存過程中，兩種產酸菌的數目都呈上升趨勢，但是這兩種菌的對數生長期明顯不同；包裝后的12~24h是乳酸菌的對數生長期，而36~48h是醋酸菌的對數生長期[19]。由于細菌的對數生長期與pH值之間呈負相關關系，所以開始的24h內，饅頭的pH值下降；而后由于產酸菌的大量生長需要酸，產酸少于消耗，此時，可能會導致環境pH值上升；當產酸速率大于消耗速率時，環境pH值又開始下降，并且補充了醋酸菌進入對數生長期時消耗的那部分酸，此后，pH值一直呈下降趨勢。而醋酸菌、乳酸菌的無氧呼吸會嚴重影響面制食品的品質。3）加工技術保質中存在的問題。首先，面制食品中添加的防腐劑多為丙酸鈣、苯甲酸鈉等多種化學合成食品防腐劑。此類防腐劑因曾有疊加中毒現象的報道，因而在使用上有爭議，雖各國仍允許使用，但應用范圍越來越窄。如在日本，苯甲酸鈉的使用受到限制，甚至部分禁止使用。我國也正在逐步縮小苯甲酸鈉的添加劑量和使用范圍[20]。消費者對改良劑的接受度不同，也可能會影響銷售；再者，改善發酵方式，有違傳統生產理念。此外，面制食品中面包、糕點類的保質包裝技術進展較快，而濕面條、饅頭等利潤較低的面制食品保質方法較為簡單，效果較差，從經濟性角度考慮，采取工業化保質包裝技術較難實現。

3面制食品保質技術的發展趨勢

當下，面制食品包裝多采用脫氧、真空、氣調包裝，以抑制微生物的生長、減緩食品老化速度，從而達到保質的目的。化學類防腐劑的毒副作用較強，而氣調、冷藏保質技術只能抑制微生物的生長，不能有效地殺滅微生物。冷藏、氣調包裝、添加防腐劑等都會對面制食品的保質存在一定的局限性，因此，面制食品保質急需具有殺菌作用的抑菌劑。在此背景下，天然植物精油抑菌劑已經逐漸被應用于食品工業。天然植物精油中的主要抑菌成分有芳香族化合物、萜類化合物、脂肪族化合物、含氮含硫化合物。天然植物精油具有無毒、無害、純天然等特點，并且對革蘭氏陰、陽性菌、霉菌等均有一定的殺菌活性，現已在面包、月餅的保質包裝中逐漸開始使用[26-29]。天然植物精油具有一定的揮發性，當加入包裝袋中，可以揮發到面制食品表面，有效殺滅導致面制食品腐敗的微生物。影響每種面制品的微生物不同，而不同的天然植物精油對不同菌種的抑制性也不同，因此，需要確定影響面制品的微生物種類，然后選擇合適的天然植物精油。通過控制天然植物精油的使用量，并選擇合適的加入方式，將成為面制食品加工的主要研究方向。由于天然植物精油的主要抑菌成分是酚類、醚類物質，其揮發性較強，已有研究結果表明，精油中的酚類物質對微生物的細胞膜或細胞壁有破壞作用，從而導致細胞膜的功能受到一定程度的影響，細胞體內的內容物外流，導致微生物死亡。天然植物精油多為有機化合物，化學式中富含多種基團，普遍具有表面活性作用，根據相似相溶原理，會對脂肪有一定程度的溶解作用，也可以看成是其抗菌機理之一。因此，天然植物精油對面制食品表面微生物的抑制作用明顯，可以有效地延長面制食品的貨架壽命。可將天然類抑菌劑與可食性材料（如纖維素、殼聚糖、乳清蛋白、大豆分離蛋白等）混合制備可食性薄膜；或者將其涂覆到普通塑料薄膜表面，制備成具有抑菌性能的綠色包裝材料。這方面的理論研究已經較為成熟，將其應用到工業化生產面制食品保質包裝，可以有效延長面制食品的保質期，因此，其必將成為面制食品保質包裝技術新的研發方向。目前，面制食品中的包子、饅頭、面包等的保質期較短，不利于商品的銷售。隨著市場需求的不斷提升，以及包子、饅頭、面包等面制食品產業化的發展，勢必會對相應的保質包裝需求加劇。目前的冷藏、氣調包裝、添加劑等保質技術都有一定的局限性，而天然植物精油源于綠色植物，對人體無害，必將成為面制食品保質的新方向。

作者：李廣生單位：天津科技大學包裝與印刷工程學院