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《包裝學(xué)報(bào)》2015年第二期

1常用面制食品保質(zhì)技術(shù)

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(xì)菌種類繁多，適宜霉菌、細(xì)菌繁殖的溫度為25~30℃。在較低的溫度條件下，引起食品變質(zhì)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(jié)構(gòu)、感官品質(zhì)、理化指標(biāo)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(zhì)期可達(dá)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(xiàng)理化指標(biāo)進(jìn)行測定得出，在低溫（4℃）低濕貯存條件下，饅頭的營養(yǎng)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(dòng)過程中呈下降趨勢，且相對穩(wěn)定，老化速度緩慢，細(xì)菌繁殖緩慢。周美玲[4]將法式甜面團(tuán)面包分別于38,25,4,-18℃4個(gè)不同溫度下貯藏7d，然后測定面包心的硬度，發(fā)現(xiàn)在-18℃溫度下貯藏的面包硬化速率緩慢，7d內(nèi)面包的硬度基本上沒有發(fā)生變化；而其他溫度下儲(chǔ)存的面包，硬度基本上呈線性增加。因此，若要長時(shí)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(yù)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(jìn)行包裝，并于-25℃溫度條件下貯存；同時(shí)，將預(yù)烘焙好的面包置于2℃溫度下冷凍至面包心內(nèi)部溫度穩(wěn)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(jié)構(gòu)，以及感官評價(jià)、體積、水分含量、寬高比、硬度老化速率等的測定。結(jié)果得知，與-25℃條件下相比，2℃貯存時(shí)，面包瓤的微觀結(jié)構(gòu)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(jié)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(xiàng)微生物的生長繁殖，較好地保持其內(nèi)部水分，延長其保質(zhì)期。面制食品的種類不同，其最佳儲(chǔ)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(yù)處理方式息息相關(guān)，需要經(jīng)過具體的實(shí)驗(yàn)測定。

1.2氣調(diào)包裝氣調(diào)包裝（modifiedatmospherepackaging，MAP）,國內(nèi)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(diào)包裝是將不同濃度配比的CO2、O2、N2以及其他保護(hù)性氣體，置換包裝內(nèi)的空氣，利用各種氣體在包裝袋內(nèi)所起到的不同作用，一方面可以抑制導(dǎo)致食品變質(zhì)的大多數(shù)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(yǎng)物質(zhì)，從而延長食品貨架期。目前，氣調(diào)包裝已被廣泛應(yīng)用到食品包裝中。例如氮?dú)庠谑称钒b中既不會(huì)被食品吸收，也不會(huì)與食品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而且充入的氮?dú)膺€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(diào)包裝中，多選用氮?dú)夂投趸汲淙氚b中。此外，抽真空處理方式也多被運(yùn)用于氣調(diào)包裝中。StefanoZardetto[6]的研究表明：在生鮮濕面的氣調(diào)包裝中，當(dāng)CO2的體積分?jǐn)?shù)大于70%時(shí)，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?dú)膺M(jìn)行充氣包裝，并進(jìn)行菌落總數(shù)計(jì)數(shù)和過氧化值的測定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在貯存期間，二氧化碳與氮?dú)獾捏w積比為6∶4和7∶5時(shí)，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?jǐn)?shù)分別為50%的CO2和50%的N2,20%的CO2和80%的N2進(jìn)行氣調(diào)包裝，通過檢測各樣品的霉菌以及菌落總數(shù)來評定其貨架期。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在各氣調(diào)體積分?jǐn)?shù)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(zhì)期延長2倍，李志建等[9]選取了0.04,0.05,0.06,0.07,0.08MPa5個(gè)真空度，對饅頭進(jìn)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(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在真空度為0.06MPa時(shí)，饅頭的老化速度最慢，總體品質(zhì)最佳。以上研究表明，各種面制食品經(jīng)最適氣調(diào)包裝后，可在一定范圍內(nèi)抑制霉菌等微生物的生長與繁殖，延長其保質(zhì)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(yīng)的氣調(diào)比例不同，其最適氣調(diào)配比需要進(jìn)一步測定。

1.3加工技術(shù)低溫冷藏和氣調(diào)包裝均是采用改善外部條件來延長面制食品的保質(zhì)期，而從面制食品加工技術(shù)出發(fā)，通過改善面制食品本身的品質(zhì)，也可以延長其保質(zhì)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(zhì)，延長食品貯藏期的一類添加劑。目前，我國規(guī)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(tuán)發(fā)酵的枯草桿菌的生長繁殖，但不影響酵母菌發(fā)酵，因此在面包中應(yīng)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(xì)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(zhì)的細(xì)菌特別有效，且安全性高，近年來被廣泛用于面包、糕點(diǎn)等的防腐中。如閆立江等[10]通過將食品防腐劑進(jìn)行復(fù)配，研究了不同的復(fù)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(zhì)量比進(jìn)行復(fù)配，能有效地延長面包的保質(zhì)期的結(jié)論。改良劑主要是在面制食品制作過程中添加某些相關(guān)成分以有效改善食品品質(zhì)，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(biāo)的分析，發(fā)現(xiàn)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(zhì)，達(dá)到延長面包的貨架期的目的。2）改善發(fā)酵方式。魏巍[12]在國產(chǎn)面粉中添加真菌-淀粉酶、細(xì)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(chǎn)面粉烘焙品質(zhì)的影響，以及酶制劑對面包的食用品質(zhì)、加工特性和外觀特性等方面的改善。其結(jié)果表明，當(dāng)真菌-淀粉酶的添加量為5~15mg/kg，細(xì)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(shí)，面包的綜合品質(zhì)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(nèi)部結(jié)構(gòu)等整體品質(zhì)均較優(yōu)。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(fā)酵對面包品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，改善后的發(fā)酵方式制得的面包蓬松、風(fēng)味獨(dú)特，內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和風(fēng)味較好，比容增大。3）改善工藝條件。微波滅菌工藝已經(jīng)被成熟運(yùn)用于面制品保質(zhì)包裝中。微波滅菌可使食品中的微生物同時(shí)受到微波熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)的共同作用，使其體內(nèi)蛋白質(zhì)和生理活性物質(zhì)發(fā)生變異，導(dǎo)致微生物體生長發(fā)育延緩或死亡，從而達(dá)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(jìn)行了微波滅菌處理。研究結(jié)果表明，在該實(shí)驗(yàn)條件下，饅頭保鮮最佳的殺菌工藝為微波150℃滅菌70s，經(jīng)此條件處理的饅頭的各項(xiàng)理化指標(biāo)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(zhì)期。宋茹等[17]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：未經(jīng)處理的面包，室溫下的保質(zhì)期為3~4d；而經(jīng)微波殺菌的面包，在室溫下可保存12d，與未經(jīng)微波殺菌的面包在冷藏條件下的保質(zhì)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(fā)酵方式、工序、工藝等加工技術(shù)，進(jìn)行相關(guān)優(yōu)化，從而使面制食品的品質(zhì)、口感及風(fēng)味在保質(zhì)期內(nèi)保持不變。已有研究結(jié)果表明，改善加工技術(shù)能實(shí)現(xiàn)改善面制食品保質(zhì)期的目的。

2現(xiàn)有面制食品保質(zhì)技術(shù)存在的問題

1）低溫冷藏保質(zhì)中存在的問題。面制食品經(jīng)低溫冷藏處理后，如果采用微波復(fù)熱，則饅頭內(nèi)部的水分?jǐn)U散加快，饅頭回生加快，因而會(huì)嚴(yán)重影響?zhàn)z頭的口感。R.Sharadanant等[18]的研究證實(shí)，面包冷藏時(shí)，其保持水分的能力隨冷藏時(shí)間的延長而逐漸下降，且由于冰晶的重結(jié)晶作用，會(huì)增大面包內(nèi)的游離水含量，因而對面包內(nèi)部的面筋網(wǎng)絡(luò)造成物理性破壞。其主要原因是由于水在沒有結(jié)冰前，貯存溫度越低，分子活動(dòng)速度越低，水分子的動(dòng)能降低，導(dǎo)致能量降低。因此貯存溫度越低，越達(dá)不到維持淀粉分子與水分子之間氫鍵結(jié)合所需的能量。2）氣調(diào)包裝中存在的問題。影響面制食品的微生物多為霉菌、細(xì)菌，面制食品中所含的細(xì)菌多為醋酸菌、乳酸菌，這些菌均可以進(jìn)行無氧呼吸；因而高CO2低O2的環(huán)境，僅可以有效地抑制霉菌的生長。目前，面制食品氣調(diào)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(jìn)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(huì)消耗酸，也會(huì)產(chǎn)生酸。饅頭貯存過程中，兩種產(chǎn)酸菌的數(shù)目都呈上升趨勢，但是這兩種菌的對數(shù)生長期明顯不同；包裝后的12~24h是乳酸菌的對數(shù)生長期，而36~48h是醋酸菌的對數(shù)生長期[19]。由于細(xì)菌的對數(shù)生長期與pH值之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，所以開始的24h內(nèi)，饅頭的pH值下降；而后由于產(chǎn)酸菌的大量生長需要酸，產(chǎn)酸少于消耗，此時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致環(huán)境pH值上升；當(dāng)產(chǎn)酸速率大于消耗速率時(shí)，環(huán)境pH值又開始下降，并且補(bǔ)充了醋酸菌進(jìn)入對數(shù)生長期時(shí)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(huì)嚴(yán)重影響面制食品的品質(zhì)。3）加工技術(shù)保質(zhì)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(xué)合成食品防腐劑。此類防腐劑因曾有疊加中毒現(xiàn)象的報(bào)道，因而在使用上有爭議，雖各國仍允許使用，但應(yīng)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(fèi)者對改良劑的接受度不同，也可能會(huì)影響銷售；再者，改善發(fā)酵方式，有違傳統(tǒng)生產(chǎn)理念。此外，面制食品中面包、糕點(diǎn)類的保質(zhì)包裝技術(shù)進(jìn)展較快，而濕面條、饅頭等利潤較低的面制食品保質(zhì)方法較為簡單，效果較差，從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，采取工業(yè)化保質(zhì)包裝技術(shù)較難實(shí)現(xiàn)。

3面制食品保質(zhì)技術(shù)的發(fā)展趨勢

當(dāng)下，面制食品包裝多采用脫氧、真空、氣調(diào)包裝，以抑制微生物的生長、減緩食品老化速度，從而達(dá)到保質(zhì)的目的。化學(xué)類防腐劑的毒副作用較強(qiáng)，而氣調(diào)、冷藏保質(zhì)技術(shù)只能抑制微生物的生長，不能有效地殺滅微生物。冷藏、氣調(diào)包裝、添加防腐劑等都會(huì)對面制食品的保質(zhì)存在一定的局限性，因此，面制食品保質(zhì)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(jīng)逐漸被應(yīng)用于食品工業(yè)。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(diǎn)，并且對革蘭氏陰、陽性菌、霉菌等均有一定的殺菌活性，現(xiàn)已在面包、月餅的保質(zhì)包裝中逐漸開始使用[26-29]。天然植物精油具有一定的揮發(fā)性，當(dāng)加入包裝袋中，可以揮發(fā)到面制食品表面，有效殺滅導(dǎo)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(zhì)，其揮發(fā)性較強(qiáng)，已有研究結(jié)果表明，精油中的酚類物質(zhì)對微生物的細(xì)胞膜或細(xì)胞壁有破壞作用，從而導(dǎo)致細(xì)胞膜的功能受到一定程度的影響，細(xì)胞體內(nèi)的內(nèi)容物外流，導(dǎo)致微生物死亡。天然植物精油多為有機(jī)化合物，化學(xué)式中富含多種基團(tuán)，普遍具有表面活性作用，根據(jù)相似相溶原理，會(huì)對脂肪有一定程度的溶解作用，也可以看成是其抗菌機(jī)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(jīng)較為成熟，將其應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)面制食品保質(zhì)包裝，可以有效延長面制食品的保質(zhì)期，因此，其必將成為面制食品保質(zhì)包裝技術(shù)新的研發(fā)方向。目前，面制食品中的包子、饅頭、面包等的保質(zhì)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(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，勢必會(huì)對相應(yīng)的保質(zhì)包裝需求加劇。目前的冷藏、氣調(diào)包裝、添加劑等保質(zhì)技術(shù)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(zhì)的新方向。

作者：李廣生單位：天津科技大學(xué)包裝與印刷工程學(xué)院