生鲜面条储藏过程中微生物指标、理化性质及组分变化规律

姜东辉 郭晓娜 邢俊杰 彭 伟 朱科学

(江南大学食品学院，无锡 214122)

生鲜面条是受我国消费者喜爱的传统主食之一。生鲜面条制作过程比较简单，通常包括加水和面、熟化、压延、切条和包装[1-2]，一般未经过烘干，加热和冷冻处理。另外，生鲜面条含水量较高(30%左右)[3]，面筋形成更充分，也因此具有口感爽滑、筋道和有弹性的特点。但是，由于水分活度大、水分含量高、营养物质丰富，生鲜面条在储藏过程中极易导致微生物滋生，发生腐败变质和食用品质的下降[4]。

生鲜面条品质劣变过程中会发生复杂的生化、物化反应和微生物变化[5]。刘增贵等[6]的研究表明，生鲜面条在30 ℃储藏条件下，微生物迅速增殖，面条颜色逐渐变黄，微生物是造成面条劣变的重要因素。Ray等[7]进一步指出，细菌是导致高水分面制品腐败的主要微生物，其次是霉菌酵母。而李曼等[8]认为，常温储藏期间，除了微生物，储藏过程中的酸度、L*和蛋白、淀粉以及水分的变化也对生鲜面条品质劣变有一定的影响。另外，储藏温度也是影响生鲜面条储藏过程中品质劣变的重要因素。张艳玲[9]指出，生鲜面在不同温度储藏保质期不同，4 ℃条件下的保质期是28 ℃的10倍。近年来，随着冷链发展，低温储藏生鲜面条变得越来越普遍，低温储藏通常包括10 ℃和4 ℃储藏。然而，关于低温储藏对生鲜面条的影响的研究不多。

本实验拟研究不同温度条件下生鲜面条储藏过程中微生物指标、理化性质(酸度和L*)的变化，在此基础上，进一步对生鲜面条组分包括蛋白质、淀粉和水分的变化进行了研究。以期为不同温度下生鲜面条储藏过程中的品质劣变和保鲜思路的提出提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

金龙鱼麦芯粉：蛋白质质量分数11.3%，含水量13.2%，灰分质量分数1.4%；食盐。

1.2 仪器与设备

5K5SS型和面机；JMTD-168 /140型实验面条机；MesoMR23-060V-I 型低场核磁共振分析仪；TA-XT2i型物性测试仪；CR-400型色彩色差计；Super-3型快速黏度测定仪(RVA)；LC-20AT 型高效液相仪；TSKgelG4000SWXL 型凝胶柱。

1.3 方法

1.3.1 生鲜面条的制作

按照100∶32的比例称取小麦粉和水(g/mL)置于真空和面机内，在-0.08 MPa真空度下和面7 min，将和好的面絮于25 ℃恒温恒湿箱熟化25 min，随后于压面机压延，压延厚度依次为2、1.5、1 mm，最终切成1 mm宽的面条，用提前经紫外线灭菌的PA/PE包材的包装袋包装，分别放置温度为25、10、4 ℃，湿度条件均为60.5%环境下储藏。为保证操作无菌化，所有接触的实验设备均在操作前经过75%的酒精消毒。

1.3.2 生鲜面条微生物的测定

生鲜面条菌落总数的测定参考 GB 4789.2—2016《食品微生物学检验菌落总数的测定》，霉菌酵母的测定参考 GB 4789.15—2016《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》；本研究以NY/T 1512—2014《绿色食品生面食、米粉制品》中菌落总数限量3×105CFU/g为检测阈值，即5.58 lgCFU/g，超过此阈值就判定生鲜面条达到货架期。

1.3.3 生鲜面条酸度值的测定

首先将生鲜面条冻干，取适量冻干的面条磨粉，100目过筛备用。取15 g冻干粉于250 mL具塞锥形瓶内，加水150 mL，立即加入5滴三氯甲烷浸提，加塞摇匀，于水浴振荡箱上(100 r/min，25 ℃)提取80 min。然后用滤纸过滤，取滤液10 mL于100 mL锥形瓶内，分别加20 mL水和3滴酚酞指示剂，用氢氧化钠标准液滴定至红色，30 s内不褪色为止，记录所消耗的氢氧化钠标准液的体积，同时做空白实验，记录消耗标准液的体积，生鲜面条酸度值的计算公式：

式中：AV为生鲜面条酸度值/mL/10 g；V1为浸提样品加水体积/mL；V2为用于滴定的样品滤液体积/mL；V3为样品消耗氢氧化钠标准溶液体积/mL；V4为空白消耗氢氧化钠标准溶液体积/mL；c为氢氧化钠标准溶液浓度/mol/L；M为生鲜面条质量/g。

1.3.4 生鲜面条色差值的测定

将压延的面带剪成大小为12 cm×12 cm的面片，分别储藏在25、10、4 ℃的环境里，按照间隔的时间用色差计测定其颜色变化，每个面片正反两面各测4个点，并记录L*、a*和b*的变化。

1.3.5 生鲜面条蛋白质的测定

采用体积排阻高效液相色谱(SE-HPLC)法进行测定，将含1.0 mg干基蛋白质的样品溶解于1.0 mL含2%SDS样品缓冲液(0.05 mol/L磷酸盐缓冲液，pH=7.0)中，室温下充分震荡溶解后8 000r/min离心10 min，用1 mL注射器吸取澄清液，0.45 μm的微孔滤膜将澄清液过滤至1 mL的样品瓶中。选取TSKgelG4000SWXL 型色谱柱(7.8 mm×300 mm)，含有2.0%SDS磷酸盐缓冲液(0.05 mol/L，pH 7.0)为流动相，设置流速为0.7 mL/min，进样量为20 μL，柱温为30 ℃，紫外检测波长为214 nm。

1.3.6 生鲜面条淀粉黏度特性的测定

将生鲜面条经冻干机冷冻干燥后用磨粉机磨粉，过100目筛，备用。根据AACC 76-21 所述方法，按照预先测定的样品含水量称量每个样品和水的质量，按照先加水后加样品的方式加于测试的铝盒中，用塑料搅拌桨搅动几下，保证样品不粘壁而分散良好，安装好测试铝盒后按照设定好的测试程序进行测试。测试程序：50 ℃保持1 min，以12 ℃/min上升到95 ℃(3.75 min)，95 ℃保持3.5 min，50 ℃保持2 min。并搅拌器在起始10 s内转动速度为960r/min，以后保持在160 r/min。

1.3.7 生鲜面条水分迁移的测定

称取(4.00±0.01)g生鲜面条，放入10 mL气相测试瓶内，用盖子盖紧，防止测试过程中水分散失，然后置于低场核磁共振测试腔中测定样品的横向弛豫时间。测试程序为多层-回拨(CPMG)序列，参数设置如下：回波时间=0.3 ms，采样点数TD=29 992，采样时间间隔TW=2 500 ms，频率SF=21 MHz，回波个数=1 000，累加次数NS=2，通过T2反演程序得到T2的弛豫图谱。

1.3.8 数据统计与分析

样品均进行至少3次以上测定并取平均值进行统计分析；用Origin 8.5和Excel制图，用SPSS17.0进行数据方差和显著性分析。

2 结果与讨论

2.1 生鲜面条储藏过程中微生物的变化

微生物指标是评价生鲜面条货架期的重要指标。如图1所示，在储藏过程中不同温度条件下的菌落总数均呈现先增大后趋于平缓的趋势。储藏前期，随着储藏温度的降低，菌落总数增加的速率和时间点呈现不同，在25 ℃下，1 d内菌落总数增加了接近3个对数值，而在10 ℃和4 ℃环境里，菌落总数分别在1 d和4 d后开始快速增长。这是由于生鲜面条中部分微生物在较低温度下生长速率减缓[10]。相对于菌落总数的变化，在不同温度条件下，霉菌酵母数量的增长均比较缓慢。这主要由于储藏前期生鲜面条水分含量高，营养物质丰富，微生物迅速繁殖，尤其细菌基数大、增殖速度快，迅速成为优势菌群，抑制了霉菌酵母的增长。储藏后期，在不同温度条件下，菌落总数、霉菌酵母数量的增长均呈现减缓的趋势。这是由于营养物质的消耗以及菌群之间相互竞争，导致微生物增殖速率减缓，这与Gramd等[11]研究结果相一致。

注：实心代表菌落总数的变化，空心代表霉菌酵母的变化。
图1 生鲜面条储藏过程中微生物的变化

2.2 生鲜面条储藏过程中酸度的变化

NY/T 1512—2014标准中把酸度作为评价生鲜面条货架期的指标。生鲜面条酸度的来源主要为微生物代谢和面条本身大分子物质的分解产酸。如图2，随着储藏时间的延长，生鲜面条酸度呈增大趋势，且与微生物的变化趋势呈正相关。而在不同温度条件下，酸度变化趋势有所不同。在25 ℃环境下，酸度在2 d内迅速升高，而在10 ℃和4 ℃储藏前期酸度略有增加，储藏中期迅速升高，这表明低温能够减缓酸度的积累。这主要和微生物代谢产酸有关，另外，生鲜面条自身大分子物质降解，也引起酸度的积累[12]。而在储藏后期，酸度逐渐减缓。钟赛意[13]的研究表明，当微生物数量较大时，蛋白质更加容易分解。可能由于蛋白质的分解，中和了一定酸度，减缓了储藏后期酸度的积累，同时，酸度的积累又会抑制微生物的代谢活动，减少酸性物质的产生。

图2 生鲜面条储藏过程中酸度的变化

2.3 生鲜面条储藏过程中颜色的变化

生鲜面条在储藏时容易发生褐变，导致颜色变暗，引起感官品质的降低。生鲜面条的褐变主要由多酚氧化酶(PPO)的酶促褐变引起[14]，另外，在面片刚制作出来的前4 h内，面筋网络的继续醒发会造成光反射比的下降及L*值的下降[15]。如图3所示，随着储藏时间的延长，面片的L*值逐渐降低，24 h内变化最明显，后期逐渐减缓；而随着温度的降低，可以明显看出，L*值整体的下降趋势减缓，说明降低温度能够一定程度减缓褐变的发生。另外，在不同温度条件下，前12 h内L*值降低无显著差异(P>0.05)，这可能主要由面筋网络的变化引起[16]；24～48 h之内，随着温度降低，L*值显著降低(P<0.05)，尤其25 ℃的L*值降低速率明显高于10 ℃和4 ℃，这主要由于温度降低减缓了PPO的催化速率，从而导致酶促褐变的速率降低；随后，25、10、4 ℃分别在第2～3 d、3～4 d和5～6 dL*值降低速率逐渐减缓，这可能由于褐变底物多酚被消耗。

图3 生鲜面条储藏过程中颜色的变化

2.4 生鲜面条储藏过程中蛋白质的变化

生鲜面条在储藏过程中，微生物的代谢活动和小麦粉中的水解酶类会对面筋蛋白网络结构产生影响[17]。生鲜面条的蛋白质变化可以用SE-HPLC曲线表示，如图4所示， SE-HPLC曲线主要可以分为3个部分，P1代表大分子麦谷蛋白聚合物，P2表示中等麦谷蛋白聚合物，P3表示单体蛋白(主要为麦醇溶蛋白)[18]。

图4结果表明，总体上，在储藏过程中，随着储藏时间的延长曲线的峰面积和峰高度均呈现增大的趋势。整体峰面积的降低说明储藏过程中生鲜面条的蛋白组分发生了一定程度的分解。Li等[4]通过研究蛋白组分的电泳条带，发现随着时间延长，蛋白条带变浅，另外，对麦谷蛋白大聚体的分析更加直观的说明，面筋蛋白在储藏期间发生分解。同时游离氨基酸含量随着储藏时间的延长而增加，也说明微生物增殖代谢产生一些水解酶类导致了蛋白质的水解。

注：a、b、c分别表示非还原条件下25、10、4 ℃储藏条件。
图4 生鲜面条储藏过程中蛋白质的变化

而对于P1和P2部分，25 ℃在储藏1 d后曲线峰面积显著增大(P<0.05)，而10 ℃和4 ℃在储藏5 d和7 d之后峰面积有较为显著(P<0.05)的增加(峰面积数据未给出)。这表明储藏过程中，生鲜面条麦谷蛋白大聚体发生分解，而且随着温度降低，麦谷蛋白大聚体的分解减缓。Li等[4]研究表明，储藏期间麦谷蛋白大聚体(GMP)湿重随着储藏时间延长发生明显的变化，在储藏末期，GMP湿重急剧下降，GMP发生分解。对于P3部分，相比于25、10、4 ℃的曲线的峰高度和峰面积仅在储藏末期有较显著(P<0.05)的变化。这可能由于低温抑制了微生物的增殖代谢，导致对麦醇溶蛋白的破坏作用减缓。

综合而言，生鲜面条在储藏过程中，随着时间延长，蛋白组分发生一定分解，具体为大中等麦谷蛋白聚合体和麦醇溶蛋白发生一定程度的降解。

2.5 生鲜面条储藏过程中淀粉的变化

生鲜面条储藏过程中由于微生物的生长代谢活动和其他的生化反应会导致淀粉组分发生变化，而淀粉的糊化特性也会随之变化[8]。图5所示，在不同温度条件下，淀粉的峰值黏度、低谷黏度和最终黏度随着储藏时间的延长均呈降低趋势，25、10、4 ℃的峰值黏度由空白组的2 037cP最终分别降低至1 460、1 265、1 243cP。可能由于微生物代谢活动对淀粉的消耗并造成淀粉的分解。随着温度的降低，储藏过程中淀粉黏度降低速率减缓，25 ℃第3 d峰值黏度、低谷黏度和最终黏度分别为1 460、911、1 716 cP，10 ℃第3 d峰值黏度、低谷黏度和最终黏度分别为1 759、1 034、1 769 cP，而4 ℃第3 d峰值黏度、低谷黏度和最终黏度分别为1 835、1 198、2 252 cP。储藏后期，不同温度下的黏度均呈减缓趋势，这是由于微生物增殖趋于平缓，对淀粉类消耗减缓[19]，另外，随着酸度大量积累，可能引起淀粉酶活性降低，对淀粉的破坏减缓。

2.6 生鲜面条储藏过程中水分的变化

生鲜面条储藏过程中由于淀粉和蛋白质的变化，导致和蛋白质、淀粉相结合的水分状态发生变化，容易出现“反水”现象。生鲜面条中水分主要存在3种形态：T21(0.1～0.6 ms)代表深层结合水，与面筋蛋白和淀粉结合的水，结合紧密很难流动；T22(0.65～21.54 ms)代表弱结合水，此部分水处于淀粉和面筋蛋白周围，流动性处于自由水和深层结合水之间；T23(32.75～151.99 ms)代表自由水，非常易流动[20]。如表1所示，在不同温度条件下，随着储藏时间的延长，横向弛豫时间(T2)均增加，说明随着时间延长，水的自由度变大，处于面筋网络及周围部分的水发生迁移[21]。另外，在储藏期间，A21、A22整体均降低，A23逐渐增加，即弱结合水和深层结合水所占的比例逐渐减少，自由水占的比例增大。这说明有部分T21和T22水分转化成自由水。而且随着温度降低，A23增加的速率降低，这是由于低温抑制微生物的增殖，减缓了微生物生长代谢对蛋白、淀粉和水分的利用和破坏。

注：a、b、c分别表示25、10、4 ℃储藏条件。

图5 生鲜面条储藏过程中淀粉的变化

表1 生鲜面条储藏过程中水分迁移的变化

注:同一列的不同字母表示在P<0.05水平上的差异。

3 结论

生鲜面条在储藏过程中，对于微生物而言，不同温度条件下细菌迅速增长，25、10、4℃分别在第1、3、7 d菌落总数超过阈值，霉菌酵母增长缓慢。不同温度条件下，酸度均增大；面片L*在前12 h内无显著变化(P>0.05)，24～48 h时L*值显著降低(P<0.05)，并且25 ℃的L*值降低速率明显快于10 ℃和4 ℃，随着储藏时间延长L*值变化趋于平缓。另外，生鲜面条蛋白组分在不同温度条件下，随着储藏时间的变化，整体表现为蛋白质网络结构被破坏，具体为大中等麦谷蛋白聚合体和麦醇溶蛋白均发生一定程度降解。储藏过程中，随着时间延长，淀粉发生分解，水分的横向弛豫时间T2增大，水分发生迁移，自由水所占的比例增大，水分自由度变大。因此，实际生产中，采取合理措施控制储藏过程中微生物、酸度和颜色的变化，避免蛋白、淀粉分解，抑制水分的迁移，有利于生鲜面条的保存。