鲜湿米粉的保鲜与品质改良研究进展
2018-01-27高成成汤晓智
高 利 于 晨 高成成 汤晓智
(南京财经大学食品科学与工程学院;江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心;江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室,南京 210023)
米粉是以大米为原料,经过除杂清洗、干燥、粉碎、过筛、调整水分、挤压成型、冷却等一系列工序制成的扁宽形或细条形的米制品,在我国南方地区是一种传统食品[1]。米粉以其口感滑爽、柔软,食用方便,可汤食、炒食、凉拌而深受消费者欢迎。我国南方诸省,尤其是广东、广西、湖南、湖北、云南、贵州、江西等省,习惯将米粉当做早餐主食,每年的消费量很大[2]。
米粉名称和种类十分繁杂,根据地区的不同,米粉又名米线和河粉,在云南、贵州、四川等地称为米线,而在广东一带称作河粉[3];根据成型工艺和产品形状,米粉可以分为切粉和榨粉,切粉是采用刀切成型,一般成扁平状;而榨粉是采用挤压成型,一般成圆形[4]。根据水分含量分为干米粉和鲜湿米粉,干米粉可以保藏较长时间,但部分风味丢失,且食用时需要进行复水处理,营养和风味不如鲜湿米粉[2]。鲜湿米粉水分含量高,营养和风味较好,但成品保存易出现微生物腐败,而且易粘结成团、易老化回生。因此,研究鲜湿米粉的保鲜,以及鲜湿米粉品质的改良对于鲜湿米粉生产、储存具有重大意义。
1 鲜湿米粉保鲜研究进展
目前,市场上消费的米粉以早餐店的鲜米粉为主。米粉一般是在晚上加工制成,然后凌晨配送到各米粉店。湿米粉含水量高达60%~80%,高温下鲜湿米粉极易变质,冬天或低温下能放2 d以上,但口感、品质等发生较明显劣变,夏天存放十多个小时后,鲜湿米粉就无法食用,大大影响了鲜湿米粉的流通和储存。目前市场需要能够短期保鲜的湿米粉,保质期达到1~3 d[5]。影响鲜湿米粉保鲜的主要因素是微生物,且主要来源于大米浸泡发酵液和生产环境中。要使鲜湿米粉保质期延长,必须抑制微生物生长繁殖,对其进行一定程度防腐处理[6],近年来鲜湿米粉的保鲜一直是国内外米粉研究的主要方向之一。
1.1 鲜湿米粉保鲜剂的应用
保鲜剂作为食品保藏的一种辅助手段,对防止某些因微生物而易腐败变质的食品损失有显著效果。由于保鲜剂不需要设备,这种方法在目前是一种最经济、最便捷的食品保藏方法。马小明等[7]利用多种天然保鲜剂相互之间对微生物的协同抑制作用,同时添加如甘氨酸、植酸、乳酸钠等对其抑菌有增效作用的物质(又称为防腐助剂) ,研制出一种高效的复合天然鲜湿米粉保鲜剂(TKB07),它可以大大延缓鲜湿米粉的微生物腐败变质,基本解决鲜湿米粉在偏中性的环境中保质期问题,从而提高鲜湿米粉品质。李凡飞等[8]发现山梨酸钾、苯甲酸钠、丙酸钠、丙酸钙和双乙酸钠对湿米粉都有一定的保鲜效果,其中山梨酸钾和双乙酸钠保鲜效果较好。对其进行复配,两者比例为 2∶1, 添加量为0.1%时,保质期可达到10 d。
类似的,罗文波等[9]研究表明单一保鲜剂如双乙酸钠、脱氢醋酸钠、溶菌酶,均有一定的防腐保鲜效果,但效果均不明显。使用复配保鲜剂来处理鲜湿米粉,与单一保鲜剂相比,能更好地抑制导致鲜湿米粉腐败变质的微生物生长繁殖,同时也能保持鲜湿米粉的理化特性和感官品质,既保持了鲜湿米粉的品质又延长了其保质期。陈志瑜等[10]选择双乙酸钠、单辛酸甘油酯和溶菌酶三种保鲜剂进行复配实验,探索得出在最佳复配方案为双乙酸钠0.04%,溶菌霉0.04%,单辛酸甘油酯0.03%时,对鲜湿米粉具有较好的保鲜效果。此外,吴超[11]研究表明ε-聚赖氨酸(一种天然的营养型生物防腐剂)与醋酸复配使用浸泡湿米粉进行保鲜时,在储存10 d内米粉能保持较好品质、菌落总数水平较低,二者的合适配比为:0.12% ε-聚赖氨酸和0.20%醋酸。
1.2 湿米粉保鲜工艺的应用
鲜湿米粉未杀菌的情况下,保质期不到一天,通过杀菌处理,可以将微生物含量降低,从而延长保质期。杀菌主要目的是杀灭残留在食品中的腐败菌、致病菌或抑制其生长繁殖以确保产品质量符合卫生安全标准,保护食品中的营养成分不被破坏,有效延长食品的货架期,为企业节约生产成本减少能耗[12]。目前鲜湿米粉保鲜工艺已经有了一定的研究基础,主要杀菌方式有酸洗、热力杀菌、微波杀菌、包装技术等方式[13-14]。鲜湿米粉保鲜工艺的研究主要集中在考虑保鲜效果上,而针对保鲜工艺对鲜湿米粉品质影响的研究较为薄弱。
邓丹雯等[15]研究结果表明:在湿米粉的加工中,选用复蒸20 min,酸洗1 min,然后再90 ℃保温20 min的杀菌工艺,可以使产品在保质期内不变质,并具有鲜湿米粉的独特风味和口感。赵丽红等[16]研究选用乳酸、苹果酸、梓檬酸混合调配成2%左右的溶液,将成品的pH值控制在4.2~4.3,酸液温度为25~30 ℃,酸浸时间为1.5~2.5 min,能有效抑制鲜湿米粉微生物的生长。陈志瑜等[10]综合成品感官品质和保鲜效果两方面来考虑,分别得出微波杀菌处理50 s和95 ℃水浴加热30 min米粉的感官品质和保鲜效果最佳。袁蕾蕾[17]选取 1.0%乳酸/醋酸钠体系作为酸浸液,得出浸泡时间为60 s为最佳抑菌条件。
由于鲜湿面条的保鲜与鲜湿米粉的保鲜要求相似,可以借鉴鲜湿面条的相关保鲜技术。Riudavets[18]研究发现气调包装可使微生物生长繁殖得到抑制或延缓产品的腐败霉变过程。当气调包装中的二氧化碳浓度高于70%时,能有效抑制生鲜湿面中青霉的生长。Nobile等[19]研究了将壳聚糖和气调包装结合起来用于生鲜意大利面的保藏效果,结果表明加入壳聚糖和气调包装有协同作用可使生鲜意大利面在4 ℃下保存两个月。Ross等[20]研究发现,食品冷杀菌技术可有效抑制微生物的生长繁殖,延长食品货架期。其中辐照射线的穿透力强,且处理过程中食品内部温度不会增加或变化很小,是非常适合生鲜湿面产品特点的一种冷杀菌方法。Li等[21]研究水分活度和辐照对生鲜湿面的影响,得出最佳复配方案:甘油3%、丙二醇2%、复合磷酸盐0.4% 和盐3%,可使生鲜湿面水分活度从0.979降至0.900。辐照剂量≥4 kGy可有效地抑制微生物的生长,4 kGy辐照剂量处理的生鲜湿面在储藏期间,显示出较好的pH和感官稳定性。李曼[22]研究了臭氧处理对生鲜面货架期的影响,结果表明:臭氧处理能显著降低小麦粉中菌落总数延长生鲜面货架期。陈克明等[23]研究了半干面的保鲜,采用臭氧水和面,生产环境的紫外处理以及面条的热处理、酒精保鲜等抑菌方法,使生产的半干面在不添加任何防腐剂的前提下,保质期常温下达60 d,冷藏(0~4 ℃)条件下达180 d。此外,Leistner等[24]提出并研究了栅栏技术,将多种技术科学合理的结合,即通过各个保藏因子的协同作用,如水分活度、防腐剂、酸度、温度、氧化还原电势等,建立一套完整的防腐保鲜体系。该防腐保鲜体系结合了多种保鲜工艺,可以把它运用于鲜湿米粉的保鲜上,达到更加理想的保鲜效果,也是未来保鲜技术发展的方向之一。
2 鲜湿米粉品质改良研究进展
目前国内外学者对鲜湿米粉品质的改良进行了大量研究,主要集中在原料、生产工艺、添加剂这三方面对米粉品质影响的研究上。
2.1 原料对米粉品质的影响
目前有关米粉原料的研究,大多集中在对大米淀粉性质的研究上,采用快速黏度分析仪测定大米淀粉的糊化温度、最低黏度、最终黏度和回生值等指标,分析这些指标与米粉品质之间的相互关系。
赵思明等[25]研究发现稻米品种显著地影响着方便米粉的品质,籼稻适于制作方便米粉。另外也有研究结果表明,直链淀粉含量较高的籼米品种较适宜制作米粉,所制作的米粉具有良好的烹调特性[26]。孙庆杰等[27]研究发现当原料大米的回生值高于660 UV,最终黏度大于1 300 UV,最低黏度大于600~800 UV,直链淀粉质量分数高于27%时,加工的米粉品质较好。大米中回老值、最终黏度、最低黏度、直链淀粉含量与米粉的可加工性呈极显著相关。李红斌等[28]研究结果表明,大米原料中直链淀粉的含量对方便米粉的复水率、α值、复水后米粉的切断力、拉伸力都有显著的影响,当直链淀粉质量分数为24%和26%时,方便米粉的综合品质较好。刘友明等[29]研究发现稻米的直链淀粉含量、淀粉含量等指标与方便米粉的色泽、口感、滋味等感官品质指标呈极显著或显著相关;利用稻米的脂肪含量或蛋白质含量和直链淀粉含量的幂指数模型可以预测方便米粉的感官品质质量,能够达到极显著水平;蛋白质含量中高等,直链淀粉含量中高等的稻米加工的方便米粉的品质较好。
2.2 生产工艺对米粉品质的影响
目前市场上鲜米粉的传统生产工艺需要经过浸米、磨浆、过滤、蒸煮熟化、造型挤压、自熟挤压、切条、二次蒸煮、水洗、酸浸、灭菌、抗老化处理、保水处理等过程。在该传统工艺中,大米经过浸泡后磨浆是基本的原料处理方法,但是这不仅产生了大量废水还会造成大米中营养物质的流失,而且长时间浸泡会造成微生物杂菌大量生长从而导致产品质量和稳定性的下降。因此,国内外很多学者开始研究干法和半干法工艺对鲜湿米粉品质的影响。蔡永艳[30]对米粉干法生产工艺进行了研究,得出米粉生产工艺的最佳条件为:加水量 37% ,粒度 120~160目,螺杆转速 110 r/min,老化时间 6 h,挤出温度 90 ℃,蒸粉时间12 min。Heo等[31]研究了干磨粉与湿磨粉1∶1 复配后鲜米粉的品质特性,此复配方法一定程度上改善了干磨粉应用品质,但是并未从根本上彻底解决干磨粉品质不佳的问题。而佟立涛等[32]对调质大米半干法磨粉制备鲜米粉进行了研究,研究表明:含水率为 30%的大米经旋风磨粉碎后能够制得与湿法磨浆相媲美的鲜米粉,并且可解决湿磨法废水量大、产品得率低等问题。
水热处理技术(HMT)可以改善米粉的粉质特性,使最终产品有较好的食用品质,该方法成本低,操作简单,可广泛应用在米粉的加工中。Hormdok等[33]研究表明,水热处理技术明显提高了米粉品质,米粉的蒸煮损失降至0.29%,硬度增加至5 304.55 g。Cham等[34]研究发现水热处理后的3种米粉(鲜湿米粉、半干米粉和干米粉)与商业化的米粉食用品质基本一致,说明水热处理技术有利于改善米粉的品质。Cai等[35]研究了水热处理对糯米粉和黄原胶混合物理化特性的影响以及它在无谷蛋白面条的应用,结果表明:与不处理的糯面条相比,用水热处理多糖混合物(HTT-PSM)技术处理的糯米粉有低的凝胶温度、高的峰值黏度和弱的凝胶强度,把HTT-PSM应用到面团中,增加了面团的发酵时间、稳定性和延伸性。而且也显示出黄原胶含量与峰值黏度、凝胶强度、面条抗张强度、硬度和咀嚼度呈正相关。
米粉的挤压工艺是通过单螺杆或双螺杆挤压机实现,物料在挤压机内发生复杂的理化变化,包括淀粉糊化、酶的失活和蛋白的变性,对米粉丝的品质改善有一定的影响。双螺杆挤压对物料适应性好,物料受热均匀,被广泛应用。孟亚萍等[36]研究发现加工条件直接影响挤压米粉丝的品质,干法挤压米粉丝的最优工艺条件为:物料水分39%、螺杆转速90 r/min、预蒸粉时间 13 min、挤压机出口温度 80 ℃。唐汉军等[37]对螺杆挤压工艺的圆条米粉(TDM、XMM)和土豆粉丝(TFS),以及传统工艺圆条米粉(WFM)的品质特性进行比较分析,研究结果表明,螺杆挤压工艺与传统工艺比较,不仅具有操作简便、节能、高效等优势,同时对米粉组织结构的形成和煮熟后的品质特性具有显著的改良作用。Bouasla等[38]研究了挤压工艺对无麸质意大利面条品质的影响,挤压工艺条件采用了不同的含水量(28%、30%、32%)和螺杆转速(60、80、100 r/min),研究结果表明,挤压水分含量为30%,螺杆转速为80 r/min,面条具有较好的品质,面条的质构坚实,低黏性,具有规律并且紧凑的内部结构。
另外,发酵是一种较为传统的方法,人们可以通过发酵来改善产品的风味和口感、改变产品的质构、提高产品的微生物安全性及营养价值。周显青等[39]综述了发酵对大米粉及其制品品质影响,研究结果表明,发酵使大米粉的理化特性发生了显著的改变,进而使发酵米粉产品在质构、口感和风味等方面得到明显的改善。蒋紫妍[40]研究了自然发酵对大米理化特性与米粉品质的影响,籼米制作的米粉的硬度值和咀嚼值随发酵时间均呈上升的趋势,回复性变化并不显著(P>0.05)。米粉蒸煮损失率随发酵时间先下降后上升,复水率先随发酵时间呈先增后降趋势,自然发酵72 h左右的米粉蒸煮特性最佳。易翠平等[41]研究了纯种发酵对鲜湿米粉品质的影响,不同菌种发酵显著影响鲜湿米粉品质,乳酸菌主要影响拉伸力、质构性质和蒸煮性质,酵母菌主要影响风味。
2.3 添加剂对米粉品质的影响
适当地加入添加剂能改善米粉的加工性能、质构和营养特性。目前国内外学者对米粉中添加剂的应用效果进行了深入研究。彭珊珊等[42]研究发现单硬脂酸甘油酯可以与蛋白质分子偶联,还可以与直链淀粉分子生成稳定复合物,增强米粉丝的弹性和韧性。涂宗财等[43]将瓜尔胶、食用碱、单甘酯等添加到湿米粉中,能够有效提高湿米粉的品质。通过控制湿米粉中的水分含量、储藏温度和湿米粉的粗细度以及添加变性淀粉,能有效阻止湿米粉的老化回生。Srikaeo等[44]研究了胶体(羟甲基纤维素、黄原胶和瓜尔豆胶)对自然发酵米粉品质的影响,结果表明,添加胶体后,米粉的吸水率、蒸煮损失和硬度得到改善,添加羟甲基纤维素的米粉具有最好的质构特性。
孟亚萍等[45]研究发现米粉丝的硬度、弹性、黏附性、咀嚼性随芭蕉芋淀粉添加量的增加而增大。与纯籼米粉粉丝相比,复配粉米粉丝的筋道感和柔韧度增强,其光滑度却下降。添加2%~5%芭蕉芋淀粉的米粉丝品质最佳,具有很好的可接受性。邓宏凯等[46]研究发现在制作米粉的过程中,随着马铃薯淀粉添加剂加入量的逐渐增大,所制出来的米粉的损失率逐渐减小;米粉的拉伸性能逐渐升高;米粉的硬度和咀嚼度逐渐升高;米粉的亮度值升高,色度值减小。
国外一些学者研究了谷氨酰胺转氨酶(TGase)、多元酚、氯化钠(NaCl)、壳聚糖等对米粉品质的影响,发现它们在一定程度上能改善米粉的品质。Kim等[47]研究发现TGase能促进大米蛋白的交联,添加TGase和大米分离蛋白的米粉,米粉的蒸煮损失和水浊度分别减少了54.8%和66.6%。Da-Sam 等[48]研究发现蛋白质-多元酚相互作用利于加强蛋白质网络的交联,大豆分离蛋白和刺五加提取物有利于提高米粉的质量。Sangpring等[49]研究了NaCl对米粉微观结构、水分迁移和质构的影响,研究结果表明,与空白相比,添加NaCl延缓了米粉中的水分迁移,NaCl能增加米粉的延伸性,而且激光共聚焦(CLSM)显示NaCl能加强干米粉的蛋白质网络,但会减少淀粉含量。Klinmalai等[50]研究了壳聚糖对米粉物理特性、质构和微观结构的影响,结果表明,壳聚糖对米粉的水分含量没有影响,但会影响米粉的pH和白度。另外,研究发现溶解壳聚糖的乙酸能导致蛋白质网络的形成。米粉在30 ℃下储藏5 d,壳聚糖会增加米粉凝胶的黏附性和弹性,降低米粉凝胶的硬度和黏性。
3 结论与展望
目前,对鲜湿米粉保鲜的研究主要是添加保鲜剂和改变保鲜工艺,对米粉品质改良的研究主要在原料、生产工艺和添加剂等方面。现有结果表明,单一的保鲜剂或者保鲜工艺难以达到显著的保鲜效果,且对鲜湿米粉的食用品质有一定的影响,因此复配保鲜剂或将保鲜剂与保鲜工艺结合起来可达到更好的保鲜效果。虽然在鲜湿米粉的保鲜和品质改良已作了一些研究,但仍停留在宏观的水平上,由于保鲜工艺(热力杀菌、微波杀菌、辐照处理)、生产工艺(挤压技术、水热处理技术)和添加剂对米粉的分子结构影响较大,因此深入研究有助于揭示鲜湿米粉保鲜及品质改良的机理。