热处理及山梨糖醇对生鲜面品质及货架期的影响

张颜颜，郑学玲，李利民，刘 翀

河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001

生鲜面是经过和面、醒发、压延、切条、包装等工序制成的面条，其加工过程简单方便，符合人们现代生活方式的需求；生鲜面爽口筋道、香味浓郁，富含营养物质[1]，深受消费者喜爱。但生鲜面的水分含量为30%～34%，水分活度高，常温储藏极易腐败变质，货架期短。

对生鲜面进行热处理，灭菌的同时还能灭活导致生鲜面褐变的多酚氧化酶，可以减少生鲜面腐败变质并抑制返色现象[2]。有学者研究表明微波和高温灭菌均可以有效延长生鲜面的货架期[3-5]。糖醇是指糖(包括四碳糖、五碳糖、六碳糖或其聚合体) 的还原性羰基经过加氢后生成的一类多元醇，具有低热量、防龋齿、改善肠道功能等特性[6]。糖醇对淀粉性质的影响成为研究者关注的热点，Mantzari等[7]认为糖醇在淀粉溶液中起天然的抗增塑作用；Baek 等[8]研究了糖和糖醇对玉米淀粉凝胶热力学稳定性的影响，认为糖和糖醇均促进了支链淀粉的重结晶，糖醇比相应的糖更容易使淀粉老化；于靖等[9]研究了糖醇对高粱淀粉糊化特性和凝胶结构的影响。

目前国内外关于热处理结合糖醇对生鲜面品质影响的报道比较少，故作者研究了热处理结合不同质量分数的山梨糖醇对生鲜面品质及货架期的影响，以期为生鲜面工业化生产和延长货架期提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

特一粉：河南省金苑粮油有限公司；食品级真空包装袋：郑州新丰化验器材有限公司；菌落总数测试片：广州达元绿洲食品安全科技股份有限公司。食盐、复合磷酸盐、乳酸钠、山梨糖醇等均为食品级。

1.2 仪器与设备

JHMZ型针式和面机、试验面条机：北京东方孚徳公司；DMT-5电动家用面条机：龙口市复兴机械有限公司；蒸汽炉：杭州老板电器股份有限公司；TA-XT质构仪：英国 Stable Micro Systems 仪器公司；LGJ-10C 冷冻干燥机：北京四环科学仪器有限公司；RVA-4型快速黏度分析仪：澳大利亚 Newport Scientifi公司；VTMR-20-010 V-T型核磁共振变温分析系统：上海纽迈电子科技有限公司；Satake mini color grader MICGIA便携式测色仪：日本佐竹公司；LabSwift-aw型水分活度仪：瑞士Novasina公司；SW-CJ-1D型净化工作台：上海苏净实业有限公司；立式压力蒸汽灭菌器：上海博讯医疗生物仪器股份有限公司；SPX生化培养箱：北京鑫润科诺仪器仪表有限公司；单室真空包装机：河南郑州星火包装机械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 生鲜面条的制作

称取一定量的小麦粉于针式和面机中，加水量为小麦粉质量的33%，以复合磷酸盐(面粉质量的0.5%)、乳酸钠(面粉质量的0.24%)和食盐(面粉质量的3%)为基本配方，再加入山梨糖醇(面粉质量的0%、1%、2%、3%)作为水分调节剂，均匀溶于和面水中，和面7 min，将和好的面絮在25 ℃下静置熟化20 min后复合压片2 mm成型，然后将面片压延至厚1 mm，切成宽2 mm的细长面条束放在自封袋中备用。

以未进行热处理的、不含山梨糖醇的生鲜面为对照，将制备好的生鲜面分别在88 ℃和98 ℃的蒸汽炉中处理4 min，处理后的生鲜面冷却后备用。

1.3.2 生鲜面中水分含量和水分活度的测定

水分含量的测定参照GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》中的直接干燥法。

水分活度的测定:将制好的生鲜面(约3 g)剪成小碎粒，平铺于样品盒底部,然后将样品盒的盖子打开进行测定，待水分活度仪稳定发出蜂鸣后直接读取样品的Aw值。

1.3.3 面片色泽及面条蒸煮品质的测定

参考文献[10]测定面片色泽及面条蒸煮品质。

1.3.4 生鲜面质构及拉伸特性的测定

参考文献[10]测定生鲜面质构及拉伸特性。

1.3.5 生鲜面糊化特性的测定

将制备的生鲜面冷冻干燥后粉碎过筛(80目)备用。采用快速黏度仪参照LS/T 6101—2002进行测定，加水量为25 mL，所需样品质量按照3.5 g、14%的湿基进行校准。

1.3.6 核磁共振横向弛豫时间的测定

样品精确称量后用防水膜包裹放入测试管中，置于低场核磁共振测试腔体中进行测试。测试参数设置如下：采样点数为66 666，回波个数为2 000,重复扫描次数为32，重复采样时间间隔为3 000 ms,频率为20 MHz,利用仪器自带的程序T2-InvfitGeneral进行数据拟合反演得到T2弛豫图谱。

1.3.7 菌落总数的测定

参考文献[2]测定菌落总数。

1.4 数据分析

数据均采用Origin 8.5软件制图，采用SPSS 16.0软件进行分析，结果以平均值±标准偏差表示，采用Duncan检验，在P<0.05的水平下进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 热处理及不同质量分数的山梨糖醇对生鲜面水分含量、水分活度及水分分布的影响

由图1(A)可知，与对照样相比，热处理显著降低了生鲜面的水分含量和水分活度。88 ℃和98 ℃热处理对生鲜面的水分含量的影响基本没有显著差异(88℃热处理、山梨糖醇质量分数3%时除外)，在相同的山梨糖醇质量分数下，88 ℃热处理的水分活度较98 ℃的低，在同一热处理温度下，随着山梨糖醇质量分数的增加，水分活度显著降低。

由图1(B)可知，热处理后水分弛豫图谱整体左移，说明生鲜面中水的自由度降低。在相同的山梨糖醇质量分数下，随着热处理温度的升高，结合水含量增加，自由水含量降低，造成这一变化的原因可能是热处理前生鲜面中的水分均匀地分散在淀粉和蛋白质基质之间，经过热处理，部分蛋白质变性，损伤淀粉含量增加，水分与淀粉蛋白之间的相互作用增强，使体系中流动性较差的部分增多，弛豫时间T2降低[11-13]。在同一热处理温度下，与不含山梨糖醇的样品相比，随着山梨糖醇质量分数的增加，生鲜面中结合水的含量增加，自由水含量降低，与水分活度变化相对应；山梨糖醇作为六元醇，其羟基基团可以与水分子之间形成氢键，降低水分子的移动能力[9]，进而降低生鲜面的水分活度。

注：不同大写字母表示不同样品水分活度在P<0.05水平上差异显著；不同小写字母表示不同样品水分含量在P<0.05水平上差异显著。图1 热处理及不同质量分数的山梨糖醇对生鲜面水分含量、水分活度及水分分布的影响Fig.1 Effects of heat treatment and sorbitol at different mass fractions on the moisture content, water activity and water distribution of fresh noodles

2.2 热处理及不同质量分数山梨糖醇对生鲜面色泽的影响

采用三色空间法测定生鲜面处理过程中色泽的变化，L*为明亮度、a*为红绿度、b*为黄蓝度。ΔE表示储藏24 h前后两对应颜色间的色差，有研究表明：当ΔE<1.5时，感觉不到差异；当1.5<ΔE<3时，感觉稍有差异；当3<ΔE<6时，感觉到有差异；当ΔE>6时，感觉有较显著差异[13-14]。由表1可知，对于不含山梨糖醇的样品，与生鲜面相比，热处理温度越高，L*值增加越显著，L*值增加可能是因为高温使面片表面糊化，增强了反射光的数量，使产品具有更高的亮度。与生鲜面相比，热处理后面片的总色差降低，在相同的热处理温度下，随着山梨糖醇质量分数的增加，总色差也呈降低的趋势，可能是因为加热抑制了多酚氧化酶的活性，山梨糖醇的质量分数越高，水分活度越低，进而24 h内色差的变化比较小。

2.3 热处理及不同质量分数山梨糖醇对生鲜面蒸煮特性的影响

如图2所示，对于不含山梨糖醇的样品，热处理后生鲜面的吸水率降低，损失率增加，不同的热处理温度之间吸水率没有显著变化，损失率随着温度的增加略有降低，可能是因为热处理的强度较大，形成更致密的蛋白质网络，抑制了淀粉颗粒的膨胀[15]。在98 ℃处理条件下，与不含山梨糖醇的样品相比，随着山梨糖醇质量分数的增加，蒸煮损失率先增加后降低，可能是因为山梨糖醇与直链淀粉双螺旋结构的表面之间建立了氢键桥，导致直链淀粉亲水性和流动性增加[7]，蒸煮后淀粉的溶出率增加，进而导致蒸煮损失率增加，而质量分数高的山梨糖醇使面条的蒸煮损失率降低可能是因为大量的羟基通过氢键等作用争夺水分子，使面筋蛋白和淀粉的吸水膨胀受到影响[16]。

表1 热处理及不同质量分数的山梨糖醇对生鲜面色泽的影响Table 1 Effect of heat treatment and sorbitol at different mass fractions on the color of fresh noodles

注:相同小写字母表示差异不显著, 不同小写字母表示差异显著 (P<0.05)，表2、表3同。

注：不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，相同小写字母表示差异不显著。图2 热处理及不同质量分数的山梨糖醇对生鲜面吸水率和损失率的影响Fig.2 Effects of heat treatment and sorbitol at different mass fractions on water absorption ratio and cooking loss rate of fresh noodles

2.4 热处理及不同质量分数山梨糖醇对生鲜面质构拉伸特性的影响

由表2可知，对于不含山梨糖醇的样品，与生鲜面相比，热处理后生鲜面的硬度、黏附性、咀嚼性和拉断力显著增加。研究表明，热处理可以促进蛋白质分子之间的非共价键转化为共价键，使蛋白质聚集；热处理可以促进淀粉中氢键的形成，加强淀粉与淀粉、淀粉与蛋白、蛋白与蛋白之间的相互作用，形成更紧密的结构，进而影响生鲜面的质构特性[17-18]。

在相同的热处理温度下，与不含山梨糖醇的样品相比，随着山梨糖醇质量分数的增加，生鲜面的硬度和咀嚼性显著降低，可能是因为山梨糖醇作为一种多元醇，含有较多的羟基基团与水分子结合形成氢键等相互作用而争夺水分子[19]，导致面筋网络的吸水溶胀受到限制[20]，使面筋网络形成不充分，硬度降低。

有研究表明，面条的拉伸特性与熟面条感官评价中的筋道、硬度和弹性等指标有显著相关性[21]。由表2可知，对于不含山梨糖醇的样品，热处理可显著增加面条的拉断力，拉断距离略有升高。在同一热处理温度下，与不含山梨糖醇的样品相比，随着山梨糖醇质量分数的增加，拉断力略有降低而拉伸距离没有显著差异。

表2 热处理及不同质量分数的山梨糖醇对生鲜面质构拉伸特性的影响Table 2 Effects of heat treatment and sorbitol at different mass fractions on the tensile characteristics of fresh noodles

2.5 热处理及不同质量分数的山梨糖醇对生鲜面糊化特性的影响

由表3可知，在相同的山梨糖醇质量分数下，与生鲜面相比，热处理显著降低了生鲜面中淀粉的黏度和崩解值，而回生值和糊化温度略有升高。淀粉颗粒的膨胀和直链淀粉的浸出是决定糊化过程中黏度变化的关键因素[22]。可能是因为热处理加强了直支链淀粉、淀粉和蛋白质之间的相互作用[23]，促使脂质与直链淀粉形成包合物，进而抑制了淀粉颗粒的膨胀，使糊化温度升高，峰值黏度、低谷黏度、崩解值和终止黏度降低，提高了淀粉糊稳定性。

相同的热处理条件下，与不含山梨糖醇的样品相比，质量分数高的山梨糖醇生鲜面中淀粉的峰值黏度、回生值降低，可能是因为糖醇与淀粉链结合，同时更多的糖醇结合更多的水分，增加了淀粉链周围水分含量，进而抑制了淀粉链之间的聚合[9]，降低了峰值黏度和回生值。

表3 热处理及不同质量分数的山梨糖醇对生鲜面糊化特性的影响Table 3 Effects of heat treatment and sorbitol at different mass fractions on the gelatinization characteristics of fresh noodles

2.6 热处理及不同质量分数山梨糖醇对生鲜面货架期的影响

图3为热处理及不同质量分数的山梨糖醇对常温储藏(25 ℃)生鲜面货架期的影响。由图3可知，未进行热处理的生鲜面25 ℃下储藏时间小于36 h，热处理后储藏时间均延长；在相同的热处理温度下，随着山梨糖醇质量分数的增加，生鲜面的货架期在热处理的基础上又延长，98 ℃热处理且山梨糖醇质量分数为2%的生鲜面货架期可以延长至120 h，说明山梨糖醇的添加结合热处理可以协同延长生鲜面的货架期。

注：图中指示线5.48代表了NY/T 1512—2014《绿色食品 生面食、米粉制品》中规定的生面食中微生物限量值。图3 热处理及不同质量分数的山梨糖醇对生鲜面菌落总数的影响Fig.3 Effects of heat treatment and sorbitol at different mass fractions on the total number of bacterial colonies in fresh noodles

3 结论

蒸汽热处理及添加不同质量分数的山梨糖醇可以显著降低生鲜面的水分活度，当热处理温度98 ℃、山梨糖醇的添加量3%时，水分活度最低，为0.884，在水分含量变化不明显的情况下，水分活度降低有利于生鲜面的保存。热处理提高了生鲜面的硬度、咀嚼性和弹性，改善了亮度，提高了淀粉糊的稳定性。此外，热处理和山梨糖醇协同作用延长了生鲜面的货架期，相对于未处理的生鲜面，98 ℃处理且山梨糖醇质量分数为2%的生鲜面常温储藏货架期由30 h延长到120 h。