中高温干燥对挂面储藏品质的影响

李桐，解树珍，杨园园，张德鹏，魏晓明*

（1.中粮营养健康研究院有限公司，营养健康与食品安全北京市重点实验室，老年营养食品研究北京市工程实验室，北京 102209；2.中粮面业（濮阳）有限公司，河南 濮阳 457000）

面条作为我国传统面制品之一长久以来广受大众欢迎，其中挂面更是因为食用方便、做法多样、易储藏、价格低等优点而占据广阔市场。目前，我国挂面的保质期大多在12个月，但受季节、运输及储藏条件等一些因素的影响，保质期内的挂面在销售及储藏过程中有时会产生发酸、哈败等异味，严重者更是出现发霉现象。

挂面中哈败味的产生，主要是由于面条中脂质逐渐发生水解和氧化反应[1]。脂肪经过水解产生游离脂肪酸，其中的小分子脂肪酸则带有不良气味；同时挂面中的不饱和脂肪酸在氧气、光、热等作用下氧化生成不稳定的氢过氧化物，继而分解为带有异味的醛酮类物质[2-3]。同时，较高活性的脂肪酶将促进脂肪水解；脂肪氧化酶则催化不饱和脂肪酸发生氧化[4]，这二者都将降低挂面的品质，加速其达到保质期终点。此外，挂面出厂时微生物数量也是影响挂面储藏期的关键指标。挂面生产过程中会产生含水量较高的面条湿碎头，在车间、烘房的较高温度下很容易引起微生物迅速繁殖[5]，这部分面条湿碎头经回添后将重新经过压延、切条等过程参与挂面生产，而较低温度的干燥不能使挂面中微生物有效灭活，最终可能导致成品挂面微生物数量较多，在保质期内很快出现酸味、霉味等品质劣变现象。

在挂面生产过程中，干燥环节是关键性工序，与挂面的出厂品质密切相关。目前，我国的挂面生产企业大多采用中温干燥工艺，其主干燥区温度一般设置在45℃左右[6]，但中温干燥可能为挂面品质留下隐患。近年来，国内外已逐步开始关注高温干燥工艺对挂面品质的影响。有意大利的学者研究表明，经高温干燥（90℃）生产的通心粉中蛋白质聚集程度较高，且其熟后淀粉、蛋白质的消化率显著降低[7]。国内有学者研究发现，不同烘干温度（45、55、65、75、85、95 ℃）下挂面的最佳蒸煮时间与温度呈负相关，此外干燥温度对挂面质构特性、蒸煮特性及挂面中淀粉和蛋白组分含量也均有不同程度影响[8]。Li等[9]对比了在干燥温度45、60、75 ℃和干燥时间 12、8、6 min 的条件下生产的半干面条品质（水分含量约为23.5%），发现干燥温度为75℃时微生物数量显著降低。另外，挂面经过80℃的高温干燥后其密度显著下降，但当提高干燥阶段的相对湿度到75%以上时，其抗弯强度随温度的升高而显著增强[10]。

目前国内外的研究大多关注高温干燥工艺对挂面基本特性的影响，探究中高温干燥对挂面保质期关键因素影响的研究还较少。因此，本试验设计采用中高温度对挂面进行干燥，并通过对挂面水分、酸度、脂肪酸值、脂肪酶活性、脂肪氧化酶活性、微生物数量等指标进行测定，比较中高温干燥对挂面保质期关键因素的影响，从而为提高挂面储藏品质、延长国内挂面制品保质期提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

多用途麦芯粉（5 kg/袋）：中粮（郑州）粮油工业有限公司；营养琼脂、孟加拉红培养基：北京陆桥技术股份有限公司；氯化钠（分析纯）、95%乙醇（分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；亚油酸：TCI东京化成工业株式会社；吐温20：北京索莱宝科技有限公司；植物脂肪酶试剂盒：上海酶联生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

和面机（KVC30）：英国KENWOOD公司；面条机（JMTD168/140）：北京东孚久恒仪器技术有限公司；智能挂面干燥箱（SYT-030）：中国包装和食品机械有限公司；旋风磨（laboratory mill 3100）：波通瑞华科学仪器（北京）有限公司；分光光度计（2802）：尤尼柯（上海）仪器有限公司；离心机（TGL20M）：常州百密思仪器有限公司；酶标仪（EON）：美国伯腾仪器有限公司；恒温恒湿箱（MJ-250-Ⅰ）：上海一恒科学仪器有限公司；色度仪（964）：爱丽色有限公司。

1.3 方法

1.3.1 制备挂面

称取一定量的小麦粉，加入35%～37%的去离子水，然后和面7 min，将面絮于室温（25℃）条件下熟化20 min。用面条机复合压延4次至面带厚度达到1.0 mm，随之进行切条。将待干燥的面条置于智能挂面干燥箱中进行分段干燥4.5 h，主干燥温度分别设置为40、50、60、70、80 ℃，时间为 60 min。

1.3.2 水分含量的测定

按照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》测定挂面水分含量。

1.3.3 挂面色泽测定

参考韩锐等[11]的方法进行测试及计算。将待测挂面整齐排列并平铺在操作台上，对每组待测挂面分别进行多次测定，每次测定不同位置，分别记录L*、a*、b*值。

1.3.4 酸度的测定

按照GB 5009.239—2016《食品安全国家标准食品酸度的测定》中的第一法执行，测定挂面酸度。

1.3.5 脂肪酸值的测定

按照GB 15684—2015《谷物碾磨制品脂肪酸值的测定》测定挂面脂肪酸值，单位为mg/100 g，以KOH计。

1.3.6 脂肪酶活性测定

称取2g挂面粉，加入8mL的磷酸盐缓冲液（0.1mol/L、pH7.5），振荡混匀，4℃冰浴 30 min后离心（4℃、3 000 r/min、20 min），取上清液作为粗酶液。

脂肪酶活性使用植物脂肪酶试剂盒进行测定。先将冷藏的试剂盒在室温（25℃）下平衡90 min后进行使用，设置标准孔、空白孔及样品孔。标准孔中分别加入5 μL不同浓度标准品；样品孔中加入40 μL样品稀释液和10 μL样品；空白孔不加样品和酶标试剂，其余步骤一致。将100 μL酶标试剂加入到微孔中，盖好封板膜后37℃温育60 min。结束后弃去液体，洗涤5次并拍干。然后每孔加入50 μL显色剂A、50 μL显色剂B，混匀后37℃条件避光15 min。随后加入50 μL终止液。完成后15 min内测定吸光度，波长设置为450 nm。

1.3.7 脂肪氧化酶活性测定

参考Cato等[12]的方法并作适当修改，采用分光光度计法测定脂肪氧化酶活性。粗酶液提取方法同1.3.6。

将0.5 mL的吐温20溶于10 mL硼酸盐缓冲液（0.05 mol/L、pH9），随后加入 600 μL 亚油酸。混合均匀后，加入1.3 mL、1 mol/L的氢氧化钠溶液和90 mL、0.05 mol/L的硼酸盐缓冲液，用0.1 mol/L的HCl溶液调至pH7，并用蒸馏水补足200 mL。

蒸馏水作为空白，将pH5.6、0.05 mol/L的乙酸钠缓冲液、底物溶液、50 μL 酶液按 20∶1∶1 的体积比混合均匀，在波长为234 nm条件下测定，记录初始及反应3 min后的吸光值。在一定条件下以亚油酸为底物时，每毫升反应体系每分钟内OD234nm增加0.001为一个酶活力单位（U）。

1.3.8 微生物数量测定

菌落总数的测定按照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》执行；霉菌、酵母的测定按照GB 4789.15—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数》执行。

1.4 统计分析

本研究结果以平均值±标准差表示（均进行3次独立重复试验，n=3），并且使用统计软件SPSS（版本22.0）进行方差分析和Duncan多重比较分析，检测结果差异显著为p<0.05（标注不相同字母）。作图使用软件Microsoft Excel（版本2010）。

2 结果与分析

2.1 中高温干燥对挂面水分含量的影响

相较于生鲜面制品，挂面具有较长的储藏期，这主要归功于其较低的含水量。因此，水分含量是评价挂面的关键指标。对不同干燥温度（40、50、60、70、80℃）下挂面的水分含量进行测定，结果见图1。

图1 干燥温度对挂面水分含量的影响Fig.1 Effect of drying temperature on moisture content of dried noodles

从图1可以看出，在相同的烘干时间下，干燥温度为中等温度（40、50℃）时对成品挂面水分含量影响不显著。但随着干燥温度进一步升高，挂面的水分含量逐渐降低，在80℃时达到最低，此时干燥温度对挂面水分含量影响较为显著（p<0.05）。此结果与郭颖[8]的研究结果一致。

2.2 中高温干燥对挂面色泽的影响

挂面的色泽是消费者在选购时获得的第一感官印象，因此挂面色泽洁白、有光泽度至关重要。对不同干燥温度（40、50、60、70、80 ℃）挂面的色泽进行测定，结果见表1。

表1 干燥温度对挂面色泽的影响Table 1 Effect of drying temperature on the color of dried noodles

从表1中可以看出，随着干燥温度的升高（40℃～80℃），挂面的亮度值（L*）及白度值没有显著变化；而随干燥温度升高到80℃，a*值发生显著升高（p<0.05）；b*值随干燥温度升高，呈现先上升后降低的趋势，在60℃时达到最大值，但整体变化程度较小。此结果与惠滢等的结论相似[10，13]。惠滢等[10]在研究高温高湿干燥工艺对挂面产品特性的影响时发现，相对湿度相同条件下干燥温度（40、60、80℃）对 L*值无显著影响；王杰等[13]研究发现，随着挂面干燥温度从30℃升高至50℃，a*值从-0.71升高至-0.66。分析认为，a*值及b*值的变化可能是由于挂面经历高温干燥，导致蛋白质发生变性及引起淀粉糊化，使得挂面色泽有所改变[14]；此外，干燥时的高温导致脂肪氧化酶部分失活，也可能会导致黄度（b*）值略有改变。整体来看，干燥温度的升高对挂面的白度值无显著影响。

2.3 中高温干燥对挂面酸度的影响

不同干燥温度（40、50、60、70、80 ℃）对挂面的酸度影响结果如图2所示。

图2 干燥温度对挂面酸度的影响Fig.2 Effect of drying temperature on acidity of dried noodles

从图2中可以看出，不同干燥温度下挂面的酸度无显著差异。这一结果与郭颖[8]的研究结论一致。分析认为这可能是由于挂面干燥过程中并没有发生可以产生酸性物质的反应，酸度主要来源于样品中的可溶性酸性物质，而这些物质在挂面干燥过程中并不会增加[8]。

2.4 中高温干燥对挂面脂肪酸值的影响

脂肪酸值一般用来衡量粮食中的游离脂肪酸含量，是表征粮食及其制品储藏品质的关键指标[15]。干燥温度对挂面脂肪酸值的影响见图3。

图3 干燥温度对挂面脂肪酸值的影响Fig.3 Effect of drying temperature on fat acidity value of dried noodles

从图3中可以看出，高温干燥挂面的脂肪酸值显著低于中温（40、50℃）干燥挂面（p<0.05），经过 60℃及以上的温度进行干燥时，脂肪酸值降低程度较大，由40℃干燥时的55.5 mg/100 g降低到了60℃时的36.8 mg/100 g，降幅约为33.7%。游离脂肪酸主要是由粮食及其制品所含脂肪氧化分解而来[15]。脂肪酸的沸点随碳链的增长而升高，可分为挥发性脂肪酸和非挥发性脂肪酸。分析认为，可能是由于挂面在高温干燥的过程中一些低分子脂肪酸挥发从而引起脂肪酸值的降低[16]。脂肪酸值可以衡量粮食及其制品的品质变化程度，目前对于挂面的脂肪酸值在我国的标准中没有详细规定，但在小麦粉的国家标准中要求以湿基计不得高于80 mg/100 g。因此，脂肪酸值也反映了高温干燥有助于延长挂面保质期。

2.5 中高温干燥对脂肪酶活性的影响

挂面中脂肪含量约为1%～2%[3]，很容易受脂肪酶催化发生水解反应产生游离脂肪酸，进而导致挂面品质发生劣变。因此脂肪酶活性是影响挂面保质期的关键因素之一[1]。干燥温度对挂面脂肪酶活性的影响见图4。

图4 干燥温度对挂面脂肪酶活性的影响Fig.4 Effect of drying temperature on lipase activity of dried noodles

从图4中可以看出，随着干燥温度升高到70℃，挂面中的脂肪酶活性显著降低（p<0.05）。相较于40℃条件下干燥的挂面，70℃及80℃干燥挂面的脂肪酶活性分别降低了21.7%和17.2%。小麦粉中的脂肪酶最适温度为30℃～40℃[17]，分析认为可能是随着干燥温度的逐渐升高，改变了酶的结构或破坏了其构象，进而影响了其生理功能，导致部分脂肪酶失活，最终使得挂面中脂肪酶活性逐渐降低。

2.6 中高温干燥对脂肪氧化酶活性的影响

小麦粉中脂肪酸组成主要包括亚油酸、亚麻酸、油酸、硬脂酸等[18-19]，而脂肪氧化酶能够催化不饱和脂肪酸的加氧反应形成氢过氧化物，且主要以亚油酸、亚麻酸等为底物[20]。不同干燥温度对挂面的脂肪氧化酶活性影响结果如图5所示。

从图5中可以看出，挂面中的脂肪氧化酶活性随干燥温度的升高整体上呈降低趋势，在干燥温度为80℃时达到最小值。有研究表明，温度在35℃～55℃时脂肪氧化酶活性最佳，当温度高于60℃时其活性将显著下降[21]。温度是影响脂肪氧化酶活性的主要因素之一，通过调整温度能够很好地控制脂肪氧化酶的活性[20]。因此，可以认为高温干燥有助于降低脂肪氧化酶活性，进而提高挂面产品的储藏稳定性。

图5 干燥温度对挂面脂肪氧化酶活性的影响Fig.5 Effect of drying temperature on lipoxygenase activity of dried noodles

2.7 中高温干燥对挂面微生物数量的影响

不同干燥温度对挂面微生物数量的影响见图6。

图6 干燥温度对挂面微生物数量的影响Fig.6 Effect of drying temperature on the number of microorganisms in dried noodles

从图6中可以看出，升高干燥温度可以显著降低挂面中菌落总数（p<0.05），且干燥温度越高，微生物灭活效果越好。推测是因为温度逐渐升高的过程中，热量破坏了微生物细胞的蛋白质和细胞膜的渗透作用，进而产生灭活微生物的作用[22-23]。另一方面，挂面的原料面粉中也可能带入部分微生物，高温干燥也有助于将其部分杀灭，从而可提高产品的卫生安全及延长保质期[24]。有文献表明，对于面条来说其菌落总数在106CFU/g时被视为变质和未变质之间的分界点[25]。目前我国市场上的挂面保质期大多在12个月，距离提高到18个月及以上的保质期还有很大差距。因此，通过高温干燥可降低挂面出厂时微生物数量，为有效延长挂面保质期提供了更多选择。

3 结论

本试验研究了中高温干燥对挂面储藏品质的影响。结果表明，相比于中温干燥，经过高温干燥后挂面的脂肪酸值及水分含量显著降低（p<0.05）。同时，挂面中的脂肪酶活性及脂肪氧化酶活性均随干燥温度升高而降低；挂面中微生物数量也显著减少（p<0.05），且干燥温度越高，菌落总数越少。但中高温干燥对挂面酸度及白度影响不显著。因此，挂面采用高温干燥有助于延长挂面保质期，在实际生产中可根据实际需要适当选择干燥温度。