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河南工业大学陈复生教授等：碱性盐在生鲜湿面保鲜和品质调控中的应用

2022-11-03作者：来源：食品科学杂志责任编辑：食品界字体A+AA-

油炸方便面和低水分挂面等因水分含量较低、保质期长、方便食用而受到人们欢迎。然而长时间干燥脱水工艺会使挂面口感不佳、麦香味不足，品质降低。高温油炸过程不仅会大大降低面条风味、质地和营养特性，而且可能会产生丙烯酰胺等有毒有害物质。相反，作为中国面条传统形式的生鲜湿面因其口感爽滑、营养丰富、面香味浓，更符合当代大众所追求的“绿色、健康、便捷”消费理念，一直以来都备受消费者青睐。目前，生鲜湿面所面临最严峻的生产问题是保质期较短，，严重阻碍了大规模工业化。

在前期研究中，采用GB 2760—2014《食品添加剂使用标准》生鲜面制品所允许使用的碱性盐制作生鲜面条，通过检测常温贮藏24 h后的菌落总数，最终筛选出5 种抑菌效果较为明显的碱性盐（碳酸钠、碳酸钾、磷酸三钠、磷酸三钾和碳酸氢钠）进行后续研究。河南工业大学粮油食品学院的田宇、刘伯业*、陈复生*等系统研究不同碱性盐（碳酸钠、碳酸钾、磷酸三钠、磷酸三钾和碳酸氢钠）对生鲜湿面中微生物的抑制效果，对比贮藏期间不同碱性盐对面团流变学特性、面条品质特性（如蒸煮特性、质构特性、感官品质）以及内部微观结构的影响，为碱性盐在生鲜湿面保鲜研究和品质改良方面提供参考价值。

1、碱性盐对生鲜湿面菌落总数的影响

如图1所示，贮藏期间，所有样品的菌落总数均呈现快速增长趋势。贮藏24 h时，对照组菌落总数已接近检测阈值，贮藏36 h时，其菌落总数达到6.82（lg（CFU/g）），已无食用价值。同一贮藏时间内，实验组的菌落总数始终低于对照组，其中碳酸钠对生鲜湿面的抑菌效果最好，磷酸三钾和碳酸氢钠的效果相对较差，这可能是碱性盐对面条pH值的调控及金属盐离子对面条内部电荷和结构的影响效果不同造成的，进而使生鲜湿面贮藏稳定性产生差异。此外，添加2.0%碳酸钠的生鲜湿面保质期是对照组（24 h）的1.5 倍，其余4 种碱性盐（添加量为1.5%和2.0%）生鲜湿面保质期均为36 h，但增长趋势略有不同，说明碱性盐的添加显著抑制微生物生长，其抑菌效果与碱性盐的类型、添加量和离子强度有关。

2、碱性盐对生鲜湿面L*值的影响

由图2可知，对照组的L*值呈先下降后上升趋势，这是由于贮藏初期，面条产生褐变反应，其表面亮度变暗；贮藏24 h后，微生物不断繁殖，导致面条基质瓦解，结构松散，面条分子对光的漫反射和吸收发生变化，进而使L*值出现反增现象，所有实验组L*值的反增时间均后于对照组，说明添加碱性盐可以延缓面条结构被破坏的速率。贮藏初期（0 h），钠离子和碳酸根离子更能提高面条的亮度值。

3、碱性盐对生鲜湿面表观状态的影响

如图3所示，对照组在贮藏期间表观状态显著下降，这是因为面条产生褐变反应，面条基质溃败，产生酸臭味，水分结合程度变弱，更多游离水迁移至面条表面，亮度变暗，更易断条和黏连。而实验组表观状态评分较高，表明碱性盐添加有效延缓面条劣变速率，且在贮藏后期其表观状态仍能维持较好，这归因于碱性盐能够诱导天然小麦粉中的内源性类黄酮物质在碱性环境中发生发色位移，开环形成查尔酮型结构，从而表现出亮黄色外观，更具吸引力；碱性盐引入能够加强面条中水分与其他非水成分的结合程度，使面条表面干燥，不易黏连。而在贮藏初期（0 h），实验组表观状态评分较低，是由于碱性盐添加使面条散发出令消费者难以接受的碱性气味，在贮藏后期，“碱”味消散，表观状态趋于稳定。

根据上述研究，综合考虑成本消耗和消费者可接受程度，后续研究中选择碱性盐添加量：碳酸钠为1.0%，碳酸钾、磷酸三钾、磷酸三钠和碳酸氢钠均为1.5%。

4、碱性盐对生鲜湿面pH值的影响

由图4所示，所有样品的pH值均呈下降趋势，在贮藏时间72 h内对照组pH值从6.04下降至5.21，实验组pH值始终在碱性范围内，添加1.0%碳酸钠的样品pH值从9.82下降至8.78，下降幅度最小，这说明碳酸钠的添加能够使生鲜湿面基质更加稳定，可能是由于碱处理造成淀粉分子链的重排/键合，增强了长链和短链有序分子结构，且碱性盐引入的金属离子和淀粉羟基之间存在静电相互作用，碱溶液中的氢氧根离子会增强淀粉颗粒组分中的键合力，从而增强淀粉颗粒的稳定性；另外，Li Man等的研究表明，面条pH值低于6或大于9时可以有效延缓面条的腐败变质。这说明面条pH值越高其状态越稳定，微生物生长越缓慢，实验组之间pH值的差异是因为碱性盐类型不同，不同碱性盐在水中电解形式有区别，其电解后的离子与淀粉和蛋白质的结合程度存在差异，进而会导致面筋蛋白和淀粉组分结构发生变化，Bharti等发现，随着碱浓度的逐渐增加，碱改性芒果仁淀粉的分解显著减少（P＜0.05）。贮藏前12 h内，面条pH值由低到高分别为对照组、碳酸氢钠、磷酸三钾、碳酸钠、磷酸三钠和碳酸钾，其变化趋势与菌落总数变化呈极显著相关（P＜0.05）；贮藏24 h后，碳酸钠实验组pH值逐渐超过磷酸三钠和碳酸钾，生鲜湿面的菌落总数增长速率维持不变，这说明碱性盐对面条中微生物的抑制作用表现在对面条基质pH值的调控和盐离子的盐溶作用，强化面筋网络，加强面条内部结构。

5、碱性盐对面团流变学特性的影响

由表2所示，与对照组相比，5 种碱性盐的添加均显著提高面团吸水率，除碳酸氢钠外，其余4 种碱性盐均不同程度上缩短面团的稳定时间和形成时间，这是因为碱性盐能加快面筋形成速度，参与水分竞争，增加面团吸水量。而碳酸氢钠显著延长面团稳定时间和形成时间，这是由于碳酸氢根离子会在水中分解，碳酸根离子和碳酸氢根离子之间的电离平衡，使其与面筋蛋白结合缓慢，稳定时间和形成时间延长，且金属离子的盐溶作用可以强化面筋结构，增强面团的弹性和耐揉性，使面团粉质特性改善。另外，碱性盐均降低了面团弱化度，碳酸根离子对面团粉质特性的改善效果优于磷酸根离子，钠离子优于钾离子。

由表3可知，面团醒发时间为45 min和90 min时，所有样品最大拉伸阻力均增加，延展性降低，说明随着醒发时间延长，面团面筋网络持续形成，更耐拉伸；醒发时间为135 min时，面团拉伸性能下降，因为面团醒发时间过长，面团变软，强度下降。与对照组相比，实验组面团最大拉伸阻力均增加，除碳酸氢钠外，面团延伸度降低，说明面团韧性更强，耐拉伸，不易流变，弹性增加。因此，碱性盐能够提高面团强度，改善面团的拉伸特性。

综上所述，碱性盐对面团流变学特性的影响主要取决于所添加碱性盐的类别和添加量，一方面金属盐离子能促进面筋网络形成，增强面筋强度；另一方面，酸根离子使面条基质酸碱环境发生变化，部分淀粉颗粒和蛋白质分子溶解，导致面团流变学特性改变。

6、碱性盐对生鲜湿面蒸煮品质的影响

由图5所示，与对照组相比，实验组蒸煮损失显著增加，是因为蒸煮过程中碱性盐少量溶出，导致煮面水pH值升高，直链淀粉浸出，水溶性蛋白质溶解性提高；在加热过程中，碱性盐诱导面条面筋网络迅速聚合，而淀粉糊化膨胀速率较慢，从而使吸水膨胀后的淀粉颗粒难以嵌入到面筋网络中，导致淀粉颗粒溶出率升高。此外，随着贮藏时间的延长，所有样品的蒸煮损失均增加，这可能是由于贮藏期间，面粉中内源性水解酶类（蛋白酶、α-淀粉酶等）的水解作用及微生物代谢，即利用面条中的主要营养成分即淀粉和蛋白质等不断地进行发酵型产酸，使面条基质溃败，面筋网络结构破坏，导致蒸煮过程中更多面条碎片被带入面汤中。

7、碱性盐对熟面条质构特性的影响

由表4可知，随着贮藏时间延长，对照组硬度下降，而实验组面条硬度增大，说明对照组面条易腐败变质，pH值下降较快，严重破坏面条结构，硬度下降，而碱性盐能够参与面条结构的形成过程，使淀粉颗粒被更紧密地包裹在面筋网络中，增强面条结构稳定性，竞争有限的水分，提高面条硬度。较硬的面条具有较强咀嚼性，实验组面条咀嚼性增大。贮藏期间，实验组内聚性始终维持较高水平，贮藏后期，实验组的弹性显著高于对照组。

由图6可知，贮藏初期，除碳酸氢钠外，所有实验组的拉断距离和最大拉伸强度均显著高于对照组。贮藏期间，所有样品拉伸性能不断下降，表明面条结构被破坏，这是由于面粉中内源性酶水解作用及微生物代谢对面条中营养成分的消耗作用，破坏了面条中的蛋白-淀粉网络结构。此外，添加碳酸钾的面条硬度值最高、拉伸强度最大，弹性更接近新鲜面条；而添加磷酸三钾和碳酸氢钠的面条硬度值相对较低；添加1.5%的磷酸三钠、磷酸三钾和碳酸氢钠面条最大拉伸强度低于1.0%添加量的碳酸钠面条。

8、碱性盐对生鲜湿面感官品质的影响

由表5可知，在贮藏初期，面条品质状态较好，与对照组相比，实验组色泽、弹性、适口性、食味、黏性和总分显著提高，这是因为碱性盐有利于增强面筋结构，使面条弹性和咀嚼性较好，口感爽滑不黏腻。实验组爽滑性呈不显著下降趋势，这是由于蒸煮损失增加导致面条表面较粗糙。贮藏24 h，对照组各项评分下降，总分低于60 分，是因为微生物生长破坏面条结构，感官品质下降；而实验组感官评分较高，说明碱性盐能够改善面条感官品质。添加碳酸钠的面条感官得分最高，添加磷酸三钠和碳酸钾的面条适口性和爽滑性较差，这可能是因为碱性盐过分加强面条面筋结构，导致面条硬度过大、蒸煮损失较多；而添加碳酸氢钠和磷酸三钾的实验组其色泽、食味等方面评分较低，是因为其对面条中微生物的抑制效果较弱，面条结构破坏程度较大。

由图7可直观看出，与对照组相比，添加碱性盐均能使面条呈现明亮的浅黄色外观，且不同碱性盐对面条色泽的影响程度不同，碳酸钠对面条色泽影响更大。

9、碱性盐对贮藏期间生鲜湿面微观结构的影响

如图8所示，刚制作出的新鲜面条，对照组内部有明显较大孔洞，且可见明显淀粉粒脱落，碳酸钠和碳酸氢钠表面呈现连续的面筋网络结构，淀粉颗粒分布均匀，致密，面筋网络结构完整，表面光滑；碳酸钾和磷酸三钠实验组能够看出细小孔洞及微量淀粉颗粒脱落，是由于面团形成过程中强面筋网络的快速形成，导致表面连接更少，这也进一步解释了碱性面条在蒸煮过程中其蒸煮损失增加。磷酸三钾实验组无显著淀粉颗粒暴露，这表明与对照组相比，碱性盐导致面筋网络趋于膜状物质，更封闭，沟渠更少，形成了一个更强、更有抵抗力的面筋网络结构，从而能够包裹更多的淀粉颗粒，使各组分结合紧密。

结论

碱性盐的添加能够有效抑制面条中微生物增殖，延缓面条腐败变质速率，其中碳酸钠更有利于调控和维持生鲜湿面的碱性环境，对延长面条保质期更有效，2.0%碳酸钠能够将生鲜湿面保质期从24 h延长至60 h。综合碱性盐对生鲜湿面保鲜效果和表观状态的分析，选择碳酸钠添加量为1.0%，碳酸钾、磷酸三钠、磷酸三钾及碳酸氢钠添加量均为1.5%作为各自的最适添加水平。此外，碱性盐能够改善面条的表观状态，赋予浅黄色外观，使表面干爽、不黏连，增加生鲜湿面吸引力，提高面条硬度和拉伸强度，改善面条质构特性，提升感官品质，主要表现在提高面条弹性、黏性、适口性和食味。碱性盐的添加明显增强面筋和淀粉的交联程度，面筋网络结构致密，其中碳酸钠对生鲜湿面品质的改善效果最好，蒸煮损失相对更少，吸水率和感官评分相对较高。

通信作者简介

陈复生，男，1963年生，教授（二级），博/硕士生导师，河南工业大学副校长。荣获全国模范教师、国家百千万人才工程人选、国家有突出贡献中青年专家、享受国务院政府特殊津贴专家、河南省学术技术带头人等称号；河南省优秀科技创新团队带头人，河南省杰出人才创新基金获得者，河南省高校杰出科研人才创新工程基金获得者等。主持“十三五”国家重点研发计划（首席）、国家“863”计划、国家自然科学基金等项目33项；获科技奖21项，其中获国家科技进步二等奖1项，获省部级科技进步奖8项；在国内外重要刊物发表学术论文386篇，其中被SCI、EI收录108篇；出版著作13部；申请国家发明专利38件，其中授权发明专利23件。培养博士后、博士和硕士研究生119名。

刘伯业，河南工业大学粮油食品学院讲师，中共党员，博士，入选河南省青年人才托举工程、“智汇郑州▪1125聚才计划”创新创业领军团队和河南工业大学青年骨干教师，2017年至河南工业大学粮油食品学院油脂工程系任教。工作期间荣获金龙鱼青年教师奖教金、“挑战杯”河南省大学生创业计划竞赛优秀指导教师和校级优秀班主任等荣誉称号；指导本科生参加2020年“挑战杯”河南省大学生创业计划竞赛和2021年“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛和第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛，分别荣获省级特等奖、省级二等奖和省级三等奖。目前，主持的项目有国家自然科学基金青年科学基金、河南工业大学高层次人才科研启动基金项目、河南工业大学本科教育教学改革研究与实践项目和郑州海特机械有限公司横向项目。在国内外主要学术期刊发表论文40篇，其中以第一作者或通讯作者发表SCI论文6篇、EI论文1篇和教改论文1篇，授权发明专利10项。

第一作者简介

田宇，河南工业大学粮油食品学院蛋白质加工理论与技术团队2020级硕士研究生，本科毕业于河南工业大学，主要研究方向：碱性盐在面制品中应用与保鲜机制研究，获得优秀研究生标兵，优秀学生干部，已发表EI文章1篇。

本文《碱性盐在生鲜湿面保鲜和品质调控中的应用》来源于《食品科学》2022年43卷16期26-35页，作者：田宇，刘伯业，陈复生，曹涵。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210927-328。点击https://www.spkx.net.cn/article/2022/1002-6630/2022-43-16-004.html即可查看文章相关信息。