張國強， 張學閣， 王 超， 李世巖,2， 賈 甲， 王 崇， 梁曉軍

（1. 中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院集團有限公司，北京 100083； 2. 土壤植物機器系統(tǒng)技術國家重點實驗室，北京 100083；3. 中國包裝和食品機械有限公司，北京 100083）

0 引言

面條是傳統(tǒng)面食產(chǎn)品，是中國面食文化的重要組成部分，因其營養(yǎng)均衡而老少皆宜[1]。發(fā)展至今，面條種類眾多，根據(jù)加工工藝和成品含水率差異，可劃分為鮮濕面、掛面和半干面3 類[2]。鮮濕面是指切條后未經(jīng)后續(xù)干燥工藝脫水的面條，含水量為30%～38%，口感好，但貨架期短不易儲存，常溫保存1～3 d。鮮濕面脫水干燥，含水率降低到13.0%～13.5%的為掛面，因水分低貨架期可達12 個月。半干面是指鮮濕面經(jīng)過干燥后含水率在22%～25%的面條，水分含量介于鮮濕面和掛面之間，保質期長于鮮濕面但不及掛面，是綜合了保質期和鮮濕面口感的一種面食產(chǎn)品，深受消費者歡迎[3]。半干面產(chǎn)業(yè)化加工具有巨大市場需求，貨架期短與口感有待提升（與鮮濕面比）依然是半干面產(chǎn)業(yè)面臨的關鍵問題[4]。綜合研究表明，添加酒精、食用鹽等防腐劑是目前行業(yè)延長半干面貨架期的主要措施，但確犧牲了面食的口感，基本吃不到面香的味道[5]。如何延長貨架期，并同步提升面食品質是半干面產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵問題，聚焦此問題具有重要意義，結合行業(yè)現(xiàn)狀，對半干面加工及其貨架期問題進行綜述[6]。

1 半干面加工工藝

1.1 半干面工業(yè)化生產(chǎn)工藝流程

半干面半自動化生產(chǎn)工藝流程如圖1 所示，主要包含和面、壓延、切條、包裝等環(huán)節(jié)。和面是將面粉、食鹽和其他輔料與飲用水等按照比例進行混合，這是整個生產(chǎn)流程最重要的環(huán)節(jié)，倘若混合物比例沒有配合好，則后續(xù)環(huán)節(jié)都會出現(xiàn)問題。壓延是將面絮經(jīng)過面輥壓成面片，該過程可以將散亂的面筋網(wǎng)絡壓成緊密的網(wǎng)絡結構[7]。面帶經(jīng)過切條段直接切成面條并進入下一工序進行包裝。該系統(tǒng)大大減少了人工量，保證了干燥環(huán)節(jié)的衛(wèi)生。但后期由于人工的參與，使得產(chǎn)品后期生產(chǎn)過程容易受到污染，產(chǎn)品質量不穩(wěn)定。

圖1 人工輔助半自動化半干面生產(chǎn)工藝流程Fig. 1 Production process of manual-assisted semi-automatic semi-dry noodle

全自動智能化半干面生產(chǎn)工藝流程如圖2 所示，面條生產(chǎn)處于全封閉環(huán)境中，可確保干燥效率和產(chǎn)品衛(wèi)生。該系統(tǒng)可以根據(jù)物料的不同設計其干燥參數(shù)，以適應多種面條工作生產(chǎn)環(huán)境，使適應范圍更廣[8]。但該設備生產(chǎn)的半干面菌落含量高，原因是該系統(tǒng)仍然采取傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，缺乏相應的殺菌系統(tǒng)。

圖2 全自動智能化半干面生產(chǎn)工藝流程Fig. 2 Production process of automatic and intelligent semi-dry noodles

1.2 面條干燥原理及工藝

面條干燥指面條在溫度高于自身溫度的環(huán)境中，面條內的水分吸熱并以氣態(tài)形式擴散到空氣中的，從而使面條含水率降低并且能夠長期保存[9]。在干燥過程中，如果環(huán)境濕度過低而溫度過高，會導致面條表面水分流失過快，面條內部水分含量高于面條表面水分含量，導致酥面的產(chǎn)生[10]。如果環(huán)境溫度過低，則會降低面條干燥效率，使干燥時間變長[11]。在干燥過程中要嚴格控制干燥環(huán)境的溫度和濕度。

面條干燥主要分為自然干燥、人工低溫干燥、中溫干燥、高溫干燥和全智能封閉干燥5 種干燥方式[12]。自然干燥主要是室外晾曬，受到外界天氣影響比較大，干燥溫度和速率較難控制。人工低溫干燥的干燥時間過長，一般在8 h 以上，導致企業(yè)需要大量的干燥空間，不利于企業(yè)大規(guī)模發(fā)展[13]。中溫干燥是20 世紀80 年代由日本引進到我國，這種低溫干燥技術解決了困擾我國多年的面條酥面問題，但干燥時間長也是中溫干燥的一個缺陷[14]。20 世紀80 年代研制了隧道式高溫干燥一號機，90 年代又研制出隧道式掛面高溫干燥二號機，干燥時間可以明顯縮短[15]。全智能封閉干燥是采用全封閉式干燥空間，可保證面條的干凈衛(wèi)生，系統(tǒng)利用全自動化操控系統(tǒng)控制溫度、濕度及面桿速度等參數(shù)，整套系統(tǒng)運行穩(wěn)定，可保證產(chǎn)品輸出的可靠性[16]。但是該設備缺少殺菌系統(tǒng)，使得生產(chǎn)的面條菌落數(shù)含量偏高，種種原因導致全自動封閉式干燥系統(tǒng)還未大規(guī)模投入使用。

2 半干面保質期

2.1 半干面變質原因

菌落數(shù)高是半干面貨架期短的主要原因，行業(yè)內對半干面殺菌防變質領域的研究較少[17]。根據(jù)現(xiàn)有研究表明，枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、表皮葡萄球菌和金黃色葡萄球菌是引起半干面變質的幾大主要優(yōu)勢菌群，其中芽孢桿菌是半干面儲藏過程中導致變質的主要細菌，隨著儲藏時間的增加，葡萄球菌的數(shù)量也在急劇增加，成為后期半干面變質的主要優(yōu)勢菌群[18]。導致半干面含菌量高的原因主要有以下3 個方面。

第一，原料面粉及制面用水中微生物含量高。作為半干面加工的主要原料，面粉中微生物的數(shù)量直接決定了成品面條中微生物含量的高低。目前，我國大部分面粉菌落數(shù)為104～105CFU/g，而日本面粉中的菌落數(shù)在103CFU/g 以下[19]。使用菌落數(shù)含量高的原料進行半干面的生產(chǎn)則直接導致面條中菌落數(shù)的超標，如果半干面原料及在半干面生產(chǎn)過程和包裝過程不進行有效的殺菌，就會使得半干面產(chǎn)品中微生物的數(shù)量顯著增加，縮短半干面的貨架期。

第二，半干面加工過程和設備衛(wèi)生管理方面影響成品菌落數(shù)[20]。日本制面企業(yè)下班后，廠里工人會將制面設備仔細的清理一遍，并且徹底打掃制面車間，確保制面環(huán)境的衛(wèi)生。我國制面企業(yè)采用自動化生產(chǎn)，避免工人直接與制面設備和生產(chǎn)流程接觸，工作人員不會進入制面車間去打掃衛(wèi)生，導致制面設備在一些地方出現(xiàn)灰塵堆積。在半干面生產(chǎn)過程中，由于機器的振動及制面環(huán)境中的空氣流動，會有一些粉塵吹落至產(chǎn)品表面或者落入和面機中與面粉等制面原料混合，從而使得半干面在生產(chǎn)過程中微生物侵入產(chǎn)品，使面條的菌落數(shù)增加，導致半干面貨架期的縮短。

第三，半干面高含水率促進微生物繁殖。半干面儲存大都采用低溫冷藏配合真空包裝的方式[21]。因半干面含水率高，冷藏保存后面條解凍困難，真空保存又容易出現(xiàn)擠壓損壞，導致煮面時容易混湯，且冷藏保存后半干面貨架期也不會延長太久[22]。只有從根源上找出半干面殺菌的有效方式才能夠真正地解決掉半干面貨架期短的問題[23]。

上述3 方面是導致面條中微生物增加的直接原因，由于半干面中富含水分和蛋白質，在加工過程和貯藏過程中半干面容易有雜菌污染，如果在加工和后期包裝密封過程中沒有殺菌徹底，就很容易會導致食品腐敗變質[24]。

只要是控制加工過程中微生物數(shù)量，就可以有效減少面條中微生物含量，從而大大延長面條的保質期，提高貨架期。后期再配合有效合理的殺菌方式，可以生產(chǎn)出貨架期長的產(chǎn)品[25]。目前殺菌領域主要是微波及輻射殺菌，但都會嚴重影響半干面產(chǎn)品的口感，因而熱力殺菌是半干面領域最有效衛(wèi)生的殺菌方式。高溫殺菌可以有效減少半干面中的芽孢桿菌及其他細菌微生物，而且在合適的溫度濕度及殺菌時間下，半干面的口感及品質特性可以明顯得到提升[26]。

2.2 延長半干面保質期方法

半干面易腐敗變質導致面條褐變、變酸和發(fā)霉，室溫下保質期僅有2～3 d，所以貨架期短一直是半干面工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展的瓶頸，阻礙面條生產(chǎn)和運輸?shù)陌l(fā)展[27]?，F(xiàn)在大多數(shù)生產(chǎn)廠家采用以下幾種方式來延長半干面貨架期。

一是添加保鮮劑。在加工過程中，菌落主要來自于面粉、水及其他添加原料，細菌會在加工過程逐漸繁殖增加，所以近些年半干面保鮮研究越來越趨近于保鮮劑的研究，如天然保鮮劑茶多酚、皂苷、黃酮醇等物質，以及化學保鮮劑丙酸鈉和丙酸鈣，這類物質具有良好的抑菌效果[28]。但向面條中添加這些物質也影響了面條的口感。還有向面條中添加酒精，以及添加有機酸調節(jié)面條pH 值等較為健康安全的方式，但消費者將面條開袋后，會聞到酒精味和酸味，這種辦法嚴重影響了消費者的食用體驗，不符合大眾的飲食習慣[29]。添加保鮮劑可以使半干面保質期延長到27 d 左右，但其產(chǎn)生的負面影響卻是無法解決的。

二是低溫保存[30]。國內外普遍采用的是冷藏冷凍保存的方式，這種保存方式可使半干面保鮮時間在4 d 左右。面條生產(chǎn)企業(yè)將產(chǎn)品包裝，放入冷庫中進行保存，通過冷藏車進行運輸，由于該運輸方式的存在，大大增加了面條的生產(chǎn)及運輸成本。由于面條的貨架期有限，從生產(chǎn)到運輸再到銷售時間極短，而生產(chǎn)及銷售時間不能縮短，只能通過縮短運輸距離從而減少運輸時間來保證半干面在最佳時間內食用，所以半干面生產(chǎn)企業(yè)的銷售范圍會變的比較有限。而冷凍冷藏會致使面條解凍困難，易發(fā)生粘連，破壞面條的外觀。

三是多種方式配合保鮮。在面條儲存階段還有氣調包裝保鮮方式[31]。氣調包裝保鮮就是在面條加工包裝階段，向包裝袋內充入氣體來抑制半干面內細菌的生長，或者直接采用密封包裝來保存半干面[32]。氣調包裝配合冷藏等其他保鮮方式可使半干面貨架期達到16 d 左右。對于充氣包裝保鮮方式而言，目前只在面包、月餅等烘培食品中較為常見，在面條保鮮領域鮮有。密封包裝配合冷藏保鮮是大多數(shù)食品保鮮方式，但是用于面條保鮮中容易造成半干面的擠壓損壞[33]。

四是降低含水率[34]。降低面條含水率，可以減弱微生物的繁殖。水作為細胞生命繁殖、新陳代謝的重要組成部分，具有不可替代的作用，將面條的含水率降低，可以減弱面條中微生物細胞的生命活動，有效延長面條的保質期，防止其出現(xiàn)變質腐壞。將面條含水率降低至13%以下，面條貨架期可以達到數(shù)月之久。但是降低面條的含水率會造成面條口感的下降，雖然貨架期得到延長，但犧牲了其口感、風味。

五是微波殺菌及輻射殺菌[35]。微波殺菌利用的是微波熱效應及非熱效應兩種效應同時作用來實現(xiàn)半干面的殺菌。輻射殺菌是用輻射處理半干面，通過輻射能使微生物喪失活性從而達到殺菌目的，后續(xù)再配合氣調包裝及冷藏等方式便可以使半干面貨架期延長。但是這兩種殺菌方式會導致面條出現(xiàn)質構特性改變、變色和有輻射味等問題，極大地破壞了半干面產(chǎn)品的可食用性，影響半干面感官穩(wěn)定性和品質。

以上所有面條保鮮工藝都需要向面條中添加其他物質及冷凍或者輻射微波殺菌來解決半干面的長期保存問題，但這就會造成半干面的口感發(fā)生變化，犧牲面條的可食用性，有些物質還會使面條外觀色澤度產(chǎn)生變化，影響了半干面的可售性[36]。長期食用防腐劑會對人體產(chǎn)生傷害，所以添加防腐劑及其他物質對于面條企業(yè)的進步?jīng)]有實質性的作用，甚至可能會造成行業(yè)的倒退。

2.3 半干面保質期發(fā)展趨勢及展望

國內的半干面生產(chǎn)廠大都使用防腐劑或在和面時添加酒精來延長面條的保質期，而添加劑導致面條的口感變差，色澤度也隨之下降，影響面條的外觀[37-38]。添加酒精會有酒精味，影響消費者的體驗感，在這種情況下，開發(fā)一種新型的不同于微波輻射殺菌加工工藝，顯著減少微生物含量達到延長貨架期的目的勢必成為一種趨勢[39]。

限制貨架期導致半干面變質的主要是微生物，采用殺菌方式將微生物殺死最可行，現(xiàn)在國內大部分半干面生產(chǎn)仍然采用的是和面、壓延、切條、干燥、包裝流程，這一生產(chǎn)流程中間缺乏相應的殺菌環(huán)節(jié)[40]。而現(xiàn)有的輻射及微波殺菌方式都會影響半干面的口感，根據(jù)研究來看，高溫殺菌可以彌補殺菌流程，并且也是最有效的、衛(wèi)生健康的辦法。

在面條進入干燥流程之前，設置高溫高濕殺菌設備，將面條表面及內部細菌殺死，后續(xù)再經(jīng)過干燥、緩蘇等階段來控制面條的水分，高溫高濕殺菌可以在提高溫度的同時提高殺菌時的濕度，這樣可以有效避免酥條問題的產(chǎn)生，保證半干面口感不會發(fā)生變化[41]。通過高溫高濕環(huán)境后，面條中蛋白質凝集，面條中面筋網(wǎng)絡更加致密，從而半干面口感得到提升。

3 結束語

針對半干面保質期短，口感需要提升的技術問題，本文分析了引起半干面貨架期短的主要原因，歸納了目前延長半干面貨架期關鍵措施，分別是使用添加劑、包裝保鮮和輻射微波殺菌，并分析了各自的技術特點，最后提出了高溫高濕殺菌工藝是降低半干面菌落數(shù)的關鍵技術，為面食行業(yè)延長半干面貨架期并提升口感提供參考。