面条是中国的传统主食之一,具有4 000多年的发展历史。迄今为止面条的工业化生产主要分为生鲜面、半干面、熟面以及冷冻面等品类,其中生鲜面因风味天然、营养丰富以及优良口感深受消费者喜爱。生鲜面富含蛋白质、脂肪等营养物质,含水量为32%～38%,这些特性为微生物的生长繁殖提供了适宜的环境。这一特性导致生鲜面在4 ℃冷藏条件下只能贮存5～7 d,在25 ℃下只能贮存1 d,不利于工业化生产与市场流通[1]。因此,保持生鲜面的品质和延长货架期一直是食品行业的研究热点。研究表明生鲜面的腐败变质由多方面因素共同作用导致,包括微生物活动、水分分布、环境温度、营养组分以及内源酶活性等[2]。针对上述变质因素目前已形成多种保鲜技术,如热处理与非热处理等物理技术、酸度调节剂与水分活度调控剂等化学技术、动植物及微生物源抑菌剂等生物技术、活性包装与气调包装等包装技术,通过调控相关变质因素实现生鲜面货架期的延长与品质的维持。本文系统分析导致生鲜面腐败变质的关键影响因素以及目前主要的保鲜技术,旨在为生鲜面产业化生产提供理论参考。
1 生鲜面货架期的主要影响因素
1.1 微生物
微生物的种类和数量是衡量生鲜面腐败变质程度的关键指标,其代谢活动不仅会导致面条出现异味、发黏等品质劣变,还可能产生有害物质影响食用安全。表1总结了生鲜面贮藏期间的主要腐败优势菌,包括芽孢杆菌属、葡萄球菌属、微杆菌属等细菌,以及曲霉属等霉菌。在不同的贮藏温度下生鲜面中的微生物菌群结构存在一定差异,通过精准分离鉴定其中的关键腐败菌能够为开发出针对性的抑菌方法提供理论支撑,高效延长生鲜面的货架期并完善技术体系。
表1 生鲜面中的腐败优势菌
Table 1 Dominant spoilage bacteria in fresh noodles
微生物种类贮藏温度/℃腐败优势菌细菌25枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌[3]25蜡状芽孢杆菌、大肠杆菌[4]4、15黄微杆菌、葡萄球菌[1]霉菌25草酸青霉、黄曲霉、黑曲霉[5]15黄曲霉、白色曲霉、皮落青霉[1]
1.2 水分
生鲜面的高水分含量会加速细菌、霉菌等微生物的增殖速率,其高水分活度(Aw>0.95)也会激发多酚氧化酶和脂肪氧化酶等多种内源酶的活性,致使生鲜面出现褐变、酸败等品质劣变[6]。随着生鲜面贮藏时间的延长,被束缚在面筋蛋白质网络结构中的结合水逐渐向自由水转化,水分分布状态发生改变。当环境温度发生波动时,这些游离的水分子会向生鲜面表面迁移并在局部形成高水分活度区域,这种水分分布的不均衡性最终表现为面条的黏连、表面发黏、甚至是霉变等问题[7]。因此,保持更好的水分结合状态不仅能抑制微生物生长,还能维持生鲜面的品质。
1.3 贮藏温度
生鲜面贮藏温度的变化直接决定微生物的生长动态、酶的作用强度、生化反应进程以及最终货架期的长短。根据Arrhenius方程,在一定温度范围内每升高10 ℃,微生物的生长速率就可能会增加2～3倍[8]。在4、15、25、37 ℃贮藏温度条件下,生鲜面基于总活菌计数的货架期呈现递减趋势,分别为5 d、1 d、<1 d和<1 d[1]。低温贮藏(4～10 ℃)能够降低生鲜面中微生物的多样性及其数量,是生鲜面产业中具有成本效益的基础保鲜技术。
1.4 其他因素
生鲜面在贮藏期间会发生组分老化,其蛋白质、淀粉与脂质等结构性质的变化会影响产品的感官品质。同时多种内源酶协同作用导致品质劣变,例如多酚氧化酶引起表观褐变、α-淀粉酶加速淀粉水解致使质地发黏、脂肪酶水解生成游离脂肪酸造成酸价上升与酸苦异味等[9]。另外生鲜面的酸度值可反映贮藏稳定性,微生物代谢活动受酸碱环境的制约,偏离适宜pH范围能够有效抑制其生长繁殖速度[10]。调节生鲜面的酸碱度不仅能有效抑制微生物,同时还能降低相关的酶促反应活性,最终实现维持面条贮藏稳定性的目的。
2 生鲜面保鲜技术
2.1 物理技术
生鲜面的物理保鲜技术主要以小麦籽粒、小麦粉以及生鲜面产品为处理对象,按作用机制分为热处理与非热处理两大体系。热处理主要包括过热蒸汽、微波及射频杀菌等,利用高温达到灭活微生物的目的。该类技术大多应用成熟且成本效益高,但由于处理温度较高,可能导致面条出现发黄、糊化等品质问题。非热处理主要包括辐照、等离子体、臭氧、超高压以及脉冲光等技术,其优势在于能维持面条的原有质构并保留营养成分,然而目前存在设备成本较高且多数技术工业化推广受限等挑战。物理技术在生鲜面防腐保鲜中的应用如表2所示,实际生产中需要结合具体情况选择适宜的加工技术。
表2 物理技术在生鲜面防腐保鲜中的应用
Table 2 Application of physical technologies in fresh noodles
保鲜技术处理方法品质影响应用阶段国内标准参考参考文献热处理温度80～100 ℃,时间30 min处理小麦粉,生鲜面25 ℃货架期至2 d面条色泽鲜艳,硬度提高并改善整体香气工业应用过热蒸汽温度170 ℃,时间10 s处理全麦面粉,全麦面条25 ℃货架期至5 d降低全麦半干面酸度和脂肪酸值工业应用热处理一阶段98 ℃ 4 min;二阶段90 ℃ 15 min,生鲜面4 ℃货架期至56 d降低生鲜面水分活性,改善质构和蒸煮性能工业应用微波技术功率900 W,时间50 s处理小麦粉,保鲜湿面25 ℃货架期至24 h硬度增加,色泽下降,整体感官品质变化小工业应用—[20][11][12][13]射频技术110 mm极距,时间7.5 min处理,半干面25 ℃货架期至5 d硬度、拉伸强度增加,蒸煮损失减少试验阶段T/NTJGXH 078—2022 《射频组合干燥果蔬制品》等[15]辐照技术4 kGy γ辐照+质量分数1%Na2CO3,生鲜面25 ℃货架期至6 d碱面条硬度、咀嚼降低,褐变减轻其他食品辐照食品种类限定于GB 14891系列范围[16]超高压压力400 MPa,温度20 ℃,时间10 min,方便湿面4 ℃货架期超2周硬度增加,感官品质下降,最佳蒸煮时间缩短工业应用GB/T 41645—2022 《超高压食品质量控制通用技术规范》[21]活化水介质阻挡放电36 kJ功率制备活化水,生鲜面4 ℃货架期至约8 d改善质构和感官品质,有轻微亚硝酸盐残留试验阶段非热介质阻挡放电功率70 W,时间20 s,生鲜面初始菌落降低,抑制酸度发展颜色、质地无不良变化,面团片边缘发白试验阶段T/CIET 1461—2025《食品及冷链物流低温等离子体冷杀菌技术规范》等[17][18]气态臭氧质量流量2.4 g/h处理面粉15 min,新鲜面条20 ℃货架期至96 h改善面粉的白度、粉质特性和溶解性试验阶段水相臭氧质量浓度1.78 mg/L,半干面25 ℃货架期延长近24 h半干面的白度上升、对质地特性无显著影响试验阶段GB 14930.2—2025《食品安全国家标准 消毒剂》[22][23]脉冲光单脉冲能量500 J、灯距9 cm、脉冲次数20,半干面贮藏性能得到提升延缓山药半干面的褐变,感官品质得到改善试验阶段T/CFPMA 0001—2018《脉冲强光杀菌设备》[24]
注：“—”为无参考,下表同。
2.1.1 热处理技术
热处理是生鲜面保鲜应用中较为常见且高效的一种方法。例如,采用80～100 ℃加热面粉30 min或170 ℃过热蒸汽处理10 s均能显著降低微生物数量,延长面条的保质期[11]。对成品面条采用98 ℃蒸汽4 min后90 ℃处理15 min的分段热处理,并结合冷藏条件能提升面条质构与蒸煮性能,将保质期延长至56 d[12]。微波也是一种热杀菌技术,与单纯热杀菌的不同之处在于它兼具热效应与非热效应的双重机制,不仅能高效杀灭微生物,还能更好保留食品的营养成分。其杀菌效果主要取决于功率强度和处理时间的协同优化,例如以900 W功率处理小麦粉50 s可使菌落总数减少85%,霉菌和酵母总量降低93%[13]。但是,该技术也存在加工成本相对较高的问题,若是过度处理也会导致面粉出现微黄及焦糊结块现象,使制成的面条发暗、变硬。为改善加热过程中的均匀性与可控性,目前固态微波源或其他固态加热元件正被应用于微波处理性能的优化[14]。射频技术其杀菌原理与微波类似,但凭借更低频率和长波长特性实现了更深的穿透效果与更均匀的加热抑菌。XU等[15]采用110 mm极距处理7.5 min能使半干面的常温货架期达5 d且感官品质未有明显变化。目前射频技术在食品中的适用范围有限,例如南通市农副产品加工技术协会发布的T/NTJGXH 078—2022《射频组合干燥果蔬制品》仅针对脱水蔬菜、干果等干燥类农产品提出了工艺规范。该技术若要拓展至生鲜面等更多食品品类的合规应用还需较长周期。
2.1.2 非热技术
以辐照、等离子体、超高压等为代表的物理技术核心优势在于“非热杀菌”。辐照技术利用γ射线、X射线或电子束的电离作用破坏微生物DNA从而起到抑菌效果。4 kGy γ辐照使小麦粉灭菌率达99%,协同添加质量分数1%Na2CO3能延长生鲜面常温货架期至6 d并改善色泽[16]。根据GB 14891.8—1997《辐照豆类、谷类及其制品卫生标准》,生鲜面作为小麦粉制品在范畴上属于“谷类制品”,理论上该标准为其辐照处理提供一定依据。标准所规定的0.4～0.6 kGy剂量主要用于杀虫目的,若将辐照应用于生鲜面杀菌,此剂量范围与微生物控制的常规要求可能会存在差异。此外,消费者对“辐照食品”的认知和接受程度仍在逐步建立中,未来生鲜面辐照杀菌在标准适用性方面得到进一步明确时,相关企业应结合市场实际情况进行可行性评估。冷等离子体技术是一种新兴的冷杀菌技术,其杀菌机制主要是通过高活性粒子蚀刻微生物细胞表面致使膜穿孔而失活。该技术可通过不同方式应用,利用非热介质阻挡放电技术制备富含高活性氧化粒子(如活性氧、活性氮)的等离子体活化水处理生鲜面能延长货架期至8 d,同时提升面条的色泽及弹性[17]。此外等离子体表面处理可有效降低生鲜面Aw,增强结构稳定性以实现货架期的延长[18]。等离子体技术已经在食品金属检测、临床及生物医药等领域实现部分商业应用[19],但在生鲜面等食品直接杀菌方面尚缺乏明确标准。目前T/CIET 1461—2025《食品及冷链物流低温等离子体冷杀菌技术规范》的发布有望推动该技术在食品杀菌应用中的标准化与合规化。臭氧是一种高效杀菌剂,美国食品和药物管理局在2001年6月将气相与水相臭氧认证为可直接接触食品的抗菌剂。根据GB 14930.2—2025《食品安全国家标准 消毒剂》,臭氧目前允许用于生食水果、蔬菜的表面消毒,但其在生鲜面保鲜处理的实际应用还处于试验阶段。尽管这些技术在面制品杀菌领域多处于实验室与小规模试验,但发展前景广阔,具备向面制品实际应用拓展的可行潜力。非热技术中超高压在面制品中的应用已具备标准依据——GB/T 41645—2022《超高压食品质量控制通用技术规范》,为实际生产提供了工艺参数与质量控制支持。随着行业绿色加工需求的提升,未来非热技术有望替代部分传统热处理,推动生鲜面产业向高品质、低损耗和绿色可持续方向发展。
2.2 化学技术
化学保鲜剂应用广泛、价格低廉、抑菌高效,在GB 2760—2024《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中允许在生鲜面制品中添加使用的化学保鲜剂主要有:化学防腐剂(如丙酸及其钠/钙盐、单辛酸甘油酯等);酸度调节剂(如磷酸及磷酸盐、富马酸等);水分活度调控剂(如山梨糖醇、丙二醇等);常用的加工助剂(如食用酒精)。化学保鲜剂在生鲜面防腐保鲜中的应用如表3所示,GB 2760—2024对各类添加剂的用量均作出了严格标准。相关食品生产企业应密切关注法规动态,及时评估并调整产品配方与生产工艺,确保添加剂的使用对生鲜面保鲜有显著效果又不危害消费者安全。
表3 化学技术在生鲜面防腐保鲜中的应用
Table 3 Application of chemical technologies in fresh noodles
保鲜技术处理方法品质影响应用阶段国内标准参考参考文献化学防腐质量比0.08%单辛酸甘油酯+质量比0.015%丙酸钙+质量比0.12%肉桂酸钾,生鲜面37 ℃货架期超3 d37 ℃下贮藏第3天菌落总数在2.8×104CFU/g,远低于限值工业应用GB 2760—2024规定生湿面制品中单辛酸甘油酯限量1.0 g/kg、丙酸钙限量0.25 g/kg、肉桂酸钾为食品用合成香料[25]质量分数3%山梨酸钾薄膜面条常温下贮藏在第8天出现霉菌生长其他食品GB 2760—2024规定山梨酸钾用于米面灌肠制品等作防腐剂[26]酸度调节质量分数0.068%H3PO4+质量分数0.060%富马酸,生鲜面4 ℃货架期延长10 d面条pH值降至4.7,硬度增加,拉伸力和弹性下降工业应用GB 2760—2024规定生湿面制品中H3PO4限量5.0 g/kg、富马酸0.6 g/kg[10]质量分数2%Na2CO3,生鲜面25 ℃货架期至60 h面条呈现浅黄色外观,适口性提升,蒸煮损失增加工业应用GB 2760—2024规定生湿面制品中Na2CO3按生产需要适量使用[27]水分活度质量分数2%山梨糖醇+98 ℃热处理,生鲜面25 ℃货架期至120 h提高生鲜面的硬度、咀嚼性和弹性,亮度得到改善工业应用GB 2760—2024规定生湿面制品中山梨糖醇限量30.0 g/kg[29]
2.2.1 化学防腐剂
化学防腐剂由人工合成,种类繁多,通过直接破坏微生物细胞结构实现高效抑菌,在实际生产中通常采用复配应用增强抑菌效果并降低单剂用量。例如质量比0.08%单辛酸甘油酯协同质量比0.015%丙酸钙与质量比0.12%的肉桂酸钾能显著抑制生鲜面中微生物增殖[25]。此外化学防腐剂的应用不仅限于直接添加,还可以通过食用薄膜形式整合到新鲜面条中。WANGPRASERTKUL等[26]以聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯与热塑性淀粉共混物为成膜基质,通过掺入占该聚合物总质量3%的苯甲酸钠和6%的山梨酸钾,开发出1种生物可降解抗菌包装膜,能有效延缓面条中曲霉和根霉的生长。这种技术为化学防腐剂的应用形式提供了新的途径,同时兼顾食品安全与环保需求。
2.2.2 酸度调节剂
在生鲜面中加入富马酸、乳酸等有机酸类将体系pH值调节至5.0～5.5能抑制多数腐败微生物的生长。HAN等[10]采用富马酸和富马酸一钠调节生鲜面pH值至5.3和4.7时,其冷藏货架期分别延长了5 d和10 d。碱性盐则通过提升pH值至10以上达到保鲜效果,如质量分数2%的Na2CO3可将生鲜面常温货架期延长至60 h[27]。然而酸处理可能会破坏生鲜面中淀粉与蛋白质结构,增加蒸煮损失并带来不良酸味。碱处理则需关注其对生鲜面长期稳定性的潜在影响,如碱式面在贮藏期间容易发生褐变。因此酸度调节剂的添加量需精确调控以平衡保鲜需求与感官品质。
2.2.3 水分活度调控剂
水分活度调控剂以低分子多元醇如丙二醇、山梨醇为代表,利用分子结构上的亲水羟基束缚面条体系中的游离水分子,降低整体水分活度达到保鲜目的。山梨糖醇在较低添加量时(≤2%,质量分数)虽然能通过增强面筋蛋白间的氢键交联改善面团的黏弹性、延展性并延缓质构劣变,但其直接抑菌能力有限[28],一般需要协同其他技术进行增效。例如,将质量分数2%山梨糖醇结合98 ℃的热处理可使生鲜面Aw从0.922降至0.884,常温货架期延至120 h[29]。姜云等[30]优选出水分活度降低剂组合(3%山梨糖醇液、0.1%丙二醇、2%食盐、0.8%复合磷酸盐,均为质量分数),使半干面Aw降至0.867,常温货架期至6 d。因此水分活度剂通常需要提升有效浓度或与其他技术联用实现保鲜效果。
2.3 生物技术
天然保鲜剂应用形式多样,包括直接添加、喷淋与涂抹等,按其来源可分为动物源、微生物源和植物源3类。不同来源的保鲜剂因成分特性差异在保鲜效果上各有侧重,具体应用详见表4。目前研究较多的天然保鲜剂包括壳聚糖、乳酸链球菌素等,这些保鲜剂在安全性、环境友好性及绿色可持续性等方面具有突出优势,契合当下消费者对环保与健康的追求。
表4 生物技术在生鲜面防腐保鲜中的应用
Table 4 Application of biological technologies in fresh noodles
保鲜技术处理方法品质影响应用阶段国内标准参考参考文献动物源质量分数0.5%壳寡糖,生鲜面4 ℃货架期延长了6 d降低硬度和拉伸强度,增加蒸煮损失其他食品GB 2760—2024批准用于西式火腿和肉灌肠类制品作增稠剂、被膜剂[31]质量分数0.1%鱼精蛋白,生鲜面25 ℃货架期至2 d抑制大多数微生物生长试验阶段—[1]微生物源乳酸链球菌素发酵酸面团,生鲜面4 ℃货架期至22 d影响面条的面筋结构,外观与气味变化较小其他食品GB 2760—2024批准用于方便米面制品、预制肉制品等作防腐剂[32]0.2 g/kg ε-聚赖氨酸盐,米粉4 ℃货架期至14 d贮藏期未检测到霉菌和酵母,pH值逐渐降低工业应用GB 2760—2024批准用于生湿面制品作防腐剂,限量0.30 g/kg[33]质量分数0.4%表面活性素,生鲜面25 ℃货架期延长了48 h延缓褐变与黑斑形成试验阶段—[34]植物源质量分数0.6%植酸+质量分数1.6%NaCl酸度上升,硬度增加,弹性和咀嚼性表现良好其他食品GB 2760—2024批准植酸用于植物油脂、肉灌肠类等作抗氧化剂[35]质量分数1.5%黄精多糖,生鲜面4 ℃货架期延长了6 d弹性黏度提高,烹饪损失减少试验阶段—[37]
续表4
保鲜技术处理方法品质影响应用阶段国内标准参考参考文献植物源质量分数0.1%百里香酚,生鲜面25 ℃货架期超2 d硬度上升,色泽变亮,蒸煮损失下降试验阶段GB 2760—2024批准为食品用合成香料[40]质量分数1.0%茶多酚,生鲜面4 ℃货架期超5 d改善弹性和拉伸性能,色泽更加鲜亮其他食品GB 2760—2024批准用于方便米面制品、肉灌肠类等作抗氧化剂[41]质量分数0.05%姜黄素,小米面条25 ℃货架期至30 h质地、硬度及总体可接受性等无显著差异其他食品GB 2760—2024批准方便米面制品、可可制品等作着色剂[4]
2.3.1 动物源
壳聚糖提取自甲壳类动物外壳或部分真菌细胞壁,它通过强正电荷性破坏微生物膜的完整,或直接穿透膜结构干扰胞内正常生理活动实现抑菌效果。CHEN等[31]研究表明,在生鲜面中添加壳聚糖可延长其冷藏货架期3～6 d并抑制酸度发展,但同时也增加了蒸煮损失。鱼精蛋白是鱼类精子衍生的碱性蛋白质,通过裂解微生物膜或结合胞内关键酶发挥抑菌作用,添加质量分数0.1%鱼精蛋白可将生鲜面常温贮藏时间延长至少2 d[1]。根据GB 2760—2024规定,鱼精蛋白未获批准作为食品添加剂使用。而壳聚糖被批准应用于西式火腿、肉灌肠类制品中作为增稠剂、被膜剂,在生鲜面中的保鲜应用目前还处于实验室研究阶段。由于壳聚糖已在部分食品类别中具有实际应用基础与安全性数据积累,因此其在生鲜面保鲜中的合规化扩展与工业化推广在一定程度上具备现实条件和可行性。此外,目前动物来源的保鲜剂受工艺和成本影响,实际应用种类有限,更多高效、安全的动物源保鲜剂有待进一步研发与利用。
2.3.2 微生物源
微生物源保鲜剂(如乳酸链球菌素、ε-聚赖氨酸盐酸盐等)通过作用于微生物膜实现抑菌功效。例如,乳酸链球菌素可通过静电作用在微生物膜形成孔隙或改变膜通透性诱导胞内物外泄,对革兰氏阳性菌(如葡萄球菌、芽孢杆菌)及部分耐药菌抑制效果显著。其发酵酸面团的应用可使生鲜面冷藏货架期从12 d延长至22 d,同时减少贮藏期的黏度劣变[32]。ε-聚赖氨酸盐酸盐作为白色链霉菌代谢产物,通过破坏膜电位实现广谱抑菌作用。实验表明,在冷藏条件下添加0.2 g/kg的ε-聚赖氨酸盐酸盐可使方便米粉的冷藏货架期延长至14 d,并完全抑制霉菌与酵母生长[33]。ε-聚赖氨酸盐酸盐和乳酸链球菌素均为GB 2760—2024批准使用的防腐剂,但在面制品中乳酸链球菌素目前仅被允许用于方便湿面制品。表面活性素源于枯草芽孢杆菌发酵液,能破坏微生物脂质双层的完整性致使细胞内容物泄漏,质量分数0.4%表面活性素可使生鲜面常温保质期延长48 h,显著延缓褐变与黑斑形成并抑制淀粉回生性结晶[34]。目前该保鲜剂处于实验室研究阶段,在投入实际应用前需通过遗传毒性、细胞毒性等毒理学评估并完成人体安全性研究,仍需较长时间的数据积累和安全评估。微生物源保鲜剂具有天然安全、靶向抑菌的优势,但也存在成本较高、单一抑菌谱较窄等问题,通过结合多种防腐剂可能会产生更有效的抗菌性能。
2.3.3 植物源
植物来源的抗菌物质最为丰富,不同种类的植物提取物对生鲜面的保鲜程度有所差异。植酸是源自谷物和豆类的天然成分,通过酸性环境以及二价阳离子螯合作用破坏革兰氏阴性菌外膜结构达到抑菌效果。质量分数0.6%植酸与质量分数1.6% NaCl复配,对生鲜面中的总嗜温菌及霉菌酵母总数具有显著抑制效果,在30 ℃下该效果可持续12 d[35]。常见植物精油(如百里香、肉桂、牛至精油等)借助亲脂特性穿透微生物膜脂质双层干扰生理功能,主要采用气相熏蒸或微胶囊化技术应用于生鲜面保鲜[36];黄精多糖与魔芋葡甘露聚糖等植物多糖以改善面条品质为主,其在抑菌保鲜方面也展现出巨大潜力。质量分数1.5%黄精多糖能延长生鲜面冷藏货架期6 d[37],壳聚糖复合魔芋葡甘露聚糖涂层在延长保质期基础上还改善了面条的延展性与透明度[38]。随着市场对无合成防腐剂生鲜面需求的持续增长,天然保鲜剂的法规审批与实际应用正逐步成为行业发展的重要趋势。在各类天然保鲜剂中,植物源保鲜剂因种类丰富、资源广泛而更具应用优势[39]。目前,茶多酚、姜黄素等多种植物源成分已被纳入GB 2760—2024作为食品添加剂应用于多个品类。相较于动物与微生物源保鲜剂,植物源保鲜剂在生鲜面工业化中的应用展现出更强的可行性与推广潜力,有望在未来获得广泛应用。
2.4 包装技术
包装工艺是生鲜面生产过程中的重要环节,合理高效的包装方式能有效降低产品腐败霉变而导致的经济损耗。包装技术在生鲜面中的应用如表5所示,目前主要集中在活性包装制备与气体调控包装两大类[42]。气体调控包装如真空包装、气调包装多采用聚酰胺、聚偏二氯乙烯、聚乙烯等传统材料,成本低廉但难以降解,且通常需要配合冷藏才能实现最佳的保鲜效果[43]。活性包装作为近几年的研究热点[44],通过将纳米颗粒或天然/合成保鲜剂等功能成分融入包装基材中实现对生鲜面品质的主动调控与长效保鲜,但目前仍处于试点阶段,尚未大规模商业化应用。活性包装的合法使用取决于材料及活性成分的合规性,尽管聚乳酸等可降解基材符合GB 4806.7—2023《食品安全国家标准 食品接触用塑料材料及制品》,但目前所研究的部分功能成分尚未被列入GB 9685—2016《食品安全国家标准 食品接触材料及制品用添加剂使用标准》以及GB 2760—2024中,其最大使用量、最大残留量以及特定迁移限量等指标还需进一步验证。此外,在实际应用中该技术在不同温湿度与长期贮存条件下的稳定性与保鲜一致性仍需系统评估。尽管面临合规与工艺的双重挑战,活性包装仍具有显著的发展潜力,有望在环保、功能与成本方面突破传统包装的限制。
表5 包装技术在生鲜面防腐保鲜中的应用
Table 5 Application of packaging technologies in fresh noodles
保鲜技术处理方法品质影响应用阶段国内标准参考参考文献聚乳酸/己二酸对苯二甲酸酯基薄膜掺入氧化锌与银纳米,生鲜面5 ℃货架期至7 d对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌抑菌率提升至57.8%与58.6%,且维持面条风味和色泽稳定试验阶段活性包装肉桂醛/埃洛石纳米管/聚烯丙胺盐酸盐/聚苯乙烯磺酸盐,生鲜面30 ℃货架期超7 d贮藏期间面条颜色变化较小,酸度稳定试验阶段2-羟基-3-丁氧基丙基淀粉/山苍子-肉桂复合精油,生鲜面25 ℃货架期至5 d在第9天仍对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌保持较高抗菌效率,减缓面条褐变速率试验阶段部分功能成分未列入GB 9685—2016 《食品安全国家标准 食品接触材料及制品用添加剂使用标准》,其最大添加量、最大残留量以及特定迁移限量有待完善[45][46][47]脱氧包装聚酰胺/聚偏二氯乙烯/聚乙烯复合薄膜、100型脱氧剂,生鲜面5 ℃货架期至5 d面条色泽与空白组无明显差异,水分含量下降较少工业应用气调包装聚酰胺/聚偏二氯乙烯/聚乙烯复合薄膜、体积分数80% CO2+体积分数20% N2,生鲜面7 ℃货架期延长了至少7 d减少水分散发,pH值下降,在贮藏5 d后仍保持良好白度工业应用包装材料符合GB 4806.7—2023《食品安全国家标准 食品接触用塑料材料及制品》[48][49]
2.4.1 活性包装
活性包装响应了市场对包装可持续性与功能性的需求,目前研究主要集中于抑菌包装、缓释包装和微胶囊包装等。抑菌包装如在聚乳酸/己二酸对苯二甲酸酯薄膜中掺入氧化锌与银纳米颗粒,可使鲜面冷藏货架期延长至7 d并维持色泽稳定[45];含质量分数≥3%山梨酸钾或质量分数≥3%苯甲酸钠(以聚合物质量计)的可降解抗菌膜能针对性抑制曲霉等致腐霉菌,生鲜面常温货架期提升30%[26]。缓释包装是依托于环境响应机制实现包装材料中抗菌活性成分的精准释放,如pH响应聚电解质膜在酸性环境中触发肉桂醛释放、中性条件则自主抑制,30 ℃下使生鲜面货架期超7 d[46]。微胶囊包装多通过涂抹工艺应用,例如将温度响应型淀粉基Pickering乳液浸渍涂抹于生鲜面表面。该体系通过淀粉纳米颗粒的构象转变实现抑菌精油的智能控释——低温加速释放,常温抑制逸散(图1),将生鲜面常温货架期延长至5 d,且能有效降低精油的气味刺激性[47]。目前生鲜面活性包装的推动与创新已取得相应进展,但这种新型包装方式的安全性与实际效能仍需通过大量规模化实验验证以支撑产业化应用。
图1 温度响应调控机理图
Fig.1 Schematic diagram of temperature-responsive regulatory mechanism
2.4.2 气体调控包装
生鲜面保鲜常用的包装技术包括真空包装、脱氧包装与气调包装等。真空包装在食品包装中的应用广泛,但是真空度过高会对生鲜面产生挤压导致形态破坏与黏连。脱氧包装则通过添加脱氧剂主动去除包装内以及食品内部氧气创造低氧或无氧环境。其去氧方式较真空包装更温和,能有效减少对面条结构的物理损伤,并延长生鲜面保鲜期[48]。气调包装通过调控气体成分与比例抑制微生物生长,通常采用高浓度CO2抑制细菌,并用N2填充维持包装形态。研究表明当CO2体积分数超过70%时能有效抑制生鲜面中好氧菌和霉菌生长。采用体积分数80% CO2与体积分数20% N2的气调包装,并协同7 ℃冷藏,不仅将生鲜面货架期至少延长了7 d,还能使其水分流失率降低[49]。微孔气调包装通过薄膜微孔增强透气性,形成的低氧环境既能抑制好氧菌又能避免无氧环境导致的酸败变质[50],通过协同高阻隔膜还能减少冷凝维持面条表面干燥。相比传统气调更具保鲜优势,但在生鲜面领域应用尚少,发展空间广阔。
2.5 复合保鲜技术
复合保鲜技术是指将热处理、非热处理、化学、生物以及包装技术等多种手段结合使用的保鲜方法。如图2所示,各大类保鲜技术存在不同的优缺点,相较于单一技术的应用局限性,通过推动不同技术间的高效协同实现优势互补,在最大化杀灭微生物的同时降低产品营养物质及风味的损失,最终有效保障食用安全。当前生鲜面复合保鲜技术的应用研究呈现多元化的发展趋势,例如,射频技术处理使半干面的常温货架期达5 d,若协同质量分数0.4%富马酸一钠可延至15 d,同时该技术诱导的蛋白质聚合还能抑制酸性面团的流变劣化[15]。微波-超声波协同技术利用微波的加热效应和超声波的空化效应进行互补从而实现较低温度和较短时间内的高效杀菌效果,超声波的机械振动作用还能促进食品内部热量传递改善微波加热的均匀性[51]。巴氏杀菌可延长熟面条常温保质期至3 d,若是酸化后再结合巴氏杀菌则可将保质期延长至180 d,显著达到增效目的[52]。此外随着纳米技术等的发展,复合保鲜技术正向精准化与动态化方向推进,例如基于纳米载体的pH/温度响应型缓释包装,通过环境响应刺激实现对保鲜因子的可控释放等[46]。这些组合技术推动生鲜面保鲜从简单的技术叠加向多因子协同、智能化调控的方向发展,进一步提升保鲜技术的经济效益和市场适用性。
图2 各类保鲜技术优缺点
Fig.2 Advantages and disadvantages of different preservation technologies
3 结论与展望
目前生鲜面保鲜技术主要包括物理技术、化学技术、生物技术以及包装技术,通过抑制微生物生长,降低内源酶活性与水分活度等方式延长产品货架期。然而这些保鲜技术在实际应用中仍面临一些挑战。首先,过度的技术处理易导致生鲜面品质和感官特性劣变以及营养成分损失,因此明确各个保鲜技术的适度加工界限对实现生鲜面保鲜效果、品质维持与感官体验3者间的平衡具有重要意义;其次,单一保鲜技术往往难以完全满足生鲜面的保鲜需求,通常需要与其他技术协同实现优势互补,然而目前缺乏对不同保鲜技术之间协同机理的研究,尤其对保鲜因子叠加的阈值标准以及是否会引发安全风险尚未得到充分探究;最后,伴随消费者健康意识的提升,高效、经济、安全的保鲜技术成为未来的发展趋势。其中生物技术虽具有安全性优势,但部分种类的作用机制与安全评估尚未完善,在GB 2760—2024《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中的允许类型有限。未来应着力推进生物保鲜剂对化学保鲜剂的替代研发,契合健康导向的产业升级需求。此外,未来研究不仅要聚焦于新型保鲜技术效能的提升,还需系统开展安全性评价,生成符合法规申报要求的遗传毒性、细胞毒性等毒理学评估、人体安全性研究等关键数据,为合规审批提供科学依据,实现保鲜技术从科学创新到安全应用的高效转化。综上,通过深入探究保鲜机理,在实现高质量保鲜的同时兼顾实际生产情况,这对于推动生鲜面产业的发展具有重要意义。
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