馒头是中国传统主食,以小麦面粉为主要原料,经发酵、蒸制等工艺制成,具有松软可口、麦香浓郁的特点,深受消费者喜爱。其历史可追溯至战国时期的“蒸饼”,后演变为“馒头”,并在长期发展中衍生出白面馒头、玉米面馒头、菜馒头等多种品类。据统计,馒头占面制食品消费总量的近50%,尤其在北方地区,约70%小麦加工量用于馒头生产[1]。
馒头不仅消费基础广泛,还具有显著的营养优势。例如,小麦蛋白质含量是稻米的1.5～2倍,玉米的1.3～1.5倍。小麦胚芽含有B族维生素、维生素E、矿物质及膳食纤维[2]。同时,馒头在制作过程中采用汽蒸熟化(100 ℃左右),相比油炸、焙烤食品(120 ℃以上),不易产生丙烯酰胺等有害物质,更符合健康饮食需求。
然而,馒头在贮存过程中极易腐败变质,严重限制了其产业化发展。馒头的高水分(35%～42%)和丰富营养(碳水化合物、蛋白质等)为细菌、酵母菌、霉菌等微生物提供了理想的生长环境[3]。蒸制温度(100～108 ℃)无法彻底杀灭耐热芽孢,残留微生物在贮存时易繁殖。而冷却、包装和贮存运输等环节难以实现无菌操作,二次污染风险高。此外,消费者偏好热食,销售环节的保温条件(30～45 ℃)会加速微生物增殖,夏季袋装馒头甚至6 h内即变质。
馒头的易腐性不仅威胁食品安全,还造成严重的粮食损耗,亟须有效的防腐保鲜方案。本文将从影响馒头品质劣变的关键因素出发,系统分析物理杀菌、化学防腐、生物保鲜等技术现状,并对未来的研究方向进行展望,以期为馒头产业化发展提供参考。
1 馒头品质劣变的影响因素
馒头品质劣变是微生物代谢主导、理化变化协同作用的结果,主要表现为感官(色泽、气味)、质构(硬度、弹性)、风味及营养价值的下降。其影响因素可分为两大类:物理化学变化和微生物污染。
1.1 物理化学变化
馒头在贮存过程中发生的理化变化是多重因素共同作用的结果,涉及原料成分(淀粉、蛋白质、水分)、加工工艺(发酵、蒸制)及贮存条件(温度、湿度)的交互影响。这些变化最终导致淀粉回生、蛋白质变性及水分迁移,从而引发硬化、口感劣变等问题。
1.1.1 淀粉回生
淀粉回生即老化,是导致馒头品质下降的关键因素。淀粉约占小麦面粉的70%,其回生是馒头硬化的关键因素。蒸制时,淀粉受热糊化,分子结构变得无序,从而使馒头呈现出松软的质地。然而,贮存过程中糊化的淀粉分子会逐渐重新排列,形成结晶结构,这就是淀粉老化的过程[4]。淀粉老化会导致馒头硬化、口感变差、失去原本松软的特性,同时也会降低馒头的营养价值,因为老化后的淀粉更难以被人体消化吸收。
1.1.2 蛋白质变化
蛋白质与淀粉的相互作用影响老化速率。小麦蛋白质通过调控面团中的水分分布与迁移性,以及通过与淀粉形成氢键、疏水相互作用甚至共价相互作用,抑制淀粉回生,从而延缓馒头的老化[5]。
1.1.3 水分分布
在馒头贮存过程中,中心区和表皮区之间虽存在较小水分浓度差,却无明显水分迁移,中心区水分含量也未发生显著变化。然而,馒头硬化现象仍明显发生,表明宏观水分迁移并非馒头硬化的直接原因。随着贮存时间延长,自由水含量不断减少,水分从无定形区到结晶区重新分配,因其伴随淀粉重结晶过程发生,更可能通过引发重结晶从而促进硬化[6]。
此外,馒头老化也与贮存温度、贮存时间、加工工艺等有关。例如,搅拌时间、发酵温度、发酵时间等都会对馒头比容、硬度增幅产生影响。
1.2 微生物污染
馒头的高水分活度(Aw>0.92)、丰富营养(碳水化合物、蛋白质)为微生物提供了理想生长条件[7]。污染源包括原料携带、加工环境及贮存环节(图1)。馒头的微生物污染主要来自表皮,通过菌丝、黏液渗透到馒头内芯[8]。细菌、霉菌和酵母菌是造成馒头腐败变质的主要微生物。
图1 馒头腐败变质的主要微生物及其来源
Fig.1 Main microorganisms causing spoilage of steamed bread and their sources
1.2.1 细菌性腐败
馒头在生产和贮存过程中易受细菌污染,其中芽孢杆菌属是主要的优势腐败细菌(表1)。该污染问题的形成与传播涉及多个环节。首先,由于小麦种植和加工过程均在开放环境中进行,导致小麦面粉有多源性微生物污染风险。在生产环节中,车间空气悬浮菌、蒸制设备表面残留的微生物,以及酵母、改良剂等辅料均构成二次污染源。在馒头蒸制过程中,芽孢杆菌的耐热芽孢仍可存活,其在适宜条件下(Aw>0.92、pH 5～7、温度25～40 ℃)可萌发并快速繁殖。馒头中芽孢杆菌含量达到105CFU/g就可能出现拉丝,并且随着细菌数量的增加,拉丝现象会越来越明显[8]。此外,在腐败过程中,馒头会发生一系列感官劣变,包括表面湿润渗水,并释放出类似于甜瓜或菠萝腐烂时的气味。这一现象主要由双乙酰、乙醛和异戊醛等挥发性化合物的释放引起[9]。
表1 与馒头变质相关的微生物种类及特性
Table 1 Types and characteristics of microorganisms related to steamed bread spoilage
微生物种类名称特征引发的问题参考文献细菌枯草芽孢杆菌革兰氏阳性,产耐热孢子(存活 >100 ℃/30 min),分泌蛋白酶和胞外多糖导致馒头内部形成黏丝状结构,散发腐臭味,质地变黏蜡样芽孢杆菌产肠毒素(耐热),嗜温菌(最适生长温度30～40 ℃)引发食物中毒(呕吐、腹泻),馒头黏液化,表面湿润渗水地衣芽孢杆菌革兰氏阳性,嗜热,广泛分布于高温环境分解碳水化合物,产酸产气,导致馒头内部孔洞膨大短芽孢杆菌革兰氏阳性,需氧,耐干燥和高温分解蛋白质,导致馒头表面发黏或变色[8]霉菌黑曲霉产黑色孢子,分泌淀粉酶和真菌毒素(如赭曲霉毒素)表面黑色霉斑,分泌纤维素酶和淀粉酶,破坏馒头结构、并伴毒素积累(致癌风险)黄曲霉产黄绿色孢子,分泌黄曲霉毒素(AFB1,强致癌物)表面黄绿色霉斑,剧毒(1 mg/kg可致肝癌),需严格避免污染产黄青霉产蓝绿色孢子,分泌青霉素和柠檬酸,耐低Aw(>0.75)表面蓝绿色绒毛状菌落,霉味明显扩展青霉产灰绿色孢子,分泌展青霉素(Patulin,致突变性)表面灰绿色霉斑,毒素损伤肠道黏膜,引发炎症总状毛霉菌丝白色絮状,生长迅速表面白色绒毛状霉层,分解糖类和蛋白质,产生腐臭气味[11]酵母菌酿酒酵母椭圆形单细胞,兼性厌氧,代谢糖类产CO2和乙醇过度产气,异常发酵导致孔洞扩大,酒精味明显,口感发酸毕赤酵母多为椭圆形或杆状,严格好氧或兼性厌氧,代谢糖类产酯类、有机酸和少量CO2产生水果腐烂味,导致馒头表面发黏或变色,分解蛋白质,降低弹性[12]
1.2.2 霉菌性腐败
霉菌污染是馒头贮存过程中最严重的质量问题之一。它不仅会破坏馒头的外观和口感,还会产生霉菌毒素,危害人体健康(表1)。馒头的霉菌污染主要发生在冷却、包装和贮存环节,其中热馒头包装时产生的冷凝水会加剧污染。大多数霉菌的生长需要Aw>0.8,仅有少数嗜干霉菌能在Aw<0.65的条件下生长。在适宜的温湿度环境中,霉菌孢子会迅速萌发,菌丝快速生长,导致馒头在短时间内发生霉变[10]。
馒头中常见的霉菌包括曲霉(Aspergillus)、青霉(Penicillium)、毛霉(Mucor)、根霉(Rhizopus)等。其中曲霉会在馒头表面形成绿色或黑色霉斑,某些菌株还会产生黄色色素;青霉则会导致蓝绿色霉斑,其孢子易通过空气传播,造成交叉污染[11]。相比之下,虽然毛霉和根霉也普遍存在于面制品中,但其危害性不及青霉和曲霉。
1.2.3 酵母腐败
酵母腐败是微生物腐败中相对少见的一种类型。虽然酵母常用于食品发酵,但在保存不当的情况下,某些酵母菌可能过度繁殖,导致馒头变质,产生异味或酒精味。
馒头中常见的致腐酵母菌种主要包括酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、毕赤酵母(Pichia Pastoris)等(表1)[8]。其中,酿酒酵母是最常见的致腐酵母,当其引发变质时,馒头通常会产生明显的酒精或酯类异味。另一类常见的是毕赤酵母,它容易在馒头表层滋生,形成白色斑块,这些斑块常被误认为是霉菌污染[12]。此外,在变质馒头表面还可能检测到其他酵母菌,如假丝酵母、汉逊酵母以及汉森德巴利酵母等[13]。
2 控制馒头腐败变质的方法
馒头富含多种营养成分,且水分含量较高,水分活度较大,加之酸碱度适宜,在常温环境下极易发生腐败变质,保质期通常仅为1～3 d。因此,如何有效抑制腐败微生物的生长成为馒头防腐保鲜的关键难题。目前,相关研究主要围绕物理、化学及生物等防腐技术展开。
2.1 物理防腐保鲜技术
物理防腐保鲜技术通过改变环境条件或采用物理手段抑制微生物生长,延缓馒头品质劣变,主要包括控制贮存温度、辐照杀菌和物理包装保鲜等方法(表2)。
表2 物理技术在馒头防腐保鲜中的应用进展
Table 2 Application progress of physical technologies in steamed bread preservation
物理技术处理条件作用效果参考文献控制贮存温度-11 ℃使保质期延长至6个月以上,馒头的水分含量及质构特性变化较小[14]辐照贮存在4 ℃和装有光量子保鲜装置的低温培养箱内相比于对照馒头,4 ℃下贮存时保质期延长了至少16 d[16]辐照3.0 kGy 60Co 辐照在室温贮存31 d后表面仍未全部出现菌斑[17]热杀菌和辐照结合热杀菌100 ℃、10 min;60Co 辐照剂量6 kGy馒头常温保质期延长至6个月[18]热包装无菌包装线进行热包装馒头常温保质期延长至84 d以上[19]气调包装20%N2和80%CO2馒头常温保质期延长至8 d以上[21]
2.1.1 控制贮存温度
贮存方式直接影响馒头的货架期。贮存方式不当会加速馒头老化和霉菌生长,而恰当的贮存方式可以有效延缓馒头的老化、延长其保质期。低温贮存是抑制馒头变质的常用方法,但不同温度条件效果差异显著。余永会[14]研究表明,冷冻贮藏可将馒头的保质期延长至6个月以上;与之相比,冷藏虽能在一定程度上延缓变质,却会加速馒头老化,导致馒头质地变硬,影响人体消化吸收。此外,低温贮存需全程维持特定低温条件,这会大幅增加冷链成本。
2.1.2 辐照杀菌
食品辐照技术作为一种非热力杀菌手段,已在全球范围内获得广泛认可,并建立了完善的安全标准体系。辐照按其性质可分为电离辐射和非电离辐射。电离辐射,如γ射线等,通过直接破坏微生物DNA/RNA链和细胞膜实现杀菌[15]。GB 14891.8—1997《辐照豆类、谷类及其制品卫生标准》明确规定,可采用60Co或137C产生的γ射线,或能量低于10 MeV的电子束进行照射处理。非电离辐射则涵盖紫外线、红外线、微波等,主要通过热效应或化学作用抑制微生物生长。
已有研究表明,辐照杀菌技术在馒头保鲜中具有一定应用潜力。刘秀丽[16]发现光量子处理可使4 ℃贮存的馒头保质期延长至16 d以上。赵笑笑等[17]使用60Co(剂量3.0 kGy)照射黑米馒头,在常温下保存31 d未出现菌斑,且保质期与辐照剂量正相关。韩志慧等[18]采用热杀菌(100 ℃、10 min)结合60Co辐照(剂量6 kGy)的方法,使馒头保质期达6个月。然而,现行GB 14891.8—1997《辐照豆类、谷类及其制品卫生标准》规定谷类及其制品的辐照平均吸收剂量需控制在0.4～0.6 kGy。这一剂量对高水分食品(如馒头)的微生物抑制效果可能有限,因此实际应用中需平衡安全性与杀菌效能。
2.1.3 物理包装保鲜
包装可以将食品与环境隔离,防止外界微生物的污染。物理包装保鲜方式主要包括热包装、气调包装等。
2.1.3.1 热包装
热包装技术是指加热制熟后的食品在高温状态下(通常≥80 ℃),于无菌环境中迅速封装于符合食品接触标准的聚乙烯、聚氯乙烯等塑料包装材料中的加工方法,有效避免食品在冷却过程中微生物的二次污染,从而延长产品货架期。刘雨[19]研究表明,将刚蒸制完成的馒头通过无菌包装线进行热包装,在25 ℃贮存条件下可使馒头保质期延长至84 d以上。热包装可以有效减少馒头在贮藏过程中的水分流失,抑制淀粉-水分子间的相互作用,延缓淀粉结晶速率,从而保持馒头的口感。需注意的是,热包装过程中由于水分蒸发会导致包装袋出现暂时性膨胀,但在室温下冷却18～36 h后,包装内壁凝结的水蒸气会被馒头重新吸收,最终在包装内部形成理想的真空状态。
2.1.3.2 气调包装
气调包装是一种通过采用具有气体阻隔性的包装材料,并置换包装内部气体为特定比例混合气体的食品保鲜技术。该技术通过调控包装内气体环境,有效抑制食品物理、化学及生物学层面的品质劣变进程,从而显著延长食品保质期并提升其商品价值。CO2是气调包装中最常用的气体组分,对多种腐败菌具有显著抑制作用,且其抑菌效果与气体浓度呈正相关。目前,气调包装通常采用高浓度CO2、低浓度O2及适量N2作为平衡气体,具体比例根据产品特性而有所不同[20]。盛琪等[21]研究了气调包装对馒头品质及保鲜效果的影响,发现20%N2和80%CO2气调包装的馒头在贮存8 d后,菌落总数仍低于104 CFU/g。
2.2 化学防腐保鲜技术
化学防腐是在馒头生产与贮存过程中应用特定化学物质(包括氧化剂、有机酸等),抑制腐败微生物生长,从而延长产品保质期的方法。该方法具有成本低廉、防腐效果显著的特点,是当前最经济实用的保鲜手段。但化学防腐保鲜剂的选择需满足3项核心要求:安全性(无毒或低毒)、对营养吸收影响小、添加量符合国标标准。具体实施方式主要包括3种:在馒头制作中精准添加化学保鲜剂;在馒头表面涂覆化学保鲜剂;在贮存环境中引入化学气相保鲜物质(表3)。
表3 化学技术在馒头防腐保鲜中的应用进展
Table 3 Application progress of chemical technologies in steamed bread preservation
化学技术处理方法作用效果参考文献H2O2喷雾处理喷雾质量分数20%H2O2、喷雾时间5 s、静置时间60 min馒头常温保质期从20 h延长至43 h[22]臭氧结合吸氧包装臭氧处理时间60 min,加入吸氧袋馒头常温保质期延长至6 d[23]脱氧剂和酒精缓释剂在馒头包装袋中放入脱氧剂和酒精缓释剂(1%,体积分数)馒头常温保质期延长至19 d[24]甘油和乳酸甘油(质量分数2.5%)、乳酸(质量分数0.25%)馒头在30 ℃下保质期延长至8 d[25]
刘长虹等[22]采用质量分数为20% H2O2喷雾处理使馒头保质期从20 h延长至43 h,且未检出过氧化氢残留。刘玉莲[23]证实臭氧熏蒸对馒头的杀菌效果与处理时间呈正相关。由于单一化学保鲜剂存在抗菌谱窄、pH依赖性等局限性,研究表明复配保鲜剂的综合效果通常更优。SHENG等[24]在馒头包装袋中放入脱氧剂和酒精缓释剂,发现馒头的老化速率明显减弱,货架期延长至19 d。LAOHASONGKRAM等[25]在馒头配方中添加质量分数2.5%甘油和质量分数0.25%乳酸,使馒头在30 ℃下保质期延长至8 d。
2.3 生物防腐保鲜技术
生物防腐保鲜剂是从植物、动物和微生物中获取的天然化合物。与化学防腐保鲜剂相比,生物防腐保鲜剂具有显著优势,包括强大的抗菌能力、安全无毒、良好的热稳定性以及广泛的抑菌范围,因此正逐步取代化学防腐剂。理想的生物防腐剂应具备以下特性:以干燥形式存在、易于获取、水溶性好、无腐蚀性、化学惰性、广谱抗菌活性、对人体无害、低浓度有效、对产品pH影响小,并且在建议使用剂量下不会影响产品的风味、色泽或气味[10]。目前,生物防腐保鲜剂主要来源于微生物和植物(表4)。
表4 生物技术在馒头防腐保鲜中的应用进展
Table 4 Application progress of biotechnology in steamed bread preservation
生物保鲜剂处理方法作用效果参考文献植物乳酸菌P10在配方中加入植物乳植杆菌P10 108 CFU/g馒头常温保质期延长至4～5 d[32]植物乳植杆菌LP-1将植物乳植杆菌LP-1接种在面团中制成酸面团,再将酸面团(添加比例20%)用于馒头制作37 ℃下使馒头保质期延长了2 d[3]植物乳植杆菌Q7后生元将37～121 ℃处理的植物乳植杆菌Q7后生元涂抹在馒头片表面常温下贮存第10天时,馒头仍未发生霉变现象[33]植物乳植杆菌 LWQ17、戊糖片球菌LWQ1用4 mL的LWQ1或LWQ17发酵剂(109 CFU/mL)与200 g小麦粉和196 mL水混合,在30 ℃、85%相对湿度下发酵12 h制成酸面团,再将酸面团和面团2∶3质量比混合制作成馒头在25 ℃、湿度60%条件下贮存,对照组馒头在第2天出现首次霉菌萌发,而LWQ1和LWQ17馒头分别在第3天和第4天出现首次霉菌萌发[34]枯草芽孢杆菌菌株L-13将枯草芽孢杆菌菌株L-13发酵所产生的抗菌肽溶液喷洒在馒头表面室温下贮存10 d后,未处理的馒头表面霉菌面积达到90%以上,而抗菌肽处理的馒头表面仅有少量霉菌菌落长出,霉菌面积低于10%[35]黄金佛手柑精油将叶精油通过点加法添加到馒头包装内部,并进行真空包装在28 ℃条件下,使馒头保质期延长11～13 d[41]蘑菇醇加入1 mg/mL蘑菇醇在25 ℃贮存条件下,馒头保质期从对照组的24 h延长至72 h[42]甘草黄酮在馒头中添加质量分数5%的甘草黄酮在温度30 ℃、湿度70%下贮存,使馒头保质期延长了1 d[43]
2.3.1 微生物源防腐保鲜剂
2.3.1.1 乳酸菌和酸面团
乳酸菌作为传统酸面团的核心发酵微生物,在面制品加工中具有悠久的应用历史。其不仅能改善食品的风味与质地,还在生物保鲜领域展现出显著潜力,为减少化学防腐剂的使用提供了绿色解决方案。乳酸菌的抑菌功能主要依赖于其代谢产物,主要涵盖3类物质:有机酸[26](如乳酸、乙酸、甲酸、丙酸、苯乳酸等)、过氧化氢[27]以及细菌素[28](如罗氏菌素、片球菌素、链球菌素等)。其中,有机酸能够降低环境pH值或透至致病菌细胞内改变胞内的pH值,从而抑制或杀灭致病菌[29];H2O2通过氧化作用破坏羟自由基,抑制微生物生长繁殖[30];细菌素通过嵌入细胞膜形成孔道,导致细胞内容物外泄和死亡[31]。
近年来,乳酸菌在馒头保鲜中的应用已有较多研究。MA等[32]发现植物乳植杆菌P10的代谢产物能以浓度依赖性地抑制黑曲霉孢子萌发,使馒头的常温保质期延长至4～5 d。王庆宇[3]将植物乳植杆菌LP-1接种在面团中,在发酵温度37.45 ℃、含水量65.0%、接种量3.27 mL、发酵时间20 h条件下制作酸面团;将含20%酸面团的馒头在37 ℃贮存下保质期延长2 d,并证实乳酸是主要抑菌成分。刘银雪等[33]利用植物乳植杆菌Q7后生元(灭活菌体或代谢产物)涂抹在馒头片上,发现馒头10 d内未出现霉变。WU等[34]从酸面团中分离的植物乳植杆菌LWQ17和戊糖片球菌LWQ1对黑曲霉和青霉具有显著抑制作用,且其抗真菌活性在37 ℃高温下增强。当前研究虽在菌种选育、代谢调控等前沿领域尚处于探索阶段,但其“天然防腐”特性高度契合清洁标签趋势,为工业化应用奠定了技术基础。
2.3.1.2 抗菌肽
抗菌肽作为一种新型食品防腐剂,具有无毒、无残留、不易诱导耐药性等显著优势,符合绿色食品生产的发展需求,目前正处于从实验室研究向产业化应用转化的关键阶段。其作用机制主要是通过破坏微生物细胞膜完整性或干扰细胞内代谢过程,从而有效抑制细菌和真菌生长,在食品防腐保鲜领域展现出重要的应用潜力。
高兆建等[35]将枯草芽孢杆菌菌株L-13发酵所产生的抗菌肽溶液喷洒在馒头表面,于室温下贮存10 d后,发现抗菌肽处理的馒头表面仅有少量霉菌菌落长出,其霉菌数目显著低于未处理馒头。这说明抗菌肽能够有效抑制馒头表面霉菌的生长,延长其货架期。
2.3.2 植物源防腐保鲜剂
植物源天然防腐保鲜剂是从植物中提取的活性物质,包括酚类、黄酮类、醛类、萜类、酸类及植物精油等[36]。这类防腐保鲜剂不仅具有较高的安全性,还能满足当前消费者对“清洁标签”产品的需求。
2.3.2.1 植物精油
植物精油是从植物叶、花、根等部位提取的具有挥发性和疏水特性的芳香液体,具有抗菌、抗氧化和调味功能,被公认为安全物质。植物精油的抑菌机制主要包括:破坏微生物细胞膜完整性;干扰代谢途径(如抑制酶活性);阻断氧化反应,延缓食品变质[37]。精油的独特风味和抗菌效果通常与其成分的化学构成、浓度以及相互作用有关。精油复配能够降低精油的使用剂量,减少对食品感官影响,选择合适的吸附介质负载可延缓释放,实现长效抑菌[38]。尽管精油抗菌性强,但其疏水性和挥发性限制了应用[39]。气相处理与微胶囊技术可改善这一问题,特别适用于抑制食品表面的微生物,且对产品感官影响更小[40]。
WU等[41]研究表明,柑橘类精油对霉菌的最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)为0.37～6 μL/mL。在28 ℃真空包装下,柑橘花和果实精油分别使馒头的货架期延长4～5 d和3～5 d;柑橘叶精油抑菌效果更好,可将馒头的货架期延长11～13 d。这些研究结果为植物精油在馒头保鲜领域的实际应用提供了有力的实验依据。
2.3.2.2 其他植物提取物
除植物精油外,茶多酚、果蔬提取物、香辛料及中草药提取物等天然成分也是常见的植物源防腐保鲜剂。周伟涛等[42]发现1 mg/mL蘑菇醇不仅能够降低馒头细菌总数和霉菌/酵母菌的数量,还能赋予其蘑菇香气,在抑菌的同时提升了商业酵母馒头的风味品质。杨小芝等[43]指出甘草黄酮可使馒头在温度30 ℃、湿度70%的贮存条件下,保质期延长1 d。
这些研究为天然防腐保鲜剂提供了更多元的选择,并揭示其在“抑菌-品质提升”协同作用上的潜力。需注意的是,目前部分中草药提取物等保鲜剂在GB 2760—2024《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中尚未明确许可,但其低毒、多效的特性符合健康食品发展趋势。随着安全性评估体系的完善,此类成分有望通过申报新食品原料或添加剂扩展其合规应用场景。
2.4 其他新型防腐保鲜技术
2.4.1 活性包装
活性包装技术通过在包装材料内部或表面添加功能性成分(如抗菌剂、抗氧化剂等),这些成分能够通过迁移释放或与环境相互作用,从而延长食品货架期。该技术通常通过在包装材料或可食用薄膜中添加乙醇、精油、氧气吸收剂等成分作为涂层,或将其制成小袋、垫片等形式置于包装内部,以抑制馒头腐败[44]。
近年来,抗菌活性包装成为研究热点。该技术通过将抗菌剂整合到包装材料中,赋予其持续抑制食品表面及环境中微生物生长的能力[45]。与直接添加抗菌剂相比,抗菌包装的优势在于能够实现活性成分缓慢、可控释放,避免表面添加剂的快速扩散和失活问题,从而在更长时间内保持稳定的抗菌效果[46]。姚国钦[47]通过真空负载技术制备姜黄素@埃洛石纳米管复合物,基于静电纺丝技术,将复合物与聚乙烯醇的共混物制备成纳米纤维膜。当该膜应用于包裹馒头,并将馒头在温度25 ℃、湿度33%条件下贮存时,表现出显著的延缓老化效果,验证了抗菌包装技术的应用潜力。
2.4.2 可食用涂层技术
可食用涂层是以可食性大分子物质(如多糖、蛋白质)及其衍生物为基质,添加增塑剂后通过混合、加热、涂布等工艺制成的薄膜,具有选择性阻隔功能。该技术通过直接在食品表面形成薄层,既能发挥传统包装的物理阻隔作用,又可借助添加的天然活性物质(如抗氧化剂、抑菌剂),实现对食品的化学或生物保鲜,进一步延长食品保质期[48]。
邱俊凯[49]以淀粉和甘薯茎叶多酚为基质制备可食性保鲜膜,应用于马铃薯馒头保鲜。研究表明,在25 ℃条件下贮存72 h后,馒头表面无菌斑出现。该保鲜膜不仅能显著抑制馒头表面青霉和黑曲霉的生长,还对馒头内部芽孢杆菌表现出明显的抑制作用。周亮[8]研究表明,添加质量分数为0.5%ε-聚赖氨酸的甘薯淀粉膜对馒头具有显著抑菌效果,将马铃薯馒头常温保质期延长了2 d。
3 结论
目前,馒头防腐保鲜技术已在物理、化学和生物等领域取得了重要进展。物理保鲜技术(如气调包装、低温处理)通过调控环境条件有效延缓了微生物增殖和品质劣变;化学防腐技术(如有机酸复配、植物精油)在提升抑菌效果的同时兼顾了安全性;生物保鲜技术(如抗菌肽、益生菌代谢产物)则因其绿色环保特性展现出广阔的应用前景。然而,单一技术仍存在局限性,如物理方法能耗高、化学防腐剂潜在健康风险、生物保鲜剂稳定性不足等问题。
未来研究应重点关注以下方向:一是复合保鲜技术优化与协同效应挖掘,开发物理-化学-生物协同作用的综合保鲜体系,如气调包装结合可食用抗菌涂层,或辐照联合天然抗菌剂,以发挥多重屏障效应;二是绿色高效保鲜剂开发与应用研究,挖掘新型植物源抗菌成分(如中草药提取物),并通过纳米包埋等技术提升其稳定性、生物利用度和缓释性能;为未来其合法、合规、高效地应用奠定技术基础;三是智能化保鲜系统构建,结合时间-温度指示器或pH响应薄膜,实现馒头货架期的实时监测与预警;四是全链条质量控制,从原料筛选、生产工艺到贮运销售,建立基于HACCP的微生物防控体系,降低初始污染负荷。
此外,需加强食品科学、材料学与人工智能等学科的交叉融合,推动保鲜技术向精准化、标准化方向发展。通过技术创新与产业升级,最终实现馒头工业化生产的提质增效,满足消费者对安全、营养、便捷主食的需求。
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