高温、高湿干燥工艺对挂面产品特性的影响

　　摘要为明确高温、高湿干燥工艺参数(80℃，85%)对挂面产品特性的影响，改进挂面干燥工艺，保障产品质量。以小麦品种永良4号为原料，在实验室制作挂面;干燥试验采用两因素三水平(温度：40，60，80℃;相对湿度：65%，75%，85%)全排列组合设计，干燥时间300min;测定干挂面色泽、密度、收缩率和抗弯曲特性等。

　　结果表明，干燥温度对产品最终水分含量影响较大，对挂面色泽b*值和密度有极显著影响，对收缩率、折断距离和折断功有显著影响，对色泽L*值、a*值和抗弯强度没有影响。相对湿度对挂面色泽L*值、a*值、b*值、密度和抗弯曲特性均有显著或极显著影响。温度和相对湿度互作对色泽b*值、抗弯曲特性有极显著影响。

　　干燥过程中相对湿度对挂面产品质量影响较大。与常规干燥工艺(40℃，75%)相比，挂面经高温、高湿(80℃，85%)干燥后，挂面色泽b*值、抗弯强度、折断距离、折断功均显著升高，L*值、a*值、密度、收缩率没有显著变化。本研究结果表明：高温、高湿工艺应和干燥设备设计、热能损失、能耗分析及产品特性评价相结合。

　　关键词：挂面;干燥工艺;温度;相对湿度;产品质量

　　干燥是挂面生产的重要工艺环节，不仅直接影响产品质量，而且对能耗、产量、成本等均有重要影响[1]。合理的干燥工艺不仅可以稳定和改善产品质量，防止出现产品质量问题[2]，还可以提高生产效率，节约成本。研究不同干燥工艺，尤其是高温、高湿干燥工艺对挂面产品质量的影响，有利于改进挂面干燥工艺，为分析挂面产品质量劣变形成原因提供参考或依据。温度、相对湿度、风速等是控制挂面干燥过程的主要因素。

　　前人研究表明，干燥介质的温度和相对湿度是影响面条干燥特性的重要因素，其中以相对湿度的影响为主[3-6]。武亮等[6]研究认为，风速主要是通过调节干燥介质的相对湿度、温度，对挂面干燥特性产生影响。高温、高湿干燥是一种常压下将相对湿度和温度控制在较高范围内的新型干燥技术[7]。

　　高温干燥工艺(高于65℃)已被应用于意大利和日本面条的生产中[8-9]。相比于低温干燥，高温干燥可以较好地改善意大利面条的色泽和烹调性能[10-12]，缩短干燥时间，提高生产效率;同时，高温具有杀菌杀虫效果。近年来，国内针对高温干燥挂面也做了相关研究。郭颖等[13]研究不同烘干温度(60~100℃)对挂面品质的影响，发现挂面在60~70℃温度范围内烘干品质较好。

　　王春等[14]在不同温度(40~80℃)下干燥挂面，综合考虑产品扭断力、拉伸、色泽、吸水率和弯曲度等各项指标后认为，70℃是较好的挂面干燥温度。然而，就高温干燥条件下的相对湿度要求不明确，或者没有涉及。我国挂面生产企业主要采用中温中速干燥工艺(主干燥区温度35~45℃，相对湿度75%~85%)，干燥时间3.5~4.0h[15]。国内有企业尝试线下对挂面再次高温处理，以防止生虫，改善品质。

　　国外对于意大利面条和日本面条的研究表明，采用高温干燥面条是可行的。然而，由于挂面在原料以及加工方式上与其存在较大差异，所以有必要深入研究高温、高湿对挂面产品质量的影响。本研究以小麦品种永良4号为原料，采用较高的温度(80℃)和相对湿度(85%)在实验室干燥挂面，分析挂面色泽、密度、收缩率和抗弯曲特性等质量性状，探究不同干燥工艺参数下挂面产品的表观色泽、密度和抗弯曲性能的变化，系统研究高温、高湿工艺对挂面产品质量的影响，为改进挂面干燥工艺和保障产品质量提供参考或依据。

　　1材料与方法

　　1.1试验材料

　　选取小麦品种永良4号，以MLU202型实验磨进行磨粉，出粉率为71.2%。所得面粉在室温下密封保存备用。

　　1.2主要仪器与设备

　　真空和面机，河南东方食品机械设备有限公司;MT5-215型轧片机组，南京市扬子粮油食品机械有限公司;BLC-250-111型恒温恒湿箱，北京陆希科技有限公司;DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱，北京陆希科技有限公司;TA.XTplus型物性测定仪，英国StableMicroSystem公司;DigiEye2.7数码测色系统，英国verivide公司;3V锂电数显卡尺，桂林广陆数字测控股份有限公司;MLU202型实验磨，瑞士Buhler公司。

　　1.3试验设计

　　试验设干燥温度、相对湿度两个因素，每个因素设3个水平，采用全排列试验组合。每组试验重复3次。

　　1.4试验方法

　　1.4.1挂面制作

　　称取1000g面粉(湿基14%)，加入蒸馏水(面团最终含水率为35%)和1%食盐，用和面机和面8min。用压面机组经4道压延至4.0mm厚面带，放入自封袋醒发30min，再经2次压延。调整最后一道压辊间距，制成厚1mm、宽2mm的鲜面条，悬挂于恒温恒湿箱中干燥。干燥温度和相对湿度参数按表1进行，干燥时间300min。为使得产品水分保持一致，将每一批次挂面放入自封袋中平衡一个月，备用。

　　1.4.2挂面水分含量测定

　　面粉水分含量以及挂面最终产品水分含量参照GB5009.3—2016直接干燥法测定。

　　1.4.3色泽测定

　　利用DigiEye数码测色系统，随机挑选20根挂面，每根面条选取5个不同部位取点测定，每份样品得到100个测量值，取平均值作为色泽值。采用CIELab色度空间[16]表示方法。

　　1.4.4密度测定

　　以GB/T5518-2008中密度瓶法为基础，并改进。室温下，向密度瓶内注满蒸馏水，称其质量(m2)。然后放入2~3g厚薄均匀、截成1cm长的试样(m1)，稍加摇动，逐出气泡，继续加入蒸馏水至填满密度瓶，记录此时样品、蒸馏水和密度瓶的总质量(m3)，试验测定过程中用温度计实时测量蒸馏水温度。

　　1.5数据分析方法

　　采用SPSS22.0统计分析软件进行数据处理和统计分析。

　　2结果与分析

　　2.1干燥工艺参数对最终产品水分含量的影响

　　相同干燥时间(300min)内，不同干燥工艺参数下挂面最终水分含量。干燥温度对挂面水分含量影响较大，随着温度的升高，挂面水分含量呈下降趋势。在65%和75%相对湿度条件下，80℃下的挂面水分含量显著低于40℃;在85%相对湿度条件下，挂面水分含量在不同温度间没有显著差异。挂面最终水分含量在不同相对湿度间没有显著差异。

　　2.2干燥工艺参数对挂面产品特性的影响

　　多因素方差分析结果表明，干燥温度对b*值和密度有极显著影响，对收缩率、折断距离和折断功有显著影响。相对湿度对L*值、b*值、密度和抗弯曲特性均有极显著影响，对a*值有显著影响。温度和相对湿度交互作用对b*值、折断距离和折断功有极显著影响，对抗弯强度有显著影响。

　　2.3干燥工艺参数对挂面产品特性F值的贡献率

　　温度、相对湿度及其交互作用对挂面产品特性的方差贡献率。干燥温度对挂面收缩率的方差贡献率最高，达到76.75%，而对色泽b*值的贡献率为66.98%。相对湿度对除产品色泽b*值和收缩率以外的其它质量性状的方差贡献率均较高，对挂面产品色泽L*值、a*值、产品密度的方差贡献率超过60%，分别为93.53%，72.23%，62.79%。交互作用对挂面产品抗弯曲特性贡献率较大。

　　3讨论

　　本研究表明，随着干燥温度升高，挂面最终含水率不断下降，这与郭颖等[13]在60~80℃研究结果相同;相对湿度对产品最终含水量影响较小。干燥温度、相对湿度，及其交互作用对干挂面产品色泽、密度、收缩率、抗弯曲特性等均有显著或极显著影响。其中温度对色泽b*值、收缩率影响较大，相对湿度对色泽L*值、a*值、密度影响较大，相对湿度和交互作用对产品抗弯曲特性影响较大。

　　王杰等[2]分析实际生产中烘房温度和相对湿度与挂面产品质量性状关系也表明，挂面产品的水分含量、色泽a*值和抗弯强度与挂面干燥工艺参数关系最为密切。其中，水分含量与烘房的一区温度极显著负相关，与三、四区湿度极显著正相关;色泽a*值与烘房的三、四区湿度极显著负相关;抗弯强度与烘房一、二、三区的温度极显著正相关，与一、二、三区的湿度显著负相关。

　　在65%~85%相对湿度条件下，L*值随温度升高没有显著变化，这与王春等[14]在干燥温度40~80℃、85%湿度条件下研究结果一致。随干燥相对湿度升高，挂面产品色泽L*值减小，色泽a*值和色泽b*值增大，这与王杰[17]在30~50℃、65%~85%干燥条件下研究结果一致。与常规干燥方法(40℃、75%)相比，高温高湿干燥(85℃、85%)使得L*值略有下降，a*值略有升高，b*值显著增大。

　　这可能因为在较高相对湿度下，挂面内外水分梯度相差不大，使得挂面内部水分向外迁移速度减缓，增强了水分与多酚氧化酶等各种会引起挂面色泽变化的酶作用[18];同时，高温干燥会引起部分蛋白质变性和淀粉糊化，因而色泽发生改变。在高温低湿(80℃、65%)条件下，挂面密度最小，可能是因为高温低湿条件使面条产生了较大的水分梯度差，形成水分通道或裂纹[19]，也导致了挂面抗弯曲性能下降。相比于高温低湿条件，高温高湿环境使得挂面密度增大。

　　这主要是因为较高相对湿度减缓了内部到表面水分梯度差，不易形成水分通道或裂纹。可见，相对湿度是导致挂面密度发生变化的主要因素。较高的密度可使面条耐煮、硬度高、有嚼劲。抗弯强度、折断距离和折断功3个指标反映了挂面的抗弯曲性能，同时也可间接反映出挂面的弯曲断条率[20]。

　　在65%相对湿度下，挂面抗弯曲特性随温度升高而下降，当干燥温度达到80℃时，抗弯曲特性均降到最低。可能是由于高温低湿条件加快了挂面表面水分散失较快，表面收缩结膜，水分在传质推动力的作用下冲破挂面表面的结膜，导致挂面表面形成细小的裂纹;同时，挂面内部网络结构被破坏[21]，从而降低了挂面承受外力的能力。

　　然而在高温高湿条件(80℃、85%)下，挂面抗弯强度、折断距离和折断功均显著高于常规工艺(40℃、75%)干燥的挂面。其原因可能是较高相对湿度下，挂面表面和内部水分梯度差较小，扩散较慢;高温还能促使蛋白质聚集，强化面团网络结构，增强面条的韧性和强度[13,22]。因此，采用高温高湿干燥工艺也可以提高挂面的抗弯曲性能，减少断条率的发生。

　　本研究认为，高温干燥可以有效降低最终产品水分含量，缩短干燥时间，提高干燥效率;高温高湿干燥工艺在改善产品色泽b*值，提高挂面抗弯强度、折断距离、折断功方面优于常规干燥。当前，有个别企业尝试在线下对已干燥下线的挂面进行高温后处理，以提高挂面的外观品质(色泽)和食用品质(耐煮性)。

　　目前，高温高湿干燥工艺并未在挂面中得到普遍应用，主要是由于传统观点认为，高温使得蛋白质变性，影响面条品质，而且面条干燥速率过快，会使挂面质量劣变[23]。另外，由于缺少相应的干燥烘房设计研究，采用高温快速干燥面临工艺控制、热能散失、质量保障等未知因素。因此，高温高湿工艺的使用应与干燥设备设计、热能损失、能耗分析及产品特性评价相结合，才能最终确定高温高湿干燥工艺在挂面实际生产中的应用价值。

　　4结论

　　1)干燥温度对产品最终水分含量影响较大，对挂面色泽b*值和密度有极显著影响，对收缩率、折断距离和折断功有显著影响，对L*值、a*值和抗弯强度没有影响。相对湿度对挂面色泽L*值、a*值、b*值、密度和抗弯曲特性均有显著或极显著影响。交互作用对色泽b*值、抗弯曲特性有极显著影响。

　　2)与常规干燥工艺(40℃、75%)相比，挂面经高温高湿(80℃、85%)干燥后，挂面色泽b*值、抗弯强度、折断距离、折断功均显著升高，L*值、a*值、密度、收缩率没有显著变化。

　　3)本研究结果初步认为，高温高湿工艺应与干燥设备设计、热能损失、能耗分析及产品特性评价相结合，才能最终确定高温高湿干燥工艺在挂面实际生产中的应用价值。

　　参考文献：

　　[1]陆启玉.挂面生产工艺与设备[M].北京：化学工业出版社，2007：55.

　　[2]王杰，张影全，刘锐，等.挂面干燥工艺研究及其关键参数分析[J].中国粮油学报，2014，29(10)：88-93.

　　[3]罗忠民.挂面脱水及空气温湿度参数的设计与研究[J].中国粮油学报，1988，3(4)：42-48.

　　[4]FUBX.Asiannoodles:History,classification,rawmaterials,andprocessing[J].FoodResearchInternational,2008,41(9):888-902.

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