掛面工業(yè)化生產(chǎn)工藝及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)鄢

王 超，李世巖*，趙光輝，李鴻印

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，北京 100083；2.中國(guó)包裝和食品機(jī)械有限公司，北京 100083）

掛面是中國(guó)的傳統(tǒng)主食，也是我國(guó)生產(chǎn)和消費(fèi)量最大的面制品之一。據(jù)中國(guó)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)面制品分會(huì)統(tǒng)計(jì)，2019年全國(guó)掛面行業(yè)總產(chǎn)量約為839.2萬(wàn)t[1]，且依然呈現(xiàn)擴(kuò)大趨勢(shì)，截止目前，產(chǎn)能已超過(guò)1 000萬(wàn)t，而市場(chǎng)最大需求量?jī)H為600～650萬(wàn)t，產(chǎn)能過(guò)剩的矛盾日益突出，未來(lái)掛面行業(yè)將面臨著更加嚴(yán)峻地挑戰(zhàn)，生產(chǎn)企業(yè)要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，必須從產(chǎn)品類(lèi)型、加工技術(shù)、包裝形式及營(yíng)銷(xiāo)推廣等各個(gè)方面進(jìn)行改革創(chuàng)新，健全標(biāo)準(zhǔn)體系，在國(guó)家政策的支撐和引領(lǐng)下，開(kāi)創(chuàng)掛面產(chǎn)業(yè)升級(jí)的新局面。

1 掛面的種類(lèi)

目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上掛面品種繁多，行業(yè)改革升級(jí)促使企業(yè)不斷研發(fā)新產(chǎn)品，從產(chǎn)品顏色、形狀、風(fēng)味、配方、適應(yīng)人群及含水率等方面進(jìn)行產(chǎn)品品種創(chuàng)新，以適應(yīng)市場(chǎng)變化和不同消費(fèi)者的需求。表1為掛面產(chǎn)品品種類(lèi)型。

表1 不同類(lèi)型的面條產(chǎn)品

隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步以及消費(fèi)水平的不斷提高，安全、衛(wèi)生、健康、美味、便捷及特色成為人們對(duì)食品的新要求。掛面市場(chǎng)逐漸形成了主食、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)及功能型產(chǎn)品共同發(fā)展的新格局，營(yíng)養(yǎng)型掛面、功能型掛面、特殊風(fēng)味掛面將成為市場(chǎng)主流[2]。近年來(lái)，掛面的多樣化創(chuàng)新取得了很大進(jìn)展，營(yíng)養(yǎng)健康的雜糧面、蔬菜面等通過(guò)添加不同輔料改變了面條顏色，極大豐富了產(chǎn)品類(lèi)型，解決了掛面產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分單一的問(wèn)題；針對(duì)不同人群需求開(kāi)發(fā)的功能型掛面，如添加了鈣、鐵、鋅或其它微量元素的兒童掛面，從產(chǎn)品包裝和面條外觀等方面實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新；還有通過(guò)改變面條的形狀及風(fēng)味的龍須面、空心面、烏冬面及刀削面等，這類(lèi)產(chǎn)品極具地域特色，滿(mǎn)足了人們對(duì)不同口感和情懷的追求。此外，還可以通過(guò)掛面的含水率進(jìn)行細(xì)分（如表2所示），與鮮濕面相比，掛面貨架期長(zhǎng)，但口感稍差，半干面的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了適口性和保質(zhì)期兩方面的突破升級(jí)[3]。

表2 不同含水率的面條產(chǎn)品

2 掛面的工業(yè)化生產(chǎn)工藝

近年來(lái)，我國(guó)掛面生產(chǎn)能力逐步擴(kuò)大、產(chǎn)品品種不斷增多、工藝技術(shù)持續(xù)優(yōu)化、裝備自動(dòng)化水平顯著提升，掛面加工逐步向全線智能化生產(chǎn)模式邁進(jìn)，實(shí)現(xiàn)從配粉供水、和面制面、干燥脫水到切斷包裝等各個(gè)環(huán)節(jié)的無(wú)人化生產(chǎn)管理目標(biāo)。在我國(guó)掛面行業(yè)快速發(fā)展進(jìn)程中，仍然存在許多問(wèn)題有待解決，如對(duì)生產(chǎn)工藝缺乏深入研究、產(chǎn)品品種少、加工裝備自動(dòng)化程度低及生產(chǎn)過(guò)程能耗高等。掛面生產(chǎn)工藝對(duì)生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要影響[4－5]，常規(guī)掛面生產(chǎn)工藝見(jiàn)圖1。

圖1 掛面生產(chǎn)工藝流程圖

2.1 配粉、配水

面粉是制作面條的主要原料，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響面條的生產(chǎn)過(guò)程及成品品質(zhì)，必須符合LS/T 3202－1993《面條用小麥粉》的標(biāo)準(zhǔn)要求[6]。面條品質(zhì)包括質(zhì)構(gòu)品質(zhì)、拉伸品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)和感官品質(zhì)，這些品質(zhì)不僅受到原料面粉中灰分、蛋白質(zhì)、淀粉、油脂成分的影響，而且受到這些高分子物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)及其互相作用的影響。用灰分含量高的面粉生產(chǎn)的面條硬度較強(qiáng)，用灰分含量低的面粉所制作的面條色澤光亮、口感細(xì)膩爽滑、適口性好，且不易渾湯；蛋白質(zhì)含量與面湯的渾濁程度關(guān)系最為密切，隨著蛋白質(zhì)含量的增高，渾濁度會(huì)降低，蛋白含量＞9.5%的面條具有很好的硬度和彈性，蛋白含量低的面粉制得的面條色澤白；破損淀粉的數(shù)量對(duì)面條白度有直接影響，隨著其數(shù)量的增加，反光率降低，一定程度的破損淀粉有益于形成細(xì)密均勻的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但增加到一定程度，會(huì)使面條結(jié)構(gòu)松散、剪切力下降、表觀狀態(tài)變差；面粉中有少量脂類(lèi)，包括脂肪、磷脂、糖脂等，一般為2.94%左右，面粉脫脂后所制得的面條白度增加，但表面黏度下降，脂類(lèi)和蛋白質(zhì)結(jié)合后，可增加面絮彈性和包絡(luò)強(qiáng)度，改善面絮加工性能和干物質(zhì)失落率[7－8]。

和面用水必須符合食用水的衛(wèi)生要求，水的硬度要求＜10 度，pH 不得＜6.5 或＞8.5，pH=7.0+0.2 為佳，含F(xiàn)e量、含Mn量均應(yīng)＜l mg/kg[5]。在我國(guó)，水的硬度高是影響和面效果的突出問(wèn)題，其中所含的鈣、鎂金屬離子會(huì)與面粉中的淀粉、蛋白質(zhì)結(jié)合，降低面粉的親水性能和面絮的粘度，最終導(dǎo)致面絮的加工性能降低。和面時(shí)適當(dāng)加入食鹽，能起到強(qiáng)化面筋、改良面絮加工性能的作用，食鹽中的鈉離子和氯離子能促使面粉快速吸水，并有利于蛋白質(zhì)吸水形成面筋，增強(qiáng)面筋的彈性和延伸性，另外，食鹽還有抑制酶的活性、防止面絮酸敗的作用[9]。

2.2 和面、熟化

和面是指面粉、食鹽、其它輔料與水按比例定量混合，通過(guò)和面機(jī)進(jìn)行一定時(shí)間的適當(dāng)強(qiáng)度攪拌，使小麥面粉中的非水溶性蛋白質(zhì) （麥膠蛋白和麥谷蛋白）逐漸吸水膨脹，互相黏結(jié)，形成具有一定彈性、延伸性、黏性和可塑性的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其中，加水量應(yīng)根據(jù)面粉的濕面筋含量確定，一般為25%～32%，面絮為含水率30%～35%的松散絮狀物，加水溫度宜控制在25～30℃，和面時(shí)間15 min左右，冬季宜長(zhǎng)，夏季較短。和面結(jié)束時(shí)，面絮呈松散的小顆粒狀，不含生粉，手握可成團(tuán)，輕輕揉搓能松散復(fù)原，斷面有層次感。面條工業(yè)化生產(chǎn)中，和面設(shè)備類(lèi)型多樣，主要有立式、臥式、單軸、雙軸、高速連續(xù)及真空和面等形式。

面條的熟化俗稱(chēng)“醒面”，和面階段的水分子在面粉表面呈游離狀態(tài)，熟化過(guò)程可以使水分子充分滲透到面粉內(nèi)部，最大限度的接觸蛋白質(zhì)膠體粒子，通過(guò)氫鍵作用使其充分水化[10]。熟化分為面絮熟化和面帶熟化，面絮熟化能夠使面粉中的蛋白質(zhì)充分吸水，形成面筋蛋白，同時(shí)通過(guò)氧氣的作用，使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相互粘連，相對(duì)分子量增大，進(jìn)一步完善面筋結(jié)構(gòu)；面帶熟化是將復(fù)合壓延后的面帶放入一定溫度和濕度的設(shè)備中，靜置一段時(shí)間實(shí)現(xiàn)熟化，使面帶結(jié)構(gòu)得到緩和，促使麥醇蛋白和麥谷蛋白進(jìn)一步吸水結(jié)合，進(jìn)一步完善面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[11]。劉全等人通過(guò)試驗(yàn)分析獲得面絮熟化的最佳工藝參數(shù)為：熟化溫度25℃、濕度85%、每次熟化時(shí)間30 min；面帶熟化的最佳參數(shù)為：熟化溫度25℃、濕度90%、熟化時(shí)間30 min[12]。在靜置狀態(tài)下面絮熟化效果最佳，工業(yè)化生產(chǎn)中也存在慢速攪拌的動(dòng)態(tài)熟化方式，防止面絮結(jié)塊，轉(zhuǎn)速以5～8 r/min為宜，在面絮熟化后進(jìn)行二次面帶熟化，熟化效果更佳，國(guó)內(nèi)外已有廠家采用。目前，工業(yè)上用的面絮熟化設(shè)備有臥式熟化機(jī)、輸送帶式熟化機(jī)、圓盤(pán)式熟化機(jī)，面帶熟化設(shè)備主要包括臥式網(wǎng)帶熟化機(jī)、吊桿式熟化機(jī)[13]，但均存在一些缺陷，需要進(jìn)一步提高。

2.3 復(fù)合、壓延、切條

壓延是把經(jīng)過(guò)熟化的面絮，通過(guò)多道軋輥的碾壓作用，將松散的面絮逐步壓成符合規(guī)定厚度的面片，使疏松、散亂的面筋形成連續(xù)、細(xì)密的網(wǎng)絡(luò)組織。壓延包括連續(xù)壓延和復(fù)合壓延兩部分，壓延應(yīng)保持兩輥軸線平行，控制好壓延比和壓延的速度，保證面片運(yùn)行均衡，面片兩邊薄厚均勻一致，使面帶處于“不余不繃”的狀態(tài)，均勻送入面刀切條處，切出的濕面條應(yīng)表面光滑，長(zhǎng)度一致，無(wú)毛邊斷條現(xiàn)象[4]。一般采用5～7道壓輥組成的壓延機(jī)組，各道壓輥的面片壓延比分配合理，隨著面片結(jié)構(gòu)逐漸密實(shí)，壓延比應(yīng)逐道遞減[5]，前后各道比較理想的壓延比依次為45%、35%、30%、30%、30%、20%及 10%。 陶春生等人通過(guò)試驗(yàn)得出，壓延的壓力增加了面絮的內(nèi)聚力，改變了面絮的流變學(xué)特性，從而影響了面條品質(zhì)。當(dāng)壓力為1～2 MPa時(shí)，壓力對(duì)小麥面條的各質(zhì)構(gòu)參數(shù)影響較大，其中硬度、黏性、彈性、咀嚼、膠著性與壓力呈顯著正相關(guān)，內(nèi)聚性與壓力呈顯著負(fù)相關(guān)[14]。

切條是把經(jīng)過(guò)若干道壓片成型的薄面片，縱向切成一定長(zhǎng)度和寬度（各種斷面形狀）的濕面條，以備懸掛烘干。切條是掛面的成型工序，直接關(guān)系到掛面產(chǎn)品的外觀，要求切出的面條平整、光滑、無(wú)毛刺、無(wú)并條、無(wú)油污。切條設(shè)備有兩種形式，一種是切條部件與軋片機(jī)末道軋輥組合為一體，另一種是部件中的切條、送桿、掛桿組合為一體成為切條掛桿機(jī)。

2.4 干燥、脫水

掛面干燥是指通過(guò)各種手段，將含水率為32%～35%的濕面條經(jīng)熱力作用干燥至含水率≤13.5%的干面條的過(guò)程。目前，掛面干燥主要有自然干燥、人工低溫干燥、中溫干燥、高溫干燥和全封閉智能干燥5種。自然干燥受外界環(huán)境變化影響較大，衛(wèi)生條件和產(chǎn)品質(zhì)量難以保障；低溫干燥的主干燥區(qū)最高溫度＜35℃，干燥設(shè)備溫濕度易于控制，但干燥時(shí)間長(zhǎng)，占地面積大，生產(chǎn)效率低；中溫干燥的主干燥區(qū)最高溫度＜45℃，是企業(yè)目前最常用到的干燥工藝；高溫干燥的最高溫度達(dá)70℃，干燥時(shí)間短，能夠賦予掛面特殊的風(fēng)味；全封閉智能干燥綜合了以上幾種干燥方式的優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、節(jié)能降耗。根據(jù)掛面的干燥特性，掛面干燥工藝通常分為4個(gè)階段，即預(yù)干燥階段（冷風(fēng)定條階段）、逐次升溫干燥、主干燥階段（恒率階段）和最終干燥階段（降溫緩速階段）。影響掛面干燥效果的因素有很多，其中，溫度、濕度、風(fēng)速、時(shí)間是影響掛面干燥脫水的四要素，精準(zhǔn)控制四要素，使面條的表面水分蒸發(fā)速度盡可能等于面條內(nèi)部水分的擴(kuò)散率，避免面條形成溫度梯度，保障產(chǎn)品質(zhì)量[15～18]。

目前，在掛面工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，多采用隧道干燥方式，分別設(shè)置不同干燥階段的工藝參數(shù)，使被干燥掛面在隧道烘房?jī)?nèi)緩慢移動(dòng)并實(shí)現(xiàn)脫水。由中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院設(shè)計(jì)研發(fā)的全封閉全天候掛面智能干燥系統(tǒng)，通過(guò)新風(fēng)過(guò)濾、分段干燥、變頻移行、循環(huán)熱能使用等手段，智能控制干燥室內(nèi)的各項(xiàng)工作參數(shù)，提升整條掛面生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能耗，提高產(chǎn)品品質(zhì)，保障食品安全。

2.5 切斷、稱(chēng)量、包裝

干燥后的掛面經(jīng)切斷、稱(chēng)量、包裝后投入市場(chǎng)，包裝的質(zhì)量將直接影響產(chǎn)品的銷(xiāo)量。近10年，中國(guó)掛面包裝市場(chǎng)發(fā)生了巨大變化，由過(guò)去的手工作業(yè)到集切斷、傳送、稱(chēng)量及包裝為一體的全自動(dòng)化掛面包裝模式，極大地提高了生產(chǎn)效率和自動(dòng)化水平，大產(chǎn)能、高精度、特色型、智能化及無(wú)人化是掛面包裝行業(yè)的發(fā)展方向。

我國(guó)掛面包裝方式主要有紙包裝、普通塑包、散面手提袋以及高端立體袋包裝等，其中，紙包裝掛面占比為32.4%，普通塑包裝占比36.1%，立體袋包裝占比14.8%，捆扎包裝、手提袋包裝、兒童面及功能面包裝分別占比7.5%、5.8%、3.4%[19]。越來(lái)越多具有特色和地域情懷的包裝應(yīng)運(yùn)而生，極大的豐富了掛面產(chǎn)品市場(chǎng)。

3 掛面的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

（1）市場(chǎng)格局的改變：中小企業(yè)加速淘汰，行業(yè)集中度不斷提升。近些年，大企業(yè)不斷擴(kuò)大規(guī)模，以提高市場(chǎng)占有率，中小企業(yè)加速淘汰，掛面行業(yè)集中度進(jìn)一步提升，但短時(shí)期內(nèi)難以形成行業(yè)壟斷。與康師傅方便面36%的市場(chǎng)占有率相比，2019年掛面行業(yè)前五名產(chǎn)量之和僅占全國(guó)掛面總產(chǎn)量的26%，前10名企業(yè)產(chǎn)量占總量的40%，24家龍頭掛面企業(yè)產(chǎn)能占比47%，企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)激烈，行業(yè)集中度仍需逐步提升[1]。

（2）產(chǎn)品重心的轉(zhuǎn)移：營(yíng)養(yǎng)型掛面、特色掛面、中高端掛面成為市場(chǎng)主流。市場(chǎng)格局的改變必然引起企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，大型企業(yè)不斷擴(kuò)大產(chǎn)量，提高市場(chǎng)占有率，中小型企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)型升級(jí)，主打特色產(chǎn)品，注重營(yíng)養(yǎng)健康，研發(fā)營(yíng)養(yǎng)型、功能型以及適用于特殊人群需求的創(chuàng)新掛面，結(jié)合傳統(tǒng)特色，深入挖掘地域美食，如褲帶面、刀削面、波紋面、蝴蝶面、面片及鮮濕面等，將傳統(tǒng)面食加工帶入工業(yè)化時(shí)代。此外，中高端掛面成為行業(yè)新寵，品牌價(jià)值拉大價(jià)格區(qū)分，消費(fèi)者需求的轉(zhuǎn)變對(duì)掛面企業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，也帶來(lái)了顯著商機(jī)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，低檔掛面的毛利率＜10%，中檔掛面為10%～20%，高檔掛面為30%～50%，消費(fèi)升級(jí)將持續(xù)帶動(dòng)中高端產(chǎn)品占比提升。

（3）宣傳模式的創(chuàng)新：互聯(lián)網(wǎng)+優(yōu)化傳統(tǒng)營(yíng)銷(xiāo)模式。當(dāng)今社會(huì)是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，截止2018年底，我國(guó)網(wǎng)民規(guī)模達(dá)到8.54億，互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)61.2%?；ヂ?lián)網(wǎng)已經(jīng)滲透到人們生產(chǎn)生活的方方面面，互聯(lián)網(wǎng)宣傳與銷(xiāo)售，不僅能夠降低成本、提升效率，還是最有效的營(yíng)銷(xiāo)模式，5G技術(shù)的研發(fā)、大數(shù)據(jù)分析、直播平臺(tái)的出現(xiàn)等都是對(duì)傳統(tǒng)營(yíng)銷(xiāo)模式的優(yōu)化升級(jí)，互聯(lián)網(wǎng)營(yíng)銷(xiāo)節(jié)省了中間商的利潤(rùn)，實(shí)現(xiàn)廠家與消費(fèi)者的直接對(duì)接，不僅壓縮了成本、提高了效率，更保障了產(chǎn)品的來(lái)源和安全性，掛面作為傳統(tǒng)食品，在提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)加工模式的前提下，也將搭乘互聯(lián)網(wǎng)的快車(chē)，讓企業(yè)和消費(fèi)者共同享受互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展紅利。

（4）加工裝備的升級(jí)：智能化升級(jí)加速行業(yè)的整合。隨著掛面裝備科技含量的不斷增加，自動(dòng)化、智能化無(wú)人生產(chǎn)線不斷推出、日趨完善，設(shè)備成本的提升，使企業(yè)一次性投資加大、產(chǎn)能大幅提升，越來(lái)越多的中小企業(yè)不堪重負(fù)，退出行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。加工裝備的升級(jí)不僅促進(jìn)了行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，也將有利于加速行業(yè)的整合。掛面產(chǎn)業(yè)通過(guò)借鑒“德國(guó)工業(yè)4.0”的思路，積極向掛面裝備工業(yè)3.0靠攏，朝著掛面產(chǎn)業(yè)“2025目標(biāo)”不斷邁進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)掛面的智能化制造與管理的升級(jí)。

（5）標(biāo)準(zhǔn)的支撐：標(biāo)準(zhǔn)保障產(chǎn)品質(zhì)量、提升行業(yè)形象。標(biāo)準(zhǔn)是行業(yè)健康、有序、可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障。我國(guó)現(xiàn)行的掛面相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)較多，大多數(shù)為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、糧食行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)、農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、地方標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、雜糧掛面團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)，如表3所示。

表3 我國(guó)現(xiàn)行的掛面相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

（6）用科學(xué)方法評(píng)價(jià)面條品質(zhì)。對(duì)掛面產(chǎn)品的評(píng)價(jià)方法除了人工品嘗外，還可以采用現(xiàn)代檢測(cè)儀器和手段。如采用布拉班德粉質(zhì)儀、面團(tuán)拉伸儀、RVA快速粘度測(cè)定儀測(cè)定添加輔料對(duì)面絮品質(zhì)的影響，采用質(zhì)構(gòu)儀、色彩色差儀等儀器研究添加輔料對(duì)面條品質(zhì)的影響等。根據(jù)儀器的測(cè)試結(jié)果確定產(chǎn)品最佳配方和最適生產(chǎn)工藝條件，減少個(gè)人喜好干擾，實(shí)現(xiàn)面條檢測(cè)手段標(biāo)準(zhǔn)化。

4 結(jié)語(yǔ)

掛面行業(yè)是我國(guó)重要的民生產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，近些年，行業(yè)整體呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策的指引下，企業(yè)應(yīng)加速創(chuàng)新的步伐，深化生產(chǎn)加工工藝研究，不斷豐富產(chǎn)品種類(lèi)，提升產(chǎn)品品質(zhì)，做好品牌培育，推動(dòng)行業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、管理與銷(xiāo)售的智能化，堅(jiān)定地走健康轉(zhuǎn)型與價(jià)值提升之路，推動(dòng)行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。