乳酸菌對中國傳統主食饅頭質量的影響

馬先紅，劉景圣*，張文露，陳翔宇（.吉林化工學院生物與食品工程學院，吉林吉林32022；2.吉林農業大學食品科學與工程學院，吉林長春308；3.小麥和玉米深加工國家工程試驗室，吉林長春308）

乳酸菌對中國傳統主食饅頭質量的影響

馬先紅1，2，劉景圣2，3*，張文露1，陳翔宇1
（1.吉林化工學院生物與食品工程學院，吉林吉林132022；2.吉林農業大學食品科學與工程學院，吉林長春130118；3.小麥和玉米深加工國家工程試驗室，吉林長春130118）

傳統饅頭發酵劑由多種微生物群體組成，乳酸菌是饅頭傳統發酵劑中的重要微生物類群，其種類和數量與饅頭的品質存在內在聯系。該文針對饅頭傳統發酵劑中乳酸菌菌群的發展過程以及乳酸菌發酵與饅頭品質的關系進行了綜述，為饅頭發酵劑的研究提供參考。

饅頭；發酵劑；乳酸菌；品質

饅頭通常是以小麥粉為主要原料，添加水、酵母（或面肥、酵頭、老面、起子、酵汁等發酵劑）揉成面團，經發酵、定型、醒發、熟化而成的面制食品。其中，發酵劑對饅頭的品質具有重要的影響。饅頭傳統發酵劑中的菌群具有多樣性，乳酸菌是其中優勢菌群之一。乳酸菌在發酵食品中應用廣泛，其利用可發酵性糖發酵生成乳酸等代謝產物，可以作為酸味劑；生成的丙酸、醋酸等有機酸還可與乳酸發酵生成的酮、醛、醇等物質形成酯類等呈味物質；乳酸發酵過程中形成的一些細菌素和類細菌素對腐敗菌和病原菌有抑制作用，能夠使產品保存性提高，貨架期延長；乳酸菌產生的胞外多糖可以作為食品乳化劑和增稠劑［1］，此外，乳酸菌代謝產生了多種酶、維生素和氨基酸，營養價值被提高。因此，對中國饅頭而言，乳酸菌在發酵過程中具有重要的作用，探究饅頭傳統發酵劑中乳酸菌菌群的發展過程及其發酵作用對饅頭品質的影響具有重大的意義。

1　饅頭中的乳酸菌

世界各國面包和饅頭等各種面制品的天然母發酵劑一般稱為酵頭，按工藝分為三種類型（Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ）。Ⅰ型為微生物保持活性狀態的傳統酵頭，需要每天翻新；Ⅱ型酵頭含有多種微生物且耐高溫；Ⅲ型為乳酸菌干燥粉狀物酵頭［2］。酵頭的微生態體系豐富多樣，主要的微生物類群是酵母和乳酸菌。其中，乳酸菌在面團結構、風味形成、營養價值的提高和保質期的延長等方面具有重要作用。

面團的生態系統營養豐富，糖類、蛋白質等大分子物質經微生物發酵水解成單糖、氨基酸等小分子代謝產物，能被乳酸菌吸收，豐富了酵頭中乳酸菌的種類。酵頭中乳酸菌包括魏斯氏菌屬（Weissella）、片球菌屬（Pediococcus）、明串珠菌屬（Leucouostoc）和乳球菌屬（Lactobacillus）等［3］。其中，傳統酵頭中最常見的乳酸菌類群是乳桿菌屬（Lac tobacillus），主要包括Lb.sanfranciscensis、Lb.rossiae、Lb. paralimeutarius、植物乳桿菌（Lb.plautarum）和短小乳桿菌（Lb.brevis）等［4］。法國傳統酵頭中的乳酸菌菌群為腸球菌（Euterococcussp.）（＜1%）、乳球菌（Lactococcussp.）（1%）、魏斯氏菌（Weissellasp.）（4%）、明串珠菌（Leucouostocsp.）（17%）、片球菌（Pediococcussp.）（38%）和乳桿菌（Lactobacillussp.）（39%）［5］。CORSETTI A等［4］研究表明酵頭中乳酸菌菌群為魏斯氏菌（Weissellasp.）、鏈球菌（Streptococcus sp.）、片球菌Pediococcussp.）、明串珠菌（Leucouostocsp.）、乳球菌（Lactococcussp.）和腸球菌（Euterococcussp.）。MORONI A V等［6］指出低溫持續自主發酵的傳統I型酵頭埃塞俄比亞畫眉草（teff）和蕎麥（buckwheat）中乳酸菌主要為Leucouostocsp.、Pediococcussp.和Lactobacillussp.。

傳統酵頭的乳酸菌微生態系統十分豐富，其中Lactobacillus最常見，Weissella、Leucouostoc、Euterococcus和Lactococcus在谷物和面粉中廣泛存在，但對酸化環境耐受力弱而處于酵頭弱勢菌群地位［4］。酵頭與其他發酵食品相比較，專性異型發酵乳酸菌發揮主要作用，將糖類發酵生成乳酸以及乙酸等代謝產物［7］。氮和碳水化合物代謝、菌株對酸的耐受性和適應機制等因素影響酵頭發酵過程中乳酸菌的變化。利用變性梯度凝膠電泳（polymerase chain reaction-denaturinggradientgelelectrophoresis，PCR-DGGE）技術分析埃塞俄比亞畫眉草（teff）和蕎麥（buckwheat）酵頭中乳酸菌的演替過程，結果表明，初始發酵和發酵12h后分別有P.peutosaceus、Lb.gramiuis、Lb.sakei和Leu.holzapfelii、W.cibaria、Lb.plantarum產生，最后階段W.cibaria和Lb.plantarum的數量下降［6］。黑麥酵頭發酵初期乳酸菌主要為Euterococcussp.和Lactococcusp.，中期變為Weissellasp.和Leucouostocsp.，5d后主要為Lb.plantarum和Lb.fermentum［8］。

國外學者在酸面團中分離篩選出了代表性的菌種，且對其特性進行了研究［9］，中國學者也對酸面團中的發酵微生物進行了相關研究。張紅等［10］對饅頭用酸面團中自然發酵菌種的最初來源進行了研究，利用接觸酶、革蘭氏染色法、分離劃線法和平板涂布法等實驗從一個對照組和四個實驗組分離出了乳酸菌和酵母菌，分別命名為Rzh和Yzh，并用不同比例的Rzh菌液（OD600nm=1.630）和Yzh菌液（OD600nm=1.740）作了發酵驗證試驗，結果表明，面粉是酸面團中的自然發酵種的主要來源，空氣和水次之；最佳發酵條件為31℃發酵4 h，Rzh與Yzh比例為1∶1。楊浣漪等［11］在河南地區的傳統面食發酵劑中通過觀察微生物基本形態特征，利用生理生化試驗和分子鑒定技術分離得到28株乳酸菌，其中干酪乳桿菌（Lactobacillus casei）、糞腸球菌（Enterococcus faecalis）、植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）分別為7株、8株和13株，優勢乳酸菌為植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）。

2　乳酸菌發酵對饅頭品質的影響

2.1營養品質

中國傳統饅頭香甜可口，風味獨特，這是源于一些天然發酵劑老面等的使用，具有多菌種混合發酵的優勢［12］。老面富含各種微生物的復雜生化體系，酸面團在發酵過程中多種微生物相互作用，生成的各種代謝產物相互作用，使面團的生化物理特性發生了變化［13-14］。老面中主要有短乳桿菌、戊糖片球菌、短乳桿菌、舊金山乳桿菌、植物乳桿菌等乳酸菌和少量的酵母菌。面團中的糖類在乳酸菌的作用下進行異型發酵和同型發酵，異型發酵生成乳酸、乙酸、乙醇和二氧化碳等，同型發酵只生成乳酸。此外，還會有大量的酮類、醛類等化合物生成，這些化合物會互相作用生成多種氨基酸和維生素，提高了制品的營養價值［15］。乳酸菌對老面中氨基酸的生成和糖代謝具有很大的作用，發酵初期乳酸菌使老面中的可溶性糖含量快速降低，發酵后期可溶性糖含量會提高，發酵期間游離氨基酸含量變大，不同的乳酸菌對老面中游離氨基酸和可溶性糖的代謝不同，對饅頭的品質的影響也不同［16］。植物乳桿菌和嗜熱鏈球菌與酵母菌混合使用，能夠使饅頭面團發酵時間縮短，pH值降低，總酸度值提高，還原糖含量下降［17］。饅頭面團發酵過程中不同菌種對不同可溶性糖的消耗存在差異進而影響饅頭的品質［18-19］。

乳酸菌生長代謝過程中會分泌到細胞壁外一種微生物多糖（黏液多糖或莢膜多糖），一般稱為乳酸菌胞外多糖［20］。乳酸菌胞外多糖能夠改善產品的組織狀態，并具有一定的生理作用，如提高免疫力、抗腫瘤、增強腸道黏膜的吸附作用等［21-22］。在面制食品加工中，乳酸菌胞外多糖具有親水膠體性質，對面團的加工特性和流變學特性具有改善作用［23］。有學者從老面中分離鑒定出一株高產胞外多糖的植物乳酸菌L1，該菌株在碳氮比2∶1，培養基的初始pH=6左右，30℃條件下培養18 h產糖量最大，L1與酵母菌接種量為100∶1時對饅頭的影響最大，此時饅頭比容顯著變大，白度稍有增加，感官品質較好［24-25］。

2.2風味品質

乳酸發酵直接可以代謝丙酸、醋酸、乳酸等多種有機酸，適量有機酸的生成即可以賦予饅頭柔和的酸味，特定的有機酸還可與酵母發酵產生的酮、醛、醇等物質生成酯類等一些呈味物質［26］。另外還有多種新的呈味物質產生［27］，多肽和氨基酸也可以作為風味物質的前體物質被微生物利用［28］。程曉燕等［29］對傳統酸面團中植物乳桿菌發酵饅頭揮發性風味物質特征進行了研究，結果表明，乳酸菌發酵酸面團饅頭的揮發性風味物質總含量變大，植物乳桿菌標準菌株發酵饅頭（記為LPS）提高了53.11%、傳統酸面團中植物乳桿菌植物亞種發酵饅頭（記為ZLPS）提高了56.92%，ZLPS還生成了乙酸-2-苯乙基酯、2-乙基己醇、3-辛醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、乙酸異戊酯等一些獨特的揮發性風味物質，且各項指標評分ZLPS均較大。

2.3保鮮性能

乳酸菌分泌的一些代謝產物對某些細菌及真菌的生長具有抑制作用，乳酸菌還可以與霉菌毒素進行結合，因此乳酸菌及其代謝產物在生物保鮮與防腐方面具有一定的應用前景［30］。已有研究表明，乳酸菌能夠延長黃瓜［31］、葡萄［32］、酸奶［33］和乳酪［34］等食品的保質期。王應東等［33］對抗真菌乳酸菌的篩選及其對饅頭的保鮮與防腐作用進行了研究，通過雙層平板點接法篩選出兩株植物乳桿菌，其中TK9來源于酸粥，其抗黃曲霉活性較大，IMAU80134是從140株植物乳桿菌中篩選出來的，其抗婁地青霉活性較大，IMAU80134和TK9除分別對婁地青霉和黃曲霉有抑制作用外，對草酸青霉、柑橘青霉、煙曲霉也有一定的抑菌作用，其中植物乳桿菌IMAU80134和TK9對草酸青霉有相對較大的抑制作用，抑菌圈半徑分別為12.7 mm和12.3 mm，將植物乳桿菌IMAU80134和TK9應用于饅頭保鮮和防腐模擬實驗，饅頭的保質期分別延長3 d和1 d。

2.4抗氧化活性

乳酸菌發酵可以提高饅頭的抗氧化活性，程曉燕等［29］的研究表明乳酸菌發酵（尤其是植物乳桿菌植物亞種的發酵）顯著提高了饅頭的抗氧化活性，與普通小麥饅頭（記為WS）相比，傳統酸面團中植物乳桿菌植物亞種發酵饅頭（記為ZLPS）中總酚含量提高了108.70%，1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical 2，2-Diphenyl-1-（2，4，6-trinitrophenyl）hydrazyl，DPPH）自由基清除能力為WS的13.65倍。

2.5質構特性

乳酸菌發酵對饅頭質構具有一定的改善作用。呂瑩果等［35］制作的植物乳酸菌發酵饅頭質構特性值分別為硬度9 136.218、彈性0.895、黏聚性0.47、咀嚼性3 833.721和回復性0.139，與酵母和酵子發酵饅頭相比，植物乳酸菌發酵饅頭的彈性較大，回復性、咀嚼性、黏聚性、硬度小。蘇東民等［36］研究表明，在乳酸菌粉與酵母菌粉混合發酵饅頭時，乳酸菌粉添加量＞0.3%時，饅頭比容較小、彈性小、硬度大，產酸較多，酸味較大，面團酸度過高，面筋網絡結構被破壞，使饅頭感官品質下降。

3　饅頭工藝改造

乳酸菌是饅頭傳統發酵劑中的一種優勢菌種，饅頭傳統發酵劑菌群中還含有一定數量和種類的酵母菌、醋酸菌等，這些菌群共同發酵生成乳酸、醋酸、乙醇、二氧化碳等物質以及一些風味成分。單一菌群發酵饅頭風味較差，但傳統發酵劑發酵饅頭產品性質不穩定，易被雜菌污染，所以很多學者對混合菌種發酵饅頭進行了研究。呂瑩果等［35］對植物乳酸菌發酵饅頭工藝及性質進行了研究，添加高活性干酵母0.7%、植物乳桿菌0.3%、發酵25 min制得的饅頭與普通饅頭及酵子饅頭相比，比容和感官評價較好；饅頭白度比酵母發酵饅頭大，但比酵子發酵饅頭小；植物乳酸菌發酵饅頭的彈性較大，回復性、咀嚼性、黏聚性、硬度小。熊俐等［37］研究了酵母、乳酸菌和甜酒曲復合菌發酵對小麥麩皮饅頭品質的改良作用，表明麩皮添加量是影響麩皮饅頭質量的首要因素，其次是乳酸菌粉添加量，最佳條件乳酸菌粉、麩皮、甜酒添加量分別為0.150%、6.0%、1.75%，該條件下制得的麩皮饅頭顏色為淺咖啡色，氣孔均勻細密，表層光滑，感官評分較好。

4　展望

饅頭傳統發酵劑是一個復雜的微生物群體，生產過程中容易被雜菌污染，不容易控制，工業化很難。單一菌種饅頭發酵劑比較穩定，但產品風味較差。乳酸菌作為傳統饅頭發酵劑中菌群之一，其在饅頭發酵過程中利用一些糖類生成多種營養物質和呈味物質以及一些活性成分等，并有益于發酵劑中某些微生物菌群發酵，因此乳酸菌在饅頭發酵過程中具有重要的作用。今后應該在深入研究饅頭傳統發酵劑的基礎上，充分利用乳酸菌研制更多優良的混合菌種饅頭發酵劑，促進饅頭工業化的發展。

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Effects of lactic acid bacteria on the quality of Chinese steamed bread

MA Xianhong1，2，LIU Jingsheng2，3*，ZHANG Wenlu1，CHEN Xiangyu1
（1.College of Biotechnology and Food Engineering，Jilin Institute of Chemical Technology，Jilin 132022，China；2.College of Food Science and Engineering，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，China；3.National Engineering Laboratory of the Wheat-corn Deep Processing，Changchun 130118，China）

Traditional steamed bread starter is composed of a variety of microorganism.Lactic acid bacteria are the dominant microbial groups in the process of traditional steamed bread fermentation.The type and quantity of lactic acid bacteria are directly related to the quality of the product.In this paper，the development of lactic acid bacteria in steamed bread and the internal relation between lactic acid bacteria and the product quality were reviewed.The paper can provide reference for the study of starter culture of steamed bread.

steamed bread；starter culture；lactic acid bacteria；quality

TS211.4

A

0254-5071（2015）11-0010-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.11.003

2015-08-24

十二·五支撐計劃（2012BAD37B05）；吉林省科技發展計劃項目（20130305027NY）

馬先紅（1981-），女，講師，博士研究生，研究方向為糧食深加工。

劉景圣（1964-），男，教授，博士，研究方向為糧食深加工。