木姜葉柯對面包酵母發(fā)酵活力的影響

趙湘蓉，方偉,2*

(1.懷化學院 生物與食品工程學院，湖南 懷化 418008； 2.民族藥用植物資源研究與利用湖南省重點實驗室，湖南 懷化 418008)

木姜葉柯(Lithocarpuslitseifolius(Hance)Chun)又稱多穗柯，屬殼斗科櫟屬常綠植物，2017年被國家衛(wèi)計委納入新資源食品名錄[1]。木姜葉柯含有黃酮、棕色素、根皮甙、三葉甙等成分，其中以三葉甙含量最高，達95%，其甜度為蔗糖的300倍[2]。木姜葉柯不但具有清熱、潤肺、祛痰、止咳等功效[3-4]，其所含總黃酮還具有改善鏈脲菌素或四氧嘧啶誘發(fā)的高血糖和糖耐量的作用[5]。陳顯剛[6]研究表明，高濃度的木姜葉柯多酚具有很好的防腐保鮮作用；李勝華等[7]研究表明，木姜葉柯對大腸埃希氏菌、普通變形桿菌、金黃色葡萄球菌、糞腸球菌、藤黃八疊球菌、枯草芽孢桿菌、白色念珠球菌6種供試菌種均有不同程度的抑制作用。

面包是以面粉、酵母、鹽、水為基礎原料，經面團調制、發(fā)酵、成型、醒發(fā)、烘烤等工藝制成的膨松松軟、風味優(yōu)良、營養(yǎng)豐富的一類焙烤食品[8]。在面包發(fā)酵前加入木姜葉柯粉，由于木姜葉柯多酚具有較強的吸水性，調粉時多酚類物質會吸收一部分水，從而減少水分向面筋網絡內的滲透。在面包的貯藏過程中，多酚類物質可以繼續(xù)吸水延緩面包的老化作用，延長面包的保存期。隨著人們對面包等焙烤食品需求的多元化，以及對食品健康的更加關注，新產品開發(fā)時健康天然的原輔料越來越受重視。木姜葉柯提取液作為一種新型的甜味劑加入到焙烤食品中，除了滿足人們對甜味的口感需求以外，還具有較強的抑菌作用和防治心腦血管疾病，抑制動脈粥樣硬化的形成等保健效果[9]。本試驗通過探討不同木姜葉柯浸提液添加量對面包酵母發(fā)酵活力的影響， 以期為木姜葉柯在焙烤食品的加工及其防腐保鮮中的應用提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 材料

面粉(金健米業(yè)股份有限公司，蛋白質含量13%)；高活性干酵母(安琪酵母股份有限公司)；木姜葉柯粉(新鮮木姜葉柯自制，溆浦君意農業(yè)發(fā)展有限公司)；白砂糖、食鹽、水等(市售食品級)；氯化鈉、濃硫酸(化學純)。

恒溫鼓風干燥箱(DHG-9030，上海三發(fā)科學儀器有限公司)；恒溫水浴鍋(HHS-26，東星建材試驗設備有限公司)；旋轉蒸發(fā)儀(SY2000，上海亞榮生化儀器廠)；循環(huán)水式真空泵(XZ-1，臺州求精真空泵有限公司)；電子分析天平(TP-6KB，湘儀天平儀器設備有限公司)。

1.2 方法

參照GB/T 20886—2007《食品加工用酵母》，采用排水法測定酵母發(fā)酵活力。在面粉中添加一定比例的糖、鹽、酵母、木姜葉柯浸提液調制面糊(發(fā)酵溫度為30 ℃±0.2 ℃，酵母添加量3.2%，白砂糖添加量16%，鹽用量1%，均指面粉基)，裝入A瓶，面糊發(fā)酵產生氣體，使裝置內氣壓升高而排出液體(圖1)。從調制面糊到面糊放入A瓶內的第8分鐘開始計時，記錄第一小時的排液量，即為面糊產生CO2的氣體量，作為衡量面包酵母發(fā)酵活力的指標。

圖1 排水法測定的裝置

1.2.1 初始工藝

參照國標GB/T 20886—2007中對酵母發(fā)酵力的測定，制定初始工藝。在單因素試驗中，除了被研究因素的取值依據(jù)試驗方案變動外，其他成分的含量均為初始配方值，面糊的初始配方為白砂糖16%，酵母3.2%，鹽1%。

1.2.2 工藝流程

配制排出液→連接測定裝置→檢查裝置氣密性→制備木姜葉柯浸提液→活化酵母→混合原輔料→調制面糊→裝入A瓶→讀取排出液體積。

1.2.3 操作要點

配制排出液。稱取200 g NaCl于燒杯中，加水溶解，再加入20 mLH2SO4，倒入2 000 mL容量瓶內，加水定容。

如圖1連接測定裝置，并檢查裝置氣密性。

制備濃度為0.5 g·mL-1的木姜葉柯浸提液。20 g木姜葉柯粉→按木姜葉柯與水的比例1:30加80 ℃蒸餾水600 mL→攪拌均勻→恒溫水浴鍋80 ℃浸提30 min→經8層紗布過濾2～3次→收集濾液→60～70 ℃旋轉蒸發(fā)至40 mL→得0.5 g·mL-1濃縮液。

酵母活化。稱取1 g高活性干酵母，加入濃度為20 g·L-1的蔗糖溶液16 mL，搖勻，置于32 ℃恒溫箱中活化1 h。

測定發(fā)酵力。按配方要求將所有原輔料調制成面糊并裝入A瓶，整個過程控制在5 min之內。從調制面糊到面糊放入A瓶內的第8分鐘開始計時，記錄第一小時的排液量。

1.2.4 各影響因素測定

由于本試驗所用酵母的最佳發(fā)酵溫度和面粉等因素與國標略有不同，所以在國標的參照下，將發(fā)酵溫度、白砂糖用量、酵母用量各設4個梯度，木姜葉柯浸提液用量設6個梯度，每個梯度分別進行單因素試驗，分別測定排出液體積。最后進行四因素三水平的正交試驗，得出最佳工藝條件。

發(fā)酵溫度對面包酵母活力的影響。在酵母添加量3.2%、白砂糖添加量16%、鹽用量1%的條件下(均指面粉基)，將發(fā)酵溫度設為25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃進行單因素試驗，分別測定排出液體積。

白砂糖添加量對面包酵母活力的影響。在發(fā)酵溫度為(30±0.2)℃、在酵母添加量3.2%、鹽用量1%的條件下(均指面粉基)，將白砂糖用量設為6%、11%、16%、20%，進行單因素試驗，分別測定排出液體積。

高活性干酵母添加量對面包酵母活力的影響。酵母發(fā)酵除控制好發(fā)酵環(huán)境外，酵母本身也是影響面包質量的重要因素。本研究選用安琪高活性干酵母，其添加量作為單因素之一。在發(fā)酵溫度為(30±0.2)℃、白砂糖添加量16%、鹽用量1%的條件下(均指面粉基)，將酵母用量設為1.0%、1.4%、1.8%、2.2%進行單因素試驗，分別測定排出液體積。

木姜葉柯添加量對面包酵母活力的影響。在發(fā)酵溫度為35 ℃、酵母添加量1.4%、白砂糖添加量16%、鹽用量1%的條件下(均指面粉基)，將木姜葉柯用量設為0、0.5%、1.0%、2.0%、5.0%、8.0%，進行單因素試驗，分別測定排出液體積。

正交試驗按照L9(34)正交試驗表進行。根據(jù)單因素試驗結果，設四因素三水平的正交試驗。每處理重復3次，測定第一小時的排水量，取其平均值為最終結果。1～3水平發(fā)酵溫度(A)分別為30.0、32.5、35.0 ℃，酵母(B)分別為1.0%、1.4%、1.8%，木姜葉柯(C)分別為1.0%、1.5%、2.0%，白砂糖(D)分別為6%、11%、16%。

1.2.5 成品驗證

根據(jù)試驗得出的最佳工藝條件用于常見的面包配方進行成品驗證，測試面包的比體積、感官評定、貨架期、理化指標和微生物指標參照GB/T 7099—2015《食品安全國家標準糕點、面包》。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 發(fā)酵溫度

由圖2可知，隨溫度升高排出液體積增加。但當溫度為40 ℃時，發(fā)酵面糊內部組織差，氣孔大且不均勻，且乳酸菌最適溫度是37 ℃，而乳酸菌生長繁殖會使面包酸度增大，降低制品質量。另外，考慮到面團發(fā)酵過程中，酵母菌代謝活動會產生一定的熱量而提高面團溫度，所以面糊適宜發(fā)酵溫度為35 ℃。

圖2 發(fā)酵溫度對面包酵母活力的影響

2.1.2 白砂糖添加量

由圖3可知，當白砂糖添加量為6%時，不足以供給酵母碳源，使其不能完全生長繁殖；當白砂糖添加量為20%時，濃度過高，抑制了酵母菌的生長。白砂糖添加量過低或過高，排出液體積均低于基礎配方水平，所以白砂糖適宜添加量為16%。

圖3 白砂糖添加量與面包酵母活力的關系

2.1.3 高活性干酵母添加量

由圖4可知，當酵母添加量為1.0%時，排出液體積明顯低于基礎配方水平；酵母添加量增至1.4%時，排出液體積達到最高值；酵母添加量增至1.8%時，排出液體積增幅較小，且面糊內部組織結構狀態(tài)差于添加量為1.4%的情況，有部分空洞及塌陷的情況；酵母添加量增至2.2%時，排出液體積有所下降，可能是因為面糊內的糖、鹽等成分的不足，使其缺乏能量而不能完全生長。如果繼續(xù)增大酵母添加量，不但會影響面糊的內部組織，而且酵母不能完全發(fā)酵，會繼續(xù)造成浪費。因此，確定酵母最佳添加量為1.4%。

圖4 高活性干酵母添加量與面包酵母活力的關系

2.1.4 木姜葉柯添加量

由圖5可知，木姜葉柯添加量≤1%時，排出液體積無明顯變化；>1%時，排出液體積開始下降；>2%時，隨著木姜葉柯添加量越多，排出液體積下降趨勢越快；>5%時，面糊內部組織逐漸表現(xiàn)為氣孔變大，部分組織粗糙、粘手等，已不適合做面包原料。

圖5 木姜葉柯添加量與面包酵母活力的關系

2.2 正交試驗

比較正交試驗結果(表1)，分析極差可知，以上4個因素在取值范圍內對面包酵母活力影響的顯著性排序為發(fā)酵溫度>木姜葉柯添加量>白砂糖添加量>酵母添加量，其最佳組合為A3B2C1D3，即發(fā)酵溫度為35 ℃、酵母添加量1.4%、木姜葉柯添加量1.0%、白砂糖添加量16%。

表1 各處理組合對面包酵母活力的影響

2.3 驗證試驗

將試驗所得的最佳工藝條件用于多個面包配方進行成品試制，制成面包的體積比為3.2，且2次測定結果之差未超過平均值的10%，符合標準；感官評定為92(滿分100)，貨架期為7 d，時間長于未加防腐劑的類似產品，具有商品化潛力；理化指標和微生物指標均符合國家標準。

3 小結

本研究結果表明，根據(jù)各因素對酵母發(fā)酵活力的影響，得出最佳工藝條件分別為發(fā)酵溫度35 ℃、酵母添加量1.4%、白砂糖添加量16%、木姜葉柯添加量1.0%、鹽用量1.0%(均指面粉基)。在此條件下，木姜葉柯既能起到一定防腐抑菌和保健的作用，又不影響面包酵母發(fā)酵活力。經驗證試驗得出，在上述最佳工藝配方下制成的面包呈淺綠色，色澤均勻，口感細膩，松軟，包心有彈性，具有木姜葉柯獨特的清香，符合產品應有的形態(tài)，且理化指標和微生物指標均符合國家標準。本研究為木姜葉柯在焙烤食品中的應用提供了參考，為促進木姜葉柯相關產業(yè)開發(fā)奠定理論基礎。