天然酵母面包發(fā)酵液的配方工藝優(yōu)化

王宇晨，夏宇航，王可杉，胡雨卿，張亮子*

（1.武漢商學院食品科技學院，湖北武漢 430056；2.天門職業(yè)學院經(jīng)濟貿(mào)易服務(wù)學院，湖北天門 431700）

隨著社會的發(fā)展與進步，人們的生活節(jié)奏不斷加快，對營養(yǎng)健康食品有了更高的需求[1]。天然酵母在發(fā)酵過程中的一些代謝產(chǎn)物，如醇類、酯類、醛類等物質(zhì)可以賦予天然酵母面包獨特的發(fā)酵風味，并提升天然酵母面包的營養(yǎng)價值[2]。近年來，我國學者對天然酵母研究逐漸增多，但大多是以葡萄干為天然酵母培養(yǎng)原料。研究種類相對單一化，對新鮮水果中天然酵母的研究仍有空缺，無法滿足目前市場所需。本文擬探究水果天然酵母的最佳工藝參數(shù)，解決水果天然酵母在面包發(fā)酵工藝中發(fā)酵時間長、發(fā)酵力不穩(wěn)定等問題，同時也為水果天然酵母在國內(nèi)烘焙行業(yè)中的工業(yè)化應(yīng)用提供一定的試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

植物油，福臨門；面包粉，金像牌面包粉；白砂糖，廣州福正東海食品有限公司；普通面粉，陳克明面業(yè)股份有限公司；食用鹽，中鹽上海鹽業(yè)有限公司；干酵母，安琪酵母生物股份有限公司；蘋果、紅提、香梨、臍橙、白心火龍果，均采自于農(nóng)貿(mào)市場。

烘焙烤箱，SAIN-MATE三麥烤箱；分析天平，佑科儀器有限公司；恒溫培養(yǎng)箱，柏堡食品器械有限公司；質(zhì)構(gòu)儀，英國MSM TA-XTPlus質(zhì)構(gòu)儀。

1.2 試驗方法

1.2.1 水果天然酵母的制備

挑選5種新鮮水果（蘋果、臍橙、白心火龍果、香梨、紅提）洗凈晾干，切成1 cm3的顆粒，與白砂糖、涼白開消毒殺菌后密封瓶口，放入恒溫培養(yǎng)箱，在溫度28 ℃，濕度60%的條件下恒溫培養(yǎng)4 d。

1.2.2 二氧化碳失重法測定酵母液發(fā)酵力

參考柴虹宇等[3]研究方法稍作修改，以一定的糖化液作為培養(yǎng)基，在特定的條件下經(jīng)過無氧發(fā)酵后，測定二氧化碳的產(chǎn)出量，以表征發(fā)酵力的強弱，二氧化碳的產(chǎn)出量越多，說明酵母菌的活性越高。準確稱取面粉25 g、氯化鈉（NaCl）0.17 g、白砂糖1 g放入三角錐形瓶內(nèi)，然后準確移取50 mL培養(yǎng)完成的水果天然酵母液，搖晃混合均勻，制成面糊，用棉塞封住瓶口。使用分析天平將一系列裝有樣品的三角瓶稱重并記下初始重量，放入32 ℃的恒溫發(fā)酵箱內(nèi)靜置發(fā)酵。每間隔30 min取出稱重一次，上一次的重量減去這一次重量的差即為30 min內(nèi)所失去二氧化碳的量。稱至二氧化碳失重量逐漸趨于穩(wěn)定即可，取二氧化碳失重量最大時段的總和表示二氧化碳失重量，對各組樣本進行3次平行測定，取平均值表示結(jié)果。

1.2.3 天然酵母種的活化

根據(jù)實驗所得最佳工藝參數(shù)以1.2.1的步驟進行天然酵母液的培養(yǎng)，將培養(yǎng)完成的天然酵母液過濾后，將標準粉與紅提天然酵母液以1∶1的比例混合，并放置在30 ℃的發(fā)酵箱中活化12 h。將酵母液與面粉混合的總體質(zhì)量與標準粉以1∶1的比例再次混合均勻，放置在30 ℃的發(fā)酵箱內(nèi)再次活化12 h，待面團體積增長至原來的2～3倍時，扒開面團，若內(nèi)部呈多孔蜂窩狀組織即可放入冰箱冷藏備用[4]。

1.2.4 面包的制作

參考武云嬌等[1]的研究結(jié)果稍作修改，以高筋面包粉的質(zhì)量作為基準，稱取食用鹽（1%）、綿白糖（20%）、純凈水（35%）、天然酵母種（60%）、雞蛋（5%）、黃油（2%）、酵母（0.5%），混合攪拌至出現(xiàn)面筋薄膜，分割成100 g/個的面劑。放置在恒溫發(fā)酵箱內(nèi)醒發(fā)3 h至原體積的1.5～2倍大，180 ℃左右烘烤15～20 min后脫模。

1.3 單因素實驗

1.3.1 不同水果對水果天然酵母液發(fā)酵力的影響

選取5種不同的水果（蘋果、臍橙、白心火龍果、香梨、紅提）作為天然酵母液培養(yǎng)原料，在溫度為28 ℃，水果與發(fā)酵液的比例為4∶10的條件下培養(yǎng)4 d，每天取出密封罐搖晃換氣。使用二氧化碳失重法測定該水果天然酵母液的發(fā)酵力，確定培養(yǎng)天然酵母液的最佳水果原料。

1.3.2 不同培養(yǎng)溫度對水果天然酵母液發(fā)酵力的影響

選取不同的培養(yǎng)溫度（24 ℃、26 ℃、28 ℃、30 ℃、32 ℃），以蘋果作為天然酵母液培養(yǎng)原料在料液比為4∶10的培養(yǎng)條件下培養(yǎng)4 d，每天取出密封罐換氣。二氧化碳失重法測定該水果天然酵母液的發(fā)酵力，確定培養(yǎng)天然酵母液的最佳溫度。

1.3.3 不同培養(yǎng)時間對水果天然酵母液發(fā)酵力的影響

選取不同的培養(yǎng)時間（3 d、4 d、5 d、6 d、7 d），以蘋果作為天然酵母液的培養(yǎng)原料，在溫度為28 ℃，料液比為4∶10的培養(yǎng)條件下培養(yǎng)，使用二氧化碳失重法測定該水果天然酵母液的發(fā)酵力，確定培養(yǎng)天然酵母液的最佳時間。

1.3.4 不同料液比對水果天然酵母液發(fā)酵力的影響

選取5個不同的料液比（2∶10、3∶10、4∶10、5∶10、6∶10），以蘋果作為天然酵母液培養(yǎng)原料，在溫度為28 ℃的培養(yǎng)條件下培養(yǎng)4 d，每天取出密封罐換氣。使用二氧化碳失重法測定該水果天然酵母液的發(fā)酵力，確定培養(yǎng)天然酵母液的最佳料液比。

1.4 正交實驗設(shè)計

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，設(shè)計L9(43)正交實驗（因素水平見表1）。

表1 因素水平表

1.5 面包感官評價指標的測定

參考《面包質(zhì)量通則》（GB/T 20981—2021）進行感官評分表設(shè)計，見表2。8名品評員對樣品面包的色澤、組織、結(jié)構(gòu)紋理、口感、風味和余味6個項目進行評測，并進行3次平行打分。

表2 感官評分表

1.6 面包質(zhì)構(gòu)測定

通過全質(zhì)構(gòu)儀對紅提天然酵母面包與普通干酵母面包的硬度、彈性、咀嚼性進行測定。將冷卻至室溫的紅提天然酵母面包與普通干酵母面包用面包刀切成3片，挑取兩端的面包片取中間的面包芯進行質(zhì)構(gòu)測定。具體參數(shù)：探頭P100（平底圓餅形探頭），操作模式設(shè)定為壓力測定，測定前的速度設(shè)置為2.0 mm·s-1，測定中的速度設(shè)置為1.0 mm·s-1，測定后的速度設(shè)置為5.0 mm·s-1，形變量設(shè)置為60%，感應(yīng)力設(shè)置為0.5 N，對質(zhì)構(gòu)儀指標參數(shù)記錄并進行分析。每組面包樣品進行3次平行測定，以平均值表示最終結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水果對水果天然酵母液發(fā)酵力的影響

由圖1可知，不同水果作為天然酵母液的培養(yǎng)原料，其天然酵母液的發(fā)酵力存在較大差異。當培養(yǎng)原料為紅提時，天然酵母液的發(fā)酵力最高。王鳳梅等[5]通過對葡萄天然酵母液中微生物菌群種類的研究發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)原料選擇葡萄時，天然酵母液中的微生物菌群具有復(fù)雜性和多樣性的特征。國外APLEVICZ等[6]把水果作為天然發(fā)酵原料，發(fā)現(xiàn)以葡萄作為培養(yǎng)原料的發(fā)酵液的發(fā)酵力與酵母活力都要優(yōu)于甘蔗與蘋果兩種原料。綜上所述，葡萄科屬類的作物是較為優(yōu)質(zhì)的發(fā)酵原料，因此天然酵母液的培養(yǎng)原料選擇紅提較為適宜。

圖1 不同培養(yǎng)水果對天然酵母液發(fā)酵力的影響

2.2 不同培養(yǎng)溫度對水果天然酵母液發(fā)酵力的影響

由圖2可知，水果天然酵母的發(fā)酵力隨著溫度的升高呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，在溫度為30 ℃時，天然酵母液的發(fā)酵力最高，說明天然酵母在適宜的溫度下更利于培養(yǎng)和生長繁殖。陳維[7]和張莉莉等[8]研究發(fā)現(xiàn)25～30 ℃適宜酵母菌的生長繁殖，當酵母菌的培養(yǎng)溫度低于20 ℃時，酵母菌會出現(xiàn)生長遲緩、活性下降的現(xiàn)象，當天然酵母培養(yǎng)溫度過高時，會對酵母菌的生長繁殖產(chǎn)生抑制作用，使酵母菌的生長繁殖速度快速降低。因此，天然酵母液的培養(yǎng)溫度選擇30 ℃較為適宜。

圖2 不同培養(yǎng)溫度對天然酵母液發(fā)酵力的影響

2.3 不同培養(yǎng)料液比對水果天然酵母液發(fā)酵力的影響

由圖3可知，天然酵母液的發(fā)酵力隨著料液比的增加呈現(xiàn)出先增長后下降的趨勢，在料液比為4∶10時，天然酵母液的發(fā)酵力最高，說明適宜料液比有助于酵母菌的生長與繁殖。隨著料液比的變化，培養(yǎng)液中的糖濃度也發(fā)生變化，適宜的糖濃度可以為酵母菌提供一定的養(yǎng)分，有助于酵母菌的生長繁殖，當培養(yǎng)液中料的比例偏低時，培養(yǎng)液中的糖濃度隨之降低，酵母菌的生長繁殖缺少養(yǎng)分，不利于酵母菌的生長繁殖。趙碩[9]研究發(fā)現(xiàn)糖濃度過高時，培養(yǎng)液中的滲透壓也隨之增高，酵母菌在過高的滲透壓下會出現(xiàn)脫水、萎縮的現(xiàn)象，不利于酵母菌的生長繁殖。天然酵母液的料液比選擇為4∶10較為適宜。

圖3 不同培養(yǎng)料液比對天然酵母液發(fā)酵力的影響

2.4 不同培養(yǎng)時間對水果天然酵母液發(fā)酵力的影響

由圖4可知，隨著培養(yǎng)時間的增加，天然酵母液的發(fā)酵力呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。在培養(yǎng)時間為5 d時，天然酵母液的發(fā)酵力最高。可能是因為酵母菌適應(yīng)了新環(huán)境后開始迅速大量生長繁殖。但是隨著培養(yǎng)時間的增加，酵母菌大量繁殖，發(fā)酵液中的氧氣與養(yǎng)分被大量消耗，酵母菌自身所產(chǎn)生的一些代謝物開始反向抑制酵母菌的生長繁殖[10]。酵母菌的生長繁殖得不到充足的養(yǎng)分供應(yīng)，加上自身代謝物的抑制作用，酵母菌開始出現(xiàn)衰亡現(xiàn)象。因此，天然酵母液的培養(yǎng)時間選擇為5 d較為適宜。

圖4 不同培養(yǎng)時間對天然酵母液發(fā)酵力的影響

2.5 正交實驗

如正交實驗表（表3）所示，4個因素對水果天然酵母液的影響程度為D＞A＞C＞B，即培養(yǎng)原料對天然酵母的發(fā)酵力影響最大。天然酵母面包發(fā)酵液的最佳工藝參數(shù)組合為A3B2C2D2，即培養(yǎng)溫度30 ℃，培養(yǎng)時間為5 d，培養(yǎng)料液比為4∶10，培養(yǎng)原料為紅提，與單因素試驗結(jié)果相吻合，在此工藝下所培養(yǎng)的天然酵母液的二氧化碳失重量可達0.073 5 g，大于正交試驗中最高組合A3B1C2D2（0.072 2 g），與張莉莉等[8]所研究測得的結(jié)果較為接近。

表3 正交試驗設(shè)計

2.6 天然酵母面包和普通干酵母面包感官評價結(jié)果對比

根據(jù)圖5可知，天然酵母面包和普通干酵母面包的紋理結(jié)構(gòu)和色澤組織不存在顯著差異，說明本次紅提天然酵母面包在紋理結(jié)構(gòu)和色澤組織上可以達到與普通干酵母相當?shù)钠焚|(zhì)效果；紅提天然酵母面包在風味、口感和余味的得分平均值上都高于普通干酵母面包，說明紅提天然酵母面包在這3個項目表現(xiàn)更優(yōu)，本次感官評測結(jié)果符合天然酵母面包的品質(zhì)特點。

圖5 天然酵母面包和普通干酵母面包感官評價得分

2.7 面包質(zhì)構(gòu)測定

普通干酵母面包與紅提天然酵母面包的全質(zhì)構(gòu)檢測結(jié)果如圖6所示。天然酵母面包在硬度上低于普通干酵母面包。硬度是面包品質(zhì)和口感的主要評價指標，對面包的整體品質(zhì)有很大影響，本次結(jié)果說明紅提天然酵母可以有效降低面包的硬度，改善面包的質(zhì)地，提高面包的品質(zhì)。這主要是因為天然酵母面包在發(fā)酵的過程中，發(fā)酵時間相比于普通干酵母更久，面團中的淀粉組織充分吸水膨脹，從而使面包的內(nèi)部形成許多大小不一的不規(guī)則孔洞，明顯降低面包芯的硬度，提升面包的柔軟度。同時，胞外多糖這類天然酵母中乳酸菌的自身代謝產(chǎn)物，可以提升面團的黏性和彈性，使面包體積更加膨脹，降低面包的硬度。兩組面包在彈性、凝聚力和回復(fù)力上幾乎沒有差異，但是天然酵母面包在咀嚼性上要低于普通干酵母面包，可能是受硬度影響。天然酵母面包硬度遠低于普通干酵母面包，咀嚼性也相應(yīng)降低。

3 結(jié)論

通過對水果天然酵母配方工藝的研究，得到天然酵母發(fā)酵液的最優(yōu)工藝參數(shù)：培養(yǎng)原料為紅提，培養(yǎng)時間為5 d，培養(yǎng)溫度為30 ℃，料液比4∶10，在此條件下天然酵母液二氧化碳失重量可達0.073 5 g，測定發(fā)現(xiàn)普通干酵母和天然酵母面包硬度分別為2 434.2、878.4，后者更加松軟，在彈性和回復(fù)性這兩個指標上，天然酵母包可以達到與普通干酵母面包同樣的品質(zhì)。感官評價實驗結(jié)果中，天然酵母面包色澤組織得分為13.92分，紋理結(jié)構(gòu)得分為12.25分，口感得分為14.13分，風味得分為14.88分，余味得分為13.38分。各指標得分平均值均高于干酵母面包。通過本次實驗獲得的優(yōu)化工藝參數(shù)可行，不僅提高了面包的口感，還能改善面包的質(zhì)地和風味，可以用于烘焙面包的發(fā)酵工藝中。