楚炎沛
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发酵面制品的创新与发展
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传统发酵面制品以面粉为主要原料,经过和面-成型-醒发-熟制而成。经酵母发酵过的面制品更具营养且易被人体消化吸收,尤其是有利于人体对矿物质和微量元素的吸收,因而越来越受到市场的欢迎。根据中西方熟制的方式不同,发酵面制品分为蒸制和焙烤两大类。借鉴海外烘焙行业的成熟经验以及国内标杆企业成功市场运作,有助于国内传统发酵面制品的创新与发展。
发酵面制品 创新发展 中式传统
发酵面制品的发酵食品技术来源于单细胞微生物酵母[1]。酵母细胞含有丰富的水解酶类,可将淀粉、纤维素、蛋白质水解成低分子糖和氨基酸等易被人体消化和吸收的低分子物质,提高面粉消化吸收率,使馒头、包子、面包等酵母发酵的面制品更具营养、更易被人体消化吸收[2]。酵母中含有的植酸酶在酵母的发酵中,还可以有效水解面粉中的植酸,有助于人体对矿物质的锌、铁、钙的吸收[3]。
发酵面制品是以面粉为主要原料,经过和面-成型-醒发-熟制而成的一类食品。传统发酵食品以其制作成本低、改善食品的风味营养、具有地方特色等而被世代传承和发展。由于社会历史,自然环境等原因,形成了以中餐为代表的农耕食文化和以西餐为代表的游牧食文化[4],结合中西方熟制的方式不同,发酵面制品分为蒸制和焙烤两大类。东方以蒸制类为主的馒头、包子、花卷、蒸糕等传统主食,以传统家庭式和作坊式的生产方式,有待向工业化转型。而西方以烘烤类为主的面包、饼干、汉堡、披萨,已基本上实现了工业化[5]。
国内传统发酵面制品种类有馒头、包子、花卷、大饼、锅盔、烧饼、馕等品种;西方国家则主要有面包、饼干、汉堡、披萨等。发酵面制品的主要原材料除了小麦粉和小麦替代粉之外,还离不开酵母、酸面团、发酵剂,以及各种食品添加剂和品质稳定剂等。
1)小麦粉及小麦替代粉。小麦粉是小麦加工制成的粉,有高、中、低筋之分。市面上适用于蒸制发酵面制品的通常是中筋粉,如特一粉、水包粉、馒头专用粉、高级馒头粉、包子粉、特精粉、高级精粉等等。小麦替代粉多是指五谷杂粮粉,是利用杂粮杂豆类天然农作物富含糖类、蛋白质、矿物质和维生素等不同的营养素来满足人们健康饮食结构的需求,有的农作物含有人体必需的十种氨基酸,如荞麦粉、黑麦粉、全麦粉等。这些杂粮中的营养物质,除能有效补充人们在日常生活中因常食精细粮的不足,弥补必须氨基酸含量的不均衡。各种小麦替代粉对于提供身体热能、促进蛋白质互补、保持健康及美容健美等,都有显著的作用,更有助于改善现代化都市人们的亚健康状态[6]。某些小麦替代粉如大豆粉、荞麦粉等不仅具有很高的营养价值和独特的天然风味,而且还可赋予发酵制品浓郁的口感和风味。
2)酵母。酵母菌是一种天然发酵剂,分布于整个自然界,与人们的生活密切相关。几千年来劳动人民利用酵母菌制作出许多营养丰富、风味鲜美的食品,占据食品工业中极其重要的地位。酵母是一种典型的兼性厌氧微生物,在有氧和无氧条件下都能够存活。酵母作为一种肉眼看不见的微小单细胞微生物,利用面粉中的糖分与其他营养物,在适宜的生长条件下进行繁殖和新陈代谢,产生二氧化碳气体和少量的醇和酸,二氧化碳可使面团膨胀成海绵状结构而疏松多孔,醇和酸与面粉中存在的有机物质发生复杂反应,产生芳香的风味物质,增加人们的食欲[7]。
面包、馒头、披萨、汉堡等要增大体积、呈现蓬松的、多孔的、有弹性的组织结构,这都需要通过酵母来实现。用于商业化生产的酵母主要有鲜酵母、活性干酵母和即发活性干酵母[8]。即发活性干酵母又称速效干酵母,是活性干酵母的换代用品,因活性高且稳定、发酵力大、使用量小、发酵速度快、不需低温储藏、可直接使用等特点而被广泛使用于现代社会的发酵制品中[9]。酵母本身具有丰富的营养,是早已标准化的商品,有严格的国家标准,一方面能够让面团发酵稳定的进行,满足工业化的生产需要,另一方面,标准化的商品可以保证发酵面制品产品的卫生与安全,营养更加丰富,口味更好。
3)酸面团/发酵剂。酸面团是由谷物,水,发酵微生物经过发酵制成的一种面制品,它在发酵面制品中起着非常重要的作用,不仅可以改善面团的质构,风味,口感等,而且可以防止因真菌和细菌引起的腐败,改善面包特殊香味和延长面包货架期[10]。德国酸面团种类有数百种之多,可生产上千种风味独特的面包。在西方国家用于面包发酵的酸面团主要有三种产品形式,即:干燥粉末状,糊状,液状。如比较有名的Pugliese、Toscano、Altamura面包,意大利Panettone、Pandoro、Colomba面包,旧金山面包和法国面包等,它们的制作多是采用传统的连续发酵方法,采用小麦,水,酸面团,盐,糖混匀,室温20~30℃,发酵至pH4.0。这种传统的连续发酵方式能够确保微生物始终处于活性状态,保持较高的代谢和发酵能力[11]。另外一种工业化生产的面包,是将菌种接入到谷物类后,在较高的温度(30℃以上)连续发酵2~5天,通常面团中的酸含量比较高(发酵24小时后pH小于3.5),但这种方法快速高效,利于控制及大规模生产。第三种是采用类似于酵母的一种商品化的干燥粉末状产品,因含有确定的发酵菌株,且乳酸菌对干燥均有一定的耐受性,使用便利而易于产品标准化,被用作面包制作中的酸化剂、补充剂和香味携带物。但在一些谷物类发酵面制品中,微生物处于静置后期时需要添加酵母菌。另外不同的产品发酵特性还可以通过色泽、香味及酸度予以区别或修饰。
西方国家常用到的糊状或液状的酸面团发酵剂,类似于东方国家传统主食中常用的老面团、酵头、面肥、酵子等。
4)食品添加剂(品质稳定剂)。杂粮杂豆受加工精度的限制,用于发酵制品中通常会影响到面团的操作性能及面制品的比容、外形、内部组织结构、弹性和口感等,甚至一些杂粮杂豆特有的气味会在蒸煮或烘烤后依然保留或更为显现。这些不足可以选用不同的添加剂或品质改良剂进行修饰或改善,如酶制剂、乳化剂、馒头改良剂、包子专用改良剂等,通过这些食品添加剂的单体或配伍组合,既能够改善面团的可操作性而适应机械化生产,也能够改善发酵熟制后面制品的外观形状、组织结构和适口性。比如乳化剂能够稳定组织结构的细腻,增强产品的保水保湿性能,大大延缓淀粉老化引起的无弹性、散裂、掉渣等不良现象;乳化剂还能够保持产品细腻松软润滑的口感。
传统食品不仅是宝贵的文化遗产,还是人类伟大文明的重要组成部分,在人类发展史上,由于社会历史、自然环境等原因,形成了以中餐为代表的农耕食文化和以西餐为代表的游牧食文化,不同的饮食文化圈影响着整个人类饮食文明[12]。相对于已经基本工业化的西方传统发酵面制品来说,国内的传统发酵面制品在工业化进程中还面临着诸多的问题。
1)小麦粉及小麦替代粉的局限性。中国的小麦比较适合做蒸煮类的馒头、包子,做烘烤类的面包、匹萨则没有优势;而杂粮杂豆等小麦替代粉的品种较为单调,差异化的创新产品较少,大多是借助于区域性的地理优势发展各地特色杂粮杂豆产品,从而很难形成全国性的知名度。
杂粮杂豆的营养特性,尤其是与主食食品(小麦粉和大米)的营养互补性,使其越来越受到食品工业和消费者的青睐,但不同品质、加工方式制得的杂粮杂豆粉,其对面团流变学特性的影响也有较大差异。通常小麦替代品会降低面粉的感官效果,稀释蛋白含量弱化面筋,破坏面筋的网状结构,导致面团在操作性能方面的吸水能力、揉混特性、糊化特性等的较大差异,尤其是对面包、馒头的烘焙品质如口感、比容、质构、货架期、清洁卫生等方面有较大的影响。
2)注重发酵性能的研究,欠缺对风味口感的研究。酵母是纯种发酵,酶系单一,制作出的发酵食品风味较平淡,香味不浓。商业化酵母强化发酵在风味上会略逊于传统发酵(老面,酸面团),但制品的品质稳定且发酵周期短,能够解决由于传统发酵中微生物体系复杂及发酵过程中微生物种类和比例难以控制导致的品质不稳定和发酵周期长的问题,有利于传统发酵面制品的工业化生产[13]。传统主食的东方发酵剂(酵子,老酵头,面肥),及西方的酸面团均属于多菌种混合发酵,除了酵母菌外,还含有一定数量和种类的其他微生物种群,在发酵食品制作过程中发挥的是多种微生物共生的优势,糖化,发酵,酯化协同进行生成醇,酯,醛,酮等多种风味物质,酸面团明显改善了面团的特性,面包的质构和风味,延迟了面包的老化,防止因真菌和细菌引起的面包腐败,制品质地细腻且香醇可口[14]。大多发酵面制品都经过熟制(蒸煮或烘烤)过程,经过熟化后杂粮杂豆特有的气味会依然保留,甚至更加呈现,对大多数消费者而言,是一种难以接受的气味,会是市场推广的最大阻力。通过风味的修饰和调配,会促使传统发酵面制品更加丰富和多样化。
3)工业化、规模化、标准化问题。传统发酵食品有着悠久历史,通过发酵能够增加和改善食品的风味、香气和组织结构;能够增加食品生物元素,如维生素C,基础氨基酸,基础脂肪酸;在发酵中的解毒作用可以分解和去除食品原料中的有害物质。但国内传统发酵食品的工业化水平不高,在制作产品的过程和工艺控制中较多依赖于人的经验与知识,多以技术人员的经验加以判断,产品受外界因素影响大,质量不稳定,安全隐患较多。在多数天然发酵工业中,微生物菌群复杂且发酵过程难以控制,导致发酵食品存在很多安全风险[15]。
4)小麦粉及小麦替代粉同专用改良剂的配套研究。由于各种杂粮杂豆等天然食材存在加工技术问题,添加量同口感的协调问题,专用加工设备问题、安全储存问题,品种及产量的工业化问题,各种物料之间的物理特性、化学组分及功能应用特性的不同,以及特征性风味的呈现或变异等,在根据发酵面制品的目标重视基础粉与杂粮粉相互作用的同时,还要善于借助于乳化剂、酶制剂、增稠稳定剂等的协同增效作用,改善或维持正常的操作工艺过程,适应工业化批量生产操作。
无论是以中餐为代表的农耕食文化还是以西餐为代表的游牧食文化,每个国家的传统食品一直都在不断创新与发展,欧美人的面包、汉堡、披萨等早已实现工业化,而国内的传统发酵主食近几年在标准制定、工艺设备改良等方面取得长足发展的同时,也面临着新的问题,需要不断地进行创新和发展。
1)小麦粉及小麦替代粉的合理选配和加工处理。不单单是蛋白质与发酵食品品质关系密切,淀粉特性也同样如此。研究开发中式传统发酵面制品时应注意选择淀粉糊化特性相适宜的加工原料。在发酵面制品的生产中,无论是小麦粉还是小麦替代粉,均要求其越细越好,因此对原料生产者提出较高的要求:既要达到一定的细度,又要控制好破损淀粉的含量;在制粉工艺上可延长粉路得到符合发酵要求的原料;在研磨方式上可针对原粮特性选择不同的研磨方式和相应的加工设备进行特殊的处理;在配粉环节可熟练借助于各种乳化剂、酶制剂、增稠剂等进一步改善面团的加工性能、熟制效果及食用口感。
2)借鉴西方发酵面制品经验,不断进行自主创新。随着生物技术的进步和传统酸面团制造业向品种多样化企业的转型,西方发达国家深化对酸面团发酵的基础研究,温度,水分,原料基质,发酵时间对酸面团品质的影响外,更集中于发酵中的微生物,尤其是对谷物类食品风味有重要影响的乳酸菌上。
传统发酵面制品在我国虽然具有悠久的历史,但由于其工艺的特殊性,到目前为止多基于经验的积累和历史的传承。在推进中国传统发酵面制品现代化进程中,虽没有外来技术可引进,但可以积极学习和借鉴外国发酵面制品的研究经验及已有的成果,乃至一般食品的发展道路和科技成果。借鉴不是照搬而是立足于自主创新,从面包、汉堡、披萨等的工业化成功经验中,制定出适宜中国传统发酵面制品工业化的规格标准和管理体系,把传统意义上的最佳状态和经验描述经过科学确认,落实到量化的规格标准中。同时完善传统中式面制品的系统科学教材,使更多的特色发酵面制品实现工艺装备现代化,产品品牌国际化。
3)科学系统的配套研究。以往国内对传统发酵面制品的研究文献多集中在面粉及酵母上,而西方国家对汉堡、披萨等的研究更多地涉及到辅料、添加剂、工艺装备、产业化的经营理念及流通方式的管理等方方面面。他们借助于先进的分子生物技术对微生物在酸面团发酵过程中的动态变化进行监测,筛选出面团发酵的关键菌株,最终为面团的工业化生产打下了良好的基础[16]。
内蒸煮类的传统发酵面制品也需要科学系统的配套研究,需要明确传统发酵剂在其中所起的作用,及其发酵特性对发酵面制品品质的影响。
4)由作坊向工业化生产转变,提高食品质量和卫生安全。传统既是源泉更是现代科学研究的处女地。虽然传统的发酵剂制作的发酵面制品,在口感风味方面均优于商品化的酵母,但传统的中式发酵面制品生产工艺粗放落后,加工及储存过程品质劣变,保质期短而流通范围小,卫生方面也存在欠缺。不同地域、不同作坊、不同时间制作出的产品参差不齐,质量难以控制。在由作坊向工业化转变的过程中,就需要从确定原料的规格特性开始,研究和传统发酵面制品的品质相关的每一个环节,挖掘民间发酵剂的内在机理,能够实现大规模的流水作业,使更多的中式传统发酵面制品向西方的汉堡、面包一样得以工业化、商品化。
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TS 213.2
C
1674-5280(2016)06-0019-04
2016-07-30
楚炎沛(1971—),女,工学&管理学硕士,研究方向:谷物食品科学、烘焙食品科学、食品配料与添加剂。