酿酒酵母与异常威克汉姆酵母发酵面团特性比较研究

马榕灿，李志建，胡惠影，崔明玉

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001）

酿酒酵母与异常威克汉姆酵母发酵面团特性比较研究

马榕灿，李志建*，胡惠影，崔明玉

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001）

研究了酿酒酵母与异常威克汉姆酵母的生长条件及对面团发酵特性的影响，结果显示：酿酒酵母YT-1最适生长温度为16～28℃，最适生长pH为4.5～7.5；异常威克汉姆酵母YT-2最适生长温度为20～28℃，最适生长pH为3.5～7.5；两种酵母对面团pH的影响没有显著差异。与酿酒酵母YT-1相比，YT-2发酵面团产气缓慢，但较为持久，且发酵面团中存在较多的还原糖。

酿酒酵母；异常威克汉姆酵母；面团；发酵

0 引言

馒头是我国的传统食品[1]，也是北方人民餐桌上必不可少的食物[2]。酵母菌在发酵过程中起主导作用，可产生多种挥发性化合物和大量的CO2，使面团具有一定的色香味及形状[3-4]。因此，酵母种类是馒头面团发酵过程中至关重要的因素。现代馒头生产多采用活性干酵母作为发酵剂，而传统的馒头是采用酵子或老面等传统发酵剂蒸制而成。传统发酵剂是含有多个菌种的混合发酵剂[5]，除了酿酒酵母之外，还含有大量的非酿酒酵母。

酿酒酵母最早被应用于制作面包及酿酒，在发酵食品及生物工程等领域扮演着十分重要的角色。非酿酒酵母最初被认为是发酵过程中的有害菌群，但随着研究的深入，人们开始逐渐改变对非酿酒酵母的认识，发现其在食品发酵过程中也发挥着不可忽视的作用。一些非酿酒酵母可以产生酯类、高级醇、甘油、醛和琥珀酸等风味物质以及生物转化过程中所需要的酶类如蛋白酶、葡聚糖酶、糖苷酶等[6-9]。

作者以分离自传统酵子发酵剂的一株酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）及一株非酿酒酵母——异常威克汉姆酵母（Wickerhamomyces anomalus）[10-13]为研究对象，研究其菌种生长特性，并对比两种酵母发酵面团的特性，为非酿酒酵母菌种应用于馒头面团的发酵提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 菌株、培养基与仪器设备

1.1.1 菌株

酿酒酵母YT-1、异常威克汉姆酵母YT-2：河南工业大学粮油食品学院微生物实验室提供。

1.1.2 培养基

YPD液体培养基（g/L）：酵母膏10、蛋白胨20、葡萄糖20。

1.1.3 主要仪器与设备

YX280A高压灭菌锅：上海三中医疗有限公司；HWS-180智能恒温恒湿箱：郑州比朗仪器有限公司；SP-DJ垂直净化工作台：上海浦东物理化学仪器厂；FE20pH计：梅特勒-托利多上海仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 酵母菌菌种的活化和菌悬液制备

取酵母菌斜面菌种，使用接种环接种到灭菌后的10 mL YPD液体培养基，32℃培养12 h，制得种子液，吸取2%种子液接种到200 mL无菌YPD液体培养基，同样培养条件下，恒温振荡培养24 h。

1.2.2 酵母菌最适生长温度和pH的测定

吸取2%种子液接种到200 mL无菌YPD液体培养基，在相同pH值、不同温度下振荡培养24 h，吸取0.5 mL菌悬液，稀释一定倍数在600 nm处测OD值，其中YPD液体培养基用来调零和稀释。按照同样方法，在最适温度、不同pH值下振荡培养24 h，测定其OD值。

1.2.3 面团制作

称取面粉100 g，酵母菌108CFU/g，水45 mL，加入搅拌机中搅拌12 min，揉制成面团，置于35℃、RH 75%～85%的醒发箱中发酵，定时取出，对面团的相关指标进行测定。

1.2.4 面团相关指标的测定

揉制成面团，参照刘长虹等[14]的方法，分别对发酵不同时间面团的发酵力进行测定。参照苏东民等[15]的方法测定面团的pH值和TTA。参照吴逊等[16]的方法测定面团中的还原糖含量。

2 结果与分析

2.1 最适生长温度的测定

在不同温度下，根据培养液中酵母菌生物量的多少，确定其最适生长温度。由图1可见，在16～28℃时，YT-1生物量无显著差异（P＞0.05），与 20～28℃相比，在16℃低温培养状态下，非酿酒酵母菌YT-2的生长受到显著抑制。当温度高于28℃时，两种酵母菌的生长均受到显著影响（P＜0.05），尤其是YT-2，在培养温度上升到40℃时，菌数下降明显，耐高温能力较差。

图1 不同温度下酵母菌数量的变化Fig.1 Changes in the number of yeast at different temperatures

2.2 最适生长pH的测定

在24℃下，根据不同pH培养液的生物量，确定合适的生长pH。如图2所示、YT-1在pH4.5～7.5的条件下均生长良好，当pH下降到3.0～4.0时受到显著抑制（P＜0.05）；YT-2在 pH 为 3.5～7.5之间无显著性变化（P＞0.05），在pH为3时，生物量显著性降低（P＜0.05）。YT-1和YT-2都具有耐酸能力，且YT-2耐酸能力强于YT-1。

图2 不同pH下酵母菌数量的变化Fig.2 Change in the number of yeast at different pH levels

2.3 发酵力的测定

面团发酵是由酵母的生命活动所维持的，在发酵的前期，面团内有大量的空气，利用所含营养物质，酵母进行旺盛的有氧呼吸，进而产生大量气体，使面团的体积逐渐增大。采用量筒法测定面团增加的体积，进而判断酵母发酵力的强弱，如图3所示。两种酵母在发酵初期进行旺盛的有氧呼吸，发酵速度较快。发酵一定时间后，面团体积平稳，保持不变。YT-1在发酵初期以较快的速度达到面团体积最大值，在发酵2 h之后，面团体积处于平稳阶段。在0～3 h之间，YT-2进行缓慢发酵，面团体积逐渐增加到最大值，在3 h之后，面团体积处于平稳阶段。从整体来讲，YT-1发酵速度快于YT-2但产气持续时间明显短于YT-2。

图3 发酵力的测定Fig.3 Determination of fermenting power

2.4 面团pH和TTA的测定

pH和TTA是评判面团质量的一个重要指标，在面团发酵过程中，随着酵母菌的代谢作用，产生各类酸性物质，随着酸性物质的不断积累，从而引起面团pH值和TTA的变化。如图4和图5所示，添加YT-1和YT-2的面团pH呈下降趋势，TTA呈上升趋势。从整体来看，两种酵母发酵面团pH值变化较小，表明YT-1和YT-2酸化能力相当。而在发酵的初期，营养物质较为丰盛，以较快的速度不断进行发酵，产生酸性物质，pH值在初期相对下降较快，在发酵后期，营养物质匮乏，酵母发酵作用明显减弱，pH值下降较为缓慢。

图4 面团发酵过程中pH变化Fig.4 Change of pH in dough fermentation

图5 面团发酵过程中TTA变化Fig.5 Change of TTA in dough fermentation

2.5 面团还原糖的测定

酵母的代谢作用在面团发酵过程中是一个十分复杂的过程，面粉中糖类被酶分解成单糖，酵母利用这些单糖进行呼吸和发酵作用。面团发酵24 h还原糖含量变化如图6所示，酿酒酵母YT-1和非酿酒酵母YT-2对于糖的消耗能力不尽相同。YT-1发酵面团的还原糖含量在0～4 h减少较快，在4～24 h之间趋于稳定。而YT-2发酵面团的还原糖含量在0～8 h有所增加，在8～20 h之间趋于稳定，在20～24 h之间逐渐减少。表明YT-1对还原糖消耗较快，而YT-2消耗较为缓慢，与发酵力结果一致，酿酒酵母YT-1发酵速度快，较短的时间内达到平衡，而非酿酒酵母YT-2发酵速度缓慢，持续时间久。

图6 面团发酵过程中还原糖含量变化Fig.6 Change of reducing sugar content in dough fermentation

3 结论

酿酒酵母YT-1和异常威克汉姆酵母YT-2的最适生长温度范围分别为16～28℃和20～28℃；酿酒酵母YT-1耐高温能力高于异常威克汉姆酵母YT-2，但其耐酸能力低于异常威克汉姆酵母。添加两种酵母对面团体积及还原糖含量影响存在差异，对面团pH值的影响没有显著差异。在发酵初期，酿酒酵母YT-1发酵速度快于异常威克汉姆酵母YT-2并产生大量的气体，而面团内还原糖含量明显少于添加异常威克汉姆酵母的面团样品。添加异常威克汉姆酵母的面团在发酵初期存在大量还原糖，随着发酵时间的增加，面团内还原糖含量呈现先上升后缓慢下降的趋势。

［1］郑建仙.中国馒头生产的理论与实践［J］.食品与机械，1993（1）:12-15.

［2］HE Z H，LIU A H，PEA R J，et al.Suitability of Chinese wheat cultivars for production of northern style Chinese steamed bread［J］.Euphytica，2003，131（2）:155-163.

［3］胡丽花，苏东民，苏东海.不同酵母对面团发酵特性及馒头品质的影响［J］.中国粮油学报，2009，24（12）:32-35.

［4］张一.面团发酵过程控制对馒头品质的影响研究［D］.长春：吉林大学，2011.

［5］LIZ J，LIH F，BIAN K.Microbiological characterization of traditional dough fermentation starter （Jiaozi） for steamed bread making by culture-dependent and cultureindependent methods ［J］.International Journal of Food Microbiology，2016，234:9-14.

［6］崔艳，刘金福.非酿酒酵母在葡萄酒酿造中应用的研究现状［J］.中国酿造，2010，29（11）:13-16.

［7］徐艳文，杨莹，薛军侠,等.26S rDNA-RFLP分析在非酿酒酵母菌分类研究中的应用［J］.微生物学杂志，2007，27（4）:23-26.

［8］徐亚男，刘秋萍，王月,等.产淀粉酶非酿酒酵母菌的筛选及产酶特性研究［J］.中国酿造，2014，33（8）:90-94.

［9］VIANA F，GIL J V，GENOVÉS S，et al.Rational selection of non-Saccharomyceswine yeasts for mixed starters based on ester formation and enological traits ［J］.Food Microbiology，2008，25（6）:778-785.

［10］FREDLUND E.Physiological characteristics of the biocontrol yeastPichia anomalaJ121［J］.Fems Yeast Research，2002，2（3）:395-402.

［11］ DANIEL H M，MOONS M C，HURET S，et al.Wickerhamomyces anomalus，in the sourdough microbial ecosystem ［J］.Antonie Van Leeuwenhoek，2011，99（1）:63-73.

［12］POLONELLI L，ARCHIBUSACCI C，SESTITO M，et al.Killer system:a simple method for differentiatingCandidaalbicansstrains［J］.Journal of Clinical Microbiology，1983，17（5）:774.

［13］ VRANCKEN G，DE V L，VAN D M R，et al.Yeast species composition differs between artisan bakery and spontaneous laboratory sourdoughs［J］.Fems Yeast Research，2010，10（4）:471-481.

［14］ 刘长虹，王小茹，梁一桢,等.大曲与酵母混合发酵对馒头品质影响的研究［J］.食品科技，2012（6）:178-181.

［15］ 苏东民,胡丽花,苏东海,等.馒头发酵过程中酵母和乳酸菌的代谢作用［J］.食品科学，2010（13）:200-204.

［16］ 吴逊，蒲朝文，封雷.3,5-二硝基水杨酸快速测定食品还原糖［J］.预防医学情报杂志，2004,18（1）:92.

CHARACTERISTICS OF SACCHAROMYCES CEREVISIAE AND WICKERHAMOMYCES ANOMALUS IN DOUGH FERMENTATION

MA Rongcan,LI Zhijian，HU Huiying，CUI Mingyu
（School of Food Science and Technology，Henan University of Technology，Zhengzhou450001，China）

Yeast plays an important role in the fermentation process，which will produce a variety of volatile compounds and a large number of CO2and endow the dough certain quality. The growth and dough fermentation characteristics of Saccharomyces cerevisiae and Wickerhamomyces anomalus were examined and compared in the present study. The results showed that the optimal growth temperature range of yeast YT-1 and YT-2 were 16 to 28 ℃and 20 to 28 ℃, respectively, and the optimal growth pH range of the above two yeasts were 4.5～7.5 and 3.5～7.5, respectively. The high temperature resistant ability of yeast YT-1 was higher than that of yeast YT-2, but its acid resistant ability was lower than YT-2 yeast. There was no significant difference between the effect of the two yeast strains on dough pH. Compared with Saccharomyces cerevisiae YT-1, YT-2 fermentation dough produced gas was slower but more lasting，and more reducing sugar existed.

Saccharomyces cerevisiae；Wickerhamomyces anomalus；dough；fermentation

TS 213.2 文献标志码：B

1673-2383(2017)05-0022-04

http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20171030.0936.010.html

网络出版时间：2017-10-30 9:36:34

2017-01-20

公益性行业（农业）科研专项（201303070）

马榕灿(1993—)，女，河南平顶山人，硕士研究生，研究方向为发酵面制品。

*通信作者