木姜叶柯对面包酵母发酵活力的影响

赵湘蓉，方伟,2*

(1.怀化学院 生物与食品工程学院，湖南 怀化 418008； 2.民族药用植物资源研究与利用湖南省重点实验室，湖南 怀化 418008)

木姜叶柯(Lithocarpuslitseifolius(Hance)Chun)又称多穗柯，属壳斗科栎属常绿植物，2017年被国家卫计委纳入新资源食品名录[1]。木姜叶柯含有黄酮、棕色素、根皮甙、三叶甙等成分，其中以三叶甙含量最高，达95%，其甜度为蔗糖的300倍[2]。木姜叶柯不但具有清热、润肺、祛痰、止咳等功效[3-4]，其所含总黄酮还具有改善链脲菌素或四氧嘧啶诱发的高血糖和糖耐量的作用[5]。陈显刚[6]研究表明，高浓度的木姜叶柯多酚具有很好的防腐保鲜作用；李胜华等[7]研究表明，木姜叶柯对大肠埃希氏菌、普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌、藤黄八叠球菌、枯草芽孢杆菌、白色念珠球菌6种供试菌种均有不同程度的抑制作用。

面包是以面粉、酵母、盐、水为基础原料，经面团调制、发酵、成型、醒发、烘烤等工艺制成的膨松松软、风味优良、营养丰富的一类焙烤食品[8]。在面包发酵前加入木姜叶柯粉，由于木姜叶柯多酚具有较强的吸水性，调粉时多酚类物质会吸收一部分水，从而减少水分向面筋网络内的渗透。在面包的贮藏过程中，多酚类物质可以继续吸水延缓面包的老化作用，延长面包的保存期。随着人们对面包等焙烤食品需求的多元化，以及对食品健康的更加关注，新产品开发时健康天然的原辅料越来越受重视。木姜叶柯提取液作为一种新型的甜味剂加入到焙烤食品中，除了满足人们对甜味的口感需求以外，还具有较强的抑菌作用和防治心脑血管疾病，抑制动脉粥样硬化的形成等保健效果[9]。本试验通过探讨不同木姜叶柯浸提液添加量对面包酵母发酵活力的影响， 以期为木姜叶柯在焙烤食品的加工及其防腐保鲜中的应用提供一定参考。

1 材料与方法

1.1 材料

面粉(金健米业股份有限公司，蛋白质含量13%)；高活性干酵母(安琪酵母股份有限公司)；木姜叶柯粉(新鲜木姜叶柯自制，溆浦君意农业发展有限公司)；白砂糖、食盐、水等(市售食品级)；氯化钠、浓硫酸(化学纯)。

恒温鼓风干燥箱(DHG-9030，上海三发科学仪器有限公司)；恒温水浴锅(HHS-26，东星建材试验设备有限公司)；旋转蒸发仪(SY2000，上海亚荣生化仪器厂)；循环水式真空泵(XZ-1，台州求精真空泵有限公司)；电子分析天平(TP-6KB，湘仪天平仪器设备有限公司)。

1.2 方法

参照GB/T 20886—2007《食品加工用酵母》，采用排水法测定酵母发酵活力。在面粉中添加一定比例的糖、盐、酵母、木姜叶柯浸提液调制面糊(发酵温度为30 ℃±0.2 ℃，酵母添加量3.2%，白砂糖添加量16%，盐用量1%，均指面粉基)，装入A瓶，面糊发酵产生气体，使装置内气压升高而排出液体(图1)。从调制面糊到面糊放入A瓶内的第8分钟开始计时，记录第一小时的排液量，即为面糊产生CO2的气体量，作为衡量面包酵母发酵活力的指标。

图1 排水法测定的装置

1.2.1 初始工艺

参照国标GB/T 20886—2007中对酵母发酵力的测定，制定初始工艺。在单因素试验中，除了被研究因素的取值依据试验方案变动外，其他成分的含量均为初始配方值，面糊的初始配方为白砂糖16%，酵母3.2%，盐1%。

1.2.2 工艺流程

配制排出液→连接测定装置→检查装置气密性→制备木姜叶柯浸提液→活化酵母→混合原辅料→调制面糊→装入A瓶→读取排出液体积。

1.2.3 操作要点

配制排出液。称取200 g NaCl于烧杯中，加水溶解，再加入20 mLH2SO4，倒入2 000 mL容量瓶内，加水定容。

如图1连接测定装置，并检查装置气密性。

制备浓度为0.5 g·mL-1的木姜叶柯浸提液。20 g木姜叶柯粉→按木姜叶柯与水的比例1:30加80 ℃蒸馏水600 mL→搅拌均匀→恒温水浴锅80 ℃浸提30 min→经8层纱布过滤2～3次→收集滤液→60～70 ℃旋转蒸发至40 mL→得0.5 g·mL-1浓缩液。

酵母活化。称取1 g高活性干酵母，加入浓度为20 g·L-1的蔗糖溶液16 mL，摇匀，置于32 ℃恒温箱中活化1 h。

测定发酵力。按配方要求将所有原辅料调制成面糊并装入A瓶，整个过程控制在5 min之内。从调制面糊到面糊放入A瓶内的第8分钟开始计时，记录第一小时的排液量。

1.2.4 各影响因素测定

由于本试验所用酵母的最佳发酵温度和面粉等因素与国标略有不同，所以在国标的参照下，将发酵温度、白砂糖用量、酵母用量各设4个梯度，木姜叶柯浸提液用量设6个梯度，每个梯度分别进行单因素试验，分别测定排出液体积。最后进行四因素三水平的正交试验，得出最佳工艺条件。

发酵温度对面包酵母活力的影响。在酵母添加量3.2%、白砂糖添加量16%、盐用量1%的条件下(均指面粉基)，将发酵温度设为25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃进行单因素试验，分别测定排出液体积。

白砂糖添加量对面包酵母活力的影响。在发酵温度为(30±0.2)℃、在酵母添加量3.2%、盐用量1%的条件下(均指面粉基)，将白砂糖用量设为6%、11%、16%、20%，进行单因素试验，分别测定排出液体积。

高活性干酵母添加量对面包酵母活力的影响。酵母发酵除控制好发酵环境外，酵母本身也是影响面包质量的重要因素。本研究选用安琪高活性干酵母，其添加量作为单因素之一。在发酵温度为(30±0.2)℃、白砂糖添加量16%、盐用量1%的条件下(均指面粉基)，将酵母用量设为1.0%、1.4%、1.8%、2.2%进行单因素试验，分别测定排出液体积。

木姜叶柯添加量对面包酵母活力的影响。在发酵温度为35 ℃、酵母添加量1.4%、白砂糖添加量16%、盐用量1%的条件下(均指面粉基)，将木姜叶柯用量设为0、0.5%、1.0%、2.0%、5.0%、8.0%，进行单因素试验，分别测定排出液体积。

正交试验按照L9(34)正交试验表进行。根据单因素试验结果，设四因素三水平的正交试验。每处理重复3次，测定第一小时的排水量，取其平均值为最终结果。1～3水平发酵温度(A)分别为30.0、32.5、35.0 ℃，酵母(B)分别为1.0%、1.4%、1.8%，木姜叶柯(C)分别为1.0%、1.5%、2.0%，白砂糖(D)分别为6%、11%、16%。

1.2.5 成品验证

根据试验得出的最佳工艺条件用于常见的面包配方进行成品验证，测试面包的比体积、感官评定、货架期、理化指标和微生物指标参照GB/T 7099—2015《食品安全国家标准糕点、面包》。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 发酵温度

由图2可知，随温度升高排出液体积增加。但当温度为40 ℃时，发酵面糊内部组织差，气孔大且不均匀，且乳酸菌最适温度是37 ℃，而乳酸菌生长繁殖会使面包酸度增大，降低制品质量。另外，考虑到面团发酵过程中，酵母菌代谢活动会产生一定的热量而提高面团温度，所以面糊适宜发酵温度为35 ℃。

图2 发酵温度对面包酵母活力的影响

2.1.2 白砂糖添加量

由图3可知，当白砂糖添加量为6%时，不足以供给酵母碳源，使其不能完全生长繁殖；当白砂糖添加量为20%时，浓度过高，抑制了酵母菌的生长。白砂糖添加量过低或过高，排出液体积均低于基础配方水平，所以白砂糖适宜添加量为16%。

图3 白砂糖添加量与面包酵母活力的关系

2.1.3 高活性干酵母添加量

由图4可知，当酵母添加量为1.0%时，排出液体积明显低于基础配方水平；酵母添加量增至1.4%时，排出液体积达到最高值；酵母添加量增至1.8%时，排出液体积增幅较小，且面糊内部组织结构状态差于添加量为1.4%的情况，有部分空洞及塌陷的情况；酵母添加量增至2.2%时，排出液体积有所下降，可能是因为面糊内的糖、盐等成分的不足，使其缺乏能量而不能完全生长。如果继续增大酵母添加量，不但会影响面糊的内部组织，而且酵母不能完全发酵，会继续造成浪费。因此，确定酵母最佳添加量为1.4%。

图4 高活性干酵母添加量与面包酵母活力的关系

2.1.4 木姜叶柯添加量

由图5可知，木姜叶柯添加量≤1%时，排出液体积无明显变化；>1%时，排出液体积开始下降；>2%时，随着木姜叶柯添加量越多，排出液体积下降趋势越快；>5%时，面糊内部组织逐渐表现为气孔变大，部分组织粗糙、粘手等，已不适合做面包原料。

图5 木姜叶柯添加量与面包酵母活力的关系

2.2 正交试验

比较正交试验结果(表1)，分析极差可知，以上4个因素在取值范围内对面包酵母活力影响的显著性排序为发酵温度>木姜叶柯添加量>白砂糖添加量>酵母添加量，其最佳组合为A3B2C1D3，即发酵温度为35 ℃、酵母添加量1.4%、木姜叶柯添加量1.0%、白砂糖添加量16%。

表1 各处理组合对面包酵母活力的影响

2.3 验证试验

将试验所得的最佳工艺条件用于多个面包配方进行成品试制，制成面包的体积比为3.2，且2次测定结果之差未超过平均值的10%，符合标准；感官评定为92(满分100)，货架期为7 d，时间长于未加防腐剂的类似产品，具有商品化潜力；理化指标和微生物指标均符合国家标准。

3 小结

本研究结果表明，根据各因素对酵母发酵活力的影响，得出最佳工艺条件分别为发酵温度35 ℃、酵母添加量1.4%、白砂糖添加量16%、木姜叶柯添加量1.0%、盐用量1.0%(均指面粉基)。在此条件下，木姜叶柯既能起到一定防腐抑菌和保健的作用，又不影响面包酵母发酵活力。经验证试验得出，在上述最佳工艺配方下制成的面包呈浅绿色，色泽均匀，口感细腻，松软，包心有弹性，具有木姜叶柯独特的清香，符合产品应有的形态，且理化指标和微生物指标均符合国家标准。本研究为木姜叶柯在焙烤食品中的应用提供了参考，为促进木姜叶柯相关产业开发奠定理论基础。