葡萄干天然酵母面包发酵工艺的研究

武云娇，武彦春，薛宏伟，魏春红，王维浩，曹龙奎，

（1.黑龙江八一农垦大学食品学院，大庆163319；2.国家杂粮工程技术研究中心）

葡萄是全球最早出现的一大植物类群之一，总产量在全球水果产量排名中名列前茅[1]，且营养丰富，具有很高的利用价值。葡萄干是葡萄经过太阳下晾晒或者是阴干得到的含水量低的果实。天然酵母属于一类复合酵母[2-4]，是果实、植物的花与叶、谷物等上面附着的酵母经天然繁殖培育而成[5]。葡萄干属于一类天然酵母，食用葡萄干在一定程度上可以降低患有冠状动脉疾病的风险[6]，因其含糖量高，有丰富的纤维素，可以缓解贫血等症状[7]并对肠道消化系统有改善作用[8-10]，所以葡萄干天然酵母在食品工业中具有良好的应用前景。

目前，国内外的很多学者对葡萄干天然酵母的应用作出了一定的研究。王风梅等[11]对葡萄自然发酵过程中的酵母菌群进行研究，发现葡萄菌种具有复杂多样性的特点。刘晋嘉等[12]研究葡萄乾天然种对土司品质的影响，发现发酵后土司的品质得到改善。涂雅骏等[13]研究葡萄干对焙烤面包的特性与风味的影响，发现风味物质的品种有29种，使焙烤面包的风味更加丰富。Aplevicz等[14]对比甘蔗、苹果、葡萄的酵母液对面包品质的影响，发现葡萄天然酵母的发酵活性优于其他两种作物。杨久芳等[15]研究葡萄籽粉强化面包抗氧化活性。所以葡萄干是食品发酵中十分重要的发酵原料，不仅使产品风味独特，也使产品具有了更高的营养价值。近年来，因人们的生活水平不断提高，人们更加注重食品的“营养”“安全”“风味”，在发酵面包方面，天然酵母具备如下优势：丰富面包风味，增加面包营养，提升面包质地，延长产品保质期等[16]。但目前天然酵母发酵面包均存在以下问题：培养过程用时较长、培养步骤繁琐、发酵过程难以控制、制品风味缺乏稳定性等诸多因素，导致此类天然酵母用于规模化生产的难度较高[4]。因此，以葡萄干天然酵母面包的发酵工艺为切入点，以葡萄干为发酵原料，研究出一套能制作出优良面包的最佳工艺参数，并对发酵面包具备特有风味、成本低、能规模化生产的工艺特点有重要参考意义。

为了更好地研究葡萄干天然酵母面包的发酵工艺，以葡萄干为原料，以面包品质为考察指标，采用单因素试验与正交试验优化天然酵母添加量、发酵时间、发酵温度等发酵工艺参数，并通过对产品的比容、硬度、感官评分进行分析，得出最佳的工艺，为之后生产出品质良好、口感较好的葡萄干天然酵母面包提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

白砂糖（食品级），广西东亚扶南精糖有限公司；面包用小麦粉（食品级），南顺食品有限公司；麦芽糖浆（食品级），湖北禾丰粮油集团有限公司；麦芽精（食品级），上海市瑞迪焙烤食品有限公司；马利高活性干酵母英联马利（北京），食品销售有限公司；盐（食品级），湖北长舟盐化有限公司；无核白葡萄干，大庆市北京华联超市；鸡蛋，大庆市北京华联超市。

B10G型高速三功能搅拌机（广东江门市新丰食品机械厂）；红菱XYF-K系列高级食品烤炉（广州红菱电热设备有限公司）；MXF-A系列高级面包发酵箱（明盛厨具电器厂）。

1.2 试验方法

1.2.1 葡萄干天然酵母面包的发酵工艺及制备工艺流程

葡萄干天然酵母面包的发酵工艺及制备工艺流程如图1所示。

图1 面包的发酵工艺及制备工艺流程Fig.1 The fermentation technology and the preparation process flow of bread

1.2.2 工艺操作要点

1.2.2.1 葡萄干天然酵母的制备

挑选葡萄干，要求表面无损坏，清洗干净后待用，玻璃罐高温消毒。200 g葡萄干，20 g麦芽糖浆，20 g麦芽精，600 g水加入玻璃罐，发酵4～7 d，发酵至葡萄干表面有气泡且漂浮在发酵液上面。发酵液在发酵的过程中会有轻微的酒精产生，每隔12 h换气一次，保证发酵罐内新鲜空气含量。

1.2.2.2 葡萄干天然酵母的续种

发酵完成后要进行续种，第一次续种M（面粉）：M（发酵液）=1∶1。在第二次续种后每次续种按照M（面粉）：M（葡萄干天然酵母）：M（水）=1∶1∶0.5，密封，在室温下静置24 h，当其体积膨胀2～3倍，扒开面团可见多孔状丝网结构，放入冰箱里冷藏，待用。

1.2.2.3 面团的制备

设计葡萄干天然酵母面包为实验组，工艺为以面包用为小麦粉用量为基准，准确称取大豆油2.9%，盐0.55%，鸡蛋18%，水33%，酵母0.55%，葡萄干天然酵母60%，白砂糖20%进行面团的制备，在调粉机中搅打至面筋形成。室温放置10 min，面团分割成150 g·个-1，搓圆整形，发酵2～3 h。

设计干酵母对照组，工艺为以面包用为小麦粉用量为基准，准确称取大豆油2.9%，盐0.55%，鸡蛋18%，水33%，酵母0.55%，白砂糖20%进行面团的制备，在调粉机中搅打至面筋形成。室温放置10min，面团分割成150 g·个-1，搓圆整形，发酵2～3 h。

1.2.2.4 面包的烘烤

面团依次放入烤盘中，上火180℃、下火175℃烘烤20 min。

1.2.2.5 面包的冷却

为了避免面包最下端受冷凝影响湿度增大，故待完成烘焙，应自烤盘内取出面包，并移至网架，使其降温到室温水平。

1.3 葡萄果干天然酵母面包最佳配方单因素试验

1.3.1 发酵时间对面包品质的影响

以面包用小麦粉质量为100%，准确称取大豆油2.9%，盐0.55%，鸡蛋18%，水33%，酵母0.55%，葡萄干天然酵母60%，白砂糖20%，按照1.2.1工艺流程，发酵温度为37℃，发酵时间分别选取1.5、2、2.5、3、3.5 h，在上火温度210℃、下火温度190℃条件下，放入烤箱烘烤20 min。冷却后，对不同葡萄干天然酵母发酵时间的面包品质进行评价，确定葡萄干天然酵母面包的最佳发酵时间。

1.3.2 发酵温度对面包品质的影响

以面包用小麦粉质量为100%，准确称取大豆油2.9%，盐0.55%，鸡蛋0.18%，水33%，酵母0.55%，葡萄干天然酵母60%，白砂糖20%，按照1.2.1工艺流程，发酵时间为3.5 h，发酵温度分别选取25、28、31、34、37℃，在上火温度210℃、下火温度190℃条件下，放入烤箱烘烤20 min。冷却后，对不同葡萄干天然酵母发酵温度的面包品质进行评价，确定葡萄干天然酵母面包的最佳发酵温度。

1.3.3 葡萄干天然酵母的添加量对面包品质的影响

以面包用小麦粉质量为100%，准确称取大豆油2.9%，盐0.55%，鸡蛋18%，水33%，酵母0.55%，白砂糖20%，按照1.2.1工艺流程，发酵时间为3.5 h，发酵温度为37℃，所添加的葡萄干天然酵母量最低为0、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%，在上火温度210℃、下火温度190℃条件下，放入烤箱烘烤20 min。冷却后，对不同葡萄干天然酵母添加量的面包品质进行评价，确定葡萄干天然酵母面包的最佳酵母添加量。

1.4 产品品质评定指标

1.4.1 面包比容的测定

面包经120 min冷却处理，借助油菜籽置换法，对体积进行测定，借助电子秤，对质量进行测定，重复3次，设置3个平行实验，结果取平均值[14]。

1.4.2 面包硬度测定

对经0、1、3、5、7 d存储的面包芯进行全质构测定。先借助切片机，对面包实施切片处理，厚度控制为12.0 mm，挑出中间两片，对其中心硬度进行检测。以下为具体参数：探头为P/36型，整个实验期间保持均速，均为1.0 mm·s-1，设定45%的压缩程度，以及面包的的触发感应力，每2 s进行1次压缩处理。各组面包，重复测定3次，以均值为最终结果[18]。

1.4.3 面包感官评定

邀请食品专业的10名同学，其中5名男生，5名女生。以满分5分计，从产品的外观和色泽、形态、香味、口感、触感5大方面开展感官评分，所得均值即最终评分。具体的评分标准见表1。

表1 面包感官评定Table 1 Sensory evaluation of bread

2 结果分析

2.1 发酵时间对面包品质的影响

发酵时间对面包比容、面包硬度和产品的感官评分的影响效果如图2，其中比容、硬度的单位分别为mL·g-1、N。由图2可知，当确保其他条件不变时，随发酵时间的增加，产品的比容随之增大，硬度随之减小，发酵时间为3.5 h时，产品的比容最大，硬度最小，这符合Maleki等[18]得出的结论，即比容大的面包质地更松软。出现这样趋势的原因可能是发酵时间过短，面团的醒发不够充分，膨胀不充分。在醒发过程中产生了一定量的酸，在酸的作用下激活面粉所含蛋白酶，协同作用使面筋发生降解，促进多糖与淀粉吸水率提升，并可增强其他酶活性，还有对面筋网络结构持气性提升也有促进作用。产品的感官评分随发酵时间的增加而上升，在发酵时间为3.5 h时，感官评分最高。出现这样情况的原因是随着发酵时间的增加，产品的比容达到最大值，此时面包的体积最大，面团的发酵性能良好，面包烤制后表皮色泽均匀，颜色金黄，外形饱满有烤制品香味，组织疏松，柔软适口。所以发酵时间选为3.5 h。

图2 发酵时间对面包比容、硬度、感官评分的影响Fig.2 Effect of fermentation time on specific volume hardness sensory quality

2.2 发酵温度对面包品质的影响

发酵温度对面包的比容、面包硬度和产品的感官评分的影响效果如图3，其中比容、硬度的单位分别为mL·g-1、N。由图3可知，当确保其他条件不变时，随发酵温度的上升，产品的比容先下降后上升，硬度先上升后下降，在发酵温度为37℃时，面包的比容最大，硬度最小，这符合陈维等[19]得出的结论。出现这样趋势的原因是，在温度较低时酵母菌活性小不能将白砂糖完全分解产气少面包体积小，在其他温度条件下杂菌大量繁殖与酵母菌形成竞争抑制不利于酵母菌的生长，这与杨秀炯，李晨等[20]得出的结论一致。感官评分随发酵温度的升高而上升，在发酵温度为37℃时，面包的感官评分最高，出现这样情况的原因是，面包的比容最大，硬度最小，面包的香味纯正，组织疏松，色泽金黄，外形完整，不粘牙有弹性，所以发酵温度选为37℃时。

图3 发酵温度对面包比容、硬度、感官评分的影响Fig.3 Effect of fermentation temperature on specific volume hardness sensory quality

2.3 葡萄干天然酵母的添加量对面包品质的影响

葡萄干天然酵母添加量对面包的比容、面包硬度和产品的感官评分的影响效果如图4，其中比容、硬度的单位分别为mL·g-1、N。由图4可知，当确保其他条件不变时，随添加量的增加，产品的比容先降低在升高，硬度先提升在降低。当葡萄干天然酵母添加量为60%时，面包比容最大，硬度最小。出现这样趋势的原因是低天然酵母添加量对比容的影响不明显，酵母作用发挥到最好，所以添加量在增多后，比容值不再得到提升。在添加量增加的同时酵母菌的数量也在增多，这与Flander L等[21]得出的结论相同。感官评分随葡萄干天然酵母添加量的升高先升高再下降再升高，在葡萄干天然酵母添加量为60%时，面包的感官评分最高，出现这样情况的原因是，葡萄干天然酵母添加量少时，口感粗糙，香味不足，在葡萄干天然酵母添加量为60%时，口感细腻，含有淡淡的果香，葡萄干天然酵母添加量多时，则产品酸味过重，口感不好，所以葡萄干天然酵母添加量选为60%。

图4 葡萄干天然酵母添加量对比容、硬度，感官评分的影响Fig.4 Effect of the amount of natural yeast added to raisin on specific volume hardness sensory quality

2.4 正交试验

根据单因素试验结果，选取影响面包品质的因素水平做正交试验，并对结果进行分析，以确定最佳的工艺参数，采用L（934）作为正交试验试验设计，以天然酵母添加量、发酵时间、发酵温度作为3个考察因素，选取3个水平（见表2）进行试验。

表2 因素水平表Table 2 Factor level table

根据表2的正交因子水平设计L（934）正交试验，结果如表3。由表3可知，各因素对面包品质的影响效果程度顺序为发酵时间（B）>天然酵母添加量（A）＞发酵温度（C），最优因素水平组合A2B3C2，天然酵母添加量60%，发酵时间4 h，发酵温度37℃，但与单因素试验结果不吻合，单因素试验结果为A2B2C2。分析结果不一致，仍需进一步验证。

表3 正交试验Table 3 Results and analysis of L（934）orthogonal experiment

2.5 验证试验

由于单因素试验结果与正交分析结果不同，所以设计验证试验。设计工艺为：以面包用小麦粉质量为100%，准确称取大豆油2.9%，盐0.55%，鸡蛋18%，水33%，酵母0.55%，葡萄干天然酵母60%，白砂糖20%，按照1.2.1工艺流程，发酵时间4 h，发酵温度分别选取37℃与34℃，在上火温度210℃、下火温度190℃条件下，放入烤箱烘烤20 min。冷却后，对不同葡萄干天然酵母发酵温度的面包品质进行评价，确定葡萄干天然酵母面包的最佳发酵温度。从表4中数据可得：在最优组合条件下制得的葡萄干天然酵母面包比容为4.61 mL·g-1、硬度为3.43 N，感官评分为23。所以，经过结果分析得出A2B3C2为最佳水平组合。

表4 验证试验Table 4 Validation experiment

3 结论

以葡萄干为酵母原料，优化了葡萄干天然酵母面包配方及其加工工艺参数，并对葡萄干天然酵母面包的品质进行分析。通过正交试验得到最佳提取工艺参数为：发酵时间为3.5 h、发酵温度为37℃、葡萄干天然酵母的添加量为60%。相比较其他的条件，当天然酵母添加量为60%，发酵时间为4 h，发酵温度为37℃时，烤制的面包效果最好，感官评分最高，面包的表皮色泽均匀为金黄色、有淡淡的果香、口感松软且有弹性。在试验为之后生产葡萄果干天然酵母面包的发酵工艺提供了数据支持，为进一步研究开发葡萄干天然发酵母面包提供了数据参考，其中针对于葡萄干天然酵母面包的营养特性任需要进一步探究。