天然酵母面包发酵液的配方工艺优化

王宇晨，夏宇航，王可杉，胡雨卿，张亮子*

（1.武汉商学院食品科技学院，湖北武汉 430056；2.天门职业学院经济贸易服务学院，湖北天门 431700）

随着社会的发展与进步，人们的生活节奏不断加快，对营养健康食品有了更高的需求[1]。天然酵母在发酵过程中的一些代谢产物，如醇类、酯类、醛类等物质可以赋予天然酵母面包独特的发酵风味，并提升天然酵母面包的营养价值[2]。近年来，我国学者对天然酵母研究逐渐增多，但大多是以葡萄干为天然酵母培养原料。研究种类相对单一化，对新鲜水果中天然酵母的研究仍有空缺，无法满足目前市场所需。本文拟探究水果天然酵母的最佳工艺参数，解决水果天然酵母在面包发酵工艺中发酵时间长、发酵力不稳定等问题，同时也为水果天然酵母在国内烘焙行业中的工业化应用提供一定的试验依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

植物油，福临门；面包粉，金像牌面包粉；白砂糖，广州福正东海食品有限公司；普通面粉，陈克明面业股份有限公司；食用盐，中盐上海盐业有限公司；干酵母，安琪酵母生物股份有限公司；苹果、红提、香梨、脐橙、白心火龙果，均采自于农贸市场。

烘焙烤箱，SAIN-MATE三麦烤箱；分析天平，佑科仪器有限公司；恒温培养箱，柏堡食品器械有限公司；质构仪，英国MSM TA-XTPlus质构仪。

1.2 试验方法

1.2.1 水果天然酵母的制备

挑选5种新鲜水果（苹果、脐橙、白心火龙果、香梨、红提）洗净晾干，切成1 cm3的颗粒，与白砂糖、凉白开消毒杀菌后密封瓶口，放入恒温培养箱，在温度28 ℃，湿度60%的条件下恒温培养4 d。

1.2.2 二氧化碳失重法测定酵母液发酵力

参考柴虹宇等[3]研究方法稍作修改，以一定的糖化液作为培养基，在特定的条件下经过无氧发酵后，测定二氧化碳的产出量，以表征发酵力的强弱，二氧化碳的产出量越多，说明酵母菌的活性越高。准确称取面粉25 g、氯化钠（NaCl）0.17 g、白砂糖1 g放入三角锥形瓶内，然后准确移取50 mL培养完成的水果天然酵母液，摇晃混合均匀，制成面糊，用棉塞封住瓶口。使用分析天平将一系列装有样品的三角瓶称重并记下初始重量，放入32 ℃的恒温发酵箱内静置发酵。每间隔30 min取出称重一次，上一次的重量减去这一次重量的差即为30 min内所失去二氧化碳的量。称至二氧化碳失重量逐渐趋于稳定即可，取二氧化碳失重量最大时段的总和表示二氧化碳失重量，对各组样本进行3次平行测定，取平均值表示结果。

1.2.3 天然酵母种的活化

根据实验所得最佳工艺参数以1.2.1的步骤进行天然酵母液的培养，将培养完成的天然酵母液过滤后，将标准粉与红提天然酵母液以1∶1的比例混合，并放置在30 ℃的发酵箱中活化12 h。将酵母液与面粉混合的总体质量与标准粉以1∶1的比例再次混合均匀，放置在30 ℃的发酵箱内再次活化12 h，待面团体积增长至原来的2～3倍时，扒开面团，若内部呈多孔蜂窝状组织即可放入冰箱冷藏备用[4]。

1.2.4 面包的制作

参考武云娇等[1]的研究结果稍作修改，以高筋面包粉的质量作为基准，称取食用盐（1%）、绵白糖（20%）、纯净水（35%）、天然酵母种（60%）、鸡蛋（5%）、黄油（2%）、酵母（0.5%），混合搅拌至出现面筋薄膜，分割成100 g/个的面剂。放置在恒温发酵箱内醒发3 h至原体积的1.5～2倍大，180 ℃左右烘烤15～20 min后脱模。

1.3 单因素实验

1.3.1 不同水果对水果天然酵母液发酵力的影响

选取5种不同的水果（苹果、脐橙、白心火龙果、香梨、红提）作为天然酵母液培养原料，在温度为28 ℃，水果与发酵液的比例为4∶10的条件下培养4 d，每天取出密封罐摇晃换气。使用二氧化碳失重法测定该水果天然酵母液的发酵力，确定培养天然酵母液的最佳水果原料。

1.3.2 不同培养温度对水果天然酵母液发酵力的影响

选取不同的培养温度（24 ℃、26 ℃、28 ℃、30 ℃、32 ℃），以苹果作为天然酵母液培养原料在料液比为4∶10的培养条件下培养4 d，每天取出密封罐换气。二氧化碳失重法测定该水果天然酵母液的发酵力，确定培养天然酵母液的最佳温度。

1.3.3 不同培养时间对水果天然酵母液发酵力的影响

选取不同的培养时间（3 d、4 d、5 d、6 d、7 d），以苹果作为天然酵母液的培养原料，在温度为28 ℃，料液比为4∶10的培养条件下培养，使用二氧化碳失重法测定该水果天然酵母液的发酵力，确定培养天然酵母液的最佳时间。

1.3.4 不同料液比对水果天然酵母液发酵力的影响

选取5个不同的料液比（2∶10、3∶10、4∶10、5∶10、6∶10），以苹果作为天然酵母液培养原料，在温度为28 ℃的培养条件下培养4 d，每天取出密封罐换气。使用二氧化碳失重法测定该水果天然酵母液的发酵力，确定培养天然酵母液的最佳料液比。

1.4 正交实验设计

根据单因素试验结果，设计L9(43)正交实验（因素水平见表1）。

表1 因素水平表

1.5 面包感官评价指标的测定

参考《面包质量通则》（GB/T 20981—2021）进行感官评分表设计，见表2。8名品评员对样品面包的色泽、组织、结构纹理、口感、风味和余味6个项目进行评测，并进行3次平行打分。

表2 感官评分表

1.6 面包质构测定

通过全质构仪对红提天然酵母面包与普通干酵母面包的硬度、弹性、咀嚼性进行测定。将冷却至室温的红提天然酵母面包与普通干酵母面包用面包刀切成3片，挑取两端的面包片取中间的面包芯进行质构测定。具体参数：探头P100（平底圆饼形探头），操作模式设定为压力测定，测定前的速度设置为2.0 mm·s-1，测定中的速度设置为1.0 mm·s-1，测定后的速度设置为5.0 mm·s-1，形变量设置为60%，感应力设置为0.5 N，对质构仪指标参数记录并进行分析。每组面包样品进行3次平行测定，以平均值表示最终结果。

2 结果与分析

2.1 不同水果对水果天然酵母液发酵力的影响

由图1可知，不同水果作为天然酵母液的培养原料，其天然酵母液的发酵力存在较大差异。当培养原料为红提时，天然酵母液的发酵力最高。王凤梅等[5]通过对葡萄天然酵母液中微生物菌群种类的研究发现，在培养原料选择葡萄时，天然酵母液中的微生物菌群具有复杂性和多样性的特征。国外APLEVICZ等[6]把水果作为天然发酵原料，发现以葡萄作为培养原料的发酵液的发酵力与酵母活力都要优于甘蔗与苹果两种原料。综上所述，葡萄科属类的作物是较为优质的发酵原料，因此天然酵母液的培养原料选择红提较为适宜。

图1 不同培养水果对天然酵母液发酵力的影响

2.2 不同培养温度对水果天然酵母液发酵力的影响

由图2可知，水果天然酵母的发酵力随着温度的升高呈现出先升高后降低的趋势，在温度为30 ℃时，天然酵母液的发酵力最高，说明天然酵母在适宜的温度下更利于培养和生长繁殖。陈维[7]和张莉莉等[8]研究发现25～30 ℃适宜酵母菌的生长繁殖，当酵母菌的培养温度低于20 ℃时，酵母菌会出现生长迟缓、活性下降的现象，当天然酵母培养温度过高时，会对酵母菌的生长繁殖产生抑制作用，使酵母菌的生长繁殖速度快速降低。因此，天然酵母液的培养温度选择30 ℃较为适宜。

图2 不同培养温度对天然酵母液发酵力的影响

2.3 不同培养料液比对水果天然酵母液发酵力的影响

由图3可知，天然酵母液的发酵力随着料液比的增加呈现出先增长后下降的趋势，在料液比为4∶10时，天然酵母液的发酵力最高，说明适宜料液比有助于酵母菌的生长与繁殖。随着料液比的变化，培养液中的糖浓度也发生变化，适宜的糖浓度可以为酵母菌提供一定的养分，有助于酵母菌的生长繁殖，当培养液中料的比例偏低时，培养液中的糖浓度随之降低，酵母菌的生长繁殖缺少养分，不利于酵母菌的生长繁殖。赵硕[9]研究发现糖浓度过高时，培养液中的渗透压也随之增高，酵母菌在过高的渗透压下会出现脱水、萎缩的现象，不利于酵母菌的生长繁殖。天然酵母液的料液比选择为4∶10较为适宜。

图3 不同培养料液比对天然酵母液发酵力的影响

2.4 不同培养时间对水果天然酵母液发酵力的影响

由图4可知，随着培养时间的增加，天然酵母液的发酵力呈现先升高后降低的趋势。在培养时间为5 d时，天然酵母液的发酵力最高。可能是因为酵母菌适应了新环境后开始迅速大量生长繁殖。但是随着培养时间的增加，酵母菌大量繁殖，发酵液中的氧气与养分被大量消耗，酵母菌自身所产生的一些代谢物开始反向抑制酵母菌的生长繁殖[10]。酵母菌的生长繁殖得不到充足的养分供应，加上自身代谢物的抑制作用，酵母菌开始出现衰亡现象。因此，天然酵母液的培养时间选择为5 d较为适宜。

图4 不同培养时间对天然酵母液发酵力的影响

2.5 正交实验

如正交实验表（表3）所示，4个因素对水果天然酵母液的影响程度为D＞A＞C＞B，即培养原料对天然酵母的发酵力影响最大。天然酵母面包发酵液的最佳工艺参数组合为A3B2C2D2，即培养温度30 ℃，培养时间为5 d，培养料液比为4∶10，培养原料为红提，与单因素试验结果相吻合，在此工艺下所培养的天然酵母液的二氧化碳失重量可达0.073 5 g，大于正交试验中最高组合A3B1C2D2（0.072 2 g），与张莉莉等[8]所研究测得的结果较为接近。

表3 正交试验设计

2.6 天然酵母面包和普通干酵母面包感官评价结果对比

根据图5可知，天然酵母面包和普通干酵母面包的纹理结构和色泽组织不存在显著差异，说明本次红提天然酵母面包在纹理结构和色泽组织上可以达到与普通干酵母相当的品质效果；红提天然酵母面包在风味、口感和余味的得分平均值上都高于普通干酵母面包，说明红提天然酵母面包在这3个项目表现更优，本次感官评测结果符合天然酵母面包的品质特点。

图5 天然酵母面包和普通干酵母面包感官评价得分

2.7 面包质构测定

普通干酵母面包与红提天然酵母面包的全质构检测结果如图6所示。天然酵母面包在硬度上低于普通干酵母面包。硬度是面包品质和口感的主要评价指标，对面包的整体品质有很大影响，本次结果说明红提天然酵母可以有效降低面包的硬度，改善面包的质地，提高面包的品质。这主要是因为天然酵母面包在发酵的过程中，发酵时间相比于普通干酵母更久，面团中的淀粉组织充分吸水膨胀，从而使面包的内部形成许多大小不一的不规则孔洞，明显降低面包芯的硬度，提升面包的柔软度。同时，胞外多糖这类天然酵母中乳酸菌的自身代谢产物，可以提升面团的黏性和弹性，使面包体积更加膨胀，降低面包的硬度。两组面包在弹性、凝聚力和回复力上几乎没有差异，但是天然酵母面包在咀嚼性上要低于普通干酵母面包，可能是受硬度影响。天然酵母面包硬度远低于普通干酵母面包，咀嚼性也相应降低。

3 结论

通过对水果天然酵母配方工艺的研究，得到天然酵母发酵液的最优工艺参数：培养原料为红提，培养时间为5 d，培养温度为30 ℃，料液比4∶10，在此条件下天然酵母液二氧化碳失重量可达0.073 5 g，测定发现普通干酵母和天然酵母面包硬度分别为2 434.2、878.4，后者更加松软，在弹性和回复性这两个指标上，天然酵母包可以达到与普通干酵母面包同样的品质。感官评价实验结果中，天然酵母面包色泽组织得分为13.92分，纹理结构得分为12.25分，口感得分为14.13分，风味得分为14.88分，余味得分为13.38分。各指标得分平均值均高于干酵母面包。通过本次实验获得的优化工艺参数可行，不仅提高了面包的口感，还能改善面包的质地和风味，可以用于烘焙面包的发酵工艺中。