酵子面包在貯藏過(guò)程中理化及微生物指標(biāo)的變化

陳宇飛，冷進(jìn)松

（吉林工商學(xué)院食品工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130062）

酵子面包在貯藏過(guò)程中理化及微生物指標(biāo)的變化

陳宇飛，冷進(jìn)松

（吉林工商學(xué)院食品工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130062）

測(cè)定在25 ℃條件下貯藏期間酵子面包和酵母面包的理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)的變化，得出面包老化的物性參數(shù)變化規(guī)律，揭示其抗老化機(jī)理。對(duì)感官指標(biāo)、硬度、水分活度、熱特性、自由水含量、電鏡掃描、破碎率、膨潤(rùn)度、質(zhì)構(gòu)分析特性等理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明：隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，面包水分含量顯著下降，硬度明顯上升。與酵母面包相比，酵子面包具有水分含量較高，硬度較小，淀粉顆粒更容易發(fā)生團(tuán)聚等特性，物性學(xué)研究結(jié)果顯示，將傳統(tǒng)發(fā)酵劑酵子應(yīng)用于面包生產(chǎn)，具有較好地延緩淀粉回生和老化的效果。確定面包老化的定量物性參數(shù)范圍，為由定性分析向定量參數(shù)分析轉(zhuǎn)變作了有益探索。

酵子面包；老化；熱特性；物性學(xué)

酵子是一種傳統(tǒng)的面食發(fā)酵劑，歷史悠久，在中國(guó)用酵子進(jìn)行發(fā)酵已有幾千年的歷史。酵子作為面食發(fā)酵劑，除含有酵母外，還含有多種細(xì)菌、產(chǎn)脂霉菌和產(chǎn)香霉菌[1]，可增加面包風(fēng)味，使發(fā)酵后的面團(tuán)具有獨(dú)特的口感和風(fēng)味，深受廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)，在市場(chǎng)上占有一定的市場(chǎng)份額，是酵母面包所無(wú)法取代的。將傳統(tǒng)發(fā)酵劑酵子用于面包的生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)的報(bào)道較少。

面包在貯藏時(shí)發(fā)生了一系列的變化,其中包括物理、化學(xué)[2]及微生物的變化。具體表現(xiàn)為，表皮比先前變得更脆，芯部硬度增加，更易破碎，松軟程度以及彈性也有所降低，更易掉渣，同時(shí)面包的香味消失，致使味道趨于平淡，失去新鮮感，而逐漸老化并變硬。參照流變學(xué)的觀(guān)點(diǎn)可知，硬度增加是面包老化的重要標(biāo)志[3]。本實(shí)驗(yàn)使用酵子作為發(fā)酵劑所生產(chǎn)的面包，在25 ℃條件下貯藏，對(duì)在貯藏不同階段面包的各項(xiàng)理化及微生物指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，探究其在貯藏期不同時(shí)段品質(zhì)的穩(wěn)定性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

高筋粉 中糧面業(yè)（秦皇島）鵬泰面粉有限公司；酵子 長(zhǎng)春瑞祥生物制品有限公司；硬質(zhì)酰乳酸鈉、單甘酯 長(zhǎng)春普瑞特食品添加劑廠(chǎng)；起酥油 天津南僑油脂有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CT3質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)博勒飛公司；TU-1810-SPC紫外分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司； FX-20醒發(fā)箱 廣東恒聯(lián)食品機(jī)械有限公司；TGL16A臺(tái)式高速冷凍離心機(jī) 湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司；SK-924G食品電烤爐 無(wú)錫新麥機(jī)械有限公司；CP214電子天平梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；HMV-1000硬度測(cè)定儀 中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所；Q20差式掃描量熱分析儀 美國(guó)TA儀器公司；JSM-6701F掃描電鏡 日本電子公司；XTY5102779水分活度測(cè)定儀軒泰儀（北京）科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 酵子制作

選取300 g面粉，將相當(dāng)于面粉用量270%的熱開(kāi)水加入面粉中將其燙開(kāi)，攪拌至無(wú)疙瘩之后，涼至室溫，然后將已用溫水浸泡過(guò)的老酵頭(用量為面粉用量的5%）加入面糊中，28 ℃發(fā)酵180 min，加入玉米面150 g，二次發(fā)酵120 min，加入玉米面100 g，三次發(fā)酵120 min，加入玉米面100 g，四次發(fā)酵100 min，拍成餅狀，干燥后即可得到成品玉米酵子[4]。

1.3.2 酵子面包的制作工藝

參照GB/T 14611—2008《糧油檢驗(yàn)：小麥粉面包烘焙品質(zhì)試驗(yàn)直接發(fā)酵法》標(biāo)準(zhǔn)[5]，具體操作如下：首先將550 g高筋粉、酵子粉35 g、水315 g、蔗糖5 g、在80 r/min混合攪拌10 min，待面團(tuán)[6]形成5 min后，于38 ℃、濕度80%～85%條件下發(fā)酵90 min后,加入小麥粉150 g、水385 g、起酥油12 g、硬脂酰乳酸鈉1 g、蔗糖酯1 g、三聚甘油單硬脂酸酯0.05 g、食鹽1 g、分子蒸餾單甘酯5 g，二次和面10 min，壓面25次，成型，將面胚在相同條件下醒發(fā)50 min，最后調(diào)節(jié)上火120～160 ℃、底火180～220 ℃，時(shí)間約12～15 min。提高上火至180～220 ℃、底火200～250 ℃，約5～10 min。繼續(xù)調(diào)整上火維持在180～220 ℃、底火調(diào)低到180 ℃，時(shí)間3 min。

1.3.3 酵母面包的制作工藝

原輔料的預(yù)處理→面團(tuán)的攪拌→發(fā)酵→整形制作→面包坯的醒發(fā)→烘烤→面包的冷卻與包裝

1.3.4 面包感官評(píng)定方法

面包的感官評(píng)定由專(zhuān)家型評(píng)審小組完成，該小組成員均是來(lái)自吉林工商學(xué)院食品工程學(xué)院，由6位食品工程專(zhuān)業(yè)的教授和博士、碩士組成。按照面包烘焙品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[7]打分。

1.3.5 面包貯藏過(guò)程中硬度與水分含量的變化

面包貯藏期每隔12 h用切片器在面包中部切出2 片厚度為1.5 cm薄片，用硬度儀測(cè)定向下壓入40%厚度時(shí)所受的力（g），測(cè)量?jī)纱?，取平均值。同時(shí)用水分測(cè)定儀測(cè)定水分含量。

1.3.6 面包自由水含量測(cè)定

稱(chēng)取面包中心區(qū)干燥的樣品10 mg，放入差示掃描量熱儀（differential scanning calorimetry，DSC）中開(kāi)始測(cè)定，每隔12 h測(cè)定一次，吸熱曲線(xiàn)上吸熱峰的面積表示糊化吸收熱焓。根據(jù)該峰的焓值可以計(jì)算自由水含量，如下式所示[8]：

1.3.7 面包貯藏過(guò)程中水分活度變化

用水分活度測(cè)定儀對(duì)面包樣品進(jìn)行測(cè)定，每隔12 h測(cè)定一次，具體方法如下：取適量試樣，放置到儀器樣品盒內(nèi)，將具有傳感器裝置的表頭放置到樣品盒上（切勿使表頭沾上樣品），移送到20 ℃恒溫箱中，2 h，待指針恒定不變時(shí)，所指示數(shù)值即為此溫度下試樣的水分活度（aw）值[9]。

1.3.8 面包貯藏過(guò)程中電鏡掃描(scanning electron microscopy，SEM)測(cè)定

將室溫放置48 h的面包中心取樣，樣品固定在直徑1 cm樣品臺(tái)上，噴金，置于5 000 倍放大倍數(shù)掃描電鏡下觀(guān)察和分析，觀(guān)察兩種面包的淀粉團(tuán)聚狀態(tài)，以確定回生老化。

1.3.9 面包貯藏過(guò)程中破碎率的變化

將1.5 cm厚的面包薄片夾在面制品老化測(cè)定儀夾具上，開(kāi)動(dòng)測(cè)定儀磨輪，以在一定時(shí)間內(nèi)掉入精密電子秤上碎屑的質(zhì)量表示面包的破碎率，用來(lái)衡量面包的老化程度[10]。

1.3.10 面包貯藏過(guò)程中膨潤(rùn)度變化

每隔12 h，將10 g面包粉碎，100目過(guò)篩，制成質(zhì)量濃度為0.02 g/mL淀粉乳，50～70 ℃加熱攪拌30 min，3 000 r/min離心，將上層清液放置到105 ℃烘干，計(jì)算其溶解度（S），由離心管中膨脹淀粉質(zhì)量計(jì)算其膨潤(rùn)度（SP）。計(jì)算公式如下[11]：

式中：m1為上清液蒸干至質(zhì)量恒定后的質(zhì)量；m為樣品質(zhì)量；m2為離心后沉淀物質(zhì)量。

1.3.11 面包貯藏過(guò)程中物性學(xué)特性變化

用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行物性學(xué)測(cè)定，采用平底柱形探頭P/25。測(cè)試條件：測(cè)前速率為1 mm/s；測(cè)試速率為0.8 mm/s；測(cè)后速率與測(cè)試速率保持一致；壓縮程度為60%；停留間隔為3 s[12]；數(shù)據(jù)采集速率400 pps；觸發(fā)值5 g；觸發(fā)距離2.000 mm，每項(xiàng)測(cè)試重復(fù)2 次。

1.3.12 面包貯藏過(guò)程中微生物數(shù)量變化

參照GB/T 4789.2—2010《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)：菌落總數(shù)測(cè)定》[13]，按食品微生物學(xué)檢驗(yàn)方法進(jìn)行菌落總數(shù)測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評(píng)定結(jié)果

表1 感官評(píng)分結(jié)果Table1 Sensory evaluation of sourdough bread and Jiaozi bread

經(jīng)感官評(píng)定專(zhuān)家小組評(píng)定，酵子面包在多項(xiàng)參數(shù)上優(yōu)于酵母面包，綜合得分比酵母面包高。

2.2 面包貯藏過(guò)程中硬度與水分含量變化

圖1 酵子面包與酵母面包貯藏期間硬度（A）和水分含量（B）的變化Fig.1 Changes in rigidity and moisture content of Jiaozi bread and yeast bread during storage

由圖1A可知，在貯藏過(guò)程中，面包的硬度均呈上升的趨勢(shì)，0～24 h硬度增加較快，之后逐漸緩慢，到72 h趨于平穩(wěn)。從硬化速率可知，酵子面包的硬化相對(duì)舒緩，這與其水分含量有關(guān)。從圖1B可以看出，面包的水分都呈下降趨勢(shì)，尤其在前24 h內(nèi)，水分下降較為明顯。72 h后趨于平穩(wěn)。酵子面包的水分較酵母面包下降緩慢，這與其硬化相對(duì)舒緩一致。

2.3 面包的DSC法測(cè)定自由水含量結(jié)果

從圖2可以看出，面包在貯藏過(guò)程中，其焓值逐漸下降，自由水含量也逐漸下降，自由水與焓值呈現(xiàn)正相關(guān)。而結(jié)合水含量逐漸增加。酵子面包自由水下降的相對(duì)較慢，總含水量較酵母面包略高。面包貯藏過(guò)程中自由水、結(jié)合水含量的變化，可能是自由水從無(wú)定形區(qū)到淀粉結(jié)晶區(qū)的水分重新分配的結(jié)果，也可能是由于水分在無(wú)定形區(qū)發(fā)生了重新分配[14]?？偤扛?，同時(shí)自由水含量也較高，這與酵子面包在貯藏期間硬化慢相符。但是自由水和結(jié)合水對(duì)硬度的影響還需進(jìn)一步的研究。

圖2 酵子面包與酵母面包貯藏期間焓值（A）、自由水含量（B）和結(jié)合水含量（C）的變化Fig.2 Changes in enthalpy, free water and bound water of Jiaozi bread and yeast bread during storage

2.4 面包貯藏過(guò)程中水分活度的變化

圖3 酵子面包與酵母面包貯藏期間水分活度變化過(guò)程Fig.3 Change of water activity of Jiaozi bread and yeast bread during storage

由圖3可知，面包在貯藏期間水分活度呈下降趨勢(shì)。由于剛生產(chǎn)出的面包水分含量最大，因而其水分活度相對(duì)較大。在貯藏的前24 h內(nèi)，水分活度下降較為明顯。這時(shí)，面包內(nèi)的大量水分向表皮緩慢遷移，基質(zhì)中的水蒸氣壓減少，使得水分活度迅速下降。48 h之后趨于平穩(wěn)。然而，隨著面包貯藏時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，一些細(xì)菌的發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生一些水，酶的反應(yīng)以及各種其他化學(xué)反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生一些水，這樣，面包中的水分活度基本穩(wěn)定。

2.5 面包貯藏過(guò)程中SEM掃描結(jié)果

圖4 酵子面包（a）與酵母面包（b）貯藏期間SEM掃描的變化（5 000 倍）Fig.4 SEM images of Jiaozi bread and yeast bread during storage (× 5 000)

從圖4可以看出，酵子面包和酵母面包的淀粉顆粒都發(fā)生凝聚現(xiàn)象，即都發(fā)生了糊化，但糊化程度有差異。與酵母面包相比，酵子面包的淀粉顆粒更容易發(fā)生團(tuán)聚。淀粉顆粒發(fā)生團(tuán)聚是因?yàn)樗肿拥拇嬖?，使直鏈淀粉和支鏈淀粉排列發(fā)生改變，導(dǎo)致淀粉顆粒溶脹而相互黏附成團(tuán)塊狀[15]。面包貯藏過(guò)程中，糊化淀粉在冷卻時(shí)，由于淀粉分子運(yùn)動(dòng)減弱，無(wú)論支鏈淀粉還是直鏈淀粉分子間的氫鍵又開(kāi)始恢復(fù)并趨向平行排列，重新形成不完全呈放射狀排列的混合微晶束時(shí)，淀粉呈現(xiàn)生硬狀態(tài)，這種淀粉的回生或老化[16]，使食品的質(zhì)構(gòu)與消化性發(fā)生劣變。隨回生過(guò)程的進(jìn)行，體系內(nèi)結(jié)晶區(qū)的比例加大。圖中反應(yīng)出酵母面包回生的程度更高，老化更快。

2.6 面包貯藏過(guò)程中破碎率和膨潤(rùn)度的變化

圖5 酵子面包與酵母面包貯藏期間破碎率（A）和膨潤(rùn)度（B）的變化Fig.5 Changes in fragmentation ratio and swelling degree of Jiaozi bread and yeast bread during storage

由圖5可知，破碎率呈顯著上升趨勢(shì)，膨潤(rùn)度整體呈下降趨勢(shì)，由于淀粉結(jié)晶老化，含水量、柔軟度下降[17]，致使面包硬度增加，較易破碎成渣，從而導(dǎo)致膨潤(rùn)度也下降。酵子面包由于直鏈淀粉成為復(fù)合體后，抑制了直鏈淀粉的再結(jié)晶，即阻止了糊化的淀粉分子自動(dòng)排列成序，形成致密高度晶體化的不溶解性的淀粉分子束[18]，因而回生程度較酵母面包要低。另外，酵子面包的另一優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在還可減少與淀粉結(jié)合的水分蒸發(fā)的作用，最大程度防止掉渣老化。

2.7 面包貯藏過(guò)程中物性學(xué)特性的變化

圖6 酵子面包貯藏過(guò)程中的物性學(xué)變化Fig.6 Changes in physical properties of Jiaozi bread during storage

圖7 酵母面包貯藏過(guò)程中的物性學(xué)變化Fig.7 Changes in physical properties of yeast bread during storage

由圖6、7可知，面包隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，硬度值逐漸增大。0～48 h，酵子面包硬度變化較大，貯藏48 h的硬度為貯藏12 h硬度的10 倍，酵母面包貯藏期間硬度整體變化較緩。貯藏48 h后，酵子面包硬度變化趨緩，兩種面包硬度相差不大。分析原因，酵母面包的硬度在新鮮狀態(tài)下較大，酵子面包由于微生物代謝，使水分含量略有增加，硬度增加較緩慢。

2.8 面包貯藏過(guò)程中微生物數(shù)量的變化

由圖8可知，面包在貯藏過(guò)程中細(xì)菌總數(shù)呈上升趨勢(shì)[19]，特別是在48～60 h這個(gè)時(shí)間段，細(xì)菌總數(shù)呈現(xiàn)出一個(gè)明顯的增長(zhǎng)期。而微生物的生長(zhǎng)是按指數(shù)遞增的，因而這個(gè)時(shí)間段是微生物生長(zhǎng)繁殖最快的階段，之后曲線(xiàn)趨于平穩(wěn)。水分是微生物生長(zhǎng)的最主要影響因素之一，面包表皮水分活度相對(duì)比較低，表面形成一層殼，正是這層殼的存在使細(xì)菌侵入面包內(nèi)部的難度加大[20]，從而導(dǎo)致在0～12 h這一時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)到的細(xì)菌數(shù)量較少。到72 h左右時(shí)，于室溫下貯藏的面包已經(jīng)開(kāi)始有異味生成，并且表面有黃色菌斑出現(xiàn)，內(nèi)部有細(xì)絲黏連。這些變化也說(shuō)明微生物的生長(zhǎng)與水分活度密切相關(guān)，若要控制面包貯運(yùn)過(guò)程中微生物的生長(zhǎng)，控制水分活度顯得尤為重要。酵子面包因其水分活度較高，故細(xì)菌增長(zhǎng)較快。與酵母面包相比，細(xì)菌總數(shù)略高，說(shuō)明就貨架期這個(gè)指數(shù)來(lái)說(shuō)，酵子面包沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。但在保質(zhì)期內(nèi)，微生物數(shù)量變化不大。

圖8 酵子面包與酵母面包貯藏期間細(xì)菌數(shù)的變化Fig.8 Changes in bacterial count of Jiaozi bread and yeast bread during storage

3 結(jié) 論

在面包貯藏過(guò)程中，其內(nèi)部水分含量顯著降低，硬度值明顯增大，而且隨著貯藏時(shí)間不斷延長(zhǎng)，水分含量與硬度呈負(fù)相關(guān)，酵子面包在這方面體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，能夠在一定程度上延緩面包的硬化速率；面包自由水含量逐漸下降，結(jié)合水含量逐漸增加，酵子面包自由水下降得相對(duì)較快，總含水量較酵母面包略高；水分活度的變化趨勢(shì)均為先下降，而后逐漸趨于平穩(wěn)，酵子面包的水分活度值略高；電鏡掃描顯示酵子面包淀粉顆粒更容易發(fā)生團(tuán)聚，抗老化能力更強(qiáng)；酵子面包在破碎率和膨潤(rùn)度上都優(yōu)于酵母面包；運(yùn)用物性?xún)x對(duì)面包物性學(xué)特性的變化進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，酵子面包有較好的延緩淀粉的回生、老化、變硬，抗淀粉老化的效果；實(shí)驗(yàn)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，在貯藏過(guò)程中，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，面包的細(xì)菌總數(shù)呈緩慢上升趨勢(shì)，特別是在48～60 h這個(gè)階段，細(xì)菌總數(shù)有一個(gè)明顯的增長(zhǎng)期。酵子面包因其水分活度較高，故細(xì)菌增長(zhǎng)較快，與酵母面包相比，在貨架期指數(shù)上沒(méi)優(yōu)勢(shì)，但在貯藏期內(nèi)，符合國(guó)標(biāo)。

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Changes in Physicochemical and Microbial Properties during Storage of Bread Made with Jiaozi, A Traditional Starter Culture for Steam Bun in Northern China

CHEN Yu-fei, LENG Jin-song
(College of Food Engineering, Jilin Business and Technology College, Changchun 130062, China)

This study investigated the changes in physicochemical and microbial properties during storage at 25 ℃ of bread made with Jiaozi, a traditional starter culture for steamed bun in northern China, established the changing patterns of the physical parameters related to bread staling, and revealed the anti-staling mechanism. Sensory evaluation indexes, hardness, water activity, thermal characteristics, free water content, scanning electron micrograph, disruption ratio, swelling degree and texture profile analysis (TPA) properties were determined as well as microbial indexes. The results showed that the water content of bread declined, and hardness rose remarkably with extended storage time. Compared with sourdough bread, Jiaozi bread contained higher levels of water, its texture was softer, and its starch granules were more prone to agglomeration. The quantitative physical parameter range for bread staling was also established. TPA showed that starch retrogradation and staling were effectively inhibited by applying the traditional starter culture in bread. This study can provide a beneficial exploration for the transformation of the traditional qualitative analysis to quantitative analysis in bread production.

Jiaozi bread; staling; thermal characteristics; physical properties

TS207.3

A

1002-6630（2014）10-0309-06

10.7506/spkx1002-6630-201410057

2014-01-05

陳宇飛（1968—），男，副教授，學(xué)士，研究方向?yàn)槭称肺⑸飳W(xué)。E-mail：254447088@163.com