面包酵母發(fā)酵力與面粉淀粉酶活力關(guān)系的研究

柏曉雯，林雪，劉小二，徐佳，張翠英，肖冬光

（天津市工業(yè)微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院，天津300457）

面包酵母發(fā)酵力與面粉淀粉酶活力關(guān)系的研究

柏曉雯，林雪，劉小二，徐佳，張翠英*，肖冬光

（天津市工業(yè)微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院，天津300457）

為了研究面包酵母不加糖面團(tuán)發(fā)酵力與面粉中淀粉酶活力的關(guān)系，用5種不同品牌的標(biāo)準(zhǔn)粉和4個(gè)同一品牌不同生產(chǎn)日期的標(biāo)準(zhǔn)粉測(cè)定了一種活性干酵母的發(fā)酵力，并測(cè)定了這些面粉的淀粉酶活力。結(jié)果表明測(cè)定的發(fā)酵力最高的可以達(dá)到625mL，最低的只有325mL。而面粉最高的淀粉酶活力為18.5U，最低的為2.7U，并與發(fā)酵力的結(jié)果一致，表明面粉中的淀粉酶活力與測(cè)定的面包酵母不加糖面團(tuán)發(fā)酵力結(jié)果呈正相關(guān)。

面包酵母；發(fā)酵力；淀粉酶活力

在面包烘培工業(yè)中，面包酵母有著很重要的地位。面包酵母分為兩類，一類是在高糖面團(tuán)發(fā)酵中可以耐受高糖分的耐高糖酵母；一類是在一些面包、蘇打餅干、饅頭等不加糖面團(tuán)中添加的低糖面包酵母[1]。在不加糖面團(tuán)中，面粉中可以被直接利用的單糖和蔗糖十分有限，面粉中主要的可發(fā)酵性糖是由面粉中的淀粉酶將淀粉分解產(chǎn)生的麥芽糖[2]，因此想讓面包在發(fā)酵過(guò)程中能夠快速達(dá)到起發(fā)的目的只有從酵母和面粉兩個(gè)方面入手。在工業(yè)快速發(fā)酵面包酵母菌株的選育中，常見(jiàn)的方法有篩選[3-4]、誘變[5]、分子改造[6-7]等。面粉中影響面包質(zhì)量的因素有很多，很多面粉廠也會(huì)在面粉中添加各種酶制劑來(lái)提高面粉的發(fā)酵性能，比如添加真菌α-淀粉酶能提高發(fā)酵速度，改善面食組織結(jié)構(gòu)；添加木聚糖酶可以改進(jìn)面團(tuán)的機(jī)械加工性能；添加麥芽糖α-淀粉酶可以是面食具有獨(dú)特的抗老化作用，延長(zhǎng)制品貨架期[8-9]。其中影響發(fā)酵速度和產(chǎn)氣量的主要是面粉中的淀粉酶活性。因此，本文對(duì)面粉中的淀粉酶活性和不加糖面團(tuán)發(fā)酵力之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。

為測(cè)定面粉中淀粉酶的活性與面包酵母發(fā)酵力的關(guān)系，本文先測(cè)定了購(gòu)得的5種活性干酵母的發(fā)酵性能，最終確定了發(fā)酵性能最好的一種活性干酵母作為實(shí)驗(yàn)酵母。購(gòu)得5種不同品牌的標(biāo)準(zhǔn)粉和4個(gè)同一品牌生產(chǎn)日期不同的面粉，分別測(cè)定了一株快速發(fā)酵面包酵母的發(fā)酵力和不同面粉中的淀粉酶活力。

測(cè)定面包酵母發(fā)酵力的方法也有很多，如量筒法、試管法、面團(tuán)浮起法、面團(tuán)失重法、發(fā)酵儀法等[10-11]。本文測(cè)定面包酵母不加糖面團(tuán)發(fā)酵力的方法是2007年發(fā)布的食用加工酵母的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的發(fā)酵儀測(cè)定法[12]。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料

標(biāo)準(zhǔn)面粉：5種不同品牌，各項(xiàng)指標(biāo)基本相同，編號(hào)為①～⑤，市售，天津產(chǎn)某品牌標(biāo)準(zhǔn)粉按生產(chǎn)日期2011年9月28日；2014年5月21日；2014年7月30日；2014年9月24日，分別編號(hào)為A、B、C、D。

酵母：市購(gòu)，進(jìn)口快速發(fā)酵活性干酵母，分別編號(hào)為ADY1、ADY2、ADY3、ADY4、ADY5。

1.1.2 儀器設(shè)備

JM451發(fā)酵儀：瑞士SJA；HWS-28電熱恒溫水浴鍋：上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 發(fā)酵力測(cè)定方法

稱面粉（于30℃恒溫箱保溫1 h～2 h）280 g，活性干酵母2.8 g、NaCl4 g，NaCl和活性干酵母用150mL的30℃蒸餾水溶解，混勻倒入面粉中，在6min內(nèi)快速揉成面團(tuán)，面團(tuán)終溫度（30±0.2）℃。將面團(tuán)放入發(fā)酵測(cè)定儀的不銹鋼盒中，送入活力室內(nèi)，發(fā)酵溫度（30± 0.5）℃。調(diào)節(jié)記錄儀零點(diǎn)，關(guān)閉放氣小孔。從和面到面團(tuán)放入儀器內(nèi)的第8分鐘開(kāi)始計(jì)時(shí)。記錄第1小時(shí)面團(tuán)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w量，即為該酵母的發(fā)酵力。

1.2.2 面粉中淀粉酶的測(cè)定方法

準(zhǔn)確稱取2 g面粉溶于100mL蒸餾水中，沸水浴5min使酶失活，過(guò)濾后用高效液相色譜測(cè)定初始的麥芽糖量。準(zhǔn)確稱取2g面粉溶于100mL蒸餾水中，40℃水浴1 h后，沸水浴5min使酶失活，過(guò)濾后用高效液相色譜測(cè)定生成的麥芽糖量。

本文中淀粉酶的活力定義為：40℃下，每克面粉溶于水后每小時(shí)水解淀粉生成的麥芽糖毫克數(shù)為1個(gè)活力單位U。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

每組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，3組實(shí)驗(yàn)平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并使用EXCEL 2013軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差（STDEV）。

2 結(jié)果與討論

2.1 用不同酵母粉測(cè)定發(fā)酵力

使用購(gòu)買的5種不同的快速發(fā)酵面包酵母分別發(fā)酵同一標(biāo)準(zhǔn)粉，測(cè)定5種不同快速發(fā)酵面包酵母的發(fā)酵力。測(cè)定結(jié)果如圖1所示。

圖1 5種活性干酵母的發(fā)酵力Fig.1 The ferm entation ability of fivekindsof differentactive dry yeast

5種不同活性干酵母之間有不小的差異。根據(jù)發(fā)酵力從大到小排序?yàn)锳DY5、ADY1、ADY2、ADY4、ADY3。從圖中可以看出，ADY5和ADY1酵母發(fā)酵速度在前期基本保持一致，在1 h時(shí)的發(fā)酵力也基本相同，并且達(dá)到最高產(chǎn)氣量的時(shí)間也相差無(wú)幾，但在1h以后ADY5的發(fā)酵速度明顯高于ADY1，ADY5的最高產(chǎn)氣量也比ADY1高出130mL。ADY5的發(fā)酵時(shí)間明顯低于其他的活性干酵母，產(chǎn)氣量明顯高于其他活性干酵母，因此最終選定ADY5作為試驗(yàn)酵母。

2.2 用不同面粉測(cè)定的發(fā)酵力

5種不同品牌面粉的各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 5種不同品牌面粉的各項(xiàng)指標(biāo)Table 1 The detailsof five differentbrands flour

如表1所示，5種不同品牌標(biāo)準(zhǔn)粉的各項(xiàng)指標(biāo)基本相同，按照1.2.1中發(fā)酵力測(cè)定的方法，用5種不同品牌標(biāo)準(zhǔn)粉測(cè)定ADY5的發(fā)酵力，結(jié)果如圖2所示。

圖2 5種不同品牌標(biāo)準(zhǔn)粉測(cè)定的發(fā)酵力Fig.2 The ferm entation abilitymeasured by five kindsof different brand standard flour

①號(hào)面粉測(cè)得的發(fā)酵力最高，為625mL。而②號(hào)面粉測(cè)得的發(fā)酵力最低，與①號(hào)相差175mL之多。由圖2可知，測(cè)定發(fā)酵力由大到小依次是①、⑤、③、④、②。其中①號(hào)與⑤號(hào)幾乎相同，②號(hào)、③號(hào)、④號(hào)的結(jié)果也相差不大。5種面粉的發(fā)酵趨勢(shì)都是先慢后快，30min之前①號(hào)和⑤號(hào)的發(fā)酵速度明顯比其他幾號(hào)快，說(shuō)明這兩個(gè)面粉中可以直接利用的糖較多或者在前期可以產(chǎn)生更多的可發(fā)酵性糖。

用不同生產(chǎn)日期的同一品牌標(biāo)準(zhǔn)粉測(cè)定的發(fā)酵力，結(jié)果如圖3所示。

按照生產(chǎn)日期的遠(yuǎn)近將面粉分為A、B、C、D，其中A面粉已經(jīng)過(guò)期三年之久，發(fā)酵力只有325mL，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他還在保質(zhì)期的面粉，與發(fā)酵力最高的D相比相差145mL。而在保質(zhì)期的面粉的最高發(fā)酵力雖然都能達(dá)到1 100mL，但在60min時(shí)的發(fā)酵力仍有少許差異。由圖3可知，測(cè)得的發(fā)酵力結(jié)果從大到小依次是D、B、C、A。這個(gè)結(jié)果表明存放時(shí)間過(guò)久會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵力下降，不同生產(chǎn)日期的面粉在發(fā)酵過(guò)程中也有少許差異，但并不是生產(chǎn)日期越近發(fā)酵力就越高。

圖3 不同生產(chǎn)日期的同一品牌標(biāo)準(zhǔn)粉測(cè)定的發(fā)酵力Fig.3 The ferm entation abilitym easured by four different production data of onebrand standard flour

2.3 不同面粉的淀粉酶活力

為了研究面粉之間的發(fā)酵力的差異與面粉的淀粉酶活力的關(guān)系，本文分別測(cè)定了這幾種面粉的淀粉酶活力。按照1.2.2的測(cè)定方法測(cè)得的面粉中淀粉酶活力如圖4，圖5所示。

圖4 5種不同品牌標(biāo)準(zhǔn)粉的淀粉酶活力Fig.4 Theamylaseactivity of five differentbrandsstandard flour

圖5 不同生產(chǎn)日期的同一品牌標(biāo)準(zhǔn)粉的淀粉酶活力Fig.5 Theam ylaseactivity of four different production data of one brand standard flour

如圖4所示，淀粉酶活力從大到小依次是①、⑤、③、④、②。①號(hào)與⑤號(hào)的淀粉酶活力幾乎相同，①號(hào)面粉測(cè)得的淀粉酶活力為18.5U，②號(hào)面粉測(cè)得的淀粉酶活力為18U。②號(hào)、③號(hào)、④號(hào)面粉的淀粉酶活力也相差不多，其中④號(hào)面粉測(cè)得的淀粉酶活力最低，為12.5U。這與發(fā)酵力的結(jié)果趨勢(shì)相同。進(jìn)一步說(shuō)明了面粉測(cè)定的發(fā)酵力之間的差異與面粉中的淀粉酶活性有關(guān)系，在發(fā)酵初期由于淀粉酶活性高于其他幾種面粉，①號(hào)和⑤號(hào)面粉在發(fā)酵初期就表現(xiàn)出高于其他幾種面粉的發(fā)酵速度，并且在發(fā)酵后期的產(chǎn)氣量也明顯高于其他幾種面粉。

圖5中不同生產(chǎn)日期的標(biāo)準(zhǔn)粉的淀粉酶活力從高到低依次是D、B、C、A。其中最高的面粉D測(cè)得的淀粉酶活力為13.2U，最低的面粉A測(cè)得的淀粉酶活力為2.7U。并且在這個(gè)結(jié)果與面粉測(cè)定的發(fā)酵力結(jié)果十分一致。我們還發(fā)現(xiàn)雖然品牌和生產(chǎn)日期不同，但淀粉酶活力差不多的面粉如④號(hào)面粉和某品牌標(biāo)準(zhǔn)粉D，它們測(cè)定的發(fā)酵力結(jié)果也差不多。

這個(gè)結(jié)果證實(shí)了面粉測(cè)定的發(fā)酵力與面粉的淀粉酶活力成正相關(guān)。不同品牌不同生產(chǎn)日期的面粉測(cè)定的發(fā)酵力各不相同，在面粉其它性能相同的前提下，影響發(fā)酵力測(cè)定結(jié)果的主要是面粉中的淀粉酶活力。面粉中的淀粉酶主要是面粉廠在生產(chǎn)的時(shí)候加的酶制劑，加入淀粉酶雖然可以加快發(fā)酵速度，增加面團(tuán)體積，但是并不是添加的越多越好，過(guò)量的添加酶制劑會(huì)影響面粉品質(zhì)，使面團(tuán)發(fā)粘或變硬，甚至使面團(tuán)崩潰，嚴(yán)重影響制品質(zhì)量[13]。

3 結(jié)論

本文中通過(guò)對(duì)幾種不同品牌和不同生產(chǎn)日期的面粉的淀粉酶活力測(cè)定和發(fā)酵力的測(cè)定，確定了面粉測(cè)定的發(fā)酵力與面粉中的淀粉酶活力呈正相關(guān)關(guān)系。在以后的實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)中，進(jìn)行酵母的發(fā)酵力比較時(shí)，要考慮到面粉中淀粉酶的活力對(duì)發(fā)酵力的影響，為酵母的發(fā)酵力測(cè)定提供了技術(shù)參考。

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The Relationship between Ferm entation Abilities of Baker's Yeast and Am ylase Activity

BAIXiao-wen，LINXue，LIU Xiao-er，XU Jia，ZHANGCui-ying*，XIAODong-guang
（Tianjin Key Laboratory of IndustrialMicroorganism，College ofBiotechnology，Tianjin University ofScience and Technology，Tianjin 300457，China）

In order to study the relationship between fermentation abilitiesofbaker's yeast in low-sugar dough and amylase activity，five kindsof differentbrand standard flour and four differentproduction data ofone brand standard flourwere used to determine the fermentation abilitiesofone instantactive dry yeast.The amylase activity of these standard flour were alsomeasured.Results showed that the fermentation abilities of the highest measurementcan reach625mL，butthe lowestisonly325mL.While thehighest flouramylaseactivitywas18.5U and the lowestwasonly 2.7 U，which consistentwith the resultsof fermentation abilities.Results suggested that amylase activity in the flour and the fermentation abilities of baker's yeast in low-sugar dough were positively correlated.

baker'syeast；fermentation ability；amylaseactivity

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.24.003

2015-09-15

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“面包酵母海藻糖代謝機(jī)制與耐冷凍機(jī)理的研究”（31171730）

柏曉雯（1992—），女（漢），碩士研究生，研究方向：面包酵母麥芽糖代謝機(jī)制。

*通信作者