木姜葉柯對面包酵母發(fā)酵活力的影響

趙湘蓉，方偉,2*

(1.懷化學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，湖南 懷化 418008； 2.民族藥用植物資源研究與利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 懷化 418008)

木姜葉柯(Lithocarpuslitseifolius(Hance)Chun)又稱多穗柯，屬殼斗科櫟屬常綠植物，2017年被國家衛(wèi)計(jì)委納入新資源食品名錄[1]。木姜葉柯含有黃酮、棕色素、根皮甙、三葉甙等成分，其中以三葉甙含量最高，達(dá)95%，其甜度為蔗糖的300倍[2]。木姜葉柯不但具有清熱、潤肺、祛痰、止咳等功效[3-4]，其所含總黃酮還具有改善鏈脲菌素或四氧嘧啶誘發(fā)的高血糖和糖耐量的作用[5]。陳顯剛[6]研究表明，高濃度的木姜葉柯多酚具有很好的防腐保鮮作用；李勝華等[7]研究表明，木姜葉柯對大腸埃希氏菌、普通變形桿菌、金黃色葡萄球菌、糞腸球菌、藤黃八疊球菌、枯草芽孢桿菌、白色念珠球菌6種供試菌種均有不同程度的抑制作用。

面包是以面粉、酵母、鹽、水為基礎(chǔ)原料，經(jīng)面團(tuán)調(diào)制、發(fā)酵、成型、醒發(fā)、烘烤等工藝制成的膨松松軟、風(fēng)味優(yōu)良、營養(yǎng)豐富的一類焙烤食品[8]。在面包發(fā)酵前加入木姜葉柯粉，由于木姜葉柯多酚具有較強(qiáng)的吸水性，調(diào)粉時多酚類物質(zhì)會吸收一部分水，從而減少水分向面筋網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的滲透。在面包的貯藏過程中，多酚類物質(zhì)可以繼續(xù)吸水延緩面包的老化作用，延長面包的保存期。隨著人們對面包等焙烤食品需求的多元化，以及對食品健康的更加關(guān)注，新產(chǎn)品開發(fā)時健康天然的原輔料越來越受重視。木姜葉柯提取液作為一種新型的甜味劑加入到焙烤食品中，除了滿足人們對甜味的口感需求以外，還具有較強(qiáng)的抑菌作用和防治心腦血管疾病，抑制動脈粥樣硬化的形成等保健效果[9]。本試驗(yàn)通過探討不同木姜葉柯浸提液添加量對面包酵母發(fā)酵活力的影響， 以期為木姜葉柯在焙烤食品的加工及其防腐保鮮中的應(yīng)用提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 材料

面粉(金健米業(yè)股份有限公司，蛋白質(zhì)含量13%)；高活性干酵母(安琪酵母股份有限公司)；木姜葉柯粉(新鮮木姜葉柯自制，溆浦君意農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司)；白砂糖、食鹽、水等(市售食品級)；氯化鈉、濃硫酸(化學(xué)純)。

恒溫鼓風(fēng)干燥箱(DHG-9030，上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司)；恒溫水浴鍋(HHS-26，東星建材試驗(yàn)設(shè)備有限公司)；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(SY2000，上海亞榮生化儀器廠)；循環(huán)水式真空泵(XZ-1，臺州求精真空泵有限公司)；電子分析天平(TP-6KB，湘儀天平儀器設(shè)備有限公司)。

1.2 方法

參照GB/T 20886—2007《食品加工用酵母》，采用排水法測定酵母發(fā)酵活力。在面粉中添加一定比例的糖、鹽、酵母、木姜葉柯浸提液調(diào)制面糊(發(fā)酵溫度為30 ℃±0.2 ℃，酵母添加量3.2%，白砂糖添加量16%，鹽用量1%，均指面粉基)，裝入A瓶，面糊發(fā)酵產(chǎn)生氣體，使裝置內(nèi)氣壓升高而排出液體(圖1)。從調(diào)制面糊到面糊放入A瓶內(nèi)的第8分鐘開始計(jì)時，記錄第一小時的排液量，即為面糊產(chǎn)生CO2的氣體量，作為衡量面包酵母發(fā)酵活力的指標(biāo)。

圖1 排水法測定的裝置

1.2.1 初始工藝

參照國標(biāo)GB/T 20886—2007中對酵母發(fā)酵力的測定，制定初始工藝。在單因素試驗(yàn)中，除了被研究因素的取值依據(jù)試驗(yàn)方案變動外，其他成分的含量均為初始配方值，面糊的初始配方為白砂糖16%，酵母3.2%，鹽1%。

1.2.2 工藝流程

配制排出液→連接測定裝置→檢查裝置氣密性→制備木姜葉柯浸提液→活化酵母→混合原輔料→調(diào)制面糊→裝入A瓶→讀取排出液體積。

1.2.3 操作要點(diǎn)

配制排出液。稱取200 g NaCl于燒杯中，加水溶解，再加入20 mLH2SO4，倒入2 000 mL容量瓶內(nèi)，加水定容。

如圖1連接測定裝置，并檢查裝置氣密性。

制備濃度為0.5 g·mL-1的木姜葉柯浸提液。20 g木姜葉柯粉→按木姜葉柯與水的比例1:30加80 ℃蒸餾水600 mL→攪拌均勻→恒溫水浴鍋80 ℃浸提30 min→經(jīng)8層紗布過濾2～3次→收集濾液→60～70 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至40 mL→得0.5 g·mL-1濃縮液。

酵母活化。稱取1 g高活性干酵母，加入濃度為20 g·L-1的蔗糖溶液16 mL，搖勻，置于32 ℃恒溫箱中活化1 h。

測定發(fā)酵力。按配方要求將所有原輔料調(diào)制成面糊并裝入A瓶，整個過程控制在5 min之內(nèi)。從調(diào)制面糊到面糊放入A瓶內(nèi)的第8分鐘開始計(jì)時，記錄第一小時的排液量。

1.2.4 各影響因素測定

由于本試驗(yàn)所用酵母的最佳發(fā)酵溫度和面粉等因素與國標(biāo)略有不同，所以在國標(biāo)的參照下，將發(fā)酵溫度、白砂糖用量、酵母用量各設(shè)4個梯度，木姜葉柯浸提液用量設(shè)6個梯度，每個梯度分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)，分別測定排出液體積。最后進(jìn)行四因素三水平的正交試驗(yàn)，得出最佳工藝條件。

發(fā)酵溫度對面包酵母活力的影響。在酵母添加量3.2%、白砂糖添加量16%、鹽用量1%的條件下(均指面粉基)，將發(fā)酵溫度設(shè)為25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃進(jìn)行單因素試驗(yàn)，分別測定排出液體積。

白砂糖添加量對面包酵母活力的影響。在發(fā)酵溫度為(30±0.2)℃、在酵母添加量3.2%、鹽用量1%的條件下(均指面粉基)，將白砂糖用量設(shè)為6%、11%、16%、20%，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，分別測定排出液體積。

高活性干酵母添加量對面包酵母活力的影響。酵母發(fā)酵除控制好發(fā)酵環(huán)境外，酵母本身也是影響面包質(zhì)量的重要因素。本研究選用安琪高活性干酵母，其添加量作為單因素之一。在發(fā)酵溫度為(30±0.2)℃、白砂糖添加量16%、鹽用量1%的條件下(均指面粉基)，將酵母用量設(shè)為1.0%、1.4%、1.8%、2.2%進(jìn)行單因素試驗(yàn)，分別測定排出液體積。

木姜葉柯添加量對面包酵母活力的影響。在發(fā)酵溫度為35 ℃、酵母添加量1.4%、白砂糖添加量16%、鹽用量1%的條件下(均指面粉基)，將木姜葉柯用量設(shè)為0、0.5%、1.0%、2.0%、5.0%、8.0%，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，分別測定排出液體積。

正交試驗(yàn)按照L9(34)正交試驗(yàn)表進(jìn)行。根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)四因素三水平的正交試驗(yàn)。每處理重復(fù)3次，測定第一小時的排水量，取其平均值為最終結(jié)果。1～3水平發(fā)酵溫度(A)分別為30.0、32.5、35.0 ℃，酵母(B)分別為1.0%、1.4%、1.8%，木姜葉柯(C)分別為1.0%、1.5%、2.0%，白砂糖(D)分別為6%、11%、16%。

1.2.5 成品驗(yàn)證

根據(jù)試驗(yàn)得出的最佳工藝條件用于常見的面包配方進(jìn)行成品驗(yàn)證，測試面包的比體積、感官評定、貨架期、理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)參照GB/T 7099—2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)糕點(diǎn)、面包》。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 發(fā)酵溫度

由圖2可知，隨溫度升高排出液體積增加。但當(dāng)溫度為40 ℃時，發(fā)酵面糊內(nèi)部組織差，氣孔大且不均勻，且乳酸菌最適溫度是37 ℃，而乳酸菌生長繁殖會使面包酸度增大，降低制品質(zhì)量。另外，考慮到面團(tuán)發(fā)酵過程中，酵母菌代謝活動會產(chǎn)生一定的熱量而提高面團(tuán)溫度，所以面糊適宜發(fā)酵溫度為35 ℃。

圖2 發(fā)酵溫度對面包酵母活力的影響

2.1.2 白砂糖添加量

由圖3可知，當(dāng)白砂糖添加量為6%時，不足以供給酵母碳源，使其不能完全生長繁殖；當(dāng)白砂糖添加量為20%時，濃度過高，抑制了酵母菌的生長。白砂糖添加量過低或過高，排出液體積均低于基礎(chǔ)配方水平，所以白砂糖適宜添加量為16%。

圖3 白砂糖添加量與面包酵母活力的關(guān)系

2.1.3 高活性干酵母添加量

由圖4可知，當(dāng)酵母添加量為1.0%時，排出液體積明顯低于基礎(chǔ)配方水平；酵母添加量增至1.4%時，排出液體積達(dá)到最高值；酵母添加量增至1.8%時，排出液體積增幅較小，且面糊內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)差于添加量為1.4%的情況，有部分空洞及塌陷的情況；酵母添加量增至2.2%時，排出液體積有所下降，可能是因?yàn)槊婧齼?nèi)的糖、鹽等成分的不足，使其缺乏能量而不能完全生長。如果繼續(xù)增大酵母添加量，不但會影響面糊的內(nèi)部組織，而且酵母不能完全發(fā)酵，會繼續(xù)造成浪費(fèi)。因此，確定酵母最佳添加量為1.4%。

圖4 高活性干酵母添加量與面包酵母活力的關(guān)系

2.1.4 木姜葉柯添加量

由圖5可知，木姜葉柯添加量≤1%時，排出液體積無明顯變化；>1%時，排出液體積開始下降；>2%時，隨著木姜葉柯添加量越多，排出液體積下降趨勢越快；>5%時，面糊內(nèi)部組織逐漸表現(xiàn)為氣孔變大，部分組織粗糙、粘手等，已不適合做面包原料。

圖5 木姜葉柯添加量與面包酵母活力的關(guān)系

2.2 正交試驗(yàn)

比較正交試驗(yàn)結(jié)果(表1)，分析極差可知，以上4個因素在取值范圍內(nèi)對面包酵母活力影響的顯著性排序?yàn)榘l(fā)酵溫度>木姜葉柯添加量>白砂糖添加量>酵母添加量，其最佳組合為A3B2C1D3，即發(fā)酵溫度為35 ℃、酵母添加量1.4%、木姜葉柯添加量1.0%、白砂糖添加量16%。

表1 各處理組合對面包酵母活力的影響

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

將試驗(yàn)所得的最佳工藝條件用于多個面包配方進(jìn)行成品試制，制成面包的體積比為3.2，且2次測定結(jié)果之差未超過平均值的10%，符合標(biāo)準(zhǔn)；感官評定為92(滿分100)，貨架期為7 d，時間長于未加防腐劑的類似產(chǎn)品，具有商品化潛力；理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

3 小結(jié)

本研究結(jié)果表明，根據(jù)各因素對酵母發(fā)酵活力的影響，得出最佳工藝條件分別為發(fā)酵溫度35 ℃、酵母添加量1.4%、白砂糖添加量16%、木姜葉柯添加量1.0%、鹽用量1.0%(均指面粉基)。在此條件下，木姜葉柯既能起到一定防腐抑菌和保健的作用，又不影響面包酵母發(fā)酵活力。經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)得出，在上述最佳工藝配方下制成的面包呈淺綠色，色澤均勻，口感細(xì)膩，松軟，包心有彈性，具有木姜葉柯獨(dú)特的清香，符合產(chǎn)品應(yīng)有的形態(tài)，且理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。本研究為木姜葉柯在焙烤食品中的應(yīng)用提供了參考，為促進(jìn)木姜葉柯相關(guān)產(chǎn)業(yè)開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。