天然酸面團(tuán)發(fā)酵劑對面包品質(zhì)的影響

孫玉清，田文靜，劉小飛

北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院食品與生物工程系（北京 102442）

面包是用小麥粉面團(tuán)發(fā)酵后加工而成的焙烤食品，其被譽(yù)為世界第一主食。發(fā)酵是面包加工的重要環(huán)節(jié)，也是影響面包品質(zhì)的主要工藝，目前面包發(fā)酵主要采用活性酵母，即酵母菌發(fā)酵技術(shù)。酸面團(tuán)是一種古老的自然發(fā)酵劑，是指小麥粉用水和制混勻后經(jīng)自然感染來自于環(huán)境或面粉中具有酸化和發(fā)酵能力的乳酸菌和酵母所得到一種面團(tuán)[1]。酸面團(tuán)是中華民族發(fā)酵面食品加工的智慧結(jié)晶，在山東、山西、河南、陜西、內(nèi)蒙古等小麥主產(chǎn)區(qū)，是老百姓加工饅頭等發(fā)酵面食品的主要發(fā)酵劑。

研究報道，酸面團(tuán)在發(fā)酵過程中，由于乳酸菌的作用，能夠賦予面包較多的功能特性，表現(xiàn)為酸面團(tuán)面包中的抗氧化肽、抗癌多肽等活性物質(zhì)提高，對人體生理抗性有良好的調(diào)節(jié)作用；酸面團(tuán)面包中具有抗真菌功能的多肽物質(zhì)合成較多，提高了面包抗霉菌的能力，對延長面包的貨架期有一定的作用；酸面團(tuán)中的乳酸菌可以分解大麥、蕎麥等雜糧及豆餅等富含膳食纖維的副產(chǎn)物，使得豐富面包加工原料和增加面包的營養(yǎng)成分事半功倍；酸面團(tuán)發(fā)酵可以降解面筋蛋白，生產(chǎn)無筋質(zhì)面包，供應(yīng)面筋敏感人群[2]。

目前酸面團(tuán)面包的研究主要集中在酸面團(tuán)菌種分離、酸面團(tuán)面包營養(yǎng)功能方面[3-4]，針對酸面團(tuán)面包的烘焙特性、加工應(yīng)用方面的文獻(xiàn)較少，大眾面包坊、家庭烘焙等仍然使用活性酵母制作面包。

此次試驗(yàn)從山西、陜西、山東、河南、內(nèi)蒙古五省區(qū)分別采集了6組30份酸面團(tuán)，采用酸面團(tuán)發(fā)酵技術(shù)，研究不同地區(qū)酸面團(tuán)對面包的蓬發(fā)性、質(zhì)構(gòu)、烘焙品質(zhì)、抗老化、貨架期的影響，為酸面團(tuán)面包的加工應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

酸面團(tuán)的采集：從山西省襄汾縣、山東省文登區(qū)、陜西省大荔縣、河南上蔡縣、內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)市五省區(qū)的30個自然村采集30個天然發(fā)酵酸面團(tuán)，編號如表1所示。河套牌全麥粉、安琪活性干酵母、白砂糖、雞蛋、黃油（安佳牌）、食鹽均為市售。

表1 酸面團(tuán)來源及其編號

1.2 儀器與設(shè)備

烤箱（SEC-3Y-B）；醒發(fā)箱（無錫勝麥SMF-18）；JMTY型面包體積測定儀（杭州大吉）；CT3質(zhì)構(gòu)儀（美國Brookfleld公司）；WSC-S測色色差計(jì)（上海精科儀器有限公司）；電子水分快速測定儀（賽多利斯MA160-1CN，廣州深華公司）；冰箱（2～5℃）；恒溫培養(yǎng)箱（36±1 ℃）；天平（感量0.01 g）；游標(biāo)卡尺；振蕩器；均質(zhì)器；菌落計(jì)數(shù)器；吸管；培養(yǎng)皿等玻璃儀器

1.3 試劑

孟加拉紅培養(yǎng)基、瓊脂培養(yǎng)基、磷酸鹽、生理鹽水等。

2 方法

2.1 不同地區(qū)優(yōu)勢酸面團(tuán)的篩選

2.1.1 酸面團(tuán)的預(yù)處理

將不同地區(qū)的酸面團(tuán)，在恒溫?zé)犸L(fēng)干燥箱（34～36 ℃）干燥至水分含量15%左右，粉碎，玻璃密封盒保存。

2.1.2 酸面團(tuán)發(fā)酵力的測定[5]

酸面團(tuán)和制配方：酸面團(tuán)干粉20 g、水55 g、高筋小麥粉85 g、白砂糖10 g、食鹽2 g；對照CK的配方：安琪活性干酵母2 g、水58 g、高筋小麥粉100 g、白砂糖10 g、食鹽2 g。將酸面團(tuán)各處理面團(tuán)及對照面團(tuán)分別放入500 mL的大燒杯中，使面團(tuán)與燒杯底部吻合，測定面團(tuán)的高度H0，然后將燒杯放入溫度34～36℃、相對濕度80%的醒發(fā)箱中發(fā)酵，0.5 h后開始測定其面團(tuán)的高度，以后每隔0.5 h測定一次，連續(xù)測定至5 h。每次發(fā)酵面團(tuán)高度與發(fā)酵前面團(tuán)高度的比值表示酸面團(tuán)的發(fā)酵力。

2.2 面包烘焙品質(zhì)的測定

根據(jù)GB/T 35869—2018，測定酸面團(tuán)面包的體積、出爐高度、比體積、面包瓤心的孔隙度。

酸面團(tuán)面包配方：高筋粉75%、水50%、酸面團(tuán)干粉30%、鹽5%、黃油10%、白砂糖10%。

對照配方：高筋粉100%、水55%、酵母3%、鹽2%、黃油10%、白砂糖10%。

加工工藝流程：

面團(tuán)和制→發(fā)酵（酸面團(tuán)發(fā)酵4～6 h，活性干酵母面團(tuán)發(fā)酵2 h）→整形→醒發(fā)→烘烤

2.2.1 面包的體積與外觀的測定[6]

用游標(biāo)卡尺測量面包胚的入爐高、出爐高、冠寬，單位mm。

用JMTY型面包體積測定儀測量面包體積，以小米作為填充物，mL；1/100天平測定面包的質(zhì)量，計(jì)算面包的比體積。重復(fù)3次。

2.2.2 面包色澤的測定

采用CR-400色差儀測定面包表面和瓤心的色差。用黑板和白板對色差儀進(jìn)行校正，先測定面包頂部的a*、b*、L*值，然后用面包切片機(jī)將面包切分為1 cm的切片，測定瓤心的a*、b*、L*值。每組樣品重復(fù)測定3次，取平均值。

2.2.3 面包瓤心孔隙度的測定

采用植物油法測定瓤心的孔隙度。用鋸齒刀輕輕（避免擠壓面包）地將面包的瓤心切割成邊長為2 cm的立方體，每個瓤心切6個立方體，分別浸入已知體積（V1）的植物油中，等待1 min，取出瓤心，測定剩余植物油的體積（V2）。6個立方體測定后，面包瓤心的體積按式（1）計(jì)算，取相近的3個數(shù)值計(jì)算平均數(shù)。面包瓤心的孔隙度按式（2）計(jì)算。

2.3 面包質(zhì)構(gòu)的測定

采用CT3質(zhì)構(gòu)儀測定硬度、膠黏性、內(nèi)聚性、咀嚼性、彈性[7]。面包出爐冷卻后，切分為厚度0.5 cm的面包片，選取中間兩片面包疊加，采用質(zhì)構(gòu)儀在TPA模式下測定面包質(zhì)構(gòu)參數(shù)，每個樣品重復(fù)5次，記錄相近的3個數(shù)值。測定參數(shù)：探頭型號P/36，測試前速率3.0 mm/s，測試速率1.0 mm/s，測試后速率3.0 mm/s，壓縮程度50%，感應(yīng)力8 g，壓縮時間間隔1 s。

2.4 面包貯藏期間水分含量和硬度的測定

面包出爐冷卻后切分為0.5 cm的面包片為待測樣品，用普通塑料密封袋包裝，20～22 ℃常溫下貯藏。隔天取一片面包，對角線采集面包不同部位的瓤心，用電子水分快速測定儀（賽多利斯MA160-1CN）測定其水分含量，每個樣品測定5個點(diǎn)，計(jì)算其平均數(shù)。

用CT3質(zhì)構(gòu)儀測定同一樣品的硬度，每個樣品測定5次，取相近的3個數(shù)。

樣品連續(xù)貯藏15 d，每隔1 d天測定一次水分含量與硬度。

2.5 面包貯藏期間微生物菌落的測定

面包冷卻至常溫，用切片機(jī)切分為0.5 cm的面包片作為觀察樣品。自然條件下，將樣品面包片裝入提前用75%的酒精棉球消毒的塑料自封袋內(nèi)，常溫貯藏20 d。依據(jù)GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測定》，采用瓊脂培養(yǎng)平板計(jì)數(shù)培養(yǎng)，測定樣品的菌落總數(shù)。從第3天開始奇數(shù)天取樣，測定面包的菌落數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 酸面團(tuán)的發(fā)酵力

面團(tuán)發(fā)酵一般分為四個階段，如圖1所示。不同地區(qū)的酸面團(tuán)均表現(xiàn)為：發(fā)酵2.5～3.5 h達(dá)到第三階段（快速發(fā)酵期），比對照活性干酵母的第三階段推遲2 h，而且持續(xù)時間長；酸面團(tuán)在第一階段（靜置期）持續(xù)時間較長，在發(fā)酵2 h后才進(jìn)入第二階段（開始膨脹期），而對照第一階段持續(xù)時間短，0.5 h后進(jìn)入第二階段；酸面團(tuán)發(fā)酵的第四階段（發(fā)酵完成期）維持時間長（3.5～5 h），發(fā)酵5 h后仍有較好的發(fā)酵力，而對照在3.5 h以后面團(tuán)中央塌陷回縮。因此在加工應(yīng)用過程中，延長發(fā)酵時間對酸面團(tuán)面包的發(fā)酵尤為必要。

圖1 不同地區(qū)酸面團(tuán)不同時期的發(fā)酵力

3.2 酸面團(tuán)面包烘焙特性分析

3.2.1 酸面團(tuán)面包的蓬發(fā)性

結(jié)果顯示，五個地區(qū)的酸面團(tuán)面包的出爐高度均小于對照，SXD、HN與對照的差異達(dá)到顯著水平，NM、SXX、SD與對照差異極顯著，SXD、HN、NM、SXX四個處理之間差異不顯著，但與SD比較呈顯著水平；五個地區(qū)的酸面團(tuán)面包體積分值均低于對照（45分），SXD與對照差異顯著，其余五個處理與對照差異極顯著，且各處理之間差異顯著；五個地區(qū)的酸面團(tuán)面包比體積與對照差異顯著，且均大于對照。

由表2可知，所有酸面團(tuán)面包的出爐高度、比體積、體積分值均不及對照，但酸面團(tuán)面包表現(xiàn)出良好的孔隙度。孔隙度是指單位體積面包瓤心中空隙所占體積，空隙大小一致的瓤心孔隙度數(shù)值較高，而孔隙大小不均勻，尤其是大孔隙多，孔隙度數(shù)值較低。SXD、SD、NM、SXX四個酸面團(tuán)處理的孔隙度高于對照，且差異達(dá)到顯著水平，HN的孔隙度低于對照，但不顯著?？梢娝崦鎴F(tuán)面包表現(xiàn)出更均勻的孔隙度，質(zhì)地更柔和，因此酸面團(tuán)發(fā)酵有助于形成良好的面包瓤心結(jié)構(gòu)。

表2 不同地區(qū)酸面團(tuán)面包的蓬發(fā)性新復(fù)極差（SSR）法

五個地區(qū)的酸面團(tuán)蓬發(fā)性綜合表現(xiàn)如圖2所示。來自于陜西大荔縣的SXD表現(xiàn)出較好的蓬發(fā)性，其次為河南上蔡縣的HN，其他地區(qū)酸面團(tuán)的蓬發(fā)性依次為SXX＞NM＞SD。

圖2 酸面團(tuán)面包蓬發(fā)性

3.2.2 酸面團(tuán)面包的色澤

采用CR-400色差儀測定面包表面色差和瓤心的色差。結(jié)果顯示，酸面團(tuán)面包各處理表面色差的亮度高于對照，且達(dá)到極顯著水平；處理SD的亮度最高，與HN、NM、SXX之間差異極顯著。酸面團(tuán)面包表面的紅度大于對照，差異顯著，HN與其他處理之間的紅度差異顯著，其他處理相互差異不顯著。酸面團(tuán)面包黃度差異均達(dá)到極顯著水平，SXD、NM黃度低于對照，HN、SXX、SD的黃度高于對照。NM、HN兩個處理的瓤心亮度低于其他處理，差異顯著，各處理酸面團(tuán)面包瓤心的紅度小于對照，黃度大于對照，但差異均不顯著。如表3所示。

表3 不同地區(qū)酸面團(tuán)面包的色差新復(fù)極差（SSR）法

3.3 酸面團(tuán)面包的質(zhì)構(gòu)特性

質(zhì)構(gòu)測定顯示，不同地區(qū)酸面團(tuán)面包的硬度、膠黏性、內(nèi)聚性、咀嚼性、彈性五項(xiàng)指標(biāo)與對照比較差異極顯著；硬度分析顯示，SXD硬度低于對照，其他酸面團(tuán)面包的硬度均高于對照；SXD膠黏性低于對照，其他酸面團(tuán)面包的膠黏性高于對照；不同處理的酸面團(tuán)面包的咀嚼性均高于對照，內(nèi)聚性低于對照；SXD的彈性低于對照，其他處理的酸面團(tuán)面包的彈性均高于對照。由此可見，酸面團(tuán)面包表現(xiàn)出更好的口感。

表4 不同地區(qū)酸面團(tuán)面包的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)新復(fù)極差（SSR）法

3.4 不同地區(qū)酸面團(tuán)感官評價

從面包的色澤、口感、風(fēng)味、外觀、紋理結(jié)構(gòu)五個方面進(jìn)行評價，每個指標(biāo)為20分，結(jié)果如圖3所示。五個地區(qū)的酸面團(tuán)面包的色澤、口感、風(fēng)味三項(xiàng)得分明顯高于對照，外觀和紋理結(jié)構(gòu)得分略低于對照。可見酸面團(tuán)面包在色澤、口感、風(fēng)味方面明顯優(yōu)于對照，受到評價員的肯定。

圖3 不同地區(qū)酸面團(tuán)面包的感官評價

3.5 酸面團(tuán)面包的抗老化特性

面包中水分遷移和失水，使得面包中的淀粉出現(xiàn)凝沉，導(dǎo)致面包老化。表現(xiàn)為面包在貯藏過程中表皮失去光澤，芳香消失，水分減少，瓤心淀粉硬化掉渣，可溶性淀粉減少，口感粗糙，消化吸收率減低等[8]。

將酸面團(tuán)各處理面包、對照面包置于相同的貯藏條件下，分別在1，3，5，7，9，11，13和15 d貯藏時間取樣，測定面包水分含量與硬度。結(jié)果顯示，所有處理以及對照面包的貯藏期間的水分變化與硬度呈線性負(fù)相關(guān)，但其線性相關(guān)的擬合度與截距不同，如圖4所示。

圖4 酸面團(tuán)面包貯藏期間水分與硬度的相關(guān)性

不同處理與對照的水分與硬度在15 d貯藏期間內(nèi)線性相關(guān)函數(shù)分別為YCK=-26.179X+1 961.4，RCK2=0.979 7；YHN=-8.080 5X+1 582，RHN2=0.900 3；YSXD=-16.162X+1 598.4，RSXD2=0.995 8；YNM=-9.233 6X+1 514.5，RNM2=0.996 7；YSD=-7.696 2X+1 348.7，RSD2=0.994 8；YSXX=-16.984X+1 717.8，RSXX2=0.993 1。相關(guān)函數(shù)顯示，CK的截距最大，即隨著貯藏時間的延長，水分損失最多，面包的硬度增大的幅度最大；SD的截距最小，即隨著貯藏時間的延長，水分損失最少，面包硬度增大的幅度最??；而且所有酸面團(tuán)面包隨貯藏時間的延長，水分損失幅度均低于對照，且面包的硬度增加的幅度也小于對照，可見酸面團(tuán)可延緩面包的老化，不同地區(qū)酸面團(tuán)制作的面包抗老化能力表現(xiàn)為山東＞內(nèi)蒙＞河南＞陜西＞山西，可能受不同地區(qū)酸面團(tuán)的微生物菌群影響，呈現(xiàn)出不同的抗老化特性。

3.6 酸面團(tuán)面包的貨架期

將面包樣品切片置于提前消毒的塑料密封包裝袋，模擬面包銷售的自然貯藏方式，第3天開始隔天取樣，測定微生物菌落。結(jié)果顯示，酸面團(tuán)面包感染菌落的數(shù)量顯著低于對照，如圖5所示。貯藏第5天時CK出現(xiàn)菌斑，在第9天菌斑達(dá)到43 CFU，11 d后菌斑不可計(jì)；處理SD、HN、SXD酸面團(tuán)面包在第9天開始出現(xiàn)菌斑，SXX、NM酸面團(tuán)面包在第15天開始出現(xiàn)菌斑；貯藏至17 d時，NM菌斑只有3 CFU，SXX菌斑為4 CFU，HN菌斑為7 CFU，SXX菌斑為13 CFU，SXD菌斑為14 CFU。可見酸面團(tuán)面包有非常強(qiáng)的抗菌能力，對延長貨架期有現(xiàn)狀效果。不同地區(qū)的酸面團(tuán)由于菌落組成不同，抗菌程度有差異。

圖5 自然貯藏過程菌落的數(shù)量

4 結(jié)論

酸面團(tuán)是我國北方饅頭的主要發(fā)酵劑，接種自然界的酵母菌、乳酸菌發(fā)酵形成，在我國主食加工的發(fā)展過程中起到了重要作用。長期以來，活性干酵母一直作為面包加工的主要發(fā)酵劑用于面包生產(chǎn)。由于酸面團(tuán)發(fā)酵時間長、菌種需要不斷復(fù)壯，活性干酵母以其快捷方便的特點(diǎn)逐漸取代傳統(tǒng)酸面團(tuán)，被廣泛用于饅頭、花卷等主食加工中，酸面團(tuán)豐富的微生物菌群漸漸被放棄，這將會導(dǎo)致特色優(yōu)良酵母菌、乳酸菌等菌種的丟失。此次試驗(yàn)收集了陜西、山西、山東、河南、內(nèi)蒙古五省區(qū)的五個自然村的自然酸面團(tuán)，將其應(yīng)用于面包加工中。研究顯示，酸面團(tuán)面包在風(fēng)味、口感、抗老化、延長貨架期方面均優(yōu)于酵母發(fā)酵加工的面包。隨著焙烤食品消費(fèi)的日常化、家庭化，風(fēng)味特色面包備受青睞，酸面團(tuán)面包以其獨(dú)特的風(fēng)味將會成為面包房及家庭烘焙的新寵。