微生物發(fā)酵技術(shù)在面制品中的應(yīng)用進展

劉安偉 鄭惠文 李媛媛

（信陽航空職業(yè)學(xué)院公共教學(xué)部，河南信陽 464000）

微生物發(fā)酵技術(shù)是指在適宜條件下，利用微生物代謝作用產(chǎn)生對人類有益的物質(zhì)，或直接將微生物應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的一項技術(shù)手段[1]。微生物發(fā)酵技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于多種食品生產(chǎn)加工[2]。如：酒在制作過程中利用微生物發(fā)酵將葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精，酸奶通過乳酸菌發(fā)酵生成乳酸或其他有機酸，食醋通過醋酸菌發(fā)酵將酒精變成醋酸，等；此外，豆類、茶類、醬類、泡菜等食品加工生產(chǎn)過程中都會運用微生物發(fā)酵技術(shù)。微生物發(fā)酵技術(shù)在面制品制作中應(yīng)用也有很多，本文對發(fā)酵技術(shù)優(yōu)勢進行了分析，在介紹三種常見的微生物發(fā)酵技術(shù)基礎(chǔ)上，展望發(fā)酵面制品未來發(fā)展的前景。

1 微生物發(fā)酵技術(shù)在面制品制作中的優(yōu)勢

微生物發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用于面制品制作的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下3個方面。

1.1 采用微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的面制品更加安全

面制品發(fā)酵技術(shù)主要分為兩大類，一類是通過添加化學(xué)膨松劑進行發(fā)酵，常用的化學(xué)膨松劑有堿性膨松劑、酸性膨松劑、復(fù)合膨松劑[3]。另一類是利用微生物進行發(fā)酵，如酵母菌發(fā)酵、酸面團發(fā)酵等[4，5]。

雖然化學(xué)膨松劑發(fā)酵得到的產(chǎn)品體積大，產(chǎn)氣效率快，但制作的面制品組織結(jié)構(gòu)疏松，口感差。同時化學(xué)膨松劑（泡打粉、發(fā)泡粉）中鋁含量較高，應(yīng)參照國標(biāo)（HG 2616—2005）添加，若添加量超標(biāo)，對人體健康不利。

微生物發(fā)酵過程中會生成醇、酯、醛、酮等多種化合物，這些代謝產(chǎn)物不僅增加面制品的營養(yǎng)價值，而且賦予面制品獨特的風(fēng)味。通過微生物的發(fā)酵面制品，還可以產(chǎn)生一些對人體有益的B族維生素和氨基酸。所以，相較而言，微生物發(fā)酵技術(shù)具有發(fā)酵菌種安全，產(chǎn)物營養(yǎng)價值高等優(yōu)點。隨著生活水平的提高，人們的健康意識不斷增強，采用微生物發(fā)酵技術(shù)的面制品成為更多人的選擇，這也將減少化學(xué)膨松劑的使用。

1.2 采用微生物發(fā)酵技術(shù)的面制品品質(zhì)得到明顯改善

研究發(fā)現(xiàn)，微生物發(fā)酵在很大程度上可以改變面團的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對面團的品質(zhì)和面制品的口感有一定改善[6]。Cagno等[7]研究發(fā)現(xiàn)，酸面團在發(fā)酵過程中，由于酵母菌作用，會生成大量次級代謝產(chǎn)物，如乙醇、甘油等，這些產(chǎn)物會影響面團的流變學(xué)特性，使面團韌性不斷降低，延伸性和松軟度有所增加。乳酸菌在發(fā)酵過程中對蛋白質(zhì)還具有水解作用，使面筋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。王金水等[8]研究發(fā)現(xiàn)老面發(fā)酵后，面團面筋蛋白發(fā)生了降解，面團的彈性、黏性和延伸性都發(fā)生了變化。郭東旭等[9]研究發(fā)現(xiàn)添加植物乳桿菌發(fā)酵制作的酸面團生產(chǎn)的青麥仁面包硬度、咀嚼性顯著降低，而彈性增大。這些研究結(jié)果都表明，微生物發(fā)酵技術(shù)可以使面制品品質(zhì)得到改善。

1.3 采用微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的面制品所含營養(yǎng)物質(zhì)更利于人消化吸收

發(fā)酵食品可以降低食品中的碳水化合物和糖分的含量，更容易被人體消化吸收。面筋蛋白是維持面制品骨架結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)，微生物在發(fā)酵過程中會生成乳酸和酶類物質(zhì)，可將一部分面筋蛋白水解轉(zhuǎn)化成小分子多肽和氨基酸等物質(zhì)，這對消化能力弱和腸胃功能差的人來說更為適用，更有利于人體消化吸收。麥類等谷物中都含有植酸，這種物質(zhì)不利于營養(yǎng)的吸收。發(fā)酵后的食物往往含有大量的植酸酶物質(zhì)，可有效地降低植酸含量，促進人體對面制品的消化吸收。此外，微生物在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的有益代謝產(chǎn)物對腸道菌群具有調(diào)節(jié)作用，可以改善人體腸道功能。

2 在面制品制作中使用的微生物發(fā)酵技術(shù)

2.1 酵母菌發(fā)酵技術(shù)

酵母菌發(fā)酵是一種容易控制且安全可靠的發(fā)酵方法[10]。酵母菌可以在無氧的條件下進行發(fā)酵。酵母菌可以直接食用且營養(yǎng)價值豐富[11]。酵母菌中含有豐富的水解酶，可將蛋白質(zhì)、淀粉、脂類水解成易被人體吸收的低分子化合物[12]。酵母菌在發(fā)酵面制品中發(fā)揮的作用主要有以下3點：（1）產(chǎn)生二氧化碳氣體，使面制品體積增大，呈現(xiàn)蓬松多孔結(jié)構(gòu)。（2）改變面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使面團具有良好的彈性和延伸性。（3）產(chǎn)生多種化合類物質(zhì)，增進面制品風(fēng)味[13]。此外，酵母發(fā)酵也會生成少量的酸，一定程度上可以抑制其他有害微生物的生長。

酵母菌發(fā)酵主要用來制作面包、饅頭、包子、漢堡等需要增大體積并且富有一定彈性、結(jié)構(gòu)組織蓬松多孔的面制品。但僅靠純種酵母進行發(fā)酵制成的面制品風(fēng)味平淡、口感較差、營養(yǎng)價值偏低，因此人們通常加入乳化劑、酶制劑等食品添加劑來改善面制品品質(zhì)。此外，用酵母菌發(fā)酵制作的面條也是當(dāng)下研究的熱點，任元元、張?zhí)N華、王金榮等[14-16]研究發(fā)現(xiàn)，由酵母菌發(fā)酵制作出的空心掛面在風(fēng)味和品質(zhì)上都有顯著的提高。

2.2 乳酸菌發(fā)酵技術(shù)

乳酸菌可以利用碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸[17]。乳酸菌種類豐富復(fù)雜，根據(jù)發(fā)酵方式和產(chǎn)物的不同可以分為同型發(fā)酵和異型發(fā)酵菌。同型發(fā)酵的主要產(chǎn)物是乳酸，含量達90%以上[18]；異型發(fā)酵的產(chǎn)物不僅含有乳酸，而且還含有二氧化碳、乙醇等其他物質(zhì)[19]。

乳酸菌在發(fā)酵面制品生產(chǎn)過程中起到不可忽視的作用，越來越多的研究表明乳酸菌對面團品質(zhì)以及風(fēng)味都起到重要影響[20]，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）乳酸菌發(fā)酵會生成胞外多糖，尤其是果聚糖，它能夠促進面筋網(wǎng)絡(luò)的延伸擴展，提高面團的持氣性，對面團品質(zhì)有良好改善作用[21，22]。（2）發(fā)酵產(chǎn)成的肽酶對蛋白質(zhì)具有水解作用，能將蛋白質(zhì)分解成氨基酸和小肽等成分，使面筋蛋白發(fā)生降解，面團的彈性和韌性降低，延展性提高。（3）產(chǎn)生乙酸、乙醇、芳香化合物和一系列酶等物質(zhì)，這些物質(zhì)賦予了面制品獨特的風(fēng)味，提高了面制品營養(yǎng)價值[23]。（4）發(fā)酵生成的一些次級代謝產(chǎn)物和有益菌可抑制腐敗菌和病原菌的生長，延長產(chǎn)品保質(zhì)期。濕面條中含有大量的水分,在儲存過程中容易發(fā)生腐敗變質(zhì)。全永亮等[24]將乳酸菌發(fā)酵上清液噴灑在生濕面條上，發(fā)現(xiàn)可以延長生濕面條的保質(zhì)期。這說明乳酸菌在食品防腐方面具有巨大的潛力。

目前對乳酸菌發(fā)酵研究較多的是將乳酸菌與酵母菌混合進行發(fā)酵制作面包、饅頭等產(chǎn)品，而將乳酸菌應(yīng)用于面條類制品的研究較少。劉安偉等[25]結(jié)合傳統(tǒng)手工面條制作工藝，通過乳酸菌發(fā)酵的方式制作出一款新型手工拉制面條，并對其工藝及品質(zhì)進行了探究，得到的面條風(fēng)味獨特，感官評分較高。

2.3 酵子發(fā)酵技術(shù)

酵子歷史悠久，是傳統(tǒng)的面團發(fā)酵劑。它主要來源于老面，經(jīng)多次發(fā)酵后風(fēng)干而成，是多菌種混合體系[26]。酵子中菌種較多、成分復(fù)雜，其中發(fā)揮重要作用的是酵母菌和乳酸菌。酵母菌產(chǎn)生大量二氧化碳氣體，增大面團體積[27，28]；乳酸菌降解蛋白質(zhì)，生成乳酸。此外，酵子中還存在許多其他微生物菌群如醋酸菌、霉菌等，它們的存在不可忽視。酵子發(fā)酵過程是微生物糖化、酯化協(xié)同進行的過程，能夠生成醇、酯、醛、酮等多種化合物，從而使面制品具有獨特風(fēng)味[29]。酵子發(fā)酵制作的面制品比普通發(fā)酵面制品風(fēng)味口感更佳，營養(yǎng)價值更高，對人體的生理功能具有一定的調(diào)節(jié)作用。

中國的酵子類似于西方國家的酸面團。兩者的區(qū)別是酵子直接從老面中提取而來，而酸面團可以是由人為接種的活性微生物與面粉、水混合制作而成的發(fā)酵劑[30]。目前酵子發(fā)酵已廣泛應(yīng)用于饅頭、面包的制作中，且日漸成熟。王聰?shù)萚31]對酵母發(fā)酵饅頭、植物乳桿菌-酵母復(fù)合發(fā)酵饅頭和酵子-酵母復(fù)合發(fā)酵饅頭三者的風(fēng)味物質(zhì)成分進行了對比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)酵子-酵母復(fù)合發(fā)酵饅頭中烴類和酸類含量高于另外兩種饅頭。孫祥祥等[32]通過實驗發(fā)現(xiàn)由酵母與酵子制作饅頭的揮發(fā)性物質(zhì)顯著高于酵母饅頭且成分更加復(fù)雜。張煌等[33]探究了自制酵子和其他發(fā)酵劑對面團發(fā)酵特性、饅頭質(zhì)構(gòu)特性和感官特性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加酵子后的面團在硬度、彈性、咀嚼性方面都得到了改善，制成的饅頭感官評分較高。

3 結(jié)語

微生物發(fā)酵技術(shù)在面制品行業(yè)中扮演著重要的角色，該技術(shù)不僅提高了面制品發(fā)酵速率和質(zhì)量，改善了面制品品質(zhì)和口感，而且極大地豐富了面制品的種類，推動著面制品行業(yè)的革新和發(fā)展。但目前針對不同類型的發(fā)酵面制品如何采取合適的發(fā)酵菌種，選擇恰當(dāng)?shù)陌l(fā)酵方法，簡化發(fā)酵工藝流程仍然是發(fā)酵面制品行業(yè)面臨的難題。此外，傳統(tǒng)發(fā)酵面制品多以經(jīng)驗的積累和歷史的傳承為主，想要實現(xiàn)由作坊轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)化生產(chǎn)還面臨著巨大的挑戰(zhàn)。相信隨著微生物發(fā)酵技術(shù)的不斷創(chuàng)新和突破，面制品行業(yè)的發(fā)展定會邁入一個嶄新的臺階。