天然酵母种的制作及其在面包生产中的应用

来源:用户上传      作者:陈友磊 张英慧

　　摘要 [目的]探索天然酵母的制作方法及其在面包工业生产中的应用。[方法]以苹果为培养基，并对天然酵母的培养条件及其在面包生产中的应用进行了研究。[结果]工业化面包生产中天然酵母的最优培养比例为原种∶面粉∶水=1∶1∶1，在28～30 ℃发酵条件下发酵4 h，储存在4 ℃环境下保质期达到72 h，能够较好地满足工业化生产需求。在工业化生产面包中添加20%的天然酵母可以获得较好的面包品质。[结论]工业化培养的天然酵母种可以明显改善工业化面包的风味，提升面包产品的竞争力。
　　关键词 天然酵母;培养;感官评价;工业化;面包
　　中图分类号 TS201.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2020）03-0185-04
　　Abstract [Objective] To explore the production of natural yeast seed and its application in bread production. [Method] Apple was used as culture medium， and the culture conditions and application of natural yeast seed in bread production were studied. [Result] The optimum cultivation ratio of original seed， flour and water for natural yeast in the industrialized production of bread was 1∶1∶1. When the natural yeast was fermented for 4 h at 28-30 ℃ and stored at 4 ℃ environment， the shelf life reached 72 hours， which could better meet the needs of industrial production. When the addition amount of natural yeast was 20% in the industrialized production of bread， better quality of bread could be obtained. [Conclusion] Natural yeast breed cultured in the industrialized production could significantly improve the flavor of industrial bread and enhance the competitiveness of bread products.
　　Key words Natural yeast;Culture;Sensory evaluation;Industrialization;Bread
　　面包是全世界很多国家和地区人们的日常主食，据考证最早在公元前3 000年前人类就开始使用酵母，古埃及人最先掌握发酵面包的技术，这里应用的酵母是指天然酵母。天然酵母面包就是利用天然酵母发酵而成[1]，酵母菌是人类发展史中应用最早的微生物，很多水果含糖量高，表面都会附着微生物，酵母菌就是常见附着的微生物之一，很多专家都做了大量研究[2-5]。天然酵母种里面主要的菌群是酵母菌和乳酸菌，它们在面团发酵过程中产生了很多有机酸和特殊的风味物质，可以赋予面包独特的发酵风味[6]。研究发现天然酵母种放在面团中发酵可以改善面包组织结构[7]，也可以明显减缓面包的老化，延长货架期[8-9]，同时不同微生物代谢可以提升面包的营养价值[10]，同时因为天然酵母种一般偏酸性，可以对霉菌有一定的抑制作用，可以减少化学防腐剂丙酸钙的运用，这些都提升了面包的品质[11]，随着生活水平的提高，社会的饮食结构发生了巨大的改变，更加追求绿色健康无污染的食品，当前研究天然酵母、自然曲种在发酵食品行业中的应用成为食品研究的热点之一[12-13]。
　　国外对水果发酵酵母的制备方法和产业化研究已经有一定的报道[14-16]，意大利及日本已经较好地将天然酵母运用于烘焙行业中。我国在这方面研究还很少，目前对天然酵母的研究有很多，但大多数停留在实验室研究，工业化培养及运用的研究很少，一些小门店会少量运用，但操作效率较低，经常出现培养失败的情况，由于天然酵母发酵工艺的不稳定性，导致面包品质也不稳定，因此获得稳定的培养工艺是天然酵母产业化的基础[17-19]。笔者以苹果为天然培养基，制作苹果天然酵母种，阐述从工业化角度开展对天然酵母条件应用的研究，设计工业化应用的模式，以期为国内烘焙行业天然酵母种面包的工业化生产提供有关支持。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料
　　金象面粉，购自深圳蛇口南顺面粉厂;试验用糖为韩国细砂糖;试验所用苹果为深圳市场售中国产红富士及智利产青苹果;试验用水为自来水及纯净水;鲜酵母购自乐斯福（明光）有限公司;师傅300柔软性改良剂、面包软化剂均购自广州焙乐道食品有限公司;脱脂奶粉及黄油均购自恒天然商贸（上海）有限公司;面包防腐剂丙酸钙购自上海源叶生物科技有限公司;盐购购自湖北云鹤盐业运销有限公司;
　　1.2 设备
　　玻璃容器（1.5 L，型号CMD0059），为济南台有玻璃制品有限公司产品;电磁炉及锅WK2102，为广东美的生活电器制造有限公司产品;天然酵母自动发酵机，为法国PUMA产品;发酵柜，为佛山市明盛电器实业有限公司产品;面包搅拌机SM50、切片机SINMAG、SM-523 烤箱，均为新麦机械（无锡）有限公司产品;VM-line面团分割成型机，为上海科麦有限公司产品;1 500 g吐司模具，为三能器具（无锡）有限公司产品;微波快速水分测定仪，为德国Sartorius公司产品;物性分析仪（质构仪），为英国Lloyd Instruments公司產品。 　　1.3 天然酵母的制备、扩培和储存
　　1.3.1 天然酵母种的制备。
　　将购买的国产红富士苹果和智利青苹果表面稍冲洗然后切粒，制备纯净水，水温28～30 ℃，取1 000 g苹果，加入纯净水2 300 g，白砂糖90 g，充分搅拌，培养4 d，温度28～30 ℃，每天摇动1次，每天放气1次，滤出发酵液，第5天按照发酵液∶面粉=1∶1的比例发酵20 h，第6天后按照初种∶面粉∶水=1∶1∶（0.70～0.85），培养16 h，第7天按照2次发酵面种∶面粉∶水=1∶1∶0.7的比例培养，即完成实验室天然酵母种起种[20]。制作过程中测定原液和面种的pH及产气量，其中第1～4天测定原液的pH及泡沫的高度，第5～7天测定面种的pH和面种界面上涨高度。
　　1.3.2 天然酵母种的扩培。
　　满足工业化生产，以8 h为1个周期，培养温度28～30 ℃，根据实验室天然酵母种起种比例[20]，设置面种及面粉比例不变，水配比变化的单因素对照试验，共5组，比例Ⅰ为1∶1∶2，比例Ⅱ为1∶1∶1.5，比例Ⅲ为1∶1∶1.2，比例Ⅳ为1∶1∶1，比例Ⅴ为1∶1∶0.8，全部由设备培养，通过测定发酵的pH及感官评价来判定天然酵母品质。试验组同时用自来水及纯净水培养，用来判定水质对天然酵母种品质的影响。
　　天然酵母培养的评价，根据周发茂[20]的天然酵母种评价标准，制定了天然酵母种的感官评价标准（表1）。
　　1.3.3 天然酵母种的保存。
　　根据工厂特点，在扩培试验的基础上，为探究发酵时间、储存温度、储存时间3个因素对天然酵母种储存的影响，设计L9（34）正交试验（表2）[21]，对有关数据进行分析和比较，通过测定发酵的pH及感官评价分析天然酵母种的品质，确定有关因素影响的关系。
　　1.4 天然酵母在面包中的添加量
　　根据表3中配方制作吐司面包，其苹果天然酵母种烘焙百分比为5%、10%、15%、20%和25%，先加入除黄油以外的成分，慢速搅拌3～5 min，然后快速搅拌4～6 min，至面筋为6～7成筋（可拉出网状结构，不透明，再拉会断），加入黄油，慢速搅拌3～4 min，使黄油充分和面团混合，开启快速搅拌2～3 min，搅拌至面团表面光滑、细腻、柔软，有良好的延伸性，面团随搅拌机钩子的转动发出打壁的响声，用手拉面团呈光滑的薄膜状，且断裂时为光滑的圆洞、非锯齿状，停止搅拌，此阶段为最佳的搅拌程度[22]。搅拌后面温26～28 ℃，面团移入料斗中加盖松弛10～15 min。为了保证成型的一致性，全部使用VM-line设备分割成型，分割150 g/块，设备流程为分割→擀压排气→卷起成型→装入模具，装入模具收口全部朝下，在温度30～35 ℃，湿度80%～85%环境下发酵65～75 min，放入上火220 ℃、小火210 ℃的烤炉中，烤制43 min，放在16～18 ℃冷却空间中，冷却至中心温度≤32℃，然后使用面包切片机切成厚度为125 cm/片，装袋密封，4片/袋，保存在25 ℃恒温环境中。
　　1.4.1 面包片水分质量分数的测定。
　　将面包样品密封保存在25 ℃恒温条件下，保存0、1、2、3、4、5 d后取面包芯，面包表皮和皮下1 cm处的面包按照国标GB/T5009.3—2016中的直接干燥法测定水分质量分数，每组重复测定3次。
　　1.4.2 面包硬度的测定。
　　面包的全质构参数测定参考AACC74-09（1999年）标准测试方法[23]。将面包用切片机进行均匀切片，每片厚度为12.5 mm，取中间2片测定硬度，每组样品重复测定6次。测定参数如下：P/36R柱塞式探头，测定速率1.5 mm/s，应变力5 g，应变程度50%，2次压缩间隔5 s，测定时间分别为第0、1、2、3、4、5天。
　　1.4.3 面包的感官評价。
　　待面包在室温下放置一段时间冷却后，待其中心温度≤ 32 ℃后将其装入塑料袋密封保存，由5人品鉴小组对吐司的外部和内部特征进行感官评价，时间分别为第0、1、2、3、4、5天，感官评价标准见表4。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同品种苹果起种的天然酵母活性比较和选择
　　通过测定和观察天然酵母种培养中的pH（图1）和产气量（图2）变化发现，国产红富士制作的天然酵母和智利青苹果制作的天然酵母种在酵母的活性和产气能力方面差异较小，综合考虑成本，用国产的红富士制作天然酵母种即可。
　　2.2 天然酵母种不同培养比例的性状的比较
　　根据制定的感官评价标准表，得出的评价结果见表5。由表5可知，比例Ⅳ和比例Ⅴ比较品质较好也比较容易控制，但比例Ⅴ存在放入天然酵母设备中搅拌比较困难，考虑比例Ⅳ，试验中设计了自来水和纯净水2组对照试验组，实际差异较小，纯净水成本较高，用自来水即可，培养比例设定原种∶面粉∶水为1∶1∶1，能够满足企业的生产需求，天然酵母种品质也比较稳定。
　　2.3 天然酵母种在不同条件下保存的对比
　　不同条件下天然酵母保存的正交试验结果见表6。根据极差分析，得出影响因素从大到小依次为A（发酵时间）、C（储存时间）、B（储存温度）。
　　通过正交试验结果确定天然酵母种感官评价标准，天然酵母种pH在3.8～4.2内较好，感官评价发现发酵时间短的天然酵母种的风味不足，发酵时间过长，储存时间达到72 h后会出现分层情况，并有苦涩味道，鉴于此，发现发酵4 h，储存温度4 ℃下可以储存72 h，能够较好地满足烘焙企业生产需求。
　　2.4 天然酵母添加量对面包品质的影响
　　2.4.1 面包水分质量分数分析。
　　根据国标GB/T 20981—2007可知，面包的水分含水量≤45%。由图3可知，当不添加天然酵母种或者天然酵母种添加量低于10%时，面包水分流失较快;随着天然酵母种添加量的增加，当天然酵母种添加量为15%时水分流失速度会降低，当天然酵母种添加量大于等于20%时水分流失率减缓。 　　2.4.2 面包硬度測定结果。
　　从图4可以看出，从面包中心的硬度来看，第0天不同天然酵母添加量面包的硬度是相近的，随着货架期的延长，天然酵母种添加量高的面包硬度增加的曲线比较平缓，未添加或者少量添加天然酵母种的面包硬度增加较快。当添加天然酵母种烘焙百分比在20%以上时硬度的变化趋势比较一致，差距较小。
　　2.4.3 面包的感官评价比较。
　　由表7可知，与空白组相比，添加天然酵母种可以明显提升面包的风味，延缓面包的老化，空白对照组面包风味偏差，断口性也偏差，面包老化较快，口感很快变差，当第4天部分面包出现霉变，添加天然酵母种的面包随着天然酵母种添加量的增加，面包的风味变好，断口性较好，老化速度也较空白对照组明显减缓，但当添加量超过25%时面包的口味偏酸，因此添加20%天然酵母种时面包口味最佳，所有添加天然酵母种的面包在第5天和第6天才出现霉变，可以判定添加天然酵母种可以延长面包的货架期。
　　综上可知，天然酵母在实际生产添加可以明显延缓面包的老化，提升面包的风味，使面包变得更加柔软，断口性变得更好，也延长了面包产品的货架期，但当面团配方中烘焙百分比为25 %时面包口感稍偏酸，从成本和品质角度考虑添加烘焙百分比为20%比较适宜。
　　3 结论
　　用国产水果作为天然酵母种培养基即可，工厂使用过滤的自来水续养亦可，采用自动恒温培养设备，可实现规模化生产，经在深圳某烘焙工厂生产验证，按照比例为原种∶面粉∶水=1∶1∶1设备可以较好地搅拌扩培，天然酵母种也是最稳定的。天然酵母种储存经过试验对比发现，发酵温度28～30 ℃环境下，发酵4 h，冷藏温度4 ℃，保质期可达72 h，能够较好地满足一般企业生产需求，天然酵母种在面包配方中一定量的添加可以较好地提升面包的风味，提升其断口性，明显延缓产品的老化，同时可以延长面包的货架期，但当天然酵母种添加量超过25%以上时面包断口性会下降，同时面包口味会稍微偏酸，考虑到酸性物质弱化面包的面筋，反而会影响面包的品质，结合成本和生产角度可知，添加20%的天然酵母种时面包的品质和口味最佳，在实际生产中也证实了这一点，配方中所用的天然酵母种可以一直培养下去并使用，在某工厂实践中已经接续培养2年时间，但该研究也只是可以满足多数规模化烘焙生产企业中的运用，实际的发酵比例、发酵条件、保存条件都可以根据企业或者门店自身情况进行一些调整，以满足自身的生产需要。
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