CN107603897B - 一种天然酵母面包发酵剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然酵母面包发酵剂，属于食品微生物技术领域。所述天然酵母发酵剂由添加了冻干保护剂制备而成的酿酒酵母WJ‑03、乳酸明串珠菌WJ‑01、植物乳杆菌WJ‑02冻干菌粉，三种微生物的比例为1:1.5:1.5。本发明提供的天然酵母发酵剂使用方便、活菌数高、发酵能力强、风味浓郁，其制作的面包品质稳定，风味独特且天然健康，营养价值全面，适合各种人群。
Description
技术领域
本发明涉及一种天然酵母面包发酵剂，属于食品微生物技术领域。
背景技术
现在市售酵母中微生物单一，导致制作出的面包营养物质水平较低，营养不够全面；并且普通酵母面包易于老化掉渣，霉菌生长较快，造成货架期短，为延长货架期需要添加多种防腐剂。
天然酵母是指谷物、果蔬等在发酵过程中自带的活性微生物(以乳酸菌和酵母菌菌群为主)。利用天然酵母发酵是一种生产健康、营养、安全面包的新型加工技术。
发酵酸面团就是一种典型的天然酵母发酵体系，由酵母菌和乳酸菌共同发酵水和面粉而形成，是最古老最原始的发酵食品使用的发酵技术之一。在面包制作过程中使用酸面团，不仅仅可以影响面包的比容，增加面包体积，提高营养价值，还可以延迟面包的老化，延长保质期，提高面包香气，改善面包风味。这样就可以不使用防腐剂，延长产品的货架期。
由于天然酵母发酵是混菌发酵体系，容易受到环境和人为等各方面因素的影响，当前市售天然酵母发酵剂存在很多问题，主要集中在活菌数较低、发酵能力较差、货架期短、批次间菌群差异明显、发酵出的面包风味不稳定等诸多问题。所以说，现阶段天然酵母发酵剂存在一定的生产应用局限性。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种天然酵母发酵剂，是将酿酒酵母WJ-03：乳酸明串珠菌WJ-01、植物乳杆菌WJ-02按菌的个数比为1:1.5:1.5的比例混合得到。
乳酸明串珠菌(Leuconostoc lactis)WJ-01，已于2016年7月20日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO:M 2016405，保藏单位地址为中国武汉武汉大学；已在申请公布号CN106434464A的文件中公开。
植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)WJ-02，已于2016年7月20日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏单位地址为中国武汉武汉大学，保藏编号为CCTCC NO:M 2016406；已在申请公布号CN106434460A的文件中公开。
酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)WJ-03，已于2016年9月22日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO:M 2016509，保藏单位地址为中国武汉武汉大学；已在申请公布号CN106399137A的文件中公开。
所述天然酵母发酵剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将酿酒酵母WJ-03、乳酸明串珠菌WJ-01、植物乳杆菌WJ-02，活化培养后，收集菌体，重悬于无菌生理盐水，向菌悬液中添加冻干保护剂后，经真空冷冻干燥，得到酿酒酵母WJ-03、乳酸明串珠菌WJ-01、植物乳杆菌WJ-02的冻干粉；
(2)将步骤(1)制备的酿酒酵母WJ-03、乳酸明串珠菌WJ-01、植物乳杆菌WJ-02冻干菌粉以1:1.5:1.5的比例复配，得到天然酵母发酵剂。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)采用的冻干保护剂配方为：海藻糖8％，脱脂奶粉10％，抗坏血酸1.5％；酿酒酵母WJ-03的冻干存活率为96.62±10.01％，活菌数为3.99±0.21×109个/g；乳酸明串珠菌WJ-01的冻干存活率为93.88±4.2％，活菌数为1.83±0.04×1010个/g；植物乳杆菌WJ-02的冻干存活率为96.8±5.86％，活菌数为9.96±0.54×1010个/g。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)具体包括如下步骤：取50mL培养到对数后期的酿酒酵母WJ-03、乳酸明串珠菌WJ-01、植物乳杆菌WJ-02，离心收集菌体细胞(8000g，10min)，弃上清，用等体积无菌生理盐水(0.85％Nacl)洗涤两次，沉淀5倍浓缩于10mL无菌生理盐水中；按菌悬液与保护剂体积比为1：0.6添加冻干保护剂，平衡30min，-80℃冰箱过夜预冻。经真空冷冻干燥机冷冻干燥后(-50℃，100mt)，密封放入冰箱保存(4℃)。
本发明还提供应用所述天然酵母发酵剂制备面包的方法，步骤如下：
(1)面包面团制备：将高筋面粉、糖、天然酵母发酵剂、干酵母和盐以10:0.5～1:0.5～1:0.05～0.1:0.1～0.15的质量比混合，加入面粉质量0.5～0.6倍的水以50～150rpm的速度慢搅1～2min，以200～300rpm的速度快搅1～2min成团，再加入面粉质量0.5～0.7倍的起酥油以50～150rpm的速度慢搅1～2min，再以200～300rpm的速度快搅1.5～2.5min，室温下覆膜静置10～15min。
(2)将步骤(1)制备的面团分割为80～100g/个，36～40℃，相对湿度80～90％醒发1～2h；
(3)将步骤(2)醒发后的面团烘烤20～30min。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)是将天然酵母发酵剂16.65g，加入高精面粉240g，干酵母1.92g，糖19.2g，盐3g，水139.2g搅拌成团，加入15g起酥油以140rpm的速度慢搅1.5min，以280rpm的速度快搅2min至面筋网络结构形成，室温下覆膜静置10min。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)将覆膜静置后的面团分割为90g/个，于38℃，相对湿度85％醒发箱内醒发2h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)对醒发后的面团进行烘烤；所述烘烤是控制上火170℃，下火210℃烘烤20min。
采用本发明的天然酵母发酵剂具有如下优点：
1、制备的天然酵母发酵剂使用方便，活菌数高，发酵能力强，风味浓郁，制备的面包品质较稳定；克服了现有酸面团及现有的天然酵母发酵剂等菌株种类、数量批次差异大等缺陷。
2、面包总体烘焙品质增强：天然酵母发酵剂发酵面包比容明显高于普通酵母发酵面包，硬度明显低于普通酵母发酵面包，表面向外鼓凸，呈金黄色，色泽均匀，有光泽；香气浓厚，有奶香味；切面气孔均匀细密，无大孔洞，内质洁白，有弹性，组织蓬松呈海绵状。
3、风味、营养价值提升显著，本发明的技术方案采用酵母-乳酸菌联合发酵方式，其内部含有大量不同于其他酸面团面包的风味物质或风味前体物质，不管在挥发性化合物的种类数量上，还是从挥发性化合物的含量上来说，天然酵母发酵剂发酵的面包的感官风味质量都要远远高于只使用了市售单一活性干酵母的面包。增加了如1-己醇、2-丁烯-1-醇乙酸酯、2-甲基-丁酸、3-羟基-丁醛等风味物质，面包风味更加浓郁，整体可接受度提高。
附图说明
图1酿酒酵母与乳酸明串珠菌复配对面包烘焙特性的影响；
图2添加了酿酒酵母和乳酸明串珠菌的菌粉复配后发酵烘焙的面包切片图；从左向右分别是仅添加酿酒酵母的对照组，酿酒酵母和乳酸明串珠菌复配比1：1，酿酒酵母和乳酸明串珠菌复配比1：2，酿酒酵母和乳酸明串珠菌复配比1：3，酿酒酵母和乳酸明串珠菌复配比1：4；
图3酿酒酵母与植物乳杆菌复配对面包烘焙特性的影响；
图4添加了酿酒酵母和植物乳杆菌的菌粉复配后发酵烘焙的面包切片图；从左向右、从上到下，分别是仅添加酿酒酵母的对照组，酿酒酵母和植物乳杆菌复配比1：1，酿酒酵母和植物乳杆菌复配比1：2，酿酒酵母和植物乳杆菌复配比1：3，酿酒酵母和植物乳杆菌复配比1：4；
图5酿酒酵母与乳酸明串珠菌和植物乳杆菌复配后对面包质构的影响；
图6添加了酿酒酵母、乳酸明串珠菌和植物乳杆菌的菌粉复配后发酵烘焙的面包切片图；从左向右、从上到下，分别是仅添加酿酒酵母的对照组，酿酒酵母、乳酸明串珠菌和植物乳杆菌的复配比1:0.5:1.5，酿酒酵母、乳酸明串珠菌和植物乳杆菌的复配比1:1:1，酿酒酵母、乳酸明串珠菌和植物乳杆菌的复配比1:1.5:0.5，酿酒酵母、乳酸明串珠菌和植物乳杆菌的复配比1:0.5:2，酿酒酵母、乳酸明串珠菌和植物乳杆菌的复配比1:2:0.5，酿酒酵母、乳酸明串珠菌和植物乳杆菌的复配比1:1:2，酿酒酵母、乳酸明串珠菌和植物乳杆菌的复配比1:1.5:1.5，酿酒酵母、乳酸明串珠菌和植物乳杆菌的复配比1:2:1。
图7仅添加酿酒酵母的面包(对照组)与天然酵母发酵剂发酵面包储藏期面包硬度和面包芯水分含量；
图8仅添加酿酒酵母的面包(对照组)GC-MS峰图；
图9天然酵母发酵剂发酵面包的GC-MS峰图。
图10天然酵母发酵剂储藏期水活度及菌株存活率。
具体实施方式
GC-MS条件：参照《含天然酵母粉发酵面包的营养与老化特性及风味化合物特征》，(作者张薇等，2014年，第23期33-38页)
培养基：
YPD培养基(每1L含有)：蛋白胨20g、酵母膏10g、葡萄糖20g。
GM17培养基：M17肉汤培养基(购自Oxoid公司)+5％葡萄糖，即每100mLM17培养基添加1mL 500g/L的葡萄糖溶液。
MRS培养基：MRS肉汤培养基(购自Oxoid公司)。
面包比容、硬度测定方法，GC-MS条件：参照《葡果自然发酵酸面团菌群结构及发酵面包烘焙品质研究》，(作者张薇等，2015年，第12-14页)。
面包芯水分含量测定方法：参照《食品安全国家标准GB 50093-2010》。
实施例1：天然酵母发酵剂的制备
(1)酿酒酵母WJ-03、乳酸明串珠菌WJ-01、植物乳杆菌WJ-02冻干粉制备
将酿酒酵母WJ-03以1％接种量接种至50mL的YPD液体培养基中，30℃，220rpm活化培养14h，再以5％的接种量接种至YPD液体培养基中，30℃，220rpm振荡培养24h至对数后期，8000g离心10min，菌体用等体积无菌生理盐水(0.85％Nacl)洗涤2～3次，5倍浓缩于10mL无菌生理盐水中。
将乳酸明串珠菌WJ-01以1％接种量接种至50mL的GM17液体培养基中，30℃培养箱静置培养12h，再以5％的接种量接种至50mL GM17液体培养基中，30℃培养箱静置培养16h至对数后期，8000g离心10min，菌体用等体积无菌生理盐水洗涤2～3次，5倍浓缩于10mL无菌生理盐水中。
将植物乳杆菌WJ-02分别以1％接种量接种至50mL的MRS液体培养基中，37℃培养箱静置培养12h，再以5％的接种量接种至50mLMRS液体培养基中，37℃培养箱分别静置培养24h至对数后期，8000g离心10min，菌体用等体积无菌生理盐水洗涤2～3次，5倍浓缩于10mL无菌生理盐水中。
按菌悬液与保护剂按体积比为1：0.6添加冻干保护剂(含有海藻糖80g/L，VC 15g/L，脱脂奶粉100g/L)，混合均匀，平衡30min，-80℃预冻12h，在冷阱温度-45℃～-55℃与真空度100～150mt的条件下干燥48～60h，得到酿酒酵母WJ-03、乳酸明串珠菌WJ-01、植物乳杆菌WJ-02冻干粉。酿酒酵母WJ-03的冻干存活率为96.62±10.01％，活菌数为3.99±0.21×109个/g；乳酸明串珠菌WJ-01的冻干存活率为93.88±4.2％，活菌数为1.83±0.04×1010个/g；植物乳杆菌WJ-02的冻干存活率为96.8±5.86％，活菌数为9.96±0.54×1010个/g。
(2)酿酒酵母、乳酸明串珠菌冻干菌粉复配对面包烘焙特性的影响
将(1)制备的酿酒酵母、乳酸明串珠菌冻干菌粉分别以菌个数比为1:1，1:2，1:3，1:4的比例复配，制备面包。
面包制作：
表1活性干酵母面包和天然酵母面包发酵面包配方
表2不同复配比例添加菌粉比例
将表2中菌株冻干粉适量和表1中的干料混合均匀，加水搅拌成团，加入起酥油以140rpm的速度慢搅1.5min，以280rpm的速度快搅2min至面筋网络结构形成，室温下覆膜静置10min。
将上述面团分割为90g/个，搓圆成型。于醒发箱内(38℃，相对湿度85％)醒发2h，。醒发好的面团放入烤箱内(上火170℃，下火210℃)烘烤20min。
面包冷却2h，测定面包比容和硬度。
以只添加了市售安琪活性干酵母的面包为对照。结果见图1、图2。
在酿酒酵母：乳酸明串珠菌＝1:2时，面包比容最大，为安琪酵母面包的1.13倍，1:3时，面包硬度最小，为安琪酵母面包的0.48倍。确定酿酒酵母、乳酸明串珠菌冻干菌粉复配的最适比例为1:2或1:3。
(3)酿酒酵母、植物乳杆菌冻干菌粉复配对面包烘焙特性的影响
将(1)制备的酿酒酵母、植物乳杆菌冻干菌粉分别以菌个数比为1:1，1:2，1:3，1:4的比例复配，制备面包。
面包制作：
表3不同复配比例添加菌粉比例
将表3中的菌株冻干粉适量，和表1中的干料混合均匀，加水搅拌成团，加入起酥油以140rpm的速度慢搅1.5min，以280rpm的速度快搅2min至面筋网络结构形成，室温下覆膜静置10min。
将上述面团分割为90g/个，搓圆成型。于醒发箱内(38℃，相对湿度85％)醒发2h。醒发好的面团放入烤箱内(上火170℃，下火210℃)烘烤20min。
面包冷却2h，测定面包比容和硬度。
以只添加了市售安琪活性干酵母的面包为对照。结果见图3、图4。
在酿酒酵母：植物乳杆菌＝1:2时，面包比容最大，为安琪酵母面包的1.14倍，1:3时面包硬度最小，为安琪酵母面包的0.51倍。确定酿酒酵母、植物乳杆菌冻干菌粉复配的最适比例为1:2或1:3。
(4)酿酒酵母、乳酸明串珠菌、植物乳杆菌冻干菌粉复配对面包烘焙特性的影响
根据(2)确定的酿酒酵母、乳酸明串珠菌复配比例1:2，1:3和(3)确定的酿酒酵母、植物乳杆菌复配比例1:2，1:3，将酿酒酵母、乳酸菌以菌个数比为1:2，1:2.5，1:3比例(即酿酒酵母、乳酸明串珠菌、植物乳杆菌的菌个数比例分别为1:0.5:1.5，1:1:1，1:1.5:0.5，1:0.5:2，1:2:0.5，1:1:2，1:1.5:1.5，1:2:1)制备面包。
面包制作：
表4不同复配比例添加菌粉比例
将表4中菌株冻干粉适量，和表1中的干料混合均匀，加水搅拌成团，加入起酥油以140rpm的速度慢搅1.5min，以280rpm的速度快搅2min至面筋网络结构形成，室温下覆膜静置10min。
将上述面团分割为90g/个，搓圆成型。于醒发箱内(38℃，相对湿度85％)醒发2h。醒发好的面团放入烤箱内(上火170℃，下火210℃)烘烤20min。
面包冷却2h，测定面包比容和硬度。
以只添加了市售安琪活性干酵母的面包为对照。结果见图5、图6。
在酿酒酵母：乳酸明串珠菌、植物乳杆菌＝1:1.5:1.5时，面包比容最大，硬度最小。确定酿酒酵母、乳酸明串珠菌、植物乳杆菌冻干菌粉复配的最适比例为1:1.5:1.5。以此作为天然酵母发酵剂菌种配比。
实施例2：应用天然酵母发酵剂制备面包
天然酵母发酵剂16.65g(其中酿酒酵母：乳酸明串珠菌：植物乳杆菌的菌个数比为1:1.5:1.5)，和表1中的适量干料混合均匀，加水搅拌成团，加入起酥油以140rpm的速度慢搅1.5min，以280rpm的速度快搅2min至面筋网络结构形成，室温下覆膜静置10min。
将上述面团分割为90g/个，搓圆成型。于醒发箱内(38℃，相对湿度85％)醒发2h。醒发好的面团放入烤箱内(上火170℃，下火210℃)烘烤20min。
按上述相同实施方式制备普通酵母(安琪酵母)面包。
对制备的面包进行感官评价，评价标准格式参照表5。
表5面包感官评价标准
表6面包感官评分表
由图5、图6、表6可以看出，由酿酒酵母：乳酸明串珠菌：植物乳杆菌＝1:1.5:1.5混合得到的天然酵母发酵剂发酵制备的面包较于安琪酵母面包发酵香气浓厚宜人，奶香味浓厚，整体香气清新表面呈金黄色，色泽均匀一致，有光泽，面包为圆形，表面向外鼓凸，切面气孔均匀细密，无大孔洞，内质洁白而富有弹性，组织蓬松之海绵状，无生心。
将面包密封置于4℃，测定储藏0、1、3、5、7的面包硬度和面包芯水分含量，结果见图7，可以看出复合发酵剂制备的面包在储藏期内的面包芯水分含量与安琪酵母面包无明显差异，但在储藏期内的硬度比安琪酵母面包增长缓慢，能延缓面包老化。
采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用(SPME-GC-MS)对两种面包及其烘焙前的面团进行挥发性风味物质成分分析，其结果见图8、图9(纵坐标为峰面积，横坐标为保留时间)，表7、表8。
表7普通酵母(安琪酵母)和天然酵母发酵剂发酵面包中主要挥发性风味化合物
-：不存在；
表8普通酵母和天然酵母发酵剂发酵面包中挥发性风味化合物的统计分析
从表7、表8可以看出，以天然酵母发酵剂发酵制备的面包，挥发性风味物质的种类和相对含量有所提高，出现了如1-己醇、2-丁烯-1-醇乙酸酯、2-甲基-丁酸、3-羟基-丁醛等新的风味物质。
实施例3：天然酵母发酵剂货架期性能验证
将天然酵母发酵剂采用真空包装，在4℃保存。储藏期水活度及存活率见图10，可以看出天然酵母发酵剂能较好的保持其水活度在较低的数值(0.20～0.35)。天然酵母发酵剂储藏期的存活率下降较为缓慢(真空包装，4℃保存3个月后，存活率为81.78％±4.05％)。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (9)
1.一种天然酵母发酵剂，其特征在于，是向酿酒酵母WJ-03、乳酸明串珠菌WJ-01、植物乳杆菌WJ-02菌悬液添加配方为海藻糖8％，脱脂奶粉10％，抗坏血酸1.5％的冻干保护剂，将得到的冻干菌粉以菌数为1:1.5:1.5的比例复配，得到天然酵母发酵剂；
其中，乳酸明串珠菌WJ-01，已于2016年7月20日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO:M 2016405；
植物乳杆菌WJ-02，已于2016年7月20日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO:M 2016406；
酿酒酵母WJ-03，已于2016年9月22日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO:M 2016509。
2.根据权利要求1所述的一种天然酵母发酵剂，其特征在于，发酵剂的形态为粉剂。
3.权利要求1所述天然酵母发酵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将酿酒酵母WJ-03、乳酸明串珠菌WJ-01、植物乳杆菌WJ-02，活化培养后，收集菌体，重悬于无菌生理盐水，向菌悬液中添加冻干保护剂后，经真空冷冻干燥，得到酿酒酵母WJ-03、乳酸明串珠菌WJ-01、植物乳杆菌WJ-02的冻干粉；
(2)将步骤(1)制备的酿酒酵母WJ-03、乳酸明串珠菌WJ-01、植物乳杆菌WJ-02冻干菌粉以菌数为1:1.5:1.5的比例复配，得到天然酵母发酵剂。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)具体包括如下步骤：取50mL培养到对数后期的酿酒酵母WJ-03、乳酸明串珠菌WJ-01、植物乳杆菌WJ-02，离心收集菌体细胞，弃上清，用等体积无菌生理盐水洗涤两次，沉淀5倍浓缩于10mL无菌生理盐水中；按菌悬液与保护剂体积比为1：0.6添加冻干保护剂，平衡30min，-80℃冰箱过夜预冻；经真空冷冻干燥机冷冻干燥后，密封放入4℃冰箱保存。
5.应用权利要求1或2所述天然酵母发酵剂制备面包的方法，步骤如下：
(1)面包面团制备：将高筋面粉、糖、天然酵母发酵剂、干酵母和盐以10:0.5～1:0.5～1:0.05～0.1:0.1～0.15的质量比混合，加入面粉质量0.5～0.6倍的水以50～150rpm的速度慢搅1～2min，以200～300rpm的速度快搅1～2min成团，再加入面粉质量0.5～0.7倍的起酥油以50～150rpm的速度慢搅1～2min，再以200～300rpm的速度快搅1.5～2.5min，室温下覆膜静置10～15min；
(2)将步骤(1)制备的面团分割为80～100g/个，36～40℃，相对湿度80～90％醒发1～2h；
(3)将步骤(2)醒发后的面团烘烤20～30min。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)是将天然酵母发酵剂16.65g，加入高精面粉240g，干酵母1.92g，糖19.2g，盐3g，水139.2g搅拌成团，加入15g起酥油以140rpm的速度慢搅1.5min，以280rpm的速度快搅2min至面筋网络结构形成，室温下覆膜静置10min。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)将覆膜静置后的面团分割为90g/个，于38℃，相对湿度85％醒发箱内醒发2h。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(3)对醒发后的面团进行烘烤；所述烘烤是控制上火170℃，下火210℃烘烤20min。
9.权利要求1或2所述天然酵母发酵剂在制备面包中的应用。
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