市售酵母發酵特性和抗凍性的比較

李瑞，艾志錄，鄭學玲，王娜，陳月華，范會平＊

1(河南農業大學 食品科學技術學院，河南 鄭州，450002) 2(河南工業大學 糧油食品學院，河南 鄭州，450001)

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市售酵母發酵特性和抗凍性的比較

李瑞1，艾志錄1，鄭學玲2，王娜1，陳月華1，范會平1＊

1(河南農業大學 食品科學技術學院，河南 鄭州，450002) 2(河南工業大學 糧油食品學院，河南 鄭州，450001)

摘要采用蒽酮比色法測定不同市售酵母中海藻糖的含量，并結合F3流變發酵儀測出面團冷凍前后酵母發酵特性的變化，對不同酵母的抗凍性進行比較，用以篩選出合適的抗凍酵母來生產冷凍面團。結果表明：5#酵母的海藻糖含量最高，15#、12#和10#酵母制成的新鮮和冷凍面團的發酵力均較大，8#、20#和25#的抗凍力最強且全為高糖型酵母。綜合比較得出，在冷凍面團的制作中應首先選擇8#酵母。

關鍵詞酵母；發酵特性；抗凍性；海藻糖

冷凍面團技術在國內外面包行業的連鎖店經營中已十分成熟和規范，而在中式面點的應用中還處于探索階段。我國冷凍面團在冷凍、貯存及解凍過程中存在品質下降等問題，在眾多因素中以酵母和面粉特性[1]的影響程度最大，其中酵母抗凍性弱[2]是影響冷凍面團產品質量的關鍵問題?；钚愿山湍副粡V泛應用于發酵面食加工領域[3]，且在冷凍面團的生產中性能較鮮酵母更好[4]。然而國內外的干酵母廠家繁雜，市場上產品多樣，因此干酵母的品質和特性存在差異，而發酵特性和抗凍特性直接著影響冷凍面團最終質量。

海藻糖是酵母在穩定期積累的貯藏性糖類[5]，具有獨特的抗冷凍的生物學功能。HINO研究表明，海藻糖并不是酵母抗凍的關鍵[6]，也有研究發現，酵母胞內海藻糖含量與抗凍能力正相關[7]。所以測定胞內海藻糖含量對篩選抗凍酵母具有一定的指導意義[8]。酵母抗凍性最終由低溫下的酵母活力決定，因此有必要對冷凍面團的發酵性和抗凍性進行研究。

國內外已對面包類冷凍面團酵母的抗凍性和抗凍機理作了大量的研究，但對饅頭類冷凍面團酵母的發酵特性和抗凍性的系統研究很少，對于酵母品牌的選取也不夠全面。本研究主要搜集市場上國內外不同廠家、品牌的干酵母，并與鮮酵母、老酵子及泡打粉比較，從而篩選出市售發酵性和抗凍性好的干酵母，用于生產冷凍面團制作的發酵面制品，對推動我國饅頭主食工業化進程具有重要意義。

1實驗材料與方法

1.1實驗材料

神象特一粉，鄭州海嘉食品有限公司；市售發酵劑25種，見表1。

1.2主要實驗試劑及配制

海藻糖標準品，上海恒信化學試劑有限公司；2 g/L的蒽酮試劑，將0.2 g蒽酮溶解于100 mL質量分數為95%濃硫酸中，置于棕色瓶中冷暗處保存；無水乙醇等均為分析純。

1.3主要儀器與設備

F3流變發酵儀，法國肖邦技術公司；JXFD-7醒發箱，北京東孚久恒儀器技術有限公司；KLT-4020高低溫試驗箱，無錫科隆實驗設備有限公司；752型紫外分光光度計，上海精密科學儀器有限公司。

1.4實驗方法

1.4.1面粉基本指標的測定

水分含量：GB 24898—2010；粗蛋白含量：GB5009.5—2010；灰分含量：GB5009.4—2010；降落數值：GB/T1 0361—2008；濕面筋含量：SB/T 10248—1995；粉質參數：GB/T14614—2006。

1.4.2酵母基本成分的測定

酵母中的水分含量測定：JJG658—2010；酵母中的蛋白含量測定：GB5009.5—2010。

1.4.3酵母中海藻糖的測定

1.4.3.1標準曲線的繪制

海藻糖的測定采用蒽酮比色法[9]。在周潔方法[10]的基礎上進行改進，配置0，0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mg/100 mL的海藻糖，繪制標準曲線。

表1　25種市售發酵劑的編號及生產單位

1.4.3.2酵母中海藻糖含量的測定

酵母中海藻糖的提取采用熱乙醇法，參考張雪蓮的優化工藝[11]和李靜的實驗方法[12]進行。

稱取5 g干酵母加入50 mL體積分數為40%的乙醇溶液，放入80 ℃水浴鍋中攪拌提取1 h，得到的提取液倒入離心管中于3 000 r/min的條件下離心20 min，繼續使用旋轉蒸發器濃縮去除乙醇溶液，加入超純水定容至50 mL，再次3 000 r/min離心20 min，取上清液，稀釋至適當倍數，再用蒽酮比色法測定。根據海藻糖的標準曲線，得出海藻糖的濃度，再結合發酵劑的含水量，折算出每克發酵劑干物質中的對應的海藻糖含量。

1.4.4酵母發酵特性的測定

1.4.4.1新鮮面團和冷凍面團的制備

配方：面粉250 g，蒸餾水120 mL(除23#和24#130 mL外)，干、鮮酵母2 g(除22#：7.5 g，23#：20 g，24#：老酵20 g+6#酵母1 g外)。

(1)新鮮面團的制備

面團調制→壓延→整型→分割、稱量。

面團調制：稱取面粉后，35 ℃恒溫1 h。將原料混合后用和面機和面5 min， 面團溫度保持在30 ℃。干酵母及鮮酵母預先溶解于35 ℃蒸餾水中；老酵頭先溶解于35 ℃蒸餾水后，置于醒發箱(35 ℃、RH 85%)20 min后，再和面；泡打粉直接與干面粉混勻，再加水和面。

壓延：用軋距2.3 mm的壓片機壓延5次，注意每次壓延后垂直對折。

分割、稱量：采用減量法。

(2)冷凍面團的制備

面團調制→壓延→整型(成長柱形，高30 cm)→速凍(-35 ℃，1 h →自封袋凍藏(-18 ℃，7 d) →解凍(30 ℃，RH85%，40～45 min)→分割、稱量。

解凍：解凍至面團中心溫度在0～5 ℃后，迅速分割稱量。

其他操作要點同新鮮面團。

1.4.4.2面團冷凍前后發酵特性的測定

新鮮面團和冷凍面團的發酵特性均采用F3型肖邦流變發酵儀，將制備好的面團迅速置于條件為面團315 g，溫度35 ℃，時間3 h，砝碼2 000 g的發酵儀中進行測定。

1.4.5酵母的抗凍特性的測定

酵母的抗凍性用抗凍力即相對發酵力表示，發酵力用產氣量表示，見公式(1)。

(1)

1.5數據處理

試驗數據采用Excel和SPSS 16.0進行處理。

2結果與分析

2.1面粉的基本指標

面粉的基本指標測定結果見表2。

表2　實驗用面粉的理化指標

注：%表示質量分數，表3與此同。

由表2可知，該面粉的總蛋白質含量為13.5%，濕面筋含量為29.8%。降落數值為378 s，表明淀粉酶活性中等偏下，不會直接導致面團發酵過快[13]，從而減小發酵劑外其他因素的影響。粉質參數表明面粉的穩定時間為8.2 min，吸水率為61.7%。

2.2酵母的基本成分及海藻糖含量

2.2.1海藻糖的標準曲線結果

海藻糖的標準曲線的回歸方程為：y=6.452 2x+0.105 0，R2=0.999 7，該標準曲線可用于海藻糖濃度的測定。

2.2.2酵母的基本成分及海藻糖含量(表3)

表3　25種發酵劑的各組分含量

由表3可知，干酵母的蛋白含量均在40%以上，21#、4#、2#、7#、10#、15#酵母的蛋白質含量較高，22#泡打粉的蛋白含量最低。

25種發酵劑的海藻糖含量差異較大。干酵母中，5#海藻糖含量最高，其次是3#海藻糖含量比較高，6#、8#、9#海藻糖含量略次于3#；20#海藻糖含量在所有干酵母中最低。21#為鮮酵母，22#為泡打粉，23#為老酵子，24#為混合發酵劑，它們與其他干酵母的可比性不大，且海藻糖含量都較低。

2.3酵母對面團發酵力、抗凍力的影響及海藻糖含量與發酵力、抗凍力的相關性

不同酵母制作的新鮮面團和冷凍面團的發酵力及其相對發酵力結果，見圖1和圖2；不同酵母的海藻糖含量與新鮮面團發酵力、冷凍面團發酵力和抗凍力的相關性分析結果，見表4和表5。

表4　描述性統計量表

表5　海藻糖含量與發酵力和抗凍力的相關性

圖1　新鮮面團與冷凍面團的產氣量的比較Fig.1　Comparison of the gas production for fresh-made dough and frozen dough

圖2　不同發酵劑的抗凍性的比較Fig.2　Comparison of frozen resistance of different leavens

由圖1可知：除22#泡打粉和23#老酵的發酵力最弱外，其余的酵母發酵力均在860 mL以上，且在新鮮面團和冷凍面團中的規律是一致的。結合圖2分析得出，除8#、9#、20#、23#、25#的冷凍面團比其新鮮面團產氣量大且抗凍力大于1外，其余均符合酵母在冷凍和解凍過程中因受冷凍傷害而不能保持其原有發酵能力的規律。冷凍后比冷凍前發酵力出現不降反升，可能是因為冷凍面團解凍過程中會產生某些糖類，可以作為酵母的營養源[14]，而8#、9#、20#、23#、25#酵母分泌麥芽糖酶的能力較強[15]，使得可供發酵的葡萄糖較多，從而使產生的CO2氣體增加。

制成的新鮮面團發酵力從最高者開始排序為15#>12#>7#>10#>3#，而冷凍面團發酵力從最高者開始排序為：12#>15#>10#>14#>7#，且2#、3#、4#、5#、6#、7#、10#、12#、14#、15#、16#酵母制成的新鮮面團和冷凍面團發酵力均在1 200 mL以上。4#、2#、3#酵母制成的冷凍面團的產氣量基本接近，且產氣能力中等偏上。在所有干酵母制成的冷凍面團中，1#發酵力最差，且與其他酵母相差較大。21#的發酵力偏低，22#、23#制作發酵面食的冷凍面團時不僅發酵力低而且耗時，而混合發酵劑24#的發酵力在3 h內并未完全釋放出來，這4種發酵劑制成的冷凍面團與其他酵母可比性不大，所以不宜用于制作冷凍面團。

比較可知：制成的新鮮面團發酵力最強的15#酵母，其冷凍面團發酵力低于12#酵母，說明其抗凍性不佳。15#、12#和10#酵母制成的新鮮和冷凍面團的發酵力均較大，抗凍力則中等或中等偏下。23#老酵的抗凍力最強，其次8#、20#和25#酵母的抗凍力較強且均為高糖型酵母，適用于高糖發酵面制品中，這與目前國內市場銷售的多為高糖耐凍酵母[16]一致。而發酵力較強的酵母其抗凍性一般較弱，反之亦成立。

由表4可知，酵母海藻糖含量、新鮮面團發酵力、冷凍面團發酵力和抗凍力的平均值分別為134.37、1205.44、1085.56和0.93，各指標標準差相對較大表明不同酵母的發酵特性和抗凍特性不同。結合表5得出，酵母海藻糖含量與新鮮面團發酵力、冷凍面團發酵力和抗凍力的相關系數分別為-0.174、0.129和-0.081，前者和后者的雙尾檢驗值Sig.(2-tailed) 均遠遠大于0.05，表明酵母海藻糖含量與新鮮面團發酵力和抗凍力均沒有確定的相關性，這與Hino研究[6]中抗凍力的結果一致，而與周潔得出的胞內海藻糖含量與酵母的抗凍能力正相關[10]的結果不一致，這種不一致可能是由提取海藻糖的方法不同造成的。酵母海藻糖含量與冷凍面團發酵力的Sig.(2-tailed)為0.129，接近0.05，說明酵母海藻糖含量與冷凍面團發酵力呈微弱的正相關，但并不顯著，這與周潔[10]研究的添加海藻糖與發酵力無關的結果基本一致。

2.4不同酵母對面團持氣量和持氣率的影響

不同品種酵母對其制作的新鮮面團和冷凍面團持氣量和持氣率的影響結果，分別見圖3、圖4。

圖3　不同發酵劑發酵時面團冷凍前后的持氣量Fig.3　Gas holding capacity of dough when fermented with differents kinds of leaven before and after frozen

圖4　不同發酵劑發酵時面團冷凍前后的持氣率Fig.4　Gas holding proportion of dough when fermented with differents kinds

由圖3可知：除8#、9#、11#、12#、13#、19#、20#、23#和25#制成的面團在冷凍后持氣量增加外，其他酵母在冷凍面團中的持氣量均比新鮮面團中降低，這是由于酵母在低溫下的內溶物會流出，含有谷胱苷肽[17]，影響面筋網絡的形成，從而在冷凍后持氣能力降低。15#、10#和7#酵母冷凍前后的持氣量最高，與總產氣量結果一致。

結合圖4可知，除8#和22#冷凍后持氣率比冷凍前略微降低外，其余發酵劑制作的面團在冷凍后持氣率升高，并且冷凍前持氣率較低的酵母在冷凍后持氣率升高更為明顯，這是由于這些發酵劑制作的面團本身產氣量較大，隨發酵時間的延長，面團內部組織的孔洞逐漸增大，容易撐破表面而坍塌漏氣，持氣性降低[18]，產氣量較大的酵母更容易漏氣，相應的持氣率則低。22#泡打粉和23#老酵在3 h內產氣量很低，不易將面筋網絡撐破而漏氣，因此持氣率在新鮮面團和冷凍面團中均最高，持氣量則均最小。而干酵母中1#、9#、11#、13#制成的新鮮及冷凍面團持氣率最高，但持氣量均不大。

2.5不同酵母對面團氣體釋放最大高度和開始漏氣時間的影響

不同酵母對其制作的新鮮面團和冷凍面團氣體釋放曲線最大高度和開始漏氣時間的影響結果，圖5和圖6。

圖5　不同發酵劑發酵時面團冷凍前后的氣體釋放曲線最大高度Fig.5　The gas release curve maximum height of dough when fermented with differents kinds of leaven before and after frozen

圖6　不同發酵劑發酵時面團冷凍前后的開始漏氣時間Fig.6　The gas leakage time of dough when fermented of different leavens before and after frozen

由圖5可知：隨著發酵時間的延長，面筋網絡結構坍塌，氣體釋放高度開始降低，而在冷凍后的氣體釋放曲線最大高度比冷凍前均有所降低。結合圖1得出，新鮮面團氣體釋放曲線最大高度與其產氣量、冷凍面團氣體釋放曲線最大高度與其產氣量的大小關系并不完全一致，但對發酵特性較好的酵母和發酵最慢的泡打粉、老酵其排序是基本一致的。15#、12#和10#酵母制成的面團冷凍前后氣體釋放最大高度和產氣量都有較大值。

由圖6可知：除22#、23#在3 h內未發酵完全而未開始漏氣外，10#制成的面團冷凍前后漏氣時間一致，其他酵母制成的冷凍面團均比其新鮮面團開始漏氣的時間推遲，也就是冷凍后面團表面出現空洞的時間比冷凍前晚，耐發酵性增強。結合圖4得出，面團冷凍前后基本呈現泄露CO2越晚，持氣率越高的規律，即Tx值與面團持氣率正相關，與耐發酵性正相關。11#、9#和1#酵母制成的新鮮面團耐發性很好，在冷凍后的面團穩定性也較好，但持氣能力不強。15#、12#和10#酵母制成的面團冷凍前后呈現Tx值最小，持氣率最低，表明最早開始漏氣，耐發酵性最差；結合圖1得出，新鮮面團和冷凍面團的產氣能力越強，持氣性往往越弱。

3結論

根據F3發酵儀測定市售酵母發酵3 h的結果，15#、12#和10#酵母制成的新鮮和冷凍面團的發酵力、氣體釋放曲線最大高度均較大，但耐發性較差；8#、20#和25#的抗凍力最強，冷凍前后發酵力均在1 000 mL以上，持氣性率較高，且在冷凍后產氣能力上升，均為高糖型酵母。

結合海藻糖測定結果得出，5#海藻糖含量最高，3#、9#和8#的海藻糖含量較高，酵母胞內海藻糖含量對其抗凍力有一定的影響，冷凍后發酵力較強的酵母與其海藻糖含量具有一定的正相關性，但并不顯著。

綜合比較得出，發酵力較強的酵母其抗凍性相對較弱；在冷凍面團的制作中優先選擇8#酵母，其次是20#和25#。

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Comparison on fermentation characteristics and frozen tolerance of yeast on the market

LI Rui1, AI Zhi-lu1,ZHENG Xue-ling2, WANG Na1, CHEN Yue-hua1, FAN Hui-ping1*

1(College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou,450002)2(College of Food Science and Technology, Henan University of Technology, Zhengzhou,450001,Henan,China)

ABSTRACTUsing colorimetric method of anthrone to determine the content of trehalose in different yeasts, and associating with data from Rheofermentometer F3 showing the changes of fermentation characteristics of yeast before and after freezing to compare the frozen tolerance of different yeasts, the suitable antifreezing yeast was screened out to produce frozen dough. The results showed that the trehalose content in No.5 yeast was the highest, and the fermentative ability of both fresh-made and frozen dough produced by No.15, No.12 and No.10 yeast was stronger, and No.8, No.20 and No.25 yeast had the strongest frozen resistance ability. After comprehensive comparison, No.8 yeast should be the preferred selection in the production of frozen dough.

Key wordsyeast; fermentation characteristics; frost resistance; trehalose

收稿日期：2015-09-06，改回日期：2015-10-28

基金項目：公益性行業(農業)科研專項經費資助(201303070)

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201602016

第一作者：碩士(范會平副教授為通訊作者，E-mail:fanhuiping 1972@ hotmail.com)。