微生物制劑在面包品質改良上的研究與應用

葉豪鑫

（浙江工商大學食品與生物工程學院，浙江杭州 310000）

自然界中存在豐富的微生物資源，被廣泛地應用在食品、藥品、農產品等許多行業。這一類資源的合理開發，將會給社會帶來巨大財富。尤其在食品中，人們對食品質量與口味的追求變得多樣化，將微生物良好應用于食品生產是未來發展的方向之一。

微生物酶制劑在食品生產中是一項重要應用。我國已批準使用于食品工業的酶制劑有α-淀粉酶、葡糖糖氧化酶、脂肪酶、纖維素酶等，主要應用于果蔬加工、焙烤、乳制品加工等方面。α-淀粉酶可以降解淀粉產生發酵糖，改善面包口感、外殼顏色和烘烤品質；葡糖氧化酶作為一種強筋劑用于面粉，可以提高面包柔韌性、延緩淀粉老化；脂肪酶的水解產物能結合淀粉，改善面包的內部組織結構、柔軟度。半纖維素酶將非淀粉多糖部分溶解，從而提高面包品質。

1 微生物酶的一般生產技術

酶廣泛存在于動植物、微生物體內，最早提取自動植物的組織和器官，但目前主要來源于工業發酵。由于種類多和成本低等優勢，微生物酶成為食品開發中的一個重要元素。微生物發酵即是指利用微生物在一定的條件下將原料經過氧化、還原等代謝途徑轉化為人類所需要的產物的過程，是微生物酶的一般生產技術。微生物發酵生產水平主要取決于菌種的遺傳特性和培養條件。發酵工程的應用范圍包括食品、醫藥等方面[1]。

微生物發酵過程根據發酵條件要求分為好氧和厭氧。好氧發酵法主要是在液體或固體培養基表面培養發酵，包括通氧深層發酵等方法。厭氧發酵采用不通氧的深層發酵。因此，好氧發酵與厭氧發酵都需要通過深層培養來實現，這種培養需要在具有一定深度的圓柱形發酵罐內完成[2]。

2 面包品質改良技術

目前，面包品質改良技術十分豐富，如基因工程技術、使用食品品質改良劑、預烤冷凍、微生物酶制劑技術等?；蚬こ碳夹g主要是通過對蛋白質改良、糖類改良和油脂改良來改善食品營養品質，也可用于改善食品發酵風味，亦可用于改良面包品質[3]。為了明確不同的品質改良劑對冷凍面團面包品質的影響，高坦等人[4]研究出復配品質改良劑，使得冷凍面團面包具有最大的比容、最低的硬度和膠黏性以及最優的感官品質。預烤冷凍是對面包面團進行改善的技術，與新鮮面包進行對比，通過生產工藝改進和添加劑改良，使預烤冷凍面包的品質達到新鮮面包的品質效果[5]。微生物酶制劑是最為常見的面包品質改良技術，其中最主要酶制劑有α-淀粉酶、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶、脂肪酶等。α-淀粉酶、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶這3種酶制劑復合使用時,能產生良好的協同效應，改善雜糧面包品質并,降低酶制劑添加總量[6]。張琨等人[7]通過正交試驗篩選α-淀粉酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶3種酶制劑對面包烘焙品質的改良作用并確定最佳配比，可制得品質較好的面包。

3 不同微生物酶制劑在面包品質改良中的應用

3.1 α-淀粉酶

α-淀粉酶是一類能水解多糖α-1,4糖苷鍵產生短鏈糊精的淀粉降解酶。這些酶廣泛分布于所有生物體中。大多數α-淀粉酶是金屬酶，其所具備的活性、穩定性和完整性都需要鈣離子[8]。在烘焙過程中，α-淀粉酶被添加到面團中，將淀粉轉化為較小的糊精，隨后被酵母發酵，改善了面包的口感、外殼顏色和烘烤品質[9]。α-淀粉酶通過降解淀粉產生發酵糖，并改變淀粉的物化特性，進而影響小麥制品的品質，其效果與α-淀粉酶的來源、含量及小麥制品種類有關。成熟種子中殘留的α-淀粉酶對面包品質有顯著影響，優質面包品質選擇時應關注小麥α-淀粉酶活性的差異[10]。當綠豆漿酶解液中α-淀粉酶加酶量為0.5%時，面包高度和感官評分最大，面包芯內部氣孔均勻，硬度和咀嚼性小，老化速度變慢[11]?？傊?，α-淀粉酶可以加快面團發酵速度，縮短發酵時間，有效改善面包內部組織結構，減緩淀粉老化，延長面包保鮮時間。

3.2 葡糖氧化酶

葡糖氧化酶是食品工業中一種重要的工業用酶，廣泛用于葡萄酒、啤酒、果汁、奶粉等食品脫氧、面粉改良、防止食品褐變等方面。葡糖氧化酶廣泛分布于動植物和微生物體內，作為一種強筋劑用于面粉中，有很大的熱穩定性，在30～60 ℃內穩定，溫度對酶活力影響不顯著[12]。葡糖氧化酶在有氧條件下可以將葡萄糖轉化為葡萄糖酸，產生過氧化氫，將巰基氧化為二硫鍵，達到強化面筋，生成更強、更具彈性的面團的目的；同時使面包體增大，提升焙烤質量[13]。添加葡糖氧化酶可顯著降低（P＜0.05）面團中巰基含量，增加二硫鍵含量，其中復合酶組變化率最大。從面團及面筋微觀結構方面比較，與未添加相比，葡糖氧化酶可促進面團中面筋網絡的改善，并使面筋結構孔洞更均一，面筋網絡更完整、連續[14]。面包粉中適當添加葡糖氧化酶，有利于改善面粉的加工特性，在延緩面包老化、提高面包柔韌性方面表現突出。

3.3 脂肪酶

脂肪酶是一類羧基酯水解酶，能夠將甘油三酯水解成甘油和脂肪酸。脂肪酶主要存在于動植物和微生物的組織中，包括磷酸酯酶、固醇酶和羧酸酯酶。研究發現，在面團中添加脂肪酶后，面團的流變學特性、面包品質、饅頭品質都會得到一定改善，對面包制品的內部組織結構、面包柔軟度等指標都有較好的改良作用[15]。相關烘焙試驗結果表明，脂肪酶對面包制品的內部組織結構、面包芯柔軟度等指標都有較好的改良作用[16]。新型的脂肪酶不斷地在食品中取得應用，重組疏棉狀嗜熱絲孢菌脂肪酶能有效改善面包的烘焙品質且具有不同于商業酶的獨特優勢[17]。

3.4 半纖維素酶

半纖維素酶是一類復雜酶的總稱，包括內切木聚糖酶、外切木聚糖酶、纖維二糖水解酶等。木聚糖酶在米糠面團中有較好應用。米糠有助于提高面包營養價值，但隨著添加量增加，面包品質下降。當木聚糖酶添加量為60 mg/kg時，面包的比容最大、面包芯氣孔結構最好，面包硬度、咀嚼性及硬化速率最小，面包總體感官評分最好[18]。含半纖維素酶的酶制劑能夠有效解決面粉因添加膳食纖維而帶來的問題，粗糙的麩皮顆粒會對面筋的網絡結構產生影響，半纖維素酶通過對非淀粉多糖的部分溶解，從而提高面包品質。如表1所示，總結4種微生物酶制劑對面包品質改善的作用原理和效果。

表1 微生物酶制劑對面包品質的改善

4 結語

目前，主要用于面包品質改良的酶制劑有α-淀粉酶、葡糖氧化酶、脂肪酶、半纖維素酶。這些酶制劑在不同方面改良了食品品質，科學合理地添加、復配微生物酶制劑將會對食品行業產生巨大的有利影響。