酵子面包在貯藏過程中理化及微生物指標的變化

陳宇飛，冷進松

（吉林工商學院食品工程學院，吉林 長春 130062）

酵子面包在貯藏過程中理化及微生物指標的變化

陳宇飛，冷進松

（吉林工商學院食品工程學院，吉林 長春 130062）

測定在25 ℃條件下貯藏期間酵子面包和酵母面包的理化指標及微生物指標的變化，得出面包老化的物性參數變化規律，揭示其抗老化機理。對感官指標、硬度、水分活度、熱特性、自由水含量、電鏡掃描、破碎率、膨潤度、質構分析特性等理化指標及微生物指標進行測定。結果表明：隨貯藏時間延長，面包水分含量顯著下降，硬度明顯上升。與酵母面包相比，酵子面包具有水分含量較高，硬度較小，淀粉顆粒更容易發生團聚等特性，物性學研究結果顯示，將傳統發酵劑酵子應用于面包生產，具有較好地延緩淀粉回生和老化的效果。確定面包老化的定量物性參數范圍，為由定性分析向定量參數分析轉變作了有益探索。

酵子面包；老化；熱特性；物性學

酵子是一種傳統的面食發酵劑，歷史悠久，在中國用酵子進行發酵已有幾千年的歷史。酵子作為面食發酵劑，除含有酵母外，還含有多種細菌、產脂霉菌和產香霉菌[1]，可增加面包風味，使發酵后的面團具有獨特的口感和風味，深受廣大消費者的喜愛，在市場上占有一定的市場份額，是酵母面包所無法取代的。將傳統發酵劑酵子用于面包的生產，國內外相關的報道較少。

面包在貯藏時發生了一系列的變化,其中包括物理、化學[2]及微生物的變化。具體表現為，表皮比先前變得更脆，芯部硬度增加，更易破碎，松軟程度以及彈性也有所降低，更易掉渣，同時面包的香味消失，致使味道趨于平淡，失去新鮮感，而逐漸老化并變硬。參照流變學的觀點可知，硬度增加是面包老化的重要標志[3]。本實驗使用酵子作為發酵劑所生產的面包，在25 ℃條件下貯藏，對在貯藏不同階段面包的各項理化及微生物指標進行測定，探究其在貯藏期不同時段品質的穩定性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

高筋粉 中糧面業（秦皇島）鵬泰面粉有限公司；酵子 長春瑞祥生物制品有限公司；硬質酰乳酸鈉、單甘酯 長春普瑞特食品添加劑廠；起酥油 天津南僑油脂有限公司。

1.2 儀器與設備

CT3質構儀 美國博勒飛公司；TU-1810-SPC紫外分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司； FX-20醒發箱 廣東恒聯食品機械有限公司；TGL16A臺式高速冷凍離心機 湖南凱達科學儀器有限公司；SK-924G食品電烤爐 無錫新麥機械有限公司；CP214電子天平梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；HMV-1000硬度測定儀 中國科學院上海光學精密機械研究所；Q20差式掃描量熱分析儀 美國TA儀器公司；JSM-6701F掃描電鏡 日本電子公司；XTY5102779水分活度測定儀軒泰儀（北京）科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 酵子制作

選取300 g面粉，將相當于面粉用量270%的熱開水加入面粉中將其燙開，攪拌至無疙瘩之后，涼至室溫，然后將已用溫水浸泡過的老酵頭(用量為面粉用量的5%）加入面糊中，28 ℃發酵180 min，加入玉米面150 g，二次發酵120 min，加入玉米面100 g，三次發酵120 min，加入玉米面100 g，四次發酵100 min，拍成餅狀，干燥后即可得到成品玉米酵子[4]。

1.3.2 酵子面包的制作工藝

參照GB/T 14611—2008《糧油檢驗：小麥粉面包烘焙品質試驗直接發酵法》標準[5]，具體操作如下：首先將550 g高筋粉、酵子粉35 g、水315 g、蔗糖5 g、在80 r/min混合攪拌10 min，待面團[6]形成5 min后，于38 ℃、濕度80%～85%條件下發酵90 min后,加入小麥粉150 g、水385 g、起酥油12 g、硬脂酰乳酸鈉1 g、蔗糖酯1 g、三聚甘油單硬脂酸酯0.05 g、食鹽1 g、分子蒸餾單甘酯5 g，二次和面10 min，壓面25次，成型，將面胚在相同條件下醒發50 min，最后調節上火120～160 ℃、底火180～220 ℃，時間約12～15 min。提高上火至180～220 ℃、底火200～250 ℃，約5～10 min。繼續調整上火維持在180～220 ℃、底火調低到180 ℃，時間3 min。

1.3.3 酵母面包的制作工藝

原輔料的預處理→面團的攪拌→發酵→整形制作→面包坯的醒發→烘烤→面包的冷卻與包裝

1.3.4 面包感官評定方法

面包的感官評定由專家型評審小組完成，該小組成員均是來自吉林工商學院食品工程學院，由6位食品工程專業的教授和博士、碩士組成。按照面包烘焙品質評分標準[7]打分。

1.3.5 面包貯藏過程中硬度與水分含量的變化

面包貯藏期每隔12 h用切片器在面包中部切出2 片厚度為1.5 cm薄片，用硬度儀測定向下壓入40%厚度時所受的力（g），測量兩次，取平均值。同時用水分測定儀測定水分含量。

1.3.6 面包自由水含量測定

稱取面包中心區干燥的樣品10 mg，放入差示掃描量熱儀（differential scanning calorimetry，DSC）中開始測定，每隔12 h測定一次，吸熱曲線上吸熱峰的面積表示糊化吸收熱焓。根據該峰的焓值可以計算自由水含量，如下式所示[8]：

1.3.7 面包貯藏過程中水分活度變化

用水分活度測定儀對面包樣品進行測定，每隔12 h測定一次，具體方法如下：取適量試樣，放置到儀器樣品盒內，將具有傳感器裝置的表頭放置到樣品盒上（切勿使表頭沾上樣品），移送到20 ℃恒溫箱中，2 h，待指針恒定不變時，所指示數值即為此溫度下試樣的水分活度（aw）值[9]。

1.3.8 面包貯藏過程中電鏡掃描(scanning electron microscopy，SEM)測定

將室溫放置48 h的面包中心取樣，樣品固定在直徑1 cm樣品臺上，噴金，置于5 000 倍放大倍數掃描電鏡下觀察和分析，觀察兩種面包的淀粉團聚狀態，以確定回生老化。

1.3.9 面包貯藏過程中破碎率的變化

將1.5 cm厚的面包薄片夾在面制品老化測定儀夾具上，開動測定儀磨輪，以在一定時間內掉入精密電子秤上碎屑的質量表示面包的破碎率，用來衡量面包的老化程度[10]。

1.3.10 面包貯藏過程中膨潤度變化

每隔12 h，將10 g面包粉碎，100目過篩，制成質量濃度為0.02 g/mL淀粉乳，50～70 ℃加熱攪拌30 min，3 000 r/min離心，將上層清液放置到105 ℃烘干，計算其溶解度（S），由離心管中膨脹淀粉質量計算其膨潤度（SP）。計算公式如下[11]：

式中：m1為上清液蒸干至質量恒定后的質量；m為樣品質量；m2為離心后沉淀物質量。

1.3.11 面包貯藏過程中物性學特性變化

用質構儀對試驗樣品進行物性學測定，采用平底柱形探頭P/25。測試條件：測前速率為1 mm/s；測試速率為0.8 mm/s；測后速率與測試速率保持一致；壓縮程度為60%；停留間隔為3 s[12]；數據采集速率400 pps；觸發值5 g；觸發距離2.000 mm，每項測試重復2 次。

1.3.12 面包貯藏過程中微生物數量變化

參照GB/T 4789.2—2010《食品衛生微生物學檢驗：菌落總數測定》[13]，按食品微生物學檢驗方法進行菌落總數測定。

2 結果與分析

2.1 感官評定結果

表1 感官評分結果Table1 Sensory evaluation of sourdough bread and Jiaozi bread

經感官評定專家小組評定，酵子面包在多項參數上優于酵母面包，綜合得分比酵母面包高。

2.2 面包貯藏過程中硬度與水分含量變化

圖1 酵子面包與酵母面包貯藏期間硬度（A）和水分含量（B）的變化Fig.1 Changes in rigidity and moisture content of Jiaozi bread and yeast bread during storage

由圖1A可知，在貯藏過程中，面包的硬度均呈上升的趨勢，0～24 h硬度增加較快，之后逐漸緩慢，到72 h趨于平穩。從硬化速率可知，酵子面包的硬化相對舒緩，這與其水分含量有關。從圖1B可以看出，面包的水分都呈下降趨勢，尤其在前24 h內，水分下降較為明顯。72 h后趨于平穩。酵子面包的水分較酵母面包下降緩慢，這與其硬化相對舒緩一致。

2.3 面包的DSC法測定自由水含量結果

從圖2可以看出，面包在貯藏過程中，其焓值逐漸下降，自由水含量也逐漸下降，自由水與焓值呈現正相關。而結合水含量逐漸增加。酵子面包自由水下降的相對較慢，總含水量較酵母面包略高。面包貯藏過程中自由水、結合水含量的變化，可能是自由水從無定形區到淀粉結晶區的水分重新分配的結果，也可能是由于水分在無定形區發生了重新分配[14]。總含水量高，同時自由水含量也較高，這與酵子面包在貯藏期間硬化慢相符。但是自由水和結合水對硬度的影響還需進一步的研究。

圖2 酵子面包與酵母面包貯藏期間焓值（A）、自由水含量（B）和結合水含量（C）的變化Fig.2 Changes in enthalpy, free water and bound water of Jiaozi bread and yeast bread during storage

2.4 面包貯藏過程中水分活度的變化

圖3 酵子面包與酵母面包貯藏期間水分活度變化過程Fig.3 Change of water activity of Jiaozi bread and yeast bread during storage

由圖3可知，面包在貯藏期間水分活度呈下降趨勢。由于剛生產出的面包水分含量最大，因而其水分活度相對較大。在貯藏的前24 h內，水分活度下降較為明顯。這時，面包內的大量水分向表皮緩慢遷移，基質中的水蒸氣壓減少，使得水分活度迅速下降。48 h之后趨于平穩。然而，隨著面包貯藏時間的不斷延長，一些細菌的發酵會產生一些水，酶的反應以及各種其他化學反應也會產生一些水，這樣，面包中的水分活度基本穩定。

2.5 面包貯藏過程中SEM掃描結果

圖4 酵子面包（a）與酵母面包（b）貯藏期間SEM掃描的變化（5 000 倍）Fig.4 SEM images of Jiaozi bread and yeast bread during storage (× 5 000)

從圖4可以看出，酵子面包和酵母面包的淀粉顆粒都發生凝聚現象，即都發生了糊化，但糊化程度有差異。與酵母面包相比，酵子面包的淀粉顆粒更容易發生團聚。淀粉顆粒發生團聚是因為水分子的存在，使直鏈淀粉和支鏈淀粉排列發生改變，導致淀粉顆粒溶脹而相互黏附成團塊狀[15]。面包貯藏過程中，糊化淀粉在冷卻時，由于淀粉分子運動減弱，無論支鏈淀粉還是直鏈淀粉分子間的氫鍵又開始恢復并趨向平行排列，重新形成不完全呈放射狀排列的混合微晶束時，淀粉呈現生硬狀態，這種淀粉的回生或老化[16]，使食品的質構與消化性發生劣變。隨回生過程的進行，體系內結晶區的比例加大。圖中反應出酵母面包回生的程度更高，老化更快。

2.6 面包貯藏過程中破碎率和膨潤度的變化

圖5 酵子面包與酵母面包貯藏期間破碎率（A）和膨潤度（B）的變化Fig.5 Changes in fragmentation ratio and swelling degree of Jiaozi bread and yeast bread during storage

由圖5可知，破碎率呈顯著上升趨勢，膨潤度整體呈下降趨勢，由于淀粉結晶老化，含水量、柔軟度下降[17]，致使面包硬度增加，較易破碎成渣，從而導致膨潤度也下降。酵子面包由于直鏈淀粉成為復合體后，抑制了直鏈淀粉的再結晶，即阻止了糊化的淀粉分子自動排列成序，形成致密高度晶體化的不溶解性的淀粉分子束[18]，因而回生程度較酵母面包要低。另外，酵子面包的另一優勢體現在還可減少與淀粉結合的水分蒸發的作用，最大程度防止掉渣老化。

2.7 面包貯藏過程中物性學特性的變化

圖6 酵子面包貯藏過程中的物性學變化Fig.6 Changes in physical properties of Jiaozi bread during storage

圖7 酵母面包貯藏過程中的物性學變化Fig.7 Changes in physical properties of yeast bread during storage

由圖6、7可知，面包隨貯藏時間延長，硬度值逐漸增大。0～48 h，酵子面包硬度變化較大，貯藏48 h的硬度為貯藏12 h硬度的10 倍，酵母面包貯藏期間硬度整體變化較緩。貯藏48 h后，酵子面包硬度變化趨緩，兩種面包硬度相差不大。分析原因，酵母面包的硬度在新鮮狀態下較大，酵子面包由于微生物代謝，使水分含量略有增加，硬度增加較緩慢。

2.8 面包貯藏過程中微生物數量的變化

由圖8可知，面包在貯藏過程中細菌總數呈上升趨勢[19]，特別是在48～60 h這個時間段，細菌總數呈現出一個明顯的增長期。而微生物的生長是按指數遞增的，因而這個時間段是微生物生長繁殖最快的階段，之后曲線趨于平穩。水分是微生物生長的最主要影響因素之一，面包表皮水分活度相對比較低，表面形成一層殼，正是這層殼的存在使細菌侵入面包內部的難度加大[20]，從而導致在0～12 h這一時間段內檢測到的細菌數量較少。到72 h左右時，于室溫下貯藏的面包已經開始有異味生成，并且表面有黃色菌斑出現，內部有細絲黏連。這些變化也說明微生物的生長與水分活度密切相關，若要控制面包貯運過程中微生物的生長，控制水分活度顯得尤為重要。酵子面包因其水分活度較高，故細菌增長較快。與酵母面包相比，細菌總數略高，說明就貨架期這個指數來說，酵子面包沒有優勢。但在保質期內，微生物數量變化不大。

圖8 酵子面包與酵母面包貯藏期間細菌數的變化Fig.8 Changes in bacterial count of Jiaozi bread and yeast bread during storage

3 結 論

在面包貯藏過程中，其內部水分含量顯著降低，硬度值明顯增大，而且隨著貯藏時間不斷延長，水分含量與硬度呈負相關，酵子面包在這方面體現出明顯的優勢，能夠在一定程度上延緩面包的硬化速率；面包自由水含量逐漸下降，結合水含量逐漸增加，酵子面包自由水下降得相對較快，總含水量較酵母面包略高；水分活度的變化趨勢均為先下降，而后逐漸趨于平穩，酵子面包的水分活度值略高；電鏡掃描顯示酵子面包淀粉顆粒更容易發生團聚，抗老化能力更強；酵子面包在破碎率和膨潤度上都優于酵母面包；運用物性儀對面包物性學特性的變化進行分析，結果顯示，酵子面包有較好的延緩淀粉的回生、老化、變硬，抗淀粉老化的效果；實驗觀察發現，在貯藏過程中，隨著貯藏時間的延長，面包的細菌總數呈緩慢上升趨勢，特別是在48～60 h這個階段，細菌總數有一個明顯的增長期。酵子面包因其水分活度較高，故細菌增長較快，與酵母面包相比，在貨架期指數上沒優勢，但在貯藏期內，符合國標。

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Changes in Physicochemical and Microbial Properties during Storage of Bread Made with Jiaozi, A Traditional Starter Culture for Steam Bun in Northern China

CHEN Yu-fei, LENG Jin-song
(College of Food Engineering, Jilin Business and Technology College, Changchun 130062, China)

This study investigated the changes in physicochemical and microbial properties during storage at 25 ℃ of bread made with Jiaozi, a traditional starter culture for steamed bun in northern China, established the changing patterns of the physical parameters related to bread staling, and revealed the anti-staling mechanism. Sensory evaluation indexes, hardness, water activity, thermal characteristics, free water content, scanning electron micrograph, disruption ratio, swelling degree and texture profile analysis (TPA) properties were determined as well as microbial indexes. The results showed that the water content of bread declined, and hardness rose remarkably with extended storage time. Compared with sourdough bread, Jiaozi bread contained higher levels of water, its texture was softer, and its starch granules were more prone to agglomeration. The quantitative physical parameter range for bread staling was also established. TPA showed that starch retrogradation and staling were effectively inhibited by applying the traditional starter culture in bread. This study can provide a beneficial exploration for the transformation of the traditional qualitative analysis to quantitative analysis in bread production.

Jiaozi bread; staling; thermal characteristics; physical properties

TS207.3

A

1002-6630（2014）10-0309-06

10.7506/spkx1002-6630-201410057

2014-01-05

陳宇飛（1968—），男，副教授，學士，研究方向為食品微生物學。E-mail：254447088@163.com