饅頭天然發酵劑的研制

趙晨輝，趙文杰，朱麗霞*

塔里木大學食品科學與工程學院，南疆特色農產品深加工兵團重點實驗室（阿拉爾 843300）

饅頭是我國人民的傳統面食之一，制作簡單，飽腹感強，易于儲存，是一種以小麥面粉為主要原料，通過發酵劑醒發，蒸制而成的面制品[1]。其口感與風味是消費者選擇饅頭的重要感官指標，因此一直受到人們的關注，而影響饅頭風味的主要因素是發酵劑[2]。

常用的發酵劑一般為活性干酵母，但其只含有單一酵母菌[3]，用其發酵的饅頭產生的風味物質與傳統發酵饅頭有一定不同，已不能滿足人們對風味的追求。傳統饅頭發酵劑主要包括酵子、老面、酒曲[4]，一般為多菌種混合作用體系，除了酵母菌外，通常還含有乳酸菌、醋酸菌、霉菌等多種微生物[5]，各微生物之間相互作用產生豐富風味物質，但是傳統發酵劑有發酵效果不穩定、易發酸等缺點。此次研究選用了含菌群豐富的水果為發酵基質，選擇合適的發酵條件制成滿足消費者喜好、發酵穩定的發酵劑，為提高饅頭風味提供了理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

優質小麥面粉、阿克蘇葡萄、西紅柿、桔子。

1.2 儀器與設備

SW-CJ-2F超凈工作臺（上海博訊實業有限公司）；BIO-RAD酶標儀（上海卓的儀器有限公司）；HPX-9272 MBE數顯電熱培養箱（上海博迅實業有限公司醫療設備廠）；GM-5色差儀（天津特魯斯科技有限公司）；ST-Z16質構儀（山東盛泰儀器有限公司）；PAL-1型糠度測定儀（愛拓上海分公司）；BS2202S型電子天平[塞多利斯科學儀器（北京）有限公司]。

1.3 方法

1.3.1 天然發酵基質的選擇

采用葡萄汁、西紅柿汁、桔子汁，將葡萄、西紅柿、桔子帶皮榨汁，并裝入滅菌過的三角瓶中密封，靜置2 h，讓皮渣中的菌充分擴散至果汁中，用作發酵基質的選擇。將新鮮葡萄榨汁，經過過濾、煮沸調整至所需要的糖度，并迅速移至超凈工作臺冷卻至室溫，用作發酵底物。

1.3.2 葡萄汁發酵劑單因素的影響

單因素選取糖度、發酵溫度、接菌量、氮源添加量。分別設置梯度、對照組。

1.3.2.1 糖度

經過葡萄汁濃縮，糖度梯度設置為10，15和20°Brix，其他條件為溫度28 ℃、接菌量比例1∶1、氮源添加量1%。

1.3.2.2 溫度溫度梯度設置為23，28和33 ℃，其他條件為糖度15 °Brix、接菌量比例1∶1、氮源添加量1%。

1.3.2.3 接菌量接菌量梯度設置為1∶0.5，1∶1.0和1∶1.5，其他條件為糖度15 °Brix、溫度28 ℃、氮源添加量1%。

1.3.2.4 氮源添加量氮源添加量選擇0.5%，1.0%和1.5%，其他條件為糖度15 °Brix、溫度28 ℃、接菌量比例1∶1。

改變單一因素，觀察并記錄該因素對試驗中菌種生長狀況的影響。發酵底物選用經過滅菌處理的葡萄汁，每個單因素梯度設置3個平行組，對其吸光度（A600）進行監測，繪制相關的變化曲線圖，每天測量糖度變化。

1.3.3 發酵液的制作

通過單因素試驗確定的發酵最優條件，在該條件下進行發酵，發酵持續4～6 d，直至到達高泡期。對照組采用活性干酵母用作發酵劑，干酵母添加量控制在2 g左右。

工藝流程：面粉→加入發酵汁→和面→醒面→揉胚→蒸制→饅頭

選用250 g面粉，添加適量發酵汁進行和面，面團和至不沾手，面團內部無硬塊，具有網絡結構為佳。醒發面團采取2個溫度環境，醒發時間統一，以其中一組醒發1～2倍大小即可停止醒發，進行饅頭的制作。所有饅頭面胚采用同樣形狀、大小記錄其比容積。

選用上述條件培養的發酵液進行饅頭的發酵制作，并制作對照組（干酵母饅頭）。

面粉：選用優質小麥面粉，粉質細膩，無添加劑。

和面：稱取250 g面粉置于盆中，多次少量地添加發酵汁等，不間斷揉搓，直至面團成型，不沾手，具有網絡結構特征，面團中無顆粒粉團即可，并記錄下水用量（表1）。

表1 不同發酵液和面時面粉和水的用量

密封醒發：將面團轉移至干凈的大小適中的盆中，采用保鮮膜將盆口密封，將其置于恒溫環境（表2）中醒發。等面團醒發至原大小的1.5倍或更大時即可停止醒發。在醒發時，醒面選取2個溫度進行對比（28 ℃和33 ℃），醒發時間保持一致。

制胚：將醒發完的面團取出，分成質量相近的小面團，將小面團慢慢揉至大小形狀相近的饅頭胚，做好標記，測量饅頭胚的質量、直徑與高度（表2）。

where Vout, Vin, Lins, and Lout is the voltage drop and length between outside pair electrodes and inside paired electrodes respectively, and ID is current across the channel,

表2 不同發酵汁揉饅頭胚大小

蒸制：將饅頭胚放于蒸籠中，注意每個饅頭胚之間的間距，不宜太近。等水燒開，將蒸籠放上去，蓋蓋，蒸煮0.5 h左右，關火燜制10 min后取出，進行感官評定。

1.3.5 感官評價

參照鄧利等[6]的方法將整個饅頭切成數塊，由10人組成的品評小組進行評價，滿分為100分。感官評分表見表3。

表3 饅頭感官評分表

1.3.6 質構分析

取饅頭放置在TA質構儀的載物臺上，質構儀的力臂配置為25 kg，探頭選擇p/25規格，觸發力5 N，測前、測中、測后速度分別為3，1和5 mm/s，2次壓縮的中間停留時間為5 s，壓縮率為80%。平行測定3次，取平均值。

1.3.7 色差分析

參照孫維思等[7]的方法，主要是對比饅頭的色澤差異，分析發酵劑對饅頭色澤上的影響。用色差儀測定饅頭色彩值L*、a*和b*值，重復測量2～3次。

1.3.8 高徑比計算

參照衛萍等[8]的方法，對冷卻1 h的饅頭樣品在3個不同位置分別測量3次，取平均值。由式（1）計算得到高徑比。

S=h/d（1）式中：S為饅頭高徑比；h為饅頭高度，cm；d為饅頭直徑，cm。

2 結果與分析

2.1 發酵劑的制備

2.1.1 天然發酵基質的選擇

在發酵基質的選擇方面，根據圖1和圖2發現，接菌后，西紅柿、桔子汁液因不能完全除去其中的細微顆粒，導致A600整體偏高，但A600的變化量不大。在糖度變化上，西紅柿基本沒有下降，葡萄和桔子下降的總數值一樣，但就下降趨勢來看，西紅柿的下降趨勢趨于穩定，更符合發酵的情況。就數據的變化幅度來看，選擇葡萄作為菌種來源最佳。

圖1 不同天然發酵基質自然發酵中A600的變化

圖2 不同天然發酵基質自然發酵中殘糖的變化

2.1.2 糖度對葡萄天然發酵劑微生物量的影響

糖作為酵母菌發酵的能量源頭，糖含量的多少對酵母菌的生長會產生一定影響，發酵液中糖含量過高時，會導致滲透壓過大，酵母菌無法進行正常的營養傳遞，酵母的生長會受到相應的抑制。同時糖濃度過高時，酵母菌出現脫水死亡的概率也會大幅增加[9]。

根據圖3和圖4發現，糖度組10和15 °Brix在其他條件一致時，A600變化相似，相較于20 °Brix發酵速度更快，A600也更高。但在糖分的利用方面，20 °Brix對糖分的利用效率更快，糖度下降總體較另外2組更多。在糖度選擇上，糖度20 °Brix可作為單因素試驗的最佳條件。

圖3 不同糖度條件下葡萄汁自然發酵中A600的變化

圖4 不同糖度條件下葡萄汁自然發酵中殘糖變化

2.1.3 溫度對葡萄天然發酵劑微生物量的影響

酵母菌最適宜生長溫度20～30 ℃，溫度過高不僅會殺死酵母菌，還會使酵母菌產生的水解酶失去活性，抑制或終止酶促反應，最終導致葡萄汁發酵失敗或感官品質的降低。在溫度梯度中，圖5和圖6表明，在23 ℃和33 ℃發酵都受到不同程度抑制，高泡期明顯往后延長，上升趨勢也較為緩慢。在糖度變化方面，33 ℃的變化幅度與28 ℃相近，相較于23 ℃有較明顯的優勢，從糖度的變化量上來看，28 ℃的利用情況更好，更利于葡萄汁發酵。

圖5 不同溫度下葡萄汁自然發酵中A600變化

圖6 不同溫度下葡萄汁自然發酵中殘糖變化

2.1.4 接菌量對葡萄天然發酵劑微生物量的影響

在試驗中，接菌量直接關系到發酵初始期的發酵。在圖7和圖8中發現，接菌量不影響高泡期，發酵的高泡期一樣，A600變化相差不大，1∶1的情況下A600的起點高，相對地A600峰值高。1∶1發酵起點最高，發泡期峰值高，上升趨勢平緩，上升趨勢明顯，高泡到達快，1∶1.5和1∶0.5發酵起點低，高泡期峰值低，明顯弱于1∶1。在糖度變化上，3個處理組的變化趨于一致，并無明顯變化。因此，選擇接菌量1∶1更利于葡萄汁發酵。

圖7 不同接菌量下葡萄汁自然發酵中A600變化

圖8 不同接菌量下葡萄汁自然發酵中殘糖變化

2.1.5 氮源添加量對葡萄天然發酵劑微生物量的影響

氮源添加量對發酵微生物量具有一定影響。圖9結果表明：氮源添加量1%時，對發酵時最有利，其上升趨勢明顯且迅速；高泡期穩定，A600峰值高，遠超其余2組，綜合試驗結果，氮源添加量選擇1%。

圖9 不同氮源條件下對葡萄汁自然發酵中A600變化

綜上所述，發酵劑基質選擇葡萄汁，糖度20 °Brix，溫度28 ℃，接菌比例1∶1，氮源添加量1%。

2.2 天然發酵劑發酵的饅頭品質分析

2.2.1 感官分析結果

通過感官評定小組對饅頭進行評定，對評定結果進行歸納總結，收集有效評定結果，取感官平均值，如表4所示。

表4 感官評價表 單位：分

感官結果分析表明，發酵劑饅頭在風味上具有明顯優勢，結構、色澤和外觀方面評分相同或者相差極小，相對于風味的優勢來說，可以忽略結構和外觀上的細微差距。感官評定員在綜合考慮下，更偏向于發酵劑饅頭。在色香味方面，采用葡萄汁發酵劑進行醒發的饅頭會帶有淡淡的特有香味，色澤也會帶有微黃色，甜度相較于普通干酵母饅頭更甜，整體饅頭形態規整，無塌陷、凹痕，表面光滑。

2.2.2 質構分析

質構結果（表5）中饅頭的主要指標中的彈性、膠黏性、咀嚼性[10]對于口感的影響是數值越大，口感越好，破裂力和內聚性也從側面證明饅頭食用感官的優劣。從質構儀數據來看，葡萄汁發酵劑制成的饅頭比干酵母饅頭要好，但是松軟度就不如干酵母發酵劑，在硬度方面，葡萄發酵汁的效果要強于干酵母。干酵母在饅頭的彈性、膠黏性、咀嚼性上有較大優勢，取決于干酵母的發面效果強大，但相對地硬度就比發酵劑大，不利于品嘗食用。總體來看，干酵母在質構方面要優于發酵劑制作的饅頭。

表5 饅頭質構各項指標

2.2.3 色差分析

色差計可以準確反映饅頭的顏色變化，其中：L*值代表明亮度，L*=0為黑色，L*=100為白色；a*值代表從紅度到綠度，其正值越大，紅色程度越大，負值越大，綠色程度越大；b*值代表從藍度到黃度，其正值越大，黃色程度越大，負值越大，藍色程度越大。對色差測量數據（表6）進行分析。

表6 色差分析

干酵母組白度最大，活化酵母組紅度最大，藍度三者都相差不大。葡萄汁發酵劑組在三者中處于中等，并無明顯優勢。在色澤上，葡萄汁發酵劑制成的饅頭偏黃普通干酵母饅頭偏白。

2.2.4 高徑比

試驗結果表明，在高徑比的比值上來看，葡萄汁發酵劑饅頭存在略微優勢。在質量上，葡萄汁發酵劑并沒有對饅頭形成太大影響。

表7 饅頭基本指標的測定

3 結論

葡萄發酵中所受到的影響因素很多，試驗只對其中部分因素做了研究。糖度、溫度對發酵過程起著決定性作用，在試驗結果中也有所體現，這兩者對發酵的影響非常大，直接決定發酵情況的優劣。制作饅頭時，在同等醒發時間條件下，28 ℃溫度下醒發狀態最好，干酵母可以醒發膨大到原體積的2倍，葡萄汁發酵劑醒發可以膨大1倍多，葡萄汁發酵劑成品饅頭在色香味方面都優于普通饅頭。但是彈性與咀嚼性較差，饅頭內部氣孔更大，結構更疏松。發酵劑制作的饅頭在質構與色差上并沒有表現出優于干酵母組的饅頭，但在風味上具有很大的優勢，相較于普通干酵母制作的饅頭，發酵劑的優勢在于能夠賦予饅頭特殊香味，使其口感更好。發酵劑的菌種密度直接影響發酵的效果，所以試驗的關鍵在于如何通過自然發酵的方法增加發酵的菌種密度，達到醒發面團的要求。