楚炎沛

廣州市 510630

高糖高活性干酵母的發(fā)酵力及烘焙特性研究

楚炎沛

廣州市 510630

對目前國內出售的高糖型即發(fā)高活性干酵母樣品進行理化指標檢測和面包的烘焙實驗，重點對高糖即發(fā)干酵母產品的水分含量、蛋白質含量、發(fā)酵力及面包制品的烘焙效果進行客觀評價和比較，結果表明：不同品牌的酵母具有不同的發(fā)酵力，不同的發(fā)酵力又決定了酵母在面包烘焙制作中的不同結果。從酵母的發(fā)酵力能夠預測到面包的發(fā)酵和烘焙性能，并預知烘烤后的面包品質特性。研究為調控面團發(fā)酵體積的大小、控制面包產品的品質提供一定的參考，進而為烘焙企業(yè)根據自身需要正確選擇和使用高糖即發(fā)干酵母提供依據。

高糖型 高活性干酵母 發(fā)酵力 烘焙特性

酵母菌是一種天然發(fā)酵劑，分布于整個自然界，與人們的生活有著十分密切的關系。幾千年來人類利用酵母菌制作出許多營養(yǎng)豐富、風味鮮美的食品和飲料，占據著食品工業(yè)中極其重要的地位。酵母有自己的生命現(xiàn)象，是一種典型的有氧和無氧條件下都能夠存活的微生物。酵母作為一種肉眼看不見的微小的單細胞微生物，利用面粉中的糖分與其他營養(yǎng)物，在適宜的生長條件下進行繁殖和新陳代謝，產生二氧化碳氣體和少量的醇和酸，二氧化碳可使面團膨脹成海綿狀結構而疏松多孔，醇和酸與面粉中存在的有機物質發(fā)生復雜反應，產生芳香的風味物質，增加人們的食欲[1-3]。

用于商業(yè)化生產的面包酵母主要有鮮酵母、活性干酵母和即發(fā)活性干酵母[4-5]。即發(fā)活性干酵母又稱速效干酵母，是活性干酵母的換代用品，因活性高且穩(wěn)定、發(fā)酵力大、發(fā)酵速度快、不需低溫儲藏、可直接使用等特點而被廣泛使用于現(xiàn)代社會的發(fā)酵制品中[6-7]。通常依據面包酵母對糖的耐受性分為高糖和低糖[1-3]，高糖高活性干酵母因耐滲透壓能力強,提高了酵母對25%高糖的忍耐性，并保有其良好的發(fā)酵力[8]，在面包制作中具有相當?shù)恼加新屎推占奥省?/p>

目前，國內市場上的即發(fā)活性干酵母品牌較多，有來自法國、荷蘭、德國等國家的進口產品，也有中外合資企業(yè)生產的品牌產品[4-5]，另外還有一些地方品牌的產品。酵母是面包生產過程中不可缺少的四大要素原料之一，是最重要的微生物發(fā)酵劑和生物疏松劑。了解酵母的功能特性，掌握酵母的科學使用方法，對做出高質量、高品位的面包產品，顯得非常重要[9]。衡量商用面包酵母是否優(yōu)良的重要特性主要有較高產氣量，快速發(fā)酵能力，耐高滲和耐冷凍特性等等[1-3]。至今尚未發(fā)現(xiàn)在高糖面團和低糖面團中同時具有良好發(fā)酵性能的菌株，但面包生產者在生產過程中總希望他們使用的面包酵母具有所有優(yōu)良性狀，而且能應用于不同品種的面包產品[10]。通過對市售酵母產品發(fā)酵特性差異性及烘焙特性等的分析研究，可以為烘焙生產企業(yè)根據自身的需要尋求相應的酵母產品，優(yōu)化烘焙產品的發(fā)酵工藝提供參考[11]。本研究正是通過對市場上十多種高糖活性干酵母發(fā)酵力及面包的烘焙特性的客觀評價和分析，為烘焙企業(yè)正確選擇使用面包酵母提供依據，通過調控甜面包制作過程，提升品質,提供新的可能性和更多的控制靶點。

1　分析材料與方法

1）分析材料

高糖即發(fā)活性干酵母從各地烘焙原輔料經銷或直銷商店隨機采購，符合《GB 7718—2011食品安全國家標準預包裝食品標簽通則》。生產日期均為2014年1月1日之后，且是在保質期限內的合格出售產品，樣品具有一定的代表性。

2）實驗材料及設備

綠馬頭600面粉，蛇口南順面粉有限公司；亞里士黃奶油，廣州焙樂道（比利時）食品有限公司；S-500面包改良劑，廣州焙樂道（比利時）食品有限公司；白砂糖、鹽，市售。

雙向三速打面機，美國Hobart公司；HS-1038土司整形機，廣州浩勝食品機械有限公司；NIR System近紅外分析儀，福斯華（北京）科貿有限公司；SJA發(fā)酵力測定儀，瑞典SJA公司。

3）分析測試方法

①樣品處理：在商業(yè)流通領域內收集到的完整包裝高糖即發(fā)活性干酵母樣品共計12個，每品種樣品以采集到的先后順序隨機予以編碼，每個完整包裝樣品被平均分成3份，均以編碼代替原商品名，密封儲存于恒溫5～7℃冰箱中。3份樣品分別用于水分、蛋白質含量的定量檢測，發(fā)酵力-酵母活性的定量檢測，面包烘焙測試的對比分析。

②水分、蛋白質含量測定：采用近紅外分析儀對酵母的水分含量、蛋白質含量進行定量檢測。

③發(fā)酵力-酵母活性的測定：發(fā)酵0～2 h產氣量與面包酵母發(fā)酵力有良好的相關性[12-14]，可作為衡量面包酵母發(fā)酵力（酵母活性）的指標。采用SJA發(fā)酵儀進行，參照GB/T 20886—2007發(fā)酵力分析方法[15]，并略做修改如下：稱取一定量的酵母和面粉揉成面團，在恒定溫度和濕度下，利用活力計檢測酵母在單位時間內、密封環(huán)境下產生的二氧化碳的毫升數(shù)。檢測室內室溫控制在20～15℃，鹽水溫度控制在24～28℃之間，最終面團溫度控制在30±0.2℃，按一定成分配制的面團，在規(guī)定的時間內，用活力計即SJA發(fā)酵儀直接測定面團含糖量分別為18%和25%條件下，酵母在密封環(huán)境下發(fā)酵產生的二氧化碳的ml數(shù)。記錄所對應的第一小時、第二小時經酵母發(fā)酵產生的二氧化碳（CO2）氣體的體積分別為V1st（ml）及V2nd（ml），同時計算出產氣總量V1st+2nd（ml）。產氣總量V1st+2nd（ml）=V1st（ml）+V2nd（ml）。

4）面包烘焙實驗

①面包的制備：面包面團操作配方選用常見的三明治主食面包配方，見表1。

表1　面包面團制作配方%

面包制作流程：原材料稱量→攪拌→分割、成型→醒發(fā)→烘烤→測量、分析、評價，具體操作如下：酵母與水預先活化，面粉與改良劑預混合后同其他物料一起投入打面機，先設置低速攪拌2 min，再調至高速攪拌6 min，松弛10 min，面團分割搓圓每個420 g，中間醒發(fā)10 min，成型后入模具，置于37±2℃，濕度85%醒發(fā)箱醒發(fā)至標準摸具的固定高度，在同等烘烤條件下烘烤成面包成品。

②面包樣品的評價：傳統(tǒng)面包評分項目包括面包體積、面包外觀、面包芯色澤、面包芯質地和面包芯紋理結構[16]，這些指標能夠直接反映出面包的烘焙特性。在本實驗研究中，重點關注面團的發(fā)酵時間、面團的入爐急漲性能、烘烤后的面包體積、面包芯內部組織、面包芯柔軟度、面包芯色澤等指標。對這些指標的評價，能借助于儀器測評的盡量采用儀器檢測，不能通過儀器反應情況的則采用感官評價分析方法，具體如下：

a.面團的發(fā)酵時間：同等重量面團置于同一型號模具中，在同等醒發(fā)條件下醒發(fā)至所要求的固定高度時所經歷的發(fā)酵時間，以min計。

b.面團的入爐急漲：借助于面包冠形超出標準模具固定刻度線的高度來評價，高度值越大說明入爐急漲效果越好，評分越高，總分20分。

c.面包的體積：面包出烤爐后冷卻2h，油菜籽置換法測量體積，以ml計。

d.面包芯內部組織、柔軟度、色澤：采用10人感官評價小組，參照GB/T 14611—2008《小麥粉面包烘焙品質實驗法》附錄A中國農科院《面包烘焙品質評分標準》進行感官評價。其中面包芯內部組織30分，面包芯柔軟度30分，面包芯色澤20分，及上述面團的入爐急漲20分，共計100分。

表2　不同酵母各項指標測定結果

表3　不同酵母的面包烘焙實驗結果

2　結果與分析

1）酵母的水分蛋白質含量分析

高糖即發(fā)活性干酵母經過低溫干燥后，其主要控制的理化指標是水分含量和蛋白質含量。表2結果表明，12種酵母的水分及蛋白質含量差異性不大，水分含量均在國標《GB/T20886—2007食品加工用酵母》中所要求的小于5.5%的控制范圍內，這在一定程度上也說明即發(fā)活性干酵母的生產工藝技術已經相當成熟，不同酵母之間僅憑水分、蛋白質含量的檢測指標判別不出性能的優(yōu)劣。

2）酵母的活性-發(fā)酵力分析

酵母的活性高低通常以發(fā)酵力（產氣量）來表示，表2列出了12個采集樣品分別在18%和25%不同糖含量條件下，在第一小時和第二小時不同時段內的產氣量數(shù)值及總產氣量。由此可以看出樣品1、樣品2和樣品3不論是在高糖還是低糖條件下，不論是在第一小時還是第二小時內，均表現(xiàn)出較充足的發(fā)酵力和活力，產氣量高于其他樣品。樣品11、樣品12和樣品9則正好相反，表現(xiàn)相對較差。

具體來看，比較典型的有樣品4、樣品6和樣品9，其中樣品9不論是在18%的低糖條件下，還是在25%的高糖條件下，均因第二小時的發(fā)酵不足，或是酵母的活性降低，而影響了整體的產氣量。樣品4與樣品9則正好相反。樣品6在25%高糖條件下的產氣情況明顯好于在18%的低糖條件下，進一步分析原因可能在于：面包用酵母是一種典型的兼性厭氧微生物，有氧時呼吸旺盛，酵母將糖氧化分解成CO2和水，并釋放能量，隨著發(fā)酵的進行，面團中氧氣迅速減少，酵母的有氧呼吸轉變?yōu)槿毖鹾粑?，糖被分解為酒精和少量CO2及能量[17]。對于大多數(shù)酵母來說，發(fā)酵初期的第一小時，有氧呼吸為主反應，產生大量氣體，到發(fā)酵后期的第二小時，由于蔗糖的快速分解生成葡萄糖和果糖會使酵母細胞滲透壓增加，影響到面團產氣量，致使發(fā)酵速度緩慢[17-18]。為使發(fā)酵旺盛進行，一方面可通過補充空氣確保整個發(fā)酵過程中均有大量CO2氣體產生，另一方面可選用耐高糖、產氣量大的酵母使面團膨松而形成大量蜂窩。

不論是單位時間的產氣量，還是2 h內的產氣總量，25%糖含量相對18%糖含量的氣體量均偏低。分析原因在于：糖含量過高容易產生滲透壓，抑制酵母的呼吸作用。在25%高糖面團中蔗糖被用作糖源，酵母的蔗糖酶在酵母細胞外壁將蔗糖轉化成葡萄糖和果糖以供酵母利用[8，19-20]。由于酵母的蔗糖酶水解蔗糖的速度較之其發(fā)酵己糖的速度要快300倍[8,21]，故酵母周圍糖液的滲透壓迅速提高，從而抑制酵母的發(fā)酵力[8,22]。對于不同操作配方的發(fā)酵制品，一定要選擇適合配方要求的酵母，這也是酵母通常被細區(qū)分為高糖、低糖的緣故。

3）酵母對面團發(fā)酵時間的影響

發(fā)酵時間見表3。相對來說，表2中產氣量大者普遍發(fā)酵較快，達到模具的固定高度時所需要的發(fā)酵時間較短，從而能夠相對有效縮短發(fā)酵時間，如樣品1、樣品2和樣品3的表現(xiàn)最佳，發(fā)酵時間在2 h內即達到控制目標；其次前期產氣量雖不突出但后期產氣量大，而總體產氣量充足者，發(fā)酵時間也較適中，如樣品5和樣品7在2 h時達到目標要求。接近2.5 h發(fā)酵才能達到控制高度的有樣品4和樣品8。其他樣品基本上需要2.5 h以上才能達到控制要求，分析這些樣品的產氣量不論是在前期還是后期，在第一小時內還是第二小時內均相對偏低，在限定時間內不能有充足的CO2使面團蓬松到固定的高度。

由此可見，在眾多的酵母中，各自的發(fā)酵特性各不相同，有的發(fā)酵速度快，有的慢；有的發(fā)酵耐力強后勁大，有的發(fā)酵耐力差后勁小，甚至無后勁，如樣品8在18%高糖條件下后期產氣量遠不如前期產氣量。發(fā)酵時間的快慢會直接影響到工人對發(fā)酵工序的控制，在醒發(fā)期間，面團發(fā)酵成熟后，仍能保持20～30 min而不塌陷，這樣對面包生產特別有利[4]。

4）酵母對面團入爐急漲和面包體積的影響

面包體積和入爐急漲有很大的相關性，屬于面包品質的外部特征評價。面團發(fā)酵的體積是評價酵母發(fā)酵力最直觀的指標，也決定了面包的最終體積[10]。結合表3中的數(shù)據和上述分析，可以看出，酵母產氣量充足，產氣持續(xù)時間長，則面團膨脹大，面包體積相應也偏大。酵母在前一階段發(fā)酵速度較慢，越往后發(fā)酵速度越快，而且面團發(fā)酵適度后仍能在一定時間內（15～25 min）保持不塌陷。這有利于醒發(fā)和烘焙工序之間的銜接，減少面團醒發(fā)期間的損失和次品[5]。

相對來說高糖酵母越在醒發(fā)后期，酵母生命活動越旺盛。后期產氣量大，發(fā)酵快的面團，入爐急漲會表現(xiàn)得明顯，烘烤后的面包體積較大，如樣品1、2、3、7、5，均是發(fā)酵耐力強，醒發(fā)后勁大，相反樣品8、樣品12和樣品11在整個發(fā)酵過程中速度較慢、產氣量較小，到了醒發(fā)高峰或入爐烘烤時，面團內部氣壓減小，面團入爐急漲不明顯，進而面包體積偏小，甚至在有些時候，類似面團如不及時入爐烘焙而醒發(fā)過度還會凹陷、收縮，甚至成為廢品。其他樣品則因發(fā)酵速度緩慢，產氣速度均勻，有利于面筋網絡的勻速膨脹和充分延伸，在整個發(fā)酵過程中因有大量CO2氣體產生，會使面團蓬松而形成大量蜂窩狀組織，同樣會有明顯的入爐急漲和理想的面包體積。但樣品9因后期產氣量小而沒有明顯的入爐急漲；樣品10雖后期產氣量較前期明顯，但一旦面筋網絡被氣體填充至最大值，且有微孔向外漏氣，導致面團塌陷[13]，反而會影響到面團的入爐急漲和面包的體積。

5）酵母對面包芯的組織和柔軟度及色澤的影響

面包芯的組織和柔軟度及色澤屬于面包品質的內部特征評價，且具有一定的相關性。通常內部組織越細膩，面包相應較柔軟，面包芯的光澤也較好。綜合表2中的產氣量及表3中的發(fā)酵時間、入爐急漲和面包體積等數(shù)據分析：樣品1和樣品2因發(fā)酵耐力強、后勁大，所呈現(xiàn)出的面包體積也越大，進而面包芯也疏松而富有彈性，面包的柔軟度、組織、色澤等總體表現(xiàn)最佳。其次是樣品7、樣品3和樣品5，面包的內部組織特別均勻，紋理結構細膩柔軟有光澤。樣品8、樣品6和樣品10相對稍差一些。而樣品12、樣品11和樣品9則因產氣量不足或酵母活性差，始終表現(xiàn)得差強人意，分析原因主要在于，面包發(fā)酵耐力差后勁小，面團在發(fā)酵過程中易塌陷[4-5]，面包長的小，內部組織緊密缺乏彈性，面包的風味也相應較平淡。

3　結論

①由酵母的產氣情況基本能推斷出面包的發(fā)酵狀態(tài)。面團醒發(fā)期間，發(fā)酵耐力強，醒發(fā)后勁大者，產氣量多，產氣持續(xù)時間長，面團膨脹大，而且面團發(fā)酵適度后仍能在一定時間內保持不塌陷，能表現(xiàn)出良好的發(fā)酵耐力，對面包生產特別有利。

②由面團的發(fā)酵狀態(tài)和入爐急漲情況基本上也可以預知到烘烤后面包成品的品質特性。越在醒發(fā)后期，酵母生命活動越旺盛，產氣量越大且比較持久，入烤爐后面團繼續(xù)膨脹，烘焙彈性好，面包體積最大。發(fā)酵速度緩慢的酵母，產氣穩(wěn)定，速度均勻一致，有利于面筋網絡的勻速膨脹和充分延伸，能夠促使面包內部紋理結構均勻而細膩。

③高、低糖酵母的正確選用。在不同配方的面包制作中，由于糖含量高低和其他物料對酵母生存環(huán)境滲透壓的影響或酵母生存食料的多少，選用酵母時可先通過小型發(fā)酵和醒發(fā)實驗摸索出酵母的發(fā)酵特性和發(fā)酵規(guī)律，以便制定出正確的發(fā)酵和醒發(fā)工藝。通過掌握酵母及原輔料對面團發(fā)酵體積的影響，可選擇使用適合面包配方要求的酵母，調控面團發(fā)酵及體積大小，進而控制面包品質。

[1]匡金寶,盧發(fā),張?zhí)炱?等.株鮮酵母菌株抗凍性及產氣性能比較[J].釀酒科技,2006(12)：54-56

[2]Spencer,J.F.TGeneticinprovementofindustrial yeasts[J].Ann.Rev.Microbial,1985(37)：121-142

[3]Oda Y,Ouchi K.Principal component analysis of the characteristics desirable in baker’s yeast[J].Appl Environ Microbiol,1989(55)：1495-1499

[4]張守文.面包酵母的功能特性與科學使用方法[J].食品科技,2002(4)：31-34

[5]封冰,張翠英,肖冬光.耐高糖面包酵母單倍體的分離篩選[J].釀酒科技,2014,245(11)：10-13

[6]梁國林,苗帥,楊志剛,等.高活性干酵母生產的干燥設備和工藝介紹[J].干燥技術與設備,2012(10)：28-30

[7]于景芝.酵母的生產與應用手冊[M].北京：中國輕工業(yè)出版社,2008.2

[8]劉湄,肖冬光,代麗昕.耐高糖面包酵母的研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2001,27(3)：12-16

[9]豆康寧,李超敏,趙永敢.面包原輔料對面團發(fā)酵體積的影響研究[J].食品工業(yè),2013,34(12)：44-46

[10]劉青,姜天笑,畢琳,等.高適應性面包酵母菌株的雜交選育[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2005(3)：30-32

[11]黃晶晶,吉孟彩,梁建芬.市售面包酵母冷凍過程發(fā)酵性能研究[J].食品科技,2011,36(6)：175-179,184

[12]李長文,肖冬光,李志勇.面包酵母發(fā)酵力測定方法的探討[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2002,28(11)：25-27

[13]肖冬光,劉青,李靜.面包酵母發(fā)酵力測定方法的研究[J].食品工業(yè)科技,2004,25(11)：61-63

[14]曹斌輝,劉長虹,黃松偉,等.酵母發(fā)酵力測定新方法的探討[J].糧油加工,2010,35(5)：76-78

[15]中華人民共和國國家標準.GB/T 20886—2007食品加工用酵母[S].中國標準出版社,2009

[16]中華人民共和國國家標準.GB/T 14611—2008糧油檢驗小麥粉面包烘焙品質試驗直接發(fā)酵法[S].中國標準出版社

[17]封冰,張翠英,林雪,等.面包酵母高糖發(fā)酵力與蔗糖酶活力關系的研究[J].現(xiàn)代食品科技,2014,30(5)：131-135

[18]Edna Morais Oliveira,Jose Joao Mansure,Elba Pinto da Silva Bon.Gln3p and Nillp regulation of invertase activity and SUC2 expression in saccharomyces cerevisiae[J].FEMS Yeast Research,2005(5)：605-609

[19]Manfred Zech,Helmut Gorisch.Enzyme and Microbial Technology,1995,17：41-46

[20]Pamela C Esmon,Brent E Esmon,Irene E Schauer et al.The Journal of Biological Chemistry[J].1987,262(9)：4387-4394

[21]AH羅斯編（英）.朱慶裴,唐是雯譯,居乃琥校.發(fā)酵食品.北京：輕工業(yè)出版社,1989：110-118

[22]Charlemagne,GillesHounsa,VincentBrandtE,John Thevelein et al.Microbiology,1988,144：671-680

TS 213.21，TS 201.3

A

1674-5280（2015）03-0030-05

2015-04-08

楚炎沛（1971—），女，工學&管理學碩士，研究方向：谷物食品科學、烘焙食品科學、食品配料與添加劑。