CN108949596A - 一种复合发酵剂的制备及在冷冻面团制作中的应用 - Google Patents

一种复合发酵剂的制备及在冷冻面团制作中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合微生物发酵剂的制备及在冷冻面团制作中的应用。本发明中所用的菌株均是从传统发酵面团中筛选得到的野生酵母菌，其中耐冷冻酵母是汉逊德巴利酵母(Debarymoces hansenii)Y‑3，在‑20℃冷冻7d后存活率为86％；发酵性能好的酵母是酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)H‑1，该菌株在未冷冻的条件下发酵3h的产气量高于鲜商业酵母，且在‑20℃冷冻7d后的相对发酵力为67％，远远高于鲜商业酵母的发酵力。按照酿酒酵母和汉逊德巴利酵母质量比为0～7：7～0制备成复合微生物发酵剂，应用到冷冻面团技术中制作馒头、花卷、大饼、烙饼、馕等中国传统主食，不仅保留原有传统发酵面食制品的风味、口感，同时保证消费者对主食即时、新鲜、营养的需求。

Description

一种复合发酵剂的制备及在冷冻面团制作中的应用
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，涉及到一种复合发酵剂的制备及在冷冻面团制作中的应用，尤其指一种用于制作馒头、花卷、烙饼、馕等中国传统日常主食冷冻面团的复合发酵剂。
背景技术
中国传统的发酵面食主要由馒头、花卷、大饼等特色产品组成，一般分为两种生产模式：一是现场制作并销售，这种模式经营分散，难以保证产品质量，达不到标准化；二是先由加工中心集中生产，再配送至经营门店进行销售，但产品贮存、配送等环节会不同程度降低产品的新鲜度，造成产品风味、口感等品质下降。随着我国经济的快速发展，人们更倾向于简便、快捷的饮食方式，也更注重食品的营养与健康。冷冻面团技术突破了传统生产模式的制约，加入冷冻储藏工序配送半成品，并能较好的保持产品的新鲜度和品质，顺应了现代食品方便、快捷、营养、卫生的改革要求，具有广泛的应用前景。
目前，国外发达国家对冷冻面团技术的应用已趋于成熟，尤其在面包烘培行业已得到广泛应用。国内在冷冻面团技术的应用方面仍属于起步探索阶段，因此，发明一种可以应用到冷冻面团中的复合发酵剂，对于生产具有中国传统特色的馒头、花卷、烙饼、馕等中式健康营养食品具有很大意义。
我国的传统发酵面制食品属于混菌发酵体系，真菌主要有酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，主要产生二氧化碳，形成发酵面食特有的质构及风味；非酿酒酵母(non-Saccharomyces)，能够合成多种酶，将原料中的前体物质转换成风味物质如醋、酸、高级醇和酸等产物，对发酵食品风味、质地和色泽的形成有着重要的作用。由于混菌发酵使面制食品产生的独特风味和口感，因此，传统发酵面食仍旧深受广大消费者喜爱。中国发明专利CN 103275881 A公开了一种适合于冷冻面团发酵的耐冷冻活性干酵母，但是该耐冷冻酵母菌株的选育方法是通过敲除出发菌株酿酒酵母的中性海藻糖酶的编码基因，表达6-磷酸海藻糖合成酶编码基因方式得到的，而转基因食品的安全性依旧存在争议，不能使消费者安全放心地使用。中国发明专利CN201010296414.5公开了一种复合面制品发酵剂及其制备方法，该复合面制品发酵剂由嗜酸乳杆菌、副干酪乳杆菌、啤酒酵母菌和异常汉逊酵母菌制成，然而，该复合面制品发酵剂主要解决传统发酵剂在面制品制作中存在发酵速度慢，生产效率低的问题。现有发酵面制品采用的单株活性干酵母发酵剂进行发酵，由于菌种单一，缺少复杂的酶系反应，因此存在营养价值和口味都不如传统发酵面制品的问题，在低温冷冻条件下存活率低，并不适用于冷冻面团(通常指贮藏在-18℃以下的面团)的制作。
目前冷冻面团制作中未有报道使用复合发酵剂，现有的冷冻面团制作的产品在风味上不如复合发酵剂制作的冷冻面团产品，因此，存在对主要应用于冷冻面团中以提高面团风味口感和保持传统发酵产品风味口感的复合发酵剂的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合微生物发酵剂的制备方法，所得复合发酵剂不仅可以实现发酵面制产品的工业化生产，保证产品质量，而且生产的发酵面制产品其风味口感优于鲜商业酵母制得的产品。另一目的是提供该复合微生物发酵剂的应用方法。
复合面制品发酵剂由酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)H-1和汉逊德巴利酵母菌(Debarymoces hansenii)Y-3按质量比0～7：7～0制成。本发明提供的复合微生物发酵剂的制备方法如下：步骤一、从传统发酵酸面团中筛选出耐冷冻的汉逊德巴利酵母、发酵性能好的酿酒酵母作为发酵剂生产菌种，将汉逊德巴利酵母和酿酒酵母菌按1％的接种量分别接种于种子培养基，在30℃摇床150r/min震荡培养24h，得两种菌的种子液；步骤二、将两种菌的种子液按5％的接种量分别接种于发酵培养基中，在0℃摇床150r/min震荡培养24h，得两种菌的扩大培养液；步骤三、将汉逊德巴利酵母菌的扩大培养液和酿酒酵母菌的扩大培养液分别以80000r/min的转速离心20min，分别收集两种菌体，然后采用灭菌的磷酸盐缓冲液洗涤3次，得到鲜酵母泥；步骤四、将洗涤后的两种菌体用冷冻干燥剂制备活性干酵母，然后按质量比0～7：7～0进行混合后制作冷冻面团，具体操作流程如下：
按照接种量为面粉质量的0.01％～15％加入复合微生物发酵剂菌粉，加水量为面粉质量的10％～85％。和面之前将水和发酵剂充分混匀，在室温下迅速和面，面团最终表面光滑、无干面粉、不粘手，然后迅速醒发0.1～10h(15～40℃，RH20～95％)，速冻0.1～10h(-70℃～0℃)，袋封冻藏(-70℃～0℃,1～30d)，需用时先解冻0.1～15h(15～40℃，RH20～95％)，然后醒发0.1～20h(15～40℃，RH20～95％)，方可进行发酵面制食品的后续制作。
其中，步骤一中种子培养基由2g的葡萄糖、2g的蛋白胨和1g的酵母粉加入蒸馏水定容至100mL组成；步骤二中的发酵培养基由20g葡萄糖、20g蛋白胨和10g酵母粉并加入蒸馏水定容至500ml组成。
本发明以传统发酵酸面团作为菌种来源，生物安全性高，制得的复合面制品发酵剂可使面制品恢复传统的口味和营养价值，面制品的感官质量好，明显优于商业鲜酵母发酵面制食品；本发明所得复合面制品发酵剂可用于冷冻面团馒头制作，在提高面制品口味和营养价值各方面都具有十分重要的意义，同时也可改善当前发酵剂菌种含量单一的现状，且该复合面制品发酵剂可实现直投式生产。
与现有技术相比，本发明带来的有益效果有以下几点：
首先，本发明可应用于冷冻面团技术，而且不用添加任何冷冻保护剂，降低一定的生产成本和工序；
其次，从口感和风味方面，感官评定和SPME-GC-MS实验数据结果显示，使用本发明制作的冷冻面团馒头在口感和风味方面，都优于商业酵母制作的新鲜馒头，更加能够满足消费者的需要。
本发明所使用的耐冷冻酵母为汉逊德巴利酵母和发酵性能好的酿酒酵母。上述所述的酵母菌均是通过自然筛选的方法从传统发酵酸面团中得到的，具体流程如下：
1.1培养基的制备：种子培养基(YPD)：2g的葡萄糖、2g的蛋白胨和1g的酵母粉加入蒸馏水并定容至100mL组成，pH 6.0，121℃灭菌15min；发酵培养基：20g葡萄糖、20g蛋白胨和10g酵母粉并加入蒸馏水定容至500ml组成，pH 6.0，121℃灭菌15min；模拟面团培养基：葡萄糖4g，硫酸铵0.25g，尿素0.5g，磷酸二氢钾1.6g，磷酸氢二钠0.5g，硫酸镁0.06g，烟酸22.5mg,泛酸5.0mg，维生素B12.5mg，维生素B61.25mg，维生素B21.0mg，叶酸0.5mg；营养液：白砂糖100g，5g磷酸氢二钾，2.5g磷酸氢二铵，0.625g硫酸镁，0.5g硫酸钙，加蒸馏水至1000ml。
1.2传统发酵酸面团中酵母菌的筛选与纯化：在无菌条件下，分别从四个样品中取10g面团加入90mL生理盐水(85％)中，无菌均质后进行梯度稀释，各梯度取100μL涂布于YPD平板培养基上，30℃培养48h，待平板长出菌落，挑选形态为圆形、中间有突起的、菌落较大的酵母菌菌落染色，并且在显微镜下观察细胞形态，将符合酵母菌细胞形态的菌落至YPD平板培养基多次划线纯化，直至完全纯化。市售酵母溶解于生理盐水后，直接用于平板划线。将纯化后的酵母菌种转接到YPD斜面培养基上，28℃培养2～4d后，置于4℃冰箱保存备用。
1.3耐冷冻酵母的筛选：采用模拟面团预发酵法筛选耐冷冻酵母。称取0.4g鲜酵母加入装有50mL模拟面团培养基的三角瓶中，30℃预发酵180min，于4℃、8000r/min离心15min，用蒸馏水洗2次，将上清液倒出，然后加入0.5mL蒸馏水制成菌体悬液，分别在-20℃下冷冻1h和7d，将冷冻后的菌悬液置于30℃水浴锅中解冻3min，取适宜的梯度菌液涂布在YPD平板培养基上，30℃培养48h后进行菌落计数。存活率定义为冷冻7d后和冷冻1h后酵母菌菌落数的百分比。抗冻性实验重复6次。筛选出抗冻能力高的菌株。
1.4酵母发酵力测定：采用失重法测定酵母菌的发酵力。准确称取2.5g鲜酵母加入装有50mL营养液的三角瓶中，将酵母菌和发酵液混合均匀，盖上发酵栓称重后置于30℃恒温培养箱预发酵1h。冷冻操作同本文1.3，将解冻后的发酵液放置恒温培养箱中，记录2h的产气情况。通过冷冻7d产气量的变化来判断酵母菌的发酵能力。相对发酵力定义为冷冻7d后和冷冻1h后CO2产气量的比值。筛选出发酵力好的菌株。
1.5菌种的鉴定：将筛选纯化后的两株酵母菌用26S rDNA的D1/D2序列分析，两株酵母菌分别鉴定为汉逊德巴利酵母，见图1，和酿酒酵母，见图2。
1.6酵母冻干粉的制备：将目的菌株按1％的接种量分别接种于种子培养基，在30℃摇床150r/min震荡培养18h，得两种菌的种子液；将两种菌的种子液按5％的接种量分别接种于发酵培养基中，在30℃摇床150r/min震荡培养24h，得两种菌的扩大培养液；将汉逊德巴利酵母菌的扩大培养液和酿酒酵母菌的扩大培养液分别以8000r/min的转速离心15min，分别收集两种菌体，然后采用灭菌的磷酸盐缓冲液洗涤3次，得到鲜酵母泥。将鲜酵母与保护剂按1：3的比例混匀，平衡30min后放入超低温冰箱(-80℃)预冻10h，再放入冷冻干燥机干燥16h，冻干结束后将菌粉密封放于4℃冰箱保存备用。
1.7发酵剂的复配：将酿酒酵母和汉逊德巴利酵母按照质量比为0～7：7～0混合均匀，制成复合微生物发酵剂(HY-1)。
1.9复合发酵剂在冷冻面团馒头制作中的应用，其具体步骤如下：按照接种量为面粉质量的0.01％～15％加入复合微生物发酵剂，加水量为面粉质量的10％～85％。和面之前将水和发酵剂充分混匀，在室温下迅速和面，面团最终表面光滑、无干面粉、不粘手，然后迅速醒发0.1～10h(15～40℃，RH20～95％)，速冻0.1～10h(-70℃～0℃)，袋封冻藏(-70℃～0℃,1～30d)，需用时先解冻0.1～15h(15～40℃，RH20～95％)然后醒发0.1～20h(15～40℃，RH20～95％)，方可蒸制30min得到成品。
1.10将得到的成品分别用于感官评定和SPME-GC-MS分析。由10位具有一定馒头评判经验的研究生组成的感官评定小组，对发酵制作的馒头进行感官评分，感官评分采用行业标准SB/T 10139-93进行评定，包括比容，形状，香气，颜色，质地，粘度和弹性七个方面，感官评判分结果见图3，及其内部截面图见图4和图5，结果表明，采用复合发酵剂(HY-1)制作的冷冻馒头在感官评分方面均优于商业酵母(A-1)制作的新鲜、冷冻面团馒头；此外，采用SPME-GC-MS测定发酵馒头的中风味物质，并与市售酵母发酵剂制作的新鲜、冷冻馒头进行比较，见表1，结果表明采用复合发酵剂制备冷冻面团馒头风味物质的含量和种类要多余普通市售干酵母制备的新鲜馒头
表1不同发酵剂中风味物质含量的统计
1.11馒头中挥发性成分的顶空固相微萃取方法如下，将馒头分割成大小均匀的碎块，称取5g放入15mL顶空采样瓶中，先放入80℃的恒温水浴锅中平衡10min，然后将萃取头(65μmPDMS/DVB)***样品瓶的上空，顶空萃取40min后拔出针头进样。
1.12气相色谱-质谱联用检测条件色谱条件：DB-5MS毛细管色谱柱(60m×0.32mm×1μm)；载气：He；流速：1.0mL/min；进样口温度：250℃；不分流；升温程序：起始温度50℃,保留3min,然后以8℃/min升到220℃,接着以25℃/min升到250℃，保留5min；质谱条件：电离方式EI，进样孔温度250℃，离子源温度200℃，电子能量70eV，发射电流200μA，采集方式为全扫描,采集质量范围为33～495。
附图说明
图1表示菌株Y-3的26S rDNA***发育树；
图2表示菌株H-1的26S rDNA***发育树；
图3表示不同发酵剂的感官评分，其中XA-1表示市售酵母制作的新鲜馒头，DA-1表示市售酵母制作的冷冻面团馒头，DHY-1表示混菌发酵剂制作的冷冻面团馒头；
图4表示混菌发酵剂制作冷冻面团馒头的截面图；
图5表示商业酵母制作新鲜馒头的截面图。
具体实施方式
下面将结合具体实施方案对本发明做进一步说明。
实例1:
使用该复合发酵剂制作冷冻面团馒头，按照面粉质量的5％加入复合微生物发酵剂，加水量为面粉质量的60％。和面之前将水和发酵剂充分混匀，在室温下迅速和面，面团最终表面光滑、无干面粉、不粘手，然后迅速醒发1h(35℃，RH85％)，速冻1h(-50℃)，袋封冻藏(-20℃,1～7d)，需用时先解冻2h(35℃，RH85％)然后醒发3h(35℃，RH85％)，方可蒸制30min得到成品。
实例2:
使用该复合发酵剂制作冷冻面团花卷，按照接种量为面粉质量的3％加入复合微生物发酵剂，加水量为面粉质量的50％，和面之前将水和发酵剂充分混匀，在室温下迅速和面，面团最终表面光滑、无干面粉、不粘手，然后迅速醒发1h(35℃，RH85％)，速冻1h(-50℃)，袋封冻藏(-20℃,1～7d)，待需要蒸制包子时，先解冻1h(35℃，RH85％)然后醒发2h(35℃，RH85％)，方可蒸制30min得到成品。

Claims (4)

1.一种复合微生物发酵剂的制备方法，其步骤如下：从传统发酵面团中筛选出耐冷冻的汉逊德巴利酵母(Declubhouseyomyces hansenii)Y-3和发酵性能好的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)H-1作为冷冻面团发酵剂，分别以单株酵母菌扩大培养，离心后得到鲜酵母泥，采用冷冻干燥法制成活性干酵母粉，然后按照酿酒酵母和汉逊德巴利酵母菌粉质量比为0～7：7～0制备成应用到冷冻面团制作的复合微生物发酵剂。
2.如权利要求1所述的一种复合微生物发酵剂，其在制备耐冷冻面团产品中的应用，其制作步骤如下：按照接种量为面粉质量的0.01％～15％加入复合微生物发酵剂菌粉，加水量为面粉质量的10％～85％。和面之前将水和发酵剂充分混匀，在室温下迅速和面，面团最终表面光滑、无干面粉、不粘手，然后迅速醒发0.1～10h(15～40℃，RH20-95％)，速冻0.1～10h(-70℃～0℃)，袋封冻藏(-70℃～0℃,1～30d)，需用时先解冻0.1～15h(15～40℃，RH20-95％)，然后醒发0.1～20h(15～40℃，RH20-95％)，方可进行发酵面制食品的后续制作。
3.根据权利要求2所述的复合微生物发酵剂在制备冷冻面团产品中的应用，其特征是：冷冻面团包括用于制作馒头、花卷、大饼、烙饼、馕等中国传统日常主食的冷冻面团，且用冷冻面团制作的主食在风味口感方面均优于用鲜商业酵母制作的主食。
4.根据权利要求书2所述的复合微生物发酵剂在制新鲜面团发酵产品中的应用，其特征是：用于新鲜面团(未经过冷冻的面团)制作的馒头、花卷、大饼、烙饼、馕等中国传统日常主食，在风味和口感方面均优于鲜商业酵母制作的主食。
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