乳酸菌对中国传统主食馒头质量的影响

马先红，刘景圣*，张文露，陈翔宇（.吉林化工学院生物与食品工程学院，吉林吉林32022；2.吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春308；3.小麦和玉米深加工国家工程试验室，吉林长春308）

乳酸菌对中国传统主食馒头质量的影响

马先红1，2，刘景圣2，3*，张文露1，陈翔宇1
（1.吉林化工学院生物与食品工程学院，吉林吉林132022；2.吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春130118；3.小麦和玉米深加工国家工程试验室，吉林长春130118）

传统馒头发酵剂由多种微生物群体组成，乳酸菌是馒头传统发酵剂中的重要微生物类群，其种类和数量与馒头的品质存在内在联系。该文针对馒头传统发酵剂中乳酸菌菌群的发展过程以及乳酸菌发酵与馒头品质的关系进行了综述，为馒头发酵剂的研究提供参考。

馒头；发酵剂；乳酸菌；品质

馒头通常是以小麦粉为主要原料，添加水、酵母（或面肥、酵头、老面、起子、酵汁等发酵剂）揉成面团，经发酵、定型、醒发、熟化而成的面制食品。其中，发酵剂对馒头的品质具有重要的影响。馒头传统发酵剂中的菌群具有多样性，乳酸菌是其中优势菌群之一。乳酸菌在发酵食品中应用广泛，其利用可发酵性糖发酵生成乳酸等代谢产物，可以作为酸味剂；生成的丙酸、醋酸等有机酸还可与乳酸发酵生成的酮、醛、醇等物质形成酯类等呈味物质；乳酸发酵过程中形成的一些细菌素和类细菌素对腐败菌和病原菌有抑制作用，能够使产品保存性提高，货架期延长；乳酸菌产生的胞外多糖可以作为食品乳化剂和增稠剂［1］，此外，乳酸菌代谢产生了多种酶、维生素和氨基酸，营养价值被提高。因此，对中国馒头而言，乳酸菌在发酵过程中具有重要的作用，探究馒头传统发酵剂中乳酸菌菌群的发展过程及其发酵作用对馒头品质的影响具有重大的意义。

1　馒头中的乳酸菌

世界各国面包和馒头等各种面制品的天然母发酵剂一般称为酵头，按工艺分为三种类型（Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ）。Ⅰ型为微生物保持活性状态的传统酵头，需要每天翻新；Ⅱ型酵头含有多种微生物且耐高温；Ⅲ型为乳酸菌干燥粉状物酵头［2］。酵头的微生态体系丰富多样，主要的微生物类群是酵母和乳酸菌。其中，乳酸菌在面团结构、风味形成、营养价值的提高和保质期的延长等方面具有重要作用。

面团的生态系统营养丰富，糖类、蛋白质等大分子物质经微生物发酵水解成单糖、氨基酸等小分子代谢产物，能被乳酸菌吸收，丰富了酵头中乳酸菌的种类。酵头中乳酸菌包括魏斯氏菌属（Weissella）、片球菌属（Pediococcus）、明串珠菌属（Leucouostoc）和乳球菌属（Lactobacillus）等［3］。其中，传统酵头中最常见的乳酸菌类群是乳杆菌属（Lac tobacillus），主要包括Lb.sanfranciscensis、Lb.rossiae、Lb. paralimeutarius、植物乳杆菌（Lb.plautarum）和短小乳杆菌（Lb.brevis）等［4］。法国传统酵头中的乳酸菌菌群为肠球菌（Euterococcussp.）（＜1%）、乳球菌（Lactococcussp.）（1%）、魏斯氏菌（Weissellasp.）（4%）、明串珠菌（Leucouostocsp.）（17%）、片球菌（Pediococcussp.）（38%）和乳杆菌（Lactobacillussp.）（39%）［5］。CORSETTI A等［4］研究表明酵头中乳酸菌菌群为魏斯氏菌（Weissellasp.）、链球菌（Streptococcus sp.）、片球菌Pediococcussp.）、明串珠菌（Leucouostocsp.）、乳球菌（Lactococcussp.）和肠球菌（Euterococcussp.）。MORONI A V等［6］指出低温持续自主发酵的传统I型酵头埃塞俄比亚画眉草（teff）和荞麦（buckwheat）中乳酸菌主要为Leucouostocsp.、Pediococcussp.和Lactobacillussp.。

传统酵头的乳酸菌微生态系统十分丰富，其中Lactobacillus最常见，Weissella、Leucouostoc、Euterococcus和Lactococcus在谷物和面粉中广泛存在，但对酸化环境耐受力弱而处于酵头弱势菌群地位［4］。酵头与其他发酵食品相比较，专性异型发酵乳酸菌发挥主要作用，将糖类发酵生成乳酸以及乙酸等代谢产物［7］。氮和碳水化合物代谢、菌株对酸的耐受性和适应机制等因素影响酵头发酵过程中乳酸菌的变化。利用变性梯度凝胶电泳（polymerase chain reaction-denaturinggradientgelelectrophoresis，PCR-DGGE）技术分析埃塞俄比亚画眉草（teff）和荞麦（buckwheat）酵头中乳酸菌的演替过程，结果表明，初始发酵和发酵12h后分别有P.peutosaceus、Lb.gramiuis、Lb.sakei和Leu.holzapfelii、W.cibaria、Lb.plantarum产生，最后阶段W.cibaria和Lb.plantarum的数量下降［6］。黑麦酵头发酵初期乳酸菌主要为Euterococcussp.和Lactococcusp.，中期变为Weissellasp.和Leucouostocsp.，5d后主要为Lb.plantarum和Lb.fermentum［8］。

国外学者在酸面团中分离筛选出了代表性的菌种，且对其特性进行了研究［9］，中国学者也对酸面团中的发酵微生物进行了相关研究。张红等［10］对馒头用酸面团中自然发酵菌种的最初来源进行了研究，利用接触酶、革兰氏染色法、分离划线法和平板涂布法等实验从一个对照组和四个实验组分离出了乳酸菌和酵母菌，分别命名为Rzh和Yzh，并用不同比例的Rzh菌液（OD600nm=1.630）和Yzh菌液（OD600nm=1.740）作了发酵验证试验，结果表明，面粉是酸面团中的自然发酵种的主要来源，空气和水次之；最佳发酵条件为31℃发酵4 h，Rzh与Yzh比例为1∶1。杨浣漪等［11］在河南地区的传统面食发酵剂中通过观察微生物基本形态特征，利用生理生化试验和分子鉴定技术分离得到28株乳酸菌，其中干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）、粪肠球菌（Enterococcus faecalis）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）分别为7株、8株和13株，优势乳酸菌为植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）。

2　乳酸菌发酵对馒头品质的影响

2.1营养品质

中国传统馒头香甜可口，风味独特，这是源于一些天然发酵剂老面等的使用，具有多菌种混合发酵的优势［12］。老面富含各种微生物的复杂生化体系，酸面团在发酵过程中多种微生物相互作用，生成的各种代谢产物相互作用，使面团的生化物理特性发生了变化［13-14］。老面中主要有短乳杆菌、戊糖片球菌、短乳杆菌、旧金山乳杆菌、植物乳杆菌等乳酸菌和少量的酵母菌。面团中的糖类在乳酸菌的作用下进行异型发酵和同型发酵，异型发酵生成乳酸、乙酸、乙醇和二氧化碳等，同型发酵只生成乳酸。此外，还会有大量的酮类、醛类等化合物生成，这些化合物会互相作用生成多种氨基酸和维生素，提高了制品的营养价值［15］。乳酸菌对老面中氨基酸的生成和糖代谢具有很大的作用，发酵初期乳酸菌使老面中的可溶性糖含量快速降低，发酵后期可溶性糖含量会提高，发酵期间游离氨基酸含量变大，不同的乳酸菌对老面中游离氨基酸和可溶性糖的代谢不同，对馒头的品质的影响也不同［16］。植物乳杆菌和嗜热链球菌与酵母菌混合使用，能够使馒头面团发酵时间缩短，pH值降低，总酸度值提高，还原糖含量下降［17］。馒头面团发酵过程中不同菌种对不同可溶性糖的消耗存在差异进而影响馒头的品质［18-19］。

乳酸菌生长代谢过程中会分泌到细胞壁外一种微生物多糖（黏液多糖或荚膜多糖），一般称为乳酸菌胞外多糖［20］。乳酸菌胞外多糖能够改善产品的组织状态，并具有一定的生理作用，如提高免疫力、抗肿瘤、增强肠道黏膜的吸附作用等［21-22］。在面制食品加工中，乳酸菌胞外多糖具有亲水胶体性质，对面团的加工特性和流变学特性具有改善作用［23］。有学者从老面中分离鉴定出一株高产胞外多糖的植物乳酸菌L1，该菌株在碳氮比2∶1，培养基的初始pH=6左右，30℃条件下培养18 h产糖量最大，L1与酵母菌接种量为100∶1时对馒头的影响最大，此时馒头比容显著变大，白度稍有增加，感官品质较好［24-25］。

2.2风味品质

乳酸发酵直接可以代谢丙酸、醋酸、乳酸等多种有机酸，适量有机酸的生成即可以赋予馒头柔和的酸味，特定的有机酸还可与酵母发酵产生的酮、醛、醇等物质生成酯类等一些呈味物质［26］。另外还有多种新的呈味物质产生［27］，多肽和氨基酸也可以作为风味物质的前体物质被微生物利用［28］。程晓燕等［29］对传统酸面团中植物乳杆菌发酵馒头挥发性风味物质特征进行了研究，结果表明，乳酸菌发酵酸面团馒头的挥发性风味物质总含量变大，植物乳杆菌标准菌株发酵馒头（记为LPS）提高了53.11%、传统酸面团中植物乳杆菌植物亚种发酵馒头（记为ZLPS）提高了56.92%，ZLPS还生成了乙酸-2-苯乙基酯、2-乙基己醇、3-辛醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、乙酸异戊酯等一些独特的挥发性风味物质，且各项指标评分ZLPS均较大。

2.3保鲜性能

乳酸菌分泌的一些代谢产物对某些细菌及真菌的生长具有抑制作用，乳酸菌还可以与霉菌毒素进行结合，因此乳酸菌及其代谢产物在生物保鲜与防腐方面具有一定的应用前景［30］。已有研究表明，乳酸菌能够延长黄瓜［31］、葡萄［32］、酸奶［33］和乳酪［34］等食品的保质期。王应东等［33］对抗真菌乳酸菌的筛选及其对馒头的保鲜与防腐作用进行了研究，通过双层平板点接法筛选出两株植物乳杆菌，其中TK9来源于酸粥，其抗黄曲霉活性较大，IMAU80134是从140株植物乳杆菌中筛选出来的，其抗娄地青霉活性较大，IMAU80134和TK9除分别对娄地青霉和黄曲霉有抑制作用外，对草酸青霉、柑橘青霉、烟曲霉也有一定的抑菌作用，其中植物乳杆菌IMAU80134和TK9对草酸青霉有相对较大的抑制作用，抑菌圈半径分别为12.7 mm和12.3 mm，将植物乳杆菌IMAU80134和TK9应用于馒头保鲜和防腐模拟实验，馒头的保质期分别延长3 d和1 d。

2.4抗氧化活性

乳酸菌发酵可以提高馒头的抗氧化活性，程晓燕等［29］的研究表明乳酸菌发酵（尤其是植物乳杆菌植物亚种的发酵）显著提高了馒头的抗氧化活性，与普通小麦馒头（记为WS）相比，传统酸面团中植物乳杆菌植物亚种发酵馒头（记为ZLPS）中总酚含量提高了108.70%，1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical 2，2-Diphenyl-1-（2，4，6-trinitrophenyl）hydrazyl，DPPH）自由基清除能力为WS的13.65倍。

2.5质构特性

乳酸菌发酵对馒头质构具有一定的改善作用。吕莹果等［35］制作的植物乳酸菌发酵馒头质构特性值分别为硬度9 136.218、弹性0.895、黏聚性0.47、咀嚼性3 833.721和回复性0.139，与酵母和酵子发酵馒头相比，植物乳酸菌发酵馒头的弹性较大，回复性、咀嚼性、黏聚性、硬度小。苏东民等［36］研究表明，在乳酸菌粉与酵母菌粉混合发酵馒头时，乳酸菌粉添加量＞0.3%时，馒头比容较小、弹性小、硬度大，产酸较多，酸味较大，面团酸度过高，面筋网络结构被破坏，使馒头感官品质下降。

3　馒头工艺改造

乳酸菌是馒头传统发酵剂中的一种优势菌种，馒头传统发酵剂菌群中还含有一定数量和种类的酵母菌、醋酸菌等，这些菌群共同发酵生成乳酸、醋酸、乙醇、二氧化碳等物质以及一些风味成分。单一菌群发酵馒头风味较差，但传统发酵剂发酵馒头产品性质不稳定，易被杂菌污染，所以很多学者对混合菌种发酵馒头进行了研究。吕莹果等［35］对植物乳酸菌发酵馒头工艺及性质进行了研究，添加高活性干酵母0.7%、植物乳杆菌0.3%、发酵25 min制得的馒头与普通馒头及酵子馒头相比，比容和感官评价较好；馒头白度比酵母发酵馒头大，但比酵子发酵馒头小；植物乳酸菌发酵馒头的弹性较大，回复性、咀嚼性、黏聚性、硬度小。熊俐等［37］研究了酵母、乳酸菌和甜酒曲复合菌发酵对小麦麸皮馒头品质的改良作用，表明麸皮添加量是影响麸皮馒头质量的首要因素，其次是乳酸菌粉添加量，最佳条件乳酸菌粉、麸皮、甜酒添加量分别为0.150%、6.0%、1.75%，该条件下制得的麸皮馒头颜色为浅咖啡色，气孔均匀细密，表层光滑，感官评分较好。

4　展望

馒头传统发酵剂是一个复杂的微生物群体，生产过程中容易被杂菌污染，不容易控制，工业化很难。单一菌种馒头发酵剂比较稳定，但产品风味较差。乳酸菌作为传统馒头发酵剂中菌群之一，其在馒头发酵过程中利用一些糖类生成多种营养物质和呈味物质以及一些活性成分等，并有益于发酵剂中某些微生物菌群发酵，因此乳酸菌在馒头发酵过程中具有重要的作用。今后应该在深入研究馒头传统发酵剂的基础上，充分利用乳酸菌研制更多优良的混合菌种馒头发酵剂，促进馒头工业化的发展。

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Effects of lactic acid bacteria on the quality of Chinese steamed bread

MA Xianhong1，2，LIU Jingsheng2，3*，ZHANG Wenlu1，CHEN Xiangyu1
（1.College of Biotechnology and Food Engineering，Jilin Institute of Chemical Technology，Jilin 132022，China；2.College of Food Science and Engineering，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，China；3.National Engineering Laboratory of the Wheat-corn Deep Processing，Changchun 130118，China）

Traditional steamed bread starter is composed of a variety of microorganism.Lactic acid bacteria are the dominant microbial groups in the process of traditional steamed bread fermentation.The type and quantity of lactic acid bacteria are directly related to the quality of the product.In this paper，the development of lactic acid bacteria in steamed bread and the internal relation between lactic acid bacteria and the product quality were reviewed.The paper can provide reference for the study of starter culture of steamed bread.

steamed bread；starter culture；lactic acid bacteria；quality

TS211.4

A

0254-5071（2015）11-0010-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.11.003

2015-08-24

十二·五支撑计划（2012BAD37B05）；吉林省科技发展计划项目（20130305027NY）

马先红（1981-），女，讲师，博士研究生，研究方向为粮食深加工。

刘景圣（1964-），男，教授，博士，研究方向为粮食深加工。