馒头天然发酵剂的研制

赵晨辉，赵文杰，朱丽霞*

塔里木大学食品科学与工程学院，南疆特色农产品深加工兵团重点实验室（阿拉尔 843300）

馒头是我国人民的传统面食之一，制作简单，饱腹感强，易于储存，是一种以小麦面粉为主要原料，通过发酵剂醒发，蒸制而成的面制品[1]。其口感与风味是消费者选择馒头的重要感官指标，因此一直受到人们的关注，而影响馒头风味的主要因素是发酵剂[2]。

常用的发酵剂一般为活性干酵母，但其只含有单一酵母菌[3]，用其发酵的馒头产生的风味物质与传统发酵馒头有一定不同，已不能满足人们对风味的追求。传统馒头发酵剂主要包括酵子、老面、酒曲[4]，一般为多菌种混合作用体系，除了酵母菌外，通常还含有乳酸菌、醋酸菌、霉菌等多种微生物[5]，各微生物之间相互作用产生丰富风味物质，但是传统发酵剂有发酵效果不稳定、易发酸等缺点。此次研究选用了含菌群丰富的水果为发酵基质，选择合适的发酵条件制成满足消费者喜好、发酵稳定的发酵剂，为提高馒头风味提供了理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

优质小麦面粉、阿克苏葡萄、西红柿、桔子。

1.2 仪器与设备

SW-CJ-2F超净工作台（上海博讯实业有限公司）；BIO-RAD酶标仪（上海卓的仪器有限公司）；HPX-9272 MBE数显电热培养箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）；GM-5色差仪（天津特鲁斯科技有限公司）；ST-Z16质构仪（山东盛泰仪器有限公司）；PAL-1型糠度测定仪（爱拓上海分公司）；BS2202S型电子天平[塞多利斯科学仪器（北京）有限公司]。

1.3 方法

1.3.1 天然发酵基质的选择

采用葡萄汁、西红柿汁、桔子汁，将葡萄、西红柿、桔子带皮榨汁，并装入灭菌过的三角瓶中密封，静置2 h，让皮渣中的菌充分扩散至果汁中，用作发酵基质的选择。将新鲜葡萄榨汁，经过过滤、煮沸调整至所需要的糖度，并迅速移至超净工作台冷却至室温，用作发酵底物。

1.3.2 葡萄汁发酵剂单因素的影响

单因素选取糖度、发酵温度、接菌量、氮源添加量。分别设置梯度、对照组。

1.3.2.1 糖度

经过葡萄汁浓缩，糖度梯度设置为10，15和20°Brix，其他条件为温度28 ℃、接菌量比例1∶1、氮源添加量1%。

1.3.2.2 温度温度梯度设置为23，28和33 ℃，其他条件为糖度15 °Brix、接菌量比例1∶1、氮源添加量1%。

1.3.2.3 接菌量接菌量梯度设置为1∶0.5，1∶1.0和1∶1.5，其他条件为糖度15 °Brix、温度28 ℃、氮源添加量1%。

1.3.2.4 氮源添加量氮源添加量选择0.5%，1.0%和1.5%，其他条件为糖度15 °Brix、温度28 ℃、接菌量比例1∶1。

改变单一因素，观察并记录该因素对试验中菌种生长状况的影响。发酵底物选用经过灭菌处理的葡萄汁，每个单因素梯度设置3个平行组，对其吸光度（A600）进行监测，绘制相关的变化曲线图，每天测量糖度变化。

1.3.3 发酵液的制作

通过单因素试验确定的发酵最优条件，在该条件下进行发酵，发酵持续4～6 d，直至到达高泡期。对照组采用活性干酵母用作发酵剂，干酵母添加量控制在2 g左右。

工艺流程：面粉→加入发酵汁→和面→醒面→揉胚→蒸制→馒头

选用250 g面粉，添加适量发酵汁进行和面，面团和至不沾手，面团内部无硬块，具有网络结构为佳。醒发面团采取2个温度环境，醒发时间统一，以其中一组醒发1～2倍大小即可停止醒发，进行馒头的制作。所有馒头面胚采用同样形状、大小记录其比容积。

选用上述条件培养的发酵液进行馒头的发酵制作，并制作对照组（干酵母馒头）。

面粉：选用优质小麦面粉，粉质细腻，无添加剂。

和面：称取250 g面粉置于盆中，多次少量地添加发酵汁等，不间断揉搓，直至面团成型，不沾手，具有网络结构特征，面团中无颗粒粉团即可，并记录下水用量（表1）。

表1 不同发酵液和面时面粉和水的用量

密封醒发：将面团转移至干净的大小适中的盆中，采用保鲜膜将盆口密封，将其置于恒温环境（表2）中醒发。等面团醒发至原大小的1.5倍或更大时即可停止醒发。在醒发时，醒面选取2个温度进行对比（28 ℃和33 ℃），醒发时间保持一致。

制胚：将醒发完的面团取出，分成质量相近的小面团，将小面团慢慢揉至大小形状相近的馒头胚，做好标记，测量馒头胚的质量、直径与高度（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 不同发酵汁揉馒头胚大小

蒸制：将馒头胚放于蒸笼中，注意每个馒头胚之间的间距，不宜太近。等水烧开，将蒸笼放上去，盖盖，蒸煮0.5 h左右，关火焖制10 min后取出，进行感官评定。

1.3.5 感官评价

参照邓利等[6]的方法将整个馒头切成数块，由10人组成的品评小组进行评价，满分为100分。感官评分表见表3。

表3 馒头感官评分表

1.3.6 质构分析

取馒头放置在TA质构仪的载物台上，质构仪的力臂配置为25 kg，探头选择p/25规格，触发力5 N，测前、测中、测后速度分别为3，1和5 mm/s，2次压缩的中间停留时间为5 s，压缩率为80%。平行测定3次，取平均值。

1.3.7 色差分析

参照孙维思等[7]的方法，主要是对比馒头的色泽差异，分析发酵剂对馒头色泽上的影响。用色差仪测定馒头色彩值L*、a*和b*值，重复测量2～3次。

1.3.8 高径比计算

参照卫萍等[8]的方法，对冷却1 h的馒头样品在3个不同位置分别测量3次，取平均值。由式（1）计算得到高径比。

S=h/d（1）式中：S为馒头高径比；h为馒头高度，cm；d为馒头直径，cm。

2 结果与分析

2.1 发酵剂的制备

2.1.1 天然发酵基质的选择

在发酵基质的选择方面，根据图1和图2发现，接菌后，西红柿、桔子汁液因不能完全除去其中的细微颗粒，导致A600整体偏高，但A600的变化量不大。在糖度变化上，西红柿基本没有下降，葡萄和桔子下降的总数值一样，但就下降趋势来看，西红柿的下降趋势趋于稳定，更符合发酵的情况。就数据的变化幅度来看，选择葡萄作为菌种来源最佳。

图1 不同天然发酵基质自然发酵中A600的变化

图2 不同天然发酵基质自然发酵中残糖的变化

2.1.2 糖度对葡萄天然发酵剂微生物量的影响

糖作为酵母菌发酵的能量源头，糖含量的多少对酵母菌的生长会产生一定影响，发酵液中糖含量过高时，会导致渗透压过大，酵母菌无法进行正常的营养传递，酵母的生长会受到相应的抑制。同时糖浓度过高时，酵母菌出现脱水死亡的概率也会大幅增加[9]。

根据图3和图4发现，糖度组10和15 °Brix在其他条件一致时，A600变化相似，相较于20 °Brix发酵速度更快，A600也更高。但在糖分的利用方面，20 °Brix对糖分的利用效率更快，糖度下降总体较另外2组更多。在糖度选择上，糖度20 °Brix可作为单因素试验的最佳条件。

图3 不同糖度条件下葡萄汁自然发酵中A600的变化

图4 不同糖度条件下葡萄汁自然发酵中残糖变化

2.1.3 温度对葡萄天然发酵剂微生物量的影响

酵母菌最适宜生长温度20～30 ℃，温度过高不仅会杀死酵母菌，还会使酵母菌产生的水解酶失去活性，抑制或终止酶促反应，最终导致葡萄汁发酵失败或感官品质的降低。在温度梯度中，图5和图6表明，在23 ℃和33 ℃发酵都受到不同程度抑制，高泡期明显往后延长，上升趋势也较为缓慢。在糖度变化方面，33 ℃的变化幅度与28 ℃相近，相较于23 ℃有较明显的优势，从糖度的变化量上来看，28 ℃的利用情况更好，更利于葡萄汁发酵。

图5 不同温度下葡萄汁自然发酵中A600变化

图6 不同温度下葡萄汁自然发酵中残糖变化

2.1.4 接菌量对葡萄天然发酵剂微生物量的影响

在试验中，接菌量直接关系到发酵初始期的发酵。在图7和图8中发现，接菌量不影响高泡期，发酵的高泡期一样，A600变化相差不大，1∶1的情况下A600的起点高，相对地A600峰值高。1∶1发酵起点最高，发泡期峰值高，上升趋势平缓，上升趋势明显，高泡到达快，1∶1.5和1∶0.5发酵起点低，高泡期峰值低，明显弱于1∶1。在糖度变化上，3个处理组的变化趋于一致，并无明显变化。因此，选择接菌量1∶1更利于葡萄汁发酵。

图7 不同接菌量下葡萄汁自然发酵中A600变化

图8 不同接菌量下葡萄汁自然发酵中残糖变化

2.1.5 氮源添加量对葡萄天然发酵剂微生物量的影响

氮源添加量对发酵微生物量具有一定影响。图9结果表明：氮源添加量1%时，对发酵时最有利，其上升趋势明显且迅速；高泡期稳定，A600峰值高，远超其余2组，综合试验结果，氮源添加量选择1%。

图9 不同氮源条件下对葡萄汁自然发酵中A600变化

综上所述，发酵剂基质选择葡萄汁，糖度20 °Brix，温度28 ℃，接菌比例1∶1，氮源添加量1%。

2.2 天然发酵剂发酵的馒头品质分析

2.2.1 感官分析结果

通过感官评定小组对馒头进行评定，对评定结果进行归纳总结，收集有效评定结果，取感官平均值，如表4所示。

表4 感官评价表 单位：分

感官结果分析表明，发酵剂馒头在风味上具有明显优势，结构、色泽和外观方面评分相同或者相差极小，相对于风味的优势来说，可以忽略结构和外观上的细微差距。感官评定员在综合考虑下，更偏向于发酵剂馒头。在色香味方面，采用葡萄汁发酵剂进行醒发的馒头会带有淡淡的特有香味，色泽也会带有微黄色，甜度相较于普通干酵母馒头更甜，整体馒头形态规整，无塌陷、凹痕，表面光滑。

2.2.2 质构分析

质构结果（表5）中馒头的主要指标中的弹性、胶黏性、咀嚼性[10]对于口感的影响是数值越大，口感越好，破裂力和内聚性也从侧面证明馒头食用感官的优劣。从质构仪数据来看，葡萄汁发酵剂制成的馒头比干酵母馒头要好，但是松软度就不如干酵母发酵剂，在硬度方面，葡萄发酵汁的效果要强于干酵母。干酵母在馒头的弹性、胶黏性、咀嚼性上有较大优势，取决于干酵母的发面效果强大，但相对地硬度就比发酵剂大，不利于品尝食用。总体来看，干酵母在质构方面要优于发酵剂制作的馒头。

表5 馒头质构各项指标

2.2.3 色差分析

色差计可以准确反映馒头的颜色变化，其中：L*值代表明亮度，L*=0为黑色，L*=100为白色；a*值代表从红度到绿度，其正值越大，红色程度越大，负值越大，绿色程度越大；b*值代表从蓝度到黄度，其正值越大，黄色程度越大，负值越大，蓝色程度越大。对色差测量数据（表6）进行分析。

表6 色差分析

干酵母组白度最大，活化酵母组红度最大，蓝度三者都相差不大。葡萄汁发酵剂组在三者中处于中等，并无明显优势。在色泽上，葡萄汁发酵剂制成的馒头偏黄普通干酵母馒头偏白。

2.2.4 高径比

试验结果表明，在高径比的比值上来看，葡萄汁发酵剂馒头存在略微优势。在质量上，葡萄汁发酵剂并没有对馒头形成太大影响。

表7 馒头基本指标的测定

3 结论

葡萄发酵中所受到的影响因素很多，试验只对其中部分因素做了研究。糖度、温度对发酵过程起着决定性作用，在试验结果中也有所体现，这两者对发酵的影响非常大，直接决定发酵情况的优劣。制作馒头时，在同等醒发时间条件下，28 ℃温度下醒发状态最好，干酵母可以醒发膨大到原体积的2倍，葡萄汁发酵剂醒发可以膨大1倍多，葡萄汁发酵剂成品馒头在色香味方面都优于普通馒头。但是弹性与咀嚼性较差，馒头内部气孔更大，结构更疏松。发酵剂制作的馒头在质构与色差上并没有表现出优于干酵母组的馒头，但在风味上具有很大的优势，相较于普通干酵母制作的馒头，发酵剂的优势在于能够赋予馒头特殊香味，使其口感更好。发酵剂的菌种密度直接影响发酵的效果，所以试验的关键在于如何通过自然发酵的方法增加发酵的菌种密度，达到醒发面团的要求。