天然酵母面包研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

王 立 虞椏芳 錢海峰 張 暉 齊希光

(江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇 無錫 214122)

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天然酵母面包研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

王 立 虞椏芳 錢海峰 張 暉 齊希光

(江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇 無錫 214122)

文章詳細(xì)介紹了天然酵母面包的酸面團(tuán)及其分類、天然酵母菌種中的主要微生物、天然酵母液制備工藝及其特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外天然酵母面包研究現(xiàn)狀，以期為天然酵母面包的開發(fā)推廣提供參考。最后，對(duì)天然酵母面包發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了推測(cè)。

天然酵母面包；酵母菌；乳酸菌

全球有很多國(guó)家以面包為日常主食，目前，全球消費(fèi)人口超過18億，在中國(guó)其消費(fèi)量也在逐年增加[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)[2]，中國(guó)大陸每年人均消費(fèi)面包約2.2 kg，遠(yuǎn)低于飲食習(xí)慣相近的日本(45 kg)以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)(10 kg)。面包是以小麥粉、酵母、食鹽、水為主要原料，添加適量輔料，經(jīng)面團(tuán)調(diào)制、發(fā)酵、整型、醒發(fā)、烘烤等工序制成的食品，具有營(yíng)養(yǎng)豐富、易于消化吸收、食用方便且便于儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)[3]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和消費(fèi)觀念的改變，市場(chǎng)上也出現(xiàn)了越來越多新型的面包產(chǎn)品，例如全谷物面包[4]、無麩質(zhì)面包[5]、雜糧面包[6-8]等。近年來，由于消費(fèi)者對(duì)無添加、安全、健康食品的需求增加，天然酵母面包的研究也越來越受到重視。天然酵母面包是利用谷物、水果、發(fā)酵酸乳或者酒花中自帶的天然微生物進(jìn)行培養(yǎng)作為發(fā)酵劑來發(fā)酵面團(tuán)制作成的面包[9]。天然酵母中存在多種酵母菌和乳酸菌，這些菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生了多種有機(jī)酸和特有風(fēng)味物質(zhì)如醇類、醛類、酯類等，使得天然酵母面包具有獨(dú)特的風(fēng)味。此外，天然酵母面包具有改善風(fēng)味[10-12]、質(zhì)地[13]、延長(zhǎng)貨架期[14-15]以及提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[16-17]等優(yōu)點(diǎn)。文章從酸面團(tuán)、天然酵母菌種主要微生物、天然酵母液制備工藝，以及天然酵母面包與商業(yè)酵母面包的區(qū)別等方面對(duì)國(guó)內(nèi)外天然酵母面包研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述分析，并對(duì)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望，以期為天然酵母面包的開發(fā)推廣提供參考。

1 酸面團(tuán)

1.1 酸面團(tuán)基本概念

酸面團(tuán)是指以谷物、水果或酒花等自帶的野生酵母和乳酸菌培養(yǎng)發(fā)酵劑，加入面粉和水混合，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵制成的酸味面團(tuán)，這是最古老和最原始發(fā)酵食品所利用的生物技術(shù)之一[18]，國(guó)外許多傳統(tǒng)烘焙食品如意大利焙烤糕點(diǎn)、德國(guó)黑麥面包、蘇打餅干以及中國(guó)傳統(tǒng)面食中的老面都采用了酸面團(tuán)技術(shù)。到目前為止，依然有超過30%的意大利面包生產(chǎn)是利用酸面團(tuán)[19]。西方國(guó)家對(duì)酸面團(tuán)發(fā)酵制作面包的歷史比較久遠(yuǎn)，并且一直在對(duì)該技術(shù)進(jìn)行深化研究，有不少學(xué)者發(fā)現(xiàn)非小麥類谷物同樣適合培養(yǎng)乳酸菌酸面團(tuán)[20-21]；Lhomme等[22]指出舊金山乳桿菌在法式有機(jī)酸面團(tuán)中為主要優(yōu)勢(shì)菌群。隨著面包產(chǎn)品暢銷全球，中國(guó)對(duì)酸面團(tuán)技術(shù)應(yīng)用于面包也進(jìn)行了大量研究，例如冷進(jìn)松等[23]優(yōu)化研究乳酸菌—玉米酵子混合酸面團(tuán)面包的工藝；有研究[24-25]發(fā)現(xiàn)，利用植物乳桿菌研制乳酸菌發(fā)酵面包可以提高面包的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味。隨著時(shí)代發(fā)展，人們對(duì)焙烤產(chǎn)品的要求越來越高，但酸面團(tuán)發(fā)酵技術(shù)因其自身所具有的優(yōu)勢(shì)使它并沒有因此衰落。

1.2 分類及特點(diǎn)

根據(jù)不同的技術(shù)工藝，酸面團(tuán)可分成3種類型[26-27]：① 傳統(tǒng)的經(jīng)典酸面團(tuán)，其特點(diǎn)是通過連續(xù)(每天)增殖培養(yǎng)來保證微生物具有最高活性，一般在23～30 ℃下通過三步發(fā)酵工藝可以最好地實(shí)現(xiàn)這一過程，使其發(fā)酵能力和代謝活性維持在較高水平，此類酸面團(tuán)中常見的乳酸菌有舊金山乳桿菌、食果糖乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌和短乳桿菌等異型發(fā)酵乳桿菌，主要酵母菌為梅林假絲酵母、霍氏假絲酵母、少孢酵母和啤酒酵母；② 工業(yè)化的酸面團(tuán)，是通過加入面包酵母來進(jìn)行發(fā)酵，適合大規(guī)模生產(chǎn)，一般將溫度控制在30 ℃以上，發(fā)酵2～5 d，但天然微生物的活性受限制，此種酸面團(tuán)主要提供面團(tuán)酸化過程和風(fēng)味物質(zhì)，同時(shí)，由于這類酸面團(tuán)的pH較低，故其菌種主要為耐酸型乳酸菌屬；③ 商品化的酸面團(tuán)產(chǎn)品，是進(jìn)行干燥和穩(wěn)定處理后得到的干燥制品，一般為粉狀物，其性質(zhì)較前兩種穩(wěn)定，使用便利，此類面團(tuán)中的優(yōu)勢(shì)菌為戊糖片球菌、植物乳桿菌和短乳桿菌，它們?cè)诟稍餇顟B(tài)下也能生存。

2 天然酵母菌種中的主要微生物

天然酵母菌種中的主要微生物為乳酸菌和酵母菌，是天然酵母發(fā)酵酸面團(tuán)時(shí)所必需的微生物，也是面包特殊風(fēng)味的主要貢獻(xiàn)者[28-30]。菌種的類型與數(shù)量受原料、酸度、培養(yǎng)溫度、面粉組成等因素的影響。

影響酸面團(tuán)中天然酵母生長(zhǎng)和活性的因素見圖1[31]。內(nèi)在因素主要有原料中的碳水化合物、氮源、礦物質(zhì)、脂質(zhì)、游離氨基酸以及各種酶的酶活，特別是作為乳酸菌和酵母菌能量來源的碳水化合物具有很大影響。外在因素主要是一些工藝參數(shù)，包括溫度、發(fā)酵時(shí)間、面團(tuán)得率、氧化還原電勢(shì)和繁殖次數(shù)等。

2.1 酵母菌

在穩(wěn)定的天然酵母體系中常見的酵母有以下六類[32]：啤酒酵母、少孢酵母、梅林假絲酵母、畢赤酵母、戴爾凱氏有孢圓酵母、異常威克漢姆酵母，其中最為常見的優(yōu)勢(shì)菌群為S.cerevisiae，可稱作商業(yè)酵母或面包酵母。酵母菌的種類和數(shù)量，除了受酵母本身特性的影響，還受菌種來源、面粉、發(fā)酵溫度以及貯藏溫度的影響[33]。天然酵母中的酵母菌比市售的新鮮酵母對(duì)酸和溫度的抵抗性強(qiáng)[34]。酵母菌的培養(yǎng)溫度以25～28 ℃為宜，超過30 ℃可以產(chǎn)生柔和的酸味，但在20 ℃左右會(huì)轉(zhuǎn)變成刺鼻的醋酸味。

酵母菌的主要功能是作為生物疏松劑，產(chǎn)生大量CO2，增大面團(tuán)體積，使面包具有疏松多孔的海綿狀結(jié)構(gòu)；它在發(fā)酵中生成的酒精以及多種有機(jī)酸、醇、醛、酮和酯等風(fēng)味化合物會(huì)賦予面包特有的香氣和發(fā)酵風(fēng)味，同時(shí)這些有機(jī)物質(zhì)會(huì)改變面團(tuán)的延伸性和黏彈性等流變學(xué)特性，有利于進(jìn)一步加工[35]。楊秀琴等[36]研究發(fā)現(xiàn)酵母菌對(duì)自然發(fā)酵酸面團(tuán)面包中主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有較大影響, 如酸類和酯類物質(zhì)的相對(duì)含量有所下降，醛類的含量增加。王剛等[37]發(fā)現(xiàn)從重慶泡菜及揚(yáng)州豆醬等傳統(tǒng)發(fā)酵食品中分離得到的產(chǎn)香酵母YG28B可用于面包發(fā)酵以改善面包囊的風(fēng)味。通過以上學(xué)者的研究可知，酵母菌種的存在有利于改善自然發(fā)酵面包的風(fēng)味。

2.2 乳酸菌

到目前為止，天然酵母中分離鑒定出的乳酸菌已超過60種[32]，從中可看出不同原料培養(yǎng)的發(fā)酵液中存在的乳酸菌種類也各不相同，其組成主要以乳酸桿菌屬為主，其中最常見的是舊金山乳桿菌、植物乳桿菌及短乳桿菌，其余菌種如片球菌屬、明串珠菌屬及魏斯氏菌屬有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)。按發(fā)酵類型，乳酸桿菌可分為3種類型[38]：專性同型發(fā)酵、兼性異型發(fā)酵和專性異型發(fā)酵(表1)，其中專性異型發(fā)酵乳酸菌在天然酵母發(fā)酵過程占據(jù)主導(dǎo)地位，因?yàn)檫@類菌可以代謝多種糖類，對(duì)氨基酸的同化作用專一以及應(yīng)激反應(yīng)好[39-40]。

圖1 影響酸面團(tuán)天然酵母生長(zhǎng)與代謝活性以及酸面團(tuán)質(zhì)量的因素

發(fā)酵類型乳酸菌種類專性異型發(fā)酵 Lb．a(chǎn)cidifarinae，短乳桿菌，布氏乳桿菌，發(fā)酵乳桿菌，食果糖乳桿菌，Lb．frumenti，希氏乳桿菌，面包乳桿菌，Lb．Pontis，羅氏乳酸菌，Lb．rossiae，舊金山乳桿菌，Lb．siliginis，Lb．spicheri，Lb．zymae兼性異型發(fā)酵 植物乳桿菌，戊糖乳桿菌，Lb．a(chǎn)limentarius，Lb．paralimentarius，干酪乳桿菌專性同型發(fā)酵 食淀粉乳桿菌，嗜酸乳桿菌，德氏乳桿菌亞種，德氏乳桿菌，香腸乳桿菌，明登乳桿菌，卷曲乳桿菌，約氏乳桿菌，解淀粉類乳酸菌

天然酵母制備過程中，乳酸桿菌之所以能成為優(yōu)勢(shì)菌是由于其能發(fā)酵利用的糖種類較多，一般來說，乳酸菌利用麥芽糖作為發(fā)酵基質(zhì)，和某些不能利用麥芽糖的酵母菌共生；以及乳酸桿菌對(duì)酸、溫度、滲透壓、氧化及饑餓等惡劣環(huán)境有較好的適應(yīng)能力；在發(fā)酵過程中生成有機(jī)酸和細(xì)菌素等抗菌物質(zhì)，抑制雜菌生長(zhǎng)。

乳酸菌與天然酵母發(fā)酵密切相關(guān)，對(duì)面包的品質(zhì)、風(fēng)味、保質(zhì)期有著重要的影響。通常來說，乳酸菌是通過產(chǎn)生有機(jī)酸酸化體系，影響內(nèi)源蛋白酶、α-淀粉酶的活性，同時(shí)還通過產(chǎn)生類細(xì)菌素抑制物、胞外多糖、風(fēng)味物質(zhì)(如有機(jī)酸、醇、醛)等來改善面包的風(fēng)味、質(zhì)地、老化和營(yíng)養(yǎng)等[41-42]。一些研究者[43-45]發(fā)現(xiàn)乳酸菌發(fā)酵對(duì)面包的品質(zhì)和貯藏特性均有改善作用。乳酸菌也可通過改良面團(tuán)的流變學(xué)特性來影響面包的品質(zhì)。Falade等[46]提出乳酸菌發(fā)酵會(huì)改變淀粉粒結(jié)構(gòu)，使得玉米面團(tuán)更加緊密、柔軟和低彈性，進(jìn)而提高其在發(fā)酵和烘焙過程中的持氣能力，面包芯結(jié)構(gòu)的氣孔大且分散，硬度也較低。這可能成為不使用添加劑而提高無麩質(zhì)玉米面包質(zhì)量的關(guān)鍵。Plessas等[47]研究發(fā)現(xiàn)嗜酸乳桿菌和清酒乳桿菌協(xié)同發(fā)酵對(duì)面包的防腐作用更好，比兩者單獨(dú)發(fā)酵可延長(zhǎng)貨架期2～5 d。Moroni等[48]探究了乳酸菌發(fā)酵蕎麥酸面團(tuán)在面包生產(chǎn)中的應(yīng)用，與未酸化或化學(xué)酸化面包對(duì)比發(fā)現(xiàn)，蕎麥酸面團(tuán)的加入使面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，彈性降低，面包的總體質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)特性提高。張思佳等[49]也發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌能夠顯著改善蕎麥面團(tuán)面包的抗氧化特性，而發(fā)酵乳桿菌對(duì)蕎麥面包的烘焙特性有明顯的改善作用。從現(xiàn)有的研究分析，乳酸菌發(fā)酵有利于改善雜糧粉在烘焙中的應(yīng)用。

2.3 酵母菌與乳酸菌協(xié)同發(fā)酵

大部分情況下，自然發(fā)酵的酸面團(tuán)同時(shí)存在酵母菌和乳酸菌，兩者處于互利共生的生態(tài)位，互為協(xié)同或拮抗作用。發(fā)酵能力強(qiáng)的酸面團(tuán)中乳酸菌菌數(shù)通常為108～109lg CFU/g，酵母菌菌數(shù)為106～107lg CFU/g[50]。一般認(rèn)為乳酸菌與酵母菌數(shù)量的比例達(dá)到100∶1[51]，酸面團(tuán)體系達(dá)到穩(wěn)定。Guel等[52]收集了14種酸面團(tuán)樣品，從中分離鑒別出33種乳酸菌，包括肉桿菌屬(2種)、乳酸桿菌屬(23種)、片球菌屬(7種)和四聯(lián)球菌屬(1種)，其中短乳桿菌為主要優(yōu)勢(shì)菌種；另外，分離鑒別出37種酵母菌，包括啤酒酵母(32種)和球擬酵母(5種)，啤酒酵母為優(yōu)勢(shì)菌。張薇[53]鑒定發(fā)現(xiàn)葡萄干自然發(fā)酵酸面團(tuán)中的乳酸菌為清酒乳桿菌以及少量的植物乳桿菌和戊糖片球菌，而蘋果自然發(fā)酵酸面團(tuán)中的乳酸菌為植物乳桿菌，且兩種自然發(fā)酵酸面團(tuán)中的酵母菌皆為釀酒酵母。Lattanzi等[54]從18種用于制作意大利傳統(tǒng)烘焙食品的自然發(fā)酵酸面團(tuán)中分離鑒定出了舊金山乳桿菌、植物乳桿菌、檸檬明串珠菌、釀酒酵母、霍氏假絲酵母等微生物。

相比于乳酸菌和酵母菌單獨(dú)發(fā)酵，兩者協(xié)同發(fā)酵的面包在許多品質(zhì)方面都有不同程度的改善。李慧東等[55]研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌和酵母共同發(fā)酵的面包，具有濃郁的發(fā)酵香味和柔和的酸味，其復(fù)合風(fēng)味明顯比目前用快速發(fā)酵法生產(chǎn)的面包的發(fā)酵風(fēng)味更受消費(fèi)者青睞，且老化較慢，保質(zhì)期有所延長(zhǎng)。Aplevicz等[56]發(fā)現(xiàn)利用副干酪乳桿菌單獨(dú)發(fā)酵的面包品質(zhì)并不理想，但和啤酒酵母組合后發(fā)酵的面包在顏色、感官、結(jié)構(gòu)和保質(zhì)期方面有所改善。熊俐等[57]研究發(fā)現(xiàn)復(fù)合菌(酵母、乳酸菌粉和甜酒曲)發(fā)酵能改善麩皮面包的質(zhì)量，延緩其老化。研究[58]表明，天然酵母還可用于有機(jī)面包的制作以提升風(fēng)味。從搜集的資料分析，接種特定乳酸菌和酵母菌，兩者組合發(fā)酵能賦予面包更特殊的風(fēng)味以及改善其品質(zhì)。盡管現(xiàn)已有較多關(guān)于接種特定菌種制備酸面團(tuán)的研究，但到目前為止都只停留于實(shí)驗(yàn)室階段，如何從實(shí)驗(yàn)室過渡到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)亟需深化研究。

3 天然酵母面包制備工藝

3.1 制作工藝

面包是由面粉、水、酵母經(jīng)過混合，在酵母發(fā)酵作用下膨脹，烘烤定制而成的面團(tuán)。目前普通面包的制作工藝[59]為：原料選擇與處理→面團(tuán)調(diào)制→發(fā)酵→整型→醒發(fā)→烘焙→冷卻→包裝。天然酵母面包和普通面包的制作除了酵母外，基本一致。普通面包一般使用干酵母，而天然酵母面包使用的酵母需要預(yù)先培養(yǎng)，制作工藝一般分成3個(gè)階段[60-61]：培養(yǎng)天然酵母液、原種制備和面包制作。第一階段發(fā)酵液的培養(yǎng)，將原料與水混合均勻，以水剛沒過原料為宜，醒發(fā)溫度控制在28～32 ℃，發(fā)酵3～7 d，待發(fā)酵液表面有大量氣泡，并帶有酒精與酸混合的香味，表示發(fā)酵成功。第二階段的天然酵母種的制備是利用前面的天然酵母液與面粉和水混合，連續(xù)增殖培養(yǎng)制備天然酵母種。最后就是將天然酵母種混入面包原輔料中制作面包。在3個(gè)階段中，天然酵母液的培養(yǎng)對(duì)最終產(chǎn)品性質(zhì)的影響最大。而天然酵母液由于培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)、過程復(fù)雜，容易出現(xiàn)污染問題。因此，規(guī)范培養(yǎng)工藝、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量是加快天然酵母面包工業(yè)化發(fā)展亟待解決的問題。

3.2 天然酵母液制備

不同原料制作的天然酵母面包風(fēng)味各有特色，對(duì)原料一般要求含糖量較高，以便乳酸菌和酵母菌能利用其中的糖作為能量來源進(jìn)行新陳代謝和發(fā)酵。

3.2.1 谷物來源 谷物培養(yǎng)的天然酵母是最常見的，如自然發(fā)酵的小麥或黑麥面包，是將面粉與水混合，在一定溫度下經(jīng)發(fā)酵增殖培養(yǎng)制作發(fā)酵劑。這種天然酵母發(fā)酵能力較弱，產(chǎn)生的有機(jī)酸和CO2不僅可以抑制雜菌生長(zhǎng)，還能使制作的面包具有酸味和獨(dú)特的風(fēng)味。黃衛(wèi)寧等[62]研究了一種由面粉自然發(fā)酵酸面包的制備方法，在簡(jiǎn)化工藝的同時(shí)改善酸面包的風(fēng)味與質(zhì)地。Banu等[63]從比容、水分、總滴定酸度、瓤芯特性和感官等方面分析黑麥天然酵母面包的品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)添加20%天然酵母種的面包擁有更好的品質(zhì)。除了常用的黑麥外，大麥、燕麥等也可用于天然酵母的培養(yǎng)。Mariotti等[64]發(fā)現(xiàn)大麥粉培養(yǎng)天然酵母制作的面包雖然比容較小，面包芯結(jié)構(gòu)緊實(shí)，但有利于提高可溶性纖維含量，增加面包的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，且與小麥面包的可接受度相近。另有研究[65]提出燕麥酸面團(tuán)在35 ℃下自然發(fā)酵β-葡聚糖含量較高。這些研究為非小麥類谷物在烘焙工業(yè)中的應(yīng)用提供了可能性，有利于生產(chǎn)健康的焙烤產(chǎn)品。

3.2.2 水果來源 用水果培養(yǎng)天然酵母是利用其表皮附著的天然微生物，不僅可以利用新鮮水果如葡萄、蘋果等含糖量較高的品種，也可以利用干果類如葡萄干、桂圓等，但用干果類培養(yǎng)天然酵母時(shí)要注意先將其用水軟化。利用水果培養(yǎng)天然酵母需將果實(shí)帶皮搗碎，再將其與水充分混合制備發(fā)酵液。大多數(shù)水果的含糖量比谷物高，適合用作天然酵母的培養(yǎng)，并且制作的面包還會(huì)帶有水果的天然風(fēng)味，更受消費(fèi)者的喜愛。Hou等[34]對(duì)比了蘋果與黑麥來源的天然酵母發(fā)酵過程，發(fā)現(xiàn)雖然在最開始黑麥種產(chǎn)氣較快，但之后蘋果種的產(chǎn)氣速率加快，且就產(chǎn)氣總量來說，蘋果種更大。Aplevicz等[66]研究利用甘蔗、蘋果和葡萄作為底物培養(yǎng)天然酵母液，對(duì)比三者及制作面包的發(fā)酵活性、物化、微生物和感官特性，表明不同來源的天然酵母具有不同特性，制作的面包的感官特性也各不相同，其中葡萄天然酵母液發(fā)酵活性和面包的感官特性最佳。也有研究[67-68]表明利用葡萄干發(fā)酵汁制作的面包能達(dá)到類似的效果。但整體來說，新鮮水果往往容易受季節(jié)限制，因此干果類天然酵母的培養(yǎng)更適合工業(yè)化生產(chǎn)。

3.2.3 花卉來源 最常見用于天然酵母培養(yǎng)的花是啤酒花。在培養(yǎng)過程中，需將酒花在水中煮沸，濾掉酒花的沸水加入小麥粉用于天然酵母種的培養(yǎng)，也可與馬鈴薯并用制作發(fā)酵劑。酒花中含有的酒花樹脂可以抑制天然酵母培養(yǎng)時(shí)的雜菌生長(zhǎng)，有利于酵母繁殖和發(fā)酵；其他成分如酒花油具有揮發(fā)性好且?guī)в刑禺愊阄兜奶攸c(diǎn)，可以給面包增加風(fēng)味。唐佳碧[69]采用三次發(fā)酵法制作了一種具有植物芳香的啤酒花面包。吳微[70]提出啤酒花發(fā)酵液還可改善雜糧面包的制備。目前有關(guān)其他花種天然酵母液培養(yǎng)的研究報(bào)道較少。李志斌[71]發(fā)現(xiàn)可以選用玫瑰花、櫻花或菊花中的一種或多種的混合物制備天然酵母粉。

4 天然酵母面包的特點(diǎn)

4.1 發(fā)酵能力較弱

商業(yè)面包酵母是選用天然酵母中發(fā)酵能力最強(qiáng)的菌種培養(yǎng)得到的，故發(fā)酵力強(qiáng)，短時(shí)間就能產(chǎn)生大量二氧化碳，完成發(fā)酵作用。天然酵母中由于菌種類型繁雜，不同菌種之間還會(huì)互相影響生長(zhǎng)與發(fā)酵，因此比商業(yè)酵母發(fā)酵能力弱、發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)。Hwang等[72]研究葡萄干天然酵母面包的特性時(shí)發(fā)現(xiàn)普通面團(tuán)在150 min內(nèi)體積從50 cm3膨大到210 cm3，而含有不同比例的天然酵母的面團(tuán)需要至少270 min。王金水等[73]也通過F3流變式發(fā)酵儀分析酸面團(tuán)和酵母菌的發(fā)酵特性，發(fā)現(xiàn)酸面團(tuán)的發(fā)酵時(shí)間(2.9 h)為酵母菌(1.4 h)的兩倍，但是發(fā)酵穩(wěn)定性要高于酵母菌。Marti等[74]在酸面團(tuán)用于改善無麩質(zhì)面包的研究中發(fā)現(xiàn)，酸面團(tuán)的CO2產(chǎn)生量只有面包酵母的60%～70%，發(fā)酵最大高度為面包酵母的80%～85%左右。如何改善天然酵母的發(fā)酵能力是擴(kuò)大工業(yè)化生產(chǎn)面臨的一大問題。因此，許多學(xué)者致力于研究從自然發(fā)酵面團(tuán)中篩選強(qiáng)化關(guān)鍵菌種，以穩(wěn)定發(fā)酵過程，縮短加工時(shí)間，為工業(yè)化生產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。

4.2 賦予獨(dú)特風(fēng)味

由于天然酵母中存在著多種酵母菌和乳酸菌等有益菌群，在發(fā)酵過程中，會(huì)生成特有的有機(jī)酸和酯類，使產(chǎn)品帶有獨(dú)特的風(fēng)味，烘烤后其外皮和瓤芯也具有獨(dú)特的口感。面團(tuán)中乳酸菌及酵母菌通過分解蛋白質(zhì)釋放出不同種類的氨基酸及小分子肽，參與美拉德反應(yīng)和作為烘焙制品香氣化合物前體物。天然酵母發(fā)酵過程中酵母菌主要合成2-甲基-1-丙醇，2，3甲基-1-丁醇和其他異醇等揮發(fā)性風(fēng)味成分；異型發(fā)酵乳酸菌主要產(chǎn)生乙酸乙酯和少量醇類以及醛類，而同型發(fā)酵乳酸菌合成二乙酰和其他羰基化合物[75]。涂雅駿等[76]利用固相萃取和氣—質(zhì)聯(lián)用技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)葡萄干發(fā)酵液面包中的風(fēng)味物質(zhì)種類多達(dá)29種，是普通面包的1.6倍，與葡萄干面包相比，發(fā)酵液面包含有甲乙酐、癸醛等12種獨(dú)有的風(fēng)味物質(zhì)，且酯類物質(zhì)含量更高，香味更豐富。類似研究[77]發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌燕麥酸面團(tuán)面包中的風(fēng)味物質(zhì)類別為45種，比普通面包多9種。Thiele等[78]通過試驗(yàn)得出自然發(fā)酵產(chǎn)生的游離氨基酸能改善面包風(fēng)味，尤其是鳥氨酸。因此，利用天然酵母賦予產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)味，可能會(huì)成為天然酵母焙烤制品的一個(gè)方向。

4.3 改善面包質(zhì)地

天然酵母由于發(fā)酵能力不如商業(yè)酵母，需要的發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，使得淀粉顆粒充分腫脹，面包內(nèi)部不規(guī)則孔洞多。但天然酵母面包的比容大，彈性好，且能維持較長(zhǎng)時(shí)間的柔軟口感。Rózyo等[79]研究發(fā)現(xiàn)不管是新鮮酸面團(tuán)或凍干后的蕎麥酸面團(tuán)都使得無麩質(zhì)面包的比容顯著大于普通面包，面包片內(nèi)部的氣孔較大且多，瓤芯硬度也比普通面包的有所降低，彈性較好，顯著改善面包的質(zhì)地。簡(jiǎn)思平等[80]選用檸檬和香蕉培養(yǎng)天然酵母液用于制作天然酵母面包，結(jié)果表明天然酵母面包的質(zhì)地較軟，孔洞明顯，比容顯著大于商業(yè)酵母面包，并且在儲(chǔ)存過程中變硬程度明顯低于商業(yè)酵母面包。研究[81-83]發(fā)現(xiàn)，乳酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物如胞外多糖能提高面團(tuán)的粘彈性，增大面包體積，降低面包芯硬度。所以，乳酸菌產(chǎn)生的胞外多糖可以替代其他昂貴的親水膠體，用作面包改良劑，在減少添加劑使用的同時(shí)降低面包的成本。

4.4 提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

天然酵母發(fā)酵過程中多種微生物(特別是異型發(fā)酵乳酸菌)共同作用減少面筋蛋白質(zhì)的二硫鍵和酸化，提高了內(nèi)源蛋白酶的活性和底物可及性，誘導(dǎo)蛋白質(zhì)降解成各種游離氨基酸，使得面包中氨基酸含量顯著提高。張薇等[84]研究發(fā)現(xiàn)天然酵母面包中有12種氨基酸的含量顯著高于普通酵母發(fā)酵面包，包括人體必需氨基酸，其中蛋氨酸的含量增長(zhǎng)最大。世界上約有1%的人患有乳糜瀉，即麩質(zhì)過敏癥(一種免疫介導(dǎo)性腸病)。乳糜瀉病人一般只能食用無谷蛋白食品，因此無麩質(zhì)食品的生產(chǎn)和質(zhì)量一直是引人關(guān)注的問題[85-87]。有學(xué)者[88]發(fā)現(xiàn)天然酵母發(fā)酵也可改善無麩質(zhì)面包的質(zhì)量，乳酸菌可以分解面包中的面筋蛋白來為乳糜瀉病人提供天然無添加的安全食品。Coda等[89]研究發(fā)現(xiàn)天然酵母發(fā)酵還可促進(jìn)內(nèi)源性植酸酶對(duì)植酸的分解，提高面包的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。鐘京[90]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌發(fā)酵對(duì)麩皮和添加麩皮的面包面團(tuán)以及面包中植酸含量影響顯著，植酸含量隨著發(fā)酵時(shí)間的增加而降低，提高了高纖維面包中礦物質(zhì)利用率。因此，天然酵母面包符合21世紀(jì)食品工業(yè)發(fā)展的基本要求——“營(yíng)養(yǎng)、安全、美味”。

4.5 延長(zhǎng)保存期限

天然酵母發(fā)酵改善面包的老化特性，延緩面包的老化，主要是通過顯著降低面包在貯藏期內(nèi)的硬度和老化焓值。Corsetti等[91]利用質(zhì)構(gòu)儀和DSC研究?jī)?chǔ)藏過程中天然酵母面包的硬度變化和老化焓值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)S. cerevisiae 141和L. plantarum DC400組合發(fā)酵的面包雖然在最初24 h的硬度最大，但在之后的儲(chǔ)存過程中變化最慢，192 h后的硬度值也最?。蝗樗峋徒湍妇M合發(fā)酵的面包在144 h的儲(chǔ)藏過程中老化焓值增長(zhǎng)較緩，低于商業(yè)酵母面包的焓值。這可能是乳酸菌的存在，使天然酵母在發(fā)酵過程中產(chǎn)生乳酸、醋酸等多種有機(jī)酸降低體系的pH，提高體系中一些酶如淀粉酶和蛋白酶的活性，促進(jìn)淀粉和蛋白質(zhì)分解成小分子物質(zhì)，而且乳酸菌還可產(chǎn)生胞外多糖，影響儲(chǔ)藏過程中體系的淀粉和蛋白質(zhì)組分的分布，抑制淀粉回生，延緩老化過程。Katina等[92]研究發(fā)現(xiàn)麩皮酸面團(tuán)與酶結(jié)合使用對(duì)抑制高纖維面包老化有積極影響。

面包的保存期限主要受老化和微生物污染的影響，后者的影響更大。天然酵母中一些乳酸菌可產(chǎn)生細(xì)菌素等抗菌物質(zhì)[93-94]，可抑制多種致病菌和腐敗菌，如G?nzle等[95]研究發(fā)現(xiàn)Lb. reuteri產(chǎn)生的Reuterin可抑制細(xì)菌、酵母菌和真菌等，從而延長(zhǎng)面包的保質(zhì)期。Axel等[96]研究發(fā)現(xiàn)利用L. amylovorus DSM19280發(fā)酵酸面團(tuán)制作的面包可抑制霉菌生長(zhǎng)，保存期限延長(zhǎng)將近4 d。Denkova等[97]發(fā)現(xiàn)添加10%特定天然酵母發(fā)酵種的面包可以延緩細(xì)菌性腐敗，而如果想要抑制其他腐敗菌的生長(zhǎng)則需添加15%～20%左右。Lynch等[98]提出天然酵母發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的有機(jī)酸、CO2、乙醇和過氧化氫可抑制霉菌生長(zhǎng)。Kam等[99]通過試驗(yàn)探究4種天然酵母發(fā)酵劑對(duì)5種常見霉菌污染的抑菌性質(zhì)，結(jié)果表明天然酵母對(duì)黃曲霉和枝孢樣枝孢霉生長(zhǎng)的抑制作用最強(qiáng)。因此，天然酵母在面包生產(chǎn)中可以兼作生物防腐劑，滿足消費(fèi)者不添加防腐劑的需求。

5 結(jié)論與展望

天然酵母發(fā)酵雖然是一種古老的生物發(fā)酵技術(shù)，但是與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合可為消費(fèi)者生產(chǎn)不含防腐劑和更有利于腸道健康的食品。相關(guān)研究表明天然酵母發(fā)酵雖然發(fā)酵能力不如商業(yè)酵母，但是多種微生物協(xié)同作用釋放多種風(fēng)味物質(zhì)使得天然酵母面包具有濃郁的風(fēng)味；乳酸和醋酸的產(chǎn)生降低了體系的pH，有利于內(nèi)源蛋白酶和淀粉酶分解蛋白質(zhì)和淀粉，增加面包的總氨基酸含量和抑制淀粉老化；植酸酶在低pH條件下降解植酸，提高了人體對(duì)礦物質(zhì)的利用率；乳酸菌可以分解面包面團(tuán)中的面筋蛋白從而為乳糜瀉病人提供健康食品；天然酵母發(fā)酵過程中產(chǎn)生的胞外多糖可以替代親水膠體作為面包改良劑，降低面包的成本和減少添加劑的使用；天然酵母也可用作生物防腐劑，其發(fā)酵產(chǎn)生的有機(jī)酸(特別是乳酸和醋酸)、CO2、乙醇、過氧化氫以及一些細(xì)菌素等抗菌物質(zhì)，可以延緩面包在儲(chǔ)存期間的腐敗。

目前，天然酵母面包仍存在以下問題：培養(yǎng)過程時(shí)間較長(zhǎng)、培養(yǎng)過程復(fù)雜、菌種受到原料種類或產(chǎn)地等多重因素的影響、發(fā)酵過程不易控制、最終產(chǎn)品的風(fēng)味不穩(wěn)定，使得這種方法難以用于大規(guī)模生產(chǎn)而被局限于家庭及手工作坊。為克服這些缺點(diǎn)，建議從以下幾個(gè)方面著手：① 接種特定菌種。向發(fā)酵液接種性能優(yōu)越、風(fēng)味穩(wěn)定的酵母或乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵可以適當(dāng)縮短時(shí)間，控制最終產(chǎn)品的穩(wěn)定化。目前，雖然已有較多關(guān)于接種特定菌種制備酸面團(tuán)的報(bào)道，但現(xiàn)有的研究還僅停留在實(shí)驗(yàn)室階段，因此，深化相關(guān)研究，形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)將是下一步的目標(biāo)。② 規(guī)范生產(chǎn)工藝。只有保證工藝條件一致的情況下，才可能使天然酵母液的菌種穩(wěn)定，從而得到風(fēng)味穩(wěn)定的產(chǎn)品。目前天然酵母面包的生產(chǎn)還沒有統(tǒng)一化的生產(chǎn)工藝和標(biāo)準(zhǔn)，因此規(guī)范生產(chǎn)工藝對(duì)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模至關(guān)重要。③ 篩選強(qiáng)化關(guān)鍵菌種。利用分子生物學(xué)技術(shù)分析和鑒定天然酵母中的關(guān)鍵菌種，再研究其強(qiáng)化方法，穩(wěn)定發(fā)酵過程和產(chǎn)品風(fēng)味，為工業(yè)化生產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。創(chuàng)建穩(wěn)定的天然酵母體系，保障產(chǎn)品品質(zhì)，應(yīng)用于工業(yè)化和自動(dòng)化生產(chǎn)是目前和未來的研究熱點(diǎn)和方向。

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Study on sourdough bread

WANG LiYUYa-fangQIANHai-fengZHANGHuiQIXi-guang

(SchoolofFoodScienceandTechnology,JiangnanUniversity,Wuxi,Jiangsu214122,China)

The sourdough and its main microorganism, together with the preparation technology, properties and research status of this kind of bread both domestic and overseas, were introduced in the paper, hoping to provide a new clue for its development and promotion. Finally, a possible development tendency of sourdough bread was also forecasted.

sourdough bread; yeast; lactic acid bacteria

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào)：31471617)；國(guó)家“十二五”科技攻關(guān)項(xiàng)目(編號(hào)：2012BAD37B08-3)

王立(1978—)，男，江南大學(xué)教授，博士。

E-mail：wl0519@163.com

2016-04-12