【摘要】：冷凍面團(tuán)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于烘焙產(chǎn)品中,它實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的集中化、工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。然而冷凍過程中面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)的破壞和酵母的失活會(huì)導(dǎo)致冷凍面團(tuán)品質(zhì)發(fā)生劣變。運(yùn)用生物技術(shù)手段開發(fā)新型、健康、有效的冷凍面團(tuán)改良劑一直是現(xiàn)代烘焙科學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。酸面團(tuán)發(fā)酵技術(shù)是近年來烘焙和食品科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域之一。現(xiàn)代烘焙行業(yè)中,酸面團(tuán)常作為一種天然的新型生物改良劑來改善面制品的質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)等品質(zhì)。然而目前利用酸面團(tuán)生物發(fā)酵技術(shù)改善冷凍面團(tuán)品質(zhì)的研究鮮有報(bào)道。本文從中國(guó)傳統(tǒng)酸面團(tuán)中篩選出一株高產(chǎn)胞外多糖(EPS)的乳酸菌。利用篩選出的乳酸菌制作純菌發(fā)酵酸面團(tuán),并將其應(yīng)用于冷凍饅頭面團(tuán)的制備。研究了高產(chǎn)EPS酸面團(tuán)對(duì)冷凍面團(tuán)和饅頭的影響規(guī)律,以及EPS的抗凍機(jī)理。1.收集到30個(gè)來源地不同的中國(guó)本土傳統(tǒng)酸面團(tuán),從中分離純化出120株乳酸菌。利用產(chǎn)糖平板mMRS表型篩選、苯酚硫酸法測(cè)定多糖含量以及發(fā)酵液粘度測(cè)定相結(jié)合方法,從120株乳酸菌中篩選出一株高產(chǎn)EPS乳酸菌QS813,經(jīng)鑒定為融和魏斯氏菌,命名為Weissella confusa QS813(W.confusa QS813)。對(duì)其生長(zhǎng)曲線、產(chǎn)糖曲線以及產(chǎn)多糖影響因素進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,W.confusa QS813的最適生長(zhǎng)溫度為35°C,最適產(chǎn)糖溫度為20°C。W.confusa QS813的產(chǎn)糖量高,在高蔗糖濃度下仍具有很高的轉(zhuǎn)化率,因此具有極大的工業(yè)應(yīng)用潛力。2.對(duì)W.confusa QS813產(chǎn)的胞外多糖的單糖組成、分子量、分子結(jié)構(gòu)、流變學(xué)特性、熱穩(wěn)定性以及微觀結(jié)構(gòu)等特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明W.confusa QS813產(chǎn)的EPS是一種具有高分子量、低分支度的α-葡聚糖。EPS在水中溶解度好,呈現(xiàn)典型的剪切變稀特性。熱分析表明EPS具有很好的熱穩(wěn)定性。低濃度下的EPS呈現(xiàn)相互纏繞的纖維狀結(jié)構(gòu),較高濃度下呈現(xiàn)規(guī)則的片狀結(jié)構(gòu)。3.利用高產(chǎn)EPS的W.confusa QS813制作純菌發(fā)酵酸面團(tuán)。研究了酸面團(tuán)發(fā)酵過程中菌株生長(zhǎng)、代謝產(chǎn)物的變化、酶活性以及蛋白分布的變化。結(jié)果表明酸面團(tuán)W.confusa QS813在低溫(20°C)發(fā)酵條件下生長(zhǎng)良好、產(chǎn)酸緩慢,延緩了面團(tuán)的酸化。添加10%蔗糖酸面團(tuán)低溫發(fā)酵可產(chǎn)生大量EPS,高溫發(fā)酵(35°C)不利于EPS的生成。酸面團(tuán)發(fā)酵使面團(tuán)面筋蛋白降解,高溫發(fā)酵使高分子量的面筋蛋白降解,低溫發(fā)酵產(chǎn)EPS酸面團(tuán)有效延緩了發(fā)酵造成的蛋白降解。4.將高產(chǎn)EPS的酸面團(tuán)添加到冷凍面團(tuán)中,研究其對(duì)冷凍面團(tuán)的發(fā)酵流變特性、水合特性、流變學(xué)特性、微觀結(jié)構(gòu)以及饅頭比容的影響。結(jié)果表明,低溫發(fā)酵產(chǎn)EPS(20°C EPS+)酸面團(tuán)增強(qiáng)了冷凍面團(tuán)產(chǎn)氣和持氣力,減弱了冷凍對(duì)面團(tuán)水分流動(dòng)性的影響,顯著提高了冷凍面團(tuán)的穩(wěn)定性,有效延緩了冰晶造成的面團(tuán)水分遷移。20°C EPS+酸面團(tuán)促進(jìn)了面筋交聯(lián),延緩了冷凍造成的面筋網(wǎng)絡(luò)破壞和淀粉顆粒的溶出。20°C EPS+酸面團(tuán)提高了冷凍面團(tuán)饅頭的比容。高溫發(fā)酵酸面團(tuán)不利于冷凍面團(tuán)和饅頭的品質(zhì)改良。5.研究了凍融循環(huán)期間W.confusa QS813產(chǎn)EPS對(duì)小麥面筋蛋白持水性、水合特性、流變學(xué)以及微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明W.confusa QS813產(chǎn)的EPS增加了新鮮濕面筋的吸水率,延緩了凍融循環(huán)處理引起的濕面筋脫水。EPS降低了新鮮濕面筋中水的流動(dòng)性,有效地減少了凍融循環(huán)引起的面筋脫水。流變學(xué)特性表明,凍融循環(huán)處理顯著降低了濕面筋的粘彈特性。EPS的添加會(huì)降低新鮮濕面筋的彈性模量和粘性模量,具有軟化面筋的作用。較高濃度的EPS(0.5%)可以延緩凍融循環(huán)處理過程中冰晶對(duì)濕面筋蛋白的弱化,保持濕面筋粘彈性的穩(wěn)定。CLSM和SEM觀察發(fā)現(xiàn),凍融循環(huán)處理導(dǎo)致濕面筋連續(xù)性被破壞,不均勻的孔洞增加。EPS的添加可以延緩冰晶形成和冰的重結(jié)晶,從而有效地保護(hù)面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。6.研究了凍融循環(huán)期間W.confusa QS813產(chǎn)EPS對(duì)小麥淀粉凝膠析水率、水分分布和微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明W.confusa QS813產(chǎn)的EPS降低了新鮮小麥淀粉凝膠的析水率,延緩了凍融過程中淀粉凝膠的脫水收縮,降低了析水率的增加速率。凍融循環(huán)處理導(dǎo)致淀粉凝膠發(fā)生相分離,凝膠體系相的變化導(dǎo)致體系內(nèi)的水分發(fā)生遷移并重分布,體系不均勻性的增加。EPS的添加有效地減少體系內(nèi)冰晶的形成,延緩了凍融循環(huán)過程中體系的異質(zhì)化。EPS改善了淀粉凝膠的持水性,提高了淀粉凝膠的凍融穩(wěn)定性。凍融循環(huán)處理導(dǎo)致淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中孔徑變大,結(jié)構(gòu)變得更加粗糙。EPS可以有效地延緩凍融過程中淀粉凝膠微觀結(jié)構(gòu)的劣變,含1%EPS的淀粉凝膠在經(jīng)過反復(fù)凍融處理后仍能夠保持較為均勻、致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。綜上所述,本文從中國(guó)傳統(tǒng)酸面團(tuán)中篩選出的一株高產(chǎn)EPS的Weissella confusa QS813可以成功制備出產(chǎn)糖量高、產(chǎn)酸低的純種發(fā)酵酸面團(tuán)。高產(chǎn)EPS酸面團(tuán)可以有效改善冷凍饅頭面團(tuán)品質(zhì)。該研究突破了酸面團(tuán)生物發(fā)酵技術(shù)和冷凍面團(tuán)深加工技術(shù)相結(jié)合的壁壘,為我國(guó)饅頭冷凍面團(tuán)工業(yè)化提供了新的、有效的技術(shù)路徑。
【圖文】：

江南大學(xué)博士論文的酸化劑，制作面包時(shí)配方中需額外添加商業(yè)酵母[15]。II 型酸面團(tuán)的的微生物生態(tài)不同于 I型酸面團(tuán)，舊金山乳桿菌無法成為 II型酸面團(tuán)中的優(yōu)勢(shì)微生物多為耐酸型菌，報(bào)道的優(yōu)勢(shì)菌有專性同型發(fā)酵乳酸菌cidophilus、德氏乳酸桿菌 L. delbrueckii、淀粉乳桿菌 L. amylovorus、ciminis 以及約氏乳桿菌 L. johnsonii 等）和一些異型發(fā)酵乳酸菌（短乳乳桿菌 L. fermentum、L. frumenti、橋乳桿菌 L. pontis、面包乳桿菌 L.菌 L. reuteri 以及融合魏斯氏菌 W. confusa 等）[16-19]。類酸面團(tuán)（III 型）為工業(yè)發(fā)酵固態(tài)酸面團(tuán)。II 型酸面團(tuán)經(jīng)過噴霧干燥方式處理之后得到的即為 III 型酸面團(tuán)[4]。因此，III 型酸面團(tuán)的優(yōu)勢(shì)型的乳酸菌，如戊糖片球菌Pediococcus pentosaceus、植物乳桿菌L. pl L. brevis，，III 型酸面團(tuán)也是當(dāng)前工業(yè)上最常用的酸面團(tuán)[15]。

圖 1-2 酸面團(tuán)發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)的水解[59]ig.1-2 Proteolytic scheme that occurs during sourdough fermentation[59]抑制酸面團(tuán)內(nèi)部分淀粉酶的活性。小麥面粉中幾乎不含內(nèi)源的 β-淀粉酶。β-淀粉酶具有不耐熱性，在淀粉糊化之前就會(huì)面團(tuán)品質(zhì)造成顯著影響。但是在黑麥面粉中存在大量的 -淀致面包硬度增加、結(jié)構(gòu)粗糙、比容降低，因此酸面團(tuán)發(fā)酵可酶活性，改善黑麥面包的烘焙特性[60]。黑麥面粉中分別含有 1.5%~3%和 7%~8%的阿拉伯基木聚糖可分為水可溶性（WEAX）和水不溶性木聚糖（WUAX）。面團(tuán)的吸水性和氣泡穩(wěn)定性，而 WUAX 會(huì)破壞面團(tuán)面筋的2]。酸面團(tuán)發(fā)酵過程中乳酸菌代謝生成的有機(jī)酸可以將 WU面粉中木聚糖酶的活性在 pH 3.5~5.5 范圍內(nèi)，因此酸面團(tuán)中 的減少和 WEAX 的增加，從而增加小麥和黑麥面包的比容、一些乳酸菌還具有產(chǎn)胞外多糖的能力。研究表明，胞外多糖
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TS213.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 曾令鶴;錢方;姜淑娟;牟光慶;;酸乳體系中乳酸菌胞外多糖與蛋白相互作用研究進(jìn)展[J];食品與機(jī)械;2013年02期

2 賈春利;黃衛(wèi)寧;鄒奇波;甘小紅;Patricia RAYAS-DUARTE;;熱穩(wěn)定冰結(jié)構(gòu)蛋白對(duì)小麥淀粉凝膠凍融穩(wěn)定性的影響[J];食品科學(xué);2012年07期

3 萬金虎;陳曉明;徐學(xué)明;楊哪;田耀旗;金征宇;;四種常見親水膠體對(duì)面團(tuán)特性的影響研究[J];中國(guó)糧油學(xué)報(bào);2009年11期

本文編號(hào)：2660743