市售酵母发酵特性和抗冻性的比较

李瑞，艾志录，郑学玲，王娜，陈月华，范会平＊

1(河南农业大学 食品科学技术学院，河南 郑州，450002) 2(河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州，450001)



市售酵母发酵特性和抗冻性的比较

李瑞1，艾志录1，郑学玲2，王娜1，陈月华1，范会平1＊

1(河南农业大学 食品科学技术学院，河南 郑州，450002) 2(河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州，450001)

摘要采用蒽酮比色法测定不同市售酵母中海藻糖的含量，并结合F3流变发酵仪测出面团冷冻前后酵母发酵特性的变化，对不同酵母的抗冻性进行比较，用以筛选出合适的抗冻酵母来生产冷冻面团。结果表明：5#酵母的海藻糖含量最高，15#、12#和10#酵母制成的新鲜和冷冻面团的发酵力均较大，8#、20#和25#的抗冻力最强且全为高糖型酵母。综合比较得出，在冷冻面团的制作中应首先选择8#酵母。

关键词酵母；发酵特性；抗冻性；海藻糖

冷冻面团技术在国内外面包行业的连锁店经营中已十分成熟和规范，而在中式面点的应用中还处于探索阶段。我国冷冻面团在冷冻、贮存及解冻过程中存在品质下降等问题，在众多因素中以酵母和面粉特性[1]的影响程度最大，其中酵母抗冻性弱[2]是影响冷冻面团产品质量的关键问题。活性干酵母被广泛应用于发酵面食加工领域[3]，且在冷冻面团的生产中性能较鲜酵母更好[4]。然而国内外的干酵母厂家繁杂，市场上产品多样，因此干酵母的品质和特性存在差异，而发酵特性和抗冻特性直接着影响冷冻面团最终质量。

海藻糖是酵母在稳定期积累的贮藏性糖类[5]，具有独特的抗冷冻的生物学功能。HINO研究表明，海藻糖并不是酵母抗冻的关键[6]，也有研究发现，酵母胞内海藻糖含量与抗冻能力正相关[7]。所以测定胞内海藻糖含量对筛选抗冻酵母具有一定的指导意义[8]。酵母抗冻性最终由低温下的酵母活力决定，因此有必要对冷冻面团的发酵性和抗冻性进行研究。

国内外已对面包类冷冻面团酵母的抗冻性和抗冻机理作了大量的研究，但对馒头类冷冻面团酵母的发酵特性和抗冻性的系统研究很少，对于酵母品牌的选取也不够全面。本研究主要搜集市场上国内外不同厂家、品牌的干酵母，并与鲜酵母、老酵子及泡打粉比较，从而筛选出市售发酵性和抗冻性好的干酵母，用于生产冷冻面团制作的发酵面制品，对推动我国馒头主食工业化进程具有重要意义。

1实验材料与方法

1.1实验材料

神象特一粉，郑州海嘉食品有限公司；市售发酵剂25种，见表1。

1.2主要实验试剂及配制

海藻糖标准品，上海恒信化学试剂有限公司；2 g/L的蒽酮试剂，将0.2 g蒽酮溶解于100 mL质量分数为95%浓硫酸中，置于棕色瓶中冷暗处保存；无水乙醇等均为分析纯。

1.3主要仪器与设备

F3流变发酵仪，法国肖邦技术公司；JXFD-7醒发箱，北京东孚久恒仪器技术有限公司；KLT-4020高低温试验箱，无锡科隆实验设备有限公司；752型紫外分光光度计，上海精密科学仪器有限公司。

1.4实验方法

1.4.1面粉基本指标的测定

水分含量：GB 24898—2010；粗蛋白含量：GB5009.5—2010；灰分含量：GB5009.4—2010；降落数值：GB/T1 0361—2008；湿面筋含量：SB/T 10248—1995；粉质参数：GB/T14614—2006。

1.4.2酵母基本成分的测定

酵母中的水分含量测定：JJG658—2010；酵母中的蛋白含量测定：GB5009.5—2010。

1.4.3酵母中海藻糖的测定

1.4.3.1标准曲线的绘制

海藻糖的测定采用蒽酮比色法[9]。在周洁方法[10]的基础上进行改进，配置0，0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mg/100 mL的海藻糖，绘制标准曲线。

表1　25种市售发酵剂的编号及生产单位

1.4.3.2酵母中海藻糖含量的测定

酵母中海藻糖的提取采用热乙醇法，参考张雪莲的优化工艺[11]和李静的实验方法[12]进行。

称取5 g干酵母加入50 mL体积分数为40%的乙醇溶液，放入80 ℃水浴锅中搅拌提取1 h，得到的提取液倒入离心管中于3 000 r/min的条件下离心20 min，继续使用旋转蒸发器浓缩去除乙醇溶液，加入超纯水定容至50 mL，再次3 000 r/min离心20 min，取上清液，稀释至适当倍数，再用蒽酮比色法测定。根据海藻糖的标准曲线，得出海藻糖的浓度，再结合发酵剂的含水量，折算出每克发酵剂干物质中的对应的海藻糖含量。

1.4.4酵母发酵特性的测定

1.4.4.1新鲜面团和冷冻面团的制备

配方：面粉250 g，蒸馏水120 mL(除23#和24#130 mL外)，干、鲜酵母2 g(除22#：7.5 g，23#：20 g，24#：老酵20 g+6#酵母1 g外)。

(1)新鲜面团的制备

面团调制→压延→整型→分割、称量。

面团调制：称取面粉后，35 ℃恒温1 h。将原料混合后用和面机和面5 min， 面团温度保持在30 ℃。干酵母及鲜酵母预先溶解于35 ℃蒸馏水中；老酵头先溶解于35 ℃蒸馏水后，置于醒发箱(35 ℃、RH 85%)20 min后，再和面；泡打粉直接与干面粉混匀，再加水和面。

压延：用轧距2.3 mm的压片机压延5次，注意每次压延后垂直对折。

分割、称量：采用减量法。

(2)冷冻面团的制备

面团调制→压延→整型(成长柱形，高30 cm)→速冻(-35 ℃，1 h →自封袋冻藏(-18 ℃，7 d) →解冻(30 ℃，RH85%，40～45 min)→分割、称量。

解冻：解冻至面团中心温度在0～5 ℃后，迅速分割称量。

其他操作要点同新鲜面团。

1.4.4.2面团冷冻前后发酵特性的测定

新鲜面团和冷冻面团的发酵特性均采用F3型肖邦流变发酵仪，将制备好的面团迅速置于条件为面团315 g，温度35 ℃，时间3 h，砝码2 000 g的发酵仪中进行测定。

1.4.5酵母的抗冻特性的测定

酵母的抗冻性用抗冻力即相对发酵力表示，发酵力用产气量表示，见公式(1)。

(1)

1.5数据处理

试验数据采用Excel和SPSS 16.0进行处理。

2结果与分析

2.1面粉的基本指标

面粉的基本指标测定结果见表2。

表2　实验用面粉的理化指标

注：%表示质量分数，表3与此同。

由表2可知，该面粉的总蛋白质含量为13.5%，湿面筋含量为29.8%。降落数值为378 s，表明淀粉酶活性中等偏下，不会直接导致面团发酵过快[13]，从而减小发酵剂外其他因素的影响。粉质参数表明面粉的稳定时间为8.2 min，吸水率为61.7%。

2.2酵母的基本成分及海藻糖含量

2.2.1海藻糖的标准曲线结果

海藻糖的标准曲线的回归方程为：y=6.452 2x+0.105 0，R2=0.999 7，该标准曲线可用于海藻糖浓度的测定。

2.2.2酵母的基本成分及海藻糖含量(表3)

表3　25种发酵剂的各组分含量

由表3可知，干酵母的蛋白含量均在40%以上，21#、4#、2#、7#、10#、15#酵母的蛋白质含量较高，22#泡打粉的蛋白含量最低。

25种发酵剂的海藻糖含量差异较大。干酵母中，5#海藻糖含量最高，其次是3#海藻糖含量比较高，6#、8#、9#海藻糖含量略次于3#；20#海藻糖含量在所有干酵母中最低。21#为鲜酵母，22#为泡打粉，23#为老酵子，24#为混合发酵剂，它们与其他干酵母的可比性不大，且海藻糖含量都较低。

2.3酵母对面团发酵力、抗冻力的影响及海藻糖含量与发酵力、抗冻力的相关性

不同酵母制作的新鲜面团和冷冻面团的发酵力及其相对发酵力结果，见图1和图2；不同酵母的海藻糖含量与新鲜面团发酵力、冷冻面团发酵力和抗冻力的相关性分析结果，见表4和表5。

表4　描述性统计量表

表5　海藻糖含量与发酵力和抗冻力的相关性

图1　新鲜面团与冷冻面团的产气量的比较Fig.1　Comparison of the gas production for fresh-made dough and frozen dough

图2　不同发酵剂的抗冻性的比较Fig.2　Comparison of frozen resistance of different leavens

由图1可知：除22#泡打粉和23#老酵的发酵力最弱外，其余的酵母发酵力均在860 mL以上，且在新鲜面团和冷冻面团中的规律是一致的。结合图2分析得出，除8#、9#、20#、23#、25#的冷冻面团比其新鲜面团产气量大且抗冻力大于1外，其余均符合酵母在冷冻和解冻过程中因受冷冻伤害而不能保持其原有发酵能力的规律。冷冻后比冷冻前发酵力出现不降反升，可能是因为冷冻面团解冻过程中会产生某些糖类，可以作为酵母的营养源[14]，而8#、9#、20#、23#、25#酵母分泌麦芽糖酶的能力较强[15]，使得可供发酵的葡萄糖较多，从而使产生的CO2气体增加。

制成的新鲜面团发酵力从最高者开始排序为15#>12#>7#>10#>3#，而冷冻面团发酵力从最高者开始排序为：12#>15#>10#>14#>7#，且2#、3#、4#、5#、6#、7#、10#、12#、14#、15#、16#酵母制成的新鲜面团和冷冻面团发酵力均在1 200 mL以上。4#、2#、3#酵母制成的冷冻面团的产气量基本接近，且产气能力中等偏上。在所有干酵母制成的冷冻面团中，1#发酵力最差，且与其他酵母相差较大。21#的发酵力偏低，22#、23#制作发酵面食的冷冻面团时不仅发酵力低而且耗时，而混合发酵剂24#的发酵力在3 h内并未完全释放出来，这4种发酵剂制成的冷冻面团与其他酵母可比性不大，所以不宜用于制作冷冻面团。

比较可知：制成的新鲜面团发酵力最强的15#酵母，其冷冻面团发酵力低于12#酵母，说明其抗冻性不佳。15#、12#和10#酵母制成的新鲜和冷冻面团的发酵力均较大，抗冻力则中等或中等偏下。23#老酵的抗冻力最强，其次8#、20#和25#酵母的抗冻力较强且均为高糖型酵母，适用于高糖发酵面制品中，这与目前国内市场销售的多为高糖耐冻酵母[16]一致。而发酵力较强的酵母其抗冻性一般较弱，反之亦成立。

由表4可知，酵母海藻糖含量、新鲜面团发酵力、冷冻面团发酵力和抗冻力的平均值分别为134.37、1205.44、1085.56和0.93，各指标标准差相对较大表明不同酵母的发酵特性和抗冻特性不同。结合表5得出，酵母海藻糖含量与新鲜面团发酵力、冷冻面团发酵力和抗冻力的相关系数分别为-0.174、0.129和-0.081，前者和后者的双尾检验值Sig.(2-tailed) 均远远大于0.05，表明酵母海藻糖含量与新鲜面团发酵力和抗冻力均没有确定的相关性，这与Hino研究[6]中抗冻力的结果一致，而与周洁得出的胞内海藻糖含量与酵母的抗冻能力正相关[10]的结果不一致，这种不一致可能是由提取海藻糖的方法不同造成的。酵母海藻糖含量与冷冻面团发酵力的Sig.(2-tailed)为0.129，接近0.05，说明酵母海藻糖含量与冷冻面团发酵力呈微弱的正相关，但并不显著，这与周洁[10]研究的添加海藻糖与发酵力无关的结果基本一致。

2.4不同酵母对面团持气量和持气率的影响

不同品种酵母对其制作的新鲜面团和冷冻面团持气量和持气率的影响结果，分别见图3、图4。

图3　不同发酵剂发酵时面团冷冻前后的持气量Fig.3　Gas holding capacity of dough when fermented with differents kinds of leaven before and after frozen

图4　不同发酵剂发酵时面团冷冻前后的持气率Fig.4　Gas holding proportion of dough when fermented with differents kinds

由图3可知：除8#、9#、11#、12#、13#、19#、20#、23#和25#制成的面团在冷冻后持气量增加外，其他酵母在冷冻面团中的持气量均比新鲜面团中降低，这是由于酵母在低温下的内溶物会流出，含有谷胱苷肽[17]，影响面筋网络的形成，从而在冷冻后持气能力降低。15#、10#和7#酵母冷冻前后的持气量最高，与总产气量结果一致。

结合图4可知，除8#和22#冷冻后持气率比冷冻前略微降低外，其余发酵剂制作的面团在冷冻后持气率升高，并且冷冻前持气率较低的酵母在冷冻后持气率升高更为明显，这是由于这些发酵剂制作的面团本身产气量较大，随发酵时间的延长，面团内部组织的孔洞逐渐增大，容易撑破表面而坍塌漏气，持气性降低[18]，产气量较大的酵母更容易漏气，相应的持气率则低。22#泡打粉和23#老酵在3 h内产气量很低，不易将面筋网络撑破而漏气，因此持气率在新鲜面团和冷冻面团中均最高，持气量则均最小。而干酵母中1#、9#、11#、13#制成的新鲜及冷冻面团持气率最高，但持气量均不大。

2.5不同酵母对面团气体释放最大高度和开始漏气时间的影响

不同酵母对其制作的新鲜面团和冷冻面团气体释放曲线最大高度和开始漏气时间的影响结果，图5和图6。

图5　不同发酵剂发酵时面团冷冻前后的气体释放曲线最大高度Fig.5　The gas release curve maximum height of dough when fermented with differents kinds of leaven before and after frozen

图6　不同发酵剂发酵时面团冷冻前后的开始漏气时间Fig.6　The gas leakage time of dough when fermented of different leavens before and after frozen

由图5可知：随着发酵时间的延长，面筋网络结构坍塌，气体释放高度开始降低，而在冷冻后的气体释放曲线最大高度比冷冻前均有所降低。结合图1得出，新鲜面团气体释放曲线最大高度与其产气量、冷冻面团气体释放曲线最大高度与其产气量的大小关系并不完全一致，但对发酵特性较好的酵母和发酵最慢的泡打粉、老酵其排序是基本一致的。15#、12#和10#酵母制成的面团冷冻前后气体释放最大高度和产气量都有较大值。

由图6可知：除22#、23#在3 h内未发酵完全而未开始漏气外，10#制成的面团冷冻前后漏气时间一致，其他酵母制成的冷冻面团均比其新鲜面团开始漏气的时间推迟，也就是冷冻后面团表面出现空洞的时间比冷冻前晚，耐发酵性增强。结合图4得出，面团冷冻前后基本呈现泄露CO2越晚，持气率越高的规律，即Tx值与面团持气率正相关，与耐发酵性正相关。11#、9#和1#酵母制成的新鲜面团耐发性很好，在冷冻后的面团稳定性也较好，但持气能力不强。15#、12#和10#酵母制成的面团冷冻前后呈现Tx值最小，持气率最低，表明最早开始漏气，耐发酵性最差；结合图1得出，新鲜面团和冷冻面团的产气能力越强，持气性往往越弱。

3结论

根据F3发酵仪测定市售酵母发酵3 h的结果，15#、12#和10#酵母制成的新鲜和冷冻面团的发酵力、气体释放曲线最大高度均较大，但耐发性较差；8#、20#和25#的抗冻力最强，冷冻前后发酵力均在1 000 mL以上，持气性率较高，且在冷冻后产气能力上升，均为高糖型酵母。

结合海藻糖测定结果得出，5#海藻糖含量最高，3#、9#和8#的海藻糖含量较高，酵母胞内海藻糖含量对其抗冻力有一定的影响，冷冻后发酵力较强的酵母与其海藻糖含量具有一定的正相关性，但并不显著。

综合比较得出，发酵力较强的酵母其抗冻性相对较弱；在冷冻面团的制作中优先选择8#酵母，其次是20#和25#。

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Comparison on fermentation characteristics and frozen tolerance of yeast on the market

LI Rui1, AI Zhi-lu1,ZHENG Xue-ling2, WANG Na1, CHEN Yue-hua1, FAN Hui-ping1*

1(College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou,450002)2(College of Food Science and Technology, Henan University of Technology, Zhengzhou,450001,Henan,China)

ABSTRACTUsing colorimetric method of anthrone to determine the content of trehalose in different yeasts, and associating with data from Rheofermentometer F3 showing the changes of fermentation characteristics of yeast before and after freezing to compare the frozen tolerance of different yeasts, the suitable antifreezing yeast was screened out to produce frozen dough. The results showed that the trehalose content in No.5 yeast was the highest, and the fermentative ability of both fresh-made and frozen dough produced by No.15, No.12 and No.10 yeast was stronger, and No.8, No.20 and No.25 yeast had the strongest frozen resistance ability. After comprehensive comparison, No.8 yeast should be the preferred selection in the production of frozen dough.

Key wordsyeast; fermentation characteristics; frost resistance; trehalose

收稿日期：2015-09-06，改回日期：2015-10-28

基金项目：公益性行业(农业)科研专项经费资助(201303070)

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201602016

第一作者：硕士(范会平副教授为通讯作者，E-mail:fanhuiping 1972@ hotmail.com)。