不同添加量产胞外多糖荞麦酸面团对面包烘焙和老化特性的影响

1、    不同添加量产胞外多糖荞麦酸面团对面包烘焙和老化特性的影响    陈佳芳 汤晓娟 蒋慧摘要 目的 研究不同添加量的产eps荞麦酸面团对面包烘焙和老化特性的影响。方法应用分离自酒曲中的产胞外多糖食窦魏斯氏菌t5发酵荞麦粉制成产胞外多糖荞麦酸面团和不产胞外多糖荞麦酸面团，比较2种酸面团的添加量对面包烘焙和老化特性的影响。结果食窦魏斯氏菌t5在添加蔗糖的条件下，发酵荞麦酸面团产生eps的含量为9.36 g/kg；含有酸面团（20%和30%）的面包比容、硬度和感官评分都优于空白不含酸面团面包，且含有产eps酸面团的面包品质更佳；随着酸面团添加量的增加，添加

2、30%不产eps酸面团对面包比容和硬度产生消极作用，而添加30%产eps酸面团能改善新鲜面包品质；在相同贮藏期，含有不产eps酸面团的荞麦面包随着酸面团添加量的增加，面包芯硬度和支链淀粉老化焓值显著增加，而添加30%产eps酸面团对面包老化具有改善作用。结论 该研究为开发营养、健康的高品质绿色烘焙发酵食品提供理论依据。关键词 食窦魏氏菌；胞外多糖；酸面团；烘焙；老化ts213.21 a 0517-6611（2017）18-0097-04abstract objective to study effects of epsproducing sourdough at different addit

3、ion levels on the baking and staling properties of bread.method effects of two kinds of buckwheat sourdough fermented by epsproducing weissella cibaria t5 at different addition levels on the baking and stalingproperties of bread were studied.result the amount of eps in buckwheat sourdough was 9.36 g

4、/kg sourdough under the condition of adding sucrose； the bread containing 20% and 30%sourdough had better specific volume，hardness and sensory score than control bread without sourdough； with the increase of sourdough ，the addition of 30% sourdough in the absence of eps had negative effects on the s

5、pecific volume and hardness of fresh bread ，while the addition of 30% epsproducing sourdough could improve the quality of fresh bread； in the same storage period，with the increase of sourdough addition ，the hardness and amylopectin aging enthalpy of buckwheat sourdough bread in the absence of eps si

6、gnificantly increased，while the addition of 30% epsproducing sourdough could improve the quality of bread during storage.conclusion the study provides theoretical basis for developing nutritional，healthy and highquality green baking fermented foods.key words weissella cibaria；exopolysaccharide；sourd

7、ough；baking；staling蕎麦作为一种药食同源的食品原料，营养价值丰富，富含优质蛋白质、膳食纤维、脂质、矿物质、b族维生素和黄酮类化合物，同时还有防癌、抗衰老等保健功能。但荞麦粉的添加使面包呈现较差的比容、质地、风味和口感，还会增加面包老化速率1-2。酸面团是指在一定条件下，面粉和水经过乳酸菌或者酵母菌发酵而形成的混合物3；作为一种天然发酵剂，其不仅能改善面包比容和质构，提升面包口感、风味和营养价值，还能延缓面包老化4-6。乳酸菌胞外多糖（exopolysaccharide，eps）是乳酸菌在生長代谢过程中产生并分泌到细胞壁外的黏液多糖或荚膜多糖7。乳酸菌eps是一种生理活性物质，

8、具有抗肿瘤8-10、抗氧化11-12、降血压、降胆固醇、增加机体免疫力和调节消化道肠道13-14等生理功能。此外，乳酸菌eps还能用天然面包改良剂替代亲水胶体改善面团黏弹性，增加面包比容和柔软度，延长面包货架期15-16。目前关于应用从酒曲中分离出的产eps魏斯氏菌发酵荞麦酸面团制作小麦面包的研究鲜见报道。笔者以从酒曲中分离的产葡聚糖食窦魏斯氏菌（t5）作为研究对象，发酵荞麦酸面团制作面包，研究不同添加量（20%和30%）的产eps荞麦酸面团对面包烘焙和老化特性的影响，以期为开发营养、健康的高品质绿色烘焙发酵食品提供参考。1 材料与方法1.1 材料食窦魏斯氏菌（t5），从酒曲中分离的产葡聚糖乳

9、酸菌；小麦粉， 秦皇岛鹏泰面粉有限公司；荞麦粉，产地为吉林省吉林市的荞麦米，经打粉过筛制成；起酥油，中粮东海粮油工业（张家港）有限公司；即发活性干酵母，广东省梅山马利酵母有限公司；mrs 肉汤培养基，杭州百思生物技术有限公司。spx-150c 型恒温恒湿培养箱，上海博迅实业有限公司医疗设备厂； spc-40sp 醒发箱、tdl-5sm-25搅拌机、sm-302 切片机和sm-503 烤箱，新麦机械（无锡）公司；ct3 质构仪，美国brookfield 公司； h1850r台式高速冷冻离心机和h1650-w离心机，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；差示扫描量热仪（dsc），美国 perkinelm

10、er 公司。1.2 方法1.2.1 乳酸菌菌株的生长曲线。乳酸菌经过2次活化后，按2%（v/v）的接种量接种至mrs液体培养基，37 培养24 h，每2 h取出一次在600 nm下测定发酵液的od值，并用ph计测定ph，确定乳酸菌菌株进入对数后期时间。1.2.2 荞麦酸面团的制作。取出贮存在-80 冰箱的菌株t5，在mrs液体培养基活化后培养至对数后期，离心（5 000 r/min，10 min）取菌泥。将菌泥和等质量的荞麦粉及水混合，使面团初始接种量达107cfu/g酸面团，搅拌均匀于30 培养箱发酵24 h。以空白荞麦面包和不产eps酸面团（t5-）作为对照组，以产eps酸面团（t5+）作

11、为试验组。关于产eps酸面团，用蔗糖替代10%的荞麦粉。1.2.3 荞麦酸面团中eps含量测定。 eps提取纯化。10 g荞麦酸面团加入2倍蒸馏水，搅拌均匀，离心（8 000 r/min，10 min）取上清液。加入80%三氯乙酸至终浓度为4%，磁力搅拌器搅拌3 h，离心（10 000 r/min，20 min）取上清液，加入3倍体积95%乙醇，4 静置过夜，离心（10 000 r/min，20 min）取沉淀。将沉淀溶于水，装入透析袋（8 00014 000 da），4 透析2 d，冻干，用封口袋密封置于干燥器中。 eps含量测定。酸面团中提取出的eps样品，利用

12、苯酚硫酸法17进行测定。首先配制不同梯度的葡萄糖浓度，制作标准曲线，然后根据曲线，计算乳酸菌产生eps的含量。1.2.4 荞麦酸面团中有机酸含量的测定。取“”的酸面团上清液样品，过0.45 m滤膜，通过hplc测定酸面团中乳酸和乙酸的含量。色谱条件：以甲醇-水-磷酸 （体积比5.0095.000.05）为流动相，柱温30 ，流速0.8 ml/min，进样量10 l，利用diamonsil c18色谱柱，紫外检测器下进行测定。1.2.5 荞麦酸面团面包的制作。以制作面包所用荞麦粉和小麦粉总质量百分比计算，空白面包（kb）即不含荞麦酸面团面包的配方：小麦粉（80.0%）、荞麦粉（20

13、.0%）、水（55.0%）、酵母（1.5%）、盐（1.0%）、白砂糖（6.5%）、黄油（4.0%）；4种酸面团面包：添加20%产eps酸面团面包（t5+20%）；添加20%不产eps酸面团面包（t5-20%）；添加30%不产eps酸面团面包（t5-30%）；添加30%产eps酸面团面包（t5+30%）。为了保持恒定的荞麦粉-小麦粉-水比值，酸面团中的荞麦粉和水用来替代空白面包配方中的水和荞麦粉。按上述配方，将除黄油外的所有原料加入搅拌机搅拌成团，然后加入黄油搅拌至面筋网络良好。取出面团于室温下用保鲜膜覆盖静置10 min，分割成型（90 g/个），醒发箱（34 ，相对湿度85%）内醒发60 m

14、in 后烘烤20 min。上、下火温度分别为170和210 。1.2.6 面包比容的测定。烘焙完成的面包样品放置在室温下冷却1 h 后，用油菜籽替代法测定面包体积，并测定面包质量，然后计算比容，每组样品做3次平行，取平均值。1.2.7 面包感官评定。采用9 分嗜好评分法18对面包进行感官评定。由20 位经过培训的评委分别对面包的外观、色泽、口感、风味和整体可接受度进行评分。1.2.8 荞麦酸面团面包贮藏期老化特性。 荞麦面包在贮藏期内硬度的变化。选取冷却后的面包样品，将中间两片叠加，在tpa模式下测定面包贮存0、1、3和5 d的硬度，每组样品重复3 次，取平均值。测试参数参照苏晓

15、琴等19的方法，略有改动。 荞麦面包在贮藏期内老化焓值的变化。通过差示扫描量热仪（dsc）测定面包样品在贮存3和5 d时面包芯的老化焓值。用镊子取15 mg左右面包芯于样品盒中密封，以空盒作为参照，进行测定。测定条件：升温速率为10 /min扫描温度为25100 。1.3 數据分析采用origin 8.6、microsoft office excel 2013和spss 16.0对试验数据进行统计分析，运用方差分析方法（anova）进行显著性分析（p0.05）。2 结果与分析2.1 乳酸菌菌株的生长曲线食窦魏斯氏菌（t5）在37 培养的生长曲线见图1。由图1可知，经过2 h的延滞

16、期，迅速进入对数期，且在8 h时进入对数后期。因此，选取发酵10 h的菌泥制作荞麦酸面团，此时其活力最大。利用苯酚-硫酸法测定eps含量，制作标准曲线，方程为y=15.64x+0.016 2（r2=0.999 2）（图2）。由此曲线测得，经过24 h发酵后，t5+组酸面团样品的eps含量为9.36 g/kg，远大于t5-组酸面团样品的产糖能力0.90 g/kg（表1）。表明食窦魏斯氏菌t5利用葡糖基转移酶以蔗糖作为糖基供体合成葡聚糖。这与目前研究者认为乳酸菌利用蔗糖合成同多糖的能力较强相一致20-21，因为杂多糖的产量一般小于0.5 g/l8，22。乳酸和乙酸是乳酸菌发酵产生的主要有机酸。乳酸

17、菌发酵荞麦酸面团24 h后，t5+组和t5-组酸面团的eps和有机酸含量见表1。由表1可知，经过24 h的发酵，t5+酸面团的乙酸和乳酸含量显著减少，表明t5产生的葡聚糖可以降低酸面团的酸化能力，而酸化会对面包品质产生一定影响。2.3 面包比容由图3可知，相对于不含酸面团的空白荞麦面包，酸面团面包的比容均增大。可能原因是荞麦粉作为一种无麸质原料，会破坏面团的持气能力，而使面包呈现较小的比容。对于添加t5-组酸面团的面包，面包比容随着酸面团添加量的增加而显著下降。 torrieri等23研究表明，添加30%的不产eps高粱酸面团会对面包品质产生消极的影响，而添加30%的产eps高粱酸面团能增加面

18、包的比容、水分含量以及机械加工性能。katina等24研究发现，与不含酸面团的空白面包相比，添加40%的酸面团会使面包比容下降约10%。酸化对面包品质影响较大，温和的酸化会改善面包品质，而强烈的酸化会使面筋网络结构弱化，从而降低面包比容25。而对于添加t5+酸面团的面包，随着酸面团添加量由20%增加至30%，面包比容显著增加，表明酸面团发酵产生的eps可以抵消酸化带来的不利影响。对于相同的酸面团添加量，含有t5+酸面团的面包比容显著大于添加不产eps酸面团的面包。表明食窦魏斯氏菌t5发酵荞麦酸面团产生的葡聚糖可以替代亲水胶体用于改善富含膳食纤维面包的比容。2.4 不同配方面包感官评定由图4可知

19、，相对于不含酸面团的荞麦面包，荞麦酸面团的添加能显著改善面包的外观、色泽、口感、风味以及整体接受度。对于添加不产eps酸面团的荞麦面包，t5-20%组面包比t5-30%组面包更受消费者的欢迎，主要是t5-30%组面包酸化相对较强，对面包品质产生了消极影响。对于添加产eps酸面团的荞麦面包，t5+20%组面包和t5+30%组面包整体接受度均较高，但t5+20%相对更受消费者的欢迎，可能是t5+30%组面包酸味更浓郁，从而影响消费者对其整体评价。含有产eps酸面团的面包整体接受度均高于添加不产eps酸面团的荞麦面包，表明eps能通过改善面团面筋网络结构而显著改善面包品质，增加面包的整体可接受度。2

20、.5 面包贮藏期品质2.5.1 面包芯硬度的变化。4 条件下贮藏5 d，不同配方面包面包芯硬度的变化见图5。由图5可知，对于新鲜的不同配方面包（0 d），含有酸面团的面包与空白对照组不添加酸面团的面包硬度具有显著差异，表明酸面团的添加能不同程度地改善面包的柔软性。钟京等26研究表明，当添加20%的发酵时间为816 h的麸皮酸面团时，面包的比容和硬度均得到改善。张思佳等4研究表明，添加荞麦粉的小麦面包硬度显著增加，而酸面团的添加可以增加面包的硬度，但改善效果与乳酸菌发酵酸面团酸化程度相关。不同配方面包的硬度均随着贮藏期的增加而呈显著增加趋势，表明面包品质随着贮藏时间的延长而显著下降。在相同的贮藏

21、时间，除t5-30%组面包，含有酸面团的面包硬度均显著低于空白面包，表明酸面团的添加可以延缓面包的老化，但受到酸化的影响。在相同贮藏时间，对于添加不产eps酸面团的面包，添加30%酸面团的荞麦面包硬度显著高于添加20%酸面团的荞麦面包。而对于添加产eps酸面团的面包，在03 d贮藏期间，添加30%酸面团的面包硬度均显著低于添加20%酸面团的荞麦面包；而在第5天，t5+30%组面包的硬度低于t5+20%组面包，但无显著差异。此外，对比相同酸面团添加量的产eps荞麦酸面团和不产eps荞麦酸面团面包在同一贮藏时间的硬度差异，t5+30%组面包硬度均显著低于t5-30%组面包；t5+20%组面包相对于

22、t5-20%面包，其整体品质也较佳。表明食窦魏氏菌t5产生的葡聚糖可抵消酸化对面包带来的消极作用，并对面包贮藏期品质具有改善作用。这种积极的作用效果主要与胞外多糖对面团面筋网络的改善紧密相关27。2.5.2 老化焓值的变化。面包老化是一个复杂的过程，其中淀粉回升是导致面包老化的主要原因，而支链淀粉的回升在贮藏期内变化更加明显。由图6可知，随着贮藏时间的延长，面包老化焓值迅速增加，可能是贮藏期内淀粉聚合物的逐渐形成，导致面包老化。与空白不含酸面团的荞麦面包相比，所有酸面团面包的老化焓值相对较低，可能原因是乳酸菌产生的代谢产物，延缓了面包的老化28-29。对于含有不产eps酸面团的荞麦面包，酸面团

23、的增加对面包产生了消极影响；而对于含有产eps酸面团的荞麦面包，添加30%产eps酸面团的荞麦面包老化焓值较低，但无显著差异。当酸面团添加量为20%时，贮藏期内t5+20%组面包的老化焓值低于t5-20%组面包，但无显著差异；当酸面团添加量为30%时，t5+30%组面包老化焓值显著低于t5-30%组面包。表明酸面团的添加量和乳酸菌發酵荞麦酸面团产生的eps对面包老化产生重要作用。添加30%产eps酸面团的荞麦面包作用效果更明显。主要原因可能是荞麦酸面团中eps的产生，增加了面包的持水性，减少了贮藏期内水分在淀粉和蛋白质之间的迁移，从而影响支链淀粉的回升。3 结论与讨论该研究利用分离自酒曲中的产

24、葡聚糖食窦魏斯氏菌发酵荞麦酸面团，以空白荞麦面包和含有不产eps酸面团的荞麦面包作为对照，研究产eps酸面团的添加量对荞麦酸面包烘焙和老化特性的影响。结果表明，食窦魏斯氏菌在添加蔗糖的条件下，发酵荞麦酸面团的eps产量为9.36 g/kg；相对于空白不含酸面團荞麦面包，含有酸面团（20%和30%）的荞麦面包比容更大，面包芯更加柔软；与添加不产eps酸面团面包相比，含有产eps酸面团的新鲜面包品质更佳，更受消费者欢迎；随着酸面团添加量的增加，添加30%不产eps酸面团对面包比容和硬度产生消极作用，而添加30%产eps酸面团能改善新鲜面包品质；在相同贮藏期，含有不产eps酸面团的荞麦面包随着酸面团

25、添加量的增加，硬度和支链淀粉老化焓值显著增加，而添加30%产eps酸面团对面包老化具有改善作用。綜上所述，添加產eps酸面团能改善面包的烘焙和老化特性，特别是添加30%的酸面团改善效果更加明显。该研究为利用产eps乳酸菌作为发酵剂替代用做面包改良剂的亲水胶体生产天然的发酵烘焙食品提供理论基础。参考文献1 galle s，schwab c，bello f d，et al.influence of insitu synthesized exopolysaccharides on the quality of glutenfree sorghum sourdough breadj.internati

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