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乳酸菌酸面团发酵剂的制备及其发酵烘焙特性研究

作　者: 刘若诗
导　师: 黄卫宁
学　校: 江南大学
专　业: 粮食、油脂及植物蛋白工程
关键词: 乳酸菌酸面团发酵剂冷冻干燥海藻糖流变性质生化性质烘焙特性风味
分类号: TS213.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本论文主要研究了植物乳杆菌(LP)和旧金山乳杆菌(LS)普通粉和全麦粉酸面团发酵剂的冷冻干燥以及各种发酵剂对相应面团流变和生化性质的影响,进而探讨酸面团发酵技术对其烘焙特性和面包风味的影响。四种冷冻干燥乳酸菌酸面团发酵剂分别为植物乳杆菌普通粉发酵剂(PA)、旧金山乳杆菌普通粉发酵剂(SA)、植物乳杆菌全麦粉发酵剂(PW)和旧金山乳杆菌全麦粉发酵剂(SW)。乳酸菌发酵可以缩短发酵时间节约成本,全麦粉发酵剂的总酸度(TTA)高于普通粉发酵剂。海藻糖对冷冻干燥乳酸菌酸面团发酵剂中的乳酸菌具有保护作用。海藻糖的添加使普通粉发酵剂中乳酸菌的产酸能力增强,10%添加量对其中乳酸菌的存活率改善最明显;不同添加量海藻糖对全麦粉发酵剂中乳酸菌的产酸能力影响显著,15%添加量使发酵剂中乳酸菌的产酸能力最强,存活率也最高。应用Mixolab混合实验仪、动态流变仪和F3流变发酵测定仪,并以化学酸化酸面团作为参照,分别分析了乳酸菌酸面团发酵剂对面团热机械学、动态流变学和发酵流变学特性的影响。结果表明发酵剂的添加缩短了面团形成时间(普通面团从7.05min至5.53(PA)、5.08(SA)min,全麦面团从10.72min至10.22(PW)、9.56(SW)min,下同),降低吸水率(普通面团从63.1%至61.9%、61.3%,全麦面团从65.3%至64.6%、63.8%)和稳定性(普通面团从11.30min至10.09、9.93min,全麦面团从10.70min至8.52、9.45min),加速面团弱化而保持粘弹性,提高面团膨胀高度(普通面团从45.0 mm至53.1、51.7 mm,全麦面团从43.6 mm至49.1、50.2 mm)和持气性,增加淀粉糊化速度,抑制回生老化,改善蒸煮稳定性。化学酸化破坏了面团的稳定性和粘弹性,降低面团膨胀高度、发酵耐力和持气性。全麦面团的吸水率高于普通高筋粉面团,酶降解速度更快,但形成时间更长、稳定性较低。PA更有助于改善高筋粉面团的发酵流变学特性,SW可以显著增加全麦面团的弹性。应用HPLC测定发酵过程中有机酸和游离氨基酸的含量,分析了乳酸菌酸面团发酵剂对面团生化性质的影响。乳酸、乙酸和氨基酸为发酵产物,其含量与发酵基质和菌种有关。四种发酵剂的TTA存在较大差异,全麦粉发酵剂(PW 9.31 mL,SW 11.33 mL)显著高于普通粉发酵剂(PA 4.49 mL,SA 4.96 mL),LS发酵剂高于LP发酵剂。乳酸和乙酸的含量由发酵类型决定,同型发酵菌LP生成更多的乳酸(PA 9.8387 g/g干样品,PW 13.4249 g/g干样品),异型发酵菌LS生成更多的乙酸(SA 0.4092 g/g干样品,SW 0.5637 g/g干样品)。全麦体系中可发酵糖相对较多,生成的乳酸和乙酸更多,TTA值更高,且体系中游离氨基酸总量也更高(PW 63.7830 mg/100g干样品,SW 66.3295 mg/100g干样品)。由于面粉和其他配料的稀释作用,混合酸面团的酸度及其中各种发酵产物的含量均降低。面团醒发后酸度和游离氨基酸总量增加,乳酸和乙酸含量上升并具有菌种特异性。全麦仍有利于发酵产物的生成,而且酸面团高于非酸面团。通过测定面包的比容、硬度、水分迁移、热焓变化以及挥发性化合物,分析了乳酸菌酸面团发酵剂对面包烘焙特性和风味的影响。添加发酵剂能够改善面包的比容和质构,阻止水分迁移,抑制支链淀粉回生,提高面包的烘焙特性,赋予面包更优良的风味。添加LS发酵剂的面包挥发性物质总量高于添加LP发酵剂的面包。全麦面包挥发性物质含量更高,3-甲基-1-丁醇、3-羟基-2-丁酮、糠醛、3-甲基丁酸和苯乙醇等是其中重要的风味物质,使其具有更为馥郁的麦芽香、奶香和清甜杏仁香气。PA和SA(LS普通粉发酵剂)促进5-丁基-2(3H)-二氢呋喃酮等内酯的生成,使得普通高筋粉酸面团面包更富于椰香和果样香气。化学酸化导致面包烘焙品质下降,风味恶化。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-10
1 引言  10-16
  1.1 酸面团发酵技术  10-12
    1.1.1 酸面团的定义  10
    1.1.2 乳酸菌发酵酸面团  10
    1.1.3 乳酸菌酸面团发酵剂  10-12
      1.1.3.1 冷冻干燥乳酸菌酸面团发酵剂  11
      1.1.3.2 冻干伤害和保护  11
      1.1.3.3 冻干保护剂海藻糖  11-12
  1.2 酸面团发酵技术对面团和面包体系的影响  12-14
    1.2.1 酸面团发酵技术对面团流变性质的影响  12
    1.2.2 酸面团发酵技术对面团生化性质的影响  12-13
      1.2.2.1 酸化  12-13
      1.2.2.2 蛋白降解  13
      1.2.2.3 胞外多糖生成  13
      1.2.2.4 挥发性物质生成  13
    1.2.3 酸面团发酵技术对面包烘焙特性和风味的影响  13-14
  1.3 酸面团发酵技术在全麦面包体系中的应用  14-15
    1.3.1 全麦面包  14-15
    1.3.2 全麦酸面团面包  15
  1.4 立题背景和意义  15
  1.5 本文主要研究内容  15-16
2 材料与方法  16-21
  2.1 实验材料与设备  16-17
    2.1.1 实验原料  16
    2.1.2 主要试剂  16
    2.1.3 实验仪器和设备  16-17
  2.2 实验方法  17-21
    2.2.1 原料的基本成分和性质分析  17
    2.2.2 新鲜发酵剂的制备  17-18
    2.2.3 乳酸菌发酵剂的冻干和冷冻保护  18
      2.2.3.1 发酵剂的冷冻保护  18
      2.2.3.2 冻干发酵剂存活率和产酸能力的测定  18
    2.2.4 乳酸菌酸面团热机械学特性的研究  18
    2.2.5 乳酸菌酸面团的制备  18-19
    2.2.6 乳酸菌酸面团的动态流变学分析  19
    2.2.7 乳酸菌酸面团的发酵流变学分析  19
    2.2.8 pH 和总酸度（TTA）测定  19
    2.2.9 有机酸测定  19
    2.2.10 游离氨基酸测定  19-20
    2.2.11 酸面团面包制备  20
    2.2.12 面包挥发性成分分析  20
      2.2.12.1 挥发性成分的顶空固相微萃取  20
      2.2.12.2 挥发性物质分析  20
      2.2.12.3 挥发性成分定性定量分析方法  20
    2.2.13 面包的质量评定  20
    2.2.14 面包热焓变化分析  20
    2.2.15 数据分析与处理  20-21
3 结果与讨论  21-40
  3.1 冷冻干燥乳酸菌酸面团的制备研究  21-25
    3.1.1 乳酸菌生长曲线  21
    3.1.2 乳酸菌酸面团发酵剂发酵过程中pH 和总酸度的变化  21-22
    3.1.3 海藻糖对发酵剂中乳酸菌存活率的影响  22-23
    3.1.4 海藻糖对发酵剂中乳酸菌产酸能力的影响  23-25
  3.2 乳酸菌酸面团发酵剂对面团流变性质的影响  25-30
    3.2.1 乳酸菌酸面团发酵剂对面团热机械学特性的影响  25-27
    3.2.2 乳酸菌酸面团发酵剂对面团动态流变学特性的影响  27-29
    3.2.3 乳酸菌酸面团发酵剂对面团发酵流变学特性的影响  29-30
  3.3 乳酸菌酸面团发酵剂对面团生化性质的影响  30-33
    3.3.1 乳酸菌酸面团发酵剂对发酵过程中酸度变化情况的影响  30-31
    3.3.2 乳酸菌酸面团发酵剂对发酵过程中有机酸含量的影响  31-32
    3.3.3 乳酸菌酸面团发酵剂对发酵过程中游离氨基酸含量的影响  32-33
  3.4 乳酸菌酸面团发酵剂对面包烘焙特性和风味的影响  33-40
    3.4.1 乳酸菌酸面团发酵剂对面包比容和硬度的影响  33-34
    3.4.2 乳酸菌酸面团发酵剂对面包水分迁移的影响  34-35
    3.4.3 乳酸菌酸面团发酵剂对面包热焓变化的影响  35-36
    3.4.4 乳酸菌酸面团发酵剂对面包挥发性化合物的影响  36-40
主要结论  40-42
致谢  42-43
参考文献  43-50
附录A：挥发性物质分析气相色谱图  50-51
附录B：作者在攻读硕士学位期间发表的论文（专利）  51

乳酸菌酸面团发酵剂的制备及其发酵烘焙特性研究

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