1、面包发酵研发药物化学 王静 MG1430078摘要 2Abstract21. 面包的简介 .21.1 面包简介 .31.2 营养价值 .31.3 面包制作存在的问题 .42. 面包发酵工艺的机理 .42.1 发酵原理 .52.2 面团发酵的效果 .62.3 成熟作用 .63. 面包发酵分类 .63.1 一次发酵法 63.2 二次发酵法 .63.3 中种法 .63.4 老酵法 .74 面包发酵影响因素 74.1 面粉 74.2 酵母 84.3 水分和温度 85 面包发酵过程中理化特性的变化 95.1 面团中酵母数量的变化 95.2 发酵面团中还原糖的变化 95.3 水分活度的变化 .105.4
2、面团中 pH 值的变化 116 发展前景 11参考文献 12摘要发酵是面包制作过程中的一个重要环节，在这个阶段随着酵母产生的气体增多和气泡的增长面团体积逐渐增大。面团在发酵过程中发生了一系列复杂的化学反应，这些变化影响着最终产品的风味和营养变化，如面包的酵香味就是主要取决于面团的发酵时间和温度 1。因此，制作风味优良的面包，发酵程度的好坏至关重要。若发酵时间不足，发酵后的面团结实，网状结构紧密，向上提时韧性大，制作出来的面包比较坚硬，咀嚼性差；若发酵时间过长，发酵后的面团会产生湿沾、脆裂、鼓气等现象，制作出来的面包色泽较差，面包渣较多。AbstractFermentation is an im
3、portant link in the process of bread making. In this phase yeast produce more bubble and gas, so dough volume increases gradually. Dough take a complex series of chemical reactions in the fermentation process, these changes affect the flavor of the final product and nutritional, such as leaven bread
4、 flavor is mainly depends on the fermentation time and temperature of the dough. Thus, produce excellent bread, the degree of fermentation is very critical. If the fermentation time too short, the fermented dough is firm, close mesh structure, toughness move up, the bread produced is relatively hard
5、, poor chewing. If the fermentation time too long, the fermented dough will produce a wet stick, embrittlement, cheerily phenomenon, the color of the bread produced is poor, more bread crumbs.1.面包的简介1.1 面包简介所谓面包，就是将黑麦、小麦等粮食作物作为基本原料，先磨成面粉，再加水、盐、酵母等搅拌成面团坯料，然后以烘、烤、蒸或煎等方式加热制作出的食品 2。面包的种类很多，我们平时接触比较多的是吐司
6、面包、夹心面包和一些甜面包。现在被广泛用作制作面包的原材料包括黑麦粉、小麦粉、荞麦粉、糙米粉、玉米粉等。有些品种的面包是以其疏松柔软为主要特色，在制作过程中采用酵母或其他方法发酵，使得面团得到充分膨胀，有些品种的面包则不需要发酵，最终制作的面包以坚实度为其主要风味特点。不同品种的面包在原材料和加工工艺上都不尽相同，本文主要研究需要发酵工艺的面包。不同品种的面包其口味各不相同， “人造果实”是人类对面包的美誉。尽管如此，面包由于在制作过程中加入了大量的糖和奶油，使其具有高热量的特点，过量饮食容易导致肥胖。面包是一种即食食品，其营养丰富、品种丰富，能够满足不同人群需求。随着经济全球化的发展，中国人
7、民的生活节奏也在慢慢加快，面包也就开始走向中国市场，越来越受到中国人民的喜爱。1.2 营养价值面包品种繁多，口味多样，含有丰富的矿物元素，一般面包中含有丰富的钙、钾、镁、锌等矿物质，容易被人们消化吸收，同时面包食用快捷方便，是现代人们生活中必不可少的一种快餐，越来越受到人们的喜爱。谷物面包和全麦面包是现代人们比较喜爱的两种面包。谷物面包主要以谷物、果仁作为原材料，因此面包中含有丰富的膳食纤维、不饱和脂肪酸和矿物质，有助消化吸收，促进新陈代谢，提高身体免疫力 3-4。全麦面包主要采用全麦面粉制作而成，全麦面粉是由未去麸皮和麦胚的小磨制而成，所以全麦面包营养高于普通面包，具有丰富的膳食纤维，同时，
8、全麦面包容易使人产生饱腹感，从而减少摄食以达到减肥目的，其质地松软，易于消化。以面包中所含热量讲，脆皮面包最低，脆皮面包中含糖和油脂都较低，与其他品种面包相比，不甜，脆皮面包顾名思义是以表皮脆硬而闻名，烘焙后的表皮特别可口。脆皮面包也被法国和俄罗斯视为主食面包，其营养价值和中国北方的馒头差不多。比起硬质面包，现在的很多小孩更喜欢软质面包，如吐司面包、奶油面包等等。软质面包和硬质面包的主要区别是其加入不同含量的水，同时软质面包中的油脂相对多一些，所以软质面包营养价值有所增加。综上所述，面包是一种营养丰富且易吸收的食物。1.3 面包制作存在的问题目前，人们购买的面包主要来自食品厂和小作坊，食品厂和
9、小作坊在生产面包的过程中往往存在一些问题，比如：一、一些商家为了过度追求利益往往加入的食品添加剂超标，食品添加剂若不合理使用就会危害人们的健康，这样食品的安全性急剧下降 5；二、生产厂家生产面包完全凭经验，缺少定量的研究，使得面包制作不能家庭化 6；三、面包在烘烤后经过 624 小时冷却后风味最佳，而且面包在运输途中怕挤压，很多面包生产厂家不能及时保质的将面包送到销售商家 7- 10。面团发酵是面包制作中的一个重要环节，发酵程度的好坏直接影响面包的品质。实际生产中，面包面团发酵程度的控制基本完全依靠面包师的经验与判断，缺少定量研究，发酵程度的控制难免会出现不够或发酵过度的情况。产生这个问题的原
10、因是在面团发酵过程中机器无法确定发酵是否达到最佳程度，如何创建发酵监控设备是解决这个问题的关键。目前，国内的面包面团醒发程度的控制基本完全依靠面包师的经验与判断，醒发程度的控制难免会出现醒发不够或者醒发过度的情况。2. 面包发酵工艺的机理在面团发酵过程中，面团内部将产生复杂的化学和生化反应，这些化学和生化反应的程度直接影响最终面包的品质和营养价值。首先，谷物粮食的外皮中含有丰富的植酸，经过发酵后，植酸被分解成游离状态，这些呈游离状态的植酸能够提高人体对钙、镁、铁等元素的吸收 2。其次，经过发酵的面团，其内的部分非必须氨基酸转变为必须氨基酸，提高人体对必需氨基酸的摄取。第三，酵母中含有种类多样的
11、 B 族维生素，多饮食面包能够从中摄取一定量的 B 族维生素，能够有效避免 B 族维生素缺乏症 11。同时，面团经过发酵制作成面包后，能提高其自身在人体的消化率，其消化率高于普通面食。面包是一种发酵食品，其高消化率主要有以下几个原因：(1)面团经过发酵后其体积加大，组织疏松含有较多小孔，经过烘培后，淀粉将发生糊化作用，蛋白质也将变性，柔软疏松的质地使各种消化酶扩大分散面积，有利于人们肠胃的消化。(2)发酵过程中，面团中的淀粉和蛋白质被分解成小分子物质，这些小分子物质结构简单，容易被消化。(3)发酵过程中，面团经过呼吸作用产生二氧化碳，使面团蓬松，疏松的面包组织能够贮藏人咀嚼时留下的唾液，唾液中
12、含有消化酶，提高对面包的消化率。2.1 发酵原理面团发酵是一个复杂的过程，在发酵过程中，面团中的糖在酵母的麦芽糖酶、转化酶和酿酶等酶的作用下被分解为酒精和二氧化碳，同时面粉中的微生物也发生作用，在面团中产生各种糖、氨基酸、有机酸、脂类，使面团蓬松起来，散发出芳香气味 11-13。在面团发酵过程中酵母起主要作用，产生的酒精和二氧化碳的量会直接影响到面包的品质。酵母与面团发生作用是面团发酵的主要过程，酵母是具有生命的菌体，出芽繁殖是其繁殖方式。母细胞成熟后繁殖出芽细胞，芽细胞成熟后，细胞核分裂，芽细胞的细胞质进入芽胞，芽细胞内的物质和细胞质就转移到芽胞内，细胞核分裂产生的细胞核一部分留在母体内，一
13、部分转移到芽胞内。芽胞生长到一定程度后，在子细胞与母细胞的交界处产生新膜，新膜将有利于子细胞脱离母细 14-15。子细胞继续生长，形成单独的细胞体，细胞体又继续出芽繁殖，细胞不断的生长繁殖，酵母的活动就不停地进行。在有氧气的环境下酵母通过呼吸作用将将面团内的一些物质转变成二氧化碳和酒精等物质，二氧化碳在面团内部使得面团蓬松起来，产生的酒精和其他物质直接影响最终面包的色、香、味 16。面团发酵过程中，酵母与面团的作用是一个复杂的过程，首先是己糖在糖酵解中产生丙酮酸，丙酮酸继而进行有氧呼吸作用和无氧呼吸作用。用下式表示有氧呼吸和无氧发酵之间的关系。2.2 面团发酵的效果面团的发酵对面包品质的影响显
14、著，发酵具体作用如下：（1） 产生大量二氧化碳气体使面团膨胀。（2） 改善了面团内部结构，产生许多疏松小孔，使得最终的成品面包柔软可口。（3） 提高了面团的保气性能。（4） 在面团中积蓄发酵生成物，给面包带来浓郁的风味和芳香。2.3 成熟作用面团在发酵作用的同时伴随着成熟作用。面团的成熟就是指经过发酵过程使面团内部产生一系列变化，这些变化使得面团性质能够达到最适宜制作面包的状态。面团内部不仅产生了酒精和二氧化碳等物质，而且面团的物理性质有所改变，如伸展性、延展性、保气性等。3. 面包发酵分类面团发酵方法有一次发酵法、二次发酵法、中种法和老酵法等等。3.1 一次发酵法是指把全部原辅料和酵母溶液，
15、一次混合调粉，发酵直至面团成熟的方法。其优点是发酵时间短约 2 小时；缺点是酵母用量多，成本高，发酵时间不易控制，制品较粗糙，容易产生大空洞。3.2 二次发酵法是指面团调制分两次进行，第 1 次将全部面粉的 5070及全部酵母，加适量水调成面团，待发酵成熟后，再加入剩余的原辅料进行第二次和面、发酵。其优点是发酵完善，制品质量较好；酵母用量少，仅为一次发酵的 12。缺点是需要两次混合搅拌，人力消耗大，整个发酵时间长。3.3 中种法又称日本中种法，他的基本原理和二次发酵相似，但具体做法有些差异。第 1 次将全部面粉的 50及全部酵母、酵母营养剂和适量水和成面团，待发酵成熟后再加入剩余原料，进行第
16、2 次和面。它第 1 次发酵时间较二次发酵长，第 2 次发酵时间短。制品具有皮薄、色泽好、体积大、内部气孔细密、富有弹性、柔软可口等特点。3.4 老酵法也称老面法，他是在上次做面包留下的发酵面团中，加入面粉、水和其他辅料和成面团进行发酵，待发酵成熟后，加入适量石碱中和面团的酸性，然后切块成型。这种方法的优点是成本低，酵母一次投入以后，不再加新的酵母。缺点是发酵面团中的杂菌容易繁殖，面团酸度较高。但有些地区，难以买到鲜酵母或活性干酵母，经常使用老酵法。4 面包发酵影响因素面包发酵需要具备的条件很多,最终可以归结为面粉、酵母、水分和温度四个要素。面粉是发酵的对象,酵母是发酵的工作物质,水分和温度是
17、发酵的基本条件。优质面包的生产关键就在于巧妙地选择和控制这四个要素,把好发酵工艺关。因此,要提高面包的质量,就要研究这四个要素对发酵的影响以及有无控制的可能。4.1 面粉是面包的主要原料,是发酵的对象。做面包的面粉一般选用偏中筋度的,主要含有 9-13%的蛋白质,含有 70-75%的糖类,它们是面包的主要营养成分,也是影响发酵的主要因素。面粉中的蛋白质主要有麦胶蛋白,麦蛋白、麦清蛋白和麦球蛋白。其中麦胶蛋白和麦蛋白又占面粉中蛋白质的 80%以上,是构成面筋度的主要成分。面筋不溶于水,而能结合大量的水(吸足可达 150%),面筋吸水后膨胀成为富有弹性和粘性的胶状物质,经过和面、揉面工艺在面团中形
18、成面筋质,能包裹发酵过程中产生的气体,使面团膨松。显然,面粉中蛋白质少,会使面团中的面筋质量少,面筋网过于稀疏或无弹性、粘性以至破裂,这样的面团是保不住气,达不到发酵工艺要求的;面粉中蛋白质过多,也会使面团中形成的面筋网过强,难以起发,影响发酵时间过长,使面包不膨松,有僵韧感。糖类在面粉中主要是以淀粉的形式存在。淀粉经酶水解成葡萄糖,在发酵时为酵母提供养份,产生二氧化碳气体,使面团膨松;产生酒精,使面包具有香甜的气味。还有一部分未经发酵的糖类,通过面包形成后的烤制进行焦糖反应,形成焦黄鲜艳而光洁的表面。所以,面粉中蛋白质和淀粉的含量,质量是影响面包质量的首要因素。4.2 酵母酵母既是发酵的工作
19、物质,其本身也具有很高的营养价值。据分析,酵母中含蛋白质 32-75%,糖类 27-63%,脂肪 2-15%,核酸 6-8%,此外还有大量的矿物质和B 族维生素。高质量的酵母菌种,不仅发酵作用好,也为面包增添了营养价值,提高了人体对面包的消化吸收率。酵母是一种单细胞真菌,具有形态多种多样。面包酵母的形态以椭圆形、菌落呈圆形质量最好。在适宜的环境下,酵母经过短暂的静止期、潜伏期的准备,进入生长期。酵母进入生长期后繁殖的速度相当快,个体按指数规律增殖;最后,由于营养物质减少或代谢物的积累,系统速度逐渐下降,进入稳定期、衰减期。发酵工艺要创造酵母系列的适宜条件,掌握发酵时间,根据经济效益和需要决定酵
20、母的用量。 4.3 水分和温度为酵母系列创造最基本的条件。在和面时加入适量的水,不仅给酵母提供生长繁殖的条件,还可促进面粉中酶对淀粉的水解作用,生成葡萄糖,为酵母繁殖准备养份;使面粉中的面筋质吸水,经过揉面形成面筋网,从而控制二氧化碳气体逸出,使面团膨松。还可以通过水温的调节,给酵母系列提供一个温度条件。和面时,不仅要有水量、水温的要求,还有水质的要求。首先是由于酵母菌的生长系列需要一定的 PH 值和渗透压。水的 PH 值在 5-6 之间,中等硬度的水,其中所含的矿物质,都是酵母宜于生长繁殖的外部条件。此外,这种水质也有利于形成面筋网络,有利于面团起发。酵母是中温性菌类,25-30是其生长繁殖
21、的适宜温度,在 28时繁殖速度最快。在生产实践中,由于水分不仅是加水量决定,面粉中所含的水、发酵过程中产生的水都会影响面团水分。更何况面团在发酵中还不断与周围环境在进行水分和热交换。所以,依据情况,恰当的掌握加水量及加水水温是一件很困难的工作,为此我们进行了大量的试验分析。面粉、酵母、水分和温度四个要素在面包发酵中有相互牵制的作用,所以必须要综合考虑各方面因素。5 面包发酵过程中理化特性的变化5.1 面团中酵母数量的变化在面团发酵过程中，酵母菌起着极为重要的作用，其数量的变化直接关系到面包的品质，在发酵法过程中其数量变化如图 1 所示。图 1 发酵面团中酵母菌数量的变化情况从图 1 可见，发酵
22、开始时，面团中的酵母细胞数较少，经过 3 小时左右的适应，面团中的酵母大量繁殖，在 12h 左右面团中的酵母细胞数量急剧增加到一个较高的值，发酵进入主酵阶段，酵母菌产生大量的 CO2，面团中形成大量的气泡，18h 后面团中的活酵母数减少，此时部分酵母衰老、死亡、自溶，面团中酵母细胞数已下降，发酵缓慢。由于添加 0.3%酵母的面团中的酵母数量较多，因此进入发酵旺盛期的时间比添加 0.1%的要相对提前，同时由于大量的酵母较快的消耗了面团中的营养物质，使其较早、较快地进入了衰亡期。5.2 发酵面团中还原糖的变化随着酵母发酵的进行，酵母首先对面团中的还原糖进行利用，从而使发酵面团中的还原糖发生变化，其
23、变化情况见图 2.图 2 发酵面团中还原糖的变化情况由图 2 可知，发酵初期还原糖迅速下降，主要是酵母直接利用了面团中的还原糖，但随着发酵的进行，酵母所分泌的淀粉酶将面粉中的淀粉分解成为麦芽糖，同时在酵母分泌的麦芽糖酶的作用下分解成葡萄糖，另外，酵母还分泌蔗糖酶，这使面团中的还原糖水平达到暂时的稳定。进入旺盛期后，酵母利用还原糖迅速开始发酵和繁殖，使面团中的还原糖进一步下降。后期酵母发酵停止，酵母细胞出现自溶现象，其体内的酶分散在面团中，淀粉酶继续分解淀粉，使面团中的还原糖又有一定程度的增加。从图 2 还可看出，添加 0.3%酵母的面团较添加 0.1%酵母的面团中的还原糖变化大，下降速度快，主
24、要是因为酵母数量多、繁殖快，利用还原糖也较多的缘故。5.3 水分活度的变化酵母的生长需要一定范围的水分活度，面团在发酵过程中水分活度的变化情况见图 3. 图 3 发酵面团中水分活度的变化情况由图 3 可知，发酵前期，0.1%酵母添加量较少，相对产生的水较少，面团中可利用的游离水较少，其面团中的水分活度较低，而 0.3%酵母添加量的水分活度相对较高。随着酵母发酵的进行，酵母分泌的淀粉酶对淀粉的分解产生了一定量的水，使面团中的水分活度有所增加。而酵母大量繁殖将游离水大量利用以后，水分活度又会有所下降，达到一个较低的值。随后酵母进入旺盛期，水分活度又会上升，整个过程呈波浪形变化。并且水分活度的变化与
25、酵母添加量的多少有密切的关系，从图 3 也可看出，0.3%酵母添加量比 0.1%的水分活度的变化要多一个峰。因此，在发酵过程中应保持水分活度基本不变，维持在 1.0左右。5.4 面团中 pH 值的变化在发酵过程中，由于酵母菌的代谢作用，发酵面团中的 pH 值会有较大的变化，其变化情况如图 4 所示。图 4 发酵面团中 pH 值的变化情况从图 4 可以看出，面团在发酵过程中 pH 值总体呈下降趋势，添加 0.3%酵母的面团 pH 值变化较大，主要是酵母添加量较多。发酵初期，由于刚搅拌的面团中充有大量的空气，酵母进行旺盛的有氧呼吸，氧气被消耗，并产生大量的 CO2 气体，进而形成碳酸 pH，是发酵
26、面团中 pH 值迅速下降。随后酵母进行无氧发酵，在此过程中产生乳酸，并在一定时期内，pH 值会有所波动，这主要是酵母发酵产生的乙醇与所产生的乳酸反应生成脂的原因。由于碳酸、乳酸等酸的生成，都使面团的 pH 值下降。6 发展前景当前面包市场的特点及预测应该说，由于我国人民的生活水平和饮食习惯，长期以来对于面包的消费是极低水平的。改革开放后，人们生活节奏加快，生活水平得到逐步提高，因此在面包的需求上也在不断增加。有了市场需要，带动了行业的发展。但就人均消费数量看，与国外平均水平还有很大差距。今后，随着人们生活水平的不断提高，生活节奏的加快，饮食习惯的变化，农村市场的开发，食品面包或作为主食或作为调
27、剂辅食，都会发挥更大的作用，也就是说面包产业将会有更大的发展卒间。行业预测，在现有面包产量 150 万吨的基础上，今后 5 年，将会以 10的速度增长，至 2015 年，达到 240 万吨左右的水平。总之，随着经济的进一步发展，人民生活水平进一步的提高，现代化生活方式的引进，以及旅游业的发展，国内需求特别是城镇居民对糕点、饼干、面包的消费将会不断增长。今后 510 年内，我国焙烤食品行业的市场发展前景十分美好。参考文献1 新麦机械(无锡 )有限公司.面团发酵检测方法及专用设备P. 中国专利，101403734A. 2009-04-08.2 李冰. 时间、温度与发酵面团体积关系的研究D : 硕士
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