优良乳酸菌和酵母菌发酵液体酸面团的品质和蛋白组分变化研究

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酸面团发酵技术具有传统、自然、可持续等优势,在食品工业中的应用前景广阔。传统酸面团中,乳酸菌和酵母菌均发挥重要的作用,然而目前人们对于酸面团的使用,大多是乳酸菌酸面团配合面包酵母发酵制备面包面团;对于酸面团的研究,大多数停留在乳酸菌发酵酸面团,并且是发酵Ⅰ型的传统类型酸面团,对于乳酸菌和酵母菌共同发酵工业Ⅱ型液体酸面团的研究比较薄弱。同时,酸面团中被发现有很多的乳酸菌和酵母菌菌株,然而,只有小部分优势菌株能很好的适应酸面团环境。因此,本文旨在为适应当下大规模的工业生产需求,筛选出特性优良的乳酸菌和酵母菌菌株用于发酵液体酸面团,研究酸面团的理化性质、发酵特性和挥发性风味物质。同时,以酸面团为对象,研究其在发酵过程中蛋白质组分的变化,结合酸面团流变学特性和糊化特性,分析蛋白组分和酸面团特性的关系。研究中分析酸面团组分的降解规律,这将为筛选商业酸面团优势菌株、调控酸面团发酵过程及提升酸面团制品品质提供理论基础。具体研究结果如下:(1)研究了6株乳酸菌和4株酵母菌的生长特性、产酸性能、抑菌特性、发酵特性和产酶特性。研究发现乳酸菌12 h进入生长稳定期,菌数稳定在10~9CFU/mL,酵母菌12-24 h进入稳定期,菌数稳定在10~8 CFU/mL。乳酸菌LG0260、LG1034、LG0827以及酵母菌J2808和J2815在整个发酵过程都保持良好的产酸速率和产酸能力。乳酸菌LG4316、LG0260、LG1034和LG0827菌抑菌谱广,且抑菌能力强。酵母菌J2808的产气能力、产醇能力和耐酸能力、显著好于其他菌株。LG0260和LG0827表现出最好的植酸酶活性,分别达到23.21±3.19 mU/mL和22.07±1.87 mU/mL。J2828表现出最高的淀粉酶活性(0.82±0.01 U/mL)。LG0827表现出最高的蛋白酶活性(2.51±0.11U/mL)。根据不同乳酸菌和酵母菌的特性,选LG0260、LG1034、LG0827、J2815、J2808这5株菌作为优良菌株制备液体酸面团进行下一步研究。(2)本研究发现乳酸菌和酵母菌共同发酵的酸面团菌数具有降低的趋势。发酵24h时,LG0260在酸面团种菌数最高达到9.00 log CFU/g,且与酵母菌复配发酵的适应性最强。乳酸菌参与发酵的各组酸面团发酵终点p H接近,在3.46~3.60之间,可滴定酸度表现出显著的差异性(P<0.05)。L1酸面团的乳酸含量最高达到4.35 mg/g,MY1L2的乙酸含量最高达到1.38 mg/g。研究发现酸面团中乳酸菌和酵母菌均可以分解淀粉,产生还原糖,且乳酸菌生成的还原糖可供酵母菌使用;所有的酸面团发酵导致支链淀粉含量减少。LG0827降解植酸的能力强,其发酵的酸面团植酸含量降解率分别为92.9%、96.6%、92.5%。LG1034参与发酵的酸面团总酚含量最高,达到0.768 mg/g,DPPH和ABTS自由基清除能力分别增加3.73倍和15.03倍。与空白对照组相比,发酵能够显著提高酸面团挥发性风味物质的种类以及含量。复配发酵的酸面团MY1L2中检测到的挥发性风味物质种类最多为43种;酯类物质显著提升。乳酸菌和酵母菌共同发酵酸面团对挥发性风味物质、香气的影响非常有利。结果对于酸面团发酵过程中代谢产物的代谢规律进行了研究,可为优良菌种应用到商业酸面团提供理论基础。(3)研究了酸面团发酵过程中蛋白组分变化、流变学特性及糊化特性。发酵的酸面团体系中球蛋白、麦醇溶蛋白、麦谷蛋白的含量减少,白蛋白含量增加,水溶性蛋白含量增加;发酵结束后酸面团的游离巯基含量显著增加。傅里叶红外光谱结果显示:全蛋白的β-折叠含量降低,无规卷曲的含量降低;α-螺旋含量和β-转角含量出现不同程度的升高,发酵结束整体有序结构减少。同时,本研究发现乳酸菌和复配菌种酸面团全蛋白的有序结构,与酸面团的流变学特性、糊化特性存在一定的相关系数,当有序结构增加时,G’和G"增加,酸面团的黏弹性增加,酸面团糊化时的峰值黏度和低谷黏度也增加。而醇溶蛋白的二级结构则变得更加有序,荧光光谱显示醇溶蛋白发生蓝移,表明蛋白发生聚集,变得更加有序。发酵24 h,使乳酸菌发酵的酸面团表现出流体性质,回生值显著降低。结果说明了在乳酸菌作用下,蛋白组分与酸面团物性之间的相关性。
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