酸面團在發酵面制食品的應用
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摘要:酸面團以一種天然的發酵形式，提高了烘焙產品的風味和營養價值。不同酸面團可以為饅頭或面包等發酵面制品帶來不同的風味，使烘焙師制作的產品種類多樣化。商業化酵母的推廣和普及，生活節奏的加快，在為產品的儲存運輸和品質穩定帶來極大方便的同時，也讓人愈加懷念傳統的那種“天然而又濃郁”的酸面團發酵特色風味?，F代科技的發展使得同時擁有酸面團獨特風味和酵母的穩定發酵性能成為可能，這在一定程度上滿足了顧客尋找天然食材制作美味健康發酵面食的需求。
酸面團是制作發酵面食制品的一門傳統技術的統稱，在國內的饅頭制作中，傳統老酵頭作為一種自然發酵生物技術，在活性干酵母出現的幾千年前已經得到了應用，在面包中的使用也可以追溯至古埃及的遠古時代，直到中世紀還是發酵的主要方式。作為一類自然接種的發酵劑，酸面團除含有酵母菌外還含有一定數量和種類的其他微生物群，利用酸面團的多菌種進行混合發酵制作而成的發酵面食，香味濃郁且風味獨特，深受人們的喜愛。時至今日，酸面團依然是世界一流大師制作頂級風味產品的獨門秘籍，在意大利的200多種傳統面包中，超過30%的品類需用到酸面團。通過發酵使食品中原有的營養成分發生改變并產生獨特的風味，是發酵面制食品代代的秘密所在。利用有益微生物，在一定溫、濕度條件下面團發酵醒發，通常酵母菌在面團內部有氧的環境下充分繁殖，將淀粉轉化為糖并消耗掉時會釋放出二氧化碳氣體，促使面團膨脹、體積膨大，經后期烘烤后獲得松軟而蓬松的制品；無氧時將葡萄糖分解成二氧化碳和酒精而產生出特有風味。因而發酵面制品易咀嚼消化且健脾養胃，特別適合于胃腸功能偏弱的人，并有助于健康長壽。在近兩百年來酵母的工業化發展中，商業酵母逐漸取代了傳統的酸面團技術。單一的高活性酵母可顯著加快面團發酵速率，簡化面包制作工藝，尤其用于快速法制作面包時，制作周期短且制品品質穩定，很容易實現工業化。但因酶系單一而帶來的發酵風味平淡，使得傳統的那種“天然而又濃郁”的面包、饅頭風味愈加少見。近些年來，傳統食品中的酸面團技術在現代商業社會中的傳承和發展越來越受到關注，現代科技使得同時擁有酸面團獨特風味和酵母的穩定發酵性能成為可能。
1酸面團的制作技術
酸面團發酵技術是最古老的生物加工技術之一，傳統的酸面團是面粉、水和活性微生物經自然發酵得到的面團[1]。不同來源的酸面團對發酵過程中風味物質的形成有著重要的影響，也導致了酸面團無法向商業酵母那樣進行標準化和工業化。但商業酵母發酵制品在風味、營養、口感等方面都遠遠比不上酸面團產品，近些年來國內外已將許多酸面團發酵技術嘗試進行商業化的創新和發展，嚴格的工藝條件控制，確保了酸面團的安全穩定品質和商業化的便利迅速推廣。表1列舉了常被人們提及的幾種酸面團類型，他們憑借自身的不同性狀被成功地進行批量生產和商業運作銷售，進而廣泛應用于制作出發酵工藝對發酵面制品的風味具有重要作用，不同菌群種類、不同發酵形式和發酵周期形成的芳香物質差異很大。張楚楚[2]利用GC-MS檢測技術和多元統計學分析方法的研究表明，不同的菌種能產生不同的揮發性風味物質圖譜，分別來自酸面團和商業酵母制作的饅頭，其揮發性風味物質圖譜存在明顯的差異。馬先紅[3]等的研究也表明酸面團發酵劑饅頭風味和口感均優于工業化酵母發酵饅頭。而國外較熟悉的酸面團的制作同常規的發酵食品相比，也是兩個完全不同層面的產物，尤其在原料選擇上會顯得非常講究。通常精選黑麥（或裸麥）、紫麥等具有諸多功能特性和健康益處的小品類特色小麥，經過特殊的整粒研磨工藝制得全谷物粉，進而加工成表1中不同形式的酸面團。同樣，采用不同來源的小麥酸面團給發酵制品所帶來的風味感覺是大不相同的，比如在地中海地區應用硬粒小麥粉制作的酸面團可以給烘烤制品帶來優越的感官特性，因口感好而備受歡迎；在德國和奧地利應用斯佩爾特小麥制作的酸面團，因香氣宜人、營養價值高而深受消費者的喜愛。簡化操作回歸天然的酸面團工業化生產及其商業運作，勢必將會和商業酵母一樣，共同促進發酵面制品的行業進步。
2酸面團在發酵面制食品中的應用
酸面團中含有多種活性微生物，對微生物的研究顯示，酸面團中有超過50種的乳酸菌和20余種的酵母菌[4]，表2中列舉了其中幾類主要菌群的一些微生物學特性。酸面團基本上都是經過了長時間的發酵過程，尤其是表1中的Ⅰ、Ⅱ型酸面團，在整個面包制作的應用過程中，3h的大規模發酵以及25℃條件下2h的中間醒發是最典型的做法，這樣長時間的制作過程在形成濃郁風味的同時，面團中的面筋網絡結構也得到了充分擴展，進而改善質構、延長保質期、獲得豐富的營養和獨特的功效，在發酵面制食品中發揮著越來越重要的作用，得到越來越廣泛的應用。2.1酸面團顯著改善面制食品的風味。發酵所必不可少的酵母菌和乳酸菌在代謝方向、代謝酶及產物方面會有所區別，同是無氧呼吸，酵母菌產生酒精，而乳酸菌產生的是乳酸。表2中列舉的主要微生物菌群，在整個面團發酵過程中不但會產生二氧化碳、乙醇等物質，還會協同進行糖化、酸化、酯化等反應，共同生成醇類、酯類、醛類、酮類和有機酸等多種風味物質，以及少量的風味輔助物質，最終形成了特別的香氣和風味。尤其是大量的乳酸菌在發酵過程中除產生乳酸外，還會生成醋酸、丙酸等有機酸，在賦予食品酸味的同時，與其他微生物菌群發酵中產生的醇、醛、酮等物質又相互作用，形成多種新的呈味物質。不同發酵階段pH值的持續下降，也促進了各種游離氨基酸的不斷生成，綜合提高了發酵面制品的風味品質。2.2改善面團的流變學特性和機械加工特性。發酵面制品發酵過程中的發酵特性及面團流變學特性是衡量面團發酵品質優劣的重要指標，在面包制作中，面團的流變特性直接對應著面包的持氣性、膨脹力、彈性、延展性、耐醒發性等。合適的面團流變學特性不僅能提高面團的機械加工性能，還會影響到烘烤后成品面包的香味、色澤、質地結構等。諸如：酸面團中的微生物在發酵過程中生成的有機酸和胞外多糖可影響到面團體系中蛋白質和淀粉之間的相互作用，改善流變學特性。霉菌代謝中產生的蛋白酶、淀粉酶及纖維素酶可以將淀粉糖化成糖，將蛋白質水解成氨基酸和一些B族維生素等產物，在被酵母菌和細菌利用的同時，也改善了面團的流變學特性。乳酸菌代謝產生蛋白酶，其蛋白水解系統水解蛋白質進而生成氨基酸和小肽分子，通過弱化面筋結構改善面團的流變學特性和口感，由于面團流變性增強而提高層壓性能，改善最終產品的內部結構。2.3改善質構延遲老化。水分遷移一直被認為是導致面包和饅頭老化的主要原因，在冷卻和儲存過程中，內部水分向表皮遷移，同時表皮水分向周圍空氣中擴散。添加了酸面團的試驗研究表明，適度添加酸面團的水分遷移速率會明顯降低，從而達到延緩老化的效果[4]。另外，酸面團的酸化作用能夠影響到發酵面團內α-淀粉酶和蛋白酶的活性，以及可溶性風味物質的溶解，在發酵過程中產生的乙酸乙醇、芳香物質、細菌素、胞外多糖等，不但形成了發酵面制品所特有的風味、質地，同時還能改善淀粉的老化問題而延長保質期。2.4改善面制品的保質期。霉菌的滋生是導致發酵面制品腐敗的主要原因，這不僅影響食品的感官特性而帶來經濟損失，還可能產生對人類健康有影響的有毒次級代謝產物。乳酸菌株在發酵過程中能產生大量的有機酸（乳酸、乙酸和甲酸等），從而使原料快速酸化；乳酸菌作為一種傳統的發酵菌株，還能產生多種抑菌代謝產物，如：有機酸，乙醇、過氧化氫、酶類和細菌素等，來抑制其他微生物的生長。這些有機酸和抑菌肽的存在使面團的防腐性能得到提高，能夠有效抑制霉菌的滋生，防止霉菌和細菌引起的腐敗，同時還可相對減少化學防腐劑的使用或使用量，從而可以達到延長面制品保質期的目的。2.5改善營養和保健特性。全谷物食品因含有多種營養成分和生物活性物質而受到人們越來越多的關注，酸面團多以全谷物粉為原料，這種比精粉顆粒感更強的全谷物粉，經過多種微生物適度發酵后，在產生天然而又濃郁的發酵風味同時，能將發酵產物深度裂解成小分子的納米狀態，以安全、方便、有效的方式快速地被人體吸收。另外乳酸菌等微生物菌群還能夠分解蛋白質、糖類物質以及合成硫胺素、核黃素等維生素，可有效地提高食物的消化率及生物價，從而提高食品的營養價值。經過多種微生物菌群的發酵、降解等一系列的作用，酸面團及其發酵面制品不但可以保全全谷物原料中原有的膳食纖維、礦物質及微量元素等營養價值，而且還能夠提高礦物質和氨基酸的生物利用度，從而改善了發酵面制食品的營養價值和感官性狀。
3展望
酸面團的營養和香氣為我所欲，酵母的快捷方便亦我所欲。對世界各地烘焙文化進行深入研究后，我們發現未來最佳的風味面包或特色饅頭等發酵面制食品市場前景廣闊，各種全天然即用型酸面團能夠提供始終如一的品質、便利性的操作，并使制品具有多樣化的風味特征，必將得到大量應用。盡管目前的酸面團生產技術還沒有完全形成產業化優勢，但隨著人們對面制品品質要求的逐漸提高，以及全谷物食品的推廣，具有營養保健功能、風味濃郁、保質期長的酸面團發酵制品必將越來越受到消費者的喜愛。
參考文獻
［1］劉娜，程曉燕，孫銀鳳，等.GC-MS分析傳統酸面團饅頭風味及添加食用堿對其風味的影響［J］.食品工業科技，2014，35（16）:76-81.
［2］張楚楚.自然發酵面團細菌菌群結構對饅頭揮發性風味物質影響的研究［D］.江南大學，2017.
［3］馬先紅，李環通，馬志運，等.發酵對饅頭風味物質的影響［J］.糧食與油脂，2017，30（9）:1-4.
［4］姚國強，李慧，高鵬飛.乳酸菌在發酵酸面團中的研究與應用［J］.中國食品學報，2013，13（3）:163-170.
作者:孫楚楠 楚炎沛 單位:華中科技大學