传统馒头发酵剂的研究进展

摘要：本文总结了我国馒头的主要发酵剂类型，并详细论述了传统发酵剂中主要微生物的种类及其对馒头品质的影响，介绍了传统发酵剂对馒头风味的影响以及当前馒头发酵剂多菌种复合发酵方式的研究进展。


　　关键词：馒头；传统发酵剂；酵母菌；乳酸菌

　　我国是世界上最早的农作物发源中心以及面食文化发祥地之一，中国利用发酵剂制作馒头的历史可追溯至春秋战国时期。随着历史的变革，馒头因其种类多样、营养丰富、制作方便而成为我国北方家庭中不可缺少的传统主食。受各地方人们饮食习惯以及环境气候多样化的影响，我国各地区逐渐形成具有地域特色的风味馒头。传统风味馒头具有十分鲜明的民族特色，并已成为我国饮食文化宝贵遗产的重要组成部分［1］。

　　作为传统主食，馒头是以小麦粉为主要原料，添加发酵剂充分搅拌混合后，在一定的温度和湿度下发酵、成型、蒸制而成。随着生活水平的提高、生活节奏的加快，人们的饮食逐渐向社会化转型。但消费者在追求主食更加方便、快捷的同时，也开始追求保留更多原有的传统风味［2］。与商用发酵剂单纯使用酵母发酵相比，馒头制作中传统发酵剂的使用可以赋予馒头更加细腻的口感和更为丰富的风味，在饮食习惯、文化传承方面也更能满足人们的需求。传统发酵剂一般为多菌种混合作用体系，除了酵母菌外，通常还含有乳酸菌、醋酸菌、霉菌等多种微生物。在发酵过程中各菌种相互作用，使制成的馒头口感细腻、后味丰富且更有嚼劲。本文从传统发酵剂微生物组成及其对馒头风味的影响等方面论述了传统馒头发酵剂领域的研究进展。

　　1传统馒头发酵剂的主要类型

　　作为发酵类主食，馒头的品质除取决于基本原料外，发酵剂的种类在很大程度上也决定了其风味甚至质量。目前馒头发酵剂的种类主要有：即发性活性干酵母、酵子、老面、酒曲等。国内酵母的工业化生产作为一种产业出现于20世纪80年代，随着安琪酵母等活性干酵母系列产品的问世，标志着中国活性酵母工业化生产开始与国际接轨。活性干酵母通常为高活性的纯种酵母固体产品，以高效便捷、性能稳定等特点在当今市场中占据主要份额，但以其为发酵剂蒸制的馒头口感单一、风味略显不足［3］。苏东民等［4］应用同时蒸馏萃取法富集馒头中的挥发类物质，采用气相-质谱联用的方法对4种不同品牌的干酵母制得的馒头中挥发性物质的差异进行比较。结果表明，干酵母制得的馒头中主要挥发物质为醇类、酯类、醛类、酮类、苯环类等，总体风味大致相同，但挥发性物质在组成和含量上存在一定差异。

　　而酵子、老面、酒曲等属于传统发酵剂范畴，所含微生物主要包括酵母菌、乳酸菌、霉菌、醋酸菌等，醒发过程中一般会伴随糖化、发酵、酯化等复杂生化反应，产生醇、酯、醛、酚等极为丰富的风味物质，从而使馒头的质构及风味更佳，显著区别于以商用酵母为发酵剂制作的馒头。因此所谓“传统馒头”至今仍拥有较大的市场需求［1］。

　　1.1　酵子发酵

　　酵子是以玉米面、小麦面或米粉等为原料，以小曲或大曲等为菌种，经多次发酵后风干、制粉而得，其主要依靠酵母菌发酵、霉菌糖化以及多种细菌类微生物的协同作用，使馒头松软可口、风味优良。

　　不同地区酵子的原材料、制作方法略有不同。例如，河南地区的酵子主要以玉米面、小麦面粉等为原料，以大曲、小麦曲或老酵头为酵种，经多次续面保温发酵而成；而山西地区的酵子则常以小麦或玉米粗面为原料，以甜酒曲、红曲等为酵种，经多次续面发酵，最后晾晒、风干而制成粉状干品［5］。原材料及酵种选择的差异，以及酵子中主要菌种的不同，都会影响馒头在口感、风味上产生一定的差异，但酵子中多菌种间复杂的相互作用通常是赋予馒头独特地域风味的主要因素。

　　1.2　老面发酵

　　老面发酵历史悠久，它主要靠野生酵母及其他菌种混合发酵制作馒头。所谓老面馒头就是取一部分上次制作馒头的发酵面团作为发酵菌种来源，掺入面粉过夜发酵，次日在面团中再次补足面粉，成型醒发蒸制完成［6］。老面中大量的微生物群能够使面团体积增大，面团面筋充分扩展，保气和持气能力提高。同时产生多种挥发性香气成分（如醇类和低分子有机酸等）并发生一系列反应，使老面馒头嚼劲十足、麦香味浓、蓬松度好，而深受我国广大城乡居民喜爱，至今仍被广泛应用［7-8］。

　　老面馒头与酵子馒头的制作都是依靠混合发酵菌种共同发酵的过程。何学勇等［9］研究了酵子、老面和酵母发酵粉制作的馒头品质差异。结果显示，老面馒头在贮存过程中白度变化最大、弹性较好且pH最低，霉菌增长趋势最低；而酵子馒头在贮存过程中对硬度变化最大，对比容变化较小，且对酵子馒头的感官评分要高于老面馒头。

　　1.3　酒曲发酵

　　酒曲是主要依靠糯米、麦芽、大麦等谷物为原料，通过添加曲霉使原料糖化、发酵制得的一种传统发酵剂，目前常用于发酵白酒和米酒等。但根据文献记载酒曲同时又是最早用于面食制作的发酵剂（周代已有用酒曲制作发酵的面食出现）。如今在我国某些地区（如河南南阳、山东胶东半岛、山西、陕西等）酒曲发酵仍被广泛使用［10］。

　　大曲含有霉菌、酵母、细菌等多种微生物，常作为一种生香原料用于馒头发酵，其主要菌种霉菌，以其丰富的酶系使馒头发酵过程发生极其复杂的糖化、酯化反应，同时形成各种脂类芳香物质。大曲的添加可以使馒头软硬适中、风味纯正、口感香甜，并提升其抗老化程度［11-12］。

　　2传统发酵剂中主要微生物

　　已有研究表明传统发酵剂中与馒头品质、口味相关的微生物主要包括：酵母菌、乳酸菌、霉菌、醋酸菌等。醒发过程中各菌种之间通过糖化、酯化及自身增殖等协同作用，产生醇、酯、醛、酚等风味物质，赋予馒头独特香气和口感［7-8］。

　　2.1　酵母菌

　　酵母菌作为传统发酵剂中基本菌种，在馒头品质、风味形成过程中都发挥着重要的作用，包括：

　　（1）提供各种酶系，缩短发酵时间。某些种类的酵母通过α-淀粉酶、蛋白酶、麦芽糖酶或酒精酶等多种酶代谢体系将面粉中的大分子物质（例如淀粉）分解成糊精、麦芽糖、葡萄糖，为后续发酵提供条件同时提高馒头的营养价值。

　　（2）产生多种芳香物质，赋予馒头独特香气。酵母在快速增殖的同时，也会产生乙醇、苯乙醇、3-甲基丁醇、己酸乙酯、辛酸乙酯等多种芳香类物质和多肽、氨基酸、醛、酮等多种小分子物质，使馒头获得特殊的风味［13-14］。（3）产生大量气体，使馒头松软可口。葡萄糖经酵母发酵产生大量二氧化碳和其他气体，使面团膨胀、体积增大，另外面团内部发生一系列氧化还原反应，使面筋强度提高并保证面团本身良好的流变性［15］。

　　当前传统发酵剂关于酵母的研究多以复合酵母即酵母的复合应用为研究对象。已有研究已经证实复合酵母较单一酵母在馒头风味形成方面具有明显优势，不同的酵母菌发酵速度、产酒精能力等方面差异较大，因此优良菌株的筛选和保藏显得尤为关键。苏东海等［16］从27种不同馒头发酵剂中分离得到21株酵母菌，通过产酒精能力、面团发酵能力等一系列性能的考察结合优化实验，最终确定作为复合发酵剂的复合菌株最优配比。韩春然等［2］从传统发酵面团中分离得到12株酵母菌，经鉴定主要有酵母属酵母，汉逊酵母属和毕赤氏酵母属等。杨浣漪等［17］从河南地区传统发酵剂中分离得到30株酵母菌，经鉴定主要有4个种属：酿酒酵母、异常毕赤酵母、东方伊萨酵母和扣囊复膜酵母，其中酿酒酵母为优势菌种。胡丽花等［18］研究了不同酵母对面团发酵特性及馒头品质的影响，结果发现不同酵母制作的馒头感官评价差异显著，证明优良菌株筛选及合理的发酵复合对馒头品质的重要性。

　　2.2　乳酸菌

　　目前乳酸菌是国际上公认的最安全的菌种之一，乳酸菌除在发酵乳行业应用广泛外也是传统馒头发酵剂中的常见菌种。传统的馒头制作过程中通常会使用“碱面”，其主要目的即用来中和乳酸菌等产酸菌过量发酵带来的刺激风味。已有研究证实乳酸菌除可以形成馒头特有的风味外，对酵母菌生长、馒头品质形成也有十分重要的作用：

　　（1）乳酸菌通过代谢产生乳酸等有机酸调节面团的酸碱环境，通过部分降解面团中的戊聚糖降低面团粘度，为其他微生物繁殖提供有利条件；除此以外，乳酸菌还可以使面团中的水溶性蛋白质（氨基酸、肽、小分子蛋白等）比例增高，与酵母形成某种良性的互生关系，促进面团醒发［19］。

　　（2）乳酸菌发酵直接可以代谢多种有机酸（乳酸、醋酸、丙酸等）。适量有机酸的产生除可以赋予馒头柔和酸味外，特定的有机酸还可与酵母发酵产生的醇、醛、酮等物质相互作用，形成丰富的呈香、呈味物质，使馒头风味物质的种类和含量得到大幅度提升。

　　（3）改善质构、延长保质期。乳酸菌在生长代谢过程可直接产生多种胞外多糖（如乳杆菌可产生果聚糖），多糖的产生对面团流变特性及馒头质构均可产生积极影响。例如乳酸菌产生的胞外多糖（EPS）具有显著的增稠、乳化、保湿、提高面团吸水率、增大面包体积及延缓老化等作用［20］。而部分研究也证实利用微生物代谢合成的胞外多糖与从外部添加多糖相比，前者对馒头质构的改善效果更加明显［19，21］。除此以外，国外对酸面团微生物的研究表明，部分种类乳酸菌还可以代谢生成乳链球菌肽、乳杆菌素和类细菌素等抑菌类物质，可有效抑制病原菌和腐败菌的繁殖，延长产品货架期［22-23］。

　　目前行业内学者对乳酸菌的作用机理及功效研究越来越深入，乳酸菌在面团中的种类和数量的变化会直接影响馒头品质也已经被证实［24］。李自红等［25］通过实验证明乳酸菌可有效改善馒头的弹性、回复性、粘聚性、硬度、胶着性及咀嚼性等特性。此外，乳酸菌还可以提高面团的发酵速度，增强面团的产气和持气能力。陈军丽等［19］从不同来源的老面中分离得到16株乳酸菌，通过感官评价筛选出2株优势乳酸菌，并验证了2株菌混合使用可起到协同增效的作用。杨浣漪等［18］从河南地区传统发酵剂中分离得到28株乳酸菌，经分子生物学鉴定将其分为粪肠球菌、干酪乳杆菌和植物乳杆菌等3类，并确定其中的植物乳杆菌为优势菌种。

　　2.3　霉菌

　　在面团醒发及形成过程中，霉菌的作用同样不可忽视。例如，根霉在增殖过程中一般能产生淀粉酶、酸性蛋白酶、酒化酶等多种酶类，可以实现发酵过程“边糖化、边发酵”反应的连锁进行。与乳酸菌类似，根霉在生长过程中同样可以代谢乳酸、琥珀酸等多种有机酸及一些醇类。这些物质相互作用，发生复杂的化学反应，赋予馒头独特风味［26］。另外，产脂霉菌、产香霉菌等霉菌在面团醒发过程中也可以代谢产生多种特殊风味物质，提升馒头的品质和口感［27］。

　　张煌等［28］对发酵面糊酯化力进行测定，结果表明发酵过程中酯化酶随霉菌的生长繁殖而代谢积累，酯化力明显高于单纯使用干酵母发酵面团。杨浣漪等［17］从河南地区传统面食发酵剂中分离得到1株米根霉，通过对其性能考察发现，该菌株不仅具有较高的淀粉糖化、蔗糖转化能力，还可以产生乳酸、反丁烯二酸及乙醇等挥发性物质。胡丽花等［27］以即发活性干酵母为发酵剂，研究不同甜酒曲添加量对发酵馒头的影响。结果表明，添加1.0%甜酒曲时馒头后感甜香风味最佳。研究同时发现以甜酒曲作为发酵辅剂时，如果添加量过高则会降低面团流变性，表面不光滑；而添加量过低则馒头体积变小且易老化。目前关于传统发酵剂中霉菌的研究还相对较少，对于霉菌的种类以及与其它菌种间的相互作用有待做更深入考察。

　　2.4　醋酸菌

　　醋酸菌在传统发酵食品中应用广泛，菌株代谢物以醋酸为主，通常还会生成乳酸、琥珀酸、苹果酸、延胡索酸等有机酸，赋予食品酸、香、绵、甜等特色［24］。目前国内从传统发酵剂中筛选、分离得到的醋酸菌种类较少，对其作用机理的研究尚不系统。

　　马永生等［29］对传统发酵剂面团中微生物的变化进行研究，证明在发酵过程中醋酸菌与酵母菌之间存在着明确而复杂的相互作用。醋酸菌可以利用酵母菌发酵产生的酒精代谢产生醋酸，但当醋酸过多时则会抑制酵母菌的发酵，而乙醇产率的降低同样又会抑制醋酸菌的增殖。此过程中二者此消彼长、互相作用达到动态的平衡。醋酸菌代谢产生的醋酸还可以与乙醇、苯乙醇等物质发生酯化反应，产生多种呈香、呈味物质。

　　3复合发酵剂对馒头品质及风味的影响

　　传统发酵剂一般为多菌种复合发酵体系，各菌种在发酵不同阶段都存在着复杂的相互作用。并且在整个发酵过程中不同菌种间的“此消彼长”同时也伴随着复杂而繁多的生化反应，因此不同发酵剂对馒头品质及风味的影响很大（见表1），其中的规律也极难明确。目前的研究大多集中在传统发酵剂中的酵母菌与乳酸菌的相互作用。

　　表1　发酵剂对馒头风味物质形成的影响

　　Table 1The starter cultures influence on flavor substances formation in Steamed bread


　　在多菌种复配对馒头品质影响研究方面，苏东民等［14］研究了单一酵母、单一乳酸菌以及酵母菌与乳酸菌混合发酵3种不同发酵面团的酸度、可溶性糖含量等指标。结果表明，发酵剂中乳酸菌的使用对于馒头口感提升、货架期延长具有一定的正向作用。马智刚等［34］对面团发酵过程的研究也发现乳酸菌发酵利用的碳源与酵母菌不同，乳酸菌前期发酵产物可以为酵母菌发酵提供有益的酸度，促进酵母繁殖；后期乳酸菌同样可以通过发酵底物竞争以及pH变化对酵母菌的繁殖速率进行调节。

　　发酵剂中微生物复杂的共生关系赋予了传统馒头独特的风味。李自红等［25］实验证明，在使用老面发酵时乳酸菌和酵母菌对馒头风味化合物的产生影响显著。例如，适当添加啤酒酵母、乳酸乳球菌可使馒头中特定风味挥发物种类增多且浓度增大。刘晨等［32］利用固相微萃取-气相-质谱联用（SPME-GC-MS）的方法对3种发酵剂馒头的风味物质进行提取、鉴定，从活性干酵母馒头中检测出12种风味物质，老面馒头中为25种，而使用复合发酵剂制作的馒头则检出21种。因此结果也显示传统发酵剂中多菌种的联合发酵是形成馒头独特风味的关键。

　　4小结

　　发酵剂作为馒头制作中的关键是实现其工业化的重要一环。就目前来看，使用商业纯种酵母发酵制作的馒头品质稳定，生产用时少，就工艺工业化程度而言相对于传统发酵剂具有明显优势。随着现代微生物、分子生物学及相关组学技术的快速发展，微生物的分离、鉴定及代谢规律的考察更加便捷、准确。对传统发酵剂中主要微生物进行系统分析，结合馒头品质、风味等重要指标提高传统发酵剂稳定性，对传统发酵剂中主要微生物发酵性能及规律进行考察，实现传统工艺的工业化将是未来本领域研究的重要方向之一。　
来源:公众号美食小研

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