复合菌发酵对非油炸方便面品质的影响
复合菌发酵对非油炸方便面品质的影响
方便面起源于日本，1970年开始在中国生产。由于食用方便快捷，能够适应较快的城市生活节奏，方便面占据了十分可观的市场份额。非油炸方便面脂肪含量较低，能够在很大程度上避免氧化酸败，比油炸方便面更易贮藏。发酵工艺已在空心挂面、手盘面、生鲜面等产品中得以应用，主要是通过酵母菌、乳酸菌发酵赋予产品优良的风味和口感。均一多孔的结构有利于面条润胀和熟化，因此发酵工艺能够显著改善产品的质构和蒸煮特性。
河南农业大学食品科学技术学院的张伟峰、王玉坤、张剑*等人为解决非油炸方便面的复水性问题并改善面体风味，将复合菌发酵工艺应用到非油炸方便面的制备中，利用酵母菌、保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌进行一次发酵和二次发酵，研究发酵工艺对非油炸方便面品质的影响。通过复水实验评价非油炸方便面的复水性和耐泡性，利用质构仪测定面条的质构特性和拉伸特性，利用电子鼻测定面条风味特性，利用扫描电子显微镜观测面条横截面微观结构，结合感官评价结果探究非油炸方便面品质，以期为复合菌种发酵非油炸方便面的工业化生产提供理论参考。
复合菌发酵对非油炸方便面复水性和耐泡性的影响
由图1a可知，与一次发酵法相比，二次发酵法制备的非油炸方便面最佳复水时间较短，这表明二次发酵的面条复水性更好，这可能是因为一次发酵产气赋予面团的疏松孔隙结构在压延过程中遭到破坏，而二次发酵是在切条后进行的，二次发酵产气再次赋予了面条孔隙结构得到保留，面条结构疏松。随着复合菌种添加量的增加，一次发酵法、二次发酵法制备的非油炸方便面最佳复水时间均逐渐降低，其中一次发酵法最佳复水时间从7.0 min缩短到了5.5 min，二次发酵法最佳复水时间从7.0 min缩短到了4.0 min。一次发酵法中D和D ′ 样品的最佳复水时间均为5.5 min，二次发酵法中D和D ′ 样品的最佳复水时间分别为4.0 min和4.5 min，二者复水性处于相近水平。
复水10 min的面条硬度反映了非油炸方便面的耐泡性，硬度值越高表明样品耐泡性越好。由图1b可知，一次发酵样品复水10 min后硬度均为5000 g左右，二次发酵样品硬度总体随复合菌添加量的增加而降低，但能够维持在4000 g左右。这表明一次发酵法更有利于维持非油炸方便面的耐泡性，而二次发酵法制备的非油炸方便面耐泡性也在可接受范围内。一次发酵法中D和D ′ 样品的复水10 min后硬度分别为4998 g和5012 g，二次发酵法中D和D ′ 样品的复水10 min后硬度分别为4000 g和3990 g，这表明复合菌发酵样品与酵母菌发酵样品的耐泡性处于相近水平。
综合评价非油炸方便面的复水性和耐泡性，菌添加量为D时较为适宜。样品D与D′复水性和耐泡性处于相近水平，推测影响复水性、耐泡性的主要是酵母菌。
复合菌发酵对非油炸方便面质构特性的影响
由表2可知，与一次发酵相比，二次发酵法样品的硬度和咀嚼性较低，且添加复合菌的样品硬度、咀嚼性均比A组低。这可能是因为在发酵过程中，麦谷蛋白发生了一定程度的降解，同时发酵形成气泡，使面筋网络松软弱化。与一次发酵相比，二次发酵样品黏性较低，随着复合菌添加量的增加，二次发酵样品的黏性降低，弹性维持在较高水平。这可能是因为发酵过程中淀粉被水解，面团中的短直链淀粉含量增加，而黏性适当降低、弹性适度增强能使得面条滑爽适口。
随着复合菌添加量的增加，一次发酵和二次发酵的拉断力均呈降低趋势，这可能是因为在发酵过程中，麦谷蛋白发生了一定程度的降解，同时发酵形成气泡，使面筋网络松软弱化。虽然二次发酵样品的拉断力低于一次发酵样品，但拉断距离显著优于一次发酵样品，二次发酵样品的抗拉伸性整体较好。这可能是因为在发酵的早期阶段，多数蛋白质和淀粉颗粒呈无规律交叉分布状态。随着发酵的进行，蛋白质网络进一步形成，淀粉分布在规则的蛋白质网状结构中，并形成规则的网状结构条带，面筋结构越来越紧密。从A组到D组，二次发酵样品拉断距离均为40 mm以上。
综合分析硬度、咀嚼性、黏性、弹性、拉断力、拉断距离，利用二次发酵工艺，C组和D组样品的质构特性较为适宜。样品D与D ′ 的硬度、咀嚼性、弹性、拉断力、拉断距离均处于相近水平，推测影响非油炸方便面质构特性的主要是酵母菌。Yahata等的研究表明，要使得植物乳杆菌发酵面条的弹性和硬度有所改善，发酵时间需长达2～24 h。
复合菌发酵对非油炸方便面感官特性的影响
由于非油炸方便面是以直面条的状态进行蒸制，放凉后再盘绕定型的，并且原料中复配了适量的谷阮粉、瓜尔胶等，因此面条极少黏连。面条并不是卷曲的形态，而是呈现为类似手盘面的形态。由表3可知，随着复合菌种添加量的增加，一次发酵和二次发酵复水前、复水后样品的感官评分均呈现先升高后降低的趋势。一次发酵和二次发酵中感官评分最佳的复合菌种添加量为1.5%酵母菌+0.075%保加利亚乳杆菌+0.075%嗜热链球菌（样品D）。这可能与样品的发酵程度有关，发酵程度适宜时，面条硬度适中，气味、食味良好，具有明显发酵清香。二次发酵样品比一次发酵样品感官评分更高，这表明二次发酵更有利于面筋网络有序结构的形成和风味物质的生成。与单一酵母发酵样品（D ′ ）相比，复合菌种发酵样品（D）感官评分更高。这是因为保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌可以与酵母菌稳定共存，对风味形成具有协同作用。酵母菌发酵可以产生乳酸、苹果酸和琥珀酸等有机酸，赋予非油炸方便面柔和的酸甜风味及脂样香气。有机酸与发酵产生的乙醇反应生成酯类，产生令人愉悦的香气。
复合菌发酵对非油炸方便面风味的影响
如图2所示，样品对R（2）、R（4）、R（5）、R（6）、R（7）、R（9）响应值较高，其中R（2）、R（7）响应值变化最为明显。随着菌种添加量的增加，一次发酵复水前、后面条样品的R（2）、R（7）响应值均呈先上升后下降趋势，即发酵香气某成分含量呈先上升后下降趋势。这表明随着菌种添加量的增加，发酵香气物质逐渐增加，但是当菌种添加量过多时，这几类香气物质开始减少。一次发酵复水前D样品菌种添加量最适宜，其R（2）、R（7）响应值分别为1.7和1.5。一次发酵复水后C样品菌种添加量最适宜，其R（2）、R（7）响应值分别值为1.9和1.8。二次发酵复水前、复水后样品的R（2）、R（7）响应值变化规律与一次发酵面条样品变化规律相一致。二次发酵复水前、复水后C样品菌种添加量最适宜，其此时复水前样品的R（2）、R（7）响应值分别为2.3和2.0，复水后样品的R（2）、R（7）响应值分别值为2.8和2.9。比较样品D、D′可知，样品D′的R（2）、R（4）、R（5）、R（6）、R（7）、R（9）响应值较低，可以推测乳酸菌发酵对风味影响较大。此外，一次发酵复水前样品的R（6）响应值比其他样品均高，此样品发酵程度最低，推测R（6）可能为某种未被发酵消耗的风味物质。
图3显示了复合菌种发酵影响非油炸方便面的特征香气和整体香气轮廓。 第1主成分贡献率为96.19%，第2主成分贡献率为2.76%，总贡献率为98.95%。 4 种样品风味最好的为二次发酵复水后样品，其次为二次发酵复水前样品，再次为一次发酵复水后样品，最后为一次发酵复水前样品。
一次发酵复水前和复水后的样品中，从A到F对第1主成分的贡献率呈现先增大后减小的趋势，其中A样品的第1主成分贡献率均最小。一次发酵复水前的样品中，D对第1主成分的贡献率最大，且与其他6 个样品在R（2）和R（7）上的距离较大。一次发酵复水后的样品中，C对第1主成分的贡献率最大，且与其他6 个样品在R（2）和R（7）上的距离较大。说明一次发酵复水前样品D与其他6 种样品存在很大差异，一次发酵复水后样品C的第1主成分与其他6 种样品存在很大差异。从A到F对第2主成分的贡献率没有明显规律。
二次发酵复水前和复水后的样品中，从A到F对第1主成分的贡献率均呈现先增大后减小的趋势，C对第1主成分的贡献率最大。而样品C与其他6 个样品在R（2）和R（7）上的距离较大，说明C的第1主成分与其他6 种样品存在很大差异。与样品D ′ 相比，样品D的第1主成分贡献率更大。从A到F对第2主成分的贡献率没有明显规律。
复合菌发酵对非油炸方便面微观结构的影响
通过改变复合菌种添加量和发酵时间可以获得微发酵、适度发酵、过度发酵等不同多孔结构的发酵非油炸方便面产品。不同发酵程度的非油炸方便面表面和横截面的孔隙分布情况如图4所示。与一次发酵样品相比，相同复合菌添加量的二次发酵样品中气孔数量较多、尺寸较大。这表明二次发酵工艺更有利于赋予非油炸方便面均一的孔隙结构，从而改善其质构和复水性。二次发酵样品中，随着复合菌种添加量的增加，样品中气孔数量逐渐增加，大孔更加明显。这与王婷观察发酵空心挂面微观结构得到的结果相似，即发酵过程中，样品中先形成小孔，随后小孔逐渐变为大孔，同时新的小孔不断形成，最终赋予样品多孔的结构。样品D与D′中气孔大小和面积相近，表明复合菌种发酵过程中主要由酵母菌进行产气作用，对样品的孔隙结构产生影响。
结论
结果表明，复合菌发酵能显著改善非油炸方便面的复水性和风味。其中，酵母菌主要对样品的复水性和质构产生影响，保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌对风味的改善起到重要作用。一次发酵工艺有利于维持非油炸方便面的耐泡性，二次发酵工艺更有利于改善复水性和风味。经过二次发酵，非油炸方便面的最佳复水时间可缩短到4.0 min，复水后样品的R（2）、R（7）的响应值高达2.8和2.9。由扫描电子显微镜观测结果可知，复合菌发酵能够赋予非油炸方便面疏松多孔的内部结构，其中二次发酵样品中的孔隙分布更为均匀，这有利于非油炸方便面吸水润胀，并具有良好的口感。综合评价非油炸方便面的品质，一次发酵、二次发酵工艺中复合菌的适宜添加量均为1.5%酵母菌+0.075%保加利亚乳杆菌+0.075%嗜热链球菌。二次发酵可以在挂面或生鲜面生产线上原有的二次醒发过程中进行，每份非油炸方便面中复合菌成本约为0.1 元，且相比油炸方便面节约了食用油、抗氧化剂等配料，具有良好的经济效益和广阔的市场前景。除了发酵工艺之外，诸多因素对非油炸方便面的质构特性、贮藏品质等有重要影响，为进一步改善复合菌发酵非油炸方便面的品质，将从原料配方、预处理工艺、干燥工艺等方面进行深入研究。
本文《复合菌发酵对非油炸方便面品质的影响》来源于《食品科学》2024年45卷第5期210-216页，作者：张伟峰，黄泽华，王玉坤，张剑，赵萌萌，崔晚晚，安艳霞，殷贵鸿，周朋辉，赵阳。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230724-269。