面包酵母冻干粉保护剂筛选及其生物活性分析

韩芸娇 张媛媛 夏雪芬 董施彬 张彬 肖霄

韩芸娇,张媛媛,夏雪芬,等. 面包酵母冻干粉保护剂筛选及其生物活性分析[J]. 食品工业科技,2021,42(7):119−128. doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020060143
引用本文: 韩芸娇,张媛媛,夏雪芬,等. 面包酵母冻干粉保护剂筛选及其生物活性分析[J]. 食品工业科技,2021,42(7):119−128. doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020060143
HAN Yunjiao, ZHANG Yuanyuan, XIA Xuefen, et al. Screening of Protective Agent and Bioactivity Analysis of Bread Yeast Freeze-dried Powder[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(7): 119−128. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2020060143
Citation: HAN Yunjiao, ZHANG Yuanyuan, XIA Xuefen, et al. Screening of Protective Agent and Bioactivity Analysis of Bread Yeast Freeze-dried Powder[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(7): 119−128. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/ j.issn1002-0306.2020060143

面包酵母冻干粉保护剂筛选及其生物活性分析

doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2020060143
基金项目: 河北省人才工程培养资助项目(项目编号:A201901093);河北省高等学校科学技术研究项目(项目编号:QN2018320),石家庄学院应用型课程开发与建设项目
详细信息
    作者简介:

    韩芸娇(1991−),女,硕士,讲师,研究方向:食品微生物,E-mail:289901692@qq.com

    通讯作者:

    张媛媛(1983−),女,博士,副教授,研究方向:食品微生物与发酵工程,E-mail:zhyy701@163.com

    张彬(1982−),男,硕士,高级工程师,研究方向:食品工程,E-mail:zhangbin985@sina.com

  • 中图分类号: TS261.1

Screening of Protective Agent and Bioactivity Analysis of Bread Yeast Freeze-dried Powder

  • 摘要: 目的:优化真空冷冻干燥过程中保护剂配方,得到发酵性能较好的面包酵母3G-28冻干粉。方法:在对脱脂奶粉、蔗糖、吐温−80、阿拉伯胶、β-环状糊精、甘油单因素实验基础上,采用响应面实验对复合冻干保护剂的配方进行了优化,并对酵母冻干粉的发酵力、海藻糖含量、蔗糖酶活力以及发酵液中的风味物质进行了研究。结果:各因素对面包酵母冻干粉活菌数量影响顺序为:甘油浓度 > 蔗糖浓度 > 脱脂奶粉浓度 > β-环状糊精浓度;最佳复合冻干保护剂的配方为:甘油4.7%,脱脂奶粉20%,β-环状糊精15%,蔗糖5%;面包酵母冻干粉活菌数量为36.89×109 个/mL。面包酵母3G-28冻干粉的发酵能力为214 mg/h/g干酵母,海藻糖含量为44.22 mg/g干酵母,蔗糖酶活力20.27 U/g干酵母,与市售酵母菌冻干粉和初始菌株酵母冻干粉相比表现出较高的生物活性。在风味物质方面,面包酵母3G-28冻干粉与其它两者相比醇类的含量最高,表现出了良好的实用性。结论:本文探讨了面包酵母3G-28冻干粉的最佳冻干保护剂配方,得到了生物活性较优的面包酵母冻干粉,在改善面包产品品质及微生物工业化应用中具有很好的前景。
  • 图  1  不同离心条件对酵母活菌数量的影响

    注:图中不同小写和大写字母分别表示离心时间为10和20 min时不同转速的活菌数量差异性,P<0.05。

    Figure  1.  Effect of viable count under the different centrifugal conditions

    图  2  不同浓度脱脂奶粉的保护效果

    注:不同小写字母代表差异显著,P < 0.05; 图3~图7图14~图16同。

    Figure  2.  Protective effect of different concentrations of skim milk powder

    图  3  不同浓度蔗糖的保护效果

    Figure  3.  Protective effect of different concentrations of sucrose

    图  4  不同浓度吐温−80的保护效果

    Figure  4.  Protective effect of different concentrations of tween−80

    图  5  不同浓度阿拉伯胶的保护效果

    Figure  5.  Protective effect of different concentrations of gum Arabic

    图  6  不同浓度β-环状糊精的保护效果

    Figure  6.  Protective effect of different concentrations of β-cyclodextrin

    图  7  不同浓度甘油的保护效果

    Figure  7.  Protective effect of different concentrations of glycerine

    图  8  甘油和脱脂奶粉交互作用的响应面和等高线

    Figure  8.  The response surface and contour map of glycerine and skim milk powder

    图  9  甘油和β-环状糊精交互作用的响应面和等高线

    Figure  9.  The response surface and contour map of glycerine and β-cyclodextrin

    图  10  甘油和蔗糖交互作用的响应面和等高线

    Figure  10.  The response surface and contour map of glycerine and sucrose

    图  11  脱脂奶粉和β-环状糊精交互作用的响应面和等高线

    Figure  11.  The response surface and contour map of skim milk powder and β-cyclodextrin

    图  13  β-环状糊精和蔗糖交互作用的响应面和等高线

    Figure  13.  The response surface and contour map of β-cyclodextrin and sucrose

    图  12  脱脂奶粉和蔗糖交互作用的响应面和等高线

    Figure  12.  The response surface and contour map of skim milk powder and sucrose

    图  14  不同菌株的发酵力

    Figure  14.  Fermenting power of different strains

    图  15  不同菌株的海藻糖含量

    Figure  15.  Trehalose content of different strains

    图  16  不同菌株的蔗糖酶活力

    Figure  16.  Invertase activity of different strains

    表  1  响应面试验因素水平表

    Table  1.   Factors and levels table of response surface experiment

    因素水平
    −101
    A甘油浓度(%)456
    B脱脂奶粉浓度(%)152025
    C β-环状糊精浓度(%)131517
    D蔗糖浓度(%)456
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    表  2  响应面试验设计及结果

    Table  2.   Design and results of response surface experiment

    试验号A甘油浓度(%)B脱脂奶粉浓度(%)C蔗糖浓度(%)D β-环状糊精浓度(%)Y活菌数量
    (N × 109个/mL)
    100−1−132.16
    200−1134.26
    3−101036.19
    4101032.85
    5011031.24
    6100−133.65
    70−10132.65
    8−1−10030.45
    9110031.85
    10001133.67
    11−100−135.37
    121−10030.65
    130−11030.12
    14000036.97
    15−100135.44
    16000036.53
    17−10−1034.78
    18010−132.14
    19100134.62
    20001−132.64
    2110−1034.12
    220−10−130.12
    23−110031.47
    24000036.89
    25010131.02
    260−1−1030.45
    2701−1031.62
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    表  3  响应面试验方差分析

    Table  3.   Variance analysis of regression model

    方差来源平方和自由度均方FP
    模型116.41148.3213.67< 0.0001**
    A2.9612.964.870.0476*
    B2.0012.003.290.0948
    C0.03910.0390.0630.8055
    D2.5912.594.270.0612
    AB0.008110.00810.0130.9100
    AC1.8011.802.950.1115
    AD0.2010.200.330.5746
    BC0.00065210.0006250.0010270.9750
    BD3.3313.335.470.0374*
    CD0.2910.290.470.5058
    A23.9913.996.570.0249*
    B299.67199.67163.83< 0.0001**
    C216.95116.9527.870.0002**
    D29.4019.4015.460.0020**
    残差7.30120.61
    失拟项7.19100.7213.090.0730
    纯误差0.1120.055
    总差123.7126
    注:C.V. %=2.36;R2=0.9410;R2Adj=0.8721;**表示差异极显著(P < 0.01);*表示差异显著(P < 0.05)。
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    表  4  发酵液风味物质成分

    Table  4.   The flavor composition of before and after fermentation

    风味物质保留时间(min) 相对含量(%)
    空白市售ⅢBY-33G-28空白市售ⅢBY-33G-28
    异戊醛5.07 5.61
    乙醇6.005.986.0341.2131.2145.75
    乙酸乙烯酯6.972.34
    三氯甲烷7.998.018.044.805.463.31
    甲苯8.578.558.538.561.036.404.075.37
    乙酸丁酯9.429.433.182.23
    3-甲基-1-丁醇乙酸酯10.6711.68
    乙酸异戊酯10.697.49
    乙酸-3-甲基丁酯10.719.97
    3-甲基-1-丁醇13.3612.65
    2-甲基-1-丁醇13.5410.28
    异戊醇13.5413.750
    正己酸乙酯13.9313.7613.780.710.390.36
    苯乙烯14.6014.4614.480.960.750.99
    丁酸戊酯14.8114.6514.670.620.260.84
    正辛醛15.9761.80
    壬醛18.2218.2918.210.600.300.51
    辛酸乙酯19.26
    二十七烷19.320.56
    四甲基十七烷19.340.59
    异戊酸香叶酯19.710.36
    5-丁基-4壬烯19.890.36
    环己二甲醇20.090.370
    2-乙基己醇20.7420.7220.721.210.901.14
    2-十六烷醇20.850.43
    苯甲醛21.63121.6140.9800.800
    7-十六烯醛21.9480.180
    小茴香醇23.0540.340
    2-十六烷醇23.31923.3130.2600.750
    2,6,10-三甲基十四烷23.3340.920
    9-十四烯醛23.4710.650
    3-羟基十四烷酸甲酯23.5930.750
    2-甲基十六醇25.6000.790
    异戊酸香叶酯25.6420.490
    月桂酸甲酯27.87627.84127.8435.47011.4004.460
    2-甲基丙酸29.4243.380
    抗氧剂BHT30.10330.1036.0000.750
    苯乙醇30.17830.17830.1771.8701.2501.390
    2-十五烷酮32.27032.2620.5800.530
    2,4-二叔丁基苯酚37.16837.16437.16337.16331.5103.0005.3103.720
    邻苯二甲酸二丁酯40.40540.40440.4053.6302.5703.450
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-06-11
  • 网络出版日期:  2021-01-28
  • 刊出日期:  2021-04-01

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