2.3耐凍酵母菌菌落及分子生物學鑒定
通過對比分析，Y2酵母菌株的生長特性耐凍性及產(chǎn)氣能力優(yōu)于其他幾株酵母菌，因此對Y2菌株進行分子生物學鑒定，測序結(jié)果在NCBI進行BLAST對比，通過鄰接法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。如圖2所示，Y2是一株釀酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)，其菌落形態(tài)呈乳白色黏稠狀、表面光滑整齊且質(zhì)地均勻，形態(tài)凸起明顯，細胞形態(tài)為圓球形或橢圓形。釀酒酵母菌普遍具有良好的生長適應(yīng)性，耐受溫度范圍廣，兼具產(chǎn)酯增香提升風味的作用，在釀酒、發(fā)酵食品等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。其代謝機理復(fù)雜，能夠通過糖酵解途徑，在酶促反應(yīng)作用下產(chǎn)生醇類、酸類等芳香化合物，改善產(chǎn)品風味特性。
a-菌落;b-細胞形態(tài)(400倍);c-系統(tǒng)發(fā)育樹
圖2 Y2酵母菌菌落、細胞形態(tài)及系統(tǒng)發(fā)育樹
2.4耐凍酵母發(fā)酵面團感官評定
在冷凍面團中，酵母活性的喪失和面團結(jié)構(gòu)的破壞是面團品質(zhì)下降的主要原因。而冷凍生坯面團在產(chǎn)氣快、活性強的耐冷凍酵母作用下能夠在二次醒發(fā)過程中快速成型，維持產(chǎn)品良好的柔軟質(zhì)地和彈性。將耐凍產(chǎn)香酵母Y2與3種市售酵母菌劑(標記為S1～S3)，在相同條件下(相同添加方式、相同數(shù)量級)制備成面團，經(jīng)40 d冷凍后取出，二次醒發(fā)后從顏色、結(jié)構(gòu)、風味等方面進行感官評價，結(jié)果如圖3所示。由于冷凍帶來的影響，各組面團老化程度不同，普遍存在表皮皺縮、凹陷，容易掉碎屑等現(xiàn)象，色澤不均勻、口感粗糙等問題，品質(zhì)感官劣變。其中酵母Y2感官評價總分為84.2分顯著高于其余3組，尤其在咀嚼性、組織結(jié)構(gòu)上明顯優(yōu)于市售普通酵母菌，說明耐凍酵母菌株對于面團冷凍后的劣變具有改善作用，能夠減少低溫環(huán)境下對面團組織結(jié)構(gòu)、水分遷移造成的影響，在二次醒發(fā)過程中能夠提升一定的感官特性。
圖3不同冷凍面團的感官評定圖
2.5耐凍酵母發(fā)酵面團香氣成分分析
由圖4-a及表3可知，在冷凍面團香氣物質(zhì)中，醇類、酯類和酸類物質(zhì)含量較高。酵母菌通過Ehrlich代謝途徑及醛類物質(zhì)氧化可生成醇類物質(zhì)，通常具有酒香味及清香味，酸類化合物則是某些風味物質(zhì)的前體。醇類風味化合物在S2樣本中占比最高達到40.67%，酸類物質(zhì)在S3樣本中占比達到30.51%。而酯類化合物由酸和醇的酯化反應(yīng)產(chǎn)生，該類風味物質(zhì)閾值低，大多具有花、果的芳香氣味，含量較低的情況下也對香氣具有較大貢獻。Y2樣本酯類風味化合物含量占28.39%，高于其他樣本。醛類化合物一般來說在低濃度時對氣味起到積極作用，濃度較高時則會產(chǎn)生令人不悅的異味。酮類、烷烴類化合物由脂質(zhì)的氧化分解形成，對香氣基本無貢獻，在面團中占比較低。
a-揮發(fā)性風味物質(zhì)相對含量;b-差異揮發(fā)性物質(zhì)VIP值;c-共有香氣成分PLS-DA;d-關(guān)鍵差異物質(zhì)熱圖
圖4不同發(fā)酵組面團揮發(fā)性風味物質(zhì)相對含量、差異揮發(fā)性物質(zhì)VIP值、共有香氣成分PLS-DA及關(guān)鍵差異物質(zhì)熱圖
表3不同揮發(fā)性風味物質(zhì)的相對含量
各組間風味成分占比差異并不明顯，在醇、醛類類香氣物質(zhì)中，乙醇、異戊醇、正己醇、1-辛烯-3-醇、苯乙醇、正壬醛、反-2-壬醛的含量較高，正己醇由亞油酸氧化和酵母代謝生成，具有水果香氣，是面粉中主要醇類物質(zhì)，這與趙暢雯等、高雪等的研究結(jié)果一致。而異戊醇和苯乙醇分別由亮氨酸和苯丙氨酸脫羧轉(zhuǎn)化而來，帶有甜香、玫瑰香等香氣，釀酒酵母經(jīng)由Ehrlich途徑能夠高效完成該過程的轉(zhuǎn)化。在面團混合和發(fā)酵過程中，這些揮發(fā)性醇類、醛類化合物作為基礎(chǔ)風味物質(zhì)，能夠賦予樣本不同風味特色。
由表3可知，Y2組含有香氣物質(zhì)54種，其中醇類14種，醛類13種，酯類14種，酸類7種，酮類1種，烷烴類5種。S1香氣物質(zhì)為56種，S2香氣物質(zhì)為57種，S3香氣物質(zhì)為40種。對各組面團中共有的21種香氣物質(zhì)相對含量進行PLS-DA，能夠?qū)M間風味成分特征進行有效區(qū)分，解釋不同發(fā)酵組面團中風味物質(zhì)差異。將VIP值≥1的風味物質(zhì)定義為對風味具有較大貢獻的差異物質(zhì)。如圖4-b和圖4-c可知，差異標志物質(zhì)共11種，其中醇類4種，酸類1種，酯類2種，醛類4種。Y2組與S3組樣本間距離接近，處于同一象限，且兩個樣本與大部分關(guān)鍵差異風味物質(zhì)具有關(guān)聯(lián)性，說明兩種酵母發(fā)酵后的面團風味具有一定相似性。以不同冷凍面團中11種關(guān)鍵差異風味物質(zhì)相對含量繪制熱圖，根據(jù)圖4-d結(jié)果，Y2和S3中關(guān)鍵差異風味物質(zhì)含量顯著高于其他幾組，與PLS-DA結(jié)果一致，表明了Y2發(fā)酵面團冷凍后關(guān)鍵的醇類、酯類、醛類等風味化合物相對含量高于其他菌株，其香味特征更具復(fù)雜性和獨特性。因此耐凍酵母菌Y2在冷凍面團中的應(yīng)用效果和風味促進作用優(yōu)于普通酵母菌劑。
3討論與結(jié)論
從傳統(tǒng)老面團中篩選了5株產(chǎn)香、耐凍性能良好的酵母菌株。對酵母菌生長活性、產(chǎn)氣性能、冷凍存活性和應(yīng)用于面團后的質(zhì)構(gòu)特性進行測定。結(jié)果表明:Y2菌株具有較強的抗凍穩(wěn)定性，發(fā)酵力及生長活性優(yōu)于其他菌株，Y2發(fā)酵面團冷凍后二次醒發(fā)具有更高的比容且更佳的質(zhì)構(gòu)特性。經(jīng)分子生物學鑒定，Y2是1株釀酒酵母菌，對比分析了該菌株與3款市售酵母菌劑相同條件下應(yīng)用于冷凍面團的感官與風味差異。添加Y2組含有香氣物質(zhì)54種，其中醇類14種，醛類13種，酯類14種，酸類7種，酮類1種，烷烴類5種。經(jīng)PLS-DA，以VIP值≥1篩選了具有較大貢獻的11種差異風味物質(zhì)并繪制熱圖，Y2中關(guān)鍵的醇類、酯類、醛類等風味化合物相對含量高于其他菌株，結(jié)合感官評定結(jié)果，耐凍酵母菌Y2在冷凍面團的應(yīng)用效果和風味促進作用優(yōu)于普通酵母菌劑。
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