一种高产胞外多糖食窦魏斯氏菌发酵面团制备全麦面条的方法

1.本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种高产胞外多糖食窦魏斯氏菌发酵面团制备全麦面条的方法。


背景技术：

2.面条是我国大部分北方地区人民的主食，传统面条通常是由单一的精制小麦面条制作。随着人们对健康、营养食品的追求程度日益增加，全麦面条受到越来越多消费者的喜爱。全麦面条营养丰富，风味多样，同时全麦粉中富含蛋白质、维生素、矿物质和膳食纤维等营养物质，还对糖尿病、肥胖症和其他慢性疾病有一定的抑制作用。采用传统面条生产方式，全麦面条存在品质差、口感糙、易腐败变质和货架期短等问题。现有研究主要集中在对全麦面粉的处理上，比如预发酵麸皮，真空研磨面粉，以及热处理面粉等，以改善全麦面条的品质，而且大多数都是制作全麦半干面，对全麦鲜湿面研究尚少。
3.酸面团是乳酸菌在一定条件下发酵面粉和水得到的面团。胞外多糖可以促进面筋网络结构的形成，通常酸面团被用在面包以及馒头中来改善面筋网络以提高产品品质。但目前酸面团在全麦面制作中还未得到应用。


技术实现要素：

4.为了解决现有的全麦面条品质较差，口味单一以及货架期短等问题，同时解决采用酸面团制作产品在种类上存在局限性，本发明提供了一种全麦面条的制备方法，不仅扩大了酸面团的应用范围，提高其应用价值，并且提供了一种有效的提高全麦面条品质的方法，同时在一定程度上延长了货架期。本发明的技术方案具体如下：
5.本发明的第一个目的是提供一种高产胞外多糖乳酸菌发酵面团制备全麦面条的方法，所述方法包括以下步骤：
6.(1)将全麦面粉，水和蔗糖按(1：1：0.1)～(1：1：0.3)的质量比混合均匀，得到面团；
7.(2)将食窦魏斯氏菌(weissella cibaria)的菌悬液按照1
×
108～1
×
109cfu/g的接种量接种至步骤(1)制备得到的面团中，在20～30℃条件下发酵12～15h，得到酸面团；
8.(3)将全麦面粉，水，盐和步骤(2)获得的酸面团按(1：0.25：0.02：0.10)～(1：0.35：0.03：0.17)的质量比，一起放入搅拌缸中慢速搅拌2～4min，再快速搅拌4～5min揉成絮状面团，将面团取出后用保鲜膜覆盖，在25℃恒温恒湿箱中静置20min，得到面条面团；
9.(4)使用压面机对步骤(3)获得的面条面团进行两次压面，第一次压成厚度为1.5～2.0mm的面带，第二次压成厚度为1.0～1.2mm的面片，之后使用压面机面刀将面片切成面条，即得到所述全麦面条。
10.进一步地限定，步骤(1)中的全麦面粉可以为小麦颗粒整体研磨成粉状的制品，或者为麸皮回添到精制小麦面粉中的全麦粉。
11.进一步地限定，步骤(1)中，面团添加的水为灭菌过后得到的无菌水，温度降至室温。
12.进一步地限定，步骤(2)所述食窦魏斯氏菌的保藏编号为cgmcc no.17608，已于2019年4月19日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号(中国科学院微生物研究所)。
13.进一步地限定，步骤(2)所述菌悬液的制备方法为：挑取食窦魏斯氏菌接种于mmrs液体培养基中，在37℃下培养24h后，再以2％的接种量二次接种到mmrs液体培养基中，在37℃下培养24h，得到菌液，经离心获得菌体沉淀，用0.95％的无菌生理盐水冲洗两次，再复溶于无菌水。
14.进一步地限定，所述菌悬液中食窦魏斯氏菌的浓度为1
×
108～1
×
109cfu/ml。
15.进一步地限定，mmrs液体培养基的组成为：麦芽糖10g/l，葡萄糖5g/l，果糖5g/l，蛋白胨10g/l，酵母粉5g/l，牛肉膏5g/l，磷酸氢二钾4g/l，磷酸二氢钾2.6g/l，l-半胱氨酸盐酸0.5g/l，吐温-80 1g/l，硫酸锰0.05g/l，硫酸镁0.1g/l，余量为水，ph 6.2～6.8。
16.进一步地限定，使用的mmrs液体培养基应在121℃下灭菌20min后使用，并且向面团中添加菌液的过程也应在无菌条件下操作。
17.进一步地限定，步骤(3)中的搅拌缸应提前用酒精进行杀菌处理。
18.进一步地限定，步骤(4)所述两次压面的压延次数均为5～8次。
19.进一步地限定，步骤(4)中第一次压面得到的面带应为表面颜色均匀，无白色呈片状的面粉在面带表面；第二次压面得到的面带应为光滑均匀的。
20.进一步地限定，步骤(4)中的压面机应提前用酒精进行杀菌处理。
21.本发明的第二个目的是提供上述方法制备得到的全麦面条。
22.本发明的有益效果：
23.本发明采用高产多糖的食窦魏斯氏菌(weissella cibaria)发酵制备酸面团，再将酸面团添加到全麦面粉中制作全麦面条。本发明制备的酸面团产生的多糖可以促进面条面筋网络结构的连续性和完整性，更完整的包裹淀粉颗粒。本发明制备的酸面团产生的多糖也有较强的吸水性，可以防止淀粉的膨胀以及溶出，降低面条的蒸煮损失率，提高面条的品质。同时，本发明制备的酸面团产生的多糖具有一定的抗菌性，在贮藏期间可抑制细菌生长，延长面条的货架期。在酸面团发酵中，食窦魏斯氏菌代谢产有机酸可以降低麸皮中过氧化物酶的含量，增加游离酚的含量，从而延缓面条的褐变速度，保持面条色泽。
附图说明
24.图1为实施例1，对比例2以及对比例3中获得的酸面团发酵过程中多糖含量随发酵时间变化的曲线；
25.图2为实施例1和对比例1-3所述方法制备获得的全麦面条的质构和蒸煮特性测试结果图；其中，图2中的(a)为全麦面条的硬度测试结果图，图2中的(b)为全麦面条的粘聚度测试结果图，图2中的(c)为全麦面条的水分吸收率测试结果图，图2中的(d)为全麦面条的蒸煮损失测试结果图。
具体实施方式
26.以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。
27.下述实施例中所涉及的食窦魏斯氏菌(weissella cibaria)是由江南大学食品学院，食品组分与物性中心自行筛选获得。已于2019年4月19日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号(中国科学院微生物研究所)，保藏编号为cgmcc no.17608。
28.下述实施例中所涉及的全麦面粉购于河南新良集团有限公司。
29.下述实施例中所涉及的发酵酸面团中多糖含量的检测方法如下：
30.称取10g酸面团与20ml去离子水混合，在4℃、180r/min下振荡提取2h，采用5000
×
g离心10min的方式收集上清液。将最终浓度为4％(w/v)的三氯乙酸添加到上清液中，并培养12h。再将样品在6000
×
g条件下离心15min，向上清液中加入三倍体积的85％(v/v)的冷乙醇静置过夜，然后在6000
×
g下离心20min。将沉淀物在适量去离子水中溶解转移至透析袋(8～14kda)中，在去离子水中透析48小时，每8小时更换一次水。使用苯酚-硫酸法测定样品中的多糖含量。多糖含量测定为食窦魏斯氏菌产生的胞外多糖与面粉中多糖含量之和。所有操作均在4℃下进行。
31.下述实施例中所涉及的全麦面条亮度的检测方法如下：
32.通过模压直径为5cm的面条片来确定全麦面条的亮度，并使用色度计进行测试。色度评估采用与空白对照相同的白板进行调节。l*代表亮度(黑白)。在测量之前，将面条片储存在密封袋中，并置于25℃的恒温箱中。
33.下述实施例中所涉及的全麦面条游离酚含量(fpc)的检测方法如下：
34.用5ml，70％(v/v)甲醇提取冻干的全麦面条粉末(500mg)，并在180r/min、70℃下振荡提取10min，然后在7000
×
g下，25℃离心10min。再用70％甲醇将上清液稀释至最终体积10ml。取稀释的上清液(1ml)与4.5ml福林酚试剂(fcr)混合，旋涡并静置3-8min。然后添加4.5ml 7.5％(w/v)na2co3，并在室温下将混合物置于黑暗处1h。使用紫外可见分光光度计在765nm处测量样品的吸光度。70％甲醇作为空白对照。
35.下述实施例中所涉及的全麦面条过氧化物酶(ppo)活性的检测方法如下：
36.将冻干的全麦面条粉末(1.5g)与10ml磷酸盐缓冲液(pbs:0.2mol/l，ph＝6.0)和2ml邻苯二酚溶液混合，在180r/min，37℃下振荡提取15min，然后快速进行冰水浴3min以终止反应。最后将混合物在8000
×
g下，于4℃离心10min，并在420nm处测定上清液的吸光度值。
37.下述实施例中所涉及的全麦面条质构的检测方法如下：
38.煮熟的面条的质构特性由ta-xt plus质构分析仪测量。使用p/35r探头测量熟面条在煮熟后放置5min内的硬度和粘聚性。三根面条平行地放在平台上。全质构分析(tpa)参数设置如下：测试前速度：4mm/s；测试时和测试后速度：1mm/s；压缩：70％；间隔时间2s；触发力10g。相同样品测试下做5组平行。
39.下述实施例中所涉及的全麦面条蒸煮特性的检测方法如下：
40.将全麦面条样品(50克)在500毫升开水中煮3分钟(使用两个透明玻璃板检查到面条的白色内芯消失)。将煮面水倒入坩埚中，然后放入105℃的烘箱中烘至恒重。蒸煮损失被
定义为在蒸煮水中损失的固体与生面条质量的百分比。吸水率以蒸煮后和蒸煮前的质量比表示。
41.下述实施例中所涉及的培养基如下：
42.mmrs液体培养基：蛋白胨10.0g，牛肉膏5.0g，酵母提取物5.0g，麦芽提取物10.0g，葡萄糖5.0g，麦芽糖10.0g，果糖5.0g，k2hpo
4 4.0g，kh2po
4 2.6g，nh4cl 3.0g，l-cys hcl0.5g，吐温80 1.0g，mgso4·
7h2o 0.1g，mnso4·
7h2o 0.05g，加去离子水定容至1000ml，ph 6.2～6.8。
43.实施例1：全麦面条的制备
44.一种乳酸菌发酵酸面团提高全麦面品质的方法，所述方法包括以下步骤：
45.(1)将50g全麦面粉，50g水与15g蔗糖充分搅拌混合均匀，得到全麦面团；
46.(2)制备食窦魏斯氏菌菌悬液
47.挑取食窦魏斯氏菌单菌落，分别接种于1ml mmrs液体培养基中，在37℃静置培养24h后，制备得到种子液，将种子液以2％(v/v)的接种量转接于mmrs液体培养基中，37℃静置培养24h后，得到发酵液，将发酵液置于5000
×
g条件下离心10min，弃上清液，收集菌体，用0.95％的无菌生理盐水冲洗两次，再使用无菌水重悬菌体，获得菌悬液浓度为1
×
108～1
×
109cfu/ml；
48.(3)将步骤(2)得到的食窦魏斯氏菌菌悬液按照1
×
109cfu/g的接种量，接种于步骤(1)获得的的全麦面团中，搅拌均匀，在20℃下发酵15h，得到酸面团；
49.(4)将190g全麦面粉，60g水，4g盐以及20g步骤(3)获得的酸面团，一起放入搅拌缸中慢速搅拌3min，再快速搅拌5min揉成絮状面团，将面团取出后用保鲜膜覆盖，在25℃下静置20min；
50.(5)将步骤(4)中静置后的面条面团，使用压面机压延8次，第一次压成厚度为2.0mm的面带，第二次压延8次，得到厚度为1.2mm的面片，之后使用压面机面刀将面片切成面条，即得到所述全麦面条。
51.实施例2：全麦面条的制备
52.一种乳酸菌发酵酸面团提高全麦面品质的方法，所述方法包括以下步骤：
53.(1)将50g全麦面粉，50g水与15g蔗糖充分搅拌混合均匀，得到全麦面团；
54.(2)制备食窦魏斯氏菌菌悬液
55.挑取食窦魏斯氏菌单菌落，分别接种于1ml mmrs液体培养基中，在37℃静置培养24h后，制备得到种子液，将种子液以2％(v/v)的接种量转接于mmrs液体培养基中，37℃静置培养24h后，得到发酵液，将发酵液置于5000
×
g条件下离心10min，弃上清液，收集菌体，使用无菌水重悬菌体，用0.95％的无菌生理盐水冲洗两次，再获得菌悬液浓度为1
×
108～1
×
109cfu/ml；
56.(3)将步骤(2)得到的食窦魏斯氏菌菌悬液按照1
×
109cfu/g的接种量，接种于步骤(1)获得的全麦面团中，搅拌均匀，在30℃下发酵12h，得到酸面团；
57.(4)将185g全麦面粉，55g水，4g盐以及30g步骤(3)获得的酸面团，一起放入搅拌缸中慢速搅拌2min，再快速搅拌4min揉成絮状面团，将面团取出后用保鲜膜覆盖，在25℃下静置20min；
58.(5)将步骤(4)中静置后的面条面团，使用压面机压延8次，第一次压成厚度为
2.0mm的面带，第二次压延8次，得到厚度为1.2mm的面片，之后使用压面机面刀将面片切成面条，即得到所述全麦面条。
59.实施例3：全麦面条的制备
60.一种乳酸菌发酵酸面团提高全麦面品质的方法，所述方法包括以下步骤：
61.(1)将50g全麦面粉，50g水与5g蔗糖充分搅拌混合均匀，得到全麦面团；
62.(2)制备食窦魏斯氏菌菌悬液
63.挑取食窦魏斯氏菌单菌落，分别接种于1ml mmrs液体培养基中，在37℃静置培养24h后，制备得到种子液，将种子液以2％(v/v)的接种量转接于mmrs液体培养基中，37℃静置培养24h后，得到发酵液，将发酵液置于5000
×
g条件下离心10min，弃上清液，收集菌体，用0.95％的无菌生理盐水冲洗两次，再使用无菌水重悬菌体，获得菌悬液浓度为1
×
108～1
×
109cfu/ml；
64.(3)将步骤(2)得到的食窦魏斯氏菌菌悬液按照1
×
109cfu/g的接种量，接种于步骤(1)的全麦面团中，搅拌均匀，在30℃下发酵12h，得到酸面团；
65.(4)将190g全麦面粉，60g水，4g盐以及20g步骤(3)获得的酸面团，一起放入搅拌缸中慢速搅拌4min，再快速搅拌5min揉成絮状面团，面团取出后用保鲜膜覆盖，在25℃下静置20min；
66.(5)将步骤(4)中静置后的面条面团，使用压面机压延8次，第一次压成厚度为2.0mm的面带，第二次压延8次，得到厚度为1.2mm的面片，之后使用压面机面刀将面片切成面条，即得到所述全麦面条。
67.实施例4：全麦面条的制备
68.一种乳酸菌发酵酸面团提高全麦面品质的方法，所述方法包括以下步骤：
69.(1)将50g全麦面粉，50g水与5g蔗糖充分搅拌混合均匀，得到全麦面团；
70.(2)制备食窦魏斯氏菌菌悬液
71.挑取食窦魏斯氏菌单菌落，分别接种于1ml mmrs液体培养基中，在37℃静置培养24h后，制备得到种子液，将种子液以2％(v/v)的接种量转接于mmrs液体培养基中，37℃静置培养24h后，得到发酵液，将发酵液置于5000
×
g条件下离心10min，弃上清液，收集菌体，用0.95％的无菌生理盐水冲洗两次，再使用无菌水重悬菌体，获得菌悬液浓度为1
×
108～1
×
109cfu/ml；
72.(3)将步骤(2)得到的食窦魏斯氏菌菌悬液按照1
×
109cfu/g的接种量，接种于步骤(1)获得的全麦面团中，搅拌均匀，在20℃下发酵15h，得到酸面团；
73.(4)将185g全麦面粉，55g水，4g盐以及30g步骤(3)获得的酸面团，一起放入搅拌缸中慢速搅拌3min，再快速搅拌5min揉成絮状面团，将面团取出后用保鲜膜覆盖，在25℃下静置20min；
74.(5)将步骤(4)中静置后的面条面团，使用压面机压延8次，第一次压成厚度为2.0mm的面带，第二次压延8次，得到厚度为1.2mm的面片，之后使用压面机面刀将面片切成面条，即得到所述全麦面条。
75.对比例1：
76.具体实施方式同实施例1，区别在于去除步骤(1)，步骤(2)和步骤(3)；即，具体步骤如下：
77.(1)将200g全麦面粉，75g水和4g盐，一起放入搅拌缸中慢速搅拌3min，再快速搅拌5min揉成絮状面团。将面团取出后用保膜覆盖，在25℃下中静置20min；
78.(2)将步骤(1)中静置后的面条面团，使用压面机压延8次，第一次压成厚度为2.0mm的面带，第二次压延8次，得到厚度为1.2mm的面片，之后使用压面机面刀将面片切成面条。即得到所述全麦面条。
79.对比例2：
80.具体实施方式同实施例1，区别在于，步骤(1)中不添加蔗糖；即，具体步骤如下：
81.步骤(1)中将50g全麦面粉与50g水充分搅拌混合均匀，得到全麦面团；
82.步骤(2)，步骤(3)和步骤(4)同实施例1；
83.对比例3：
84.具体实施方式同实施例1，区别在于，步骤(2)中的乳酸菌为清酒乳杆菌(lactobacillus sakei)，获赠于阿尔伯塔大学，现存于江南大学食品学院，食品组分与物性中心；即，具体步骤如下：
85.步骤(1)同实施例1；
86.(2)制备乳酸菌菌悬液
87.挑取清酒乳杆菌单菌落，分别接种于1ml mmrs液体培养基中，在37℃静置培养24h后，制备得到种子液，将种子液以2％(v/v)的接种量转接于mmrs液体培养基中，37℃静置培养24h后，得到发酵液，将发酵液置于5000
×
g条件下离心10min，弃上清液，收集菌体，使用无菌水重悬菌体，获得菌悬液1
×
108～1
×
109cfu/ml；
88.(3)将步骤(2)得到的清酒乳杆菌悬液按照1
×
109cfu/g的接种量，接种于步骤(1)获得的全麦面团中，搅拌均匀，在20℃下发酵15h，得到酸面团；
89.(4)将190g全麦面粉，60g水，4g盐以及20g步骤(3)获得的酸面团，一起放入搅拌缸中慢速搅拌3min，再快速搅拌5min揉成絮状面团，将面团取出后用保膜覆盖，在25℃下静置20min；
90.(5)将步骤(4)中静置后的面条面团，使用压面机压延8次，第一次压成厚度为2.0mm的面带，第二次压延8次，得到厚度为1.2mm的面片，之后使用压面机面刀将面片切成面条，即得到所述全麦面条。
91.对实施例1及对比例1-3制备得到的全麦面条进行发酵酸面团中多糖含量检测，面条亮度，游离酚含量，过氧化物酶活性，面条质构以及面条蒸煮特性的测定。
92.本发明的重点在于制备工艺，即，先将面团用食窦魏斯氏菌发酵一段时间后，得到含有一定量多糖的酸面团，之后将酸面团与全麦粉混合均匀后加入到全麦面条制作中。在酸面团发酵过程中，乳酸菌种类对多糖的产量影响较大。本实施例仅列出实施例1及对比例1～3制备得到的全麦面条的相应的性质。具体结果如图1、图2和表1所示。
93.表1实施例1与对比例1-3制备获得的面条亮度，游离酚以及多酚氧化酶活性测定结果
[0094][0095]
对图1曲线的说明：因对比例1中，全麦面条制作过程中不添加菌发酵的酸面团，所以图1中无对比例1组多糖的曲线。图1曲线中展现了实施例1，对比例2以及对比例3的酸面团发酵过程中多糖含量的变化。酸面团中多糖含量共呈现3组数据，说明对于酸面团发酵产多糖而言，不同的蔗糖含量(对比例2)和菌的类型(对比例3)对多糖产量的影响。虽然图1中的酸面团中多糖含量提供到了24h的数据，但由于在12h之后，多糖变化较少，为了更有效的产生多糖，所以选取发酵时间为12h。
[0096]
由图1所示，实施例1的多糖含量以及多糖含量的增长速度都明显高于对比例2和对比例3。对于不添加蔗糖发酵的酸面团(对比例2)而言，相同发酵条件下对比例2的多糖产量较少；对于不产多糖的乳酸菌发酵的酸面团(对比例3)而言，在整个酸面团发酵过程中，多糖的含量基本不发生变化，甚至还有减少的趋势。说明蔗糖的添加会促进酸面团中多糖生成，实施例1最为优越。
[0097]
由表1所示，实施例1中面条的l*在储存期间是所有面条中最高的。随着贮藏时间的增加，添加酸面团的实施例1，对比例2以及对比例3的l*值高于对比例1的纯全麦面条。褐变速度与fpc和ppo活性有关。实施例1中全麦面条中fpc随着储存时间的推移而增加，而ppo则下降。较低的ph值激活了面粉中一些蛋白酶的活性，使蛋白质水解，释放酚类物质，抑制了ppo的活性，从而缓解了面条的变质过程。与对比例3相比，虽然实施例1中游离酚含量较低，过氧化物酶的活性也较高，但在贮藏期间，实施例1的l*最大，表明亮度最高，实施例1中全麦面条的色泽最好。
[0098]
由图2(a)-(b)所示，贮存期间，实施例1的硬度显著高于对比例1，对比例2以及对比例3组，这主要是因为酸面团中多糖的保水能力较高，减少了单一酸化(对比例2和对比例3)对全麦面条质量恶化的影响，而且提高了全麦面条的硬度。所有样品的粘附性都随着储藏时间的延长而降低，这可能是由于面条中的水分变化和微生物活性引起的。但实施例1的粘聚性最高，这可以解释为eps可增加粘度。
[0099]
由图2(c)-(d)所示，在贮藏期间实施例1的吸水率降低变化不明显，这可以解释为多糖含有更多的氢键，从而增加了吸水性。而对比例1，对比例2和对比例3的吸水率显著降低，这是由于有害细菌的滋生，酸化作用导致面条品质的劣变从而降低其吸水率。
[0100]
然而，在实施例和对比例中，随着贮藏时间的延长，蒸煮损失率都呈现增加的趋势。在实施例1中，蒸煮损失率一直保持在较低的水平，这是由于多糖较高的水结合能力使
面团的其他成分不易被水吸收，减少了淀粉的浸出，从而降低了蒸煮损失。在对比例1中，纯全麦面条由于细菌的污染腐败，导致面条品质的下降，蒸煮损失率增加；而在对比例2中产多糖含量较少酸化作用明显，以及在对比例3中单纯的酸化作用导致面筋蛋白水解程度较大，提高淀粉的溶解度，并增加了烹饪过程中面条固形物的溶出，蒸煮损失增大。
[0101]
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。