酸面团是由谷物、水和活性微生物,如乳酸菌和(或)酵母菌,经过发酵制得的一种面团。多项研究表明,与单纯酵母制作的面包相比,酸面团发酵技术有助于改善面包质构、增强面包风味、延长面包货架期,并能提高面包的营养价值,然而,目前对酸面团改善面包品质的机理,尤其是乳酸菌自身代谢产物对面团理化性质的影响并不十分明确。本论文以酸面团典型菌株旧金山乳杆菌(Lactobacillus sanfranciscensis)为发酵菌,探讨该菌株自身酶系和主要代谢产物及其与酵母共发酵时对小麦粉酸面团及面包品质的影响机理,并在此基础上进一步研究酸面团改善面包风味的方法,以期为我国酸面团面包工业化生产的品质调控提供理论与技术参考。主要研究内容和结果如下:(1)在酸面团发酵及面包制作过程中,酸化和乳酸菌自身酶系均能促进面筋蛋白分解,但谷蛋白大分子聚合体(GMP)含量与酸面团面包体积并无明显关联。以旧金山乳杆菌L.sanfranciscensis DSM20451~T为主要研究对象,以其谷胱甘肽还原酶(GshR)缺失株L.sanfranciscensisΔgshR、NADH氧化酶(NOX)缺失株L.sanfranciscensisΔnox和不含GshR的清酒乳杆菌Lactobacillus sakei LS8作为对照菌株,通过对比面包体积、游离巯基(SH)、面筋蛋白分子量变化等指标,考察了L.sanfranciscensis对面包品质的影响。结果表明,与非酸面团面包相比,酸面团面包体积不受面团中GMP含量影响。L.sanfranciscensis的GshR在发酵过程中将促进面团游离SH积累,影响面包比容增大,然而过多游离SH的积累促进了SH和二硫键的交换作用,导致GMP的聚集,而这种作用受NOX影响较小。(2)酸面团发酵时,L.sanfranciscensis DSM20451~T可原位生成胞外多糖(EPS),而添加蔗糖更有利于EPS积累,EPS通过改善面团的面筋网络结构起到改善面包质构的作用,同时抑制面包储存过程中支链淀粉的重结晶,延缓面包老化。通过面团的产气及持气性、扫描电子显微镜(SEM)、动态流变学、DSC热力学、X-射线衍射、面包质构等分析,证明EPS可以增强面团持气性、加强面筋蛋白之间的交联作用、降低面团的粘弹性(G’和G’’)、降低储藏期面包的老化回生焓值、抑制支链淀粉的重结晶,从而改善面包的品质,这种作用以添加纯化后的等量胞外多糖制作的非酸面团面包作为对照组得到印证,实验结果表明了L.sanfranciscensis的EPS一定程度上可以弥补酸面团发酵中GMP降解对面包比容下降的影响。(3)L.sanfranciscensis与酵母共发酵制作的酸面团面包质构及风味主要受面团产气量、蛋白质的降解及酵母的酯化作用和对氨基酸的代谢能力影响。以欧洲常用的与乳酸菌共发酵制作酸面团的酵母Kazachstania humilis FUA4001、Saccharomyces cerevisiae FUA4018和Wickerhamonyces anomalus FUA4025为主要研究对象,通过对比分析面团的面筋蛋白分子量、产气量、EPS含量、游离SH和氧化还原物含量、游离氨基酸含量和面包芯风味物质等指标,考察了不同酵母与L.sanfranciscensis共发酵酸面团对面团品质,特别是面包风味的影响。结果表明,与L.sanfranciscensis单菌株发酵相比,三种酵母的分别添加均没有降低酸面团中GMP的含量,酸面团面包的体积和柔软度与产气能力呈正相关,酸面团中酵母的添加不利于EPS积累,但有利于丰富面包的风味,这些风味物质的产生主要与小分子蛋白降解相关,并导致面包芯中吡嗪和呋喃类产物增多,不同菌株共发酵酸面团面包的风味差异取决于酵母菌株的酯化能力和氨基酸代谢能力。(4)从白酒大曲中筛选获得两株产香酵母,分别与L.sanfranciscensis共发酵酸面团,制作的面包风味得到改善。通过面包品质及感官评价的初筛和菌株生长曲线及发酵活力为指标的复筛,从酒曲中获得两株具有耐酸(pH=3)、耐高渗透压(60%葡萄糖或8%NaCl)的麦芽糖阴性菌株Pichia kudriavzevii EP1和Meyerozyma guilliermondii EH1,两株产香酵母具有不同程度的蛋白酶、脂肪酶、植酸酶和木聚糖酶活性。在与L.sanfranciscensis共发酵酸面团时,产香酵母促进了乳酸和乙酸的形成,制作的酸面团面包焙烤损失小,老化速率低、具有良好的质构;风味物质的种类和含量都有所提高,如醇类、醛类、酯类和杂环类的种类分别由L.sanfranciscensis单独发酵时的41种增加到P.kudriavzevii EP1共发酵组的44种和M.guilliermondii EH1组的46种。其中还检出了一些独有的强度较高的重要风味物质,如1-辛烯-3-醇、3-甲硫基-丙醛、1-辛烯-3-酮、肉豆蔻酸异丙酯、4-乙烯基愈疮木酚和二甲基三硫醚等。最终感官评定结果显示,所筛选酵母共发酵酸面团制作的面包风味丰富独特,改善了面包的整体品质。(5)低温发酵酸面团可促进风味物质积累并强化面包风味。以微生物的生长及产酸速率、还原性糖、游离氨基酸、有机酸含量和挥发性风味物质种类和含量等为指标考察了温度对酒曲来源的产香酵母P.kudriavzevii EP1和M.guilliermondii EH1分别与L.sanfranciscensis共发酵时酸面团及面包品质的影响,并对游离氨基酸与代谢相关的风味物质进行了相关性分析。结果表明低温发酵有利于面包质构的改善和风味物质的积累,重要风味物质如1-辛烯-3-醇、苯乙醇、4-乙烯基愈疮木酚、3-甲基丁醛、癸酸乙酯、2-戊基呋喃、糠醛、糠醇的含量都随着发酵温度降低而增多。