我国传统的面包在30 ℃的环境中发酵，放入烤箱中烘烤成熟，因其便携、美味的特点深受人们喜爱。已有的研究结果表明，面包中的挥发性物质达73种。传统面包生产工艺通常是在28~30 ℃进行发酵，例如一次发酵法、二次发酵法、三次发酵法以及快速发酵法。影响酵母生长繁殖和活性的重要因素就是温度，低温胁迫环境会使微生物发酵和生长速度均下降。温度会直接影响酵母的生长繁殖，温度较高，酵母生长较快容易加速衰亡，温度较低会导致酵母生长周期变长。低温胁迫环境会使微生物发酵和生长速度均下降，但低温环境下易挥发风味物质更加容易被保留，且有助于控制有害微生物繁殖，从而提高面包品质，还具有面团面筋形成扩展充分的优点。

低温发酵在发酵乳、面包和泡菜等食品中已有相关研究与应用。低温发酵常被用于啤酒、日本清酒及白葡萄酒的生产中，被认为可以增加和保留更多的挥发性香气成分，从而改善发酵酒的风味。低温发酵可以促进醇类、酯类、酮类、萜烯类等芳香物质的合成,对基因的表达调控、氮代谢抑制(nitrogen catabolite repression,NCR)机制有一定影响，能够降低高级醇的含量，且能够增加萜烯类和乙酸酯类香气物质。发酵对与发酵密切相关的基因及其调控表达可能存在一定影响。如酵母在低温下有较高的糖吸收，糖酵解缓慢。细胞代谢主要依靠通透性酶以驱动培养基中养分摄取，低温会使通透性酶构象发生改变。这些都对低温条件下发酵面包拥有更优质的感官性质有着积极影响。GAMERO等发现低温发酵下生产的葡萄酒中甘油、乙基酯的产量显著上升。URBINA等发现发酵温度与啤酒中高级醇的含量成正比。低温发酵可以使面包产生更丰富的芳香物质，因此本研究旨在提高面包的感官品质。

面包的整体香气取决于风味化合物的种类和含量，风味是评价面包品质的重要指标。关天琪等从薏仁红豆面包及传统红豆面包中共检测出73种挥发性化合物，包含醇类、醛类、酸类、酯类、烃类、杂环类等挥发性物质，发现主要贡献风味的物质为醛类、醇类和酯类。这些物质或构成面包骨架香气，赋予面包独特风格和口感。本研究采用定量描述性分析法研究低温发酵面包特征风味化合物。通过GC-MS确定具有香气贡献的特征化合物，并结合Origin研究面包特征香气化合物，分析低温发酵面包不同发酵时间的挥发性风味化合物特征，为低温发酵面包工艺研究和品质测定提供参考依据。



一、材料与方法

01材料与试剂

低温发酵酿酒酵母菌株W65为本实验室保藏;AR酵母提取物LP0021。

D-(+)-葡萄糖，生物公司(上海)股份有限公司;面包用小麦粉，南顺(山东)食品有限公司;黄油，安琪酵母股份有限公司。



02感官评定

结合国标GB/T 14611-2008《粮油检验 小麦粉面包烘焙品质试验 直接发酵法》和GB/T 14612-2008《粮油检验 小麦粉面包烘焙品质试验 中种发酵法》,制定面包的感官评分标准(表1),总分100分。由10人组成的品鉴小组进行感官品评，包括研究面包风味的5名研究生和5名具有面包品评经验的本单位食品系教师。分析前对本次感官分析人员进行感官分析技术、分析方法和产品知识的培训，确保品评结果可靠有效。品评人员对面包的形态、色泽、气味、口感和组织的感官强度进行评定，每名品评人员对同一样品品评3次。每个面包的感官数据取感官特性结果的平均值。

对常温发酵面包与不同低温发酵时间的低温中种发酵面包的感官评分结果，通过Tukey多重比较检验进行显著分析，95%置信区间。



二、低温发酵面包感官性状分析

香气是评价面包品质的重要指标之一。低温发酵较常温发酵高级醇含量减少，产生种类更加丰富的芳香物质和铁锌类的乙酸酯类香气物质,拥有更优的感官品质。发酵过程中所产生的代谢产物是影响产生呈香物质的主要因素。对低温发酵面包5种发酵方式进行感官定量描述分析。通过分析品鉴小组对面包的评分，发现低温10℃条件下发酵12、24、48、72h、7d制备的面包的感官评分要显著高于常温发酵面包的感官评分，评分由72分别提高至84.8,86,89.8,90和98.5分(图1)。如图2-a~图2-e所示，低温10 ℃条件下发酵12、24、48、72h、7d制备的面包较常温发酵面包面筋网状结构更细腻，丰满且富有弹性，表面光滑有色泽，尤其是低温发酵7 d的实验组较常温发酵面包风味评分提高62.5%。

如图2-f和图2-g所示，图2低温发酵下的各个时间的面包感官评分都较为接近，均优于常温发酵面包的感官评分，且均获得较高的面包风味评分。低温中种发酵面包整体色泽均匀、香味浓郁、松软适口。低温发酵7d的面包感官评分最高，虽然低温发酵72h和7d的面包各个方面的感官评分较为接近，但是在7d低温发酵的面包中，面包的风味更突出，评分更高，低温发酵7d可能产生了更多的酯类物质和芳香味物质，接下来本研究使用GC-MS对不同发酵处理面包样品的风味成分进行检测。



三、结论

以低温酿酒酵母W65为发酵菌种探究其对面包低温发酵品质的影响，感官评定结果表明，低温中种发酵法制得的面包感官评分要显著高于常温发酵法，获得面包品质优良。通过HS-SPME对制作的6种面包进行处理，提取香味物质，利用GC-MS进行检测，发现获得更高面包风味评分的低温发酵面包中苯乙醇含量要显著高于常温发酵面包中苯乙醇含量，且低温中种发酵法比常温发酵法产生更为丰富的香味物质，包括2-甲基已酸、乙酸苯乙酯、a-亚乙基-苯乙醛、2-甲基丁酸、异丙醇、3-羟基-2-丁酮、2-王酮、4-甲基-5-噻唑乙醇、甲酸甲酯、乙二醇苯醚、丁二酸二乙酯等。尤其是，在低温中种发酵7 d制得的面包中检测到9种具有特征香气且广泛用于香精香料中的香味物质，明显高于常温发酵的3种，这些因素可能也是低温中种发酵面包获得更高感官评分，特别是面包风味评分的主要原因。