一种适合于冷冻面团发酵的耐冷冻活性干酵母

摘要

本发明公开了一种适合于冷冻面团发酵的耐冷冻活性干酵母，所述耐冷冻活性干酵母菌株为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)BT-N，该菌株已于2013年1月18日保藏于中国微生物保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.7151，该菌株经分级扩大培养，发酵液通过分离、洗涤、过滤、干燥、包装制得耐冷冻活性干酵母，在-20℃冷冻21d后的细胞存活率为92％以上，发酵力为700(CO

说明书

技术领域

本发明涉及一种活性干酵母，特别是一种适合于冷冻面团发酵的耐冷冻活性干酵母。

背景技术

冷冻面团技术是面包生产的一种新工艺，是将面包生产中的面团制作和烘烤两个环节相 分离的过程。与传统面包制作法相比，冷冻面团法具有生产效率高、面包质量稳定、方便快 捷等优点。但面团冷冻时，温度一般为-18～-20℃，面团中的酵母在冷冻、冻藏和解冻过程 中都会受到严重伤害，尤其是发酵后的面团经过冷冻工序后，酵母的存活率和产气能力显著 下降。普通面包酵母冻存20天后，活力下降一半以上，导致解冻后的面团膨胀不足，醒发时 间延长，且成品面包体积小、结构粗糙、口感差，产品质量明显下降。正是这些缺陷的存在， 限制了冷冻面团技术的发展。

耐冷冻面包酵母菌株是冷冻面团技术的关键，为此，国外科研人员对酵母细胞的耐冷冻 机制做了大量的研究工作。据报道，酵母的耐冷冻性与酵母胞内海藻糖含量、甘油含量、酒 精含量、热休克蛋白含量、某些氨基酸含量、不同脂肪成分的比例、细胞膜的脂肪组分、铜 离子的动态平衡、水通道蛋白含量以及细胞的呼吸能力有关。其中，海藻糖含量对面包酵母 的抗冷冻性起着非常重要的作用。海藻糖是面包酵母典型的应激代谢产物，又是酵母稳定期 胞内所积累的贮藏性糖类。

一般情况下，面包活性干酵母都含有较高含量的海藻糖，因而面包酵母细胞自身能忍受 冷冻，但在冷冻面团中却不能抵抗冷冻。其主要原因是在冷冻面团中不可避免的预发酵(包 括酵母和面混匀过程的预发酵、面团中的酵母在被冷冻前降温过程的预发酵)导致胞内海藻 糖迅速降解，从而失去对酵母细胞的保护作用。因此阻断面包酵母胞内海藻糖的分解是提高 面包酵母在冷冻面团中抗冷冻能力的重要方法。本实验室前期通过敲除降解海藻糖的中性海 藻糖酶编码基因，构建了耐冷冻酵母菌株为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)BT-N， 保藏号为CGMCC No.7151。

中国专利CN101173222A公开了一种红薯生淀粉水解发酵的活性干酵母的制备方法，将 Y3L酵母菌株培养发酵，通过对获得的发酵物进行离心分离、洗涤，板框过滤，混合造粒， 真空干燥等工艺，得到具有良好发酵和应用特性的活性干酵母Y3L。中国专利CN101948762B 公开了一种利用微波真空干燥制备活性干酵母的方法，通过酵母乳液的制备、添加保护剂、 微波真空干燥等步骤制备了活性较高的活性干酵母。

在我国，对于冷冻面团的工艺研究较多，但有关面包酵母耐冷冻机制和菌种选育的研究 较少，特别是在耐冷冻酵母产品方面还是一个空白，不仅制约了酵母工业的发展，同时也制 约了冷冻面团技术在我国的推广应用。耐冷冻面包活性干酵母产品的研发是冷冻面团技术在 国内发展的潜力所在。

发明内容

本发明所解决的技术问题是将耐冷冻酵母菌株制备为易保存、流通和使用方便的活性干 酵母，提供一种适合于冷冻面团发酵的耐冷冻活性干酵母。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明所使用的耐冷冻酵母菌株，具体为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)BT-N。 该菌株已于2013年1月18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(简称 CGMCC，地址为：中国北京市朝阳区北辰西路1号院3号)，保藏号为CGMCC No.7151。

所述耐冷冻酵母菌株在-20℃冷冻21d后的细胞存活率为92.75％，发酵力为725(CO₂) /(mL/h)。

所述耐冷冻酵母菌株选育方法是通过敲除出发菌株酿酒酵母(Saccharomyces  cerevisiae)的中性海藻糖酶编码基因的部分或全部序列，并同时用强启动子过表达6-磷酸 海藻糖合成酶编码基因来实现。

所述耐冷冻活性干酵母制备方法如下：

(1)菌种活化

将耐冷冻酵母菌株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)BT-N试管菌种接入麦芽汁琼脂 培养基试管斜面，28-32℃培养40-48h。

(2)实验室一级种子：

从麦芽汁琼脂培养基试管斜面挑取菌种1环接种于装有100mL液体麦芽汁培养基的250 mL三角瓶中，28-32℃培养30-36h，每隔12小时摇动1次，待瓶内发酵产生大量泡沫即可。

(3)实验室二级种子：

将一级种子培养液按培养基重量8-10％接种量接入装有10L 12°～14°Bx麦芽汁、糖蜜 混合培养基的卡氏罐，28-32℃培养24～36h。

(4)种子罐培养

将二级种子培养液按培养基重量以2～4％的接种量接入装有12°～14°Bx糖蜜培养基的 种子罐，同时补加氮磷镁等无机盐和适量的生物素，其中可发酵糖类含量50～70g/L，N含量 为1.4～1.6g/L，P₂O₅含量0.4～0.6g/L，pH4.5～5.0，28-32℃培养20-24h。

(5)发酵罐培养

第一代酵母流加培养：将种子罐种子培养液按培养基体积以5-10％的接种量接入发酵罐， 30-34℃培养24～30h，发酵液离心、洗涤获得鲜酵母乳。

第二代酵母流加培养：将第一代培养的鲜酵母乳按10～15％接种发酵罐，30-37℃培养 16～24h。

(6)分离与洗涤

发酵结束后，发酵液于离心机中4000r/min离心分离20-30min，并用清水洗涤2～3次。

(7)过滤

将上述分离洗涤得到的鲜酵母乳通过真空转鼓过滤机进行过滤，得到水份含量为65～70％ 的鲜酵母。

(8)干燥

鲜酵母加入其重量0.5-1.0％的保护剂，通过挤压机挤压成条状，直接进入流化床干燥。 干燥室温度控制在25～45℃，干燥时间为40～60min，出口物料水份为4～5％。

所述保护剂为山梨醇单硬脂酸酯；

(9)包装

按国标GB/T 20886-2007检测活细胞率和发酵力，真空包装，即得适合于冷冻面团技术 生产面包的耐冷冻活性干酵母。

有益效果：

本发明克服了普通活性干酵母耐冷冻性差的不足，提供一种适合于冷冻面团发酵的耐冷 冻活性干酵母。本耐冷冻活性干酵母是在保持优良发酵性能的前提下降低了海藻糖的分解能 力，从而拥有在冷冻面团中的抗冷冻能力，所述耐冷冻活性干酵母产品，在-20℃冷冻21d后 的细胞存活率为92％以上，发酵力为700(CO₂)/(mL/h)以上，解决了冷冻面团法面包制作过 程中的技术障碍和质量缺陷，提高了我国烘焙食品工业的生产技术水平，对促进我国酵母工 业的发展和冷冻面团技术的推广应用具有重要意义。优质的耐冷冻活性干酵母产品的出现， 必将带动我国冷冻面团工业、焙烤食品行业、馒头产业和零售行业的发展。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本发明的一种适合于冷冻面团发酵的耐冷冻活性干酵母。 除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方 案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。 对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料 成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。

本发明所使用的耐冷冻酵母菌株，具体为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)BT-N。 该菌株已于2013年1月18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(简称 CGMCC，地址为：中国北京市朝阳区北辰西路1号院3号)，保藏号为CGMCC No.7151。

所述耐冷冻酵母菌株在-20℃冷冻21d后的细胞存活率为92.75％，发酵力为725(CO₂) /(mL/h)，

所述耐冷冻酵母菌株选育方法是通过敲除出发菌株酿酒酵母(Saccharomyces  cerevisiae)的中性海藻糖酶编码基因的部分或全部序列，并同时用强启动子过表达6-磷酸 海藻糖合成酶编码基因来实现。

实施例1

所述耐冷冻活性干酵母制备方法如下：

(1)菌种活化

将耐冷冻酵母菌株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)BT-N试管菌种接入麦芽汁琼脂 培养基试管斜面，28℃培养40h。

(2)实验室一级种子：

从麦芽汁琼脂培养基试管斜面挑取菌种1环接种于装有100mL液体麦芽汁培养基的250 mL三角瓶中，28℃培养30h，每隔12小时摇动1次，待瓶内发酵产生大量泡沫即可。

(3)实验室二级种子：

将一级种子培养液按培养基重量8％接种量接入装有10L 12⁰Bx麦芽汁、糖蜜混合培养基 的卡氏罐，28℃培养24h。

(4)种子罐培养

将二级种子培养液按培养基重量以2％的接种量接入装有12⁰Bx糖蜜培养基的种子罐，同 时补加氮磷镁等无机盐和适量的生物素，其中可发酵糖类含量50g/L，N含量为1.4g/L，P₂O₅含量0.4g/L，pH4.5，28℃培养20h。

(5)发酵罐培养

第一代酵母流加培养：将种子罐种子培养液按培养基体积以5％的接种量接入发酵罐， 30℃培养24h，发酵液离心、洗涤获得鲜酵母乳。

第二代酵母流加培养：将第一代培养的鲜酵母乳按10％接种发酵罐，30℃培养16h。

(6)分离与洗涤

发酵结束后，发酵液于离心机中4000r/min离心分离20min，并用清水洗涤2次。

(7)过滤

将上述分离洗涤得到的鲜酵母乳通过真空转鼓过滤机进行过滤，得到水份含量为65％的 鲜酵母。

(8)干燥

鲜酵母加入其重量0.5％的山梨醇单硬脂酸酯，通过挤压机挤压成条状，直接进入流化床 干燥。干燥室温度控制在25℃，干燥时间一般为60min，出口物料水份为4％。

(9)包装

按国标GB/T 20886-2007检测活细胞率和发酵力，真空包装，即得适合于冷冻面团技术 生产面包的耐冷冻活性干酵母。

上述耐冷冻活性干酵母在其它发酵性能不受影响的情况下，在20℃冷冻21d后的活细胞 率为92.85％，发酵力为730(CO₂)/(mL/h)。

实施例2

所述耐冷冻活性干酵母制备方法如下：

(1)菌种活化

将耐冷冻酵母菌株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)BT-N试管菌种接入麦芽汁琼脂 培养基试管斜面，30℃培养45h。

(2)实验室一级种子：

从麦芽汁琼脂培养基试管斜面挑取菌种1环接种于装有100mL液体麦芽汁培养基的250 mL三角瓶中，30℃培养33h，每隔12小时摇动1次，待瓶内发酵产生大量泡沫即可。

(3)实验室二级种子：

将一级种子培养液按培养基重量9％接种量接入装有10L 13⁰Bx麦芽汁、糖蜜混合培养基 的卡氏罐，30℃培养30h。

(4)种子罐培养

将二级种子培养液按培养基重量以3％的接种量接入装有13⁰Bx糖蜜培养基的种子罐，同 时补加氮磷镁等无机盐和适量的生物素，其中可发酵糖类含量60g/L，N含量为1.5g/L，P₂O₅含量0.5g/L，pH5.0，30℃培养22h。

(5)发酵罐培养

第一代酵母流加培养：将种子罐种子培养液按培养基体积以8％的接种量接入发酵罐， 32℃培养28h，发酵液离心、洗涤获得鲜酵母乳。

第二代酵母流加培养：将第一代培养的鲜酵母乳按12％接种发酵罐，34℃培养20h。

(6)分离与洗涤

发酵结束后，发酵液于离心机中4000r/min离心分离30min，并用清水洗涤3次。

(7)过滤

将上述分离洗涤得到的鲜酵母乳通过真空转鼓过滤机进行过滤，得到水份含量为68％的 鲜酵母。

(8)干燥

鲜酵母加入其重量0.8％的山梨醇单硬脂酸酯，通过挤压机挤压成条状，直接进入流化床 干燥。干燥室温度控制在35℃，干燥时间一般为50min，出口物料水份为5％。

(9)包装

按国标GB/T 20886-2007检测活细胞率和发酵力，真空包装，即得适合于冷冻面团技术 生产面包的耐冷冻活性干酵母。

上述耐冷冻活性干酵母在其它发酵性能不受影响的情况下，在-20℃冷冻21d后的活细胞 率为93.7％，发酵力为740(CO₂)/(mL/h)。

实施例3

所述耐冷冻活性干酵母制备方法如下：

(1)菌种活化

将耐冷冻酵母菌株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)BT-N试管菌种接入麦芽汁琼脂 培养基试管斜面，32℃培养48h。

(2)实验室一级种子：

从麦芽汁琼脂培养基试管斜面挑取菌种1环接种于装有100mL液体麦芽汁培养基的250 mL三角瓶中，32℃培养36h，每隔12小时摇动1次，待瓶内发酵产生大量泡沫即可。

(3)实验室二级种子：

将一级种子培养液按培养基重量10％接种量接入装有10L 14⁰Bx麦芽汁、糖蜜混合培养 基的卡氏罐，32℃培养36h。

(4)种子罐培养

将二级种子培养液按培养基重量以4％的接种量接入装有14⁰Bx糖蜜培养基的种子罐， 同时补加氮磷镁等无机盐和适量的生物素，其中可发酵糖类含量70g/L，N含量为1.6g/L， P₂O₅含量0.6g/L，pH5.0，32℃培养24h。

(5)发酵罐培养

第一代酵母流加培养：将种子罐种子培养液按培养基体积以10％的接种量接入发酵罐， 34℃培养30h，发酵液离心、洗涤获得鲜酵母乳。

第二代酵母流加培养：将第一代培养的鲜酵母乳按15％接种发酵罐，37℃培养24h。

(6)分离与洗涤

发酵结束后，发酵液于离心机中4000r/min离心分离30min，并用清水洗涤3次。

(7)过滤

将上述分离洗涤得到的鲜酵母乳通过真空转鼓过滤机进行过滤，得到水份含量为70％的 鲜酵母。

(8)干燥

鲜酵母加入其重量1.0％的山梨醇单硬脂酸酯，通过挤压机挤压成条状，直接进入流化床 干燥。干燥室温度控制在45℃，干燥时间一般为40min，出口物料水份为5％。

(9)包装

按国标GB/T 20886-2007检测活细胞率和发酵力，真空包装，即得适合于冷冻面团技术 生产面包的耐冷冻活性干酵母。

上述耐冷冻活性干酵母在其它发酵性能不受影响的情况下，在20℃冷冻21d后的活细胞 率为93.15％，发酵力为735(CO₂)/(mL/h)。