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食品科学:烘烤自愈面包和酿造益生菌啤酒

2020-06-28 17:26:10 网络
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在ITMO大学生产面包。图片来源:ITMO大学

ITMO大学生物技术与低温系统学院的科学家积极致力于使日常食品更好,更安全,更易获得。通过仅替换面包配方中的一种成分,研究人员设法使该产品对导致其变质的微生物具有更强的抵抗力。现在,他们正在尝试替换啤酒中的相同成分。如果一切顺利,该饮料的强度将降低,并具有益生菌特性。ITMO.NEWS与科学家联系,以了解啤酒的特性如何取决于酵母,以及面包如何成为绳子变质的受害者。

每个曾经煮过一道菜的人都知道,替换一种成分会导致其口味,颜色和其他特征发生重大变化。这与由少量成分制成的产品特别相关。

现代科学如何帮助面包制作或酿造?几千年来,人们一直在烘烤面包和酿造啤酒,在这些领域中发现根本上新的事物似乎非常困难。但是事实并非如此:制造这些陈旧产品的方法不断得到完善,以使其更便宜,存储更稳定并且更美味。

 

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酿酒酵母。

面包最重要的成分之一是酵母-一种天然膨松剂,赋予面包蓬松的质感和独特的香气。烘烤中使用的酵母是酿酒酵母。同样的微生物也有助于发酵,使之成为啤酒。

 

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埃琳娜·索博列娃(Elena Soboleva)。图片来源:Elena Soboleva但是,如果酵母在保持这些功能的同时还能够赋予产品新的特性呢?是否有可能选择一种可以防止面包过早变质的酵母菌株?ITMO大学的研究人员提出了一组相关的微生物– 酿酒酵母变种。布拉迪 –实际上可以是经典面包酵母的多功能类似物。

“这是由法国微生物学家Henri Boulard在1920年代初发现的一种热带酵母菌株,”生物技术与低温系统学院副教授Elena Soboleva解释说。“在东南亚大陆旅行期间,他正在研究霍乱的流行,并发现当地人会用水果来对待自己。后来,在更详细地研究了此问题之后,他发现,与其说它与水果有关,不如说是与生活在其表面上的微生物有关。这使他得以鉴定出以前未知的酵母菌种,他称其为Saccharomyces  boulardii,并获得了腹泻药的专利。”

然而,随着系统发育分析的发展,发现了酿酒酵母是酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)种的变体。

今天,这种酵母被用作益生菌以恢复肠道微生物组。此外,据科学家称,最近的研究表明,这种酵母具有抗氧化特性,可以使人体更好地吸收有用的微量元素和维生素B。

自愈面包

面包师遇到的问题之一就是所谓的地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌引起的问题。类型的细菌引起。这些微生物可以从土壤进入种子,并不受阻碍地进入面包。即使在最彻底的质量控制下,也很难检测到这些细菌孢子。

Elena Soboleva说:“有时您会听到这样的观点,即在烤箱中烘烤会使面包无菌,但实际上并非如此。” “例如,尽管绳状杆菌的营养细胞在烘烤过程中死亡,但孢子仍能经受住热处理。它们本身无害,但在某些条件下(例如,在高湿度和高温下),面包可能会发展出所谓的绳索病。面包开始散发出令人不快的水果味,类似于腐烂的瓜子的气味,随着疾病的发展,面包屑变得粘稠而有弹性。当然,不能吃这种面包。”

预防绳索疾病发展的方法很多,包括化学方法,物理方法和生物学方法。例如,绳状杆菌不能耐受酸性环境,这就是为什么在面包生产中广泛使用发酵剂培养的原因。然而,已经发现,布尔酵母菌也可以用于保护面包免受地衣芽孢杆菌孢子的侵害。

 

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使用时,酵母菌株对绳索变质的发展的影响:左侧酿酒酵母,酿酒酵母变种。右边的boulardii。图片来源:Artyom Morozov

研究表明,它们显示出对枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌细菌的拮抗活性,并对绳索疾病病原菌具有抑菌作用。

Elena Soboleva指出:“在像普通酵母一样工作的同时,这种酵母能够产生抑制绳索杆菌孢子活性的抗生素物质。” “我们使用不同的面包生产技术进行了几次实验。为了保证绳索疾病的发展,在烘烤面包后创造了有利的条件-潮湿和温暖的环境。使用酵母可使我们将疾病的发展减慢至三天,这对于此类产品而言意义重大。”

益生菌啤酒

但是科学家的实验并没有停止在面包上。如果将酿酒酵母用作益生菌,为什么不将这种特性赋予啤酒呢?

 

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生产发酵饮料的实验实验室。图片来源:ITMO大学

ITMO大学拥有一个发酵饮料生产实验实验室。在这里,制定并实施了使用这种酵母生产未过滤啤酒的计划。

“我们希望啤酒具有益生菌和抗氧化特性;而且,Bo.s。boulardii酵母的发展将使我们能够生产出乙醇含量更低的啤酒。”食品生物技术与工程学院的博士学位学生Artyom Morozov说道。

计划在解除与COVID-19大流行相关的限制后开始进行这项工作。

工作的基本面

但是,有关酿酒酵母在食品工业中可能应用的工作只是许多阶段之一。为了使这项研究投入市场,不仅必须证明使用这种酵母菌株的优势,而且还必须提出一种有效的培养方法。

 

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发酵饮料的用品。图片来源:ITMO大学

这是由于事实,酿酒酵母代谢的特点之一是最适生长温度为37°C,以及对低酸度(pH 3.2-4)的抵抗力。对于经典的面包酵母,这些值分别约为30°C和pH 4-6。科学家们目前正在努力创造最佳条件,以有利于以最小的成本生产最大数量的酵母。

发布:xiuyue

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