專利名稱：對面團中高糖濃度和弱有機酸的存在有抗性的發面酵母的制作方法
技術領域：
本發明涉及面包制作酵母(也叫做發面酵母)的新菌株，該菌株在具有高糖濃度的面團中、可選地在霉菌抑制劑的存在下有效。本發明還涉及由所述菌株獲得的作為新的工業產品的鮮或干發面酵母，以及它們在面包制作中的應用。
背景技術：
目前，具有不同程度的高糖濃度和/或含有霉菌抑制劑的面包產品占有世界市場的很大份額。
存在所謂“快速”發面酵母菌株，適用于含有很少量或不含糖的面團，即，相對于面粉質量所含糖的的質量不超過7％。當面團的糖濃度達到或超過相對面粉質量的15％質量百分比時，所述酵母的發酵性能急劇降低。
烘烤的面包產品，尤其當切片銷售時，在儲存幾天之后容易受到霉菌生長的影響。因此，在制作切片面包時，經常需要向面包組合物中添加屬于弱有機酸(pKa為3至6)及其鹽(如乙酸、丙酸、山梨酸或其鹽)一類的抗真菌劑和抗霉菌劑，或者在面包制作中常規使用的其它防腐劑。
所述酸對制作面包的酵母具有不同程度的強抑制效應。在實踐中，丙酸鈣是在面包制作中使用最廣泛的霉菌抑制劑。
發明內容
本發明使得有可能至少部分地減輕面團中高濃度糖的抑制效應，可選地在如上所述霉菌抑制劑的存在下。本發明涉及面包制作酵母的新菌株，更全面地說，涉及一類(族)新的面包制作酵母菌株，對應于在已經添加或沒有添加霉菌抑制劑如弱有機酸和/或其鹽的甜面團中有效的菌株。由于屬于所述類的不同酵母菌株，通過使用其中一種所述新菌株，使不同面包配方中測量到的醒發時間(proof time)減少。醒發時間是在面包制作中通常使用的參數，其被定義為制作面包的面團在盤中升高至給定高度并為烘烤作好準備所需要的時間。
根據布達佩斯條約，將這樣獲得的釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)的新菌株之一于2003年2月12日保藏在CNCM(Collection Nationale de Cultures des Microorganismes at the PasteurInstitute，25 rue du Dr.Roux，F-75724 Paris Cedex 15，France)，編號I-2971。
這樣獲得的另外兩種新釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株于2003年11月25日保藏在CNCM，編號I-3142和I-3143。本發明涉及前述的三種菌株以及所有屬于同一類(family)的菌株，即，所有具有三種前述菌株相同的性能的菌株，以及所有能從該類菌株得到的菌株，尤其是從三種保藏的菌株得到的菌株，無論通過什么轉變，例如通過一次或多次雜交，通過突變(自發或誘導)以及通過遺傳轉化。
如上所述，當通過培養所述菌株而獲得的發面酵母作為膨發劑用于具有高糖濃度以及可選地含有霉菌抑制劑如弱有機酸和/或其鹽的面團中時，尤其能夠體現根據本發明的菌株的優點。由根據本發明的菌株獲得的發面酵母在如下方法中具有特別的意義-用含有烘焙百分比為12％至28％的糖、含有或不含霉菌抑制劑的面團的快速發酵(NO-TIME DOUGH)、中種發酵(SPONGE andDOUGH)類型的面包制作方法；-用含有烘焙百分比為12％至18％的糖和一種霉菌抑制劑的面團的快速發酵、中種發酵類型的面包制作方法；或者-用含有烘焙百分比為28％至45％的糖、含有或不含霉菌抑制劑的面團的快速發酵、中種發酵類型的面包制作方法。
根據本發明的菌株的有用性并不限于上文列舉的具體應用。
本發明還涉及通過培養根據本發明的菌株獲得的發面酵母，特別是涉及尤其通過如下文所述的適應性方法而使所述酵母適應于弱有機酸的存在。
根據本發明的發面酵母可以是酵母膏、壓榨酵母、或者干酵母。當根據本發明的酵母為干酵母時，其優選為速發酵母。
本發明還涉及含有根據本發明的發面酵母的用于制作面包的面團(面包制作面團)或面包面團。根據本發明的面團可以含有相對于面粉質量至少15％的糖，優選相對于面粉質量至少25％的糖。具體地說，它們可以含有相對于面粉質量40％或更高的糖。更普遍地，根據本發明的面團可以是在滲透壓下進行發酵的面團，該滲透壓例如是在含有相對于面粉質量至少15％的糖、優選地相對于面粉質量至少25％的糖、或者相對于面粉質量甚至40％或更高的糖的面團中存在的滲透壓。根據本發明的所述面團還可以包含霉菌抑制劑，優選以弱有機酸和/或其鹽的形式，更優選地以丙酸鹽的形式，如丙酸鈣。
本發明還涉及一種制備用于制作面包的面團的方法，在該方法中使用根據本發明的酵母作為膨發劑。本發明還涉及一種制備烘烤的面包產品的方法，其中，烘烤根據本發明的用于制作面包的面團，以及由此獲得面包產品。
具體實施例方式
本發明旨在提供菌株，在工業培養該菌株以后，獲得一種制作面包的酵母，在存在或不存在至少一種霉菌抑制劑的情況下，該酵母對糖具有非常高的耐受性，或者說對高滲透壓具有非常高的耐受性，也就是說，例如存在或不存在丙酸鈣時，該酵母菌株適用于高濃度的蔗糖、葡萄糖、果糖或者另外是所述糖的混合物以及任選其它可發酵糖。
通過將已知具有高耐滲透性的用于生產商業面包制作酵母(商業菌株)或來自公共收集中心(public collection center)的菌株與已知具有相當的耐滲透性的并且對作為霉菌抑制劑的弱有機酸和/或其鹽的存在低敏感的商業菌株或來自公共收集中心的菌株系統地雜交而獲得作為本發明目的的酵母。根據傳統技術進行孢子形成和雜交程序，孢子形成和雜交程序為諸如在參考文獻“The Yeasts”，Volume 1，A.H.Rose and J.S.Harrison，Editors，1969，Academic Press中的第7章由R.R.Fowell所著的標題為“霉菌的孢子形成和雜交(Sporulation and Hybridization of Yeast)”所講授的。
通過傳統方法，在實驗室中繁殖由所述雜交程序獲得的菌株，使其適應于弱有機酸的存在(如美國專利4 318 991所傳授)，每升麥芽汁中添加0.1g至10g的短鏈脂肪族羧酸，如具有2、3或4個碳原子的脂肪族羧酸和/或其鹽。
采用快速發酵方法，即直接法，通過面包制作試驗對這樣由上述雜交程序產生的菌株而得到的酵母進行選擇。所述方法在強烈揉捏與面團分塊之間基本上不包括第一發酵步驟，所獲得的面團塊在盤中在35℃和40℃之間發酵，然后烘烤。這一后發酵過程在該方法中是主要發酵，英語中稱為“proof”(醒發)，法語中稱為“apprêt”。醒發時間(proof time)被定義為面團在盤中升高至給定高度所需要的時間，對應于所期望的面團膨脹(development)，以便能夠將其放入烤爐中。
所述面包制備試驗中的變量如下-糖相對于面粉的質量百分比；-丙酸鈣相對于面粉的質量百分比；-酵母干物質含量相對于面粉的質量百分比。
將所有的百分比表達為所謂的烘焙百分比(baker’spercentage)，所謂烘焙百分比是一種對成分比率進行計算的方法，其中面粉的總質量總是表示100％，面團的其它成分的質量則相對于面粉的這個質量來計算。
對照面團是在相同條件下獲得的并且具有相同成分的面團，區別在于它所接種的酵母是在與試驗菌株相同條件下生產、并且適應于弱有機酸的存在，但在這個實例中該酵母是從發面酵母菌株NCYC 996獲得，該菌株保藏在NCYC(National Collection of YeastCultures，Institute of Food Research，Norwich Research Park，Colney，Norwich，NR4 7UA，United Kingdom)，并特別在美國專利4 396 632中有描述。在過去的二十年，該菌株一直作為參考菌株使用，以便獲得對含有或不含霉菌抑制劑的甜面團有效的商用發面酵母。
應該記住，以測定發面酵母的活性為目的的任何試驗，參考對照物對于檢驗其正確操作是必不可少的，無論將所述活性表達為CO2釋放(量)或者其它參數，如醒發時間。
在第一次選擇中使用的選擇指標是以下三個指標中的至少兩個，優選為將所有三個指標結合在一起1.在含有15％的糖(烘焙百分比)、添加或不添加0.4％的丙酸鈣(烘焙百分比)的面團中，選擇的菌株所對應的發面酵母的醒發時間至少等于，即小于或等于對照物所獲得的醒發時間；2.在含有25％的糖(烘焙百分比)和0.4％的丙酸鈣(烘焙百分比)的面團中，選擇的菌株所對應的發面酵母的醒發時間低于對照物獲得的醒發時間至少5％、優選至少10％；3.在含有40％的糖(烘焙百分比)的面團中，選擇的菌株所對應的發面酵母的醒發時間低于對照物獲得的醒發時間至少20％，優選至少30％，甚至更優選至少35％。
下面的兩個選擇指標作為補充指標用于第二次選擇中，與三個上述指標相結合，所選擇的菌株還應該額外滿足這兩個附加指標中的一個1.由源自第一次選擇的菌株所獲得的發面酵母必須耐干燥。換句話說，在專利EP 0511108或在美國專利5 741 695中描述的干燥條件下，按照在上述專利EP 0511108或美國專利5 741 695中描述的、用Burrows和Harrison發酵罐在試驗A5，A′5，A6，A′6中的測定，它們不應該損失超過30％的發酵活性(對于恒定的干物質含量)，所述干燥條件和所述試驗將描述如下。
2.在一種中種發酵法(或稱二次發酵法)(如在E.J.Pyler著、Sosland Publishing Co.出版的參考書“Baker’s Handbook”中所定義，其以主面團發酵(DOUGH)步驟為特征，在該步驟中，添加相對于在中種發酵中使用的總面粉質量的25％質量比的蔗糖)中，相對于在相同條件下獲得的、并且接種有在相同條件下由菌株NCYC966獲得的發面酵母的主面團而言，從源自第一次選擇的菌株獲得的發面酵母給出的醒發時間至少降低20％，優選至少降低30％，甚至更優選至少40％。
在上面的定義中，“中種發酵”法是采用兩個發酵步驟的一種普遍使用的面包制作方法-第一步，或中種面團發酵，其對應含有所用面粉總量的50％至70％、一部分水以及全部酵母的面團的發酵，該發酵進行數小時，通常約四個小時；-第二步，或主面團發酵，其中，在上述發酵之后的中種面團與剩余的面粉、剩余的水以及面團的其它成分(包括全部的蔗糖)混合。將由此得到的混合物揉捏、分塊、放入盤中并發酵，在盤中的該第二次發酵對應于醒發(proof)，其持續時間為醒發時間，然后烘焙。
本發明的一個變通例包括使用前面所定義的五個指標的直接結合，以及所選擇的菌株符合所述指標中至少三個、優選符合所述選擇指標中的四個。
上述雜交和選擇方法已經選出了保藏在CNCM中編號為I-2971、I-3142和I-3143的三個菌株。
所述三個選出的菌株以及通過所述雜交和選擇方法可能選擇的其它菌株有可能在產業規模上獲得新發面酵母，該新發面酵母與用參考菌株NCYC 996獲得的發面酵母相比較，具有由選擇指標限定的特性。一般而言，所述新發面酵母結合了至少三個對應于該選擇指標的特性、優選四個由該選擇指標限定的特性，該新發面酵母用根據本發明的新酵母菌株通過以下方式獲得。
將所述酵母菌株和參考菌株NCYC 996用于生產發面酵母，尤其如參考文獻“Yeast Technology”，2ndedition，1991，G.Reed and T.W.Nagodawithana(由Van Nostrand Reinhold出版，ISBN0-442-31892-8)中所描述。
發面酵母的生產包括至少以下系列步驟的前兩步-將純的發面酵母菌株在幾個階段中繁殖，首先是半厭氧(條件)，然后是需氧(條件)；-通過離心將得到的發面酵母從它的培養基中分離，以得到包含大約在14％和25％之間的干物質含量的液體“酵母膏”，或者甚至更大量的干物質含量(如果酵母膏與滲透性產品混合)；-將所獲得的液體酵母膏過濾，通常在旋轉式真空過濾器上過濾，以便獲得含有26％至35％的干物質含量的脫水鮮酵母；-將所述脫水鮮酵母混合以便生成非常均勻的物質；-將這樣獲得的酵母擠壓，得到鮮酵母餅或鮮酵母團粒形式的壓縮酵母，商品化為大約30％的干物質含量，或者，如果要對酵母進行干燥，則為粒狀形式，通常為顆粒；
-將通過擠壓獲得的酵母顆粒在熱空氣流中緩慢干燥，例如通過流化作用；-包裝。
優選地，根據本發明的新酵母在它們的最后繁殖階段通過已知方法適應了由于弱有機酸產生的應激反應，該方法是如在美國專利4 318 991中描述的方法，每升麥芽汁中添加0.1g至10g的短鏈脂肪族羧酸，例如具有2、3或4個碳原子的脂肪族羧酸和/或其鹽。所述適應方法能夠可選地與在美國專利4 346 115中描述的那類方法聯合使用，其中在酵母繁殖的最后周期，進行糖蜜的不連續流動，所述不連續流動優選由短暫中斷組成，例如5至10分鐘糖蜜流動，接著5至10分鐘流動中斷。
總之，本發明的目的是-保藏在CNCM的編號為I-2971、I-3142、I-3143的三種新菌株中的每一種。
-屬于所述三種菌株的同一類的菌株，即通過與所述三種菌株相同的雜交方法以及相同的選擇方法獲得的菌株，具有與所述三種菌株相同特性的菌株。
-由上文所定義的菌株中之一獲得的菌株，尤其是通過一次或多次雜交或者通過突變。
-通過培養上文所定義的菌株中之一獲得的新發面酵母。
-用上文所定義的菌株獲得的新面包產品。
在EP 0511108和US 5 741 695中描述的試驗A5、A′5、A6、A′6在第二次選擇的第一個指標中所采用的試驗A5、A′5、A6、A′6是在Burrows和Harrison發酵罐中實施，如“Journal of Insitute ofBrewing”，vol.LXV，No.1，January-February 1959所描述，準確地限定如下試驗A5(鮮壓縮酵母)將蔗糖(4g)加入到20g在30℃溫育的面粉中，然后加入重量對應160mg干物質含量的壓縮酵母，所述酵母用15ml含有每升27gNaCl和每升4g SO4(NH4)2的水稀釋。借助于刮鏟將各成分混合40秒以形成糊，其放置在30℃水浴中。在混合開始十三分鐘之后，將含有面團的容器密封。在60分鐘之后和隨后在120分鐘之后測量所產生氣體的總量；這個量是以30℃、760mmHg下的毫升數表示的。
對于可能顯示在120分鐘內氣體釋放量大于或等于150ml CO2的所有酵母，由面粉單獨提供的可發酵糖的量是一個限制因素。因此，對試驗進行如下改變使用重量對應106mg酵母干物質含量的壓縮酵母，而不是160mg，所產生的氣體量的讀數根據慣例乘以1.5。
試驗A′5(干酵母)與試驗A5相同，但在混合之前，將形式為活性干酵母的160mg酵母干物質于38℃在蒸餾水中再水化15分鐘。所使用的水化水體積的40％用于此目的。剩下的水，加入了405mg NaCl，在15分鐘再水化的末尾添加。
試驗A6(鮮壓縮酵母)將6.5g糖粉和重量對應于320mg酵母干物質的壓縮酵母加入到25g在30℃培育的面粉中(而不是試驗A5中20g在30℃培育的面粉、4g蔗糖以及重量對應160mg干物質含量的壓縮酵母)。接著與試驗A5的步驟相同。
試驗A′6(干酵母)該試驗與試驗A6相同，像在試驗A′5中那樣，將形式為活性干酵母的320mg酵母干物質再水化。
在EP 0511108和US 5 741 695的傳授中所披露的干燥條件對于第二次選擇的第一個指標，干燥條件為在EP 0511108和US專利5 741 695的傳授中所披露的。
為了制備活性干酵母，在濃縮培養基中培養菌株，所謂濃縮培養基，即在培養完畢時，培養基的麥芽汁總重量相對于添加的糖蜜量在4.7至5.5范圍內，平均每小時繁殖率在1.17至1.18范圍內，以便獲得具有30～35％干物質含量的壓縮酵母，其具有-低于5％的酵母發芽(率)，-基于干物質含量在7.9至8.3范圍內的氮含量，-基于干物質含量在2.7至2.8范圍內的P2O5含量，-基于干物質含量在10至13％范圍內、優選在12至13％范圍內的海藻糖含量。
在乳化劑存在下，例如在1.5％失水山梨糖醇單硬脂酸酯存在下，通過溫和快速的干燥方法將所述鮮酵母干燥。
下面的實施例用作對本發明及其優點的非限定性的說明。
實施例試驗PT1和PT2對于給定的面包制作方法和給定的配方，將試驗PT1和PT2設計成測量用待評估菌株獲得的適應性鮮菌株與另一方面用參考菌株獲得的適應性鮮菌株之間在醒發時間上的差別，兩種菌株均是通過相同的生產方法獲得。
在試驗PT1和PT2中使用的適應性鮮菌株的生產方法對應如上文所述的發面酵母的經典生產方法，根據美國專利4 318 991和美國專利4 346 115相結合的傳授，在培養的最后階段包括對由于弱有機酸的存在產生的應激反應進行適應。
將獲得具有32％干物質含量的適應性鮮酵母的所述方法應用于參考菌株NCYC 996(用于目標應用的參考菌株)以及兩種新菌株I-2971和I-3143。
在相同的快速發酵類型面包制作方法中，將這種方式獲得的具有32％干物質含量的三種鮮發面(酵母)菌株應用于試驗PT1和PT2。
試驗兩種不同的配方在試驗PT1中，配方1包括以質量計(烘焙百分比)25％的蔗糖和以質量計(烘焙百分比)0.4％的丙酸鈣，在試驗PT2中，配方2包括以質量計(烘焙百分比)40％的蔗糖。
表1示出以烘焙百分比表示的在兩個試驗中使用的配方。
表1
該促進劑提供了氧化劑和還原劑、酶、以及傳統乳化劑的混合物，使快速發酵面包制作方法最優化，并且使這樣獲得的面包具有良好的質量和良好的保藏性。
對兩個上述配方在試驗PT1和PT2中實施以下試驗方案1.稱量6或7種固體成分。
2.測量室溫和面粉溫度。
3.調節水溫以便獲得27℃±0.5℃面團溫度。
4.將各成分放入Hobart A200揉面團機的MacDuffy箱中。
5.以第一速度緩慢混合1分鐘。
6.按照以下程序開始揉捏
a.以第一速度揉捏5分鐘b.停止5分鐘c.以第二速度揉捏5分鐘7.獲得溫度為27℃±0.5℃的面團。
8.在23℃整體發酵10分鐘。
9.分成320g的面團塊。
10.使其松散成圓形(loose round)并覆蓋。
11.擱置10分鐘。
12.面團成形。
13.將320g的面團塊放入盤中(尺寸盤底185×75mm，盤頂200×90mm，盤高75mm)。
14.在相對濕度90％的Stericult培育箱中，試驗PT1在35℃，PT2在40℃，測定醒發時間。該醒發時間為將面團放入培育箱中與(面團)在盤中升高至85mm高度之間所消耗的時間。
15.在Reed盤式烤爐(tray oven)中于190℃烘烤22分鐘。
16.在冷卻至少1小時后測量一塊面包的體積，評價這樣生產的面包的得分。
一方面由參考菌株NCYC 996獲得的適應性鮮酵母與另一方面由根據本發明的菌株I-2971和I-3143獲得的適應性鮮酵母之間的醒發時間之差分別在下面的表2給出。
表2
使用相應的干酵母獲得類似的結果。
試驗PT1和PT2也能夠用于選擇由菌株I-2971、I-3142和I-3143培育的突變株或雜交株。
當根據本發明的釀酒酵母菌株是通過上文所列舉的三種保藏菌株的一次或多次雜交獲得的菌株、或者通過所述菌株的其中之一的一次或多次突變獲得的菌株時，所述菌株(雜交或突變株)優選是這樣的菌株在試驗PT2中，其相對于參考菌株NCYC 996的醒發時間的減少量等同于在試驗PT2中用菌株I-2971相對于所述參考菌株NCYC 996所獲得的醒發時間減少量的至少80％，優選為在試驗PT2中用菌株I-2971相對于參考菌株NCYC 996所獲得的醒發時間的減少量的至少85％，甚至更優選至少90％。
PCT/R0/134表
權利要求
1.釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的菌株，所述菌株于2003年2月12日保藏在CNCM，編號I-2971。
2.釀酒酵母的菌株，所述菌株于2003年11月25日保藏在CNCM，編號I-3142。
3.釀酒酵母的菌株，所述菌株于2003年11月25日保藏在CNCM，編號I-3143。
4.釀酒酵母的菌株，所述菌株是通過根據前述權利要求所述的菌株的一次或多次雜交而獲得。
5.釀酒酵母的菌株，所述菌株是通過根據權利要求1至3中任一項所述的菌株的突變而獲得。
6.根據權利要求4和5中任一項所述的菌株，在試驗PT2中，所述菌株相對于參考菌株NCYC 996給出的醒發時間的減少量等同于在試驗PT2中用根據權利要求1所述的菌株I-2971相對于所述參考菌株NCYC 996所獲得的醒發時間的減少量的至少80％，優選在試驗PT2中用所述菌株I-2971相對于所述參考菌株NCYC 996所獲得的醒發時間的減少量的至少85％，甚至更優選至少90％。
7.發面酵母，所述發面酵母通過培養前述權利要求中任一項所述的菌株而獲得。
8.根據權利要求7所述的發面酵母，所述發面酵母通過培養對弱有機酸的存在具有適應性的所述菌株而獲得。
9.根據權利要求7和8中任一項所述的發面酵母，其特征在于，所述酵母為選自由酵母膏、壓縮酵母以及干酵母組成的組中的一種酵母。
10.根據權利要求9所述的酵母，其特征在于，所述酵母為干酵母，優選速干酵母。
11.用于面包制作的面團，所述用于面包制作的面團包括相據權利要求7至10中任一項所述的發面酵母。
12.根據權利要求11所述的用于面包制作的面團，其中發酵在存在于在含有相對于面粉質量至少15％的糖、優選相對于面粉質量至少25％的糖、甚至更優選相對于面粉質量40％或更高的糖的面團中的這樣的滲透壓下進行。
13.根據權利要求12所述的用于面包制作的面團，其特征在于，所述面團還包含霉菌抑制劑，優選以弱有機酸和/或其鹽的形式，更優選以丙酸鹽形式。
14.用于面包制作的面團的制備方法，所述方法包括使用根據權利要求7至10中任一項所述的酵母。
15.烘烤的面包產品的制備方法，所述方法包括烘烤根據權利要求11至13中任一項所述的用于面包制作的面團。
16.通過根據權利要求15所述的方法獲得的面包產品。
全文摘要
本發明涉及發面酵母菌株，其在具有高糖濃度的面團中、可選地在霉菌抑制劑的存在下是有效的；由所述菌株獲得的鮮或干發面酵母；以及它們在面包制作中的應用。
文檔編號C12N1/18GK1913780SQ200580003333
公開日2007年2月14日 申請日期2005年1月28日 優先權日2004年1月30日
發明者迪迪埃·科拉維扎, 安妮·洛耶, 讓-夏爾·巴爾托盧奇, 安妮-多米尼克·基普爾-伊斯納爾 申請人:樂斯福公司