摘要：冷冻面团是面包生产的一种新工艺, 本文对冷冻面团开发的背景作了简要的介绍, 探讨了酵母耐冷冻性与其耐高渗、耐温性能之间的关系。对影响面包酵母耐冷冻性能的3种主要因素进行了详细介绍，最后简单介绍了国内外对于耐冷冻面包酵母的研究进展。

关键词：冷冻面团；耐冷冻面包酵母；耐高渗；海藻糖；

Abstract:The frozen pasta was a kind of new craft of bread producing, this text introduced the background of the frozen pasta development, and the relationship betwwen the freezing resistance to yeast and its hyperosmotic and heat resistance was also introduced. e three kinds of main factors that affect the freezing resistance to yeast were described in detail, At last viewed the research progress for the freeze-resistant baker's yeast both at home and abroad.

Keywords: Frozen pasta; the freezing resistant yeast; osmophilic; trehalose;

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耐冷冻面包酵母的研究

近些年来，随着人们生活水平的提高，消费者对于面包的新鲜程度和品种的多样化的需求越来越高[1]。可是由于面包容易老化而只宜鲜食、不易保存的原因，人们对刚刚出炉的面包的需求量越来越大。然而以往的传统面包制作方法从面团调制开始至烘烤结束必须连续进行操作，耗时。因此对传统的面包制作工艺进行了改革，开发研究出了冷冻面团制作面包的方法。

冷冻面团技术是于20世纪50年代以来发展起来，是当今世界比较先进而且被成功应用的面制品加工新技术，它利用具有超强抗冻能力的酵母菌进行发酵，工艺上把面团制作和产品的烘烤或蒸制两个环节分开，面包工厂只需生产出面团并冷冻即可，快餐店、面包坊可将冷冻面团冷冻保藏，随时烘烤[2]。冷冻面团生产技术是对传统面食品发酵工艺的一次革命，并实现了整个产业链合理的良性循环，它一方面扩大了面包厂的生产规模，为面包房节约了场地、设备、人力和时间，降低了产品的成本，同时又极大地方便了消费者，使随时吃到新鲜的面包成为可能[3]。

冷冻面团技术在面团冷冻时，温度要求下降到-18℃～-20℃，酵母在冷冻、冻藏和解冻期间受冷冻速度、冷冻温度、冷冻时间和冷冻介质等因素的影响，会产生严重伤害。普通面包酵母在冷冻后，特别是预发酵的冷冻面团在冷冻后，胞内海藻糖含量迅速下降，酵母更容易受到冷冻伤害，使其存活率和产气能力明显下降，导致解冻后的面团膨胀不足，产品质量明显下降。这些缺陷的存在，限制了冷冻面团技术的发展。因此，面包生产企业迫切希望酵母生产企业能够提供具有耐冷冻性能的面包酵母，解决冷冻面团法面包生产中的关键问题。 1 耐冷冻面包酵母的性能

所谓耐冷冻酵母就是在冷冻、冷藏和解冻过程中，酵母仍能保持较高的活性和发酵力，以及较大的产气量。

耐冷冻酵母的一般特性[4]：

（1）与普通酵母相比具有相同的发酵力加使用量；

（2）在冷冻条件下不降低其活性，在长期冷藏条件下具有良好的耐贮存性，不降低活性；

（3）在5%～25%的低糖和高糖面团范围内, 均可广泛使用； （4）即使面团在长期冷冻下，面包体积也不会大大减小；

（5）由于冷冻前面团可有20min～40min 分钟的发酵，故作业流程时间比较充裕，不会有面团发酵不足的问题；

（6）用冷冻面团制作面包，可使生产计划更加灵活，并能减少劳动力； （7）由中心工厂制备冷冻面团，再配送、零售到各连锁店，可使产品的管理

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更加合理。

另外有研究发现，酵母菌体的耐冷冻性能与其耐高渗、高温性能有一定的相关性。 （1）高渗耐性

高渗透压会降低水分活度，从而影响细胞的功能如蛋白质的合成、酶活等，如果脱水严重将导致细胞死亡。

①盐：盐对于酵母的毒害作用主要包括两方面：一方面是在细胞内积累具有毒害作用的Na+，另一方面是使质膜的跨膜渗透压降低而导致细胞膨压的丧失

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。Nakala[6]和Sukesh[7]对酵母细胞在加盐培养基中的生长代谢情况分别进行了

报道，发现海藻糖的量与细胞对外界不利环境的耐受性有密切关系。Charlemagne[8]等研究结果表明：当酿酒酵母在极度渗透压条件下（0.86aw；NaCl），处于稳定期的酵母比处于对数生长期的细胞存活率要高得多，不能合成海藻糖的突变株（△tps1△tps2）比起同源的野生型菌株更敏感、死亡率更高。他认为高NaCl浓度会使海藻糖合成酶活性下降，水解酶的活性增强。

②糖：对于酵母的耐高糖机制，研究认为酵母存在Crabtree效应，即酵母处于高浓度葡萄糖液中时，其呼吸酶的合成会受到葡萄糖降解产物的抑制，使其无法进行呼吸作用，导致生长不旺盛，发酵力降低；另外，高糖所带来的高渗对酵母也成为严重的伤害。人们发现此时在耐高糖菌株中，会合成大量的海藻糖，以保护细胞膜的完整性，防止发生质壁分离[9]。

M．J．Hernandez-Lopez[10]等通过对普通面包酵母Saccharomyces cerevisiae和耐冷冻菌株Torulaspora delbrueckii IGC5321和 IGC5323在甜面团以及冷冻甜面团中受高渗条件的影响以及CO2的产量进行了比较，发现耐冷冻酵母具有更高的发酵力，尤其是在含有20%蔗糖以及2%盐的高渗条件下，IGC5321在冷冻过程后CO2的产量没有明显的降低，即其在冷冻前后发酵力几乎没有改变。 ③酒精：乙醇是酿酒酵母发酵的重要工业产物。然而尽管酿酒酵母对酒精的耐受力很强，但超过一定的限度时，乙醇就会对酵母产生毒害作用。它会改变酵母细胞的结构和通透性，并导致不良的发酵性能。Odmneru[11]等人用18%Vol的乙醇冲击处理酵母菌，发现酵母细胞内海藻糖的含量明显增加。Mansure[12]通过测定在一定酒精浓度下不同海藻糖含量的酵母菌株的存活率，发现随着海藻糖含量增加酵母的存活率也逐渐增加，他认为酵母细胞内海藻糖含量的增加可抑制由酒精诱导的细胞内含物的泄漏。史戈峰[13]和高峻[14]研究了酒精发酵过程中酵母细胞内海藻糖的代谢，结果表明酵母细胞内海藻糖的累积与良好的酒精发酵性能、较高的细胞存活率相关联，证明了海藻糖积累较多时对酵母细胞有一定的保护作用。许春英等[2]采用耐酒精度实验，筛选出了一株抗冻性面包酵母菌，其冷冻3周后的存活率大于80%，冷冻面团应用实验表明, 该酵母抗冻性良好，具有实用价值。因此，酵母菌体的抗冻性与酒精的耐受性之间也存在着一定的关联性。

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（2）高温耐性

温度的变化会对酵母细胞产生多方面的影响，温度变化对酵母细胞内部的物质代谢途径、酶的活力及基因表达也是有影响的。热在许多方面危机细胞，当细胞所处于环境的温度突然增加时，细胞会进入热休克状态，温度继续增加或长时间的高温会导致细胞发生一系列的变化，包括蛋白质的变性，细胞循环的暂时停止，膜流动性或细胞结构的变化，甚至死亡。经过亚致死性热处理的细胞，能够在随后出现的致死性热应激条件下生存，此现象即为细胞的热耐受。

目前在研究高温耐性的分子机制中，海藻糖被普遍认为是一个重要的因素。De Virgili等发现指数期的酵母细胞经高温处理后，内源海藻糖的含量会明显增加。酵母细胞进入静止期后胞内海藻糖的含量会继续增加，同时细胞对热的耐受力也增加。Hottiger认为这主要是因为海藻糖可以增加热环境下蛋白的稳定性，抑制热激所致的蛋白凝集。Sanchez认为酵母细胞在应答热休克时，除了海藻糖含量增加外，还会合成热休克蛋白HSP，其可以阻止蛋白变性。热休克蛋白的产生以及海藻糖的积累可以提高细胞的抗冻性。在△hsp突变株中，尽管积累海藻糖，但超过50℃时仍会被杀死[15]。Diniz-Mendes等[16]研究发现添加外源海藻糖明显地提高了酵母细胞的存活率。细胞经预先短时温和热处理，可增加细胞内海藻糖的积累，

酵母耐冻性与其耐高渗、耐温性能之间的关系还有待进一步的研究。 2 面包酵母耐冷冻机制

耐冷冻面包酵母菌是冷冻面团技术的关键，是制约冷冻面团技术发展的瓶颈。20世纪90年代，科研人员对酵母细胞的耐冷冻机制做了大量的研究工作，发现了许多影响面包酵母菌耐冻性的因素，如酵母的生长阶段、面团冷冻前的预发酵，另外许多胞内因子与冷冻解冻耐受性也有很大关联，包括酵母胞内海藻糖、脂质构成成分、氨基酸构成成分、甘油含量、呼吸能力、酒精含量、热休克蛋白含量、控制质膜的水运送的aquaporin基因的表达等因素共同影响面包酵母菌的抗冻性能，其中酵母胞内胞内海藻糖、脂质构成成分、氨基酸构成成分被广泛证明是影响酵母细胞的抗冻性主要因素[17、18]。 （1）酵母菌体内的海藻糖

海藻糖是一种对于环境变化形成的应激状态具有高抗性的物质，是生物体内的一种典型的应激代谢物。海藻糖是一种非还原性双糖，被人称为“生命之糖”。

关于海藻糖的生物保护机制，国外科学家进行了大量的探索，提出了3种假说:“水替代”假说、“玻璃态”假说和“优先排阻”假说[19、3]。

“水替代”假说：Corwe 等提出了“水替代”假说，认为生物体内的蛋白质、核酸、糖类、脂质类及其它生物大分子周围均包着一层水膜，当干燥、冷冻等条件下失去水膜时，海藻糖分子能在失水部位与生物大分子以氢键连接，形成一层

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