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CN111387244A - 一种适用于冷冻面团的微生物发酵方法 - Google Patents

一种适用于冷冻面团的微生物发酵方法 Download PDF

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CN111387244A CN202010292697.XA CN202010292697A CN111387244A CN 111387244 A CN111387244 A CN 111387244A CN 202010292697 A CN202010292697 A CN 202010292697A CN 111387244 A CN111387244 A CN 111387244A
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韦福献
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GUANGXI LANGSHENG FOOD TECHNOLOGY Co.,Ltd.
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Guangxi Xuanma Food Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种适用于冷冻面团的微生物发酵方法,包括培育发酵微生物、酶解、预发酵、冷冻等步骤。本发明通过培育具有良好抗冻性的酵母菌,以及挑选较耐低温的乳酸菌,提高冷冻面团解冻后醒发的产气能力,不仅可以增加面制食品的风味及弹性,而且有利于面制食品的比容接近未经冷冻面团制得的产品。本发明的预发酵冷冻面团技术,可以进行远距离运输和保存、降低连锁门店的人力成本和设备成本,使其根据销售情况合理安排生产,有效控制库存,便于质量控制和管理,降低损耗,控制成本,并且能让消费者享受到新鲜的面制食品。对促进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。

Description

一种适用于冷冻面团的微生物发酵方法
技术领域
本发明涉及食品领域,具体涉及一种适用于冷冻面团的微生物发酵方法。
背景技术
在冷冻冷藏技术日新月异的今天,冷冻面团正以其方便性、规模化生产逐渐被烘焙业所接受。冷冻面团技术是20世纪50年代发展起来的烘焙食品加工新技术,主要指在面制食品的生产过程中,运用冷冻冷藏原理和方法处理半成品或成品,待需用时经解冻处理,继而加工成为成品。冷冻面团技术的应用不仅可以解决面制食品易老化、货架期短运输不便的难题,而且还避免了国内传统小作坊式生产可能存在的潜在安全问题(如微生物超标等问题),另一方面,扔掉各烘烤房均需自己设计配方及研究控制发酵等工艺的包袱,解除各烘烤房需夜间及清晨操作的困难,为企业节省了资金和劳动力,从而推动我国传统发酵面制食品行业的工业化、产量化、质量标准化的发展,增强食品的安全性以及食品品质。
冷冻面团的出现,无疑给面包乃至整个焙烤食品行业的发展注入了新希望和生机。它在日、美、英、法等国家发展十分迅速,目前法国通过冷冻面团制作的面包销售量占到了总销量的80%。虽然冷冻面团具有较好的市场前景,但是由于冷冻过程中冰晶的形成破坏面筋网络结构,而该网络结构是面力持气能力的关键;其次,冷冻过程中酵母细胞会释放出还原性物质谷胱甘肽,从而进一步弱化面筋,影响了面团的保持二氧化碳气体的能力。酵母在冷冻过程中亦会受到破坏,活性降低,产气能力变弱,导致最终的产品与不冷冻的产品相比,产品比容变小、内部组织结构孔洞大、口感粗糙。
冷冻干燥法是采用冷冻与真空相结合的干燥方法,不同于其他的干燥方法,它是使样品在低温下冻结,再在真空状态下使冰晶升华,将物料中的水分直接升华为水蒸气而除去水分的方法。真空冷冻干燥法在低温条件下使老面冻干,形成一种干燥的固体,既能够保持面团中存在的丰富的酵母菌、乳酸菌等活菌数,又易于保存、复水性好、使用方便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷,提供一种适用于冷冻面团的微生物发酵方法。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
本发明提供一种适用于冷冻面团的微生物发酵方法,包括如下步骤:
(1)培育发酵微生物:采用海藻糖处理酵母,获得耐低温酵母;
(2)酶解:将面粉和饮用水按1:0.4~0.6的质量比混合,加入发酵罐中,再加入面粉质量0.1~0.2‰的淀粉酶,以及面粉质量0.1~0.2‰的木聚糖酶,在200~300rpm的转速、24~38℃的条件下酶解20~40min,得到预处理面团;
(3)预发酵:在常温环境下,在步骤(2)的预处理面团中加入步骤(1)耐低温酵母,以及加入乳酸菌和胶原抗冻肽,快速搅拌至面团光滑,静置10~20min,切割,搓圆,继续静置10~20min,整形后裹上保鲜膜,得面团生坯;
(4)冷冻:将步骤(3)的面团生坯置于温度为-15~-10℃的冷库中冷冻0.5~1h,然后调节冷库温度在-15~-20℃,检测面团生坯中心温度达到-15~-18℃时,完成冷冻,将冷冻面团置于环境温度不高于其中心温度的环境下储存。
优选地,所述淀粉酶的酶活力为40000~50000U/g;所述木聚糖酶的活力为50000~60000U/g。
优选地,采用海藻糖在低温下处理酵母的步骤如下:将活性干酵母和海藻糖溶液按1:50~60的质量比混合后,在24~26℃下处理2~4h,然后在4000~5000rpm转速下离心处理3~6min,静置10~20min,取下层沉淀;将下层沉淀经过水洗,获得膏状物,即为耐低温酵母。
优选地,所述海藻糖溶液的摩尔浓度为0.8~1.2mol/L。
优选地,所述耐低温酵母的用量为面粉质量的2.5-4.5%。
优选地,所述乳酸菌为旧金山乳杆菌、植物乳杆菌,短乳杆菌中的任意一种或一种以上的混合;乳酸菌的用量为面粉质量的0.5~1.5%。
优选地,所述胶原抗冻肽的用量为面粉质量的0.3~3%。
优选地,所述胶原抗冻肽的制备方法如下:在浓度为30~40mg/mL的猪皮胶原蛋白溶液中加入碱性蛋白酶的水溶液进行酶解,控制温度为45~55℃,pH值为7.8~8.2,酶解时间为180~240min;酶解结束后沸水浴灭酶,冷却至常温,离心,取上清液,脱水,得到胶原抗冻肽。
优选地,所述碱性蛋白酶的用量为猪皮胶原蛋白溶液质量的0.05~0.1%。
上述技术方案的步骤(3)中,也可先在预处理面团中加入鸡蛋、牛奶、糖、油等面制食品常规原料后再加入微生物菌种进行预发酵。
本发明由于采用了上述技术方案,具有以下有益效果:
1、本发明通过培育具有良好抗冻性的酵母菌,以及选择较耐低温的乳酸菌种类,提高冷冻面团解冻后醒发的产气能力,不仅可以增加面制食品的风味及弹性,而且有利于面制食品的比容接近未经冷冻面团制得的产品。通过海藻糖处理,可提高酵母细胞内海藻糖含量和抗冻性,在低温下处理,可进一步选出抗冻性良好的酵母。并且面团冰冻一定时间后仍保持较大的比容、膨胀度。
2、本发明在揉面时加入木聚糖酶和淀粉酶,可加速面粉中淀粉分解成为后续加入的微生物可利用的糖类,为菌种提供大量碳源,提高产酸量。同时,使得面粉中水溶性阿拉伯木聚糖水解为木糖、木二糖等,为酵母、乳酸菌、乳杆菌后面醒发时繁殖生长提供了碳源,使面团的产气能力大大增强。同时,水不溶性阿拉伯木聚糖降解威水溶性阿拉伯木聚糖,导致黏度更高的水溶性阿拉伯木聚糖含量显著增加,水溶性阿拉伯木聚糖包裹在气泡液膜周围,增加了面筋-淀粉膜的强度和延伸性,优化了面筋网络,使焙烤时气泡不容易破裂,且面团内气体扩散离开面团的速度减慢,提高了面团的持气能力,木聚糖酶通过提高面团的产气和持气能力,最终使面团体积增加,而且使烘焙之后的面制食品组织细腻、气孔均匀且口感良好。另外,烘焙面食在贮藏过程中会产生非常明显的老化现象:表皮干裂、内部组织变硬、易掉渣、风味损失等,丧失了食用功能,木聚糖酶的加入,优化了面筋网络,能更有效地减缓面制食品表皮水分挥发,阻碍了水分损失和重新分配,从而使得面皮硬度下降,提高口感柔软度,稳定了烘焙面制食品的组织结构。
3、本发明在揉面时加入胶原抗冻肽,可以在面团冷冻时抑制面团内冰晶的生长以及重结晶,保护微生物细胞内液体以免因结晶而破裂死亡,增加微生物的发酵能力。同时,也与木聚糖酶发挥部分相同作用,保护面团的面筋网络结构,增加面团的持气能力。
4、本发明的冷冻面团在经过解冻后醒发时,面团保有较好的产气和持气能力,说明面团内的发酵微生物仍保有较好的活性,利用该面团制成的包子、馒头、面包、面皮等产品,表皮光滑,蓬松性好,麦香浓郁,口感筋道,与新鲜发酵的面团制得的产品并无二致。
综上所述,本发明的预发酵冷冻面团技术,可以进行远距离运输和保存、降低连锁门店的人力成本和设备成本,使其根据销售情况合理安排生产,有效控制库存,便于质量控制和管理,降低损耗,控制成本,并且能让消费者享受到新鲜的面制食品。对促进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。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下举出优选实施例,对本发明进一步详细说明。然而,需要说明的是,说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解,即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例1
一种适用于冷冻面团的微生物发酵方法,包括如下步骤:
(1)培育发酵微生物:将活性干酵母和浓度为0.8mol/L海藻糖溶液按1:60的质量比混合后,在24℃下处理4h,然后在5000rpm转速下离心处理3min,静置10min,取下层沉淀;将下层沉淀经过水洗-过滤后,获得膏状物,即为耐低温酵母;
(2)酶解:将面粉、牛奶和饮用水按1:0.1:0.4的质量比混合,加入发酵罐中,再加入面粉质量0.1‰的淀粉酶,以及面粉质量0.1‰的木聚糖酶,在200rpm的转速、38℃的条件下酶解20min,得到预处理面团;所述淀粉酶的酶活力为50000U/g;所述木聚糖酶的活力为60000U/g;
(3)预发酵:在常温(25℃)环境下,在步骤(2)的预处理面团中加入步骤(1)耐低温酵母,以及加入乳酸菌和胶原抗冻肽,快速搅拌至面团光滑,静置10min,切割,搓圆,继续静置20min,整形后裹上保鲜膜,得面团生坯;
(4)冷冻:将步骤(3)的面团生坯置于温度为-15℃的冷库中冷冻0.5h,然后调节冷库温度在-15℃,检测面团生坯中心温度达到-15℃时,完成冷冻,将冷冻面团置于-20℃的环境下储存。
步骤(3)采用的胶原抗冻肽的制备方法如下:
在浓度为30mg/mL的猪皮胶原蛋白溶液中加入碱性蛋白酶的水溶液进行酶解,采用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为7.8,控制酶解温度为45℃,酶解时间为240min;酶解结束后沸水浴灭酶10min,冷却至常温,5000rpm离心10min,取上清液,冷冻干燥,得到胶原抗冻肽;
所述碱性蛋白酶的水溶液的制备方法为:取猪皮胶原蛋白溶液质量0.1%的碱性蛋白酶,加入10倍量的蒸馏水,搅拌均匀即得。
实施例2
一种适用于冷冻面团的微生物发酵方法,包括如下步骤:
(1)培育发酵微生物:将活性干酵母和浓度为0.9mol/L海藻糖溶液按1:57的质量比混合后,在25℃下处理3.5h,然后在4800rpm转速下离心处理3.5min,静置12min,取下层沉淀;将下层沉淀经过水洗-过滤后,获得膏状物,即为耐低温酵母;
(2)酶解:将面粉和饮用水按1:0.4的质量比混合,加入发酵罐中,再加入面粉质量0.12‰的淀粉酶,以及面粉质量0.2‰的木聚糖酶,在230rpm的转速、35℃的条件下酶解25min,得到预处理面团;所述淀粉酶的酶活力为48000U/g;所述木聚糖酶的活力为50000U/g;
(3)预发酵:在步骤(2)的预处理面团中加入步骤(1)耐低温酵母,以及加入乳酸菌和胶原抗冻肽,快速搅拌至面团光滑,静置12min,切割,搓圆,继续静置18min,整形后裹上保鲜膜,得面团生坯;
(4)冷冻:将步骤(3)的面团生坯置于温度为-14℃的冷库中冷冻0.6h,然后调节冷库温度在-16℃,检测面团生坯中心温度达到-15℃时,完成冷冻,将冷冻面团置于-25℃的环境下储存。
步骤(3)采用的胶原抗冻肽的制备方法如下:
在浓度为33mg/mL的猪皮胶原蛋白溶液中加入碱性蛋白酶的水溶液进行酶解,采用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为7.9,控制酶解温度为48℃,酶解时间为220min;酶解结束后沸水浴灭酶15min,冷却至常温,5500rpm离心9min,取上清液,冷冻干燥,得到胶原抗冻肽;
所述碱性蛋白酶的水溶液的制备方法为:取猪皮胶原蛋白溶液质量0.05%的碱性蛋白酶,加入5倍量的蒸馏水,搅拌均匀即得。
实施例3
一种适用于冷冻面团的微生物发酵方法,包括如下步骤:
(1)培育发酵微生物:将活性干酵母和浓度为1.0mol/L海藻糖溶液按1:55的质量比混合后,在25℃下处理3h,然后在4600rpm转速下离心处理4.5min,静置15min,取下层沉淀;将下层沉淀经过水洗-过滤后,获得膏状物,即为耐低温酵母;
(2)酶解:将面粉和饮用水按1:0.5的质量比混合,加入发酵罐中,再加入面粉质量0.15‰的淀粉酶,以及面粉质量0.18‰的木聚糖酶,在260rpm的转速、32℃的条件下酶解30min,得到预处理面团;所述淀粉酶的酶活力为46000U/g;所述木聚糖酶的活力为53000U/g;
(3)预发酵:在步骤(2)的预处理面团中加入步骤(1)耐低温酵母,以及加入乳酸菌和胶原抗冻肽,快速搅拌至面团光滑,静置15min,切割,搓圆,继续静置15min,整形后裹上保鲜膜,得面团生坯;
(4)冷冻:将步骤(3)的面团生坯置于温度为-12℃的冷库中冷冻0.7h,然后调节冷库温度在-18℃,检测面团生坯中心温度达到-16℃时,完成冷冻,将冷冻面团置于-18℃的环境下储存。
步骤(3)采用的胶原抗冻肽的制备方法如下:
在浓度为36mg/mL的猪皮胶原蛋白溶液中加入碱性蛋白酶的水溶液进行酶解,采用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为8.0,控制酶解温度为50℃,酶解时间为200min;酶解结束后沸水浴灭酶15min,冷却至常温,6000rpm离心15min,取上清液,冷冻干燥,得到胶原抗冻肽;
所述碱性蛋白酶的水溶液的制备方法为:取猪皮胶原蛋白溶液质量0.09%的碱性蛋白酶,加入15倍量的蒸馏水,搅拌均匀即得。
实施例4
一种适用于冷冻面团的微生物发酵方法,包括如下步骤:
(1)培育发酵微生物:将活性干酵母和浓度为1.1mol/L海藻糖溶液按1:52的质量比混合后,在26℃下处理2.5h,然后在4300rpm转速下离心处理5.5min,静置17min,取下层沉淀;将下层沉淀经过水洗-过滤后,获得膏状物,即为耐低温酵母;
(2)酶解:将面粉和饮用水按1:0.6的质量比混合,加入发酵罐中,再加入面粉质量0.18‰的淀粉酶,以及面粉质量0.14‰的木聚糖酶,在280rpm的转速、28℃的条件下酶解35min,得到预处理面团;所述淀粉酶的酶活力为43000U/g;所述木聚糖酶的活力为57000U/g;
(3)预发酵:在步骤(2)的预处理面团中加入步骤(1)耐低温酵母,以及加入乳酸菌和胶原抗冻肽,快速搅拌至面团光滑,静置18min,切割,搓圆,继续静置12min,整形后裹上保鲜膜,得面团生坯;
(4)冷冻:将步骤(3)的面团生坯置于温度为-11℃的冷库中冷冻0.8h,然后调节冷库温度在-19℃,检测面团生坯中心温度达到-18℃时,完成冷冻,将冷冻面团置于-23℃的环境下储存。
步骤(3)采用的胶原抗冻肽的制备方法如下:
在浓度为38mg/mL的猪皮胶原蛋白溶液中加入碱性蛋白酶的水溶液进行酶解,采用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为8.1,控制酶解温度为52℃,酶解时间为190min;酶解结束后沸水浴灭酶18min,冷却至常温,6800rpm离心10min,取上清液,冷冻干燥,得到胶原抗冻肽;
所述碱性蛋白酶的水溶液的制备方法为:取猪皮胶原蛋白溶液质量0.08%的碱性蛋白酶,加入10倍量的蒸馏水,搅拌均匀即得。
实施例5
一种适用于冷冻面团的微生物发酵方法,包括如下步骤:
(1)培育发酵微生物:将活性干酵母和浓度为1.2mol/L海藻糖溶液按1:50的质量比混合后,在26℃下处理2h,然后在4000rpm转速下离心处理6min,静置20min,取下层沉淀;将下层沉淀经过水洗-过滤后,获得膏状物,即为耐低温酵母;
(2)酶解:将面粉和饮用水按1:0.6的质量比混合,加入发酵罐中,再加入面粉质量0.2‰的淀粉酶,以及面粉质量0.12‰的木聚糖酶,在300rpm的转速、24℃的条件下酶解40min,得到预处理面团;所述淀粉酶的酶活力为40000U/g;所述木聚糖酶的活力为55000U/g;
(3)预发酵:在步骤(2)的预处理面团中加入步骤(1)耐低温酵母,以及加入乳酸菌和胶原抗冻肽,快速搅拌至面团光滑,静置20min,切割,搓圆,继续静置10min,整形后裹上保鲜膜,得面团生坯;
(4)冷冻:将步骤(3)的面团生坯置于温度为-10℃的冷库中冷冻1h,然后调节冷库温度在-20℃,检测面团生坯中心温度达到-18℃时,完成冷冻,将冷冻面团置于-24℃的环境下储存。
步骤(3)采用的胶原抗冻肽的制备方法如下:
在浓度为40mg/mL的猪皮胶原蛋白溶液中加入碱性蛋白酶的水溶液进行酶解,采用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为8.2,控制酶解温度为55℃,酶解时间为180min;酶解结束后沸水浴灭酶20min,冷却至常温,7500rpm离心10min,取上清液,冷冻干燥,得到胶原抗冻肽;
所述碱性蛋白酶的水溶液的制备方法为:取猪皮胶原蛋白溶液质量0.07%的碱性蛋白酶,加入8倍量的蒸馏水,搅拌均匀即得。
上述实施例1-5加入的耐低温酵母、乳酸菌和胶原抗冻肽占面粉质量的百分数见表1。本发明实施例所采用的乳酸菌,均按照常规乳酸菌活化方法进行活化后再加入预处理面团中。
Figure BDA0002451010690000081
表1
面团发酵力测定试验
在市面上购得某一品牌的高筋面粉一袋,取其中一部分面粉,按照本发明实施例1的方式处理后保存,记为面团A。剩余部分高筋面粉密封好存好,30天后取之前密封保存的高筋面粉,按照常规方式和面,松弛15min,切割,整形,使小面团体积与面团A一样大,把小面团记为面团B,在35℃、相对湿度80%下醒发60min,记录面团B的发酵力。同时取出面团A,在35℃,湿度75%条件下醒发,同时记录面团A的发酵力。重复上述试验9次,总共各测得10组数据,取10组数据的算数平均值。结果为,面团A的发酵力为650(CO2)/(mL/h),面团B的发酵力为695(CO2)/(mL/h)。说明本发明的冷冻面团在冷冻30天后,面团内的微生物仍保有较好的活性。与新鲜面团相比,本发明的冷冻面团的发酵力差距不大。到第30min,面团A的体积膨胀率明显高于面团B,说明经过预发酵的冷冻面团,可缩短发酵时间,解冻过程即为醒发过程,解冻结束即可投入生产使用。
面包品质对比试验
取上述试验面团A和面团B各10个,醒发到适合制作面包的程度,烘烤成面包(上火220℃,下火190℃,30min)。用面团A烘烤得到的面包作为试验组,用面团B烘烤得到的面包作为对照组。对两组面包进行烘焙品质评分,总分100分。评分标准见表2。
Figure BDA0002451010690000091
Figure BDA0002451010690000101
Figure BDA0002451010690000111
表2
按照表2的评分标准对试验组和对照组的各10个面包进行评价打分,两组的平均得分见表3。
Figure BDA0002451010690000112
表3
如表3所示,采用本发明的冷冻面团烘焙得到的面包,与采用新鲜面团烘焙得到的面包相比,在色泽、外观、口感等指标上相差不大,表皮光滑,色泽纯正,内部组织颗粒均匀,富有弹性,口感柔软,有较好的风味。

Claims (9)

1.一种适用于冷冻面团的微生物发酵方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)培育发酵微生物:采用海藻糖处理酵母,获得耐低温酵母;
(2)酶解:将面粉和饮用水按1:0.4~0.6的质量比混合,加入发酵罐中,再加入面粉质量0.1~0.2‰的淀粉酶,以及面粉质量0.1~0.2‰的木聚糖酶,在200~300rpm的转速、24~38℃的条件下酶解20~40min,得到预处理面团;
(3)预发酵:在常温环境下,在步骤(2)的预处理面团中加入步骤(1)耐低温酵母,以及加入乳酸菌和胶原抗冻肽,快速搅拌至面团光滑,静置10~20min,切割,搓圆,继续静置10~20min,整形后裹上保鲜膜,得面团生坯;
(4)冷冻:将步骤(3)的面团生坯置于温度为-15~-10℃的冷库中冷冻0.5~1h,然后调节冷库温度在-15~-20℃,检测面团生坯中心温度达到-15~-18℃时,完成冷冻,将冷冻面团置于环境温度不高于其中心温度的环境下储存。
2.据权利要求1所述的适用于冷冻面团的微生物发酵方法,其特征在于,所述淀粉酶的酶活力为40000~50000U/g;所述木聚糖酶的活力为50000~60000U/g。
3.据权利要求1所述的适用于冷冻面团的微生物发酵方法,其特征在于,采用海藻糖在低温下处理酵母的步骤如下:将活性干酵母和海藻糖溶液按1:50~60的质量比混合后,在24~26℃下处理2~4h,然后在4000~5000rpm转速下离心处理3~6min,静置10~20min,取下层沉淀;将下层沉淀经过水洗,获得膏状物,即为耐低温酵母。
4.据权利要求1所述的适用于冷冻面团的微生物发酵方法,其特征在于,所述海藻糖溶液的摩尔浓度为0.8~1.2mol/L。
5.据权利要求1所述的适用于冷冻面团的微生物发酵方法,其特征在于,所述耐低温酵母的用量为面粉质量的2.5-4.5%。
6.据权利要求1所述的适用于冷冻面团的微生物发酵方法,其特征在于,述乳酸菌为旧金山乳杆菌、植物乳杆菌,短乳杆菌中的任意一种或一种以上的混合;乳酸菌的用量为面粉质量的0.5~1.5%。
7.据权利要求1所述的适用于冷冻面团的微生物发酵方法,其特征在于,所述胶原抗冻肽的用量为面粉质量的0.3~3%。
8.据权利要求1所述的适用于冷冻面团的微生物发酵方法,其特征在于,所述胶原抗冻肽的制备方法如下:在浓度为30~40mg/mL的猪皮胶原蛋白溶液中加入碱性蛋白酶的水溶液进行酶解,控制温度为45~55℃,pH值为7.8~8.2,酶解时间为180~240min;酶解结束后沸水浴灭酶,冷却至常温,离心,取上清液,脱水,得到胶原抗冻肽。
9.据权利要求8所述的适用于冷冻面团的微生物发酵方法,其特征在于,所述碱性蛋白酶的用量为猪皮胶原蛋白溶液质量的0.05~0.1%。
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