引言
大米和面包是全球主要的碳水化合物来源，尤其是在亚洲，大米消费和产量非常高（Alam et al., 2024; Ridwan et al., 2024; Sun et al., 2025）。然而，在韩国，富含肉类和面包的西方饮食逐渐普及，导致大米消费量持续下降，引发了人们对国家粮食自给自足的担忧（Kim et al., 2025; Ryu et al., 2024）。为了解决这一问题，研究人员探索了将米粉添加到面包配方中的方法，大多数研究集中在物理化学方面，如米粉替代比例、研磨方法和品种特性（Choi, 2010; Choi & Jung, 2021; Yoon et al., 2016）。然而，大米本身的面筋含量低，风味有限，这限制了它在面包制作中的结构和感官贡献（Park et al., 2014）。因此，生物策略受到了关注，特别是使用替代性发酵微生物来改善添加了米粉的面包的功能和感官品质（Chi? et al., 2020; Wahyono et al., 2016）。
大多数酵母通过多种代谢途径产生多种次级代谢产物，包括酒精、醛类、酯类和有机酸，这些途径包括酒精发酵、Ehrlich 和 shikimate 途径以及 TCA 和 glyoxylate 循环（Heitmann et al., 2018; Ni?in et al., 2022）。这些代谢产物可通过酶促反应进一步转化为多种具有芳香活性的化合物，这些化合物在决定面包的整体风味和质量方面起着关键作用（Birch et al., 2013）。在酵母中，Saccharomyces cerevisiae 是最广泛使用的烘焙酵母，它通过发酵糖类产生 CO?，从而使面团膨胀并有助于面包结构的形成（Ali et al., 2012）。它还会产生挥发性芳香化合物，如酒精，这些化合物 contribut 于面包的特色香气（Lim & Lee, 2025; Wahyono et al., 2016）。然而，单独使用 S. cerevisiae 时，产生多样化和复杂香气的能力有限（Zotta et al., 2022）。为了解决这个问题，人们研究了同时使用 S. cerevisiae 和非Saccharomyces 酵母进行共发酵，以拓宽挥发性芳香化合物的范围并增强面包的风味复杂性（Condessa et al., 2022; Li, Li, et al., 2019; Zhou et al., 2021）。尽管关于非Saccharomyces 酵母在面包发酵中的作用的研究仍然有限，但已知这些酵母具有多功能代谢产物（包括酶、有机酸和胞外多糖），这些产物可能有助于有效的面团膨胀和质地改良，突显了它们在工业烘焙应用中的潜力（Sadeghi et al., 2025）。
在作为面包膨松剂测试的非Saccharomyces 酵母中，Wickerhamomyces anomalus 和 Torulaspora delbrueckii 被报道可以增强挥发性芳香化合物的多样性（Aslankoohi et al., 2016; Wahyono et al., 2016）。我们之前的工作表明，从传统韩国nuruk中分离出的 W. anomalus JK04（以前称为 Pichia anomala JK04）和 T. delbrueckii JK08 可以产生广泛的挥发性芳香化合物，并为面包提供良好的感官特性（Anonymous, 2016），这突显了这些菌株作为烘焙工业发酵剂成分的潜力。然而，对于实际的工业应用，需要开发易于使用的干燥发酵剂，以确保在储存和分销过程中的微生物稳定性。在商业发酵剂生产中，冷冻干燥是最常用的方法，因为它具有出色的储存稳定性和复水效率。然而，冷冻干燥过程中的冰晶形成会损坏细胞膜并降低存活率，而较长的处理时间会增加生产成本（Ambros et al., 2019; Lee et al., 2016; Phan Van et al., 2024）。相比之下，空气爆破干燥是一种节能的替代方法，如果在适中温度（30–40°C）下进行，可以缩短干燥时间并降低运营成本，同时减少热应激并保持微生物活性（Santivarangkna et al., 2007; Tan et al., 2018）。尽管空气爆破干燥产生的发酵剂长期储存稳定性较低，但可以通过优化保护剂、复水介质和抗氧化处理来缓解这一问题（Casas-Godoy et al., 2021）。
在本研究中，我们旨在评估：(i) 在空气爆破干燥过程中添加特定保护剂和抗氧化剂以提高 W. anomalus JK04 和 T. delbrueckii JK08 的细胞存活率和储存稳定性；(ii) 在添加了米粉的面包发酵中，以高和低Saccharomyces–S. cerevisiae>比例应用这些空气爆破干燥的发酵剂对面包质地、挥发性芳香化合物多样性和风味强度的影响。最终，我们开发了即用型空气爆破干燥的非Saccharomyces 发酵剂，可以直接接种而无需预培养步骤，支持其在烘焙工业中的实际应用。
章节片段
菌株和材料
作为对照，使用了一种商业化的 S. cerevisiae 酵母（Jenico Foods Co., Ltd., Gyeonggi-do, Korea）。测试了两种非Saccharomyces 酵母菌株——W. anomalus JK04 和 T. delbrueckii JK08，它们之前从传统的韩国nuruk中分离出来，并在 -80°C 和 20% 甘油中保存，以评估它们对添加了米粉的面包风味的影响（Anonymous, 2016）。这些非Saccharomyces 酵母在 YPD 溶液和 YPD 球脂平板上培养。用于面包的原材料
根据干燥时间变化的酵母存活率和水分含量
如图 1 所示，W. anomalus JK04 和 T. delbrueckii JK08 在空气爆破干燥 40 分钟后的存活率分别达到 93.2% 和 74.2%，对应的残余水分含量分别为 4.89% 和 6.80%。随干燥时间的增加而初步提高的存活率可能与细胞内海藻糖的积累有关，海藻糖可以保护细胞免受脱水胁迫（Shima & Takagi, 2009）。与我们的结果一致，Soltani 等人（2020）也报告了干燥后的酵母含有 4–6%
结论
本研究表明，两种空气爆破干燥的非Saccharomyces 酵母 W. anomalus JK04 和 T. delbrueckii JK08 可以与 S. cerevisiae 一起作为共发酵剂用于面包发酵。优化干燥条件和抗氧化剂添加提高了干燥酵母的储存稳定性，支持了它们的实际应用性。发酵动力学表明，延长发酵时间部分补偿了由于发酵活性降低而带来的问题
CRediT 作者贡献声明
Yeong-Jun Kim: 写作——原始草稿、方法论、研究、概念化。 Su-Hyun Lee: 写作——原始草稿、方法论、研究、概念化。 Jong-Hyun Lee: 验证、方法论。 Jun-Su Choi: 编写——审阅与编辑、验证、正式分析、数据管理。 Sae-Byuk Lee: 编写——审阅与编辑、监督、资源管理、概念化。
知情同意和患者详细信息
已从所有参与者或其法定代理人处获得了参与研究并发表文章的书面知情同意。尊重了参与者的隐私权。
人类研究
本研究遵守了进行研究所在地的相关法律、监管框架和指南。
本研究已获得庆北国立大学伦理委员会的批准（批准号 2024–0396）。
Hansen and Schieberle, 2005
Larroque et al., 2021
Li et al., 2025
Liu et al., 2022
Liu et al., 2018
Shen et al., 2024
Xi et al., 2020
Xu et al., 2019
Xu et al., 2020
利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：Sae-Byuk Lee 报告称获得了庆北国立大学的财务支持。如果有其他作者，他们声明没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢 Ju Hyun Min 和 Prof. Young Hoon Jung 在提供分析资源、分析面包质地以及验证结果和讨论方面的帮助。
