八 鮮 過海各顯神通 水果發酵 摘要 : 我們試圖比較八種當季新鮮水果製作水果酵母的發酵情形, 並探討溫度對於水果酵母發酵的影響 我們選擇的八種當季 ( 春季 ) 新鮮水果做為培養水果酵母的原料, 在實驗之前首先進行水果酵母的初步培養, 之後再以中筋麵粉和細砂糖作為餵養酵母的材料 實驗結果發現 : 在我們所選擇的八種水果當中, 奇異果 草莓和小番茄都很適合做為水果酵母的原料, 另外, 蜜棗 蘋果 橘子 蓮霧等五種比較不適合 此外, 溫度會影響水果發酵的效率, 特別是 5 到 10 C 的低溫環境, 酵母會進入休眠狀態, 無法進行水果發酵 ; 其次, 在低溫環境中, 水果酵母活性大減, 可能需要進行攪拌與揉搓以刺激酵母的活性 壹 研究動機 五上自然課本第二單元提到 : 酵母菌發酵時產生二氧化碳, 可使麵包鬆軟好吃 除了市面上能買到的快速酵母菌小包, 我們可以自己想辦法製造出來或是從甚麼物質得到酵母菌嗎? 酵母的發酵與溫度有關係嗎? 因此我們設計實驗, 想做進一步的研究與探討 貳 研究目的 一 比較八種當季新鮮水果製作水果酵母的發酵情形 二 探討溫度對於水果酵母發酵的影響 參 研究設備及器材一 發酵材料 ( 一 ) 水果 : 包含 : 奇異果 蘋果 柳丁 橘子 蓮霧 蜜棗 小番茄 草莓 ( 二 ) 其他材料 : 包含 : 二號砂糖 中筋麵粉 溫開水 二 器材 : 水果刀 磅秤 透明玻璃罐 25 毫升注射筒 溫度計 玻璃攪拌棒 量匙 橡皮筋 保鮮膜 密封杯 200 毫升量杯 相機 冰箱 1
肆 研究過程 一 實驗準備 ( 一 ) 水果酵母第一次初步培養 : 水果 名稱 1. 奇異果 蜜棗 柳丁 橘子 蓮霧 小番茄 草莓 蘋果標示 奇異果蜜棗小番茄蘋果柳丁橘子蓮霧草莓 2. 將八種水果各切 30 公克, 加入 32 C 溫開水 20 毫升, 並留一些空間容納發酵 產生的二氧化碳 3. 以保鮮膜封住, 靜置 72 小時 4. 觀察發現 : (1) 奇異果 蓮霧 小番茄 草莓 橘子等五種水果都明顯長出白色的霉 (2) 蘋果產生許多泡沫 (3) 蜜棗 柳丁沒有產生明顯發霉的現象 (4) 水果酵母第一次初步培養之發霉現象紀錄, 詳如附件一 5. 修正 : 經討論後決定全部實驗重作, 靜置時間改為 48 小時, 若成功再繼續製做 ( 二 ) 水果酵母第二次初步培養 1. 八種水果各切 30 公克 39 C 溫開水 20 毫升, 留一些空間容納發酵產生的二氧化碳 2. 以保鮮膜封住, 靜置 48 小時 2
奇異果蜜棗小番茄蘋果 柳丁橘子蓮霧草莓 3. 靜置 24 小時候觀察, 八種水果都開始產生氣泡 奇異果蜜棗小番茄蘋果 柳丁橘子蓮霧草莓 4. 經過 48 小時的靜置之後, 八種水果產生的氣泡比前一天更多, 浸泡的開水也明顯變成混濁, 聞起來有點酸酸的 5. 八種水果當中有四種會沉下去, 分別是 : 奇異果 蜜棗 小番茄和蘋果 ; 另外四種會浮上來, 分別是 : 柳丁 橘子 蓮霧和草莓 6. 這些浸泡過水果的開水其中包含天然的水果酵母, 我們稱之為水果酵母液 7. 將八種水果酵母液分別倒出來, 分別裝入容量 350 毫升的密封杯中 3
奇異果蜜棗小番茄蘋果 柳丁橘子蓮霧草莓 ( 三 ) 水果酵母進階培養 : 1. 第一次加入 3 平匙 (15 公克 ) 的中筋麵粉 1 平匙 (5 公克 ) 的細砂糖, 均勻攪拌 後放入密封杯, 靜置 24 小時 4
2. 將倒出 20 毫升水果酵母液的八個水果玻璃瓶, 再次補充 23 C 20 毫升溫開水, 並留一些空間容納發酵產生的二氧化碳, 繼續製造水果酵母液, 以保鮮膜封住, 靜置 24 小時 3. 將第二次製造的水果酵母液分別加入密封杯 奇異果蜜棗小番茄蘋果 柳丁橘子蓮霧草莓 4. 第二次加入加入 3 平匙 (15 公克 ) 的中筋麵粉 1 平匙 (5 公克 ) 的細砂糖, 均勻 攪拌後放入密封杯, 靜置 24 小時 5
5. 第三次加入加入 3 平匙 (15 公克 ) 的中筋麵粉 1 平匙 (5 公克 ) 的細砂糖, 均勻 攪拌後放入密封杯, 靜置 24 小時 奇異果蜜棗小番茄蘋果 柳丁橘子蓮霧草莓 6. 第四次加入加入 3 平匙 (15 公克 ) 的中筋麵粉 1 平匙 (5 公克 ) 的細砂糖, 均勻攪 拌後放入密封杯, 靜置 24 小時 奇異果蜜棗小番茄蘋果 6
柳丁橘子蓮霧草莓 二 實驗過程 ( 一 ) 實驗一 1. 方法 : (1) 將八個水果酵母密封杯的內容物都倒出, 分別加入 4 大平匙 (40 公克 ) 的中筋麵粉做成麵糰 (2) 八個麵糰分別放入量杯中, 以保鮮膜覆蓋, 靜置 1 小時 7 小時發酵, 分別進行八次觀察紀錄 2. 結果 : (1) 體積 : 八個麵糰在不同時間之發酵體積詳如下表 :( 八個麵糰在不同時間之 發酵情形, 詳如附件一 ) 麵糰體積 ( 毫升 ) 奇異果 蜜棗 小番茄 蘋果 柳丁 橘子 蓮霧 草莓 時間 0 小時 (14:00) 75 75 70 70 75 75 70 70 1 小時 (15:00) 80 80 80 80 75 80 75 80 2 小時 (16:00) 85 80 80 80 75 80 75 85 3 小時 (17:00) 85 85 80 80 75 80 80 90 4 小時 (18:00) 85 85 85 80 75 80 80 90 5 小時 (19:00) 85 85 85 80 75 80 80 90 6 小時 (20:00) 90 90 85 80 80 80 80 90 7 小時 (21:00) 90 90 85 80 80 80 80 90 7
(2) 實驗溫度如下表 : 金門氣象站觀測時間 : 2014/04/06 觀測時間 測站氣壓 (hpa) 溫度 ( C) 相對濕度 (%) 14:00 1016.4 20.2 60 15:00 1015.5 19.9 60 16:00 1016 18.4 62 17:00 1016.7 17.7 63 18:00 1016.6 16.6 63 19:00 1016.7 16.2 61 20:00 1017.8 15.6 62 21:00 1017.9 15.7 59 (3) 平均實驗溫度 :17.5( C ) ( 二 ) 實驗二 1. 方法 : 將八個麵糰分別放入量杯中, 以保鮮膜覆蓋, 經過冰存於冰箱冷藏室中 12 小時後, 開始每隔 1 小時取出, 分別進行八次觀察紀錄 2. 結果 : (1) 體積 : 八個麵糰在不同時間之發酵體積詳如下表 : 麵糰體積 ( 毫升 ) 奇異果 蜜棗 小番茄 蘋果 柳丁 橘子 蓮霧 草莓 時間 0 小時 (09:00) 90 90 85 80 80 80 80 90 1 小時 (10:00) 90 90 85 80 80 80 80 90 2 小時 (11:00) 90 90 85 80 80 80 80 90 3 小時 (12:00) 90 90 85 80 80 80 80 90 4 小時 (13:00) 90 90 85 80 80 80 80 90 5 小時 (14:00) 90 90 85 80 80 80 80 90 6 小時 (15:00) 90 90 85 80 80 80 80 90 7 小時 (16:00) 90 90 85 80 80 80 80 90 (2) 實驗溫度均為 5( C ) (3) 連續觀察 7 小時後, 發酵速度均為零, 發現麵糰呈休眠狀態 8
( 三 ) 實驗三 1. 方法 : (1) 將冰存之麵糰退冰 恢復至室溫 (4 小時 ) 之後, 繼續觀察紀錄 (2) 量杯中的八個麵糰仍以保鮮膜覆蓋, 靜置 1 小時 7 小時, 分別進行八次觀察紀錄麵團退冰之後發酵的情形 2. 結果 : (1) 體積 : 八個麵糰退冰後, 在不同時間之發酵體積詳如下表 :( 退冰後的八個 麵糰在不同時間之發酵情形, 詳如附件三 ) 麵糰體積 ( 毫升 ) 奇異果 蜜棗 小番茄 蘋果 柳丁 橘子 蓮霧 草莓 時間 剛退冰 (08:10) 90 90 85 80 80 80 80 90 0 小時 (12:10) 90 90 85 80 80 85 80 90 1 小時 (13:10) 95 90 90 80 80 85 80 90 2 小時 (14:10) 95 95 90 80 80 85 80 95 3 小時 (15:10) 100 95 90 80 85 85 80 95 4 小時 (16:10) 105 95 90 85 85 85 85 95 5 小時 (17:10) 105 95 90 85 85 85 90 95 6 小時 (18:10) 105 95 95 85 85 85 90 95 7 小時 (19:10) 105 95 95 85 85 90 90 95 (2) 實驗溫度如下表 : 金門氣象站觀測時間 : 2014/04/10 觀測時間 測站氣壓 (hpa) 溫度 ( C) 相對濕度 (%) 12:00 1013.6 25 62 13:00 1012.7 25.4 60 14:00 1011.8 25.5 58 15:00 1011.2 24.6 58 16:00 1011 23.3 55 17:00 1011.2 22.3 55 18:00 1011.4 20.3 64 19:00 1011.6 19 63 9
(3) 平均實驗溫度 :23.6 ( C ) 伍 研究結果一 三次實驗麵糰體積變化結果 : 麵糰體積 ( 毫升 ) 奇異果 蜜棗 小番茄 蘋果 柳丁 橘子 蓮霧 草莓 第一次實驗增加 (17.5 C ) 15 15 15 10 5 5 10 20 第二次實驗增加 (5.0 C ) 0 0 0 0 0 0 0 0 第三次實驗增加 (23.6 C ) 15 5 10 5 5 10 10 5 合計增加體積 30 20 25 15 10 15 20 25 二 麵糰體積變化比較 ( 一 ) 實驗一 : 實驗溫度平均為 17.5 C, 麵糰體積以 草莓 增加最多, 為 20 毫升, 其次是 奇異果 蜜棗 和 小番茄, 都是 15 毫升 ; 柳丁 和 橘子 發酵的速率最慢, 都是 5 毫升 ( 二 ) 實驗二 : 實驗溫度為 5 C, 八個麵糰均呈休眠狀態, 體積都沒有變化 ( 三 ) 實驗三 : 實驗溫度平均為 23.6 C, 麵糰體積以 奇異果 增加最多, 為 15 毫升, 其次是 小番茄 橘子 和 蓮霧, 都是 10 毫升 ; 蜜棗 蘋果 柳丁 和 草莓 發酵的速率最慢, 只有 5 毫升 ( 四 ) 八個麵糰在這三次實驗中合計增加的體積, 麵糰體積以 奇異果 增加最多, 為 30 毫升, 其次是 小番茄 和 草莓, 都是 25 毫升 ; 體積增加最少的是 柳丁, 只有 10 毫升 ( 五 ) 第三次實驗的平均實驗溫度雖然比第一次實驗平均溫度高出 6.1 C, 但是麵糰經過低溫 5 C 冰存 12 小時後, 再退冰回溫, 只有 橘子 的麵糰在第三次實驗的發酵增加的體積大於第一次實驗的發酵速率 陸 討論一 關於水果發酵 : ( 一 ) 無論實驗溫度平均 20 C 以上或以下, 奇異果 麵糰體積都是增加 15 毫升, 另外, 在這三次實驗中合計增加的體積也是最多, 表示在氣溫涼爽的時期, 奇異果非常適合做為水果酵母的原料 10
( 二 ) 實驗溫度低於 20 C 時, 以 草莓 的表現最為亮眼, 然而, 新鮮的草莓非常容易腐敗且不易保存, 因此若是以草莓做為水果酵母的原料, 應選擇氣溫較為涼爽的時期 ( 三 ) 實驗溫度 20 C 以下時, 小番茄 麵糰體積增加 15 毫升, 經過低溫冰存 實驗溫度 20 C 恢復到以上時, 小番茄 麵糰體積增加 10 毫升, 整體增加了 25 毫升, 表示在氣溫涼爽的時期, 小番茄也適合做為水果酵母的原料 ( 四 ) 原本我們在第一次初步培養水果酵母時, 發現 蘋果 產生許多泡沫, 並且 蜜棗 和 柳丁 都沒有產生明顯發霉的現象, 因此我們最看好這三種水果的表現, 結果發酵體積增加最少的卻是 柳丁 ; 其次, 蘋果 和 蜜棗 的表現也不特別突出 這表示這三種水果比較不會腐敗, 但是拿來做水果酵母的原料依舊略遜一籌 ( 五 ) 實驗溫度低於 20 C 時, 柳丁 和 橘子 發酵的速率最為緩慢, 整體的表現上也不理想, 這表示這兩種水果不太適合拿來做水果酵母的原料 二 關於溫度對水果發酵的影響 : ( 一 ) 實驗溫度為 5 C, 八個麵糰的體積都沒有變化, 表示在室溫下 自然進行的水果發酵不適合在氣溫寒冷的季節進行 ( 二 ) 原本我們預測 : 溫度會影響水果發酵的效率, 其次, 在實驗溫度平均 20 C 以上時的發酵速率, 可能會優於 20 C 以下時的速率, 也就是預測第三次實驗的麵糰體積增加速率會比第一次實驗來得快, 但是實驗結果卻不然, 只有 橘子 的表現不佳卻符合我們的預測 我們認為可能是由於水果麵糰經過低溫冰存之後, 水果酵母活性大減, 或是沒有第一次實驗進行之前的攪拌與揉搓, 導致退冰之後雖然室溫較高, 發酵反應效果不佳 柒 結論一 關於水果酵母的發酵情形 : 在我們的實驗中所選擇的八種當季 ( 春季 ) 新鮮水果當中, 奇異果 草莓和小番茄都很適合做為水果酵母的原料, 另外, 蜜棗 蘋果 橘子 蓮霧等五種比較不適合 二 溫度對於水果酵母發酵的影響 : 11
溫度會影響水果發酵的效率, 特別是 5 到 10 C 的低溫環境, 酵母會進入休眠狀態, 無法進行水果發酵 ; 其次, 在低溫環境中, 水果酵母活性大減, 可能需要進行攪拌與揉 搓以刺激酵母的活性 捌 參考資料及其他 鄭昆 (1985) 酵母魔術真神奇 科學樂園 3 化學魔術 (106-127 頁 ) 臺北市 : 華一書局 張青史 (2005) 科學知識全知道 (158 頁 ) 臺北市: 風車圖書出版社 馬克魯 (Ko-Lu Ma) 羅鳳恩 陳佳琪(2013) 麵包發酵之研究 - 以水果酵母菌為例 生物產業科技管理叢刊,4 (2),P97 111 簡思平 曹志雄 許秀華 (2012) 不同水果發酵液應用於天然酵母麵包製備及其品質特性探討 餐旅暨觀光,9(4) 許雅琄 (2007) 由水果中培養天然微生物應用於天然酵母麵包製程之研究(II): 連續式液態培養法 中興大學食品暨應用生物科技學系碩士論文, 未出版, 台中市 中央氣象局全球資訊網 / 觀測 / 外島 / 金門 / 金門 30 天觀測資料 台北市 : 中央氣象局 2014/ 04/ 06 及 2014 / 04 / 10, 取自 :http://www.cwb.gov.tw/v7/observe/real/46711.htm 12
附件一水果酵母第一次初步培養之發霉現象紀錄 奇異果蓮霧小番茄草莓橘子 蘋果蜜棗柳丁 13
附件二第一次實驗八個麵糰在不同時間之發酵情形 時間 麵糰發酵 情形 奇異果蜜棗小番茄蘋果 0 小時 (14:00) 1 小時 (15:00) 2 小時 (16:00) 3 小時 (17:00) 4 小時 (18:00) 14
5 小時 (19:00) 6 小時 (20:00) 7 小時 (21:00) 時間 麵糰發酵 情形 柳丁橘子蓮霧草莓 0 小時 (14:00) 1 小時 (15:00) 15
2 小時 (16:00) 3 小時 (17:00) 4 小時 (18:00) 5 小時 (19:00) 6 小時 (20:00) 7 小時 (21:00) 16
附件三第三次實驗退冰後八個麵糰在不同時間之發酵情形 時間 麵糰發酵 情形 奇異果蜜棗小番茄蘋果 剛退冰 (08:10) 0 小時 (12:10) 1 小時 (13:10) 2 小時 (14:10) 3 小時 (15:10) 17
4 小時 (16:10) 5 小時 (17:10) 6 小時 (18:10) 7 小時 (19:10) 時間 麵糰發酵 情形 柳丁橘子蓮霧草莓 剛退冰 (08:10) 0 小時 (12:10) 18
1 小時 (13:10) 2 小時 (14:10) 3 小時 (15:10) 4 小時 (16:10) 5 小時 (17:10) 6 小時 (18:10) 19
7 小時 (19:10) 20