师雨梦1,2,滕 超1,2,*,汤回花1,2,何天盈1,匡金宝3,杨文静3
(1.北京工商大学,食品质量与安全北京实验室,北京 100048; 2.北京工商大学,北京市食品添加剂工程技术研究中心,北京 100048; 3.安琪酵母股份有效公司，湖北宜昌 443003)
摘 要:本研究对八种商用酵母制作的馒头品质进行研究,采用SMPE与GC-MS联用技术检测馒头中挥发性成分的种类与含量,成立感官评价小组对各样品进行评分。检测结果显示:酵母种类对馒头品质有显著影响,且各样品中均存在其特有挥发性成分;挥发性物质种类与感官评价得分有一定相关性,在馒头感官评价中,干酵母的表现要优于鲜酵母。Y-5样品中检测到16种挥发性物质,其感官评价得分也最高,为82.03分;Y-3样品中挥发性成分含量最多,高达137.43 μg/g;挥发性成分种类最少的为X-2样品,仅有8种物质,含量为9.08 μg/g;感官评价得分最低的为Y-1样品,仅为76.67分。结论：明确了酵母对馒头风味的影响，为馒头工业化生产提供理论依据。
关键词:馒头,挥发性风味物质,酵母,感官评价
馒头是我国重要的传统主食,松软可口,风味独特,具有“东方美食”的赞誉,又被称为“蒸制面包”(Steamed Bread)[1-2]。我国面制品总市场中,馒头占据了30%以上的份额[3-4];作为发酵食品,馒头发酵剂对其品质具有极大影响;商业酵母发酵力强,使得馒头制作过程更为快捷,同时为馒头带来独特的风味,因此广受消费者青睐。
市场中商业酵母品牌多样、种类繁杂,包括鲜酵母、半干酵母、干酵母等。其中,鲜酵母是将酵母菌种进行发酵、洗涤、过滤后得到的;而干酵母和半干酵母则是在鲜酵母的基础上,加入一定量的乳化剂再进行干燥所得。不同酵母的产气能力、发酵产物均有差异,近年来多位学者针对干酵母及传统发酵剂对馒头中挥发性成分影响进行研究[5-9],发现发酵剂的种类选择对于馒头中挥发性成分具有显著影响,苏东民等[9]针对四种不同的商业干酵母制作的馒头进行风味分析,但关于鲜酵母、半干酵母对馒头品质的影响的研究还未见报道;所以,将多种商用酵母对馒头品质的影响进行横向对比就极为重要。因此,本文选择八种商用酵母进行实验,采取固相微萃取(solid-phase microextraction,SPME)[10]的前处理方法来萃取馒头样品中的挥发性物质,再利用气相色谱-质谱联用法(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)来检测萃取到的物质,在NIST.14库中进行检索、汇总与分析,同时成立感官评价小组进行感官评分,综合考察馒头品质情况,继而为馒头工业化提供理论基础与参考依据。
表1 酵母编号，添加量及醒发时间总表
Table 1 The numeration,addition amount and proof time of yeast
酵母种类半干酵母B-1鲜酵母X-1鲜酵母X-2干酵母Y-1干酵母Y-2干酵母Y-3干酵母Y-4干酵母Y-5添加量(%)1 11 60 60 40 8111醒发时间(min)3030455030303030
表2 馒头样品感官评价评分细则
Table 2 Details of the sensory evaluation of steamed bread samples
指标满分评分细则比容(mL/g)1515-(2 8-比容)/0 16延展率(宽/高)51(1 16～1 20)；2(1 21～1 25)；3(1 26～1 30)；4(1 31～1 35)；5(1 36～1 40)；4(1 41～1 45)；3(1 46～1 50)；2(1 51～1 55)；1(1 56～1 60)表皮颜色10表皮白度越适宜，则得分越高表皮光泽5表皮越光亮，则得分越高表皮状况10表皮未出现起皱、小麻点、气泡烫斑，越光滑，则得分越高瓤颜色5馒头瓤白度越适宜，则得分越高组织结构10馒头瓤内部组织越均匀，气孔越小，越柔软细腻，则得分越高弹性10馒头瓤弹性与嚼劲越适宜，则得分越高硬度10馒头硬度适中、口感越佳，则得分越高香味10馒头瓤无酸味、怪味，发酵面制品的清香越适宜，则得分越高滋味10馒头瓤风味清香、口感越佳、滋味更愉悦，则得分越高
注：延展率得分根据其宽/高计算值所在区间来判定,如延展率在1.16～1.20范围内,则得分为1;其他各项得分则依据评分人员按照各项要求对馒头进行打分。
1.1 材料与仪器
五得利五星特精面粉 五得利面粉集团有限公司;酵母 八种酵母,包括一种半干酵母、两种鲜酵母、五种干酵母,均购自市场。
Sartorius BSA 124S-CW电子天平 赛多利斯科学仪器有限公司;SZM-60搅拌机(和面机) 广东旭众食品机械有限公司;欧美佳CV醒发箱 湖北欧美家食品机械有限公司;固相微萃取顶空瓶(40 mL) 美国QEC公司;7890A 气相色谱 美国Agilent公司;7000B三重四级杆质谱 美国Agilent公司;Sniffer 9000 嗅闻仪 瑞士Brechbuhler公司;固相微萃取(SPME) 美国Supelco公司。
1.2 实验方法
1.2.1 馒头蒸制方法 取300 g面粉,38 ℃温水150 mL,适量酵母;将酵母置于总添加量50%的水中活化5 min;将酵母活化液、剩余温水与面粉倒入和面机,和面10 min形成光滑面团;称重量为100 g左右的面团,力道适中揉制80下,搓20下,形成半圆形馒头坯,在38 ℃、相对湿度75%的醒发箱内醒发一定时间;之后进行馒头蒸制,即沸水锅中汽蒸25 min,停止蒸制后闷5 min,再取出馒头,晾凉20 min,实验前，迅速准确取馒头芯进行风味物质分析及感官评价。
不同酵母发酵能力不同,因此选择其建议添加量中值进行实验,根据面团发酵情况确定其最适醒发时间,详情见表1。
1.2.2 顶空-固相微萃取操作方法 将水浴锅温度调至60 ℃备用;取晾凉后的馒头芯2 g于40 mL顶空瓶中,加入1 μL浓度为0.816 μg/μL内标2-甲基-3-庚酮后密封,将其放置于60 ℃的恒温水浴锅内,平衡20 min;平衡结束后,再将SPME进样针插进样品瓶,小心推出纤维萃取头,吸附40 min后,将纤维头缩回,小心拔出[11-12]。待气相色谱仪显示“ready”后,将SPME进样针小心快速的插入进样口,再次推出萃取头,进行5 min解析,再缩回纤维头并拔出。
1.2.3 气相色谱-质谱联用检测条件 色谱条件:极性毛细管柱DB-WAX;固定相为聚乙二醇;载气为高纯氦气,流速1.0 mL/min;进样口温度230 ℃;不分流模式;初始炉温40 ℃,保持2 min,以2 ℃/min升到50 ℃,再以5 ℃/min升到110 ℃,再以3 ℃/min升到230 ℃,保持4 min。
质谱条件:电子电离(electron ionization,EI)源,电子能量70 eV;离子源温度200 ℃;接口温度280 ℃,质量扫描范围29～800 u;标准调谐,全扫描模式进行数据采集;无溶剂延迟。
1.2.4 馒头感官评价 参考GB/T 21118-2007小麦粉馒头、苏东民等[14]制订的评分标准,结合实际情况进行适当修改,制作出评分细则,百分制,经感观培训的五位同学组成感观评价小组独立进行评分,计算其平均值。具体评分细则如表2所示。
2.1 八种酵母发酵馒头中挥发性成分分析
表3 SPME法鉴定各商业酵母馒头样品中的香气化合物
Table 3 Identified the aroma compounds in the steamed bread samples by SPME method
序号化合物浓度(μg/g)B-1X-1X-2Y-1Y-2Y-3Y-4Y-51苯甲醇---0 554 35--0 092苯乙醇4 695 662 2717 8317 2829 342 232 633D-香茅醇---9 4411 99---4顺-3-壬烯醇-1 00---8 552 231 375十六酸乙酯--0 74-----6月桂酸甲酯-5 26------7肉豆蔻酸甲酯-1 23--2 03---8顺式-十八烷酸甲酯-1 36------9十五碳酸甲酯----2 14---10(Z)-十六烯酸甲酯----7 90---11十七酸甲酯----2 61---12十八烷酸甲酯----4 13---13油酸甲酯----19 76---14亚麻酸甲酯----2 57---15辛酸乙酯0 46-------16丙位壬内酯------0 36-17壬醛0 421 350 771 370 937 960 450 8818苯甲醛2 541 503 194 38-28 473 753 5819苯乙醛-----5 59--20糠醛--0 860 41--0 14-21反-2-辛烯醛-----5 47--22反式-2，4-癸二烯醛-----1 640 210 19232-辛酮0 210 19------24甲基庚烯酮---0 80----25香叶基丙酮-3 48------263-辛烯-2-酮------0 11-274-乙烯基-2-甲氧基苯酚0 21-0 28-----282，4-二叔丁基苯酚-0 570 54--1 930 730 28294-乙烯基-2-甲氧基苯酚0 17-----0 190 3430丁香酚甲醚---3 988 39---31异丁香酚甲醚-0 67-21 3029 18---32萘-0 850 44--2 00-0 5933苯乙烯---0 85---0 3834邻二甲苯---3 98----352-甲基萘-----0 76--361，2，3，5-四甲基苯-------0 65374-乙基邻二甲苯-------0 5538芳香烃-------0 13392-戊基呋喃-7 33-4 071 6639 421 512 4740长叶烯1 72----4 41-2 8641吲哚9 25----1 871 723 10求和19 6630 469 0868 95114 92137 4313 6520 08计数91381213131216
表4 不同酵母发酵的馒头中挥发性物质统计结果(%)
Table 4 Type and relative percentage of aromatic compounds in steamed bread samples(%)
样品醇脂醛酮醚苯环其他含量种含量种含量种含量种含量种含量种含量种B-123 8412 34115 0421 0910 0000 00057 714X-121 88225 7539 33212 0722 2112 79125 952X-224 9818 16153 0430 0000 0004 8619 012Y-140 3430 0008 9331 16136 6625 7817 142Y-229 25335 8060 8110 00032 6920 0001 451Y-327 5720 00035 7550 0000 0002 01234 664Y-432 7322 65133 4240 7710 0000 00030 404Y-520 3430 00023 1330 0000 0008 90347 657
固相微萃取的前处理方式能有效吸附样品中的挥发性成分,针对GC-MS检测到的化学成分,采取化学工作站数据处理系统、在NIST14.L谱图库中进行检索与分析,利用峰面积归一法进行挥发性成分定量,并将不同样品中挥发性成分进行对比整理,结果如表3所示。将检测到的挥发性成分依次分类,并统计其在总含量中的百分比,数据如表4所示。
对比表3、表4,发现馒头样品中检测到的主要挥发成分的种类比较一致,均为醇、脂、醛等,这也是各馒头在风味上的表现大体相同的原因。但详细对比后发现,不同的酵母添加量与醒发时间所制作得到的馒头样品中,无论是挥发性成分的种类还是含量上、均有所不同,这与Corsetti等的研究结果相一致[15];同时一些特殊挥发物如酮类、醚类的存在与否,酯类、醇类的含量多少均有所不同,因此不同样品呈现出的风味也并不一致。此外,在检测到的大量风味物质中,存在二十余种烃类物质,考虑到烃类的芳香阈值大多数都很高,在馒头样品的整体风味中的意义与贡献率不大,因此在表格中并未对其进行完整的呈现。
对表3分析可知,样品的挥发性风味物质的总含量排序为Y-3>Y-2>Y-1>X-1>Y-5>B-1>Y-4>X-2,种类排序为Y-5>Y-2=Y-3=X-1>Y-1=Y-4>B-1>X-2;其中Y-2、Y-3号样品中检测到的挥发性物质含量远高于其他样品,而风味物质含量上,Y-5则具有更明显的优势;按照以上分析,可初步推断在馒头风味中,干酵母的表现要优于半干酵母与鲜酵母,而又以Y-2、Y-2、Y-5三种最具有优势。
对表3进行分析,发现8种样品中所检测到的挥发性成分种类上各有侧重:醇类的含量相对较多,检测到的物质中,有20%～40%都是醇类;酯类含量差异较大,其中Y-2样品中35.8%的挥发性物质均为酯类,而Y-1、Y-3、Y-5样品中却不含任何酯类物质;苯环类物质含量普遍较少,含量最多的Y-5样品也仅有8.9%挥发性物质为苯环类;醚类在Y-1、Y-2样品中占比较大;其他类的挥发性物质则普遍存在于各个样品中,含量从1.45%～57.71%不等。
纵观上表,发现某些挥发性成分普遍存在于各个样品中,比如苯乙醇(甜玫瑰香)、壬醛(玫瑰柑橘等香气)、苯甲醛(特殊的杏仁气味[16])、2-戊基呋喃(豆香、清香);而不同酵母发酵得到的样品也存在其特有挥发性物质:B-1样品中含有少量的辛酸乙酯(白兰地酒香)与辛酮(清香与果香[17]);X-1样品中检测到少量的月桂酸甲酯(花香)、肉豆蔻酸甲酯(类似蜂蜜、鸢尾的香气)、香叶基丙酮(热带水果香韵);X-2样品中检测到少量十六酸乙酯(果香和奶油香气);Y-1样品中的甲基庚烯酮(清香、柑橘样气息);Y-2样品中含有少量D-香茅醇(甜玫瑰香)、丁香酚甲醚(丁香香气);Y-3号样品中含有少量反-2-辛烯醛(脂肪和肉类香气);Y-4号样品中含有微量丙位壬内酯(杏仁味或桃花香)。
2.2 八种酵母发酵馒头感官评价分析
酵母菌是馒头制作过程中的关键成分[18],首先,酵母菌具有强大的产气能力,因此能使馒头结构更为松软;其次,酵母菌中存在着多种酶蛋白,主要包括α-淀粉酶、蛋白酶、转化酶、麦芽糖酶、酒精酶等五大类,而多种酶同时作用,产生多种醇、醛、酮、酯和羰基化合物等[19],不仅能增强馒头的风味,而且有利于人体消化与吸收。因此,在面团发酵时,无论是酵母的添加量还是种类,都会影响其产气量的多少与速度,继而导致面团的体积大小有所区别,而以上条件都会使馒头的质量有所改变,本实验针对不同酵母所制作的馒头进行感官评价,具体结果如表5所示。
从表5可以看出,不同酵母所制作的馒头得分有所差异,总分来看Y-5>Y-2>Y-4>X-1>X-2>Y-3>B-1>Y-1,但整体差异不大;最优样品Y-5得分为82.03,而得分最低的Y-1样品也有76.67分。在具体表现上,不同样品也有所差异:在所有样品中,B-1样品的硬度最为适宜,X-1样品的瓤白度最受欢迎、组织结构最为细腻,Y-1样品的组织结构评分也较高,Y-3样品的表皮颜色与弹性较受称赞,Y-4样品的比容得分最高,Y-5样品在表皮光泽、外观、组织结构、香味上均得分最高。
综合气质分析数据与感官评价得分可知,发酵剂对于馒头中挥发性风味物质的影响极为显著;不同品牌、不同状态的酵母所发酵得到的馒头品质均有所不同;初步分析,这主要是由于各品牌发酵剂中酵母菌种类、活细胞数量存在差异,而不同状态的酵母中含水量、乳化剂也有所不同,因此发酵过程中的代谢产物也有所区别,进而影响最终挥发性物质成分及感官得分,其深层次作用机理还有待研究。
表5 不同酵母发酵的馒头样品感官评价分数统计
Table 5 Sensory evaluation scores of different yeast fermented bread samples
样品B-1X-1X-2Y-1Y-2Y-3Y-4Y-5比容10 310 812 710 812 311 913 512 1延展率34334444表皮颜色7 57 857 27 68 28 47 357 9表皮光泽4 43 954 43 94 083 83 74 5表皮状况7 878 478 408 678 278 408 209 04瓤颜色2 93 653 13 53 53 33 63 58组织结构7 68 58 28 5888 258 5弹性7 97 97 67 87 897 98硬度8 67 97 67 57 68 47 957 4香味8 38 158 17 88 26 17 568 4总分76 7779 2778 2076 6780 3577 6079 7282 03
本研究采用SMPE与GC-MS技术检测并对比分析了用不同商业酵母制作的馒头中挥发性物质的异同点,同时成立感官评价小组对各馒头样品的品质进行评分,结果发现,馒头中的风味物质主要包括醇类、醛类、酯类、苯环类,以及少量酮类、醛类、杂环类物质,而不同酵母制作的馒头中,挥发性物质的具体类别与含量均存在较大差异,且具有其特有风味物质;对比挥发性成分种类与感官评分,发现挥发性物质种类与感官评分有一定联系,但并不是正相关关系,而干酵母发酵所得馒头的品质普遍高于半干酵母与鲜酵母。
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SHI Yu-meng1,2,TENG Chao1,2,*,TANG Hui-hua1,2,HE Tian-ying1,KUANG Jin-bao3,YANG Wen-jing3
(1.Beijing Technology and Business University,Beijing Laboratory of Food Quality and Safety,Beijing 100048,China; 2.Beijing Technology and Business University,Beijing Engineering and Technology Research Center for Food Additives,Beijing 100048,China; 3.Angel Yeast Co.,Ltd.,Yichang 443003,China)
Abstract:In this study,the quality of steamed bread made from eight kinds of commercial yeast was studied. Each sample group was analysed by SPME-GC-MS,and sensorial quality was also evaluated. The results showed that the unique volatile flavor compounds existed in all samples,the yeast species had significant effect on the quality of steamed bread,sensory score was correlated with the volatile flavor compounds,and the steamed bread made from drying yeast get a higher score than that made from fresh yeast in sensory envaluation. The sample Y-5 got the highest score of 82.03 and 16 types of flavor were detected.The content of volatile components in Y-3 samples was the highest,which was as high as 137.43 μg/g. The kind and content of volatile components detected in X-2 sample were the least,containing only 8 kinds vol atile flavor compounds 9.08 μg/g.The lowest score for sensory evaluation was Y-1 sample,which was only 76.67 points. Conclusion:The influence of yeast on the floavor of steamed bread was clarified,which provided theoretial basis for the industrial production of steamed bread.
Key words:steamed bread;volatile flavor compounds;yeast;sensory
收稿日期:2017-04-18
作者简介:师雨梦(1994-)，女，硕士研究生，研究方向：食品生物技术，E-mail:symbtbu@163.com。
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通讯作者:滕超(1981-)，男，博士，副教授，研究方向：食品生物技术，E-mail:tc2076paper@163.com。
基金项目:国家自然科学基金(31671793，31201449)。
中图分类号:TS207.3
文献标识码:A
文章编号:1002-0306(2017)21-0263-05
doi:10.13386/j.issn1002-0306.2017.21.052
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