GC-MS分析傳統(tǒng)酸面團(tuán)饅頭風(fēng)味及添加食用堿對(duì)其風(fēng)味的影響

劉 娜，程曉燕，孫銀鳳，黃衛(wèi)寧，李 寧，F(xiàn)ilip Arnaut

（1.江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫214122；2.廣州焙樂道食品有限公司，廣東廣州511400；3.焙樂道食品集團(tuán)，比利時(shí)布魯塞爾B1702）

GC-MS分析傳統(tǒng)酸面團(tuán)饅頭風(fēng)味及添加食用堿對(duì)其風(fēng)味的影響

劉 娜1，程曉燕1，孫銀鳳1，黃衛(wèi)寧2，*，李 寧2，F(xiàn)ilip Arnaut3

（1.江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫214122；2.廣州焙樂道食品有限公司，廣東廣州511400；3.焙樂道食品集團(tuán)，比利時(shí)布魯塞爾B1702）

通過(guò)固相微萃取和GC-MS聯(lián)用技術(shù)，對(duì)山東青島SDQ、河北邢臺(tái)HBX和河南駐馬店HNZ三地酸面團(tuán)饅頭風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，并研究食用堿的添加對(duì)饅頭風(fēng)味的影響。結(jié)果顯示，每個(gè)地方的酸面團(tuán)饅頭都有自己獨(dú)特的酯、醛、烯等風(fēng)味物質(zhì)呈現(xiàn)。食用堿的引入會(huì)使風(fēng)味物質(zhì)種類和總量都下降，但主要呈味物質(zhì)醇、醛等變化不大。其中SDQ風(fēng)味物質(zhì)由原來(lái)的41種下降到39種，總量下降30.33%；HBX由63種下降到60種，總量下降28.05%；HNZ由81種下降到78種，總量下降21.73%。加堿后酸類和酯類含量下降明顯。

傳統(tǒng)酸面團(tuán)，饅頭，風(fēng)味，食用堿

饅頭是我國(guó)具有民族特色的大眾化的蒸制發(fā)酵面食品[1]；據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全年我國(guó)面粉需要量約7800萬(wàn)t，其中饅頭用粉約占總量的40%左右[2-3]。

傳統(tǒng)酸面團(tuán)是面粉、水和活性微生物經(jīng)自然發(fā)酵得到的面團(tuán)，酸面團(tuán)發(fā)酵技術(shù)是最古老的生物加工技術(shù)之一[4]。隨著商業(yè)酵母的出現(xiàn)，傳統(tǒng)酸面團(tuán)發(fā)酵曾逐漸被代替[2]。但商業(yè)酵母發(fā)酵的制品在風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)、口感等方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及酸面團(tuán)產(chǎn)品，因此近年來(lái)，對(duì)酸面團(tuán)發(fā)酵技術(shù)及其制品風(fēng)味的研究引起了國(guó)內(nèi)外研究者的濃厚興趣[5-6]。Gobbetti[7]、張慶[8]、劉若詩(shī)[9]、Katina[10]和Hansen等[11]研究了不同基質(zhì)酸面團(tuán)的生化特性以及酸面團(tuán)發(fā)酵對(duì)面包烘焙品質(zhì)和風(fēng)味等的影響。和酸面團(tuán)發(fā)酵面包研究相比，酸面團(tuán)發(fā)酵饅頭的研究鮮有報(bào)道[12]；傳統(tǒng)酸面團(tuán)發(fā)酵對(duì)饅頭風(fēng)味

的影響僅見蘇東海[13]對(duì)河南傳統(tǒng)酵子酸面團(tuán)制得的饅頭與干酵母發(fā)酵饅頭風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了對(duì)比。我國(guó)地域廣闊，傳統(tǒng)酸面團(tuán)種類繁多，不同地區(qū)酸面團(tuán)中的微生物代謝產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)差異性有待開展進(jìn)一步深入研究。使用傳統(tǒng)酸面團(tuán)制作饅頭時(shí)，通常會(huì)添加適當(dāng)?shù)膲A控制饅頭酸度，改善饅頭口感和風(fēng)味[14]。但是關(guān)于食用堿的引入對(duì)饅頭特征風(fēng)味物質(zhì)影響的研究至今未見報(bào)道。

固相微萃取可與氣相、氣相-質(zhì)譜、液相、液相-質(zhì)譜儀聯(lián)用，廣泛用于食品風(fēng)味物質(zhì)的定性和定量測(cè)定。已有學(xué)者將固相微萃取和GC-MS聯(lián)合應(yīng)用于水果、飲料、烘焙食品和肉制品的風(fēng)味分析中[15]。

本文以帶有地域特色的傳統(tǒng)酸面團(tuán)發(fā)酵饅頭為研究對(duì)象，采用固相微萃取和GC-MS聯(lián)用技術(shù)，定性并定量分析不同地區(qū)傳統(tǒng)酸面團(tuán)發(fā)酵產(chǎn)生的特征風(fēng)味化合物和食用堿對(duì)饅頭風(fēng)味化合物的影響，為傳統(tǒng)酸面團(tuán)發(fā)酵劑和饅頭的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)提供基礎(chǔ)理論信息。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

饅頭粉 丹陽(yáng)市同樂面粉有限公司；食用堿 湖北小丑食品有限公司；傳統(tǒng)酸面團(tuán) 取自河北邢臺(tái)（記為HBX）、河南駐馬店（記為HNZ）、山東青島（記為SDQ）傳統(tǒng)酸面團(tuán)各一份。

5K5SSWH型攪拌機(jī) 美國(guó)Kitchenaid公司；SM-32S型醒發(fā)箱 新麥機(jī)械（無(wú)錫）有限公司；固相微萃取裝置及75μm CAR/PDMS萃取頭 美國(guó)Supelco公司；Finnigan Trance Ms氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Finnigan Co公司，采用DB-5MS毛細(xì)管色譜柱（60m× 0.32mm×1μm），載氣He。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 饅頭制作 采用傳統(tǒng)家庭二次發(fā)酵工藝制作酸面團(tuán)饅頭，配方見表1，添加量按照第一次和面使用的面粉百分量計(jì)算。將15%酸面團(tuán)、100%面粉、52%水投入到攪面機(jī)攪拌5m in成團(tuán)，再快攪1m in取出，放進(jìn)醒發(fā)箱，38℃，85%RH醒發(fā)12h后取出。0.5%食用堿溶解在3%的水中，和25%新加的面粉、第一次發(fā)酵制備的全部發(fā)酵酸面團(tuán)一塊投入到攪拌機(jī)中，混勻攪拌3m in，快攪1m in，面團(tuán)靜置10m in后壓面10次（壓面厚度7mm），將面團(tuán)分割成70g/塊，搓圓整形后38℃，85%RH醒發(fā)40m in，沸水入鍋蒸制25m in，室溫冷卻1h后裝入PE材質(zhì)的封口袋中（規(guī)格為17cm× 25cm），16℃保存。

表1 饅頭配方Table 1 The formulation of steamed breads

1.2.2 饅頭揮發(fā)性物質(zhì)的固相微萃取 參照Kim[2]的方法：饅頭分割成大小為5mm×5mm×3mm均勻碎片，稱取5g放入固相微萃取樣品瓶中（15m L），蓋好瓶蓋，放入60℃恒溫水浴中，將老化好的PDMS萃取頭插入樣品瓶的上空，頂空萃取40min，拔出針頭并進(jìn)樣。

1.2.3 GS-MS分析 色譜條件：DB-5MS毛細(xì)管色譜柱（60m×0.32mm×1μm）；載氣：He；流量：恒流1.2m L/min，分流：10m L/m in，前2m in不分流，之后再分流，分流比為12∶1；升溫程序：起始溫度40℃，保留3m in，然后以6℃/m in升溫至160℃，接著以10℃/m in升溫至250℃，保留10min。

質(zhì)譜條件：電離方式EI，電子能量70eV，發(fā)射電流200μA，進(jìn)樣孔溫度250℃，離子源溫度200℃，采集方式為全掃描，采集質(zhì)量范圍m/z為33～495。

1.2.4 揮發(fā)性成分的定性定量分析 GC-MS圖譜經(jīng)計(jì)算機(jī)和人工檢索把每個(gè)峰同時(shí)與NIST Library和W iley Library（譜庫(kù)年限為2008年）相匹配檢索定性，匹配度和純度大于800作為鑒定結(jié)果化合物。定量：按峰面積歸一化法計(jì)算相對(duì)百分含量。

2 結(jié)果與討論

本次在這六種饅頭中共檢測(cè)到121種風(fēng)味化合物。從饅頭中檢測(cè)到的風(fēng)味物質(zhì)種類和面包風(fēng)味物質(zhì)種類大致相同，都包括酸類（11種）、醇類（14種）、醛類（13種）、酯類（15種）、芳香雜環(huán)類（14種）和烴類（36種）。有16種化合物共同存在于這六種饅頭中，包括乙醇、乙酸乙酯、己醛、3-甲基丁醇、2-戊基-呋喃、2-庚烯醛、壬醛、E-2-辛烯醛、E-2-壬烯醛、2-糠醛、乙酸等。對(duì)于不同種類的饅頭，其風(fēng)味物質(zhì)的種類、含量及其所占的比例存在差異。

2.1 不同地區(qū)酸面團(tuán)饅頭風(fēng)味分析

從表2可以看出，不同地區(qū)酸饅頭風(fēng)味物質(zhì)總含量排序?yàn)镠NZ＞HBX＞SDQ。HBX和HNZ酸面團(tuán)發(fā)酵制得的饅頭風(fēng)味物質(zhì)種類更加豐富。在HBX和HNZ饅頭中檢測(cè)到了SDQ饅頭中沒出現(xiàn)的風(fēng)味物質(zhì)，包括乙酸-3-甲基-1-丁酯、辛醛、己酸乙酯、2，3-二氫呋喃酮、苯乙醛、苯乙酮、丁酸、己內(nèi)酯型聚酯和辛酸等。這些化合物芳香閾值較低，其中己酸乙酯閾值僅為55.33μg/L，可以賦予饅頭甜香感[18]；內(nèi)酯可賦予饅頭更濃烈的酯香味[19]；芳香族物質(zhì)苯乙醛，具有濃郁的玫瑰花香氣[20]。雜環(huán)類呋喃酮呈未熟青水果香氣和楓糖奶糖香味，是食品中重要的增香劑[13]。因此根據(jù)風(fēng)味物質(zhì)的總量和種類的推測(cè)，HNZ和HBX饅頭風(fēng)味較SDQ濃郁。

在每種饅頭中都檢測(cè)到了特有的風(fēng)味物質(zhì)：比如在HNZ的饅頭中檢測(cè)到了含量較高的檸檬烯、1-四唑-2-乙基-丙酮、3-羥基丙酮和丁酸己酯等；在河北HBX饅頭中檢測(cè)到的3，7-二甲基-三氟乙酸、乙酸己酯、甲酸己酯；在SDQ檢測(cè)到的2，4-二戊基烯醛。這些獨(dú)特的風(fēng)味物質(zhì)可能是造成各地饅頭風(fēng)味不一的原因。特有風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生可能受酸面團(tuán)中微生物組成的影響[13]。地理位置和儲(chǔ)藏時(shí)間的不同會(huì)造成各地的老酵頭酸面團(tuán)中微生物種類和數(shù)量存在差異，從而影響酸面團(tuán)發(fā)酵過(guò)程、揮發(fā)性物質(zhì)的生成和饅頭風(fēng)味。

由表3可知，三個(gè)地區(qū)傳統(tǒng)酸面團(tuán)饅頭的揮發(fā)性成分以醇類和酯類為主，其中SDQ醇類和酯類總量

為60.91%，HBX為53.70%，HNZ為54.63%。蘇東海等[11]對(duì)河南酵子制作的饅頭風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析也發(fā)現(xiàn)醇類和酯類是饅頭風(fēng)味物質(zhì)的主導(dǎo)，占其總量的92.59%。與蘇東海等[13]研究結(jié)果不同的是，本實(shí)驗(yàn)樣品中檢測(cè)到了較多含量的醛類，且不同樣品醛類含量存在一定差異。其中SDQ和HBX中醛類的含量分別為15.20%和14.85%，HNZ醛類含量較低，為9.46%。Seitz[16]和韓德權(quán)等[17]研究發(fā)現(xiàn)，酸面團(tuán)發(fā)酵可以增加制品風(fēng)味物質(zhì)中醛類的含量，我們的研究結(jié)果與他們一致。三個(gè)地區(qū)的酸面團(tuán)饅頭酸類含量存在顯著差異，除SDQ外，HBX和HNZ兩地饅頭的酸類物質(zhì)含量都在10%以上，酸類化合物的生成和酸面團(tuán)中微生物的種類與數(shù)量及發(fā)酵條件等密切相關(guān)[6]。以上結(jié)果表明，在發(fā)酵條件相同的情況下，酸面團(tuán)來(lái)源對(duì)饅頭風(fēng)味物質(zhì)形成有重要影響，不同地區(qū)的酸面團(tuán)發(fā)酵產(chǎn)生的風(fēng)味化合物種類和含量也不同。

值得強(qiáng)調(diào)的是，本次在這三種酸饅頭中還檢測(cè)到了γ-己內(nèi)酯和桃醛等內(nèi)酯類化合物。內(nèi)酯大部分呈現(xiàn)奶油香、水果香和椰子香，閾值也不高[18]，是一種重要的風(fēng)味化合物。具我們所知，桃醛是首次在饅頭的風(fēng)味物質(zhì)中被檢測(cè)到。桃醛本質(zhì)上不是醛類，而屬于內(nèi)酯型化合物，有強(qiáng)烈的桃子和杏仁香氣。這些重要的風(fēng)味化合物在酵母饅頭中未檢測(cè)到，可能也是酸面團(tuán)饅頭獨(dú)特風(fēng)味的原因。

2.2 加堿對(duì)酸面團(tuán)饅頭風(fēng)味的影響

分析表2和表3可以看出：添加食用堿后，三種饅

頭風(fēng)味物質(zhì)總量和種類都有不同程度的下降。分析可知，加堿后SDQ風(fēng)味物質(zhì)由原來(lái)的41種下降到39種；總量下降30.33%；HBX由63種下降到60種，總量下降28.05%；HNZ由81種下降到78種，總量下降21.73%。在所檢測(cè)到的物質(zhì)中，加堿后，含量下降最多的是酸類物質(zhì)，其次是酯類物質(zhì)。堿的加入對(duì)醛酮類、芳雜環(huán)類、內(nèi)酯類和烷烴類化合物幾乎沒有影響。這與何方奕等[21]研究食用堿對(duì)玉米風(fēng)味的影響結(jié)果相一致。其原因可能是由于這些物質(zhì)不能與食用堿發(fā)生反應(yīng)，所以含量不變。

表2 不同饅頭揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析結(jié)果Table 2 Analytical results of volatile flavor compounds of traditional sourdough steamed breads

續(xù)表

加堿后酸面團(tuán)饅頭中含量最多的乙酸下降幅度分別為26.92%、16.85%、35.79%。其他含量較少的酸類物質(zhì)如2-甲基己酸、4-甲基戊酸、3-甲基丁酸、戊酸、丁酸等也有不同程度的減少，辛酸和壬酸的含量基本沒變化。分析其原因可能是隨著碳原子數(shù)的增加，脂肪酸的酸性減弱，不易與堿發(fā)生反應(yīng)，所以堿的加入對(duì)碳原子數(shù)多的脂肪酸含量沒有影響。

堿的引入不僅影響了酸類物質(zhì)，對(duì)酯類也有一定的影響。加堿后，酸面團(tuán)饅頭中的乙酸己酯、甲酸己酯、辛酸乙酯、己酸乙酯含量都有不同程度的減

少。這可能由于乙酸、己酸、辛酸等酸類物質(zhì)被堿中和，酸類含量減少，影響了酯化反應(yīng)的進(jìn)行，從而使酯的生成量減少。

從以上分析可以看出，加堿后會(huì)造成饅頭風(fēng)味物質(zhì)的整體減少，但堿的引入也生成了一部分新的化合物，如丁酸乙酯、吡啶高氯酸等。這部分化合物可能是加堿后饅頭風(fēng)味物質(zhì)的重要來(lái)源。

表3 不同饅頭揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)類別統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果Table 3 Analytical results of volatile flavor compounds sorted in different steamed breads

3 結(jié)論

3.1 對(duì)三種不同地區(qū)傳統(tǒng)酸面團(tuán)饅頭（加堿前后）風(fēng)味GC-MS分析發(fā)現(xiàn)，在這六種饅頭中共檢測(cè)到121種風(fēng)味化合物。包括36種烴類、14種芳雜環(huán)類、14種醇類、15種酯類、13種醛類、11種酮類、11種酸類、2種醚類以及5種未知名風(fēng)味物質(zhì)。

3.2 三種不同地區(qū)傳統(tǒng)酸面團(tuán)饅頭風(fēng)味化合物中醇類和酯類占風(fēng)味物質(zhì)含量比重最高；在HNZ和HBX酸面團(tuán)饅頭中檢測(cè)到的風(fēng)味物質(zhì)種類和含量都多于SDQ；每個(gè)地區(qū)的酸面團(tuán)饅頭都有自己獨(dú)特的酯、醛、烯等風(fēng)味物質(zhì)呈現(xiàn)。傳統(tǒng)酸面團(tuán)微生物組成差異可能是造成不同地區(qū)酸面團(tuán)饅頭具有獨(dú)特風(fēng)味的主要原因。

3.3 堿引入酸面團(tuán)后，饅頭中的風(fēng)味物質(zhì)種類和總量都會(huì)下降。其中饅頭中的酸類和酯類物質(zhì)含量下降明顯。此外，堿的加入還促進(jìn)了丁酸己酯、吡啶高氯酸等化合物的生成，這些化合物可能是加堿后饅頭風(fēng)味物質(zhì)的來(lái)源。

[1]蘇東明.話說(shuō)饅頭的由來(lái)與分類[J].加工技術(shù)，2005（11）：36-37.

[2]Kim Y S，Huang W N，Zhu H Y.Spontaneous sourdough processing of Chinese Northern-style steamed breads and their volatile compounds[J].Food Chemistry，2009，114：685-692.

[3]黃立群.預(yù)發(fā)酵冷凍纖維面團(tuán)及在饅頭中的應(yīng)用研究[D].無(wú)錫：江南大學(xué)，2010.

[4]Poutanen K，F(xiàn)lander L，Katina K.Sourdough and cereal fermentation in a nutritional perspective[J].Food Microbiology，2009，26：693-699.

[5]Gobbetti M，Rizzello C G，Cango R D，et al.How the sourdough may affect the functional features of leavened baked goods[J].Food Microbiology，2013：1-11.

[6]楊秀琴，鄒奇波，黃衛(wèi)寧.酵母茵對(duì)自然發(fā)酵酸面團(tuán)面包中風(fēng)味物質(zhì)影響的研究[J].食品與機(jī)械，2006，22（3）：37-40.

[7]GobbettiM，Angelis M D，Cango R D，et al.Biochemistry and physiology of sourdough lactic acid bacteria[J].Trends in Food Science and Technology，2005，16：57-69.

[8]張慶，鐘京，王鳳，等.植物乳桿菌燕麥酸面團(tuán)發(fā)酵面包風(fēng)味化合物的特征[J].北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，29（4）：12-18.

[9]劉若詩(shī).乳酸菌酸面團(tuán)發(fā)酵劑的制備及其發(fā)酵烘焙特性研究[D].無(wú)錫：江南大學(xué)，2010.

[10]Katina K，Sourdough：a tool for the improved flavor，texture and shelf-life of wheat bread[D].Finland：Department of Food Technology of University of Helsinki，2005.

[11]Hansen A，Schieberle P.Generation of aroma compounds during sourdough fermentation：applied and fundamental aspects [J].Trends in Food Science&Technology，2005，16：85-94.

[12]Wu C，Liu R S，Huang W N，et al.Effect of sourdough fermentation on the quality of Chinese Northern-style steamed breads[J].Journal of Cereal Science，2012，56：127-133.

[13]蘇東海，李自紅，蘇東民，等.固相微萃取分析傳統(tǒng)老酵頭饅頭揮發(fā)性物質(zhì)[J].食品研究與開發(fā)，2011，32（6）：94-96.

[14]毛羽揚(yáng)，朱在勤，紀(jì)有華，等.老酵面團(tuán)對(duì)堿工藝最佳pH值的研究[J].食品科學(xué)，2001，22（3）：88-90.

[15]胡國(guó)棟.固相微萃取技術(shù)的進(jìn)展及其在食品分析中應(yīng)用的研究[J].色譜，2009，27（1）：1-8.

[16]Seitz L M，Chung O K，Rengarajan R.Volatiles in selected commercial breads[J].Cereal Chemistry，1998，75（6）：847-853.

[17]韓德權(quán)，孫慶申，李冰.復(fù)合發(fā)酵劑饅頭和單一酵母饅頭風(fēng)味物質(zhì)比較[J].食品科學(xué)，2012，33（2）：240-242.

[18]范文來(lái)，徐巖.白酒79個(gè)風(fēng)味化合物嗅覺閾值測(cè)定[J].釀酒，2011，38（4）：80-82.

[19]Pozo-Bayon M A，F(xiàn)uichard E，Cayot N.Flavor control in baked cereal products[J].Food Reviews International，2006，22（4）：335-379.

[20]沈長(zhǎng)洲，游思慧.香料物質(zhì)苯乙醛及其縮醛合成的新途徑[J].精細(xì)化工，1996，13（3）：12-14.

[21]何方奕，李鐵純，張成波，等.食用堿對(duì)玉米風(fēng)味成分的影響[J].鞍山師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，12（6）：54-56.

GC-MS analysis of the flavor of traditional sourdough steamed breadand the effect of edible alkali on its flavor profiles

LIU Na1，CHENG Xiao-yan1，SUN Yin-feng1，HUANG W ei-ning2，*，LINing2，F(xiàn)ilip Arnaut3
（1.State Key School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi214122，China；2.Guangzhou Puratos Food Co.，Ltd.，Guangzhou 511400，China；3.Putatos Group NV/SA，Brussels B1702，Belgium）

Using SPME and GC-MS analysis，the flavor compounds of steamed breads made by sourdoughscollected from Qingdao（SDQ），Xingtai（HBX） and Zhumadian（HNZ） were detected and the effects of ediblealkali on steamed breads flavor profiles were also investigated. The results showed that steamed breads madeby sourdoughs from different origins demonstrated unique flavor profiles with compounds including esters，aldehydes and alkenes. The addition of edible alkali decreased both the number of flavor types and theabundance of flavor substances，whereas the major flavor components such as alcohols and aldehydesremained less change. The number of flavor types of SDQ changed from 41 to 39，and the abundance of totalsubstance decreased 30.33%. The number of flavor types of HBX changed from 63 to 60，and the abundanceof total substance decreased 28.05%. For sample HNZ，the number of flavor types dropped from 81 to 78，totalamuont of substance decreased 21.73%. The abundance of acids and esters decreased significantly after theaddition of edible alkali.

traditional sourdough；steamed bread；flavor；edible alkali

TS207.3

：A

：1002-0306（2014）16-0076-06

10.13386/j.issn1002-0306.2014.16.008

2013－11－20 *通訊聯(lián)系人

劉娜（1988-），女，碩士研究生，研究方向：烘焙科學(xué)、功能配料與食品添加劑。

國(guó)家863高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2012AA022200）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31071595，20576046）；比利時(shí)國(guó)際合作項(xiàng)目（B17022012）；廣東省教育部產(chǎn)學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（2011B090400592）。