一次發(fā)酵和二次發(fā)酵饅頭中揮發(fā)性風味物質比較

王大一，溫紀平

（河南工業(yè)大學 糧油食品學院，河南 鄭州 450001）

0 前言

饅頭生產的方法有一次發(fā)酵法和二次發(fā)酵法.一次發(fā)酵法又稱直接醒發(fā)法，其生產流程為將所有的原料和輔料一次性加入到和面機中攪拌，調制成面團后直接成型、醒發(fā)、蒸制，其操作簡單，但是酵母用量大，制作出的饅頭風味較差.二次發(fā)酵法類似于面包生產中的一次發(fā)酵法，是指短時間發(fā)酵面團、兩次攪拌的方法，其用于制作饅頭的流程為：部分原料→第一次和面→面團發(fā)酵→剩余原料及輔料→二次和面→成型→醒發(fā)→蒸制[1].二次發(fā)酵法面團中面筋充分擴展，饅頭外觀挺立、組織細膩、風味淡香，但二次發(fā)酵法生產周期長，對設備要求高.

雖然近年來關于饅頭風味的研究較多，但大多集中于發(fā)酵劑種類對饅頭風味的影響，仍缺乏基礎性和系統(tǒng)性的研究，除發(fā)酵劑外，原料、發(fā)酵條件、蒸制工藝等都是影響?zhàn)z頭風味的重要因素[2].

本試驗以一次和二次發(fā)酵饅頭為樣品，利用SPME 法提取饅頭中的揮發(fā)性風味物質，通過GCMS 聯(lián)用儀對揮發(fā)性風味物質進行分離、定性和定量，分析比較兩種饅頭中揮發(fā)性風味物質的種類、含量及組成，為完善饅頭風味研究進行有益探索.

1 材料與方法

1.1 材料與設備

材料：金苑特一粉：金苑面粉有限公司；安琪活性干酵母：湖北宜昌安琪酵母股份有限公司.

主要儀器與設備：JHMZ-200 型針式和面機、JMTD-168/140 型壓片機、JXFD-7 型醒發(fā)箱：北京東孚久恒儀器技術有限公司；泰斯特WGL-158B型電熱鼓風干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；手動SPME 進樣器、50/30 μm DVB/Carboxen/PDMS萃取頭：美國supelco 公司；7890A GC-5975C VL MSD 聯(lián)用儀：美國安捷倫公司.

1.2 試驗方法

1.2.1 饅頭制作

一次發(fā)酵饅頭的制作：參考何松等[1]的方法，略作修改，取酵母0.75 g 和面粉150 g，加水75 mL，和面、壓片，然后揉至面團表面光滑，制成饅頭坯，放置于溫度33 ℃、相對濕度85%左右的醒發(fā)箱中，醒發(fā)60 min，在沸水蒸汽條件下，蒸制25 min，?；? min，取出饅頭，20 min 后測定.

二次發(fā)酵饅頭的制作：稱取0.75 g 酵母溶于75 mL 水中，將150 g 面粉倒入，和面，形成光滑完整的面團，將面團置于溫度33 ℃、相對濕度85%左右的醒發(fā)箱中發(fā)酵40 min；取出面團，添加10 g面粉，和面，壓片，揉成半圓型饅頭坯，同以上發(fā)酵條件醒發(fā)20 min，沸水汽蒸25 min，?；? min，取出饅頭，20 min 后測定[3].

1.2.2 饅頭樣品處理

取20 g 樣品放入250 mL 潔凈烘干的錐形瓶中，迅速用保鮮膜密封瓶口；將固相微萃取裝置插入色譜進樣口，推出萃取頭，在270 ℃老化20 min，把老化好的萃取頭插入樣品瓶，在70 ℃恒溫水浴中頂空萃取1 h，插入設置好的氣質聯(lián)用儀注射口，推出萃取頭，解析揮發(fā)性物質10 min.

1.2.3 GC-MS 分析條件

（1）氣相條件：色譜柱為HP-5(長度30 m，直徑0.25 mm，膜厚0.50 μm)；載氣為高純氦氣；載氣流速為1.0 mL/min；進樣口溫度250 ℃；程序升溫為在40 ℃保持2 min，以2 ℃/min 升到50 ℃，然后以5 ℃/min 升至110 ℃，再以3 ℃/min 升至250℃；進樣量為1 μL，不分流模式.

（2）質譜條件：離子源溫度230 ℃，MS 四級桿150 ℃，傳輸線溫度280 ℃，離子化模式為EI；電子能為70 eV，掃描范圍43～500 nm，數(shù)據(jù)采集為全掃描.

1.2.4 定性定量方法

利用隨機的ChemStation 工作站NIST11.L 標準譜庫自動檢索各成分的質譜數(shù)據(jù)，匹配度大于80%的成分作為鑒定結果.化合物含量按峰面積歸一法由譜庫自動檢索分析并計算.在此基礎上，歸一化統(tǒng)計計算不同類化合物的相對含量.

2 結果與討論

利用固相微萃取法對兩種發(fā)酵方法制作的饅頭中的揮發(fā)性物質進行吸附，經(jīng)GC-MS 解析，通過化學工作站NIST11.L 譜圖庫檢索對風味物質進行定性，根據(jù)峰面積歸一法計算各物質的含量（表1），并據(jù)此計算各物質的相對含量（表2）.

饅頭是一種含有多種成分的復雜混合體系，其形成過程伴隨著復雜的物理和化學反應[4].酵母饅頭的香味主要來自于發(fā)酵過程產生的小分子揮發(fā)性物質，即發(fā)酵過程中通過生物和生化反應形成的醇、醛、酮、酯和羰基化合物等[5].

由表1 可知，酵母饅頭中揮發(fā)性成分包括烴類、醇類、醛類、酯類、苯環(huán)類、雜環(huán)類和其他化合物.一次發(fā)酵饅頭共檢出35 種物質，二次發(fā)酵饅頭共檢出38 種物質，兩種饅頭的揮發(fā)性物質中烷烴類、烯烴類、醇類、醛類、酯類、苯環(huán)類、雜環(huán)類的數(shù)量和含量存在差異.

由表2 知，在一次發(fā)酵饅頭中，醛類相對含量最高（29.55%），其次是占20.96%的烴類（其中烷烴類14.39%，烯烴類6.57%），但烷烴類物質屬于高閾值化合物，對風味貢獻較小[6].醇類和雜環(huán)類相對含量相近，分別為17.69%和17.31%.苯環(huán)類相對含量為12.81%，也遠高于0.63%的酯類.在這些物質中，醛類可以使食品的香氣更加醇厚，如己醛有脂香和蘋果香味，天然品存在于蘋果、草莓、茶葉、苦橙、咖啡及十余種精油等中，壬醛具有玫瑰、柑橘等香氣，這些醛類都有助于發(fā)酵食品香氣的形成[7].烯烴類由于其不飽和性，可能本身具有特殊香味，或者容易發(fā)生反應而產生風味物質.醇類一般具有酒香或者植物香味，閾值較高，但其與有機酸類可以進一步發(fā)生酯化反應，生成一定數(shù)量的酯類，還會形成極少量的醛類、酮類等重要的風味物質和風味輔助物質，間接對風味產生影響[8].如苯乙醇，具有柔和、愉快而持久的玫瑰香氣，存在于發(fā)酵食品，反應后生成苯乙醛，有濃郁的玉簪花香，被氧化成苯乙酸后，具有蜂蜜香氣，同時苯乙酸還能作為香料物質合成的中間體.盡管具有果香味的酯類是大家公認的風味物質，但在一次發(fā)酵酵母饅頭中僅檢出1 種，且含量不高，說明酵母饅頭在這方面與傳統(tǒng)發(fā)酵饅頭存在差距.雜環(huán)類檢出1 種，即2-戊基呋喃，但其相對含量達到總揮發(fā)性物質的17.31%，具有豆香、果香、青香及類似蔬菜的香韻，對于饅頭風味不可或缺.

在二次發(fā)酵饅頭中，烴類的相對含量為23.81%（烷烴13.73%，烯烴10.08%），高于一次發(fā)酵饅頭的烴類相對含量，烯烴類由6.57%（4 種）變?yōu)?0.08%（9 種），出現(xiàn)了苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯芳香類烯烴，同時，萘的同系物種類也增加了.醇類中新出現(xiàn)了長鏈烷烴基醇2-乙基-2-甲基十三烷醇、1-二十六烷醇以及3，7-二甲基-1，6-辛二烯-3-醇（芳樟醇），醇類的相對含量較一次發(fā)酵饅頭增加了3.24%.酯類相對含量依然較少，僅占1.27%（共2 種）.醛類相對含量下降較大，僅為一次發(fā)酵饅頭的62.4%，種類減少了2 種.苯環(huán)類相對含量卻是一次發(fā)酵饅頭的1.6 倍，但種類減少了3 個.雜環(huán)類也只檢出了2-戊基呋喃，相對含量較一次發(fā)酵饅頭減少了4.27%.二次發(fā)酵饅頭還檢出了一種酮（順式6，10-二甲基-5，9-十一碳二烯-2-酮），羰基化合物香氣閾值較低，賦予饅頭香氣能力較強[9].另外，二次發(fā)酵饅頭中未檢出一次發(fā)酵饅頭中出現(xiàn)的乙酸.

分析發(fā)現(xiàn)，兩種饅頭的風味性揮發(fā)物質在種類上大致相似，含量和數(shù)量存在差異，這說明盡管風味化合物的產生和組成受發(fā)酵劑微生物組成的影響[10]，但是影響?zhàn)z頭風味品質的因素很多，除了發(fā)酵劑以外，還有面粉原料、發(fā)酵條件及制作工藝等.發(fā)酵條件的改變，可能影響了微生物的活動和代謝產物的生成，以及組分之間的相互反應，從而導致風味物質的差異.

表1 一次發(fā)酵和二次發(fā)酵饅頭中的風味物質Table 1 Flavor substances in Mantou prepared by primary fermentation and secondary fermentation

表2 一次發(fā)酵和二次發(fā)酵饅頭風味物質對比Table 2 Comparison of flavor substances in Mantou prepared by primary fermentation and secondary fermentation

3 結論

本試驗采用頂空固相微萃取與氣質聯(lián)用技術分析了一次發(fā)酵和二次發(fā)酵饅頭揮發(fā)性物質的差異，發(fā)現(xiàn)酵母饅頭的風味物質主要包括醇類、醛類、酯類、苯環(huán)類、雜環(huán)類化合物，但是不同發(fā)酵方法制作的酵母饅頭中風味物質的種類和含量存在一定差異.兩種饅頭中相對含量差異最大的是醛類和苯環(huán)類，在一次發(fā)酵饅頭中，醛類為29.55%，苯環(huán)類為12.81%，在二次發(fā)酵饅頭中，醛類為18.44%，苯環(huán)類為20.88%.可見，發(fā)酵條件對風味物質的產生有較大影響，而目前的研究多集中在發(fā)酵劑以及微生物差異對風味物質的影響上，有待于深入研究發(fā)酵工藝對酵母饅頭風味的影響，從而改善酵母饅頭風味單一的狀況，提高饅頭綜合食用品質.

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