發(fā)酵方式對饅頭在冷藏過程中品質(zhì)及其貨架期的影響

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(1.河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院/小麥和玉米深加工國家工程實驗室,河南鄭州 450001; 2.河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院食品工程學(xué)院,河南鄭州 450044)

以饅頭為代表的發(fā)酵蒸制面食是我國人民每天必不可少的主食,在膳食結(jié)構(gòu)中占有極其重要的地位[1-2]。據(jù)統(tǒng)計,我國小麥粉總量的70%左右用于饅頭生產(chǎn)加工。近些年來,亞洲地區(qū)逐漸追求回歸本土飲食,饅頭類傳統(tǒng)發(fā)酵蒸制面食已成為消費者歡迎的速食產(chǎn)品[3-5]。

由于饅頭水分活度大,水分含量高,pH接近中性,適合絕大多數(shù)微生物生長,容易引起微生物的腐敗變質(zhì)[6],而冷藏可以一定程度上抑制細菌的增長,但是冷藏的溫度卻最適合饅頭老化,因此探求饅頭在冷藏過程中的品質(zhì)變化是極有意義的[7]。一次發(fā)酵法、快速二次發(fā)酵法和酵母老面發(fā)酵法是現(xiàn)在饅頭工業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)常使用的三種發(fā)酵方式,何學(xué)勇等[8]研究發(fā)現(xiàn),不同發(fā)酵方式饅頭在室溫下進行貯存,在短時間內(nèi)饅頭就會變質(zhì),這無法對不同發(fā)酵方式饅頭的貯存品質(zhì)變化進行探究。

本實驗將三種發(fā)酵方式(一次發(fā)酵、快速二次發(fā)酵和老面發(fā)酵)的饅頭放入冷藏環(huán)境中進行貯存,測定冷藏過程中饅頭的pH、水分含量、比容、菌落總數(shù)、霉菌的變化,以及將饅頭復(fù)蒸之后的感官評分變化,分析饅頭的品質(zhì)變化,以期為饅頭加工和貯藏提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

金苑特一粉 河南金苑糧油有限公司;安琪高活性干酵母 安琪酵母股份有限公司;水 鄭州市自來水公司;食用純堿 天津渤化永利化工股份有限公司;酵母浸膏、瓊脂等 均為分析純,天津科密歐化學(xué)試劑有限公司。

HM-790和面機 青島漢尚電器有限公司;DM-YM600全自動連續(xù)壓面機 鼎海精機大豐有限公司;OMJ-P32熱風(fēng)循環(huán)醒發(fā)箱 河北歐美佳食品機械有限公司;DH-ZJ3501全自動饅頭成型機 鼎海精機大豐有限公司;AY120電子分析天平 日本島津;ZFC-10A電、汽兩用快速蒸柜 河北歐美佳食品機械有限公司;金城制冷三門冷凍工作臺 上海金城制冷設(shè)備有限公司;pH5F平面型筆式pH計 上海三信儀表廠。30 cm×40 cm自封包裝袋 河北網(wǎng)世包裝有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 不同發(fā)酵方式饅頭的制作工藝

1.2.1.1 一次發(fā)酵饅頭制作 稱取5 kg特一粉、25 g酵母、2000 mL水,放入和面機攪拌10 min[9],用自動壓面機壓18次,用自動成型機制作成100 g左右的饅頭生坯,放入溫度為38 ℃、相對濕度為85%的醒發(fā)箱中醒發(fā)45 min,再放入蒸柜中蒸制25 min,燜制1 min。

1.2.1.2 快速二次發(fā)酵饅頭制作 稱取2.5 kg特一粉、12.5 g酵母、1000 mL水,放入和面機攪拌8 min,放入溫度為38 ℃、相對濕度為85%的醒發(fā)箱中醒發(fā)2 h。將第一次和好的面取出放入和面機中,再加入1.25 kg特一粉、375 mL水,攪拌6 min[10],其他操作同1.2.1.1。

1.2.1.3 老面發(fā)酵饅頭制作 稱取2 kg特一粉、20 g酵母、900 mL水,放入和面機攪拌10 min,放入溫度為38 ℃、相對濕度為85%的醒發(fā)箱中醒發(fā)18 h。取第一次和好的面稱1.8 kg放入和面機中,再加入3 kg特一粉、1000 mL水、5 g食用堿,攪拌7 min[11],其他操作同1.2.1.1。

1.2.2 饅頭的冷藏 將三種饅頭自然冷卻1 h后,每4個饅頭放入一個自封袋包裝,置于2 ℃的冷藏柜中進行冷藏貯存,分別在0、2、4、6、8、10、12、14 d時進行測定,平行取同一自封袋中的饅頭,0 d為新鮮熱饅頭冷卻1 h后的饅頭。

1.2.3 水分的測定 根據(jù)GB 5009.3-2016測定[12],使用直接干燥法測定冷藏過程中的饅頭,各取皮、芯、瓤三部分(皮為饅頭表面約0.5 cm厚,瓤在皮與芯之間約2 cm厚,其余為芯)。

1.2.4 pH的測定 取三種發(fā)酵方式的饅頭,使用平面pH計測定饅頭的pH。

1.2.5 比容的測定 取三種發(fā)酵方式的饅頭,進行稱重,再用小米(置換法)測量饅頭的體積[13],計算饅頭比容:λ=v/m,式中,λ-饅頭比容,mL/g;v-饅頭體積,mL;m-饅頭質(zhì)量,g。

1.2.6 微生物的測定方法 菌落總數(shù)測定:按GB 4789.2-2016[14]進行測定;霉菌計數(shù):按GB 4789. 15-2016[15]中霉菌平板計數(shù)法進行測定。

1.2.7 感官評價 將冷藏的饅頭放入蒸柜中復(fù)熱10 min,選擇5位有感官評價經(jīng)驗的人員進行品嘗,評分取平均值進行評價。感官評價主要從外觀、色澤、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、風(fēng)味和口感五個方面進行綜合考慮,具體感官評價標準見表1[16]。

表1 饅頭感官評價表(分)Table 1 Sensory evaluation criteria of steamed bread(score)

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2016和SPSS 19.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進行顯著性分析等數(shù)據(jù)處理,用Origin 2017軟件進行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)酵方式饅頭冷藏過程中水分的變化

從圖1中可以看出,在冷藏過程中饅頭的水分呈下降的趨勢,饅頭皮、芯、瓤的水分都總體呈下降趨勢。饅頭皮中的水分含量變化幅度最大,皮中的水分與空氣接觸面積較大,饅頭表面的水蒸汽壓高于周圍環(huán)境空氣的水蒸汽壓,從而使表面的水分從固態(tài)以冰結(jié)晶升華的方式進入周圍空氣中,從而導(dǎo)致失水干耗[17],一次發(fā)酵與二次發(fā)酵饅頭皮中水分變化一致,老面發(fā)酵饅頭皮在0～6 d時無顯著性變化,然后迅速下降。饅頭芯中水分含量變化最小,一方面因為不與自封袋內(nèi)環(huán)境接觸,減少了水分的蒸發(fā)或升華,另一方面對于新鮮的饅頭來說芯中的水分含量小于皮與瓤中的水分含量,難以進行水分遷移[18]。饅頭瓤中水分在貯存過程中呈先下降后上升再下降的趨勢,一次發(fā)酵饅頭水分含量變化幅度最小,老面饅頭變化幅度最大,因為發(fā)酵時間越長,饅頭內(nèi)部空洞越大,大小不均勻,持水力下降[19]。根據(jù)《小麥粉饅頭》[13]規(guī)定,饅頭的水分含量應(yīng)小于45%范圍內(nèi),冷藏期間饅頭水分含量下降,符合規(guī)定要求。

圖1 不同發(fā)酵方式饅頭在冷藏過程中的水分變化Fig.1 Water change in one-time-fermentationsteamed-bread during cold storage注:A、B、C分別為皮、芯、瓤部位的水分變化;不同字母表示同種發(fā)酵方式不同時間差異顯著(P<0.05);圖2同。

2.2 不同發(fā)酵方式饅頭冷藏過程中pH變化

如圖2所示,一次發(fā)酵法饅頭與快速二次發(fā)酵法饅頭的pH變化趨勢一致,呈先下降后上升的趨勢,6 d時達到最大值。在冷藏0～4 d時,老面發(fā)酵饅頭的pH無顯著性變化,8和10 d時pH分別為最小值與最大值。在饅頭冷藏過程中,由于水分的散失,導(dǎo)致饅頭在冷藏前期pH呈現(xiàn)上升的趨勢,而在饅頭冷藏過程中,產(chǎn)酸菌團不斷生長,自身產(chǎn)生了大量的酸性物質(zhì),pH又開始呈下降趨勢[20],因此在冷藏過程中,由于微生物的生長繁殖,pH在波動中呈下降趨勢。由于制作老面饅頭過程中添加了堿,使得老面饅頭pH較高,又因為細菌數(shù)量與pH呈現(xiàn)負相關(guān)[20],因此老面饅頭中產(chǎn)酸菌團生長較為緩慢,老面饅頭的pH與一次發(fā)酵和快速二次發(fā)酵相比較為穩(wěn)定。根據(jù)《小麥粉饅頭》[13]規(guī)定,饅頭的pH應(yīng)在5.6～7.2范圍內(nèi),因此冷藏至14 d的饅頭依然符合此標準。

圖2 饅頭在冷藏過程中pH的變化Fig.2 pH change of steamed-bread during cold storage

2.3 不同發(fā)酵方式饅頭冷藏過程中比容的變化

如表2所示,三種發(fā)酵方式饅頭比容變化不明顯,一次發(fā)酵饅頭的比容沒有顯著性變化,快速發(fā)酵饅頭在2～4 d時略有上升后趨于平穩(wěn),老面發(fā)酵饅頭在8 d后有一定波動。在2 ℃下饅頭以最快的速度老化,面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的持氣性變差,質(zhì)地堅硬,體積減小[21]。在貯存期間水分散失,質(zhì)量減小[22],因此在冷藏過程中比容變化不明顯。根據(jù)《小麥粉饅頭》[13]規(guī)定,饅頭的比容應(yīng)大于1.7 mL/g范圍內(nèi),因此冷藏至14 d的饅頭依然符合此標準。

表2 饅頭在冷藏過程中比容的變化Table 2 Specific volume change of steamed-bread during cold storage

2.4 不同發(fā)酵方式饅頭冷藏過程中微生物的變化

2.4.1 菌落總數(shù)的變化 如圖3所示,冷藏0 d菌落總數(shù)為0。隨著冷藏時間延長,三種發(fā)酵方式饅頭中的菌落總數(shù)都是呈現(xiàn)上升趨勢。0～6 d時,一次發(fā)酵饅頭菌落總數(shù)增加速度最快,老面發(fā)酵饅頭菌落總數(shù)增加速度最慢,因為老面發(fā)酵饅頭制作中加堿中和了酸性的環(huán)境,導(dǎo)致老面發(fā)酵饅頭的pH較高,研究表明,細菌數(shù)量與pH呈負相關(guān)[20]。隨著產(chǎn)酸菌團的不斷生長,饅頭的pH慢慢下降,微生物生長速率呈上升趨勢,在12 d三種饅頭菌落總數(shù)趨于平穩(wěn),均達到106CFU/g,并且在14 d時三種饅頭并未產(chǎn)生異味,劉長虹[23]的研究表明,需要復(fù)熱后才食用的冷饅頭的菌落總數(shù)在106CFU/g以下是可以接受的。

圖3 饅頭冷藏過程中菌落總數(shù)變化Fig.3 Colony count change ofsteamed-bread during cold storage

2.4.2 霉菌的變化 夏文水[24]研究表明,大多數(shù)霉菌生長的水分活度在0.80～0.94,而其他研究表明饅頭在貯藏過程中水分活度呈下降趨勢,但是依舊大于0.90[20],因此饅頭在冷藏過程中仍然是一個適合霉菌生長的天然培養(yǎng)基。如圖4所示,0～2 d未檢出霉菌,低溫有效地抑制了霉菌的生長。2～8 d時霉菌生長速度緩慢,一次發(fā)酵饅頭中霉菌數(shù)量最多,老面發(fā)酵饅頭霉菌數(shù)量最少。8～14 d時老面發(fā)酵饅頭霉菌生長速度變快。三種饅頭在14 d時在饅頭皮上出現(xiàn)明顯的霉點。根據(jù)《小麥粉饅頭》[13]規(guī)定,銷售饅頭霉菌不能大于200 CFU/g,因此一次發(fā)酵與快速二次發(fā)酵法在12 d超過標準要求,老面發(fā)酵法在10 d超過標準要求。

圖4 饅頭冷藏過程中霉菌的變化Fig.4 Colony count change ofsteamed-bread during cold storage

2.5 不同發(fā)酵方式饅頭冷藏過程中復(fù)蒸感官評分的變化

如表3所示,隨著冷藏時間的延長,三種發(fā)酵方式饅頭的感官評分均呈下降趨勢,老面發(fā)酵饅頭相較另外兩種下降幅度最大,2 ℃為淀粉老化最適合的溫度,隨著貯存時間延長,饅頭糊化度逐漸下降,當(dāng)再次復(fù)熱時,一定程度上促使老化的淀粉雙螺旋結(jié)構(gòu)解旋,無法完全使老化淀粉完全糊化[24],老化后的饅頭伴隨著硬度增大,各項感官指標下降[25],導(dǎo)致饅頭的感官評分隨著冷藏時間的增加而不斷下降。按照感官評分78分以上為最佳,一次發(fā)酵與老面發(fā)酵最佳食用階段為0～4 d,快速二次發(fā)酵最佳食用階段為0～2 d。

表3 饅頭冷藏過程中復(fù)蒸感官評分的變化Table 3 Sensory evaluation change ofsteaming of steamed-bread during cold storage

3 結(jié)論

在冷藏過程中,饅頭的水分含量、pH、感官評價均呈現(xiàn)總體下降趨勢;饅頭的比容在冷藏過程中略有波動,整體比較穩(wěn)定;三種饅頭的菌落總數(shù)14 d時未達到106CFU/g,低溫有效地抑制了微生物的生長。低溫對霉菌的抑制效果不明顯,三種發(fā)酵方式均在8 d之后迅速生長,加快了饅頭變質(zhì)。綜合霉菌和感官評分,將冷藏饅頭分別劃分成三個食用階段。一次發(fā)酵饅頭最佳食用階段為0～4 d,可食用階段為5～11 d,不可食用階段為12 d以上;快速二次發(fā)酵饅頭最佳食用階段為0～2 d,可食用階段為3～11 d,不可食用階段為12 d以上;老面發(fā)酵最佳食用階段為0～4 d,可食用階段為5～9 d,不可食用階段為10 d以上。