燕麥橘絡(luò)面包的工藝優(yōu)化與風(fēng)味物質(zhì)分析※

楊 芳 徐亞琪 王 清

(四川旅游學(xué)院，四川 成都 610100)

燕麥(AvenasativaL.)，又稱莜麥，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪和人體必需的氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)[1]；是谷類食品中最好的全價(jià)營養(yǎng)食品之一；是目前唯一經(jīng)美國食品和藥品管理局(FDA)確認(rèn)可以在包裝上注明有保健功能的谷物[2]。燕麥蛋白在促進(jìn)人體生長發(fā)育和提高免疫力上優(yōu)于一般的谷物蛋白[3]。燕麥富含豐富的水溶性膳食纖維，如β-葡聚糖，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值[4-5]，其β-葡聚糖主要是由β-1,3和β-1,4糖苷鍵連接而成吡喃型非淀粉黏性多糖[6]，具有清腸、降膽固醇、調(diào)節(jié)血糖、提高免疫力等生理功能[7]。橘絡(luò)是藥食同源物質(zhì)，是橘子中果皮與內(nèi)果皮之間的維管束群[8]。橘絡(luò)中含有一種叫“蘆丁”的維生素，能使人的血管保持正常的彈性和密度，防止毛細(xì)血管滲血，可以有效減少高血壓病人的腦溢血概率[9]。本文將燕麥粉、橘絡(luò)結(jié)合小麥粉制成面包，以實(shí)現(xiàn)粗糧主食化[10]，提高蛋白質(zhì)消化率和效價(jià)，達(dá)到糧食粗細(xì)搭配，營養(yǎng)互補(bǔ)的目的。在此基礎(chǔ)上，對(duì)最佳工藝組面包和空白對(duì)照組面包進(jìn)行揮發(fā)性風(fēng)味成分分析，以期為燕麥橘絡(luò)面包的進(jìn)一步開發(fā)和生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

燕麥粉：山西綠色山區(qū)農(nóng)副產(chǎn)品有限公司；橘絡(luò)：河北省安國市瑞琪中藥材有限公司；酵母、高筋粉、黃油、奶粉、食鹽、白砂糖：市售。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 7890B-7000C氣相色譜-三重串聯(lián)四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國安捷倫公司；萃取頭：美國Supelco公司；20mL頂空萃取瓶：上海安譜公司；YP-N型電子天平：上海精密儀器儀表有限公司；SC-20L型多功能攪拌機(jī)：珠海三麥機(jī)械有限公司；醒發(fā)箱：無錫新麥機(jī)械有限公司；T6110-Touch biszu 6×1/1GN烤箱：德國Bartscher有限公司；TMS-PRO型高精度專業(yè)食品物性分析儀：美國FTC公司。

1.3 方法

1.3.1 燕麥橘絡(luò)面包的加工工藝

基礎(chǔ)配方：小麥粉300g，水150mL，食用鹽4g，黃油16g，奶粉10g，酵母5g，白砂糖50g，雞蛋60g。燕麥粉取代部分小麥粉的方式加入。

工藝流程：原輔料準(zhǔn)備→稱量→蛋糖攪拌→面糊調(diào)制混合均勻→攪拌成面團(tuán)→發(fā)酵→分塊搓圓→醒發(fā)→入爐烘烤→出爐冷卻→成品。

操作要點(diǎn)：小麥粉、燕麥粉和橘絡(luò)粉在攪拌前過篩；酵母用28℃～30℃的溫水活化；將小麥粉和橘絡(luò)粉分別加入多功能攪拌機(jī)中，再加入雞蛋、糖鹽水、奶粉、酵母等，開至一擋，攪拌10min后，再加入黃油，繼續(xù)攪拌5min，直至面團(tuán)可以撕成薄膜狀；將面團(tuán)放入溫度為30℃、濕度為85%的醒發(fā)箱中發(fā)酵15min，再將面團(tuán)分割成約50g/個(gè)的小面團(tuán)后，繼續(xù)揉至面團(tuán)表面光滑呈圓球狀，并排盡面團(tuán)中的氣體，制成面包胚。將面包胚放入溫度為30℃，濕度為85%的醒發(fā)箱內(nèi)醒發(fā)60min。將醒發(fā)好的面包胚刷上蛋液，放入烤箱進(jìn)行烘烤，下火溫度160℃，上火溫度180℃，時(shí)間13min。

1.3.2 單因素實(shí)驗(yàn)

經(jīng)過前期預(yù)實(shí)驗(yàn)，將燕麥粉添加量、橘絡(luò)粉用量、酵母用量、發(fā)酵時(shí)間設(shè)置為單因素變量，以感官評(píng)分、比容為評(píng)鑒指標(biāo)，篩選出最佳單因素參數(shù)。

1.3.3 正交試驗(yàn)

根據(jù)正交設(shè)計(jì)原理和單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，以感官、比容和質(zhì)構(gòu)為評(píng)鑒指標(biāo)。采用L9(34)正交試驗(yàn)對(duì)燕麥橘絡(luò)面包的關(guān)鍵配方工藝進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 燕麥橘絡(luò)面包正交試驗(yàn)的因素水平及代碼

1.3.4 檢測方法

1.3.4.1 感官評(píng)鑒

選擇10名經(jīng)驗(yàn)型食品專業(yè)從業(yè)人員對(duì)給定的試驗(yàn)樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。參照GBT14216-2008《面包》的評(píng)價(jià)方法，制定成品燕麥橘絡(luò)面包的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

表2 燕麥橘絡(luò)面包感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.4.2 比容的測定

面包比容參照GB/T20981-2007《面包》中的體積差法測量。用小米置換法測定面包比容。計(jì)算公式為：

面包比容(mL/g)=面包體積(mL)/面包質(zhì)量(g)

1.3.4.3 TPA質(zhì)構(gòu)分析

參考趙亞娟[11]等的測定方法，選用P50的柱形探頭進(jìn)行壓縮測試，測試模式為TPA，設(shè)置檢測參數(shù)為：高度30mm、形變量50mm、速度60mm/min、最小感應(yīng)力0.375N，觸發(fā)力5N，兩次擠壓間隔時(shí)間5s。將面包樣品置于探頭正下方測試硬度、彈性、咀嚼性、膠黏性、內(nèi)聚性。

1.3.5 揮發(fā)性風(fēng)味成分的測定

1.3.5.1 頂空固相微萃取(HS-SPME)

取燕麥橘絡(luò)面包樣品2.0g置于20mL固相微萃取儀采樣瓶中，樣品瓶置于60℃恒溫套管中預(yù)熱30min后，用100μm PDMS萃取頭頂空萃取30min，然后在氣相色譜進(jìn)樣口250℃下熱解吸2min進(jìn)樣，采用GC-MS分析其揮發(fā)性風(fēng)味成分。

1.3.5.2 氣質(zhì)聯(lián)用檢測(GC-MS)

GC條件：毛細(xì)管色譜柱Agilent DB-1MS(60m×250μm,0.25μm)；自動(dòng)1∶1分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度250℃；柱溫35℃，保留3min，以5℃/min的速度升至235℃，保留10min；檢測器溫度230℃；載氣He，流速1mL/min。

MS條件:EI電離源，電子能量70eV，掃描范圍10m/z～550m/z，離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；接口溫度280℃。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析與處理

用Excel表格進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，試驗(yàn)結(jié)果以平均值或平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示。使用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，P<0.05時(shí)差異顯著并用*表示，P<0.01時(shí)表示差異極顯著并用**表示。GC-MS試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理由GC-MS數(shù)據(jù)分析軟件系統(tǒng)完成，同時(shí)與NSIT 2011譜庫相匹配，報(bào)道匹配度大于70(最大值為100)的鑒定結(jié)果。采用峰面積歸一化法計(jì)算各揮發(fā)性成分的相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 燕麥粉添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

根據(jù)燕麥橘絡(luò)面包的加工工藝，小麥粉和燕麥粉共300g，燕麥粉(18g、30g、42g、54g、66g)制作面包。根據(jù)感官和比容對(duì)面包品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果可知，燕麥粉的最佳添加量為30g，此時(shí)面包感官評(píng)分最高，比容最大。隨著燕麥添加量的增加，由于面團(tuán)中面筋蛋白的減少，從而影響面團(tuán)發(fā)酵，面包的比容變小，感官品質(zhì)下降。

2.1.2 橘絡(luò)粉添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

根據(jù)燕麥橘絡(luò)面包的加工工藝，小麥粉270g，燕麥粉30g，橘絡(luò)粉添加量(3g、6g、9g、12g、15g)制作面包。根據(jù)感官和比容對(duì)面包品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果可知，橘絡(luò)粉添加量達(dá)到一定程度后，橘絡(luò)粉會(huì)影響面筋蛋白生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故橘絡(luò)粉的最佳添加量為9g。

2.1.3 酵母用量對(duì)面包品質(zhì)的影響

根據(jù)燕麥橘絡(luò)面包的加工工藝，小麥粉270g，燕麥粉30g，橘絡(luò)粉9g，酵母用量(3g、5g、7g、9g、11g)制作面包。根據(jù)感官和比容對(duì)面包品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果可知，酵母的最佳添加量為5g，此時(shí)面包的感官評(píng)分最高，比容最大；當(dāng)酵母的添加量低于5g時(shí)，由于酵母進(jìn)行有氧呼吸和酒精發(fā)酵產(chǎn)生的CO2氣體不足以使面團(tuán)膨脹，從而延緩了面團(tuán)發(fā)酵速度；當(dāng)酵母用量高于5g時(shí)，酵母產(chǎn)生的CO2氣體過多，面團(tuán)發(fā)酵過度，氣孔較大，有酸味。

2.1.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)面包品質(zhì)的影響

根據(jù)燕麥橘絡(luò)面包的加工工藝，小麥粉270g，燕麥粉30g，橘絡(luò)粉9g，酵母用量5g，發(fā)酵時(shí)間(10min、15min、20min、25min、30min)制作面包。根據(jù)感官和比容對(duì)面包品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果可知，發(fā)酵時(shí)間是影響燕麥橘絡(luò)面包品質(zhì)的關(guān)鍵因素，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間在10min～20min時(shí)，發(fā)酵不充分，面包成品過硬，質(zhì)地粗糙，比容小，感官評(píng)分低；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間大于20min，因發(fā)酵過度，面團(tuán)彈性較差，氣孔大小不均，感官評(píng)分低。所以燕麥橘絡(luò)面包的最佳發(fā)酵時(shí)間為20min。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 感官評(píng)分分析

燕麥橘絡(luò)面包正交試驗(yàn)分組和感官評(píng)分如表3所示。

表3 燕麥橘絡(luò)面包正交試驗(yàn)感官評(píng)分

由表3可知，第3試驗(yàn)組A1B3C3D3即燕麥24g，橘絡(luò)12g，酵母7g，發(fā)酵時(shí)間25min時(shí)，面包的感官評(píng)分最高?？赡芘c該組中酵母添加量最多，發(fā)酵時(shí)間最長，面團(tuán)有充足的條件進(jìn)行發(fā)酵有關(guān)。由極差分析可知，各因素對(duì)面包品質(zhì)影響為：酵母用量(C)>發(fā)酵時(shí)間(D)>橘絡(luò)用量(B)>燕麥添加量(A)。同時(shí)，由表4可知，橘絡(luò)用量、酵母用量和發(fā)酵時(shí)間三個(gè)因素對(duì)燕麥橘絡(luò)面包的感官品質(zhì)有顯著性影響。

表4 燕麥橘絡(luò)面包感官評(píng)定方差分析

2.2.2 比容分析

比容是衡量面包品質(zhì)的重要因素，由于燕麥粉和橘絡(luò)粉不含面筋蛋白，與對(duì)照組相比，添加了燕麥粉和橘絡(luò)粉的面包比容變小。根據(jù)圖1可知，第3試驗(yàn)組即A1B3C3D3組為最佳，原因是在酵母用量增多和發(fā)酵時(shí)間延長的外力作用下，面團(tuán)的發(fā)酵能力增強(qiáng)，故比容也相應(yīng)增大。

2.2.3 TPA質(zhì)構(gòu)(硬度、彈性、咀嚼性、膠黏性、內(nèi)聚性)分析

TPA質(zhì)構(gòu)分析具體見表5、表6。

由表6可知，硬度與內(nèi)聚性、彈性呈顯著性負(fù)相關(guān)，與咀嚼性和膠黏性呈顯著性正相關(guān)且相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.992和0.971；彈性與咀嚼性、膠黏性呈顯著性負(fù)相關(guān)且相關(guān)系數(shù)達(dá)到-0.805和-0.854；咀嚼性與膠黏性呈顯著正相關(guān)且相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.976。所以，結(jié)合表5和表6，根據(jù)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)，硬度、咀嚼性和膠黏性最小，彈性較大，篩選出第3試驗(yàn)組為最佳組合。

圖1 燕麥橘絡(luò)面包正交試驗(yàn)比容數(shù)據(jù)

/N/Ratio/mm/mJ/N12.47±0.670.47±0.0023.98±0.23143.27±10.236.45±1.05128.07±4.150.43±0.0023.20±0.15276.52±44.8511.91±1.85223.30±1.650.44±0.0023.34±0.58238.47±22.5510.20±0.72316.93±1.620.45±0.0023.32±0.34175.66±12.687.54±0.65420.20±2.390.46±0.0523.29±1.30214.70±37.539.32±2.02528.04±1.760.46±0.0022.34±0.81290.16±11.5113.02±0.98632.22±2.740.45±0.0220.77±0.83298.39±31.8213.90±1.51722.49±0.970.44±0.0123.19±1.08230.25±14.269.93±0.48834.39±0.980.40±0.0421.66±1.60325.53±47.6913.34±1.45925.58±0.600.42±0.0222.43±0.45254.42±5.1512.09±1.73

表6 燕麥橘絡(luò)面包質(zhì)構(gòu)各參數(shù)之間的相關(guān)性分析

*在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)，**在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

2.2.4 揮發(fā)性風(fēng)味成分分析

燕麥橘絡(luò)面包的風(fēng)味物質(zhì)主要是由加工過程中添加的燕麥粉、橘絡(luò)粉、小麥粉、奶油等原輔料及原輔料中的物質(zhì)在發(fā)酵和烘焙等環(huán)節(jié)產(chǎn)生。[12]

最佳工藝組與空白對(duì)照組樣品在相同的取樣和分析條件下進(jìn)行分析，得GC-MS總離子流圖(圖2)。由圖2可知，最佳工藝組和空白對(duì)照組樣品的揮發(fā)性風(fēng)味成分在種類及相對(duì)百分含量方面都存在較大差異。主要揮發(fā)性風(fēng)味成分的種類及相對(duì)含量見表7。

圖2 頂空固相微萃取后的總離子流譜圖

/min/%/%45.877.59A12.601.523.07A26.523.063.85A3beta.-12.520.65-A4D-13.7029.15-A53,4-15.3811.11-A61,2,3,4--1,6--4-27.260.380.6713.9637.34B13--1-4.47-19.58B22--1-4.564.0214.83B3[S-(R?,R?)]-2,3-6.291.732.93B41-8.375.14-B51--3-11.980.35-B615.822.72-0.452.56C12.92-1.07C23-5.300.45-C36.29-1.4914.7212.89D11.635.23-D22-1.970.560.28D33-2.781.502.78D43.390.42-D55.844.486.57D69.060.54-D715.711.993.264.278.79E12,3-2.140.610.75E24.603.668.047.537.18F13.833.907.18F27.200.45-F38.820.74-F43,5--4-36.972.44-2.199.61G12.41-0.41G210.66-1.50G3-1,2-13.42-7.15G419.090.480.55G521.470.33-G62,4-26.971.38-1.851.10H112.381.851.10

由表7可知，面包中共檢測出35種揮發(fā)性物質(zhì)，其中烴類6種，醇類6種，醚類3種，醛類7種，酮類2種，羧酸類4種，酯類6種，呋喃類1種。

最佳工藝組檢出的烴類揮發(fā)性成分以萜烯類為主，萜烯類化合物氣味強(qiáng)烈且呈味閾值較低[13]，對(duì)樣品的風(fēng)味有突出貢獻(xiàn)。如：有橙子香氣及檸檬樣香氣的D-檸檬烯，有香脂香氣的beta.-月桂烯[14]。而空白對(duì)照組的烴類物質(zhì)大部分為飽和烴類且含量較低，由于飽和烴閾值較高，對(duì)其風(fēng)味無明顯貢獻(xiàn)。

醇類主要來自原輔料中脂質(zhì)的氧化降解。最佳工藝組含量最高的是具有水果芬芳香氣的1-己醇；同時(shí)含有清甜的玫瑰樣花香的苯乙醇和具有蘑菇香氣的1-辛烯-3-醇。這三種物質(zhì)對(duì)最佳工藝組的風(fēng)味起到一定的貢獻(xiàn)作用，而這三種物質(zhì)在空白對(duì)照組中未檢出?？瞻讓?duì)照組中檢測出量較多的飽和醇，雖然飽和醇閾值較高[15]，但在空白對(duì)照組中含量較高，所以對(duì)其風(fēng)味有一定的貢獻(xiàn)。

醛類風(fēng)味物質(zhì)閾值一般較低[16]，主要來自原輔料中脂質(zhì)的氧化與降解，大多具有脂肪香味[14]。3-甲基丁醛稀釋后具有愉快的果香，是重要的風(fēng)味成分[15]。己醛是亞油酸的主要氧化產(chǎn)物，具有青草香、脂肪香，庚醛有水果香味，壬醛有強(qiáng)烈的油脂氣息，它們對(duì)整體風(fēng)味的形成起著重要作用。最佳工藝組含有的醛類物質(zhì)種類比空白對(duì)照組多且相對(duì)比例大，所以最佳工藝組脂肪香氣更濃。

酮類主要也由脂質(zhì)氧化和降解產(chǎn)生。2,3-丁二酮具有強(qiáng)烈的奶油香氣，乙偶姻是令人愉快的奶油香味。最佳工藝組和空白對(duì)照組均檢測出這兩種酮類物質(zhì)，這與制作面包時(shí)加入奶油有關(guān)?？瞻讓?duì)照組酮類物質(zhì)相對(duì)含量更大，所以，從酮類物質(zhì)角度分析，空白對(duì)照組面包油脂氣味更濃郁。

羧酸類物質(zhì)主要產(chǎn)生于面包發(fā)酵環(huán)節(jié)。最佳工藝組含有的羧酸類物質(zhì)種類比空白對(duì)照組多，但相對(duì)比例相當(dāng)，對(duì)樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)相當(dāng)。其中乙酸有刺鼻的醋酸味，戊酸有令人不愉快的氣味。

酯類物質(zhì)一般呈現(xiàn)香果香和奶香，對(duì)食品風(fēng)味的貢獻(xiàn)較大。其可能產(chǎn)生于面團(tuán)發(fā)酵再烘焙環(huán)節(jié)。其中：乙酸乙酯具有水果香酒香；乙酸辛酯有略帶花香與清香的脂蠟香氣；壬酸乙酯帶果香及玫瑰樣香氣；2,4-二叔丁基苯酚己酸酯有酒香氣?？瞻讓?duì)照組酯類物質(zhì)種類多且相對(duì)含量更多，從酯類物質(zhì)角度分析，空白對(duì)照組風(fēng)味更為濃郁。

呋喃類：兩組樣品均只檢測出呋喃甲基安非他明一種物質(zhì)，且含量相當(dāng)，因此對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)相當(dāng)。

綜上，最佳工藝組面包燕麥風(fēng)味濃郁。綜合揮發(fā)性風(fēng)味化合物的相對(duì)百分含量和閾值，最佳工藝組面包的特征風(fēng)味物質(zhì)可能是：D-檸檬烯，1-己醇，1-辛烯-3-醇，苯乙醇，己醛，壬醛，3-甲基丁醛，乙偶姻，乙酸，2,4-二叔丁基苯酚己酸酯。但具體呈味機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。結(jié)合感官評(píng)鑒，空白對(duì)照組風(fēng)味優(yōu)于最佳工藝組，這可能與空白對(duì)照組酯類物質(zhì)含量多，羧酸類物質(zhì)含量少有關(guān)；另外也可能與在最佳工藝組中加入了藥食同源的橘絡(luò)有關(guān)。對(duì)于燕麥橘絡(luò)面包的品質(zhì)改良還有待進(jìn)一步研究。

3 結(jié)論

通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)，以感官、比容和TPA質(zhì)構(gòu)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，得出燕麥橘絡(luò)面包的最佳工藝和配方為：小麥粉276g、燕麥粉24g、橘絡(luò)12g、酵母7g、水150mL、食用鹽4g、黃油16g、奶粉10g、白砂糖50g、雞蛋60g、發(fā)酵時(shí)間25min時(shí)，燕麥橘絡(luò)面包感官評(píng)分最高89.00分，TPA質(zhì)構(gòu)分析中硬度、咀嚼性和膠黏性最低，彈性和內(nèi)聚性最高。

通過頂空固相微萃取(HS-SPME)結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)對(duì)燕麥橘絡(luò)面包的主要揮發(fā)性成分分析可知，空白對(duì)照組樣品的風(fēng)味優(yōu)于最佳工藝組，具體呈味機(jī)制和樣品品質(zhì)改良還有待繼續(xù)研究。本研究結(jié)果將對(duì)燕麥橘絡(luò)面包的進(jìn)一步開發(fā)利用提供一定的理論支撐。