魚骨粉添加對饅頭發(fā)酵能力的影響

陳闖，張放，杜蘭威

（天津市食品研究所有限公司天津中商聯(lián)檢驗檢測有限公司，天津 301609）

“民以食為天”，如何吃好是人們永遠(yuǎn)不變的話題，由于生活質(zhì)量不斷改善，人們對吃的要求也越來越高，不但要吃出美味，更要吃出健康[1]。饅頭是我國北方人的主食之一，饅頭品質(zhì)與營養(yǎng)價值成為與人們生活息息相關(guān)的大問題[2]。

鈣是構(gòu)成骨骼、牙齒的主要成分，在幫助血液凝結(jié)、體內(nèi)某些酶的活化、維持神經(jīng)的傳導(dǎo)性能、肌肉的伸縮性、毛細(xì)血管的下沉滲透壓、體內(nèi)的酸堿平衡等方面起著重要的作用[3]。鈣是人體含量較多的一種重要無機(jī)元素，鈣離子作為細(xì)胞內(nèi)第二信使，參與機(jī)體多種功能活動并發(fā)揮著極為重要的作用，如肌肉收縮、細(xì)胞分裂、神經(jīng)及精神活動等。有人稱“鈣為生命之本”、“生命一切活動都不能缺少鈣”[4]。魚類在加工過程中會產(chǎn)生大量的魚骨，而魚骨含有豐富的鈣，食用魚骨粉的加工技術(shù)源于鮮魚骨的加工技術(shù)。鮮魚骨泥的研究始于20世紀(jì)70年代，由丹麥、瑞典等發(fā)達(dá)國家首先研制成功，然后很快在東南亞各國、日本、美國、德國等國得到推廣[5]。80年代以來，日本及歐美等國研究開發(fā)骨頭系列食品取得了可喜的成就[6]。日本利用骨糊生產(chǎn)線對骨頭進(jìn)行超細(xì)加工，磨成糊狀，作為食品添加劑[7]。同時日本市場出現(xiàn)了一種新型的魚骨泥食品，它以新鮮的并富含骨髓質(zhì)的魚骨為主料，以多種營養(yǎng)豐富的果蔬和雜糧等為輔料，再添加適量的食品防腐劑，經(jīng)過超細(xì)微粒粉碎加工后制成[8]。我國對于魚骨粉利用技術(shù)研究較晚，加之人們對其營養(yǎng)價值認(rèn)識不夠等原因，缺少對魚骨粉等下腳料的研究開發(fā)。本文通過測定面團(tuán)發(fā)酵過程中pH值、酸度等的變化，研究魚骨粉添加量對面團(tuán)發(fā)酵能力的影響，使饅頭更加富有營養(yǎng)。將魚骨資源加以利用，滿足人們對天然鈣的需要，不但能減少對環(huán)境的污染，還可極大程度增加產(chǎn)品附加值，對促進(jìn)我國漁業(yè)健康有序發(fā)展將具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

利達(dá)面粉：天津利金糧油股份有限公司；高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；鯰魚骨粉：市售；鹽酸、氫氧化鈉、乙醚、無水硫酸銅、硫酸鉀、濃硫酸、碘液、酚酞等均為分析純：天津元立化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SP-756P紫外可見分光光度計：上海光譜儀器有限公司；DGX-90T3B-2型恒溫箱：上海福瑪實驗設(shè)備有限公司；BCJ-DF118M型榨汁機(jī)：杭州川洋貿(mào)易有限公司；JT1201N型電子天平、FA2004電子天平：上海精天電子儀器有限公司；LY-640高溫灰化爐：廣東立一科技有限公司；ATN-100凱氏定氮儀：上海洪紀(jì)儀器設(shè)備有限公司；PHG-2081X手持型pH計：上海博取儀器有限公司；MesoMR核磁共振成像儀：上海紐邁電子科技有限公司；TA-XT plus物性分析儀：北京微訊超技儀器技術(shù)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 魚骨粉饅頭制作工藝流程

魚骨粉處理→稱取原料→和面→發(fā)酵→成型→醒發(fā)→蒸制→冷卻→成品

1.3.2 pH值的測定

將魚骨粉含量為0%、3%、6%的面團(tuán)進(jìn)行發(fā)酵，分別取出發(fā)酵 0、15、30、45、60、75 min，二次醒發(fā) 30min結(jié)束后的面團(tuán)各兩個，每個面團(tuán)各5g，分別置于45 mL蒸餾水中，用玻璃棒不斷攪拌直至其溶解完全后（面筋不溶）用pH計進(jìn)行測量。

1.3.3 總酸含量的測定

取樣方法同1.3.2，總酸含量的測定方法參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》，面團(tuán)酸度以乳酸計。

1.3.4 面團(tuán)發(fā)酵試驗

將魚骨粉含量為0%、3%、6%的面團(tuán)揉勻取30 g放入100 mL量筒中，在溫度36℃，濕度80%的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)酵，每30 min記錄一次面團(tuán)的體積，直至體積無變化[9]。

1.3.5 濕面筋含量測定（水洗法）

取發(fā)酵20 min后的魚骨粉含量為0%、3%、6%的面團(tuán)各兩塊，稱取質(zhì)量W，放在水中輕輕揉洗，在揉洗過程中須注意更換清水次數(shù)，反復(fù)揉洗至面筋擠出的水遇碘液無藍(lán)色反應(yīng)為止。取出面筋放在預(yù)先烘干稱重的表面皿或濾紙（W0）上，稱得總質(zhì)量（W1）。

濕面筋含量/%=（W1-W0）/W×100

式中：W為面團(tuán)的質(zhì)量，g；W1為面筋和稱重表面皿或濾紙的總質(zhì)量，g；W0為預(yù)先烘干稱重的表面皿或濾紙的質(zhì)量，g。

1.3.6 高徑比的測定

取魚骨粉含量為0%、3%、6%的饅頭各2個，用直尺測得饅頭的高度（H，mm）以及饅頭直徑（D，mm）。

高徑比=H/D

1.3.7 橫向弛豫時間（carr-purcell-meiboom-gill，CPMG）脈沖序列測定

分別取出發(fā)酵 0、15、30、45、60、75 min 以及二次醒發(fā)結(jié)束后的面團(tuán)和饅頭裝入保鮮袋中立即進(jìn)行CPMG試驗。通常利用90°單脈沖和CPMG脈沖序列測量樣品的橫向弛豫時間T2。90°脈沖序列作用樣品之后，產(chǎn)生的共振信號叫自由感應(yīng)衰減 (fere induction deeay，F(xiàn)ID)信號[10]。測定出T21、T22、T23（T21是結(jié)合水弛豫時間、T22是不易流動水弛豫時間、T23是自由水弛豫時間）。

1.3.8 饅頭比容的測定

取3種不同魚骨粉含量的饅頭各2個，用電子天平稱量得其質(zhì)量為m（g）；用小顆粒干燥的填充劑（小米）填滿測量容器得出體積V1（mL）；取稱重后的饅頭，放入容器內(nèi)，加入填充劑，填滿得出填充劑體積V2（mL）；從二次體積差即可得饅頭體積。

比容/（mL/g）=（V1-V2）/m

1.3.9 質(zhì)構(gòu)的測定

樣品處理：取3種不同魚骨粉含量的饅頭各2個，將饅頭切成厚度為25 mm的整齊均勻的饅頭塊，置于TA-XT plus物性分析儀平臺上用探頭進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）測試，分別測定 2個饅頭塊的質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)取平均值作為最后試驗結(jié)果。

1.3.10 水分的測定

饅頭水分含量參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》中直接干燥法進(jìn)行測定。

1.3.11 灰分的測定

饅頭中灰分的測定參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測定》中的測定方法。

1.3.12 蛋白質(zhì)測定

饅頭中蛋白質(zhì)的測定參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》中的測定方法。

1.3.13 脂肪含量測定

饅頭中脂肪含量的測定參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測定》中的測定方法。

1.3.14 鈣含量測定

把魚骨粉、面粉、不同骨粉添加量的饅頭先灰化，將鈣元素的標(biāo)準(zhǔn)液分別配制成不同濃度系列的標(biāo)準(zhǔn)稀釋液。將消化好的試樣液、試劑空白液和鈣元素的標(biāo)準(zhǔn)濃度系列分別導(dǎo)入紫外可見分光光度計進(jìn)行測定。

式中：X為試樣中元素的含量，mg/100 g；C1為測定用試樣液中元素的濃度，μg/mL；C0為試劑空白液中元素的濃度，μg/mL；V為試樣定容體積，mL；f為稀釋倍數(shù)；m為試樣質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH值的測定結(jié)果

魚骨粉含量為0%、3%和6%的面團(tuán)在發(fā)酵時間分別為 0、15、30、45、60、75 min 時的 pH 值見圖 1。

圖1 不同發(fā)酵時間段對不同魚骨粉添加量的面團(tuán)pH值的影響Fig.1 The effect of different fermentation time on the pH value of dough with different amount of fishbone meal

由圖1可知，魚骨粉添加量為0%與3%的面團(tuán)在發(fā)酵過程中pH值總體呈下降趨勢，這表明面團(tuán)在發(fā)酵過程中產(chǎn)生了較強(qiáng)的酸類物質(zhì)。乳酸是一種較強(qiáng)的有機(jī)酸，且在發(fā)酵過程中產(chǎn)量也較多，是使面團(tuán)的pH值降低的重要原因。魚骨粉添加量為6%的面團(tuán)的pH值一次醒發(fā)結(jié)束前呈下降趨勢，發(fā)酵75 min時突然呈上升趨勢。這是由于魚骨粉呈堿性，而添加的魚骨粉量較多的原因。

2.2 總酸含量的測定結(jié)果

魚骨粉添加量為0%、3%和6%的面團(tuán)在發(fā)酵時間分別為 0、15、30、45、60、75 min 時的總酸含量見圖 2。

圖2 不同發(fā)酵時間段對不同魚骨粉添加量的面團(tuán)總酸含量的影響Fig.2 Effect of different fermentation time on the total acid content of dough with different amount of fishbone meal

由圖2可知，魚骨粉添加量為0%，隨著發(fā)酵時間的延長，面團(tuán)總酸含量呈現(xiàn)先降低再升高再降低的趨勢；魚骨粉添加量為3%時，隨著發(fā)酵時間的延長，面團(tuán)總酸含量呈現(xiàn)升高后趨于穩(wěn)定的趨勢；魚骨粉添加量為6%時，隨著發(fā)酵時間的延長，面團(tuán)總酸含量呈現(xiàn)先降低再升高后趨于穩(wěn)定的趨勢。

2.3 面團(tuán)發(fā)酵試驗

不同發(fā)酵時間段對不同魚骨粉添加量的面團(tuán)發(fā)酵試驗的影響見圖3。

圖3 不同發(fā)酵時間段對不同魚骨粉添加量的面團(tuán)發(fā)酵試驗的影響Fig.3 Effect of different fermentation time on dough fermentation experiment with different amount of fishbone meal

由圖3可知，發(fā)酵后，魚骨粉添加量為3%的體積變化最大，魚骨粉添加量為6%的體積變化次之，魚骨粉添加量為0%的體積變化最小。魚骨粉添加量為6%的面團(tuán)產(chǎn)氣速度相對過快，最先達(dá)到產(chǎn)氣高峰，而此時面團(tuán)膨脹卻沒有達(dá)到最大值，隨后酵母產(chǎn)氣能力下降，面團(tuán)內(nèi)部壓力減少，導(dǎo)致發(fā)酵結(jié)束后面團(tuán)并沒有充分膨脹，面筋并沒有充分延伸。0%和3%骨粉添加量的面團(tuán)產(chǎn)氣速度較為均勻，能使面團(tuán)最大限度膨脹，達(dá)到發(fā)酵目的，更適用于來生產(chǎn)饅頭。

2.4 面筋含量測定結(jié)果

不同魚骨粉添加量面團(tuán)的濕面筋含量如圖4所示。

圖4 不同魚骨粉添加量面團(tuán)的濕面筋含量Fig.4 Wet gluten content of dough with different amount of fishbone meal

由圖4可知，隨著面團(tuán)中添加的魚骨粉量增大，面團(tuán)可洗出面筋含量逐漸下降。麥膠蛋白和麥谷蛋白是面筋的主要成分，隨著魚骨粉添加量的增大，部分骨粉粘在麥膠蛋白和麥谷蛋白上，在洗面筋時它們一起被洗掉，因而面筋含量減少。

2.5 CPMG脈沖序列測定結(jié)果

不同魚骨粉添加量的面團(tuán)在發(fā)酵75 min內(nèi)T21、T22以及T23的變化分別見圖5、圖6和圖7所示。

圖5 不同骨粉添加量的面團(tuán)在發(fā)酵75 min內(nèi)T21的變化Fig.5 Changes of T21in dough with different amount of bone meal during 75 min fermentation

圖6 不同骨粉添加量的面團(tuán)在發(fā)酵75 min內(nèi)T22的變化Fig.6 Changes of T22in dough with different amount of bone meal during 75 min fermentation

圖7 不同骨粉添加量的面團(tuán)在發(fā)酵75 min內(nèi)T23的變化Fig.7 Changes of T23in dough with different amount of bone meal during 75 min fermentation

從圖5和圖6中可以看出，魚骨粉添加量的改變對面團(tuán)T21和T22的大小影響不大。在發(fā)酵75 min內(nèi)，T21基本保持在0.25 ms～3.06 ms之間。這說明，魚骨粉的添加量和發(fā)酵時間對面團(tuán)中結(jié)合水的影響很小。原因在于面團(tuán)的發(fā)酵階段是整個面筋充分?jǐn)U展階段，在這個階段面團(tuán)中與蛋白質(zhì)、淀粉等大分子物質(zhì)依靠氫鍵結(jié)合比較緊密的水分傳動性很小，發(fā)生遷移的機(jī)會很小的緣故[11]。面團(tuán)中存在的水分主要以游離狀態(tài)存在，這部分水分的弛豫時間（T23）較長，在發(fā)酵過程中這部分水的弛豫性質(zhì)變化相對更顯著。如圖7所示，骨粉添加量為6%的面團(tuán)弛豫時間T23基本呈先增加后減小的變化趨勢，骨粉添加量為3%的面團(tuán)弛豫時間T23幾乎與發(fā)酵時間無關(guān)，一直保持不變，骨粉添加量為0%的面團(tuán)弛豫時間T23與發(fā)酵時間曲線基本呈減小-增加-減小-增加-減小的變化趨勢。面團(tuán)在發(fā)酵期間自由水的變化相對結(jié)合水來說更具有規(guī)律性。

2.6 質(zhì)構(gòu)的測定結(jié)果

不同魚骨粉添加量饅頭質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果見表1。

表1 不同魚骨粉添加量饅頭質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果Table 1 Texture determination of steamed bread with different amount of fishbone meal

由表1可知，魚骨粉添加量為0%的饅頭的硬度值最高，魚骨粉添加量為6%的饅頭的硬度值最低。魚骨粉添加量為0%的饅頭的黏性值最小，魚骨粉添加量為6%的饅頭的黏性值最大，魚骨粉添加量為6%的饅頭的彈性值最小，魚骨粉添加量為0%的饅頭的彈性值最大。硬度、彈性、黏聚性、膠著性、咀嚼性、回復(fù)性的數(shù)值都是隨著魚骨粉添加量增多而隨之減小。硬度值與饅頭品質(zhì)成負(fù)相關(guān)，即這些指標(biāo)數(shù)值越大，饅頭吃起來越硬，越缺乏彈性、綿軟、爽口的感覺；彈性值與饅頭品質(zhì)成正相關(guān)，即數(shù)值越大，饅頭吃起來有彈性、爽口不黏牙。

2.7 饅頭及原料各項理化指標(biāo)的測定結(jié)果

原料及不同魚骨粉添加量饅頭的各項理化指標(biāo)分別見表2和表3。

表2 原料的理化指標(biāo)Table 2 Physical and chemical indexes of raw materials

表3 不同魚骨粉添加量饅頭的理化指標(biāo)Table 3 Physicochemical indexes of steamed bread with different amount of fish bone meal

由表2可知，所用面粉的水分為12.037%，灰分為0.443 1%，對比國家標(biāo)準(zhǔn)LS/T 3204—1993《饅頭用小麥粉》的水分小于等于14%，精制小麥粉灰分小于等于0.55%，所用面粉符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

由表3可知，灰分、蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、鈣含量均隨著魚骨粉添加量的增加而增大。在水分含量上，魚骨粉添加量為3%的饅頭相對較多，其它組分的水分含量變化不大。對比GB/T 21118—2007《小麥粉饅頭》中饅頭的水分含量要小于等于45%，不同魚骨粉添加量的饅頭水分含量都符合國家標(biāo)準(zhǔn)。對比GB/T 21118—2007《小麥粉饅頭》，饅頭的pH值在5.6～7.2，不同魚骨粉添加量的饅頭pH值都符合國家標(biāo)準(zhǔn)。隨著魚骨粉添加量增多，饅頭的高徑比緩慢減小。

3 結(jié)論

在面團(tuán)發(fā)酵期間pH值均呈下降趨勢，魚骨粉添加量為6%的面團(tuán)產(chǎn)氣速度相對過快，最先達(dá)到產(chǎn)氣高峰，導(dǎo)致發(fā)酵結(jié)束后面團(tuán)并沒有充分膨脹，面筋并沒有充分延伸。0%和3%魚骨粉添加量的面團(tuán)產(chǎn)氣速度較為均勻，能使面團(tuán)最大限度膨脹，達(dá)到發(fā)酵目的，更適用于來生產(chǎn)饅頭。饅頭的灰分、蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、鈣含量均隨著魚骨粉添加量的增加而增大。不同魚骨粉添加量的饅頭水分含量和pH值都符合國家標(biāo)準(zhǔn)，隨著魚骨粉添加量增多，饅頭的高徑比緩慢減小。