饅頭揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)研究進(jìn)展

付元哲，黃雅玲，馮 濤，孫 敏，姚凌云，王化田，宋詩清

（上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)香料香精技術(shù)與工程學(xué)院，上海 201418）

饅頭是以小麥面粉為原料，加入發(fā)酵劑和水及其他輔料，經(jīng)過和面、成型、發(fā)酵、蒸制過程制作而成[1]。其制作方便、營(yíng)養(yǎng)豐富。作為中國(guó)人不可或缺的主食，距今已有1 700多年的歷史[2]。隨著人們生活水平的提高，主食種類日益豐富，對(duì)作為主食之一的饅頭提出了更高的風(fēng)味需求。

如今人們餐桌上的饅頭主要采用酵母粉制作而成，因?yàn)槠浒l(fā)酵時(shí)間短，工藝簡(jiǎn)單所以使用廣泛；還有一些家庭則采用傳統(tǒng)酵母制作饅頭，因?yàn)槠滹L(fēng)味更佳。傳統(tǒng)發(fā)酵劑主要有老面、酒曲、酵子等[3]。傳統(tǒng)發(fā)酵劑制作的饅頭和商業(yè)酵母制作的饅頭在風(fēng)味上有很大的差異，傳統(tǒng)發(fā)酵劑不僅改善了饅頭的質(zhì)地、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)特性，而且通過抑制有害微生物生長(zhǎng)，延緩了饅頭變質(zhì)的過程，延長(zhǎng)了饅頭的保質(zhì)期[4]。微生物種類的差異性造成代謝物質(zhì)的多樣性從而形成了不同地區(qū)傳統(tǒng)發(fā)酵饅頭的獨(dú)特風(fēng)味[5]。傳統(tǒng)上認(rèn)為酸面團(tuán)中酵母的多樣性與酵母的代謝特性和功能有關(guān)[6]，根據(jù)酵母多樣性分析，酵母代謝有助于增強(qiáng)饅頭發(fā)酵過程中風(fēng)味物質(zhì)的形成[7]。隨著國(guó)內(nèi)外研究的深入，很多學(xué)者開始研究新型饅頭：一是從發(fā)酵劑著手，采用菌種復(fù)配體系作為饅頭的發(fā)酵劑，從而改善其風(fēng)味；另一種則是從原料出發(fā)，研究不同原料對(duì)饅頭風(fēng)味以及饅頭品質(zhì)的影響。經(jīng)國(guó)內(nèi)外研究表明，發(fā)酵劑種類、原料以及制作工藝對(duì)饅頭風(fēng)味影響具有重要作用[1]。本文對(duì)現(xiàn)階段影響?zhàn)z頭風(fēng)味形成的主要因素進(jìn)行綜述，為饅頭風(fēng)味研究提供參考。

1 不同發(fā)酵劑對(duì)饅頭風(fēng)味形成的影響

1.1 單一酵母發(fā)酵劑

釀酒酵母作為工業(yè)單一酵母發(fā)酵劑中的主要酵母菌種，其發(fā)酵能力強(qiáng)，主要通過糖的乙醇發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳，從而增加饅頭體積，在發(fā)酵過程中起著關(guān)鍵的作用[8]。單一酵母饅頭制作過程簡(jiǎn)單，因此大多用于商業(yè)生產(chǎn)[9]。饅頭可以通過釀酒酵母的純培養(yǎng)物進(jìn)行發(fā)酵。Zhang Guohua等[10]通過研究釀酒酵母對(duì)饅頭面團(tuán)發(fā)酵過程中揮發(fā)性物質(zhì)及代謝產(chǎn)物的影響，發(fā)現(xiàn)了一種獨(dú)特的香氣特征，包括一些先前報(bào)道的芳香化合物和一些從未報(bào)道的芳香醛（(E)-2-癸烯醛和2-十一烯醛）和酮（2-庚酮和2-壬烷酮）。這些芳香化合物可能來源于小麥面粉本身，可能由面粉的天然酶和微生物菌群所產(chǎn)生[11]。

商業(yè)酵母有鮮酵母、半干酵母、干酵母等種類。不同種類的酵母發(fā)酵所產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)有所不同，風(fēng)味物質(zhì)的種類和含量又與饅頭整體的感官接受性密切相關(guān)[9]。劉丹蕾等[12]對(duì)不同種類安琪市售商業(yè)酵母（BG半干酵母、TC干酵母、JG干酵母、PG鮮酵母以及X鮮酵母）饅頭揮發(fā)性風(fēng)味化合物分析發(fā)現(xiàn)，共有14 種揮發(fā)性物質(zhì)的香氣活性值（odor active value，OAV）大于1，對(duì)饅頭整體的香氣特征具有較大貢獻(xiàn)。其中異丁醇只在PG鮮酵母所制饅頭中檢出，具有果香的香葉基丙酮只在TC干酵母所制饅頭中發(fā)現(xiàn)[13]。不同類型的發(fā)酵劑所制饅頭的揮發(fā)性香氣化合物的相對(duì)含量及種類之間具有一定的差異，這種差異會(huì)影響?zhàn)z頭整體所表現(xiàn)出的香氣特征。Huang Yaling等[2]對(duì)同一菌種不同加工類型酵母發(fā)酵劑（安琪干酵母CF1303、速溶干酵母CF1318以及酵母CL10138）饅頭的風(fēng)味物質(zhì)差異進(jìn)行系統(tǒng)研究，利用不同風(fēng)味屬性對(duì)酵母感官進(jìn)行描述。研究發(fā)現(xiàn)CF1303饅頭具有強(qiáng)烈的甜味和甜味回味屬性，CF1318饅頭具有奶香、小麥香、酵母味屬性，而CL10138饅頭呈現(xiàn)出明顯的酸味、酒味和面粉味屬性。CF1303饅頭、CF1318饅頭和CL10138饅頭所特有的關(guān)鍵香氣物質(zhì)分別為愈創(chuàng)木酚，β-月桂烯、肉桂酸甲酯和壬醛，2-甲基丁酸。這些關(guān)鍵的香氣化合物的差異是不同饅頭整體風(fēng)味呈現(xiàn)差異的重要原因之一。

1.2 傳統(tǒng)混菌發(fā)酵劑

我國(guó)的傳統(tǒng)發(fā)酵劑一般采用小麥粉、玉米粉或麩皮等原料經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵，揉搓成型后汽蒸、曬干而成[14]。傳統(tǒng)發(fā)酵劑發(fā)酵過程為混菌發(fā)酵[15]，包含了很多菌種，其或多或少對(duì)饅頭風(fēng)味的形成有一定的作用。其中酵母菌、乳酸菌和醋酸菌等微生物對(duì)饅頭風(fēng)味的形成起著關(guān)鍵性作用[16]。酸面團(tuán)中的微生物菌群復(fù)雜多樣，可以看作是一個(gè)較為完整的微生物體系。酵母菌可以通過Ehrlich途徑將部分氨基酸轉(zhuǎn)氨、脫羧，最終形成芳香族雜醇油和雜醇酸，從而產(chǎn)生香氣[17]。而乳酸菌通過其代謝及酶系生物轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生醛類、醇類、酯類、酮類等香氣物質(zhì)[18-19]。醋酸菌菌株主要以醋酸為代謝產(chǎn)物，在發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生一些有機(jī)酸，例如延胡索酸、蘋果酸、乳酸等，能夠賦予饅頭綿、酸、香等風(fēng)味特征[3]。由此可見，微生物在饅頭揮發(fā)性化合物的形成過程中發(fā)揮著重要作用。隨著學(xué)者對(duì)傳統(tǒng)發(fā)酵劑微生物菌群與多樣性研究的逐漸深入，更多人認(rèn)為微生物的多樣性是影響發(fā)酵面團(tuán)最終風(fēng)味的關(guān)鍵因素[20]。如圖1所示，不同的發(fā)酵劑在發(fā)酵過程中起作用的主要微生物之間存在一定的相似性，但并非完全相同。微生物種類的多樣性造成了代謝產(chǎn)物的多樣性，進(jìn)而形成了不同地區(qū)傳統(tǒng)發(fā)酵劑饅頭的獨(dú)特風(fēng)味[5]。老面、酵子與酒曲作為傳統(tǒng)混菌發(fā)酵劑具有很多相似之處，關(guān)于它們的叫法很多地方也不統(tǒng)一，有的地區(qū)會(huì)將老面與酵子當(dāng)作同一類發(fā)酵劑，關(guān)于這兩種發(fā)酵劑的界定較為模糊，其本質(zhì)差異可能是發(fā)酵源與制作材料的差別。本文參考馬先紅等[3]的報(bào)道將老面與酵子分開闡述。

圖1 3 種傳統(tǒng)混菌發(fā)酵劑主要微生物菌群對(duì)比Venn圖Fig.1 Venn diagram of major microbial floras of three traditional mixed starter cultures

1.2.1 老面

老面饅頭主要依靠野生酵母及其他菌種混合發(fā)酵制作。將每次發(fā)酵完成后的面團(tuán)留下作為下次發(fā)酵菌種來源，即為老面[3]。老面饅頭是以老面作為發(fā)酵劑，經(jīng)饅頭發(fā)酵工藝蒸制而成。與酵母饅頭相比，其含有的酵母菌的數(shù)量和活力相對(duì)較低，因此發(fā)酵力低下，面團(tuán)發(fā)酵的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。在眾多微生物的發(fā)酵之下，產(chǎn)生了大量的揮發(fā)性香氣化合物，形成了其特有的風(fēng)味。老面發(fā)酵能夠提高饅頭風(fēng)味物質(zhì)種類和含量，有機(jī)酸的產(chǎn)生及其酯化反應(yīng)是其風(fēng)味豐富的重要原因之一[4]。

饅頭風(fēng)味物質(zhì)組成主要取決于面團(tuán)發(fā)酵中微生物的轉(zhuǎn)化及酶促反應(yīng)[21]。老面面團(tuán)中的微生物優(yōu)勢(shì)菌種為乳酸菌和酵母菌，其比值為100∶1，在面團(tuán)中的菌落總數(shù)分別為107～109CFU/g和105～107CFU/g[4,22]。酵母菌與乳酸菌的復(fù)雜微生物菌群使其發(fā)酵的產(chǎn)品具有特殊的風(fēng)味。前人研究發(fā)現(xiàn)，菌種組成的差異可能與地理位置不同有關(guān)[23]。表1對(duì)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中不同地區(qū)的老面酸面團(tuán)的主要優(yōu)勢(shì)菌群所包含的主要菌種進(jìn)行了總結(jié)。其中釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）是老面饅頭發(fā)酵面團(tuán)中必不可少的菌種[23-24]。

表1 不同地區(qū)老面酸面團(tuán)中主要酵母菌與乳酸菌組成Table 1 Compositions of major yeasts and lactic acid bacteria in sourdough from different regions

邢小龍[23]闡明了河南3 種地形條件（山區(qū)、平原和盆地）下酸面團(tuán)的細(xì)菌多樣性，首次報(bào)道了氧化葡萄糖桿菌（Gluconobacter oxydans）的存在。并報(bào)道了不同地區(qū)優(yōu)勢(shì)菌群之間的差異，戊糖片球菌（Pediococcus pentosaceus）為盆地樣本中的優(yōu)勢(shì)菌種，戊糖片球菌（P.pentosaceus）、面包乳桿菌（Lactobacillus crustorum）、植物乳桿菌（L.plantarum）、多黏類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）為平原樣品主要優(yōu)勢(shì)菌種；戊糖片球菌（P.pentosaceus）為山區(qū)主要優(yōu)勢(shì)菌種。通過對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，具有水果香氣的酯類及醛類物質(zhì)對(duì)饅頭整體香氣特征的形成不可或缺[25]。閆博文[26]通過構(gòu)建老面饅頭微生物菌種與老面饅頭中揮發(fā)性香氣物質(zhì)組成之間的相互關(guān)系發(fā)現(xiàn)，舊金山乳桿菌和發(fā)酵乳桿菌作為山東老面中的主要乳酸菌菌種，其與乙酸、戊醛、己醛、壬醛、2-戊基呋喃、壬醇和1-辛烯-3-醇等化合物具有較高的正相關(guān)系數(shù)；釀酒酵母則與己醛有較高的正相關(guān)系數(shù)。可見己醛與釀酒酵母的代謝有著重要關(guān)系。張楚楚[27]對(duì)不同老面饅頭與酵母饅頭揮發(fā)性成分及其圖譜進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，老面饅頭共有57 種化合物，主要特征香氣化合物與酵母饅頭差異較大。且不同種類老面饅頭揮發(fā)性物質(zhì)圖譜組內(nèi)差異較大。相反，酵母饅頭的組內(nèi)差異較小。綜上所述，發(fā)酵過程中不同的微生物與揮發(fā)性香氣化合物的產(chǎn)生具有一定的聯(lián)系，閾值較低的化合物如醛類化合物往往具有較高的OAV，對(duì)老面饅頭的整體香氣特征具有較高的貢獻(xiàn)。

微生物多樣性的研究大多采用高通量測(cè)序完成。Suo Biao等[7]采用宏基因組基因擴(kuò)增測(cè)序技術(shù)，分析了以新鄉(xiāng)和菏澤兩種中國(guó)傳統(tǒng)老面發(fā)酵劑制備的發(fā)酵面團(tuán)中微生物的多樣性并對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，兩種發(fā)酵面團(tuán)中微生物均以酵母菌、乳桿菌和片球菌屬為主。與用商業(yè)酵母制備的樣品相比，用傳統(tǒng)老面發(fā)酵劑制備的樣品中發(fā)現(xiàn)了更多的揮發(fā)性物質(zhì)。在新鄉(xiāng)和菏澤的樣品中，2-苯乙醇含量均顯著高于商業(yè)酵母樣品。2-苯乙醇是一種芳香化學(xué)物質(zhì)，具有水果香味或玫瑰香味[16]，普遍存在于發(fā)酵食品中，在饅頭的鮮香和甜味中起作用；另一種常見的成分，1-辛烯-3-醇，具有濃郁的蘑菇味和香草的香氣[28]。這些結(jié)果表明，老面發(fā)酵劑中不同于商業(yè)酵母的微生物對(duì)饅頭特有風(fēng)味物質(zhì)的形成具有一定的影響，使得老面發(fā)酵饅頭揮發(fā)性物質(zhì)種類或含量高于商業(yè)酵母發(fā)酵饅頭。

1.2.2 酒曲

在經(jīng)過充分蒸煮的白米中，移入曲霉的分生孢子，然后保溫，米粒上即茂盛地生長(zhǎng)出菌絲，此即酒曲[30]。酒曲不僅可以用來制造酒、甜酒等產(chǎn)品，還可以當(dāng)作饅頭的發(fā)酵劑[31]。酒曲發(fā)酵能夠改善饅頭品質(zhì)，減緩饅頭老化速度，從而提升饅頭的口感及風(fēng)味[32]。有研究指出，制曲工藝、地域及環(huán)境等因素使得酒曲中的主要微生物及其特性呈現(xiàn)出一定的差異性[33]，對(duì)酒曲發(fā)酵微生物的多樣性分析也是現(xiàn)階段酒曲發(fā)酵研究的重要內(nèi)容[34]。

以酒曲作為發(fā)酵劑發(fā)酵出的饅頭風(fēng)味較好，因?yàn)榫魄械奈⑸锛懊赶蹈裢庳S富，在霉菌等微生物的協(xié)同作用下，將面團(tuán)中的大分子物質(zhì)降解，豐富了酒曲發(fā)酵饅頭整體的風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)[29]。黎江華等[35]利用高通量測(cè)序?qū)魄械奈⑸锞旱慕M成以及多樣性分析發(fā)現(xiàn)，酒曲中主要優(yōu)勢(shì)微生物是乳桿菌屬（Lactobacillus）和根霉屬（Rhizopus）。而周書楠等[36]則采用MiSeq高通量測(cè)序得出復(fù)膜孢酵母屬（Saccharomycopsis）、淀粉霉屬（Amylomyces）以及根霉屬（Rhizopus）為酒曲中的優(yōu)勢(shì)真菌屬。根霉是一種具有多酶系特征的霉菌，在酒曲微生物中發(fā)揮著重要的作用。胡麗花[29]通過分析得到甜酒曲中根霉菌的活菌數(shù)約為103～104CFU/g。根霉能產(chǎn)生豐富的淀粉酶，使淀粉變?yōu)樘欠郑哂泻芎玫奶腔阅躘37]。生成的糖類物質(zhì)可以豐富饅頭口感。除此之外還能分泌酸性蛋白酶、酒化酶，并且產(chǎn)生乳酸、琥珀酸等代謝產(chǎn)物[38]，能夠增強(qiáng)饅頭的風(fēng)味。

甜酒曲的種類、地域及原料的差異都會(huì)影響其所制饅頭的風(fēng)味[33]。國(guó)內(nèi)目前關(guān)于將米酒作為發(fā)酵劑應(yīng)用于老面饅頭方面的研究還較為缺乏。孫祥祥[39]研究了米酒發(fā)酵饅頭與普通酵母饅頭的揮發(fā)性香氣成分之間的差異。在米酒發(fā)酵饅頭中醇類、酯類以及雜環(huán)類對(duì)其風(fēng)味影響較大，主要呈現(xiàn)脂香和花香；而酵母饅頭呈現(xiàn)脂香和果香。與之相比，米酒所制饅頭揮發(fā)性香氣成分種類更為復(fù)雜多樣，含量更加豐富，所以米酒曲發(fā)酵使饅頭口感和風(fēng)味更佳。

1.2.3 酵子

酵子通常是以米粉、小麥粉或玉米粉等谷物為主要原料，在酵母菌、乳酸菌等多種微生物的協(xié)同作用下多次發(fā)酵而成[3]。酵子發(fā)酵面團(tuán)微生物豐富，其發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，能提高面團(tuán)柔軟度，進(jìn)而改善其組織結(jié)構(gòu)。且發(fā)酵過程中會(huì)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)如糖化、酯化等，從而產(chǎn)生各種風(fēng)味物質(zhì)[40]。

楊可等[41]在對(duì)陜西關(guān)中不同地區(qū)酵子的細(xì)菌及真菌菌群多樣性研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)醋酸桿菌屬（Acetobacter）和Lactobacillus為酵子中的優(yōu)勢(shì)菌群，絲孢酵母屬（Trichosporon）為大荔地區(qū)優(yōu)勢(shì)真菌屬。鏈格孢屬（Alternaria）和叢赤殼科（Nectriaceae）為武功地區(qū)優(yōu)勢(shì)真菌。對(duì)不同地區(qū)的酵子多樣性研究發(fā)現(xiàn)，微生物菌群的結(jié)構(gòu)和多樣性差別較大，具有較為明顯的區(qū)域性特色。Zhang Guohua等[42]對(duì)酵子進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)明串珠菌屬（Leuconostoc）、Weissella和Lactobacillus為酵子中的優(yōu)勢(shì)菌群，這與楊可等[41]的研究結(jié)果相似。馬凱等[43]對(duì)傳統(tǒng)發(fā)酵酵子微生物以及風(fēng)味分析發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)發(fā)酵酵子中的食竇魏斯氏菌（Weissella cibaria）、融合魏斯氏菌（W.confusa）、瑞士乳桿菌（L.helveticus）等乳酸菌及短小芽孢桿菌（Bacillus pumilus）能夠代謝麥芽糖等糖類并釋放出單糖。同時(shí)，蘋果醋桿菌能夠有效利用糖類和乙醇產(chǎn)生醋酸[44]。在酵母菌、乳酸菌、芽孢桿菌及醋酸桿菌菌體大量增殖發(fā)酵面團(tuán)的同時(shí)，產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物能夠影響酵子饅頭的風(fēng)味和質(zhì)地。馮婕等[45]從酵子饅頭中鑒定出主要揮發(fā)性物質(zhì)有27 種，具有玫瑰香氣的苯乙醇含量最高，它主要由酵母代謝產(chǎn)物乙醇通過Ehrlich途徑將支鏈氨基酸轉(zhuǎn)化得到[26,46]，對(duì)饅頭整體香氣特征有一定的影響。王遠(yuǎn)輝等[47]對(duì)酵子發(fā)酵饅頭和酵母發(fā)酵饅頭的揮發(fā)性物質(zhì)和香氣特征進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，酵子饅頭具有明顯而獨(dú)特的香味。乙醇賦予酵子醇香及酒香味[12]；酸類化合物十六酸賦予酵子饅頭一定的酸味特征；酵子饅頭與酵母饅頭的揮發(fā)性化合物在種類和相對(duì)含量上有明顯差異，這導(dǎo)致兩者表現(xiàn)出不同的香氣特征。

綜上可見，不同天然發(fā)酵劑饅頭的重要風(fēng)味香氣化合物種類以及相對(duì)含量不同，使饅頭整體呈現(xiàn)的香氣屬性具有一定的差異。表2總結(jié)了文獻(xiàn)中具有代表性（包括但不限于稀釋因子值較大、OAV＞1、風(fēng)味閾值較小以及含量較高）的香氣物質(zhì)，根據(jù)表2數(shù)據(jù)繪制了不同的發(fā)酵劑所制饅頭代表性香氣輪圖，見圖2。可以看出老面饅頭代表性香氣物質(zhì)以及香氣屬性相對(duì)較多，這與不同發(fā)酵劑微生物菌群種類和數(shù)量之間的差異有關(guān)。

表2 不同類型饅頭的主要風(fēng)味化合物Table 2 Key flavor compounds of different types of steamed bread

圖2 不同種類發(fā)酵劑所制饅頭代表性香氣輪圖Fig.2 Representative aroma wheel of steamed bread prepared with different starter cultures

1.3 人工復(fù)配發(fā)酵劑

通過篩選優(yōu)質(zhì)菌種進(jìn)行復(fù)配的復(fù)合發(fā)酵劑，結(jié)合了老面混菌發(fā)酵的風(fēng)味多樣性以及活性干酵母的發(fā)酵優(yōu)勢(shì)，具有發(fā)酵力強(qiáng)、風(fēng)味多樣性的特點(diǎn)。復(fù)合發(fā)酵劑饅頭在風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)及口感上表現(xiàn)良好，是現(xiàn)階段較為熱門的研究方向。

研究發(fā)現(xiàn)，酵母菌與乳酸菌復(fù)配體系發(fā)酵過程中乳酸菌發(fā)酵起始數(shù)量為1.29×106～2.45×107CFU/g，酵母菌起始數(shù)量為4.57×107～7.41×107CFU/g[29]。在兩者混合發(fā)酵的整個(gè)過程中，酵母菌與乳酸菌的數(shù)量均成倍增加。其中發(fā)酵乳桿菌（L.fermentum）、食竇魏斯氏乳酸菌（W.cibaria）和乳酸片球菌（P.acidilactici）增長(zhǎng)顯著。這是由于乳酸菌在復(fù)配發(fā)酵過程中，能夠促進(jìn)酵母糖酵解及三羧酸循環(huán)，從而促進(jìn)乙醇及相關(guān)風(fēng)味化合物的生成[26]。加入復(fù)配菌種能夠促進(jìn)酵母對(duì)碳水化合物和氨基酸的代謝，氨基酸代謝能夠促進(jìn)風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生，從而提高整體的風(fēng)味[23]。

通過菌種復(fù)配得到的復(fù)合發(fā)酵劑在一定程度上彌補(bǔ)了普通酵母發(fā)酵劑所致風(fēng)味物質(zhì)較少的缺點(diǎn)，通過特定比例的復(fù)配甚至可以比傳統(tǒng)發(fā)酵劑所制饅頭風(fēng)味更好。劉晨等[48]采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（solid phase micro extraction-gas chromatograph-mass spectrometry，SPME-GC-MS）法研究了老面饅頭、復(fù)合發(fā)酵劑饅頭（從老面中分離的酵母菌與乳酸菌復(fù)配所得的復(fù)合發(fā)酵劑）和活性干酵母發(fā)酵饅頭中風(fēng)味物質(zhì)的差異。研究發(fā)現(xiàn)，閾值較低酯類物質(zhì)能賦予饅頭特殊的香氣特征，在復(fù)合發(fā)酵劑饅頭與老面饅頭中檢出5 種酯類物質(zhì)：乳酸乙酯（50 mg/kg）、乙酸乙酯（0.005 mg/kg）、辛酸乙酯（0.019 3 mg/kg）、乙酸異戊酯（0.000 15 mg/kg）和癸酸乙酯（0.005 mg/kg），且復(fù)合發(fā)酵劑饅頭的酯類化合物相對(duì)含量較高。復(fù)合發(fā)酵劑饅頭與老面饅頭中檢出的關(guān)鍵羰基化合物有壬醛（0.001 1 mg/kg），其香氣閾值較低，能夠賦予饅頭一定的香氣特征[53]。綜合風(fēng)味分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)合發(fā)酵劑饅頭和老面饅頭檢出的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)相似且數(shù)量多于酵母饅頭，其中復(fù)合發(fā)酵劑饅頭所檢出的關(guān)鍵揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在含量上要略高于老面饅頭。王聰?shù)萚49]采用SPME-GC-MS分析對(duì)比普通酵母發(fā)酵饅頭、酵子-酵母復(fù)合發(fā)酵劑饅頭、植物乳桿菌-酵母復(fù)合發(fā)酵饅頭的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。在3 種饅頭中都檢出了2-戊基呋喃。其中酵子-酵母復(fù)合發(fā)酵饅頭醇類和酸類含量最高，但酸類總體含量占比較小。而植物乳桿菌-酵母復(fù)合發(fā)酵饅頭中酯類和醛類相對(duì)含量較多。普通酵母發(fā)酵饅頭中醚類只發(fā)現(xiàn)了具有水果香氣的正丁醚。研究發(fā)現(xiàn)，3 種饅頭中醇類、酯類及醛類相對(duì)含量較高，對(duì)饅頭整體風(fēng)味影響較大。而且3 種饅頭閾值較低的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)在種類和相對(duì)含量上有所差異，說明發(fā)酵劑對(duì)其風(fēng)味影響較大，將傳統(tǒng)發(fā)酵劑與新型發(fā)酵劑進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹?fù)配可以豐富饅頭的風(fēng)味。

發(fā)酵劑對(duì)饅頭揮發(fā)性香氣物質(zhì)的影響主要取決于發(fā)酵劑中微生物的代謝作用，其本質(zhì)為酶的作用，因而可以直接利用酶制劑改善饅頭風(fēng)味。堿性蛋白酶和谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶可以增強(qiáng)無麩質(zhì)谷物饅頭的鮮味和咸味，減弱其苦味和澀味[54]。成品饅頭的醛類和芳香類化合物升高，從而提升了饅頭整體的風(fēng)味。

2 不同原料對(duì)饅頭風(fēng)味的影響

除了主要影響因素發(fā)酵劑外，原料、工藝等對(duì)饅頭風(fēng)味的影響也格外重要。傳統(tǒng)的饅頭大都采用小麥面粉作為主要原料，面粉原料本身就含有一定的風(fēng)味物質(zhì)，例如正己醇、2-戊基呋喃、3-甲基丁醇等[1,28,48]。面粉中碳水化合物和蛋白質(zhì)在發(fā)酵過程中會(huì)降解成小分子物質(zhì)，面粉在存儲(chǔ)過程中也會(huì)發(fā)生脂肪氧化，生成風(fēng)味前體物質(zhì)[19]。這些因素都會(huì)影響?zhàn)z頭的風(fēng)味[55]。

不同的原料自身所含的特殊風(fēng)味物質(zhì)對(duì)所制饅頭主體風(fēng)味也會(huì)產(chǎn)生影響。王慧潔等[50]在對(duì)不同原料饅頭風(fēng)味分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，在相同工藝下自制甜玉米饅頭（甜玉米粉質(zhì)量∶小麥面粉質(zhì)量＝1∶3）的風(fēng)味比普通饅頭豐富。其中醛類物質(zhì)種類及含量差異較大，這是由于甜玉米粉中的脂肪含量比小麥粉高，而醛類物質(zhì)則來源于脂肪的氧化分解。酯類物質(zhì)也是酵母代謝的主要產(chǎn)物，閾值較小對(duì)饅頭整體風(fēng)味有一定的影響。甜玉米粉的加入產(chǎn)生了一些其特有的風(fēng)味物質(zhì)，例如癸醛、癸酸乙酯和十四酸乙酯等。癸醛（0.003 mg/kg）與癸酸乙酯（0.005 mg/kg）的閾值都很低，這些關(guān)鍵化合物的增加使得甜玉米饅頭較普通饅頭風(fēng)味更加豐富。沙見宇等[51]對(duì)全麥粉饅頭、面粉饅頭、輕碾脫皮面粉所制饅頭這3 種饅頭的揮發(fā)性成分進(jìn)行鑒定，分別檢測(cè)出22、18、24 種揮發(fā)性物質(zhì)。3 種不同精細(xì)程度面粉所制饅頭所檢出的揮發(fā)性化合物種類差異較小，其中壬醛（0.001 1 mg/kg）、己醛（0.005 mg/kg）、2-戊基呋喃（0.005 8 mg/kg）為面粉饅頭檢出的主要揮發(fā)性香氣化合物且閾值很小。2-丙基-1-戊醇、己醛分別是輕碾脫皮面粉所制饅頭和全麥粉饅頭所特有的香氣成分，輕碾脫皮饅頭和全麥饅頭所檢出的主要香氣化合物相比普通面粉饅頭多了苯乙醇、乙醇、1-庚醇（0.005 4 mg/kg）等5 種醇類化合物。醇類一般來自于脂肪的氧化降解。具有果香味的酯類物質(zhì)則由醇和脂肪酸的酯化反應(yīng)生成[56]。具有果味、焦糖味的辛酸乙酯（0.019 3 mg/kg）在3 種饅頭中檢出。根據(jù)研究結(jié)果可知，不同精細(xì)程度的小麥粉在同一饅頭制作工藝下產(chǎn)生的揮發(fā)性香氣成分具有一定的差異。

人類消費(fèi)逐漸傾向于健康，具有特定生理功能的食品也成為目前較為熱門的研究方向。隨著對(duì)饅頭的研究不斷多樣化，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者開發(fā)出不同原料的饅頭制品，在營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味、功能方面都有提高[52]。雜糧含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，例如膳食纖維、黃酮等，這些營(yíng)養(yǎng)成分可以預(yù)防和改善心血管疾病[57]。采用不同種類雜糧粉或其與小麥粉混合蒸制的雜糧饅頭，可以改變饅頭的風(fēng)味，并能提高小麥面粉所制饅頭品質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)。張佳麗等[57]通過氣相色譜-離子遷移譜對(duì)不同雜糧饅頭的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)雜糧饅頭香氣物質(zhì)的種類和濃度隨雜糧添加量的增加而增加。燕麥饅頭的主要揮發(fā)性物質(zhì)為醇、醛、酯、呋喃類和酮類，其中2,3-丁二醇、苯乙醛、苯甲醛揮發(fā)性成分濃度明顯升高，苯乙醛（0.006 3 mg/kg）、苯甲醛（0.750 89 mg/kg）閾值都很低，表明燕麥的加入增加了饅頭的風(fēng)味。而薏米饅頭中檢測(cè)到的己醛（0.005 mg/kg）、己醇（0.005 6 mg/kg）、2-戊基呋喃（0.005 8 mg/kg）含量隨薏米添加量的增加而增加，同樣也說明薏米可以豐富饅頭的風(fēng)味；酯類化合物對(duì)高梁饅頭主體風(fēng)味有一定的貢獻(xiàn)；醇類化合物是黍子饅頭的重要香氣物質(zhì)；具有果香及青香等氣味的醛類物質(zhì)，其芳香閾值較低對(duì)饅頭香味有一定貢獻(xiàn)[58]。通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，小米和蕎麥饅頭的揮發(fā)性成分與對(duì)照組小麥面粉所制饅頭基本一致，特征揮發(fā)性成分種類較少，濃度較低，說明小米以及蕎麥本身所產(chǎn)生的特殊風(fēng)味物質(zhì)影響較小?？嗍w是一種具有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的食藥原料，其支鏈淀粉含量豐富，可以作為理想的發(fā)酵原料。但苦蕎本身的風(fēng)味較差，這可能會(huì)影響其開發(fā)與應(yīng)用?？嗍w中主要優(yōu)勢(shì)菌屬為L(zhǎng)actococcus和魏斯氏菌屬（Weissella），而曲霉屬（Aspergillus）、青霉屬（Penicillium）和威克漢姆酵母屬（Wickerhamomyces）則是主要真菌屬。吡嗪類化合物為苦蕎酸面團(tuán)中主要揮發(fā)性成分。在發(fā)酵后期，苯乙醇等大量化合物的存在豐富了酸面團(tuán)的風(fēng)味[59]?？嗍w麥酸面團(tuán)中揮發(fā)性成分與細(xì)菌多樣性之間存在著密切的聯(lián)系，這為酵母微生物篩選提供了理論依據(jù)。

3 不同發(fā)酵工藝對(duì)饅頭風(fēng)味的影響

3.1 制作工藝的影響

3.1.1 不同發(fā)酵方法的影響

目前饅頭制作工藝主要分為兩種，一次發(fā)酵法與二次發(fā)酵法，圖3為兩種發(fā)酵工藝之間的差異。兩種發(fā)酵方法在工藝上差距較大（圖中用虛線標(biāo)出）。在發(fā)酵時(shí)間上，二次發(fā)酵較久，使得酵母等微生物具有充分的發(fā)酵時(shí)間，這些微生物代謝所產(chǎn)生的醇和有機(jī)酸等物質(zhì)通過相互作用，能夠產(chǎn)生風(fēng)味前體物質(zhì)，對(duì)饅頭風(fēng)味的形成具有一定的影響[60]。但是其生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，不適合工業(yè)化生產(chǎn)[3]。工業(yè)上為了保證食品安全、節(jié)約時(shí)間以及降低成本，幾乎全部采用商業(yè)酵母短時(shí)間發(fā)酵制作饅頭，而傳統(tǒng)發(fā)酵劑由于其菌群含量相對(duì)較少并不適合短時(shí)間發(fā)酵，大多采用二次發(fā)酵法。研究發(fā)現(xiàn)，同一原料不同工藝條件下，兩種饅頭揮發(fā)性香氣化合物的相對(duì)含量沒有非常明顯的差距，但是在二次發(fā)酵饅頭中檢出的香氣化合物的種類相較一次發(fā)酵的多了3 種；部分化合物的含量高于一次發(fā)酵。其中醇類的相對(duì)含量較一次發(fā)酵饅頭增加了3.24%。具有豆香、果香以及青香的2-戊基呋喃在兩種饅頭檢出，研究表明其為面粉本身所帶的風(fēng)味物質(zhì)，是饅頭風(fēng)味中必不可少的物質(zhì)。經(jīng)過二次發(fā)酵的饅頭，出現(xiàn)了苯乙烯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇等一次發(fā)酵從未出現(xiàn)過的重要風(fēng)味物質(zhì)[60]。二次發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)使得酵母等微生物充分代謝進(jìn)而產(chǎn)生了更多風(fēng)味物質(zhì)，故二次發(fā)酵所制饅頭在風(fēng)味水平上優(yōu)于一次發(fā)酵所制饅頭。發(fā)酵條件的改變可能影響了微生物的活動(dòng)和代謝產(chǎn)物的生成，以及組分之間的相互反應(yīng)，從而導(dǎo)致風(fēng)味物質(zhì)的差異。

圖3 饅頭一次發(fā)酵工藝與二次發(fā)酵工藝主要差異圖Fig.3 Major differences between primary and secondary fermentation processes for steamed bread

3.1.2 不同發(fā)酵時(shí)間的影響

對(duì)于同一發(fā)酵方法，其發(fā)酵時(shí)間不同也會(huì)對(duì)饅頭品質(zhì)、風(fēng)味等產(chǎn)生一定的影響，關(guān)于不同發(fā)酵時(shí)間段的風(fēng)味研究可以看作是饅頭風(fēng)味的動(dòng)態(tài)變化過程。在不同發(fā)酵階段，有的風(fēng)味物質(zhì)會(huì)隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)而增加，有些會(huì)隨著發(fā)酵而降低，有些則會(huì)先上升后下降。研究發(fā)現(xiàn)，在饅頭發(fā)酵的不同階段，揮發(fā)性化合物變化明顯[60]，一些香氣化合物如戊醇、3-甲硫基丙醇、苯乙醇的含量隨發(fā)酵增加顯著，其中戊醇和3-甲硫基丙醇在發(fā)酵過程中生成，說明其為酵母代謝產(chǎn)物。吲哚的含量在發(fā)酵過程中先上升后下降，這可能是吲哚在發(fā)酵過程中被代謝所導(dǎo)致[1]。這些研究為不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)饅頭風(fēng)味物質(zhì)影響的研究提供了一定的數(shù)據(jù)支撐。

3.2 加堿的影響

由于傳統(tǒng)發(fā)酵劑發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，其發(fā)酵面團(tuán)具有一定的酸性。研究發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，酸度逐漸增大，這可能與面團(tuán)發(fā)酵過程中微生物菌群的作用有關(guān)。所以在制作過程中，堿或小蘇打的加入對(duì)饅頭的風(fēng)味具有一定的影響。有研究發(fā)現(xiàn)，堿的加入會(huì)使酸面團(tuán)揮發(fā)性化合物的種類減少，主要對(duì)酸類及酯類風(fēng)味物質(zhì)影響較大。由于酸類為酯類物質(zhì)的生成提供了前提，堿的加入使酸性化合物種類及含量大幅減少，使得酯類風(fēng)味物質(zhì)種類及相對(duì)含量也相對(duì)減少[61]。在加堿后出現(xiàn)了一些原本從未出現(xiàn)過的風(fēng)味物質(zhì)，如丁酸乙酯、甲酸己酯、吡啶高氯酸等，這些物質(zhì)可能是導(dǎo)致加堿饅頭獨(dú)特香氣的原因[62]。綜上所述，加堿饅頭與不加堿饅頭揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類及相對(duì)含量存在一定差異，使其香氣特征有所改變。除此之外，加堿量的多少同樣對(duì)饅頭整體感官及品質(zhì)有一定的影響。加堿過量會(huì)導(dǎo)致饅頭發(fā)黃、變硬甚至破裂，影響?zhàn)z頭的風(fēng)味、外觀及口感[63]。所以除了發(fā)酵劑外，發(fā)酵條件以及制作工藝同樣對(duì)饅頭風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生有一定的影響。

4 結(jié)語

隨著生活質(zhì)量的不斷提高，人們將越來越注重饅頭等食品的風(fēng)味以及功能性。饅頭的風(fēng)味是決定饅頭品質(zhì)的重要原因之一，饅頭的揮發(fā)性成分中主要包括醇類、酯類、醛類、酮類、芳香類等。揮發(fā)性成分的產(chǎn)生與饅頭發(fā)酵劑中微生物有著密不可分的聯(lián)系。不同種類以及不同地域的發(fā)酵劑饅頭風(fēng)味差異很大，這主要是由于各種發(fā)酵劑中微生物的種類、比例及含量有很大的差異。

除了發(fā)酵劑外，原材料以及制作工藝對(duì)饅頭揮發(fā)性物質(zhì)的產(chǎn)生也有重要影響。發(fā)酵劑對(duì)風(fēng)味的影響機(jī)理主要表現(xiàn)在不同微生物的作用。如今饅頭工業(yè)化生產(chǎn)大都采用工業(yè)酵母，因其效率高、品質(zhì)穩(wěn)定，相比傳統(tǒng)發(fā)酵劑發(fā)酵更占優(yōu)勢(shì)，但單一菌種限制了更多風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生，使其風(fēng)味較為單一，不能完全滿足消費(fèi)者的味蕾需求。相反，傳統(tǒng)發(fā)酵劑口味獨(dú)特，但其穩(wěn)定性差，不宜進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。人工復(fù)配發(fā)酵劑的出現(xiàn)理論上更適合工業(yè)化生產(chǎn)，但目前研究多偏向復(fù)配提高風(fēng)味及穩(wěn)定性方面，在實(shí)際應(yīng)用方面較少提及。饅頭的研究領(lǐng)域逐漸趨向多樣化，未來開發(fā)新型發(fā)酵劑將成為熱門，隨著人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)保健等功能性食品的開發(fā)，研究具有一定功能性的饅頭也是大勢(shì)所趨。此外，直接利用影響?zhàn)z頭風(fēng)味物質(zhì)形成的關(guān)鍵酶對(duì)饅頭風(fēng)味進(jìn)行改善也是今后研究方向之一。目前對(duì)饅頭關(guān)鍵香氣化合物的具體形成途徑研究不足，因此解析不同發(fā)酵劑中微生物代謝途徑與香氣化合物形成的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵香氣化合物的調(diào)控將是進(jìn)一步深入研究饅頭風(fēng)味形成與調(diào)控機(jī)制的重要途經(jīng)。