酸面团优选组合菌对苦荞麸皮馒头品质的影响

王雪婷 杜木英,2 廖钰婷 何 瑞 李玉珠 á

(1. 西南大学食品科学学院，重庆 400715；2. 西南大学重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆 400715；3. 匈牙利国家农业研究和创新中心食品科学研究所，匈牙利 布达佩斯 999024)

酸面团优选组合菌对苦荞麸皮馒头品质的影响

王雪婷1杜木英1,2廖钰婷1何 瑞1李玉珠1ZsoltZalán3

(1. 西南大学食品科学学院，重庆 400715；2. 西南大学重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆 400715；3. 匈牙利国家农业研究和创新中心食品科学研究所，匈牙利 布达佩斯 999024)

以安琪酵母和匈牙利酵母发酵苦荞麸皮馒头为对照，通过感官评价和质构分析，同时采用固相微萃取—气相色谱—质谱联用技术，研究酸面团优选组合菌对苦荞麸皮馒头的品质影响。结果表明：3种发酵剂馒头感官评分为：组合菌种(82.2±2.3)>匈牙利酵母(80.9±1.3)>安琪酵母(77.1±1.4)；在硬度、咀嚼性、胶粘性、内聚性和回复力方面，组合菌组最佳；在弹性方面，匈牙利酵母组最佳，总体上组合菌组的质构特性更佳；在风味物质上，安琪酵母组共检测到44种风味成分，匈牙利酵母组共检测到49种，组合菌组共检测到52种，并且组合菌组的醛类、呋喃类、酯类、酚类以及同类都比安琪酵母组和匈牙利酵母组的相对含量高，还检测到3种特有的酯类物质，说明组合菌种发酵更利于苦荞麸皮馒头风味物质的形成；表明组合菌更有利于发酵苦荞麸皮馒头，更易让消费者接受，为组合菌种的应用提供理论支持。

苦荞麸皮；馒头；组合菌；风味物质

苦荞麦是药食两用作物，历史悠久，在中国西北和西南地区种植广泛[1]。苦荞具有很高的营养价值，是谷类作物中唯一集七大营养素于一身的作物，被誉为“五谷之王”[2]。苦荞麸皮是苦荞加工的副产物，研究[3]表明苦荞麸皮中活性物质和微量元素均高于苦荞粉。目前中国对苦荞麸皮的利用并不充分，一般作为动物饲料或者直接丢弃。馒头是中国的传统发酵面食品，随着人们生活质量的普遍提高，对馒头品种和营养有很高的要求。而将苦荞麸皮粉添加到主食馒头中，不仅可以降血压，降血糖，降血脂，预防癌症[4]；还有通便排毒的功效，健康人群长期食用可有效预防心脑血管等疾病的发生[5]，同时还可提高苦荞麸皮的利用率，而目前对于苦荞馒头的研究不多，仅限于苦荞粉馒头抗氧化品质和体外抗消化性的研究，而对于苦荞麸皮馒头品质的研究却未见报道。

目前中国市售馒头的生产多数采用单一酵母菌发酵，虽然发酵速度快，但与酸面团制作的馒头相比，其风味和口味都比较单一[6-7]；酸面团馒头相对于酵母馒头有其独特的醇甜香味，更有嚼劲。有研究[8]表明酸面团的添加会使得面包和馒头的内部结构增加且硬度弹性发生变化，同时馒头的颜色也会发生变化，而从酸面团中筛选优良菌种组合发酵的苦荞麸皮馒头，其对咀嚼性、弹性、气味、外皮颜色的影响还需要研究。本研究从不同地区酸面团中筛选优良菌种进行复配，将组合菌应用于苦荞麸皮馒头制作，通过与安琪酵母和匈牙利酵母发酵的苦荞麸皮馒头对比，研究组合菌对苦荞麸皮馒头品质的影响，明确酸面团优选组合菌发酵苦荞麸皮馒头优于单一活性酵母馒头的物质基础，旨在为组合菌的应用提供理论支持，同时为苦荞功能性食品的研究和开发提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小麦粉：市售优质特一小麦粉，五得利面粉有限公司；

苦荞麸皮粉：四川市西昌市凉山黑苦荞麸皮粉；

安琪高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；

匈牙利活性干酵母：匈牙利布达佩斯BUDAFOK公司；

组合发酵菌种：酿酒酵母(NCBI登录号：KX197410)和面包乳杆菌(NCBI登录号：KX197413)按2∶1比例混合复配，本实验室从重庆、山东(菏泽)、山西(运城)、河南(郑州)、河南(周口)、天津、上海、陕西(西安)8个地区酸面团中筛选优势菌种并保存。

1.2 试验设备

面包发酵箱：SP16S型，广州三麦机械设备有限公司；

电热恒温培养箱：HPX-9052 MBE型，上海博讯实业有限公司；

质构仪：TA.XT2i型，英国Stable Micro System公司；

气相质谱联用仪：GCMS-2010型，日本岛津公司；

色谱柱：DB-5MS型，安捷伦科技有限公司；

固相微萃取器：75 μm CAR/PDMS涂层萃取头，美国Su-pelco公司。

1.3 试验方法

1.3.1 苦荞麸皮馒头制作方法

(1) 安琪酵母发酵馒头：用110 mL 37 ℃水将1 g安琪干酵母溶解，活化15 min后与160 g小麦粉与40 g苦荞麸皮粉混合，和面并揉至表面光滑。放于37 ℃、相对湿度80%醒发箱中醒发60 min，取出后二次和面、成型，二次醒发(37 ℃、相对湿度大约80%)40 min，蒸制30 min，冷却30 min后用于测定[9]。

(2) 匈牙利酵母发酵馒头：用110 mL 37 ℃水将1.4 g匈牙利酵母溶解，其余步骤同上。

(3) 组合菌发酵馒头：取3%的接种量于(前期工艺研究[10]确定组合菌比例为酿酒酵母菌∶面包乳杆菌=2∶1)110 mL 37 ℃水中活化15 min，与160 g小麦粉和40 g苦荞麸皮粉混合，和面，揉至表面光滑。放于37 ℃、相对湿度80%醒发箱中醒发2 h。取出二次揉面、成型，二次醒发40 min(37 ℃、相对湿度大约80%)，蒸制30 min，冷却30 min后备用。

(4) 酿酒酵母(YEPD培养基)：酵母粉1%，蛋白胨2%，葡萄糖2%，121 ℃灭菌20 min[11]。

(5) 面包乳杆菌(MRS培养基)：牛肉膏1%，蛋白胨1%，酵母膏0.5%，磷酸氢二钾0.2%，柠檬酸氢二铵0.2%，乙酸钠0.5%，葡萄糖2%，硫酸镁0.058%，硫酸锰0.019%，吐温80 0.1%，pH 6.0～8.0，121 ℃灭菌20 min[12]。

1.3.2 苦荞麸皮馒头感官评定 经试验前培训筛选15人组成评分小组，在饭后2 h之内，按表1所示感官评分标准对不同发酵剂蒸制的苦荞麸皮馒头进行感官评价。参照文献[13]的方法，稍做修改后进行评价。

表1 不同发酵剂苦荞麸皮馒头感官评分表

Table 1 Criteria for sensory evaluation of different fermenting agents on buckwheat bran steamed bread

项目评价标准外观形状(15分)外观挺立、饱满、表面光滑(10～14)轻微塌陷、表面微皱;有轻微收缩现象(5～10)萎缩、表面扁平、发硬(0～5)内部结构(15分)馒头剖面气孔细密而均匀,呈海绵状(10～14)馒头剖面气孔大小不均,有少量馒头碎渣(5～10)馒头剖面气孔大小不均,出现大的气孔、粗糙不平(0～5)色泽 (15分)呈深绿色,颜色分布均匀(10～14)呈灰绿色,色泽有轻度变化(5～10)发灰、发暗(0～5)咀嚼性 (10分)咀嚼适口,较柔软,易下咽(7～10)软硬适中(4～7)咀嚼干硬,下咽困难(0～4)弹韧性 (10分)回弹快,压1/2以上能复原(7～10)回弹稍差,压1/4以上能复原(4～7)回弹弱或者不回弹(0～4)爽口度 (10分)食时爽口不黏牙(7～10)食时稍黏或稍爽口(4～7)食时黏牙或不爽口(0～4)苦荞香味(15分)有苦荞特有的香味(10～15)苦荞香气不浓或基本无异味(5～10)有不可接受的异味(0～5)苦味 (10分)口味淡香,有发酵香味,苦味适中(7～10)稍带香味,苦味较浓(4～7)无香味且苦味不可接受(0～4)

1.3.3 苦荞麸皮馒头质构分析 切出苦荞麸皮馒头中间20 mm厚的馒头块作为测试用样品。质构仪参数：探头型号TA4/1000；测定模式：距离测定；测试距离：5 mm；操作类型：质构分析(TPA)操作；测试前速率：5 mm/s；测试速率：2 mm/s；测试后速率：5 mm/s；触发值：Auto-5 g；时间：5 s；数据采集速率：200 pps。测定指标包括：硬度、胶黏性、咀嚼性、回复力、内聚力、弹性。测试完后对结果进行分析。

1.3.4 苦荞麸皮馒头风味物质的测定

(1) 挥发性风味物质顶空固相微萃取：将馒头芯切成碎片，称取1.5 g放入15 mL萃取瓶中，于60 ℃恒温水浴中顶空萃取40 min后拔出针头进样。

(2) 气相—质谱分析：色谱条件参照文献[14]，稍作修改：DB-5MS毛细管色谱柱(60 m×0.32 mm×1 μm)；载气He，流量：恒流1.2 mL/min，分流10 mL/min，分流比为12∶1；升温程序：起始温度35 ℃，保留5 min；以5 ℃/min升温至50 ℃，然后以5.5 ℃/min升温至250 ℃，保留5 min。

质谱条件：电离方式EI，电子能量为70 eV，发射电流为200 μA，进样孔温度为250 ℃，离子源温度200 ℃。采集方式为全扫描，采集质量范围为33～495(m/z)。

1.4 数据处理

每组试验数据均做3次重复试验，结果用平均值±标准偏差表示。用Excel2010制图，SPSS19.0软件进行数据分析，显著性分析采用Duncan检验法，检验水平为0.05。

2 结果分析

2.1 不同发酵剂苦荞麸皮馒头的感官评定

由图1、2可知，3种发酵剂发酵的苦荞麸皮馒头苦荞香味上有很大差异，安琪酵母发酵的馒头苦荞香味较淡，得分最低；组合菌馒头相对于干酵母馒头苦荞香味有明显改善，馒头内部气孔更加细密，但是表皮颜色和苦味没有明显的不同，从整体上看，组合菌发酵的苦荞麸皮馒头得分均高于安琪酵母馒头和匈牙利酵母馒头得分，说明组合菌馒头的品质相对于干酵母馒头有一定程度的改善，也表明纯种发酵剂发酵的苦荞麸皮馒头更易让消费者接受。3种发酵剂感官评分大小为：组合菌种(82.2±2.3)>匈牙利酵母(80.9±1.3)>安琪酵母(77.1±1.4)。

图1 不同发酵剂发酵苦荞麸皮馒头的感官评价

Figure 1 Sensory assessment of different fermenting agents on buckwheat bran steamed bread

图2 3种发酵苦荞麸皮馒头的外观形状

Figure 2 External shapes of two different sourdoughs fermentation on buckwheat bran steamed breads

2.2 不同发酵剂苦荞麸皮馒头质构分析

由表2可知，组合菌种发酵的馒头硬度、咀嚼性、胶黏性和回复力最小，内聚性最大，馒头柔软又劲道，爽口不粘牙；匈牙利酵母发酵的馒头弹性最佳，安琪酵母发酵的馒头弹性次之。在硬度、胶粘性、咀嚼性和弹性方面，3种发酵剂发酵的苦荞麸皮馒头有显著性差异(P<0.05)；在回复力方面，匈牙利酵母发酵的馒头与安琪和组合菌种发酵的馒头有显著性差异(P<0.05)，安琪与组合菌种发酵的没有明显差异；在内聚性方面，组合菌种组与安琪组和匈牙利组均有显著性差异(P<0.05)，而匈牙利酵母与安琪酵母发酵的馒头没有显著性差异。

乳酸菌发酵对馒头的质构特性有一定的改善作用。吕莹果等[15]研究表明植物乳酸菌发酵馒头质构特性与活性干酵母、酵子馒头相比，植物乳酸菌发酵的馒头弹性大，回复性、咀嚼性、黏聚性和硬度较小，品质较优。本试验选用的组合菌是由不同地区的酸面团中筛选出的酿酒酵母和面包乳杆菌，蒸制出的苦荞麸皮馒头硬度小、有弹性、柔软又劲道，较安琪酵母和匈牙利酵母馒头质构特性优，主要是由于其中的面包乳杆菌发酵的原因。

表2 不同发酵剂发酵苦荞麸皮馒头对质构的影响†

† 同列字母不同表示差异显著(P<0.05)。

2.3 不同发酵菌剂苦荞麸皮馒头风味成分分析

采用顶空—固相微萃取(HS-SPME)—气相色谱—质谱联用(GC—MS)技术对不同发酵剂苦荞麸皮馒头的挥发性风味成分进行检测，通过检索NIST08s.LIB和NIST08.LIB谱库进行定性分析，结果见表3。

对风味物质进行分析。由表3可知，安琪组的风味物质共有44种：酸类5种、醇类5种、醛类8种、呋喃类1种、酯类7种、烷烃类15种、酚类1种、醚类1种、酮类1种；匈牙利组的风味物质共有49种：酸类4种、醇类4种、醛类8种、呋喃类1种、酯类6种、烷烃类19种、酚类1种、醚类2种、酮类2种、烯类1种；组合菌种组的风味物质共有52种：酸类4种、醇类5种、醛类7种、呋喃类1种、酯类10种、烷烃类18种、酚类1种、醚类2种、酮类1种、烯类1种。检测出的风味化合物的总量存在差异，安琪组86.11%，匈牙利组86.75%，组合菌种组90.41%。

表3 不同发酵剂苦荞麸皮馒头挥发性风味物质分析结果†

† “-”表示未检测到。

表4 不同发酵剂发酵苦荞麸皮馒头中挥发性风味物质类别统计分析结果

由表4可知，安琪酵母组的醇类物质含量要显著高于匈牙利组和组合菌种组，但组合菌种组的醛类、呋喃类、酯类、烷烃类、酚类、醚类以及同类都比安琪组和匈牙利组的相对含量要高。由于醛类和酯类的阈值较低，在低含量下即可被嗅到，是影响馒头风味的主要物质[16]，组合菌种中的这两类均比其余两种发酵剂的要高，特别是还检测到了其余两种发酵剂中没有的丁酸己酯、丙位壬内酯、肉豆蔻酸异丙酯这3种酯类化合物，其中丁酸己酯可以用于配制菠萝、甜瓜、猕猴桃等香精，丙位壬内酯可以用于配制樱桃、牛奶、乳脂等香型食用香精[17]。组合菌种组检测到的2-正戊基呋喃的含量要显著高于安琪组和匈牙利组，而2-正戊基呋喃是重要的调配面包香型的香精。壬酸具有淡的脂肪和椰子香气，用于烘烤食品、肉制品等[18]，在组合菌种组中检测到的含量为4.79%，比匈牙利组的要高。法尼醇主要用于调配杏子、香蕉等食用香精，在组合菌种组中检测到含量为0.84%。

由以上可以说明组合菌种发酵苦荞麸皮馒头较其余两种发酵剂发酵的在风味化合物的总量以及风味物质种类方面较优，与感官分析结果一致。酸面团组合菌苦荞麸皮馒头在发酵过程中酿酒酵母菌和面包乳杆菌协同代谢产生挥发性化合物，改善馒头的感官品质，这些物质包括各种烃类、醇类、醛类以及芳香族化合物等；主要是由于发酵时组合菌种组中含有乳酸菌，乳酸菌产酸使面团酸化，为蛋白质降解生成游离氨基酸创造了条件，而且面包乳杆菌发酵可以代谢乳酸、醋酸和丙酸等多种有机酸，适量有机酸的生成可以赋予苦荞麸皮馒头柔和的酸味，特定的有机酸还可与酿酒酵母发酵产生的醇、酮和醛等物质生成酯类等物质[19]，此外还有多种新的呈味物质产生[20]，并且氨基酸和多肽也可以作为风味物质的前体物质被微生物所利用[21-22]；程晓燕等[23]对酸面团中的植物乳杆菌发酵馒头产生的挥发性风味物质进行了研究，结果表明乳酸菌发酵酸面团馒头的挥发性风味物质总量变大；而安琪酵母和匈牙利酵母发酵由于只有酵母菌的存在，使得发酵的馒头中风味物质种类较少。

3 结论

从试验可以看出：组合菌种组馒头(82.2±2.3)感官评分高于匈牙利酵母组(80.9±1.3)和安琪酵母组(77.1±1.4)；在硬度、咀嚼性、胶粘性、内聚性和回复力方面，组合菌组最佳；在弹性方面，匈牙利酵母组最佳，但总体上组合菌组的质构特性更佳；在风味物质上，组合菌组共检测到52种，高于安琪酵母组(44种)和匈牙利酵母组(49种)，并且组合菌组的醛类、呋喃类、酯类、烷烃类、酚类、醚类以及同类都比安琪酵母组和匈牙利酵母组的相对含量要高，还检测到丁酸己酯、丙位壬内酯、肉豆蔻酸异丙酯3种特有的酯类物质。

由此可知，从酸面团中筛选出的优良组合菌应用于食品发酵改善馒头品质，能增加苦荞麸皮馒头的口感和风味，而且相比较于普通干酵母发酵的苦荞麸皮馒头，具有传统酸面团发酵馒头的特色风味及食用价值，并使得苦荞麸皮被很好地利用。苦荞麸皮馒头的研制，能够给广大社会带来一定的健康价值和经济效益，具有广泛的应用前景，同时也为酸面团组合菌的应用提供了理论基础。对于酸面团优选组合菌提升苦荞麸皮馒头品质的机制成为下一步的研究重点，以探究组合菌在馒头发酵过程中的代谢机制和发酵机理。

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Effects of mixed strains optimized from sourdoughs on quality of steamed bread with tartary buckwheat bran

WANG Xue-ting1DUMu-ying1,2LIAOYu-ting1HERui1LIYu-zhu1ZSOLTZalán3

(1.CollegeofFoodScience,SouthwestUniversity,Chongqing, 400715,China; 2.ChongqingEngineeringResearchCenterofRegionalFood,Chongqing400715,China; 3.NationalAgriculturalResearchandInnovationCentreFoodScienceResearchInstitute,Budapest999024,Hungary)

The study was aimed to research the effect of mixed strains optimized from sourdoughs on the quality of steamed bread with tartary buckwheat bran, through sensory quality, texture profile analysis and SPME-GC-MS analysis. The Angel Yeast and Hungary yeast considered as control groups. The results showed that: the order of sensory evaluation was mixed strains (82.2±2.3) > Hungary yeast (80.9±1.3) > Angel yeast (77.1±1.4); the hardness, chewiness, cohesiveness, gumminess and resilience of fermented steamed bread with mixed strains was the best one; on the springiness, the steamed bread fermented with Hungary yeast was the best one. In flavor compounds, Angel yeast, Hungary yeast and mixed strains were distinguish detected in 44, 49 and 52 flavors, respectively. the content of aldehydes, furans, esters, phenols which in mixed strains were higher than Angel yeast and Hungary yeast, and, there were three special esters detected in mixed strains, which means the mixed strains was more better for the formation of flavor in the buckwheat bran steamed bread. The mix strain is better for the fermentation of buckwheat bran steamed bread, which is more acceptable to consumers, and the strudy provided a theoretical support for mixed strains application.

tartary buckwheat bran; steamed bread; mixed strains; flavor substance

10.13652/j.issn.1003-5788.2016.12.043

中国与匈牙利政府间科技合作项目(编号：国科外字[2013]83，(No.):6-30)；重庆市特色食品工程技术研发中心能力提升项目(编号：cstc2014pt-gc8001)

王雪婷，女，西南大学在读硕士研究生。

杜木英(1972—)，女，西南大学副教授，博士。 E-mail：muyingdu@swu.edu.cn

2016—06—30