特色酵子馒头的感官及风味分析

王雯斐，师 月，路 源，吴颜杰，于吉斌，张 星，孙俊良，师玉忠,

（1.河南科技学院食品学院，河南新乡 453003；2.河南省医疗器械检验所，河南郑州 450000；3.河南科技学院新科学院，河南新乡 453003；4.漯河食品职业学院，河南漯河 462000；5.新乡富元食品有限公司，河南新乡 453300；6.河南米多奇食品有限公司，河南新乡 453600）

馒头作为中国的传统主食，是人们日常饮食中不可或缺的一部分，风味作为馒头重要的感官属性之一，在一定程度上影响了消费者对食品的选择购买性，而馒头中的风味物质主要来源于所使用发酵剂的种类和性能。风味化合物的重要合成途径是以酵母菌和乳酸菌为主的微生物代谢及其酶系转化。

酵子是我国传统发酵剂之一，含有丰富的微生物菌群[1]，其发酵时间长，能改善面团特性，使面团组织结构更细腻，在发酵过程中，通常会发生多种反应，例如糖化、酯化等，从而产生各种风味物质[2−3]。苏东民等[4]利用同时蒸馏萃取技术，从不同干酵母的馒头中提取风味物质，并用气相色谱/质谱法进行检测，结果表明，不同酵母发酵的馒头中挥发性物质的组成和含量都不尽相同。马凯等[5]采用顶空固相微萃取法对四种发酵剂制作的馒头挥发性风味物质进行了分析，结果表明，发酵剂种类及相应的发酵方法对挥发性风味成分有重要影响。目前，对传统酵子的研究较多，但有关不同地区特色酵子馒头的感官及风味物质分析较少。

本研究利用质构特性分析、感官评价和固相微萃取与气相色谱质谱联用法对不同地区特色酵子馒头的感官及风味物质进行定量定性分析比较。为酵子馒头的研究提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

金苑精制粉 郑州金苑面业有限公司；氢氧化钠 分析纯，天津市德恩化学试剂有限公司；MRS培养基 生物试剂，北京奥博星生物技术有限责任公司；YPD培养基 生物试剂，青岛高科园海博生物技术有限公司；试验所用酵子 采集于中国以馒头为主食的河南地区，不同地区酵子编号、采集地区、收集方式和酵种原料见表1。

表1 酵子的采集地区、收集方式及酵种原料Table 1 Jiaozi collection areas, collection methods and raw materials in different areas of Henan province

YH-16面食发酵箱 广州圣恒电器制造有限公司；1208069 pH计 上海盛磁仪器有限公司；TA.XT plus质构仪 英国SMS仪器公司；JY1001电子天平 上海衡平仪器仪表厂；Agilent 7890A气相色谱仪 美国安捷伦公司；Agilent 5977质谱仪 美国安捷伦公司；C-Cell图像分析仪 英国Calibre Control International Ltd；

1.2 实验方法

1.2.1 酵子pH与可滴定酸度 参照杨浣漪[6]的方法并略做修改。称取10 g酵子样品，加入90 mL蒸馏水中，用磁力搅拌器以中速搅拌30 min，待样品完全悬浮。以酸度计测定该悬浊液的pH。当用0.1 mol/L的NaOH溶液将该悬浊液滴定至pH为8.5时，消耗的NaOH的体积为样品的可滴定酸度(既TTA)。

1.2.2 乳酸菌和酵母菌计数 参照GB 4789.15-2016和刘同杰[7]的方法，称取酵子样品5 g，加入到45 mL无菌生理盐水（0.85%，m/v）中，至样品彻底均匀悬浮，取1 mL悬浮液10倍梯度连续稀释至10−8。取稀释度10−4～10−8，每个稀释度取100 μL稀释液用无菌涂布器均匀涂布于YPD培养基上，置于恒温培养箱中，28 ℃条件下培养48 h后进行计数。乳酸菌计数同样采用平板涂布法，取稀释度10−4～10−9，每个稀释度取100 μL 稀释液用无菌涂布器均匀涂布于MRS培养基上，置于恒温培养箱中，37 ℃条件下培养72 h后进行计数，每个稀释度做三次平行。

1.2.3 馒头的制作 参照郭敏[8]的方法并略做修改。称取5 g酵子，加入适量水活化1 h，然后加入100 g面粉和适量水（总水量维持在55%左右），搅拌均匀，揉成表面平滑的面团后，放置于湿度89%，36 ℃醒发箱中发酵，待面团体积膨大1倍、闻起来有酸味时即发酵完成，再加20 g面粉，继续揉至表面平滑，将面团均分成两份，揉圆，然后在上述条件下醒发1 h，蒸锅蒸30 min。

1.2.4 馒头质构的测定 根据文献[9]并略作修改，修改如下：馒头蒸熟冷却1 h后用超声切刀顺着中轴线切成14 mm的薄片，将质构仪选为TPA模式，P36R探头，测前速率3.00 mm/s，测试速率1.00 mm/s，测后速率1.00 mm/s，压缩程度60.00%，触发力5.0 g。

1.2.5 数字图像分析 馒头蒸熟冷却2 h后用超声切刀顺着中轴线切成13 mm的薄片取其中间两片进行试验。启动c-cell仪器使用程序中的图像分析软件进行分析。

1.2.6 馒头感官评价 选取10名男性和10名女性具有一定的专业知识且经过培训的评价员。采用9分嗜好评分法[10]对馒头的外观、色、香、味、内部结构和整体可接受度进行评价。其中，1～9代表极其讨厌、非常讨厌、一般讨厌、稍微讨厌、不喜欢也不讨厌、稍微喜欢、一般喜欢、非常喜欢以及极其喜欢。

1.2.7 GC-MS检测 固相微萃取：取10 g样品，置于50 mL样品瓶中，在75 ℃的恒温水浴锅中萃取60 min；色谱条件：HP-5MS毛细管色谱柱（30 m×0.53 mm×5 μm）；解析时间15 min；进样口温度270 ℃，初始炉温45 ℃，保持5 min后以5 ℃/min升到45 ℃，再以5.5 ℃/min升到270 ℃，保持5 min；载气速度1.0 mL/min，不分流进样；质谱条件：离子源温度230 ℃，MS四极杆150 ℃；传输线温度280 ℃；电子能70 eV；扫描范围43～500 nm；数据采集为全扫描。采用NIST11.L谱库检索与文献对照确定不同酵子馒头中的挥发性成分；利用峰面积归一化法确定物质相对含量。

1.3 数据处理

实试验结果是为3次平行试验的平均值，采用单因素ANOVA检验3种馒头相应指标的显著性差异程度。使用Origin 8.5进行作图。

2 结果与分析

2.1 不同酵子理化特性分析

由表2可知，酵子样品的pH范围是5.59～5.92；TTA范围是2.12～3.40 mL；从菌落计数上看，XX酵子中的酵母菌细胞密度最高为3.93 lg (cfu/g)，SQ酵子中的乳酸菌细胞密度最高为3.39 lg (cfu/g)。不同地区的酵子因原材料和菌种选择的差异，特性也存在差异性。

表2 不同酵子理化特性Table 2 Different characteristics of Jiaozi

2.2 不同酵子对馒头质构的影响

由表3可知，XX酵子馒头的硬度、胶性和咀嚼性最小，其次是NY，SQ酵子的最大。3种馒头的质地性状比较为XX＜NY＜SQ，质地性状与馒头品质呈负相关，其值越大，馒头品质相对越不好，吃起来较硬且不清爽可口、黏牙[11]。3种酵子馒头的弹性、凝聚性和回复性不同，压缩张弛性依次为SQ＜NY＜XX。压缩张弛性与馒头品质呈正相关，其值越大，馒头越弹，咀嚼口感越软[11]。这主要是因为XX酵子中的酵母菌细胞密度最高，在发酵过程中产生大量CO2使面筋网络伸展，用其发酵蒸制馒头的质构特性也较好。XX酵子的黏着性小于其他两种酵子馒头，黏着性小表示馒头不黏牙。综上，XX酵子的质地性状、压缩张弛性和黏着性都优于其他两种酵子馒头。

表3 不同酵子对馒头质构的影响Table 3 Effect of different Jiaozi on the texture of steamed bread

2.3 不同酵子对馒头内部纹理结构的影响

图1 是3种酵子馒头样品的c-cell原始图像，表4为c-cell数据分析结果。

图1 不同酵子馒头的c-cell原始图像Fig.1 Original c-cell images of different Jiaozi steamed bread

由表4可知，SQ、NY和XX这三种酵子馒头的切片亮度、气孔对比度、气孔数量逐渐增加，壁厚、粗气孔体积逐渐降低。图像像素的平均灰度值（0～255）是切片亮度[12],气孔大或深的样品会产生阴影而使亮度值会低。气孔对比度是气孔和气孔壁平均亮度的比值，值越高表明孔壁薄，有光泽且气孔浅[13]。气孔数量影响馒头的发酵，数量越多说明发酵越充分[14]，馒头的体积就越大。粗气孔体积越小，壁厚越薄，馒头的内部结构越好[14]。由表4可知，XX酵子馒头的切片亮度、气孔对比度、气孔数量最大，壁厚、粗气孔体积、气孔直径最小，说明XX酵子馒头的色泽、体积和内部结构较好。气孔延长度通常可用于表征气孔的形状，值越接近于1表明气孔越趋于圆形。

表4 不同酵子馒头的内部纹理结构的比较Table 4 Comparison of internal texture structure of different Jiaozi steamed breads

2.4 不同酵子馒头的感官评价

通过整理20人评价小组成员的感官评定结果，得到三种馒头的感官评定数据。

如图2所示，相较SQ和NY，XX酵子馒头除色泽和外观外，其他指标评定均是最高，XX酵子馒头更受大众喜爱。由于酵种原料不同，微生物的组成有所差异，不同菌株繁殖速度不同，其产气量和产酸量都不尽相同，对馒头的各项感官指标都有不同程度的影响。

图2 不同酵子馒头的感官评定雷达图Fig.2 Sensory evaluation radar chart of different Jiaozi steamed bread

2.5 不同酵子馒头的主要挥发性物质差别

由表5 、图3可知，3种酵子馒头的挥发性风味成分数量及相对含量都存在一定的差异，说明3种发酵剂馒头的口感和风味各有其特点。对比分析得到，三种酵子馒头中的风味物质主要分为烯烃类、醇类、羧酸类、醛类、酯类、酮类、芳香类和其他类。XX酵子馒头中含有烯烃类27种，醇类12种，羧酸类8种，醛类5种，酯类7种，酮类3种，其他类3种，共计65种。NY酵子馒头中烯烃类22种，醇类12种，羧酸类4种，醛类7种，芳香类2种，酯类2种，酮类5种，其他类4种，共计58种。SQ酵子馒头中烯烃类28种，醇类10种，羧酸类5种，醛类3种，酯类5种，酮类7种，其他类3种，共计61种。

表5 不同酵子馒头中风味物质分析结果Table 5 Analysis results of flavor substances in different Jiaozi

图3 不同酵子馒头各类别挥发性物质的相对百分含量Fig.3 Relative percentage of volatile substances in different types of steamed bread with Jiaozi

续表 5

续表 5

烯烃类物质是高阈值化合物，其气味活性值较低，对香味贡献较少，但也有研究表明，烯烃类在一定条件下形成酮和醛，对风味产生一定的影响，可以作为底物参与化学反应生成风味物质[15]。XX酵子馒头的烯烃类挥发性物质相对含量最高（38.38%），其次是SQ酵子馒头（20.68%），NY酵子馒头烯烃类挥发性物质相对含量最低（17.31%）。这三种酵子馒头共同含有主要成分为4-甲基辛烷、4-甲基癸烷、2，4-二甲基庚烷、辛烷、1-硝基己烷、4-甲基庚烷、3，6-二甲基癸烷、2,4-二甲基庚烯、苯乙烯。

脂肪的氧化降解会产生醇类[16]，直链饱和醇是对风味贡献较小的高阈值化合物，但醇可与脂肪酸进一步反应生成酯，间接影响风味[17]。NY酵子馒头的醇类挥发性物质相对含量最高（41%），其次是XX酵子馒头（30.43%），SQ酵子馒头醇类挥发性物质相对含量最低（28.62%）。这三种酵子馒头共同含有成分为3-甲基-1-丁醇、乙醇、庚醇、壬醇、1-辛烯-3-醇。乙醇具有酒甘香味和刺激性气味[18]；3-甲基-1-丁醇具有较高的气味活性值，并具有“酒精麦芽”的风味；1-辛烯-3-醇有玫瑰和甘草的香味[19]。2-乙基乙醇（0.39%）、2-甲硫基丙醇（0.28%）、3-辛烯-1-醇（0.36%）都只在NY酵子馒头中发现。2-甲基-3-戊醇（0.50%）、2-丁醇（0.27%）都只在SQ酵子馒头中发现。2-丁醇具有果香[20]。异丁醇（0.13%）、2-甲基-1-丁醇（0.61%）、3-壬烯-1-醇（0.15%）、正己醇（1.50%）都只在XX酵子馒头中发现。2-甲基-1-丁醇具有甜香和威士忌香味[21]。这些独特的风味物质可能是造就各地馒头风味不一的原因。

脂肪的氧化分解会产生醛类，醛类物质是低阈值化合物[22]，一般具有奶油、脂肪、草香以及果香等气味[23]。SQ酵子馒头的醛类挥发性物质相对含量最高（13.73%），其次是NY酵子馒头（5.60%），XX酵子馒头醛类挥发性物质相对含量最低（1.24%）。这三种酵子馒头共同含有成分为椰子醛，其SQ、NY、XX酵子馒头中相对含量分别为0.53%、0.33%、0.23%，椰子醛具有椰子型香气，稀释后有杏子香气[24]。只在SQ酵子馒头中检测到的有苯乙醛（12.98%）、十三醛（0.22%），只在XX酵子馒头中检测到的有2，4-癸二烯醛（0.11%），只在NY酵子馒头中检测到的有壬醛（0.55%）、己醛（1.23%）、5-乙基-2-环戊烯甲醛（0.27%），壬醛赋予馒头清香的气味[25]。脂肪酸与醇类酯化反应生成酯类，具有多种芳香气味和果实香味[26]。XX酵子馒头的酯类挥发性物质相对含量最高（6.79%），其次是SQ酵子馒头（4.8%），NY酵子馒头酯类挥发性物质相对含量最低（2.94%）。这三种酵子馒头共同含有成分为乙酸乙酯，其XX、SQ、NY酵子馒头中相对含量分别为3.60%、3.38%、1.79%，该物质具有果香，是浓烈型酒的主体香气[27]。乳酸乙酯（0.39%）、氯甲酸辛酯（0.21%）、3,5,5-三甲基己酸戊酯（0.26%）、邻苯二甲酸二辛酯（1.89%）都只在XX酵子馒头中发现，乳酸乙酯具有较强的酒香气味。对苯二甲酸二辛酯（1.15%）只在NY酵子馒头中发现。异丁酸乙酯（0.52%）、2,4-二甲基庚酸甲酯（0.13%）只在SQ酵子馒头中发现，异丁酸乙酯具有水果香味，可用作食品香精原料。对馒头香气有一定的影响。

酯分解产物或醇的氧化会产生酮类挥发性物质[28]。SQ酵子馒头的酮类挥发性物质相对含量最高（16.03%），其次是NY酵子馒头（2.83%），XX酵子馒头酮类挥发性物质相对含量最低（1.03%）。这三种酵子馒头共同含有成分为4-异丙基-1，3-环己二酮、香叶基丙酮，香叶基丙酮具有新鲜的花香，略带玫瑰香味。只在XX酵子馒头中检测到的有6-甲基-5-庚烯-2-酮（0.14%）。只在NY酵子馒头中检测到的有8-壬烯-2-酮（0.80%）、3-辛烯-2-酮（0.22%）。只在SQ酵子馒头中检测到的有3-甲基-2-丁酮（0.22%）、3-羟基-2-丁酮（14.15%）、6-甲基-2-庚烯-4-酮（0.26%）、2-庚酮（0.37%），3-羟基-2-丁酮使馒头具有乳香味[29]。

羧酸类物质可能与发酵剂所含的菌种有关，从而影响馒头的风味[30]。NY酵子馒头的羧酸类挥发性物质相对含量最高（16.15%），其次是XX酵子馒头（15.88%），SQ酵子馒头羧酸类挥发性物质相对含量最低（10.98%）。这三种酵子馒头共同含有羧酸类成分为乙酸、3-甲基丁酸、2-氨基-5-甲基苯甲酸、己酸。酸类物质使馒头具有酸味和腐败气味，从而影响馒头风味[31]。

杂环类的呋喃衍生物有水果香、焦糖香，通常是面粉中亚油酸的氧化产物。2-戊基呋喃在三种馒头中均能检测得到，具有果香、豆香[32−33]。2，3-二苯基马来酸酐（0.04%）仅在XX酵子馒头能检测到。二聚对二甲苯（0.16%）、4-乙烯基愈创木酚（0.22%）、1,2:7,8-二苯并咔（0.60%）、萘（0.19%）仅在SQ酵子馒头能检测到。4-乙烯基愈创木酚存在于茶叶中，具有烟味。2-乙基-2H苯并三唑（2.58%）、茴香脑（0.26%）仅在SQ酵子馒头中检出。

由图3可知，这三种酵子馒头各类物质总数及相对含量都存在着差异，XX酵子馒头中对风味贡献较大的是烯烃类、醇类和羧酸类，占总量的89.06%。NY酵子馒头对风味贡献较大的也是烯烃类、醇类和羧酸类，占总量的79.13%。SQ酵子馒头中对风味贡献较大的是烯烃类、醇类和酮类，占总量的66.05%。

3 结论

通过对河南不同地区特色酵子馒头的感官及风味分析可知，酵子样品的pH范围是5.59～5.92；TTA范围是2.12～3.40 mL；从菌落计数上看，XX酵子中的酵母菌细胞密度最高为3.93 lg (cfu/g)，SQ酵子中的乳酸菌细胞密度最高为3.39 lg (cfu/g)。XX酵子馒头的质地性状、压缩张弛性和黏着性都优于其他两种酵子馒头；在图像分析中，XX酵子馒头的切片亮度、气孔对比度、气孔数量最大，壁厚、粗气孔体积、气孔直径最小,表明其内部纹理结构较好，且更被大众所喜爱。通过SPME-GC-MS的分析方法对三种酵子发酵的馒头中挥发性风味物质进行分析可知，馒头中的风味物质包括烯烃类、醇类、醛类、酯类、酮类、羧酸类和其他类，而不同酵子制作馒头中风味物质的种类和相对含量存在一定的差异。明确了不同地区酵子对馒头感官和风味的影响，为馒头工业化生产提供理论支持。但本研究缺少对这几种酵子中微生物群落结构及多样性分析，为下一步研究提供基础。