鱼骨粉添加对馒头发酵能力的影响

陈闯，张放，杜兰威

（天津市食品研究所有限公司天津中商联检验检测有限公司，天津 301609）

“民以食为天”，如何吃好是人们永远不变的话题，由于生活质量不断改善，人们对吃的要求也越来越高，不但要吃出美味，更要吃出健康[1]。馒头是我国北方人的主食之一，馒头品质与营养价值成为与人们生活息息相关的大问题[2]。

钙是构成骨骼、牙齿的主要成分，在帮助血液凝结、体内某些酶的活化、维持神经的传导性能、肌肉的伸缩性、毛细血管的下沉渗透压、体内的酸碱平衡等方面起着重要的作用[3]。钙是人体含量较多的一种重要无机元素，钙离子作为细胞内第二信使，参与机体多种功能活动并发挥着极为重要的作用，如肌肉收缩、细胞分裂、神经及精神活动等。有人称“钙为生命之本”、“生命一切活动都不能缺少钙”[4]。鱼类在加工过程中会产生大量的鱼骨，而鱼骨含有丰富的钙，食用鱼骨粉的加工技术源于鲜鱼骨的加工技术。鲜鱼骨泥的研究始于20世纪70年代，由丹麦、瑞典等发达国家首先研制成功，然后很快在东南亚各国、日本、美国、德国等国得到推广[5]。80年代以来，日本及欧美等国研究开发骨头系列食品取得了可喜的成就[6]。日本利用骨糊生产线对骨头进行超细加工，磨成糊状，作为食品添加剂[7]。同时日本市场出现了一种新型的鱼骨泥食品，它以新鲜的并富含骨髓质的鱼骨为主料，以多种营养丰富的果蔬和杂粮等为辅料，再添加适量的食品防腐剂，经过超细微粒粉碎加工后制成[8]。我国对于鱼骨粉利用技术研究较晚，加之人们对其营养价值认识不够等原因，缺少对鱼骨粉等下脚料的研究开发。本文通过测定面团发酵过程中pH值、酸度等的变化，研究鱼骨粉添加量对面团发酵能力的影响，使馒头更加富有营养。将鱼骨资源加以利用，满足人们对天然钙的需要，不但能减少对环境的污染，还可极大程度增加产品附加值，对促进我国渔业健康有序发展将具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料及试剂

利达面粉：天津利金粮油股份有限公司；高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；鲶鱼骨粉：市售；盐酸、氢氧化钠、乙醚、无水硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸、碘液、酚酞等均为分析纯：天津元立化工有限公司。

1.2 仪器与设备

SP-756P紫外可见分光光度计：上海光谱仪器有限公司；DGX-90T3B-2型恒温箱：上海福玛实验设备有限公司；BCJ-DF118M型榨汁机：杭州川洋贸易有限公司；JT1201N型电子天平、FA2004电子天平：上海精天电子仪器有限公司；LY-640高温灰化炉：广东立一科技有限公司；ATN-100凯氏定氮仪：上海洪纪仪器设备有限公司；PHG-2081X手持型pH计：上海博取仪器有限公司；MesoMR核磁共振成像仪：上海纽迈电子科技有限公司；TA-XT plus物性分析仪：北京微讯超技仪器技术有限公司。

1.3 方法

1.3.1 鱼骨粉馒头制作工艺流程

鱼骨粉处理→称取原料→和面→发酵→成型→醒发→蒸制→冷却→成品

1.3.2 pH值的测定

将鱼骨粉含量为0%、3%、6%的面团进行发酵，分别取出发酵 0、15、30、45、60、75 min，二次醒发 30min结束后的面团各两个，每个面团各5g，分别置于45 mL蒸馏水中，用玻璃棒不断搅拌直至其溶解完全后（面筋不溶）用pH计进行测量。

1.3.3 总酸含量的测定

取样方法同1.3.2，总酸含量的测定方法参照GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》，面团酸度以乳酸计。

1.3.4 面团发酵试验

将鱼骨粉含量为0%、3%、6%的面团揉匀取30 g放入100 mL量筒中，在温度36℃，湿度80%的恒温培养箱中进行发酵，每30 min记录一次面团的体积，直至体积无变化[9]。

1.3.5 湿面筋含量测定（水洗法）

取发酵20 min后的鱼骨粉含量为0%、3%、6%的面团各两块，称取质量W，放在水中轻轻揉洗，在揉洗过程中须注意更换清水次数，反复揉洗至面筋挤出的水遇碘液无蓝色反应为止。取出面筋放在预先烘干称重的表面皿或滤纸（W0）上，称得总质量（W1）。

湿面筋含量/%=（W1-W0）/W×100

式中：W为面团的质量，g；W1为面筋和称重表面皿或滤纸的总质量，g；W0为预先烘干称重的表面皿或滤纸的质量，g。

1.3.6 高径比的测定

取鱼骨粉含量为0%、3%、6%的馒头各2个，用直尺测得馒头的高度（H，mm）以及馒头直径（D，mm）。

高径比=H/D

1.3.7 横向弛豫时间（carr-purcell-meiboom-gill，CPMG）脉冲序列测定

分别取出发酵 0、15、30、45、60、75 min 以及二次醒发结束后的面团和馒头装入保鲜袋中立即进行CPMG试验。通常利用90°单脉冲和CPMG脉冲序列测量样品的横向弛豫时间T2。90°脉冲序列作用样品之后，产生的共振信号叫自由感应衰减 (fere induction deeay，FID)信号[10]。测定出T21、T22、T23（T21是结合水弛豫时间、T22是不易流动水弛豫时间、T23是自由水弛豫时间）。

1.3.8 馒头比容的测定

取3种不同鱼骨粉含量的馒头各2个，用电子天平称量得其质量为m（g）；用小颗粒干燥的填充剂（小米）填满测量容器得出体积V1（mL）；取称重后的馒头，放入容器内，加入填充剂，填满得出填充剂体积V2（mL）；从二次体积差即可得馒头体积。

比容/（mL/g）=（V1-V2）/m

1.3.9 质构的测定

样品处理：取3种不同鱼骨粉含量的馒头各2个，将馒头切成厚度为25 mm的整齐均匀的馒头块，置于TA-XT plus物性分析仪平台上用探头进行全质构分析（texture profile analysis，TPA）测试，分别测定 2个馒头块的质构数据取平均值作为最后试验结果。

1.3.10 水分的测定

馒头水分含量参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中直接干燥法进行测定。

1.3.11 灰分的测定

馒头中灰分的测定参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》中的测定方法。

1.3.12 蛋白质测定

馒头中蛋白质的测定参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中的测定方法。

1.3.13 脂肪含量测定

馒头中脂肪含量的测定参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》中的测定方法。

1.3.14 钙含量测定

把鱼骨粉、面粉、不同骨粉添加量的馒头先灰化，将钙元素的标准液分别配制成不同浓度系列的标准稀释液。将消化好的试样液、试剂空白液和钙元素的标准浓度系列分别导入紫外可见分光光度计进行测定。

式中：X为试样中元素的含量，mg/100 g；C1为测定用试样液中元素的浓度，μg/mL；C0为试剂空白液中元素的浓度，μg/mL；V为试样定容体积，mL；f为稀释倍数；m为试样质量，g。

2 结果与分析

2.1 pH值的测定结果

鱼骨粉含量为0%、3%和6%的面团在发酵时间分别为 0、15、30、45、60、75 min 时的 pH 值见图 1。

图1 不同发酵时间段对不同鱼骨粉添加量的面团pH值的影响Fig.1 The effect of different fermentation time on the pH value of dough with different amount of fishbone meal

由图1可知，鱼骨粉添加量为0%与3%的面团在发酵过程中pH值总体呈下降趋势，这表明面团在发酵过程中产生了较强的酸类物质。乳酸是一种较强的有机酸，且在发酵过程中产量也较多，是使面团的pH值降低的重要原因。鱼骨粉添加量为6%的面团的pH值一次醒发结束前呈下降趋势，发酵75 min时突然呈上升趋势。这是由于鱼骨粉呈碱性，而添加的鱼骨粉量较多的原因。

2.2 总酸含量的测定结果

鱼骨粉添加量为0%、3%和6%的面团在发酵时间分别为 0、15、30、45、60、75 min 时的总酸含量见图 2。

图2 不同发酵时间段对不同鱼骨粉添加量的面团总酸含量的影响Fig.2 Effect of different fermentation time on the total acid content of dough with different amount of fishbone meal

由图2可知，鱼骨粉添加量为0%，随着发酵时间的延长，面团总酸含量呈现先降低再升高再降低的趋势；鱼骨粉添加量为3%时，随着发酵时间的延长，面团总酸含量呈现升高后趋于稳定的趋势；鱼骨粉添加量为6%时，随着发酵时间的延长，面团总酸含量呈现先降低再升高后趋于稳定的趋势。

2.3 面团发酵试验

不同发酵时间段对不同鱼骨粉添加量的面团发酵试验的影响见图3。

图3 不同发酵时间段对不同鱼骨粉添加量的面团发酵试验的影响Fig.3 Effect of different fermentation time on dough fermentation experiment with different amount of fishbone meal

由图3可知，发酵后，鱼骨粉添加量为3%的体积变化最大，鱼骨粉添加量为6%的体积变化次之，鱼骨粉添加量为0%的体积变化最小。鱼骨粉添加量为6%的面团产气速度相对过快，最先达到产气高峰，而此时面团膨胀却没有达到最大值，随后酵母产气能力下降，面团内部压力减少，导致发酵结束后面团并没有充分膨胀，面筋并没有充分延伸。0%和3%骨粉添加量的面团产气速度较为均匀，能使面团最大限度膨胀，达到发酵目的，更适用于来生产馒头。

2.4 面筋含量测定结果

不同鱼骨粉添加量面团的湿面筋含量如图4所示。

图4 不同鱼骨粉添加量面团的湿面筋含量Fig.4 Wet gluten content of dough with different amount of fishbone meal

由图4可知，随着面团中添加的鱼骨粉量增大，面团可洗出面筋含量逐渐下降。麦胶蛋白和麦谷蛋白是面筋的主要成分，随着鱼骨粉添加量的增大，部分骨粉粘在麦胶蛋白和麦谷蛋白上，在洗面筋时它们一起被洗掉，因而面筋含量减少。

2.5 CPMG脉冲序列测定结果

不同鱼骨粉添加量的面团在发酵75 min内T21、T22以及T23的变化分别见图5、图6和图7所示。

图5 不同骨粉添加量的面团在发酵75 min内T21的变化Fig.5 Changes of T21in dough with different amount of bone meal during 75 min fermentation

图6 不同骨粉添加量的面团在发酵75 min内T22的变化Fig.6 Changes of T22in dough with different amount of bone meal during 75 min fermentation

图7 不同骨粉添加量的面团在发酵75 min内T23的变化Fig.7 Changes of T23in dough with different amount of bone meal during 75 min fermentation

从图5和图6中可以看出，鱼骨粉添加量的改变对面团T21和T22的大小影响不大。在发酵75 min内，T21基本保持在0.25 ms～3.06 ms之间。这说明，鱼骨粉的添加量和发酵时间对面团中结合水的影响很小。原因在于面团的发酵阶段是整个面筋充分扩展阶段，在这个阶段面团中与蛋白质、淀粉等大分子物质依靠氢键结合比较紧密的水分传动性很小，发生迁移的机会很小的缘故[11]。面团中存在的水分主要以游离状态存在，这部分水分的弛豫时间（T23）较长，在发酵过程中这部分水的弛豫性质变化相对更显著。如图7所示，骨粉添加量为6%的面团弛豫时间T23基本呈先增加后减小的变化趋势，骨粉添加量为3%的面团弛豫时间T23几乎与发酵时间无关，一直保持不变，骨粉添加量为0%的面团弛豫时间T23与发酵时间曲线基本呈减小-增加-减小-增加-减小的变化趋势。面团在发酵期间自由水的变化相对结合水来说更具有规律性。

2.6 质构的测定结果

不同鱼骨粉添加量馒头质构测定结果见表1。

表1 不同鱼骨粉添加量馒头质构测定结果Table 1 Texture determination of steamed bread with different amount of fishbone meal

由表1可知，鱼骨粉添加量为0%的馒头的硬度值最高，鱼骨粉添加量为6%的馒头的硬度值最低。鱼骨粉添加量为0%的馒头的黏性值最小，鱼骨粉添加量为6%的馒头的黏性值最大，鱼骨粉添加量为6%的馒头的弹性值最小，鱼骨粉添加量为0%的馒头的弹性值最大。硬度、弹性、黏聚性、胶着性、咀嚼性、回复性的数值都是随着鱼骨粉添加量增多而随之减小。硬度值与馒头品质成负相关，即这些指标数值越大，馒头吃起来越硬，越缺乏弹性、绵软、爽口的感觉；弹性值与馒头品质成正相关，即数值越大，馒头吃起来有弹性、爽口不黏牙。

2.7 馒头及原料各项理化指标的测定结果

原料及不同鱼骨粉添加量馒头的各项理化指标分别见表2和表3。

表2 原料的理化指标Table 2 Physical and chemical indexes of raw materials

表3 不同鱼骨粉添加量馒头的理化指标Table 3 Physicochemical indexes of steamed bread with different amount of fish bone meal

由表2可知，所用面粉的水分为12.037%，灰分为0.443 1%，对比国家标准LS/T 3204—1993《馒头用小麦粉》的水分小于等于14%，精制小麦粉灰分小于等于0.55%，所用面粉符合国家标准。

由表3可知，灰分、蛋白质含量、脂肪含量、钙含量均随着鱼骨粉添加量的增加而增大。在水分含量上，鱼骨粉添加量为3%的馒头相对较多，其它组分的水分含量变化不大。对比GB/T 21118—2007《小麦粉馒头》中馒头的水分含量要小于等于45%，不同鱼骨粉添加量的馒头水分含量都符合国家标准。对比GB/T 21118—2007《小麦粉馒头》，馒头的pH值在5.6～7.2，不同鱼骨粉添加量的馒头pH值都符合国家标准。随着鱼骨粉添加量增多，馒头的高径比缓慢减小。

3 结论

在面团发酵期间pH值均呈下降趋势，鱼骨粉添加量为6%的面团产气速度相对过快，最先达到产气高峰，导致发酵结束后面团并没有充分膨胀，面筋并没有充分延伸。0%和3%鱼骨粉添加量的面团产气速度较为均匀，能使面团最大限度膨胀，达到发酵目的，更适用于来生产馒头。馒头的灰分、蛋白质含量、脂肪含量、钙含量均随着鱼骨粉添加量的增加而增大。不同鱼骨粉添加量的馒头水分含量和pH值都符合国家标准，随着鱼骨粉添加量增多，馒头的高径比缓慢减小。