甜玉米馒头的营养特性及风味物质的研究

2021-11-15王慧洁张国治张康逸

河南工业大学学报（自然科学版） 2021年5期

王慧洁，白岩，张国治*，张康逸

1.河南工业大学粮油食品学院，河南郑州 450001

2.沈阳师范大学粮食学院，辽宁沈阳 110034

3.河南省农业科学院农副产品加工研究中心，河南郑州 450002

随着消费者生活质量的提高，食品的营养价值、气味特征等受到广泛关注[1]。为了提高主食的营养价值，有效减少及预防慢性疾病的发生，科研工作者尝试在小麦面粉中适当加入杂粮粉，开发出既具有一定保健功能又能让大众消费者接受的杂粮馒头，如马铃薯馒头[2]、甘薯馒头[3]、豌豆蛋白粉馒头[4]、紫麦麸皮馒头[5]等。甜玉米中含有丰富的膳食纤维，膳食纤维能够有效促进胃肠道蠕动，阻碍脂肪的吸收，从而降低高血压等慢性疾病发生的风险[6-7]。GC-MS联用仪广泛应用于香味物质分析，操作方便、灵敏度高[8-11]。利用固相微萃取技术(SPME)分析发酵馒头中挥发性成分的研究相对较多：刘晨等[12]比较了3种不同发酵剂对馒头风味的影响；马先红等[13]研究了发酵对馒头风味物质的影响；宋琛琛[14]研究了面粉加工精度对传统风味馒头的影响。但至今未有人研究添加甜玉米粉对馒头风味的影响。因此，作者采用实验室自制的甜玉米粉与小麦面粉混合(质量比1∶ 3)，制作甜玉米馒头。对甜玉米馒头与普通馒头的营养特性进行对比分析，利用SPME法提取普通馒头和甜玉米馒头中挥发性风味物质，通过GC-MS联用仪对挥发性物质进行分离、定性和定量分析，从而为杂粮馒头的研究提供数据指导。

1 材料与仪器

1.1 材料与试剂

金龙鱼麦芯粉：益海嘉里(郑州)食品工业有限公司；甜玉米粉：自制；酵母、小苏打：安琪酵母股份有限公司；谷朊粉：山东佰兴生物科技有限公司；葡萄糖氧化酶：郑州诺永信化工有限公司。

1.2 仪器与设备

电热鼓风干燥箱：上海恒科学仪器有限公司；多功能粉碎机：上海兆申科技有限公司；FX-ST高级面包醒发箱：广州优连食品加工机械有限公司；5975C-7890A气质联用仪、G4513A 16位自动进样塔：安捷伦科技有限公司；50/20 μm DVB/CAR/PDMS萃取头：美国色谱科技有限公司。

2 试验方法

2.1 甜玉米粉的制作

取乳熟期的甜玉米粒→解冻→热风干燥→打粉→过100目筛。

2.2 馒头的制备

馒头的制作参考王慧洁等[15]的方法，将醒发时间改为20 min，发酵时间改为80 min。

2.3 营养指标的测定

蛋白质的测定参照GB 5009.5—2016；总淀粉的测定参照GB/T 5009.9—2016；灰分的测定参照GB 5009.4—2016；膳食纤维的测定参照GB 5009.88—2014；粗脂肪的测定参照GB/T 5009.6—2003；氨基酸的测定参照GB 5009.124—2016；维生素C的测定采用荧光法[16]。

2.4 风味物质的检测

参照宋琛琛[14]的方法对白面馒头与优化好的甜玉米馒头进行GC-MS分析。称取10 g样品放入萃取瓶中,水浴锅60 ℃中加热20 min,同时将萃取头在250 ℃下活化20 min，随后将萃取头在60 ℃条件下萃取80 min。最后,将萃取头插入进样口，不分流解吸5 min。

GC条件：色谱柱为毛细管柱DB-5MS，进样口250 ℃，不分流进样；柱箱的升温程序：40 ℃保持2 min,以5 ℃/min的速度升至180 ℃，再以10 ℃/min升至250 ℃，流速为0.8 mL/min。

MS条件：离子源温度230 ℃，离子化能量70 eV，质量(m/z)扫描范围为35～450，气质接口温度250 ℃。

定性与定量分析: 将检测物与 NIST 08.LIT 谱库中的标准化合物比对鉴定，对匹配度高于800(满分1 000)的风味成分进行分析。

3 结果与分析

3.1 馒头基本营养成分分析

如表1所示，甜玉米馒头的营养成分均高于普通馒头,这主要是因为甜玉米馒头中一部分甜玉米粉替代了麦芯粉，甜玉米粉中的营养物质比麦芯粉更加丰富。其中，甜玉米馒头的蛋白含量高于普通馒头的原因是甜玉米馒头中添加的有谷朊粉，谷朊粉的大部分组成成分为蛋白质[17]。因此，从营养价值方面考虑，甜玉米馒头更能够满足于人们对营养健康食品的诉求。

表1 馒头的基本营养成分(干基)

3.2 馒头氨基酸评价

氨基酸是身体组织、酶和激素中最重要的组成部分。氨基酸评分是一种应用十分广泛的评价食品蛋白营养值的方法[18]。食品中氨基酸模式越接近人体的氨基酸模式，其营养价值越高。评分最低的氨基酸为第一限制氨基酸[19]。

甜玉米馒头和普通馒头的氨基酸含量和评分见表2，其中甜玉米馒头和普通馒头均含有17种氨基酸，甜玉米馒头中的氨基酸含量大多高于普通馒头。在两种馒头中，谷氨酸(Glu)的氨基酸含量最高，在必需氨基酸中亮氨酸(Leu)含量最高。参照FAO/WHO修订的人体理想蛋白质中必需氨基酸含量模式评分标准，对两种馒头进行氨基酸评分(AAS)计算。从表2可以看出，对于甜玉米馒头，除了苏氨酸(Thr)评分低于普通馒头，其他氨基酸评分均高于普通馒头。在面制品中较大的问题是赖氨酸(Lys)的缺乏。由于甜玉米粉的存在，甜玉米馒头中赖氨酸的含量及氨基酸评分均高于普通馒头。

表2 馒头中氨基酸含量及评分

3.3 GC-MS 分析馒头的挥发性物质

利用SPME技术和GC-MS 技术对普通馒头和甜玉米馒头进行风味分析。图1和图2分别为普通馒头和甜玉米馒头的总离子流图。

图1 普通馒头的挥发性成分总离子流图

图2 甜玉米馒头的挥发性成分总离子流图

馒头的风味是决定馒头品质的主要因素之一。馒头的挥发性物质主要受原料粉本身的影响、面团发酵过程中糖代谢产生物质的影响和蒸制过程中面团中的醇进一步反应生成的酯等其他物质变化的影响[20-21]。表3为甜玉米馒头和普通馒头中挥发性物质类别及相对含量。

表3 两种馒头挥发性物质类别及相对含量

续表3

从表3可以看出，两种馒头共检测出76种挥发性物质。其中，普通馒头检测出47种挥发性物质，甜玉米馒头检测出55种挥发性物质。将各类挥发性成分进行分类，从表3可以看出,两种馒头的挥发性物质有醛类、醇类、酯类、酮类、烃类以及杂环类，其中烃类物质在两种馒头中所占的比例及种类都相对较多，甜玉米馒头产生的烃类物质相对含量为32.82%，共25种；普通馒头的烃类物质共27种，相对含量为25.88%。但在风味物质中，烃类物质对风味的贡献率最小。在两种馒头中产生的醛类、酯类、酮类以及醇类等相对含量及种类均较少，但对馒头的风味影响较大[22]。其中，羰基类物质包括醛和酮，苯乙醛、2-戊基呋喃等物质的阈值较低，但是可以赋予馒头特殊的香味。芳香族物质苯乙醇具有清甜的玫瑰花香，呋喃具有未成熟青水果香气，是食品中重要的增香剂。甜玉米馒头中的酯类比普通馒头多了6种，其中，具有葡萄酒香气的癸酸乙酯、油脂气息的十四酸乙酯只存在于甜玉米馒头中，这使得甜玉米馒头的风味物质更加丰富。甜玉米馒头中的醛类物质比普通馒头多了4种，醛类物质在风味中起着很重要的作用，是一种阈值低、易挥发的风味物质。醛类物质的产生有可能是因为脂肪的氧化分解，在甜玉米粉中的脂肪含量比麦芯粉高，这可能是甜玉米馒头的醛类物质比普通馒头高的原因。

从以上分析发现，加入甜玉米粉会使馒头的风味物质的种类增加，比如具有花香风味的癸醛、甜花香风味的紫罗兰酮等，这些化合物使得甜玉米馒头的风味比普通馒头更加丰富。