強化發酵和傳統發酵對米發糕風味的影響

胡 婷 王玉芳 文 雅 黃琪琳 趙思明

(華中農業大學食品科學技術學院，武漢 430070)

風味是食品的重要食用品質之一，它是消費者評價食品品質的重要指標之一。米發糕是我國傳統的大米發酵食品，具有獨特的風味。米發糕的風味包括口感、色澤、質地、氣味和滋味等，其受諸多因素的影響，加工工藝就是影響因素之一［1－2］。發酵是米發糕加工工藝中的一道重要工序，發酵產生的風味物質使米發糕具有更好的食用品質。發酵所用的菌株、發酵的條件如發酵時間和發酵溫度等對風味形成的影響顯著，尤其是菌株的影響［3］。劉貞等［4］從傳統米發糕的發酵米漿中分離、篩選出高發酵性能的卡斯特酒香酵母［5］和植物乳酸菌［6］各一株。王玉芳等［7］將上述2種菌株進行復配制成米發糕雙菌發酵劑，用于米發糕的生產，既保證了米發糕的品質，又縮短了米發糕的發酵周期。但目前尚未研究米發糕優勢菌——酵母菌的單菌發酵。因此，本試驗采用接種單一酵母菌(卡斯特酒香酵母，ZSM －001)進行強化發酵和傳統發酵制得米發糕，通過米發糕中揮發性成分、游離氨基酸組成的分析及米發糕的質構、感官的測定，研究強化發酵和傳統發酵對米發糕風味的影響，旨在為米發糕工業化生產及風味調控提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

早秈米:市售;酵母菌:卡斯特酒香酵母(Brettanomyces custersii)ZSM－001，保藏號為 CCTCC NO:M207150，保藏在中國典型培養物保藏中心;老漿:傳統作坊。

質構儀:Stable Micro Systems;氣相色譜－質譜儀:Agilent公司;氨基酸自動分析儀:日立公司。

1.2 米發糕的制作工藝

參照文獻［8］的方法，其中強化發酵是米漿中接入單一酵母菌(卡斯特酒香酵母，ZSM－001)，接入的菌泥約2%，于35℃發酵4～5 h，傳統發酵是米漿中直接接入約20%的老漿，于35℃發酵10～12 h，強化發酵制得的米發糕稱為一號米發糕，傳統發酵制得的米發糕稱為二號米發糕。

1.3 揮發性成分的測定

采用氣相色譜－質譜聯用(GC－MS)的方法測定揮發性成分。

樣品前處理:每鍋8個大小相同的米發糕，蒸煮15 min，同時用萃取頭于鍋頂空隙處吸附30 min。

氣相色譜條件:色譜柱為HP－5MS 5%Phenyl Methyl Silox(30 m ×250 μm ×0.25 μm);進樣口溫度為250℃，檢測器溫度為250℃，載氣為氦氣，流速0.8 mL/min，不分流;升溫程序:50 ℃保溫 1 min，以5℃/min升到240℃，保溫1 min。

質譜條件:電子轟擊(electron impact，EI)離子源，電子能量70 eV，離子源溫度280℃，四級桿溫度150℃。

1.4 游離氨基酸組成的測定

取20 g樣品，采用 GB/T 5009.124—2003方法進行提取，然后用日立L－8800氨基酸自動分析儀檢測。

1.5 質構特性的測定

采用TA－XT.plus質構儀TPA(textural profile analysis)模式測定。質構儀探頭選用P/35探頭，其他參數設置:測前速度1 mm/s，測試速度1 mm/s，測后速度1 mm/s，測試距離20 mm，觸及壓力5 g，壓縮比50%。質構TPA指標包括硬度、黏聚性、膠著性和咀嚼性等。硬度是指用牙咬斷樣品所用的力，其相對指標為柔軟度。黏聚性表示樣品內部黏合力，即將樣品拉在一起的內聚力，其相對指標為可壓縮性。膠著性模擬表示將半固體的樣品破裂成吞咽時的穩定狀態所需的能量，只用于描述半固態測試樣品的黏性特性。咀嚼性模擬表示將半固體的樣品咀嚼成吞咽時的穩定狀態所需的能量，其計算公式為硬度× 黏聚性 × 彈性［9－11］。

1.6 感官評價

采用5人評分法，米發糕的感官鑒定主要從形態、色澤、香氣、口感和滋味等幾個食用指標進行分析。以米發糕形態蓬松，色澤晶瑩剔透，有柔和的發酵味及酒精味，口感好，酸甜適中為最高分(滿分10分)，總分為各項指標得分之和，具體評分標準參照文獻［12］進行。

1.7 數據分析

應用Excel軟件和SAS 8.0軟件進行數據分析，其中顯著性分析采用Duncan檢驗，P＜0.05判定為顯著性變化。2次重復試驗，每次試驗3次平行。

2 結果與分析

2.1 強化發酵和傳統發酵對米發糕氣味的影響

一號米發糕和二號米發糕中揮發性氣味組成及質量分數測定結果由表1和圖1示出。

表1 2種米發糕揮發性氣味組成及質量分數

續表

圖1 2種米發糕風味物質含量

由表1和圖1可知，從一號米發糕中分離得到30種揮發性氣味物質，其中烷烴 1.40%，醇類79.21%，醛類 4.96%，酯類 9.09%，酸類 2.15%，烯烴類1.35%，及其他1.85%，以醇類化合物含量最高。從二號米發糕中分離得到32種揮發性氣味物質，其中烷烴 5.57%，醇類 3.26%，酯類 79.16%，苯類化合物 0.96%，醛類 4.35%，烯烴 1.53%，酸類3.10%及其他2.07%，以酯類化合物含量最多。結果表明:強化發酵和傳統發酵制得的米發糕的揮發性物質變化很大，強化發酵制得的米發糕以醇類化合物為主，傳統發酵制得的米發糕以酯類化合物為主。Monsoor等［13］曾報道，米漿中含有豐富的丁基羥基甲苯。但在2種米發糕中均未檢測到該物質，這應歸結于在發酵和蒸煮過程中，丁基羥基甲苯被降解成小分子物質，使2種米發糕的揮發性氣味物質增加。劉敬科等［14］發現大米在蒸煮過程中會產生多種揮發性成分，如烴類、醇類、酮類、醛類、酸類、酯類和含苯化合物。相似的情況，米漿在發酵和蒸煮過程中產生了大量的揮發性物質［15］，而發酵過程中微生物體系不同，產生的揮發性物質也就不同，進行強化發酵時，主要是酵母菌代謝產生的乙醇，進行傳統發酵時，米漿中的微生物菌群發生了變化，除酵母菌代謝產生乙醇外，在代謝過程中會有如乳酸菌產生的乳酸等一些有機酸，有機酸與酵母菌代謝產生的乙醇在蒸煮過程中進一步發生酯化反應，生成一定數量的芳香類物質——酯類［16］，這就是經歷傳統發酵，并蒸煮制得的米發糕中酯類含量急劇上升的原因。

2.2 強化發酵和傳統發酵對米發糕滋味的影響

人體感受的基本滋味包括酸味、甜味、苦味、咸味4種［1］。呈現基本滋味的物質繁多，主要有氨基酸類、肽類、酸類、核苷酸類、糖類及糖苷類、鹽類、生物堿類等。其中氨基酸是主要的呈滋味物質之一，大量文獻報道，天冬氨酸和谷氨酸屬于酸味氨基酸，蘇氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸屬于甜味氨基酸，纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸和精氨酸屬于苦味氨基酸［15，17－18］。一號米發糕和二號米發糕中游離氨基酸組成及含量以及對滋味的貢獻值由表2和圖2示出。

表2 2種米發糕中的游離氨基酸組成和含量及對滋味的貢獻值

圖2 2種米發糕中的游離氨基酸含量

由表2和圖2可知，二號米發糕中的呈味氨基酸總含量為1 981.79 mg/100 g，顯著高于一號米發糕(505.66 mg/100 g)。二號米發糕中的呈味氨基酸——酸味氨基酸、甜味氨基酸和苦味氨基酸分別為 412.72、479.64、1 089.43 mg/100 g，明顯高于一號米發糕(85.52、78.08、342.06 mg/100 g)。二號米發糕的滋味主要以酸味氨基酸天冬氨酸(λ=16.36)和谷氨酸(λ=110.31)、苦味氨基酸纈氨酸(λ=6.88)、甜味氨基酸丙氨酸(λ =3.97)貢獻為主，以組氨酸(λ=2.42)、精氨酸(λ =2.23)、苯丙氨酸(λ =1.65)、酪氨酸(λ=1.61)4種苦味氨基酸為輔。一號米發糕中主要是一種酸味氨基酸天冬氨酸(λ=5.95)和谷氨酸(λ=18.59)及3種苦味氨基酸纈氨酸(λ =2.97)、蛋氨酸(λ =1.49)、賴氨酸(λ =1.41)對滋味貢獻有效。結果表明:傳統發酵制得的米發糕中呈味氨基酸(酸味、甜味及苦味氨基酸)的含量均顯著高于強化發酵制得的米發糕。傳統發酵對米發糕滋味的貢獻高于強化發酵，有貢獻的氨基酸較強化發酵多了一類甜味氨基酸，賦予米發糕酸甜適宜的滋味特征，這點在感官評定中也得到證實。傳統發酵產生更多的游離氨基酸可能源于以下2點，其一在米漿發酵的過程中，米漿中的游離氨基酸被酵母菌生長代謝所消耗并產生醇類等芳香物質［19］，采用強化發酵時，作為絕對優勢的酵母菌對游離氨基酸的消耗會大于傳統發酵。其二在米發糕蒸煮的過程中，米漿中的蛋白質及多肽在高溫和酶的作用下部分降解，生成游離氨基酸［20］，傳統發酵的米漿中酶系比強化發酵的米漿更加豐富，以至于傳統發酵的米漿在蒸煮的過程中，產生了更多的游離氨基酸。

2.3 強化發酵和傳統發酵對米發糕質構品質的影響

一號米發糕和二號米發糕的TPA測定結果由表3示出。

表3 2種米發糕的質構特性(平均值±標準偏差)

由表2可知一號米發糕和二號米發糕在硬度、黏聚性、膠著性和咀嚼性上有顯著性差異(P＜0.05)，在黏合性、彈性和回復性上無顯著性差異(P ＞0.05)。二號米發糕在硬度(203.22 g)、膠著性(178.92)和咀嚼性(178.24)上明顯低于一號米發糕(344.35 g、292.95、290.95)，而在黏聚性(0.88)上略高于一號米發糕(0.85)。表明傳統發酵制得的米發糕相對于強化發酵制得的米發糕具有柔軟性好、內部結構細密有序和易咀嚼的優點。

2.4 強化發酵和傳統發酵對米發糕感官品質的影響

一號米發糕和二號米發糕的感官評定結果由表4示出。

表4 2種米發糕的感官品質(平均值±標準偏差)

由表4可知2種米發糕在形態、色澤、香氣、口感、滋味和綜合得分上均有顯著性差異(P＜0.05)。除了色澤以外，二號米發糕在形態，香氣，口感，滋味和綜合得分上均高于一號米發糕，說明傳統發酵制得的米發糕形態、香氣、口感、滋味以及綜合考量均優于強化發酵制得的米發糕。二號米發糕在色澤上略低于一號米發糕，這可能是由于在米發糕的制作過程中環境、操作條件等不同導致的［21］，使得二號米發糕的色澤不如一號米發糕晶瑩潔白，而傳統發酵產生了更多的氣味和滋味成分，賦予米發糕更好的香氣和滋味。

3 結論

傳統發酵制得的米發糕風味物質為32種，以酯類化合物含量最多，占揮發性物質總含量的79.16%，呈味氨基酸總含量為 1 981.79 mg/100 g，而強化發酵制得的米發糕風味物質為30種，以醇類化合物含量最多，占揮發性物質總含量的79.21%，呈味氨基酸總含量為505.66 mg/100 g。此外，傳統發酵制得的米發糕具有柔軟性好、內部結構細密有序和易咀嚼的優點。盡管強化發酵制得的米發糕在風味上略遜于傳統發酵的，但是強化發酵制得的米發糕品質穩定且發酵周期短，解決了由于傳統發酵中微生物體系復雜及發酵過程中微生物種類和比例難以控制導致的米發糕品質不穩定和發酵周期長的問題，有利于米發糕的工業化生產。

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