酸面團優選組合菌對苦蕎麩皮饅頭品質的影響

王雪婷 杜木英,2 廖鈺婷 何 瑞 李玉珠 á

(1. 西南大學食品科學學院，重慶 400715；2. 西南大學重慶市特色食品工程技術研究中心，重慶 400715；3. 匈牙利國家農業研究和創新中心食品科學研究所，匈牙利 布達佩斯 999024)

酸面團優選組合菌對苦蕎麩皮饅頭品質的影響

王雪婷1杜木英1,2廖鈺婷1何 瑞1李玉珠1ZsoltZalán3

(1. 西南大學食品科學學院，重慶 400715；2. 西南大學重慶市特色食品工程技術研究中心，重慶 400715；3. 匈牙利國家農業研究和創新中心食品科學研究所，匈牙利 布達佩斯 999024)

以安琪酵母和匈牙利酵母發酵苦蕎麩皮饅頭為對照，通過感官評價和質構分析，同時采用固相微萃取—氣相色譜—質譜聯用技術，研究酸面團優選組合菌對苦蕎麩皮饅頭的品質影響。結果表明：3種發酵劑饅頭感官評分為：組合菌種(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、膠粘性、內聚性和回復力方面，組合菌組最佳；在彈性方面，匈牙利酵母組最佳，總體上組合菌組的質構特性更佳；在風味物質上，安琪酵母組共檢測到44種風味成分，匈牙利酵母組共檢測到49種，組合菌組共檢測到52種，并且組合菌組的醛類、呋喃類、酯類、酚類以及同類都比安琪酵母組和匈牙利酵母組的相對含量高，還檢測到3種特有的酯類物質，說明組合菌種發酵更利于苦蕎麩皮饅頭風味物質的形成；表明組合菌更有利于發酵苦蕎麩皮饅頭，更易讓消費者接受，為組合菌種的應用提供理論支持。

苦蕎麩皮；饅頭；組合菌；風味物質

苦蕎麥是藥食兩用作物，歷史悠久，在中國西北和西南地區種植廣泛[1]。苦蕎具有很高的營養價值，是谷類作物中唯一集七大營養素于一身的作物，被譽為“五谷之王”[2]。苦蕎麩皮是苦蕎加工的副產物，研究[3]表明苦蕎麩皮中活性物質和微量元素均高于苦蕎粉。目前中國對苦蕎麩皮的利用并不充分，一般作為動物飼料或者直接丟棄。饅頭是中國的傳統發酵面食品，隨著人們生活質量的普遍提高，對饅頭品種和營養有很高的要求。而將苦蕎麩皮粉添加到主食饅頭中，不僅可以降血壓，降血糖，降血脂，預防癌癥[4]；還有通便排毒的功效，健康人群長期食用可有效預防心腦血管等疾病的發生[5]，同時還可提高苦蕎麩皮的利用率，而目前對于苦蕎饅頭的研究不多，僅限于苦蕎粉饅頭抗氧化品質和體外抗消化性的研究，而對于苦蕎麩皮饅頭品質的研究卻未見報道。

目前中國市售饅頭的生產多數采用單一酵母菌發酵，雖然發酵速度快，但與酸面團制作的饅頭相比，其風味和口味都比較單一[6-7]；酸面團饅頭相對于酵母饅頭有其獨特的醇甜香味，更有嚼勁。有研究[8]表明酸面團的添加會使得面包和饅頭的內部結構增加且硬度彈性發生變化，同時饅頭的顏色也會發生變化，而從酸面團中篩選優良菌種組合發酵的苦蕎麩皮饅頭，其對咀嚼性、彈性、氣味、外皮顏色的影響還需要研究。本研究從不同地區酸面團中篩選優良菌種進行復配，將組合菌應用于苦蕎麩皮饅頭制作，通過與安琪酵母和匈牙利酵母發酵的苦蕎麩皮饅頭對比，研究組合菌對苦蕎麩皮饅頭品質的影響，明確酸面團優選組合菌發酵苦蕎麩皮饅頭優于單一活性酵母饅頭的物質基礎，旨在為組合菌的應用提供理論支持，同時為苦蕎功能性食品的研究和開發提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥粉：市售優質特一小麥粉，五得利面粉有限公司；

苦蕎麩皮粉：四川市西昌市涼山黑苦蕎麩皮粉；

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：匈牙利布達佩斯BUDAFOK公司；

組合發酵菌種：釀酒酵母(NCBI登錄號：KX197410)和面包乳桿菌(NCBI登錄號：KX197413)按2∶1比例混合復配，本實驗室從重慶、山東(菏澤)、山西(運城)、河南(鄭州)、河南(周口)、天津、上海、陜西(西安)8個地區酸面團中篩選優勢菌種并保存。

1.2 試驗設備

面包發酵箱：SP16S型，廣州三麥機械設備有限公司；

電熱恒溫培養箱：HPX-9052 MBE型，上海博訊實業有限公司；

質構儀：TA.XT2i型，英國Stable Micro System公司；

氣相質譜聯用儀：GCMS-2010型，日本島津公司；

色譜柱：DB-5MS型，安捷倫科技有限公司；

固相微萃取器：75 μm CAR/PDMS涂層萃取頭，美國Su-pelco公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 苦蕎麩皮饅頭制作方法

(1) 安琪酵母發酵饅頭：用110 mL 37 ℃水將1 g安琪干酵母溶解，活化15 min后與160 g小麥粉與40 g苦蕎麩皮粉混合，和面并揉至表面光滑。放于37 ℃、相對濕度80%醒發箱中醒發60 min，取出后二次和面、成型，二次醒發(37 ℃、相對濕度大約80%)40 min，蒸制30 min，冷卻30 min后用于測定[9]。

(2) 匈牙利酵母發酵饅頭：用110 mL 37 ℃水將1.4 g匈牙利酵母溶解，其余步驟同上。

(3) 組合菌發酵饅頭：取3%的接種量于(前期工藝研究[10]確定組合菌比例為釀酒酵母菌∶面包乳桿菌=2∶1)110 mL 37 ℃水中活化15 min，與160 g小麥粉和40 g苦蕎麩皮粉混合，和面，揉至表面光滑。放于37 ℃、相對濕度80%醒發箱中醒發2 h。取出二次揉面、成型，二次醒發40 min(37 ℃、相對濕度大約80%)，蒸制30 min，冷卻30 min后備用。

(4) 釀酒酵母(YEPD培養基)：酵母粉1%，蛋白胨2%，葡萄糖2%，121 ℃滅菌20 min[11]。

(5) 面包乳桿菌(MRS培養基)：牛肉膏1%，蛋白胨1%，酵母膏0.5%，磷酸氫二鉀0.2%，檸檬酸氫二銨0.2%，乙酸鈉0.5%，葡萄糖2%，硫酸鎂0.058%，硫酸錳0.019%，吐溫80 0.1%，pH 6.0～8.0，121 ℃滅菌20 min[12]。

1.3.2 苦蕎麩皮饅頭感官評定 經試驗前培訓篩選15人組成評分小組，在飯后2 h之內，按表1所示感官評分標準對不同發酵劑蒸制的苦蕎麩皮饅頭進行感官評價。參照文獻[13]的方法，稍做修改后進行評價。

表1 不同發酵劑苦蕎麩皮饅頭感官評分表

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

項目評價標準外觀形狀(15分)外觀挺立、飽滿、表面光滑(10～14)輕微塌陷、表面微皺;有輕微收縮現象(5～10)萎縮、表面扁平、發硬(0～5)內部結構(15分)饅頭剖面氣孔細密而均勻,呈海綿狀(10～14)饅頭剖面氣孔大小不均,有少量饅頭碎渣(5～10)饅頭剖面氣孔大小不均,出現大的氣孔、粗糙不平(0～5)色澤 (15分)呈深綠色,顏色分布均勻(10～14)呈灰綠色,色澤有輕度變化(5～10)發灰、發暗(0～5)咀嚼性 (10分)咀嚼適口,較柔軟,易下咽(7～10)軟硬適中(4～7)咀嚼干硬,下咽困難(0～4)彈韌性 (10分)回彈快,壓1/2以上能復原(7～10)回彈稍差,壓1/4以上能復原(4～7)回彈弱或者不回彈(0～4)爽口度 (10分)食時爽口不黏牙(7～10)食時稍黏或稍爽口(4～7)食時黏牙或不爽口(0～4)苦蕎香味(15分)有苦蕎特有的香味(10～15)苦蕎香氣不濃或基本無異味(5～10)有不可接受的異味(0～5)苦味 (10分)口味淡香,有發酵香味,苦味適中(7～10)稍帶香味,苦味較濃(4～7)無香味且苦味不可接受(0～4)

1.3.3 苦蕎麩皮饅頭質構分析 切出苦蕎麩皮饅頭中間20 mm厚的饅頭塊作為測試用樣品。質構儀參數：探頭型號TA4/1000；測定模式：距離測定；測試距離：5 mm；操作類型：質構分析(TPA)操作；測試前速率：5 mm/s；測試速率：2 mm/s；測試后速率：5 mm/s；觸發值：Auto-5 g；時間：5 s；數據采集速率：200 pps。測定指標包括：硬度、膠黏性、咀嚼性、回復力、內聚力、彈性。測試完后對結果進行分析。

1.3.4 苦蕎麩皮饅頭風味物質的測定

(1) 揮發性風味物質頂空固相微萃取：將饅頭芯切成碎片，稱取1.5 g放入15 mL萃取瓶中，于60 ℃恒溫水浴中頂空萃取40 min后拔出針頭進樣。

(2) 氣相—質譜分析：色譜條件參照文獻[14]，稍作修改：DB-5MS毛細管色譜柱(60 m×0.32 mm×1 μm)；載氣He，流量：恒流1.2 mL/min，分流10 mL/min，分流比為12∶1；升溫程序：起始溫度35 ℃，保留5 min；以5 ℃/min升溫至50 ℃，然后以5.5 ℃/min升溫至250 ℃，保留5 min。

質譜條件：電離方式EI，電子能量為70 eV，發射電流為200 μA，進樣孔溫度為250 ℃，離子源溫度200 ℃。采集方式為全掃描，采集質量范圍為33～495(m/z)。

1.4 數據處理

每組試驗數據均做3次重復試驗，結果用平均值±標準偏差表示。用Excel2010制圖，SPSS19.0軟件進行數據分析，顯著性分析采用Duncan檢驗法，檢驗水平為0.05。

2 結果分析

2.1 不同發酵劑苦蕎麩皮饅頭的感官評定

由圖1、2可知，3種發酵劑發酵的苦蕎麩皮饅頭苦蕎香味上有很大差異，安琪酵母發酵的饅頭苦蕎香味較淡，得分最低；組合菌饅頭相對于干酵母饅頭苦蕎香味有明顯改善，饅頭內部氣孔更加細密，但是表皮顏色和苦味沒有明顯的不同，從整體上看，組合菌發酵的苦蕎麩皮饅頭得分均高于安琪酵母饅頭和匈牙利酵母饅頭得分，說明組合菌饅頭的品質相對于干酵母饅頭有一定程度的改善，也表明純種發酵劑發酵的苦蕎麩皮饅頭更易讓消費者接受。3種發酵劑感官評分大小為：組合菌種(82.2±2.3)>匈牙利酵母(80.9±1.3)>安琪酵母(77.1±1.4)。

圖1 不同發酵劑發酵苦蕎麩皮饅頭的感官評價

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

圖2 3種發酵苦蕎麩皮饅頭的外觀形狀

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

2.2 不同發酵劑苦蕎麩皮饅頭質構分析

由表2可知，組合菌種發酵的饅頭硬度、咀嚼性、膠黏性和回復力最小，內聚性最大，饅頭柔軟又勁道，爽口不粘牙；匈牙利酵母發酵的饅頭彈性最佳，安琪酵母發酵的饅頭彈性次之。在硬度、膠粘性、咀嚼性和彈性方面，3種發酵劑發酵的苦蕎麩皮饅頭有顯著性差異(P<0.05)；在回復力方面，匈牙利酵母發酵的饅頭與安琪和組合菌種發酵的饅頭有顯著性差異(P<0.05)，安琪與組合菌種發酵的沒有明顯差異；在內聚性方面，組合菌種組與安琪組和匈牙利組均有顯著性差異(P<0.05)，而匈牙利酵母與安琪酵母發酵的饅頭沒有顯著性差異。

乳酸菌發酵對饅頭的質構特性有一定的改善作用。呂瑩果等[15]研究表明植物乳酸菌發酵饅頭質構特性與活性干酵母、酵子饅頭相比，植物乳酸菌發酵的饅頭彈性大，回復性、咀嚼性、黏聚性和硬度較小，品質較優。本試驗選用的組合菌是由不同地區的酸面團中篩選出的釀酒酵母和面包乳桿菌，蒸制出的苦蕎麩皮饅頭硬度小、有彈性、柔軟又勁道，較安琪酵母和匈牙利酵母饅頭質構特性優，主要是由于其中的面包乳桿菌發酵的原因。

表2 不同發酵劑發酵苦蕎麩皮饅頭對質構的影響?

? 同列字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

2.3 不同發酵菌劑苦蕎麩皮饅頭風味成分分析

采用頂空—固相微萃取(HS-SPME)—氣相色譜—質譜聯用(GC—MS)技術對不同發酵劑苦蕎麩皮饅頭的揮發性風味成分進行檢測，通過檢索NIST08s.LIB和NIST08.LIB譜庫進行定性分析，結果見表3。

對風味物質進行分析。由表3可知，安琪組的風味物質共有44種：酸類5種、醇類5種、醛類8種、呋喃類1種、酯類7種、烷烴類15種、酚類1種、醚類1種、酮類1種；匈牙利組的風味物質共有49種：酸類4種、醇類4種、醛類8種、呋喃類1種、酯類6種、烷烴類19種、酚類1種、醚類2種、酮類2種、烯類1種；組合菌種組的風味物質共有52種：酸類4種、醇類5種、醛類7種、呋喃類1種、酯類10種、烷烴類18種、酚類1種、醚類2種、酮類1種、烯類1種。檢測出的風味化合物的總量存在差異，安琪組86.11%，匈牙利組86.75%，組合菌種組90.41%。

表3 不同發酵劑苦蕎麩皮饅頭揮發性風味物質分析結果?

? “-”表示未檢測到。

表4 不同發酵劑發酵苦蕎麩皮饅頭中揮發性風味物質類別統計分析結果

由表4可知，安琪酵母組的醇類物質含量要顯著高于匈牙利組和組合菌種組，但組合菌種組的醛類、呋喃類、酯類、烷烴類、酚類、醚類以及同類都比安琪組和匈牙利組的相對含量要高。由于醛類和酯類的閾值較低，在低含量下即可被嗅到，是影響饅頭風味的主要物質[16]，組合菌種中的這兩類均比其余兩種發酵劑的要高，特別是還檢測到了其余兩種發酵劑中沒有的丁酸己酯、丙位壬內酯、肉豆蔻酸異丙酯這3種酯類化合物，其中丁酸己酯可以用于配制菠蘿、甜瓜、獼猴桃等香精，丙位壬內酯可以用于配制櫻桃、牛奶、乳脂等香型食用香精[17]。組合菌種組檢測到的2-正戊基呋喃的含量要顯著高于安琪組和匈牙利組，而2-正戊基呋喃是重要的調配面包香型的香精。壬酸具有淡的脂肪和椰子香氣，用于烘烤食品、肉制品等[18]，在組合菌種組中檢測到的含量為4.79%，比匈牙利組的要高。法尼醇主要用于調配杏子、香蕉等食用香精，在組合菌種組中檢測到含量為0.84%。

由以上可以說明組合菌種發酵苦蕎麩皮饅頭較其余兩種發酵劑發酵的在風味化合物的總量以及風味物質種類方面較優，與感官分析結果一致。酸面團組合菌苦蕎麩皮饅頭在發酵過程中釀酒酵母菌和面包乳桿菌協同代謝產生揮發性化合物，改善饅頭的感官品質，這些物質包括各種烴類、醇類、醛類以及芳香族化合物等；主要是由于發酵時組合菌種組中含有乳酸菌，乳酸菌產酸使面團酸化，為蛋白質降解生成游離氨基酸創造了條件，而且面包乳桿菌發酵可以代謝乳酸、醋酸和丙酸等多種有機酸，適量有機酸的生成可以賦予苦蕎麩皮饅頭柔和的酸味，特定的有機酸還可與釀酒酵母發酵產生的醇、酮和醛等物質生成酯類等物質[19]，此外還有多種新的呈味物質產生[20]，并且氨基酸和多肽也可以作為風味物質的前體物質被微生物所利用[21-22]；程曉燕等[23]對酸面團中的植物乳桿菌發酵饅頭產生的揮發性風味物質進行了研究，結果表明乳酸菌發酵酸面團饅頭的揮發性風味物質總量變大；而安琪酵母和匈牙利酵母發酵由于只有酵母菌的存在，使得發酵的饅頭中風味物質種類較少。

3 結論

從試驗可以看出：組合菌種組饅頭(82.2±2.3)感官評分高于匈牙利酵母組(80.9±1.3)和安琪酵母組(77.1±1.4)；在硬度、咀嚼性、膠粘性、內聚性和回復力方面，組合菌組最佳；在彈性方面，匈牙利酵母組最佳，但總體上組合菌組的質構特性更佳；在風味物質上，組合菌組共檢測到52種，高于安琪酵母組(44種)和匈牙利酵母組(49種)，并且組合菌組的醛類、呋喃類、酯類、烷烴類、酚類、醚類以及同類都比安琪酵母組和匈牙利酵母組的相對含量要高，還檢測到丁酸己酯、丙位壬內酯、肉豆蔻酸異丙酯3種特有的酯類物質。

由此可知，從酸面團中篩選出的優良組合菌應用于食品發酵改善饅頭品質，能增加苦蕎麩皮饅頭的口感和風味，而且相比較于普通干酵母發酵的苦蕎麩皮饅頭，具有傳統酸面團發酵饅頭的特色風味及食用價值，并使得苦蕎麩皮被很好地利用。苦蕎麩皮饅頭的研制，能夠給廣大社會帶來一定的健康價值和經濟效益，具有廣泛的應用前景，同時也為酸面團組合菌的應用提供了理論基礎。對于酸面團優選組合菌提升苦蕎麩皮饅頭品質的機制成為下一步的研究重點，以探究組合菌在饅頭發酵過程中的代謝機制和發酵機理。

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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

中國與匈牙利政府間科技合作項目(編號：國科外字[2013]83，(No.):6-30)；重慶市特色食品工程技術研發中心能力提升項目(編號：cstc2014pt-gc8001)

王雪婷，女，西南大學在讀碩士研究生。

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

2016—06—30