魚骨粉添加對饅頭發酵能力的影響

陳闖，張放，杜蘭威

（天津市食品研究所有限公司天津中商聯檢驗檢測有限公司，天津 301609）

“民以食為天”，如何吃好是人們永遠不變的話題，由于生活質量不斷改善，人們對吃的要求也越來越高，不但要吃出美味，更要吃出健康[1]。饅頭是我國北方人的主食之一，饅頭品質與營養價值成為與人們生活息息相關的大問題[2]。

鈣是構成骨骼、牙齒的主要成分，在幫助血液凝結、體內某些酶的活化、維持神經的傳導性能、肌肉的伸縮性、毛細血管的下沉滲透壓、體內的酸堿平衡等方面起著重要的作用[3]。鈣是人體含量較多的一種重要無機元素，鈣離子作為細胞內第二信使，參與機體多種功能活動并發揮著極為重要的作用，如肌肉收縮、細胞分裂、神經及精神活動等。有人稱“鈣為生命之本”、“生命一切活動都不能缺少鈣”[4]。魚類在加工過程中會產生大量的魚骨，而魚骨含有豐富的鈣，食用魚骨粉的加工技術源于鮮魚骨的加工技術。鮮魚骨泥的研究始于20世紀70年代，由丹麥、瑞典等發達國家首先研制成功，然后很快在東南亞各國、日本、美國、德國等國得到推廣[5]。80年代以來，日本及歐美等國研究開發骨頭系列食品取得了可喜的成就[6]。日本利用骨糊生產線對骨頭進行超細加工，磨成糊狀，作為食品添加劑[7]。同時日本市場出現了一種新型的魚骨泥食品，它以新鮮的并富含骨髓質的魚骨為主料，以多種營養豐富的果蔬和雜糧等為輔料，再添加適量的食品防腐劑，經過超細微粒粉碎加工后制成[8]。我國對于魚骨粉利用技術研究較晚，加之人們對其營養價值認識不夠等原因，缺少對魚骨粉等下腳料的研究開發。本文通過測定面團發酵過程中pH值、酸度等的變化，研究魚骨粉添加量對面團發酵能力的影響，使饅頭更加富有營養。將魚骨資源加以利用，滿足人們對天然鈣的需要，不但能減少對環境的污染，還可極大程度增加產品附加值，對促進我國漁業健康有序發展將具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

利達面粉：天津利金糧油股份有限公司；高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；鯰魚骨粉：市售；鹽酸、氫氧化鈉、乙醚、無水硫酸銅、硫酸鉀、濃硫酸、碘液、酚酞等均為分析純：天津元立化工有限公司。

1.2 儀器與設備

SP-756P紫外可見分光光度計：上海光譜儀器有限公司；DGX-90T3B-2型恒溫箱：上海福瑪實驗設備有限公司；BCJ-DF118M型榨汁機：杭州川洋貿易有限公司；JT1201N型電子天平、FA2004電子天平：上海精天電子儀器有限公司；LY-640高溫灰化爐：廣東立一科技有限公司；ATN-100凱氏定氮儀：上海洪紀儀器設備有限公司；PHG-2081X手持型pH計：上海博取儀器有限公司；MesoMR核磁共振成像儀：上海紐邁電子科技有限公司；TA-XT plus物性分析儀：北京微訊超技儀器技術有限公司。

1.3 方法

1.3.1 魚骨粉饅頭制作工藝流程

魚骨粉處理→稱取原料→和面→發酵→成型→醒發→蒸制→冷卻→成品

1.3.2 pH值的測定

將魚骨粉含量為0%、3%、6%的面團進行發酵，分別取出發酵 0、15、30、45、60、75 min，二次醒發 30min結束后的面團各兩個，每個面團各5g，分別置于45 mL蒸餾水中，用玻璃棒不斷攪拌直至其溶解完全后（面筋不溶）用pH計進行測量。

1.3.3 總酸含量的測定

取樣方法同1.3.2，總酸含量的測定方法參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》，面團酸度以乳酸計。

1.3.4 面團發酵試驗

將魚骨粉含量為0%、3%、6%的面團揉勻取30 g放入100 mL量筒中，在溫度36℃，濕度80%的恒溫培養箱中進行發酵，每30 min記錄一次面團的體積，直至體積無變化[9]。

1.3.5 濕面筋含量測定（水洗法）

取發酵20 min后的魚骨粉含量為0%、3%、6%的面團各兩塊，稱取質量W，放在水中輕輕揉洗，在揉洗過程中須注意更換清水次數，反復揉洗至面筋擠出的水遇碘液無藍色反應為止。取出面筋放在預先烘干稱重的表面皿或濾紙（W0）上，稱得總質量（W1）。

濕面筋含量/%=（W1-W0）/W×100

式中：W為面團的質量，g；W1為面筋和稱重表面皿或濾紙的總質量，g；W0為預先烘干稱重的表面皿或濾紙的質量，g。

1.3.6 高徑比的測定

取魚骨粉含量為0%、3%、6%的饅頭各2個，用直尺測得饅頭的高度（H，mm）以及饅頭直徑（D，mm）。

高徑比=H/D

1.3.7 橫向弛豫時間（carr-purcell-meiboom-gill，CPMG）脈沖序列測定

分別取出發酵 0、15、30、45、60、75 min 以及二次醒發結束后的面團和饅頭裝入保鮮袋中立即進行CPMG試驗。通常利用90°單脈沖和CPMG脈沖序列測量樣品的橫向弛豫時間T2。90°脈沖序列作用樣品之后，產生的共振信號叫自由感應衰減 (fere induction deeay，FID)信號[10]。測定出T21、T22、T23（T21是結合水弛豫時間、T22是不易流動水弛豫時間、T23是自由水弛豫時間）。

1.3.8 饅頭比容的測定

取3種不同魚骨粉含量的饅頭各2個，用電子天平稱量得其質量為m（g）；用小顆粒干燥的填充劑（小米）填滿測量容器得出體積V1（mL）；取稱重后的饅頭，放入容器內，加入填充劑，填滿得出填充劑體積V2（mL）；從二次體積差即可得饅頭體積。

比容/（mL/g）=（V1-V2）/m

1.3.9 質構的測定

樣品處理：取3種不同魚骨粉含量的饅頭各2個，將饅頭切成厚度為25 mm的整齊均勻的饅頭塊，置于TA-XT plus物性分析儀平臺上用探頭進行全質構分析（texture profile analysis，TPA）測試，分別測定 2個饅頭塊的質構數據取平均值作為最后試驗結果。

1.3.10 水分的測定

饅頭水分含量參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》中直接干燥法進行測定。

1.3.11 灰分的測定

饅頭中灰分的測定參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》中的測定方法。

1.3.12 蛋白質測定

饅頭中蛋白質的測定參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》中的測定方法。

1.3.13 脂肪含量測定

饅頭中脂肪含量的測定參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》中的測定方法。

1.3.14 鈣含量測定

把魚骨粉、面粉、不同骨粉添加量的饅頭先灰化，將鈣元素的標準液分別配制成不同濃度系列的標準稀釋液。將消化好的試樣液、試劑空白液和鈣元素的標準濃度系列分別導入紫外可見分光光度計進行測定。

式中：X為試樣中元素的含量，mg/100 g；C1為測定用試樣液中元素的濃度，μg/mL；C0為試劑空白液中元素的濃度，μg/mL；V為試樣定容體積，mL；f為稀釋倍數；m為試樣質量，g。

2 結果與分析

2.1 pH值的測定結果

魚骨粉含量為0%、3%和6%的面團在發酵時間分別為 0、15、30、45、60、75 min 時的 pH 值見圖 1。

圖1 不同發酵時間段對不同魚骨粉添加量的面團pH值的影響Fig.1 The effect of different fermentation time on the pH value of dough with different amount of fishbone meal

由圖1可知，魚骨粉添加量為0%與3%的面團在發酵過程中pH值總體呈下降趨勢，這表明面團在發酵過程中產生了較強的酸類物質。乳酸是一種較強的有機酸，且在發酵過程中產量也較多，是使面團的pH值降低的重要原因。魚骨粉添加量為6%的面團的pH值一次醒發結束前呈下降趨勢，發酵75 min時突然呈上升趨勢。這是由于魚骨粉呈堿性，而添加的魚骨粉量較多的原因。

2.2 總酸含量的測定結果

魚骨粉添加量為0%、3%和6%的面團在發酵時間分別為 0、15、30、45、60、75 min 時的總酸含量見圖 2。

圖2 不同發酵時間段對不同魚骨粉添加量的面團總酸含量的影響Fig.2 Effect of different fermentation time on the total acid content of dough with different amount of fishbone meal

由圖2可知，魚骨粉添加量為0%，隨著發酵時間的延長，面團總酸含量呈現先降低再升高再降低的趨勢；魚骨粉添加量為3%時，隨著發酵時間的延長，面團總酸含量呈現升高后趨于穩定的趨勢；魚骨粉添加量為6%時，隨著發酵時間的延長，面團總酸含量呈現先降低再升高后趨于穩定的趨勢。

2.3 面團發酵試驗

不同發酵時間段對不同魚骨粉添加量的面團發酵試驗的影響見圖3。

圖3 不同發酵時間段對不同魚骨粉添加量的面團發酵試驗的影響Fig.3 Effect of different fermentation time on dough fermentation experiment with different amount of fishbone meal

由圖3可知，發酵后，魚骨粉添加量為3%的體積變化最大，魚骨粉添加量為6%的體積變化次之，魚骨粉添加量為0%的體積變化最小。魚骨粉添加量為6%的面團產氣速度相對過快，最先達到產氣高峰，而此時面團膨脹卻沒有達到最大值，隨后酵母產氣能力下降，面團內部壓力減少，導致發酵結束后面團并沒有充分膨脹，面筋并沒有充分延伸。0%和3%骨粉添加量的面團產氣速度較為均勻，能使面團最大限度膨脹，達到發酵目的，更適用于來生產饅頭。

2.4 面筋含量測定結果

不同魚骨粉添加量面團的濕面筋含量如圖4所示。

圖4 不同魚骨粉添加量面團的濕面筋含量Fig.4 Wet gluten content of dough with different amount of fishbone meal

由圖4可知，隨著面團中添加的魚骨粉量增大，面團可洗出面筋含量逐漸下降。麥膠蛋白和麥谷蛋白是面筋的主要成分，隨著魚骨粉添加量的增大，部分骨粉粘在麥膠蛋白和麥谷蛋白上，在洗面筋時它們一起被洗掉，因而面筋含量減少。

2.5 CPMG脈沖序列測定結果

不同魚骨粉添加量的面團在發酵75 min內T21、T22以及T23的變化分別見圖5、圖6和圖7所示。

圖5 不同骨粉添加量的面團在發酵75 min內T21的變化Fig.5 Changes of T21in dough with different amount of bone meal during 75 min fermentation

圖6 不同骨粉添加量的面團在發酵75 min內T22的變化Fig.6 Changes of T22in dough with different amount of bone meal during 75 min fermentation

圖7 不同骨粉添加量的面團在發酵75 min內T23的變化Fig.7 Changes of T23in dough with different amount of bone meal during 75 min fermentation

從圖5和圖6中可以看出，魚骨粉添加量的改變對面團T21和T22的大小影響不大。在發酵75 min內，T21基本保持在0.25 ms～3.06 ms之間。這說明，魚骨粉的添加量和發酵時間對面團中結合水的影響很小。原因在于面團的發酵階段是整個面筋充分擴展階段，在這個階段面團中與蛋白質、淀粉等大分子物質依靠氫鍵結合比較緊密的水分傳動性很小，發生遷移的機會很小的緣故[11]。面團中存在的水分主要以游離狀態存在，這部分水分的弛豫時間（T23）較長，在發酵過程中這部分水的弛豫性質變化相對更顯著。如圖7所示，骨粉添加量為6%的面團弛豫時間T23基本呈先增加后減小的變化趨勢，骨粉添加量為3%的面團弛豫時間T23幾乎與發酵時間無關，一直保持不變，骨粉添加量為0%的面團弛豫時間T23與發酵時間曲線基本呈減小-增加-減小-增加-減小的變化趨勢。面團在發酵期間自由水的變化相對結合水來說更具有規律性。

2.6 質構的測定結果

不同魚骨粉添加量饅頭質構測定結果見表1。

表1 不同魚骨粉添加量饅頭質構測定結果Table 1 Texture determination of steamed bread with different amount of fishbone meal

由表1可知，魚骨粉添加量為0%的饅頭的硬度值最高，魚骨粉添加量為6%的饅頭的硬度值最低。魚骨粉添加量為0%的饅頭的黏性值最小，魚骨粉添加量為6%的饅頭的黏性值最大，魚骨粉添加量為6%的饅頭的彈性值最小，魚骨粉添加量為0%的饅頭的彈性值最大。硬度、彈性、黏聚性、膠著性、咀嚼性、回復性的數值都是隨著魚骨粉添加量增多而隨之減小。硬度值與饅頭品質成負相關，即這些指標數值越大，饅頭吃起來越硬，越缺乏彈性、綿軟、爽口的感覺；彈性值與饅頭品質成正相關，即數值越大，饅頭吃起來有彈性、爽口不黏牙。

2.7 饅頭及原料各項理化指標的測定結果

原料及不同魚骨粉添加量饅頭的各項理化指標分別見表2和表3。

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

表3 不同魚骨粉添加量饅頭的理化指標Table 3 Physicochemical indexes of steamed bread with different amount of fish bone meal

由表2可知，所用面粉的水分為12.037%，灰分為0.443 1%，對比國家標準LS/T 3204—1993《饅頭用小麥粉》的水分小于等于14%，精制小麥粉灰分小于等于0.55%，所用面粉符合國家標準。

由表3可知，灰分、蛋白質含量、脂肪含量、鈣含量均隨著魚骨粉添加量的增加而增大。在水分含量上，魚骨粉添加量為3%的饅頭相對較多，其它組分的水分含量變化不大。對比GB/T 21118—2007《小麥粉饅頭》中饅頭的水分含量要小于等于45%，不同魚骨粉添加量的饅頭水分含量都符合國家標準。對比GB/T 21118—2007《小麥粉饅頭》，饅頭的pH值在5.6～7.2，不同魚骨粉添加量的饅頭pH值都符合國家標準。隨著魚骨粉添加量增多，饅頭的高徑比緩慢減小。

3 結論

在面團發酵期間pH值均呈下降趨勢，魚骨粉添加量為6%的面團產氣速度相對過快，最先達到產氣高峰，導致發酵結束后面團并沒有充分膨脹，面筋并沒有充分延伸。0%和3%魚骨粉添加量的面團產氣速度較為均勻，能使面團最大限度膨脹，達到發酵目的，更適用于來生產饅頭。饅頭的灰分、蛋白質含量、脂肪含量、鈣含量均隨著魚骨粉添加量的增加而增大。不同魚骨粉添加量的饅頭水分含量和pH值都符合國家標準，隨著魚骨粉添加量增多，饅頭的高徑比緩慢減小。