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酵子饅頭揮發性物質(香氣)收集與分析研究進展

2019-03-08 01:43王遠輝趙靖雯劉長虹
食品與發酵工業 2019年4期
關鍵詞:發酵劑饅頭揮發性

王遠輝,趙靖雯,劉長虹

(河南工業大學 糧油食品學院,河南 鄭州,450001)

饅頭是傳統蒸制發酵面制品,在我國已有千年歷史,每年有近四成的小麥用于饅頭生產[1-2]。2016年11月國家發改委和國家糧食局聯合發布《糧食行業“十三五”發展規劃綱要》,建議加快推進傳統蒸煮米面制品為代表的主食產業化進程,饅頭生產向工業化、規?;?、標準化方向發展。饅頭生產過程中非常關鍵的環節是發酵,工業化生產中基本都使用商業活性干酵母發酵制作饅頭[3]。從20世紀80年代開始,國內饅頭工業效仿國外面包的制作工藝,開始廣泛使用活性干酵母作為發酵劑,具有發酵速度快、產氣量大、效率高、饅頭品質穩定等優點[4]。但是,此類饅頭風味不佳,不如傳統發酵劑制作的饅頭香氣醇厚,被消費者指出“味道”不正宗。

早在三國時期,酵子或老面等傳統發酵劑開始被用于制作饅頭,此做法一直沿續至今[5]。傳統發酵劑制作的饅頭(如老面饅頭、酵子饅頭)香氣醇厚,深受消費者喜愛。酵子饅頭因其適合工業化的工藝特點和醇厚誘人的香氣,被研發人員和生產企業關注。但是,由于我國地域廣闊,各地對酵子饅頭的稱謂不同,其概念仍存在誤區,需對其進行詳細整理和分辨。酵子饅頭香氣組分被學者關注,希望揭示酵子饅頭香氣的呈香化合物。由于香氣研究的復雜程度高、難度大,學者們多是研究酵子饅頭的揮發性物質,而且常常只進行定性分析,定量測定較少。本文概述酵子饅頭的概念,以明晰其定義,并總結酵子饅頭揮發性物質(香氣)的收集、分析與測定的研究現狀,對未來深入研究提出建議,以期為酵子饅頭香氣的研究提供參考。

1 饅頭類型

在研究酵子饅頭香氣之前,需明確酵子饅頭的概念。從發酵劑的類型區分饅頭,利用商業化活性干酵母發酵的饅頭通常被稱為普通饅頭;利用傳統發酵劑制作的饅頭被稱為傳統饅頭(老面饅頭、酵子饅頭等)[6]。傳統饅頭主要按照其發酵劑不同分為三類,分別是酵子饅頭、老面饅頭和酒曲饅頭,目前常用酵子和老面。老面是取前一次制作饅頭的發酵面團作為發酵劑,主要是面粉和水的混合物,干燥后不易化開使用;其次老面中大部分微生物都會產酸,使用老面發酵的面團會發酸,需要使用堿中和,而且面團品質不易控制,不適合用于饅頭的工業化生產[7]。因此,酵子饅頭作為傳統饅頭的典型代表受到關注,有望將其用于工業化生產。

提到我國傳統發酵劑,也不得不提國外傳統的面包發酵劑——酸面團(sourdough),傳統酸面團是由活性微生物、面粉和水經自然發酵得到的面團[8]。目前,國外酸面團的研究和使用較成熟,主要分為三類(Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型),統一特征都是使用面粉為原料,但制作工藝存在差別,Ⅰ型酸面團類似于我國的老面,Ⅱ型類似于酵子,Ⅲ型是在傳統發酵后又添加乳酸菌再發酵制得[9-10]。出于與國際接軌的考慮,國內學者撰寫的關于我國傳統發酵劑研究的英文論文中,也使用酸面團一詞。

2 酵子饅頭

酵子饅頭是指由酵子作為發酵劑制作的饅頭,酵子是一種菌種混合發酵的發酵劑,基本以米粉作為基料,加入米酒、酒醪或酒曲發酵后再經過干燥制成[11]。目前市場上常見的酵子多為大米粉酵子,所制作的饅頭具有特殊的風味和口感。酵子基料除了米粉,也可用玉米粉、淀粉、小米粉或小麥麩皮。但是使用小米粉和玉米粉制作的酵子,本身呈黃色,用此蒸制的饅頭外觀品質將受到影響,不適合工業化生產。因此,目前市場上常見的酵子為大米粉酵子,而且制作工藝簡單、設備少、成本低,所制作的饅頭具有特殊的風味和口感,深受消費者喜愛。

酵子在不同地方制作方式不同,風味也略有不同,在北方各省份均保留有酵子的傳統制作方法,文獻報道中有河北邢臺、山東青島、北京、甘肅蘭州、安徽合肥、黑龍江哈爾濱、山西臨汾、運城、晉南地區、河南鄭州、焦作、駐馬店、商丘、許昌、南陽、信陽,被研究較多的是河南省各地區的酵子[12-14]。河南是小麥主產區,食用酵子饅頭歷史悠久,具有代表性的地區如商丘、南陽、許昌。商丘酵子用大曲發酵,以玉米粉為原料經過多次續面發酵而成,但略帶黃色,不適合工業化使用;許昌酵子以小曲和老酵頭為酵種,以小麥粉和水制成面絮發酵,但干燥后使用不易化開;南陽酵子以小曲和老酵頭為酵種,以大米粉為原料,經過多次發酵制成,使用方便[15]。在南陽,酵子饅頭廣受歡迎,酵子不僅在家庭中自用,并在市場上銷售,形成固定的酵子市場,曾經有一條街被稱為“酵子街”。酵子饅頭誘人的第一點便是香甜的香味,不需專業評委,普通百姓便可通過香氣辨認出酵子饅頭。因此眾多學者將酵子饅頭揮發性物質(香氣)作為一項重要指標進行分析。

3 酵子饅頭揮發性物質(香氣)研究

3.1 揮發性物質(香氣)收集

酵子饅頭的香氣組分屬于揮發性物質,由于香氣涉及人的感官評價,做到準確、可靠、科學的分析評價較難,所以眾多研究中只是分析饅頭的揮發性物質。不論是分析酵子饅頭揮發性物質,還是香氣組分,其首要任務是收集酵子饅頭的揮發性物質(香氣)。由表1可知,同時蒸餾萃取(SDE)、頂空固相微萃取(HS-SPME)和吹掃捕集(purge and trap)被用于收集饅頭的揮發性物質。

表1 饅頭揮發性物質(香氣)分析類文獻統計Table 1 Statistical analysis of volatile substances(aroma) in Chinese teamed bread

續表1

序號發酵劑收集方法分析技術定性分析定量測定結果5活性干酵母SDE、HS-SPMEGC-MS質譜圖定性外標法半定量SDE收集饅頭樣品揮發性化合物25種,SPME收集饅頭樣品中50種揮發性化合物,主要有醇、醛、酮和酯等。比較后發現,SPME收集的樣品中濃度較低的化合物,SDE收集的樣品的GC-MS總離子流色譜圖的分離效果優于SPME[16]。65種酸面團(產自甘肅、山西、黑龍江、河南、安徽)SDE、HS-SPME、吹掃捕集GC-MS、GC-O質譜圖定性、RI值定性峰面積歸一化法測得相對含量SDE收集的傳統發酵劑制作的饅頭的芳香族化合物中,常見的有(E)-2-壬烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛;SPME和吹掃捕集收集的香氣組分主要是乙醇和乙酸。3種不同的香氣提取方法相結合,可更好地考查饅頭香氣組成[17]。75種傳統面食發酵劑(產自甘肅、山西、黑龍江、河南、安徽)SDE、HS-SPME、吹掃捕集GC-MS、GC-O質譜圖定性、RI值定性峰面積歸一化法測得相對含量SDE技術收集5種傳統發酵劑制作的饅頭的香氣組分為19種化合物,SPME技術收集到21種化合物,吹掃捕集技術收集到12種化合物。3種技術分析結果各有側重,SDE結合SPME技術可分析饅頭中低沸點與高沸點的揮發性風味物質。通過GC-0嗅聞發現,饅頭中香氣組分的味道主要以香甜、果香、青草香味為主[18]。8河南周口酵子、活性干酵母HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量分析不同品種饅頭樣品的風味特性,發現老面發酵能夠提高饅頭風味物質種類和含量,尤其是醇類和酯類[19]。9活性干酵母、植物乳桿菌標準菌株Biogreen300、植物乳桿菌植物亞種(記為ZLP)HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量乳酸菌發酵酸面團使饅頭的揮發性風味物質含量增高,酸面團發酵饅頭的揮發性風味物質總含量增加,且還產生了一些獨特的揮發性風味物質,如乙酸異戊酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、3-辛醇、2-乙基己醇、乙酸-2-苯乙基酯等[20]。10山東青島、河北邢臺和河南駐馬店酸面團HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量3個地方的酸面團饅頭都有自己獨特的酯、醛、烯等風味物質呈現,加堿后酸類和酯類含量下降明顯[21]。11傳統老酵頭(旗艦牌和居民自制2種)、活性干酵母HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量從旗艦饅頭(傳統老酵饅頭)中檢出59種揮發性風味成分,天津自制饅頭(傳統老酵饅頭)中檢出51種,安琪饅頭(單一酵母饅頭)中檢出47種,燕山饅頭(單一酵母饅頭)中檢出43種,這些揮發性成分中主要包括醇類、烴類、酯類、醛類、酮類、芳香類等[22]。12河南南陽米粉酵子HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量酵子面糊饅頭含有的揮發性風味種類相對于酵母面糊饅頭和二次發酵饅頭多,揮發性物質總量最大,但又檢測不到普通酵母饅頭中含有酮類、醚類成分,使不愉悅氣味成分不能相互混合,影響饅頭本身的特有風味[23]。

續表1

序號發酵劑收集方法分析技術定性分析定量測定結果13河南南陽米粉酵子、活性干酵母HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量麩皮酵子面團蒸制成饅頭后酯類物質受損,而醇類、醛類、酮類、呋喃類物質中對風味起提升作用的物質含量均增加;麩皮酵子饅頭中呈香物質苯乙醇含量為3種饅頭中最高[24]。14河南周口酵子、活性干酵母HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量酵子饅頭特有的揮發性物質有1-庚醇、1-辛醇等醇類物質,癸酸乙酯、甲酸乙酯、苯乙醛、呋喃甲醛等[25]。1524種乳酸菌、活性干酵母HS-SPMEGC-MS、GC-O質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量對24個不同乳酸菌發酵的饅頭的揮發性物質進行分析,發現不同饅頭間醇類風味物質差異顯著,專性異型發酵樣品具有濃郁的奶香、花香及水果香氣[26]。16河南商丘玉米酵子HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量在24 h的發酵過程中,隨著發酵時間的增加,揮發性物質中醇類物質相對含量先升后降,酯類物質的種類和相對含量增加,這兩類物質可能是面團發酵過程中揮發性物質的主要貢獻化合物[27]。17河南商丘酵子中一種酵母菌HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量酵母菌發酵產生的香氣組分主要為酯類、醇類和酸類,主要組分包括乙醇、乙酸乙酯、丁醇、丁酸乙酯等,香氣濃郁。其中,乙醇的相對百分含量高達20.33%,乙酸乙酯14.52%,丁醇14.51%,乙酸丁酯13.90%[28]。18添加乳酸菌老面團、明登乳桿菌HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量添加乳酸菌的老面團可以增加饅頭中主要風味物質,如乙醇、3-甲基-1-丁醇、苯乙醇和脂類等,同型發酵的明登乳桿菌可以增加饅頭中醛類物質,兼性發酵的植物乳桿菌可以增加有機酸的含量[29]。19河南南陽酵子HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量發現系統粉中主要揮發性物質是烴類,所制作的饅頭的主要揮發性物質是醇類、酯類等,前路皮磨、渣磨、尾磨系統粉制作的饅頭風味較好,后路系統粉制作的饅頭氣味不佳[30]。20河南焦作老酵頭、活性干酵母HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量分析了面粉、發酵面團和老酵頭饅頭及普通饅頭的風味物質,發現面粉中含有一定數量的風味揮發物,饅頭在汽蒸過程中沒有產生醇類,醇類和酯類大多是在酵母發酵過程中產生的[31]。21河南南陽酵子HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量對酵子饅頭制作過程中所用的面粉、面團、饅頭的揮發性物質進行分析,發現小麥粉加工精度降低,三者的揮發性物質種類呈增多趨勢,酵子饅頭比普通饅頭的揮發性物質種類豐富[32]。22活性干酵母HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量低剝皮率和高剝皮率小麥粉饅頭的揮發性物質存在顯著差異,電子鼻可區分出粉率70%左右的饅頭樣品[33]。

續表1

序號發酵劑收集方法分析技術定性分析定量測定結果23活性干酵母HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量分析小麥粉、發酵面團和饅頭的揮發性組分,發現烴類、醛類、醇類是小麥粉中主要揮發性物質,在饅頭的制作過程中烴類物質明顯減少,在蒸制過程中醇類物質因揮發而減少,產生更多的醛類、雜環類物質[34]。24釀酒酵母、威克漢姆酵母和德爾布有孢圓酵母HS-SPMEGC-MS質譜圖定性峰面積歸一化法測得相對含量三種酵母(釀酒酵母、威克漢姆酵母和德爾布有孢圓酵母)混合發酵的饅頭與酵子饅頭的揮發性風味物質最為接近[35]。

已有研究發現,SDE運行時間長(2 h),適合收集饅頭中高沸點、低揮發性的組分;HS-SPME可直接吸附饅頭的揮發性物質,時間短、操作簡單,常被用于收集低沸點揮發性物質和香氣組分[16]。SDE、HS-SPME和吹掃捕集3種方法收集饅頭揮發性組分時各有側重,SDE與HS-SPME結合更適合收集酵子饅頭中低沸點和高沸點的揮發性風味物質[17-18]。

由表1可知,近80%的研究僅采用HS-SPME技術收集饅頭揮發性物質,萃取纖維頭常用Divinylbenzene/Carboxen/Polydimethylsiloxane(DVB/CAR/PDMS)和Carboxen/Polydimethylsiloxane(CAR/PDMS),這是不嚴謹的。因為用于揮發性物質收集的纖維頭有多種類型,例如Polydimethylsiloxane(PDMS)、Polydimethylsiloxane/Divinylbenzene(PDMS/DVB)、Carbowax/Divinylbenzene(CW/DVB)、Carbowax-Polyethylene Glycol(PEG)、Polyacrylate(PA)和Carbowax/Templated resin(CW/TPR)等,不同萃取頭適合于吸收不同類型的化合物,僅僅使用一種萃取頭并不合適[36]。此外,揮發性物質的收集方式還有SDE、吹掃捕集法、液液萃取法(LLE)、固相萃取法法(SPE)、超臨界流體萃取(SFE)等。萃取使用的溶劑也有多種類型,不同極性溶劑收集的化合物差異極大。所以,僅僅一項技術并不能完整地收集饅頭揮發性物質。

3.2 定性分析

在揮發性物質的研究中,定性分析幾種方法,第一種是使用化合物標準品,根據保留時間確定化合物[37];第二種是使用氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS)分析得到的樣品的質譜圖與儀器配備的質譜圖數據庫(如NIST Library和Wiley Library)進行比對后作出判斷[38];第三種是計算被測酵子饅頭揮發性物質的線性保留指數(RI),與已有文獻記載的化合物的RI值進行匹配,對檢測到的化合物進行定性分析,RI值需在氣相色譜-氫火焰離子化檢測器(GC-FID)系統中測得[39]。

目前,第一種方法是最準確可靠的定性方法,而標準品是必不可少的。酵子饅頭所含揮發性物質眾多,少則幾十種,多則上百種,將全部化合物的標準品收集齊全是非常困難的,具備收集齊所有揮發性物質標準品的專業實驗室在全球屈指可數。因此,GC-MS的質譜圖比對功能為定性分析提供了一種解決方案。由表1可知,在酵子饅頭揮發性物質(香氣)研究中,八成以上都只采用第二種方法進行定性分析。但是,國際香精香料協會和多個專業學術期刊指出,揮發性物質或香氣組分分析不能僅僅依靠一種單一的方法(如質譜圖比對)進行定性分析,應同時使用質譜圖和RI值2個指標進行定性分析[40]。在饅頭揮發性物質分析中,同時使用質譜圖和RI值2種方法進行定性分析的研究較少,如張國華[18]同時使用質譜圖和RI值2種方法,對5個產地的傳統發酵劑制作的饅頭中揮發性物質進行定性分析[17-18];LIU等同時使用2種方法,對9種傳統發酵劑制作的饅頭中揮發性化合物進行定性分析[12]。

同時,專業協會還規定,使用GC-MS分析未知揮發性物質時,如果不使用標準品對照,分析時需使用極性和非極性2種不同性能的色譜柱(如DB-5色譜柱和DB-WAX色譜柱等)對待測組分進行分離,并測定其質譜圖和RI值[41]。通過以上復雜的定性分析過程,其結果才可作為揮發性組分定性分析的依據。

3.3 定量測定

對酵子饅頭揮發性物質進行定性分析之后,還需對已定性的化合物進行定量測定,為后續的香氣分析奠定準確的數據基礎。以GC-FID和GC-MS分析為基礎,合適的定量測定方法是利用不同濃度化合物標準品與其對應的GC色譜圖中峰面積建立工作曲線,計算出待測化合物的含量[42]。常用的定量測定有內標法和外標法兩種,由于香氣組分分析中被測化合物種類多,收集所有的待測化合物標準品困難,故外標法使用較少,而內標法使用更多。

前文已提到,收集全部的化合物標準品難度很大。大量研究人員樂于使用操作簡單、速度快的HS-SPME,但是萃取頭對吸附的化合物具有特異性,并非對所有的化合物吸附能力一致,所以SPME并不適合定量分析種類復雜的揮發性組分[43]。如果使用外標法,利用HS-SPME收集揮發性物質,并使用GC-MS測定,可稱為半定量測定。在饅頭的揮發性化合物測定中,胡麗花等使用外標法測定活性干酵母制作的饅頭中揮發性組分[16];劉晨等采用外標法測定普通饅頭、老面饅頭、復合發酵劑饅頭的揮發性化合物[7];劉同杰等使用外標法,對傳統發酵劑制作的饅頭中揮發性化合物進行半定量分析[12]。由表1可知,大量的酵子饅頭揮發性物質的含量測定僅依靠GC-MS分析中峰面積歸一化法計算,這只是相對含量,而且質譜檢測器對所有化合物的響應程度是不同的,峰面積的大小并不能準確表現濃度高低,更無從談起準確的定量測定。

目前,測定揮發性物質時常使用精度高、具有定性能力的GC-MS系統,而常常忽略運行維護簡單的GC-FID系統。值得注意的是,FID是全質量型檢測器,對同類型化合物的響應值幾乎相等,具備優良的定量測定能力,比MS檢測器的響應特性更穩定,可作為揮發性組分定量測定的檢測器[44]。因此,面對揮發性組分較多的樣品,不需收集所有化合物的標準品,每類化合物使用若干個標準品進行響應值測定即可[45]。在準確的定性分析基礎上,通過GC-FID測定,結合內標物和標準品響應值可計算酵子饅頭揮發性物質的含量。

統計學方法對數據處理是研究中不可或缺的重要工作,已有研究利用主成分分析和聚類分析對3種不同筋力小麥粉的揮發性物質種類進行分析[34],對乳酸菌發酵酸面團制作的饅頭揮發性物質進行分析[20],對不同乳酸菌發酵饅頭的揮發性物質種類進行分析[35]。統計學方法除了主成分分析和聚類分析之外,還有相關性分析、顯著性分析、響應面分析等,均可用于酵子饅頭揮發性物質的數據分析。

3.4 香氣特征

前文描述的都是酵子饅頭揮發性物質的分析方法,而酵子饅頭香氣更是關注的重點。僅僅對酵子饅頭中揮發性物質收集,再使用GC-FID、GC-MS進行定性與定量分析,并不能證實揮發性物質是香氣組分。確定酵子饅頭香氣的關鍵是確定酵子饅頭中哪些揮發性物質能使人感覺到香,這需要與人的嗅覺結合起來。氣相色譜-嗅覺辨別法(GC-O)是香氣分析中比較成熟的技術,主要包括檢測頻率法、稀釋法和時間-強度法(OSME)[46]。在饅頭香氣分析中,張國華等使用GC-O方法對傳統發酵劑制作的饅頭的香氣組分進行評價,發現其香氣主要以香甜、果香、青草香味為主[17-18];何曉赟采用GC-O方法評價后發現,添加乳酸菌發酵制作的饅頭的香氣具有濃郁的奶香、花香及果香[26]。

此外,香氣活力值法(OAV)可用于描述各香氣組分對酵子饅頭香氣的貢獻程度,使用香氣閾值來評價各組分的嗅感強度,并可通過香味提取稀釋分析法(AEDA)確定酵子饅頭香氣中影響最大的組分[47]。劉晨等描述了3種饅頭的揮發性物質中醇類、酸類、酯類、羰基化合物類、苯環類及雜環類化合物的香氣閾值及對香味的影響程度[7]。付娜等對單一酵母菌發酵制作的饅頭中鑒定出21種揮發性物質的香味特征進行了詳細描述[28]。

3.5 揮發性物質(香氣)來源分析

在分析饅頭香氣組分的基礎上,對香氣的產生過程進行探索,酵子饅頭香氣組分的來源主要有以下幾個方面:原輔料;發酵產生的香氣前體物質,在酶的作用下產生新的香氣物質;面團發酵生成香氣物質;蒸制時面團中產生的香氣物質。在研究制作饅頭的原料小麥粉時發現,小麥粉磨粉產生的各路系統粉中主要揮發性物質是烴類,所制作的饅頭中主要揮發性物質是醇類、酯類等,前路皮磨、渣磨、尾磨系統粉制作的饅頭風味較好,后路系統粉制作的饅頭氣味不佳[30];還發現隨著小麥粉加工時出粉率的增加,所制作的饅頭中揮發性物質的種類增加[33];隨著小麥粉加工精度的降低,饅頭中揮發性物質含量增加[32];麩皮酵子制作的饅頭從面團蒸制成饅頭時,酯類物質有所減少,而醇類、醛類、酮類、呋喃類物質增加[24];同時酵子饅頭制作過程中會添加輔料,例如食用堿的使用,可中和發酵產生的酸味,酸堿味調和得當,使饅頭風味更誘人,但是食用堿的引入會使風味物質種類和總量都下降,但主要呈味物質醇、醛等變化不大[21]。在面團發酵過程中,主要產生醇類和酯類物質[31];隨著發酵時間(6~24 h)的增加,饅頭揮發性物質中醇類物質相對含量先升后降,而酯類物質的種類和相對含量增加[27]。在蒸制過程中,醇類物質種類并未增加,且含量減少,更多醛類、酮類、醇類和雜環類物質產生[24,31,34]。

在發酵劑研究方面,眾多學者探討了不同發酵劑對饅頭揮發性物質的影響,早期研究針對商業化的活性干酵母發酵制作的饅頭中揮發性組分進行分析,而此類型饅頭香氣并不誘人,常作為酵子饅頭與老面饅頭的對照樣品進行評價[16,20,33-34];我國地域廣袤,各地區都具有本地特色突出的傳統發酵劑制作饅頭的飲食習慣,多位學者從多個省份地區(河南、河北、安徽、山東、內蒙古、江蘇、黑龍江等)收集老面、酵子等傳統發酵劑(酸面團),研究其揮發性物質的特征和差異,評價其香氣組分;除上述固態傳統發酵劑之外,研究流體狀態的酵子面糊發酵饅頭時發現,酵子面糊制作的饅頭中揮發性物質總量較酵母饅頭多,而且香氣更誘人[23];傳統發酵劑皆為多菌種混合組成,學者對傳統發酵劑中菌種進行分離,得到優勢菌種(包含酵母菌、乳酸菌等),并分別研究單一菌種或多菌種混合之后作為發酵劑制作的饅頭中揮發性物質(香氣)組成,菌種如Lactobacillusplantarum、Lactobacillussanfranciscensis、Lactobacillusbrevis、Lactobacillusdelbrueckiisubsp、bulgaricus、Wickerhamomycesanomalus、釀酒酵母、威克漢姆酵母和德爾布有孢圓酵母等,揮發性物質分析發現不同菌種發酵制作的饅頭具有各自獨特的揮發性化合物[13,18,20,26,28-29,35]。

學者們試圖從多方面揭示各種饅頭的揮發性物質產生過程,并了解揮發性物質在饅頭制作過程中的變化規律,但定性與定量方面的欠缺,分析結果可能存在偏差。國外學者使用動態在線頂空固相微萃取技術(on-line dynamic HS-SPME),與專用烤爐結合對海綿蛋糕的烘焙過程中揮發性化合物進行監控,可同時跟蹤幾個香氣組分(如5-羥甲基糠醛和2-甲基丙醛等)的變化過程[48]。在確定酵子饅頭香氣成分的前提下,分析制作酵子饅頭的原料小麥粉、酵子及其在不同工藝過程(發酵過程和蒸制過程)中香氣成分的變化規律,可揭示酵子饅頭香氣的產生過程。

4 建議及展望

鑒于目前酵子饅頭揮發性物質的研究現狀,對該領域未來的研究方向提出如下建議。

(1)收集酵子饅頭揮發性物質(香氣)時,聯合使用SDE、HS-SPME和吹掃捕集等方法,并對收集方法進行優化,針對酵子饅頭揮發性物質(香氣)的理化特征,篩選出最適合的收集方案。

(2)采用GC-MS測得質譜圖和GC-FID測得RI值的雙定性方法,對酵子饅頭揮發性物質(香氣)進行定性分析。若條件允許,可收集初步定性的化合物標準品,進行對照,實現精準定性分析。

(3)在定量測定時,可使用GC-FID系統,收集少量的酵子饅頭揮發性物質的標準品,添加內標化合物,利用同系物響應值一致的特點進行定量分析。若能收集齊全被測化合物的標準品,可利用標準品配置標準溶液,繪制工作曲線,可準確定量測定酵子饅頭中揮發性物質。

(4)在辨別酵子饅頭香氣時,利用GC-O技術與經過專業訓練的感官評價小組結合,對收集和鑒別的酵子饅頭揮發性物質進行香味評價,確定酵子饅頭的呈香化合物。并結合香氣活力值法(OAV)和香味提取稀釋分析法(AEDA)對香氣組分進行解析,繪制酵子饅頭香氣的“指紋圖譜”。

(5)在分析得到酵子饅頭香氣組分的基礎上,可準確測定酵子饅頭中此類化合物的含量,對其香氣閾值和貢獻度進行分析評價,揭示香氣組分的呈香特征,利用統計學方法(主成分分析和聚類分析等)進行數據挖掘,探索關鍵呈香化合物。

(6)在探明關鍵呈香化合物的基礎上,可對其在酵子饅頭制作過程中進行跟蹤檢測,了解其在饅頭制作過程中的變化規律??山梃b國外對面包和蛋糕香氣監控的方案,進行在線監測酵子饅頭香氣組分含量,掌握生產過程中酵子饅頭狀態。

綜上所述,傳統風味饅頭逐漸成為消費者喜歡的饅頭類型,酵子饅頭又因其豐富醇厚的香味受到青睞。學者對酵子饅頭的香味研究較多,但是多數研究只限于酵子饅頭的揮發性物質,定性與定量分析并不嚴謹,并未對其香氣進行系統研究。未來可從酵子饅頭的香氣入手,對香氣組分進行精確的分析測定,得到酵子饅頭香氣的“指紋圖譜”,解析關鍵呈香化合物。跟蹤分析酵子饅頭的香氣組分形成過程,理清加工過程中香氣的形成規律,以及各工藝單元對香氣的影響程度。同時,了解關鍵呈香組分在加工中各環節的含量變化,選擇特征性的組分作為關鍵控制點,為掌握酵子饅頭生產過程狀態提供數據支持。

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