蘇東民,胡麗花,蘇東海,辛秀蘭

(1.河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院,河南鄭州 450052;2.北京電子科技職業(yè)學(xué)院生物技術(shù)系,北京 100029)

不同干酵母發(fā)酵對饅頭揮發(fā)性物質(zhì)的影響

蘇東民1,胡麗花1,蘇東海2,辛秀蘭2

(1.河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院,河南鄭州 450052;2.北京電子科技職業(yè)學(xué)院生物技術(shù)系,北京 100029)

應(yīng)用同時蒸餾萃取(SDE)技術(shù)富集饅頭中的揮發(fā)性物質(zhì),采用氣相色譜/質(zhì)譜(GC/MS)聯(lián)用儀進行檢測,分析不同干酵母發(fā)酵饅頭中揮發(fā)性物質(zhì)的差異.結(jié)果表明:4種饅頭樣品中主要揮發(fā)性物質(zhì)都為醇類、酯類、醛類、酮類、苯環(huán)類和酰胺類,其總體風(fēng)味大致相同,但不同酵母發(fā)酵的饅頭中揮發(fā)性物質(zhì)在組成及數(shù)量上又存在一定差異.TI C峰面積總和排序為MS＞YZ＞AQ＞AL;樣品 YZ、MS和AL中醇類的含量約 60%,AQ中醇類的含量為 17.27%,但AQ中酯類含量為 38.18%,遠遠高于其他 3個樣品;?；衔锏姆N類少,但含量相對較高,在 YZ、AQ、MS、AL中的含量分別為 17.73%、25.12%、14.66%和 8.40%.

干酵母;饅頭;同時蒸餾萃取;氣相色譜 -質(zhì)譜;揮發(fā)性物質(zhì)

0 前言

饅頭是指以小麥粉為主要原料,將小麥粉加水、酵母或面肥、老面、起子、酵汁等起發(fā)劑,攪拌揉和成面團,經(jīng)發(fā)酵、揉制、成型、醒發(fā)等處理,然后經(jīng)汽蒸熟化定形的小麥面制食品[1].饅頭感官評價中對風(fēng)味有概括性的描述,但對于影響?zhàn)z頭風(fēng)味的揮發(fā)性物質(zhì)的定性及定量研究,及不同酵母發(fā)酵對饅頭揮發(fā)性物質(zhì)產(chǎn)生的影響,尚未見文獻報道.作者采用同時蒸餾萃取技術(shù)富集饅頭中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),經(jīng)氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)分離和鑒定,分析不同酵母發(fā)酵饅頭中揮發(fā)性物質(zhì)的差異,目的在于了解不同酵母品種與饅頭風(fēng)味品質(zhì)之間的關(guān)系.

1 材料與方法

1.1 材料

饅頭專用小麥粉:北京大磨坊面粉有限公司;酵母:市場上購買的 4種即發(fā)活性干酵母,編號分別為 YZ、AQ、MS和AL(用麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基經(jīng)菌種計數(shù),酵母菌活菌數(shù)均約為 1010cfu/g).

1.2 儀器和設(shè)備

醒發(fā)箱:珠海三麥機械有限公司;同時蒸餾萃取裝置:定制;7890A GC—5975C VL MSD聯(lián)用儀:美國Agilent公司.

1.3 方法

1.3.1 饅頭樣品的制作

采用軟式主食饅頭制作方法:稱取 0.5 g即發(fā)活性干酵母溶于 50 mL水中,將 90 g饅頭專用粉倒入,用手混勻后,形成光滑完整的面團.將面團置于溫度為(32±2)℃,相對濕度為 85%的醒發(fā)箱中發(fā)酵 40 min.取出添加 10 g面粉揉成半圓形面團,同以上發(fā)酵條件醒發(fā) 20 min.采用Φ33 cm的不銹鋼鍋,加入 1 800 mL水,加熱至沸騰后將饅頭坯放在蒸箅上,蓋嚴(yán),沸水汽蒸 20 min,?；?2 min后,取出饅頭,20 min后用于測定[1].

1.3.2 同時蒸餾萃取

實驗采用同時蒸餾萃取裝置,萃取劑使用二氯甲烷.分別取不同干酵母發(fā)酵的饅頭樣品 25 g,加蒸餾水 200 mL,消泡劑 0.25 mL,置于 500 mL圓底燒瓶中接 SDE裝置的一端,用電熱套加熱至沸騰.裝置的另一端接盛有 40 mL二氯甲烷的100 mL燒瓶,該端在水浴鍋上加熱,水浴溫度為60℃,同時蒸餾萃取進行 2 h.然后往二氯甲烷萃取液中加入 10 g無水硫酸鈉,干燥過夜.最后用旋裝蒸發(fā)儀把二氯甲烷溶液濃縮至1 mL左右,供GC-MS分析用[2-3].

1.3.3 氣相色譜和質(zhì)譜分析條件

氣相色譜條件:毛細管色譜柱:DB—5MS(30 m,0.25 mm i.d.,膜厚0.50μm);載氣為高純氦氣,載氣速度1.0 mL/min;進樣口溫度250℃;程序升溫:40℃,保持2 min,以2℃/min到50℃,然后以5℃/min到110℃,再以3℃/min到250℃.進樣量1μL.

質(zhì)譜條件:離子源溫度 230℃,MS四極桿150℃;傳輸線溫度 280℃;離子化模式:EI;電子能 70 eV;掃描范圍 43～500 nm;數(shù)據(jù)采集為全掃描.

1.3.4 定性和定量分析

同時蒸餾萃取的揮發(fā)性成分,用氣相色譜 -質(zhì)譜聯(lián)用儀進行分離和鑒定.通過化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),檢索 N IST08.L譜圖庫,確定揮發(fā)性物質(zhì)里的各個化學(xué)成分.外標(biāo)法半定量[2]:正丁醇用甲醇 (色譜純)稀釋至系列濃度,0.000 25、

0.000 5、0.002 5、0.005、0.025、0.005、0.25 μg/μL作為外標(biāo),進樣量 1μL.以濃度為變量 x,峰面積為 y,標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為 y=4×108x+827 807,R2=0.999 4.按 TIC峰面積及濃度進行比較分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 實驗條件的確定

SDE法集蒸餾和萃取于一體,操作簡便,設(shè)備簡單,具有良好的重現(xiàn)性和較高的萃取效率,適用于揮發(fā)性、半揮性成分的提取分析[4].影響SDE萃取效率的因素主要有萃取溶劑的種類和循環(huán)蒸餾-萃取的時間等[4-5].可采用的有機溶劑有多種,但比較發(fā)現(xiàn)二氯甲烷是較好的溶劑.一般來說蒸餾 1～2 h即足以萃取非脂類樣品中的揮發(fā)性物質(zhì),有人研究發(fā)現(xiàn)最大收率在 30～45 min時達到,隨著蒸餾時間的增長緩慢降低,可能是由于一系列的損失所造成的[5].經(jīng)探索,本實驗采用二氯甲烷為萃取劑,同時蒸餾時間為2 h.當(dāng)然, SDE法也有一定的局限性,如易發(fā)生高溫?zé)峤狻⒀趸雀狈磻?yīng),而且對水溶性好、揮發(fā)性低的成分萃取效率較低,但隨著技術(shù)的發(fā)展局限性將被逐漸縮小[4].

通過感官風(fēng)味的描述及經(jīng)發(fā)酵原理分析得知,饅頭中揮發(fā)性物質(zhì)主要為醇、醛、酮和酯類等物質(zhì),所以選用中等極性色譜柱DB—5MS.通過比較不同的程序升溫條件下總離子流色譜圖中揮發(fā)物的分離情況及所檢測化合物的種類,采用程序升溫條件:40℃,保持2 min,以2℃/min到50℃,然后以5℃/min到110℃,再以3℃/min到250℃.進樣量1μL.

2.2 氣相色譜-質(zhì)譜結(jié)果的分析

4個饅頭樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的 GC-MS總離子流色譜圖如圖1所示,經(jīng)N IST08.L譜圖庫聯(lián)機檢索,檢出的揮發(fā)性物質(zhì)、TI C area及濃度見表1,饅頭中揮發(fā)性物質(zhì)的統(tǒng)計分析見表 2.

圖1 4個樣品的總離子流色譜圖

表1 饅頭中揮發(fā)性物質(zhì)的 GC-MS分析結(jié)果

表2 饅頭中揮發(fā)性物質(zhì)的統(tǒng)計分析 %

由表 1和表 2可以看出,4種饅頭樣品中主要揮發(fā)性物質(zhì)都是醇類、酯類、醛類、酮類、苯環(huán)類和酰胺化合物,這導(dǎo)致了饅頭的總體風(fēng)味大致相同.但分析發(fā)現(xiàn)不同酵母菌發(fā)酵的饅頭樣品中各類揮發(fā)物的種類及含量存在差異,同時一些特殊揮發(fā)物如雜環(huán)類和有機酸類的存在與否,再加上各類物質(zhì)芳香閾值的高低不同,使得不同樣品的風(fēng)味特性及濃度存在差異.還檢測到含量很大的烴類化合物約有 10種,但該類物質(zhì)具有較高的芳香閾值,對饅頭整體風(fēng)味貢獻較小[4],所以文中未列出.

由表 1可知,4種樣品的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的峰面積總和排序為MS＞YZ＞AQ＞AL,種類排序為MS＞AQ＞YZ＞AL.可以推斷樣品MS的風(fēng)味特性要好于樣品AQ和 YZ,而AL的最差.其中, 2-十二烷氧基-乙醇濃度較高,在樣品MS和 YZ中分別達到 34.42μg/g和 18.75μg/g;除樣品AL外,還檢測到較高濃度的叔丁基砜,其中 AQ、MS中的濃度大于 8μg/g;YZ的稍低,為 4.67 μg/g;3-甲基丁醇在樣品 MS中的濃度最高為2.77μg/g,AL中最低為 1.40μg/g,其他兩個樣品約為 2μg/g;十六醇碳酸苯酯在 4個樣品中濃度也相對較高,其中AL中最高為 1.80μg/g.

由表 2可知,樣品 YZ、MS和AL中,醇類含量都最高,約占 60%;樣品AQ中醇類含量較低,為 17.27%.而AQ中酯類含量最高,為 38.18%,遠遠高于其他 3個樣品;4個樣品中醛酮類化合物含量都較低,只有樣品AL中含量為 9.77%,其余都低于 5%,尤其是樣品 YZ中只有 1種僅占0.92%;在 4種樣品中都檢測到苯環(huán)類化合物,其中AQ中含量最高為 9.40%;雜環(huán)類物質(zhì)在樣品YZ中的含量最高為 3.78%,在樣品AL中未檢測到雜環(huán)類化合物;酰基化合物的種類雖少,但其含量較高,YZ、AQ、MS、AL分別為 17.73%、25.12%、14.66%和 8.40%;僅在樣品MS中檢測到 1種有機酸,占 0.66%.

饅頭的風(fēng)味物質(zhì)主要來自于酵母菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性化合物[6],比如有機酸、醇類、酯類等.而面粉中或外界帶入的其他微生物,尤其是乳酸菌和醋酸菌,會產(chǎn)生乳酸、醋酸.醇類和有機酸之間可能會進一步發(fā)生酯化反應(yīng),生成芳香類物質(zhì)——酯類,還可能形成極少量的醛類、酮類等重要的風(fēng)味物質(zhì)和風(fēng)味輔助物質(zhì)[7].不同酵母菌發(fā)酵饅頭中風(fēng)味物質(zhì)的差異,可能與菌種代謝的差異性有關(guān),這有待于進一步深入探討.

3 結(jié)論

不同干酵母發(fā)酵的饅頭樣品中揮發(fā)性物質(zhì)都包括醇類、酯類、醛類、酮類、苯環(huán)類、酰胺類和烴類化合物,故不同樣品的總體風(fēng)味大體相似,但在揮發(fā)性物質(zhì)的組成及數(shù)量上又有一定差異,從而使各樣品的風(fēng)味特點彼此不同.樣品 YZ、MS和AL中醇類的含量都約為 60%,而在樣品AQ中含量僅為 17.27%;但是,AQ中酯類含量最高,為38.18%,遠遠大于其他 3個樣品;4個樣品中醛酮類化合物的含量都較低;苯環(huán)類在樣品AQ中含量最高為 9.40%;樣品 YZ中雜環(huán)類物質(zhì)的含量最高為 3.78%;?；衔锏姆N類少,但含量較高,在 YZ、AQ、MS、AL中分別為 17.73%、25.12%、14.66%和 8.40%.

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[2] Plessas S,Bekatorou A,Gallanagh J,et al. Evolution of aroma volatiles during storage of sourdough breads made by mixed cultures of Kluyverom yces m arxianusand Lactobacillus delbrueckiissp. bulgaricusorLactobacillus helveticus[J].Food Chemistry,2008,107: 883-889.

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ANALYSIS OF VOLATILES IN MANTOU FERMENTED BY D IFFERENT DRY YEASTS

SU Dong-min1,HU Li-hua1,SU Dong-hai2,XIN Xiu-lan2
(1.School of Food Science and Technology,Henan University of Technology,Zhengzhou450052,China; 2.Departm ent of B iotechnology,Beijing Vocational College of Electronic Science,B eijing100029,China)

The volatiles ofMantou were enriched by s imultaneous distillation-extraction(SDE),and were detected by gas chromatography/mass spectrometry(GC/MS)to analyze the difference of volatiles in Mantou fer mented by different dry yeasts.The results show that the volatiles in four kindsofMantou samples fermented by different yeasts mainly contain alcohols,esters,aldehydes,ketones,benzenes and amides,the Mantou samples have the substantially similar flavor,but the volatiles differ from each other in composition and content.The total TIC area of the four samples decreases according to the following sequence:MS＞YZ＞AQ＞AL;the YZ,MS and AL samples contain alcohols about 60%;the AQ sample contains alcohols 17.27%and esters 38.18%,which ismuch larger than that of the three samples;and the YZ,AQ,MS and AL samples contain a few kinds of amide compounds,but have relatively high contents,which are respectively 17.73%, 25.12%,14.66%and 8.40%.

dry yeast; Mantou; simultaneous distillation-extraction; gas chromatography/mass spectrometry;volatiles

1673-2383(2010)03-0001-04

TS201.2

B

2010-01-02

北京市自然科學(xué)基金資助項目(5093026);北京市教委科技計劃面上項目 (K M200900002003);河南省重點科技攻關(guān)項目(0523011000)

蘇東民(1963-),男,河南汝南人,博士,副教授,主要研究方向為農(nóng)產(chǎn)品谷物加工利用及中國傳統(tǒng)主食工業(yè)化.

文章編號:1673-2383(2010)03-0069-03