堿性蛋白酶和谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶對(duì)無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭發(fā)酵過(guò)程中風(fēng)味特性的影響

李東紅,賈先勇,楊晉杰,杜佳陽(yáng),吳昊桐,朱力杰,周大宇,楊立娜,馬 濤,*(.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧錦州 03;.西藏軍區(qū)保障部采購(gòu)服務(wù)站,西藏拉薩 850000)

乳糜瀉(celiac disease,CD)是一種因攝入麩質(zhì)而誘發(fā)的小腸腸炎慢性疾病,是世界范圍內(nèi)常見的食物過(guò)敏反應(yīng)之一,有效的治療方法是堅(jiān)持嚴(yán)格的無(wú)麩質(zhì)飲食[1]。由此,無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭應(yīng)運(yùn)而生。由于原料中不含麩質(zhì)(面筋),發(fā)酵和蒸制過(guò)程中存在二氧化碳保留困難,成型差,口感不佳等問(wèn)題,因此,解決上述問(wèn)題成為突破無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭生產(chǎn)瓶頸的技術(shù)關(guān)鍵[2],制作軟糯和品質(zhì)優(yōu)良的無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭成為一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。

研究結(jié)果表明,酶制劑可以對(duì)無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭進(jìn)行品質(zhì)等方面的改良。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶是一種共價(jià)交聯(lián)酶,它在不改變蛋白質(zhì)功能特性的情況下,可提高蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,在無(wú)麩質(zhì)產(chǎn)品開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用[3-4]。堿性蛋白酶與木瓜蛋白酶可作用于谷類蛋白質(zhì)的肽鍵,水解后可提高面團(tuán)的品質(zhì)[5-7]。翟舒[3]等研究發(fā)現(xiàn)TG酶與堿性蛋白酶可有效提高面團(tuán)拉伸力,改善面團(tuán)的流變學(xué)特性。

本研究前期優(yōu)化了無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭加工工藝,確定了其生產(chǎn)工藝及配料的添加順序,采用二次發(fā)酵方式制作無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭,一次發(fā)酵前加入堿性蛋白酶酶解,二次發(fā)酵前加入TG酶進(jìn)行交聯(lián),此時(shí)饅頭的品質(zhì)特性較為優(yōu)良。添加酶制劑達(dá)到品質(zhì)改良的目的,但是饅頭的風(fēng)味特性是考究其整體品質(zhì)的重要指標(biāo)。孫祥祥等[8]應(yīng)用固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用的方法,分析了不同米酒添加量制作的酵子對(duì)于酵子饅頭揮發(fā)性物質(zhì)的影響,結(jié)果表明,米酒添加量的不同對(duì)于酵子饅頭風(fēng)味物質(zhì)的影響不同。閆博文等[9]應(yīng)用電子舌分析不同乳酸菌發(fā)酵制備的饅頭滋味的差別,結(jié)果顯示γ-谷氨酰二肽與饅頭的咸味有直接的聯(lián)系。因此,本研究用電子舌分析添加酶制劑前后滋味的變化,運(yùn)用電子鼻和GC-MS對(duì)無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭發(fā)酵前后氣味變化進(jìn)行研究,進(jìn)而分析成品饅頭的風(fēng)味來(lái)源,為進(jìn)一步研究和開發(fā)高質(zhì)量無(wú)麩質(zhì)食品提供理論依據(jù)[8-10]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

生黃豆粉(26.2%蛋白質(zhì),6.0%脂肪,41.2%碳水化合物,11.0%含水量)和大米粉(7.7%蛋白質(zhì),10.0%脂肪含量,71.4%碳水化合物,11.3%含水量) 山東美樂(lè)嘉食品有限公司提供;堿性蛋白酶(酶活10萬(wàn)U/g) 河南萬(wàn)邦實(shí)業(yè)有限公司提供;植物乳桿菌 善恩康生物科技(蘇州)有限公司提供;TG酶(酶活10萬(wàn)U/g) 東圣生物科技有限公司提供;氯化鉀、酒石酸 均為國(guó)產(chǎn)分析純?cè)噭?/p>

PL303電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;PE-3電子鼻 日本Insent公司;SA402B電子舌 日本Insent 公司;DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司;7890-/5975 GC-MS儀 美國(guó)Agilent公司;50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭、20 mL頂空鉗口樣品瓶、固相微萃取裝置 美國(guó)Supelco公司;SPX-150B-Z生化培養(yǎng)箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;MZ-SYS28-2B 中式電蒸鍋廣東美的生活電器制造有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭的制作 結(jié)合試驗(yàn)探索,運(yùn)用二次發(fā)酵法制備無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭,具體工藝如下所述:

對(duì)照組面團(tuán)和饅頭的制作:稱取40 g大米粉和60 g大豆粉混勻,加入0.6 g酵母,1.3 g小蘇打,加入60 g水?dāng)嚢柚撩鎴F(tuán)光滑完整,發(fā)酵箱40 ℃發(fā)酵60 min,隨后50 ℃發(fā)酵90 min,取一定量對(duì)照組面團(tuán)備用,將剩余面團(tuán)分割為(50±1) g的小面團(tuán),成型后醒發(fā)20 min,于蒸鍋蒸制25 min,每次蒸制鍋內(nèi)保持水位一致。將蒸制好的饅頭室溫下冷卻30 min備用。

不同發(fā)酵階段面團(tuán)和饅頭的制作:稱取40 g大米粉和60 g大豆粉混勻,加入0.6 g酵母,1.3 g小蘇打,加入2 g堿性蛋白酶,55 g水添加后攪拌至面團(tuán)光滑完整,40 ℃發(fā)酵60 min后取少量面團(tuán)備用,備用面團(tuán)的一部分醒發(fā)20 min后,分割成(50±1) g的面團(tuán)置于蒸鍋上蒸制25 min,將蒸制好的饅頭室溫下冷卻30 min備用。將一次發(fā)酵剩余的面團(tuán)繼續(xù)二次發(fā)酵,1.9 g堿性蛋白酶和1.5 g植物乳桿菌溶于5 g水后加入一次發(fā)酵后的面團(tuán),揉混面團(tuán)至光滑,50 ℃發(fā)酵90 min后,取二次發(fā)酵結(jié)束后的面團(tuán)備用,備用的部分面團(tuán)分割成(50±1) g小面團(tuán),醒發(fā)20 min后于蒸鍋中蒸制25 min,室溫下冷卻30 min備用,不同試驗(yàn)指標(biāo)對(duì)面團(tuán)和饅頭質(zhì)量的需求不同,制作過(guò)程原料和配料可按比例變化。

1.2.2 電子舌分析 根據(jù)Cui等[11]方法進(jìn)行電子舌測(cè)定,稱取對(duì)照組的面團(tuán)和饅頭,一次發(fā)酵后的面團(tuán)和饅頭,二次發(fā)酵后的面團(tuán)和饅頭各50.0 g,真空冷凍干燥后粉碎分別加入150 mL去離子水,高速勻漿1 min后,置于離心機(jī)中3000×g離心20 min,取上清液100 mL備用。

SA402B電子舌儀器,含有5個(gè)測(cè)試傳感器和2個(gè)參比傳感器。其中重要的5個(gè)測(cè)試傳感器為CT0、CA0、C00、AAE和AE1,分別代表咸、酸、苦、鮮和澀味。測(cè)試傳感器的探頭置于參比溶液中浸泡24 h,進(jìn)行活化;參比傳感器探頭置于KCl溶液浸泡24 h進(jìn)行活化。將樣品上清液置于樣品杯測(cè)定,每個(gè)樣品測(cè)試6次,取3次穩(wěn)定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析[12]。為了減小測(cè)量誤差,其余的樣品槽來(lái)放置正負(fù)電極液和基準(zhǔn)液。

1.2.3 電子鼻分析 用PE-3電子鼻測(cè)定:參照李偉麗等[13]的方法,分別取5 g對(duì)照組的面團(tuán)和饅頭、一次發(fā)酵后的面團(tuán)和饅頭、二次發(fā)酵后的面團(tuán)和饅頭于頂空瓶中,用三層保鮮膜密封,50 ℃水浴30 min,電子鼻進(jìn)行氣味測(cè)定。電子鼻清洗時(shí)間為100 s,樣品準(zhǔn)備時(shí)間為5 s,檢測(cè)時(shí)間為120 s,進(jìn)行3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用Winn Muster軟件分析面團(tuán)及饅頭的風(fēng)味變化。反應(yīng)每個(gè)傳感器的性能參數(shù)參照劉楠等[14]的研究,如表1所示。

表1 傳感器性能描述Table 1 Sensor performance description

1.2.4 SPME-GC-MS檢測(cè) 固相微萃取操作方法:分別取對(duì)照組的面團(tuán)和饅頭,一次發(fā)酵后的面團(tuán)和饅頭,二次發(fā)酵后的面團(tuán)和饅頭各5.0 g置于20 mL氣相頂空瓶,瓶蓋密封。將頂空瓶置于60 ℃恒溫磁力攪拌器中加熱50 min,將纖維萃取頭置于儀器進(jìn)樣口活化60 min?；罨蟮妮腿±w維頭于頂空瓶?jī)?nèi)萃取60 min,于進(jìn)樣口250 ℃下解析5 min[15]。

氣相色譜和質(zhì)譜分析操作方法:色譜條件采用HP-5MS毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),載氣為高純氦氣,流速為1.2 mL·min-1,不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣口溫度為250 ℃;升溫程序:初始溫度為30 ℃,保持5 min,以 5 ℃/min的速率上升至250 ℃,保持15 min。

質(zhì)譜條件離子源為EI源,電子能量為70 eV,界面溫度為280 ℃,離子源溫度為230 ℃,四極桿溫度為150 ℃,質(zhì)量掃描范圍為30～550 amu。

利用計(jì)算機(jī)對(duì)NIST 11譜庫(kù)、Wiley 7.0數(shù)據(jù)庫(kù)和保留時(shí)間(RTS)質(zhì)譜庫(kù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)匹配,對(duì)不同發(fā)酵階段的面團(tuán)和饅頭,用氣相色譜-質(zhì)譜分析揮發(fā)性化合物進(jìn)行了鑒定。保留匹配度大于70的物質(zhì),分析發(fā)酵過(guò)程中酶對(duì)于揮發(fā)性化合物的影響[16]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)均進(jìn)行3次重復(fù),應(yīng)用Origin 8.5 軟件完成繪制圖表。線性判別應(yīng)用PE-3電子鼻自帶Winn Muster軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子舌分析

滋味作為風(fēng)味的重要組成部分,可以反映出食品的口感與味道。電子舌是一種可以對(duì)樣品進(jìn)行模式識(shí)別和定性定量分析的檢測(cè)技術(shù),其機(jī)制是通過(guò)電子傳感器探測(cè)味覺(jué)特征,從而模仿人類的味覺(jué),可快速檢驗(yàn)出產(chǎn)品的整體滋味,并對(duì)其分類,因此被廣泛應(yīng)用于食品檢測(cè)行業(yè)[17]。無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭和面團(tuán)在不同發(fā)酵階段特征信號(hào)響應(yīng)值如圖1所示,電子舌的臨界值為-13,因此樣品的酸度值無(wú)法客觀反應(yīng)[18]。其中,面團(tuán)在發(fā)酵過(guò)程中,苦味、澀味和苦味的回味減弱,鮮味增強(qiáng),而咸味、豐富度和澀味的回味無(wú)明顯變化。面團(tuán)經(jīng)蒸制成饅頭后,苦味和澀味、苦味的回味減弱,咸味和鮮味增強(qiáng),而澀味的回味和豐富度無(wú)明顯變化。由于蛋白質(zhì)在發(fā)酵過(guò)程中被內(nèi)源性谷物蛋白酶和堿性蛋白酶酶解,產(chǎn)生的小分子肽和游離氨基酸,其是發(fā)酵制品產(chǎn)生獨(dú)特滋味的重要來(lái)源[19]。綜合對(duì)比后,經(jīng)二次發(fā)酵的咸味和鮮味增強(qiáng),苦味、澀味和苦味的回味減弱,澀味的回味和豐富度無(wú)明顯變化,可能與發(fā)酵過(guò)程中代謝形成的咸味氨基酸、鮮味氨基酸或小分子肽有關(guān)。經(jīng)TG酶二次發(fā)酵后,蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián),在酶的作用下合成具有不同滋味的小分子肽,鮮味變化較小,苦味和苦味的回味明顯減弱[20]。

圖1 無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭電子舌傳感器響應(yīng)雷達(dá)圖Fig.1 E-tongue sensor response radar diagram of gluten-free grain steamed buns

為了進(jìn)一步分析樣品之間的差異,利用PCA圖反應(yīng)屬性和樣本之間的整體關(guān)系。從圖2中可以看出,第一主成分分析貢獻(xiàn)率為80.00%,第二主成分分析貢獻(xiàn)率為13.60%,兩種主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率93.60%,說(shuō)明兩種主成分分析能夠代表樣品的整體信息。此外,不同發(fā)酵的樣品分布在不同的區(qū)域,說(shuō)明其滋味發(fā)生明顯變化,可以較好地區(qū)分開。由此可以看出,堿性蛋白酶和TG酶的添加使饅頭在發(fā)酵過(guò)程中的滋味產(chǎn)生差異,且效果顯著。

圖2 無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭電子鼻的主成分分析Fig.2 Principal component analysis of e-nose of gluten-free grain steamed buns

2.2 電子鼻分析

電子鼻系統(tǒng)對(duì)于樣品的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)很靈敏,不同物質(zhì)輕微的變化即可通過(guò)傳感器響應(yīng)值反應(yīng),因此可以獲得樣品中揮發(fā)性物質(zhì)的完整信息[21]。無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭在發(fā)酵過(guò)程中的電子鼻雷達(dá)圖如圖3所示。

圖3 無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭香氣成分響應(yīng)值電子鼻雷達(dá)圖(B為A放大圖)Fig.3 E-nose radar diagram of response value of aroma components of gluten-free grain steamed buns(B was the enlarged version of A)

圖3中的響應(yīng)值表示傳感器的相對(duì)電阻率(G/G0)變化趨勢(shì)[22],由圖3 可以看出,不同發(fā)酵階段的面團(tuán)和饅頭香氣外形輪廓不同,說(shuō)明饅頭在發(fā)酵過(guò)程中揮發(fā)性物質(zhì)存在差異,即不同酶的添加對(duì)于無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭揮發(fā)性物質(zhì)變化有顯著影響。由圖3A可知,R2傳感器的響應(yīng)值變化較明顯,且峰值依次為一次發(fā)酵面團(tuán)>未發(fā)酵面團(tuán)>二次發(fā)酵面團(tuán),二次發(fā)酵饅頭>一次發(fā)酵饅頭>未發(fā)酵饅頭。圖3B中,傳感器R5、R6、R8峰值變化較為分散,原因可能是不同發(fā)酵階段的面團(tuán)和饅頭所含香氣不同。

為了進(jìn)一步區(qū)分不同發(fā)酵階段無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭風(fēng)味變化,采用主成分分析對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味進(jìn)行分析,圖4為無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭主成分分析結(jié)果。

由圖4主成分分析可知,第一主成分貢獻(xiàn)率為99.86%,第二主成分貢獻(xiàn)率為0.13%,總貢獻(xiàn)率為99.99%,表明可以代表傳感器的原始信息,反應(yīng)饅頭的香氣變化。與PCA法要求最低貢獻(xiàn)率高于70%～80%相比[23],其貢獻(xiàn)率較高。6組樣品無(wú)重疊部分,說(shuō)明所含風(fēng)味物質(zhì)差異顯著,主成分分析法可以很好的區(qū)分不同發(fā)酵階段的無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭風(fēng)味物質(zhì)。就第一主成分分析,二次發(fā)酵面團(tuán)和饅頭與其他組分的風(fēng)味物質(zhì)差異較大,與雷達(dá)圖結(jié)果一致。

圖4 無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭電子鼻主成分分析Fig.4 E-nose principal component analysis of gluten-free grain steamed buns

在未發(fā)酵面團(tuán)中呈香物質(zhì)主要是大米粉和大豆粉內(nèi)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。一次發(fā)酵前加入堿性蛋白酶,蛋白質(zhì)被酶解后揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化較大。二次發(fā)酵前加入TG酶,蛋白交聯(lián)是影響揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化的主要因素[24-25],且蒸制過(guò)程中使風(fēng)味物質(zhì)有不同程度的損失。

2.3 SPME-GC/MS分析

2.3.1 不同發(fā)酵階段無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭的揮發(fā)性成分分析 應(yīng)用GC/MS檢測(cè),從無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭的發(fā)酵面團(tuán)和成品中取樣,6種揮發(fā)性風(fēng)味組分總離子流圖如圖5所示,由圖5可知,不同保留時(shí)間的峰值不同,且不同樣品之間差異較大,說(shuō)明本研究中應(yīng)用的分析條件可以較好的將組分分離。

由表2可以得出饅頭在發(fā)酵過(guò)程中具體的揮發(fā)性物質(zhì)69種,主要包括醛類(12種)、醇類(14種)、烴類(29種)、酮類(2種)、酯類(5種)、芳香類(2種)和其他化合物(5種)。醛類和酯類化合物含有油脂和果香等香氣,是饅頭等發(fā)酵面食品中的重要香氣組成成分[26]。單純的醛類會(huì)產(chǎn)生刺激性氣味,微量的醛類化合物可使食品的香氣增加,如壬醛具有清香的氣味,乙醛、戊醛利于發(fā)酵氣味的產(chǎn)生[27]。醇類化合物對(duì)于食品的風(fēng)味無(wú)明顯的影響,但能與其他物質(zhì)反應(yīng)形成酯類產(chǎn)生香氣,通常酯類具有各種果實(shí)香味[28]。烴類化合物由于閾值較高,對(duì)于氣味無(wú)較大貢獻(xiàn),一般不加以分析;酮類化合物具有特殊的香氣,如果香、木香等[29]。

圖5 無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭(左)和面團(tuán)(右)揮發(fā)性組分的總離子流圖Fig.5 Total ion flow diagram of volatile components of gluten-free grain steamed buns(left)and dough(right)

表2 無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭揮發(fā)性組分的分析結(jié)果Table 2 Analysis results of volatile components of gluten-free steamed buns

續(xù)表

由表2可知,無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭在發(fā)酵過(guò)程中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的相對(duì)含量和種類各不相同。在69種揮發(fā)性物質(zhì)中,己醛(87.70%)、反式-2-己醛(85.24%)、水芹醛(85.14%)、苯甲醛(89.27%)、正己醇(87.67%)、1-辛烯-3-醇(75.49%)、D-檸檬烯(10.83%)、2-正戊基呋喃(6.30%)8種揮發(fā)性物質(zhì)是面團(tuán)和饅頭中共有的香氣;三組饅頭樣品中有14組共有揮發(fā)性物質(zhì),分別是己醛、反式-2-己醛、水芹醛、苯甲醛、正己醇、1-辛烯-3-醇、D-檸檬烯、2-正戊基呋喃、壬醛、十四烷、2-庚酮、乙酸己酯、異戊酸糠酯、川芎嗪,其相對(duì)含量分別占總相對(duì)含量的94.16%、95.65%、81.25%;三組面團(tuán)樣品中有13組共有揮發(fā)性物質(zhì),分別為己醛、反式-2-己醛、水芹醛、苯甲醛、正己醇、1-辛烯-3-醇、D-檸檬烯、2-正戊基呋喃、反式-2-辛烯醛、癸醛、正己醇、正十三烷、二十烷,其相對(duì)含量分別占總相對(duì)含量的91.26%、88.00%、90.00%。6組樣品中共有物質(zhì)相差較小,3組無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭共有物質(zhì)相對(duì)含量相差較大,結(jié)果表明不添加酶類、添加堿性蛋白酶、添加堿性蛋白酶和TG酶制作的無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭含有部分相同的揮發(fā)性物質(zhì),但總體相對(duì)含量存在差異,說(shuō)明酶的添加對(duì)于饅頭揮發(fā)性物質(zhì)有一定的影響。

發(fā)酵制品中的醇類化合物主要由羰基化合物反應(yīng)產(chǎn)生,只有在相對(duì)濃度很高或以不飽和醇類化合物的形式存在,才會(huì)對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)貢獻(xiàn)較大[30]。由表2中可以看出,6組樣品中醇類化合物相對(duì)含量均占總含量的比例最高,且一次發(fā)酵后的無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭含量最高。在無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭中,正己醇和1-辛烯-3-醇均被發(fā)現(xiàn)。1-辛烯-3-醇做為不飽和醇類物質(zhì),有較強(qiáng)的蘑菇香氣,對(duì)于發(fā)酵制品風(fēng)味有較大貢獻(xiàn)。異戊醇只在二次發(fā)酵后的無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭中被發(fā)現(xiàn),含量為0.40%。

醛類物質(zhì)的相對(duì)含量在無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭中較高,由于其閾值較低,對(duì)無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭的香氣有較大貢獻(xiàn)[31]。己醛在樣品中均被檢測(cè)出,具有清新的風(fēng)味;壬醛、反-2-辛烯醛在饅頭中均被檢出,有較為濃重的香氣;苯乙醛只在二次發(fā)酵饅頭中被檢測(cè),其具有蜂蜜香氣。反式-2-壬烯醛只在面團(tuán)中被發(fā)現(xiàn),其具有脂肪香氣,蒸制使香氣減弱。酮類物質(zhì)的香氣閾值較低,但種類較少且相對(duì)含量不高。在樣品中僅發(fā)現(xiàn)2-庚酮和3-辛烯-2-酮兩種酮類物質(zhì),二者具有特殊的果香、木香等香氣。酮類香氣多被發(fā)現(xiàn)于面團(tuán)中,無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭中較少[32]。

酯類多由醇類發(fā)生反應(yīng)而合成,在形成過(guò)程中微生物參與代謝發(fā)揮重要作用,經(jīng)過(guò)酶的催化作用形成酯類,其含有果實(shí)清香[33]。無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭中乙酸己酯和異戊酸糠酯均被發(fā)現(xiàn),對(duì)于饅頭香氣有較大貢獻(xiàn),但結(jié)果中無(wú)大量的酯類化合物被合成,其可能是發(fā)酵時(shí)間不足所致。雜環(huán)類與芳香類化合物多被發(fā)現(xiàn)于饅頭中,雜環(huán)類尤以2-正戊基呋喃為主,具有果實(shí)香氣、豆香、醬香和類似于蔬菜的香氣[34]。芳香類化合物僅檢測(cè)出間二甲苯和對(duì)二甲苯兩種物質(zhì),均存在于二次發(fā)酵后的無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭中,對(duì)香氣的形成有重大影響[35]。

2.3.2 不同發(fā)酵階段揮發(fā)性物質(zhì)的種類和相對(duì)含量變化 在不同發(fā)酵階段加入不同的酶,酶發(fā)揮作用后醒發(fā)的面團(tuán)和蒸制的無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭含有的揮發(fā)性香氣相對(duì)含量和種類如圖6所示。

圖6 無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭中揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)含量(A)和種類(B)的變化Fig.6 Changes in the relative content(A)and type(B)of volatile substances in gluten-free grain steamed buns

在圖6中可知,面團(tuán)經(jīng)酶類物質(zhì)發(fā)酵作用后,醛類和醇類物質(zhì)占總含量的比例較大,對(duì)面團(tuán)的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)具有較大貢獻(xiàn)。在發(fā)酵過(guò)程中,酵母發(fā)揮作用,使面團(tuán)中醇類物質(zhì)增加,醛類物質(zhì)降低,提升了面團(tuán)的風(fēng)味,為增強(qiáng)饅頭的營(yíng)養(yǎng)成分提供了基礎(chǔ)[34]。此外,芳香類物質(zhì)含量不斷升高,原因可能是在未加入酶類物質(zhì)時(shí),風(fēng)味主要由原料粉提供。經(jīng)堿性蛋白酶一次發(fā)酵后蛋白酶解作用使風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生改變,經(jīng)TG酶二次發(fā)酵進(jìn)一步作用后使蛋白重新交聯(lián)成新的小分子肽等,使風(fēng)味物質(zhì)含量增多,其他類物質(zhì)有明顯的改變[35]。

醒發(fā)過(guò)后的面團(tuán)經(jīng)蒸制形成的無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭,風(fēng)味物質(zhì)主要以醛類和醇類為主,且醛類、醇類和芳香類呈上升趨勢(shì),其原因可能是在蒸制過(guò)程中,發(fā)生的生化反應(yīng)使風(fēng)味物質(zhì)含量增加,而醇類物質(zhì)在揮發(fā)后仍保持著較高的含量,與面團(tuán)產(chǎn)生的香氣物質(zhì)存在明顯差異[36]。二次發(fā)酵蒸制的饅頭,經(jīng)堿性蛋白酶和TG酶協(xié)同作用后,揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類最多且相對(duì)含量最高。醇類為香氣提供主要貢獻(xiàn),芳香類物質(zhì)相對(duì)含量高于其他組。綜上所述,堿性蛋白酶和TG酶的添加對(duì)醛類、醇類、芳香類、酯類和雜環(huán)類化合物的相對(duì)含量有明顯影響,使饅頭呈現(xiàn)出不同的香氣。酶在發(fā)酵過(guò)程中發(fā)揮作用,蒸制后的無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭,原有的揮發(fā)性物質(zhì)在蒸制過(guò)程中發(fā)生生化反應(yīng),使揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生改變,因此酶的添加對(duì)揮發(fā)性成分的種類和含量發(fā)生較大影響。

3 結(jié)論

本研究利用電子舌測(cè)定了發(fā)酵過(guò)程中無(wú)麩質(zhì)谷物面團(tuán)和饅頭滋味的變化,應(yīng)用電子鼻判別發(fā)酵過(guò)程中的無(wú)麩質(zhì)谷物面團(tuán)和饅頭氣味的改變,進(jìn)一步運(yùn)用SPME-GC-MS測(cè)出揮發(fā)性物質(zhì)的種類,共同探究出酶制劑對(duì)發(fā)酵前后的風(fēng)味物質(zhì)的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)二次發(fā)酵后的無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭,饅頭的鮮味和咸味增強(qiáng),苦味和澀味減弱。成品饅頭的醛類和芳香類化合物升高,提升了饅頭整體風(fēng)味,其主要來(lái)源于酶制劑的作用。同時(shí)本研究可以驗(yàn)證酶制劑在改良無(wú)麩質(zhì)谷物饅頭風(fēng)味應(yīng)用上的可行性,且可以得出蒸制過(guò)程對(duì)于風(fēng)味存在破壞作用。但是本研究缺少感官評(píng)價(jià),并且未探究氨基酸經(jīng)過(guò)酶制劑作用而發(fā)生的改變,為下一步研究提供基礎(chǔ)。