GC-MS分析傳統酸面團饅頭風味及添加食用堿對其風味的影響

劉 娜，程曉燕，孫銀鳳，黃衛寧，李 寧，Filip Arnaut

（1.江南大學食品科學與技術國家重點實驗室，江蘇無錫214122；2.廣州焙樂道食品有限公司，廣東廣州511400；3.焙樂道食品集團，比利時布魯塞爾B1702）

GC-MS分析傳統酸面團饅頭風味及添加食用堿對其風味的影響

劉 娜1，程曉燕1，孫銀鳳1，黃衛寧2，*，李 寧2，Filip Arnaut3

（1.江南大學食品科學與技術國家重點實驗室，江蘇無錫214122；2.廣州焙樂道食品有限公司，廣東廣州511400；3.焙樂道食品集團，比利時布魯塞爾B1702）

通過固相微萃取和GC-MS聯用技術，對山東青島SDQ、河北邢臺HBX和河南駐馬店HNZ三地酸面團饅頭風味物質進行檢測，并研究食用堿的添加對饅頭風味的影響。結果顯示，每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。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。其中SDQ風味物質由原來的41種下降到39種，總量下降30.33%；HBX由63種下降到60種，總量下降28.05%；HNZ由81種下降到78種，總量下降21.73%。加堿后酸類和酯類含量下降明顯。

傳統酸面團，饅頭，風味，食用堿

饅頭是我國具有民族特色的大眾化的蒸制發酵面食品[1]；據不完全統計，全年我國面粉需要量約7800萬t，其中饅頭用粉約占總量的40%左右[2-3]。

傳統酸面團是面粉、水和活性微生物經自然發酵得到的面團，酸面團發酵技術是最古老的生物加工技術之一[4]。隨著商業酵母的出現，傳統酸面團發酵曾逐漸被代替[2]。但商業酵母發酵的制品在風味、營養、口感等方面都遠遠不及酸面團產品，因此近年來，對酸面團發酵技術及其制品風味的研究引起了國內外研究者的濃厚興趣[5-6]。Gobbetti[7]、張慶[8]、劉若詩[9]、Katina[10]和Hansen等[11]研究了不同基質酸面團的生化特性以及酸面團發酵對面包烘焙品質和風味等的影響。和酸面團發酵面包研究相比，酸面團發酵饅頭的研究鮮有報道[12]；傳統酸面團發酵對饅頭風味

的影響僅見蘇東海[13]對河南傳統酵子酸面團制得的饅頭與干酵母發酵饅頭風味物質進行了對比。我國地域廣闊，傳統酸面團種類繁多，不同地區酸面團中的微生物代謝產生的風味物質差異性有待開展進一步深入研究。使用傳統酸面團制作饅頭時，通常會添加適當的堿控制饅頭酸度，改善饅頭口感和風味[14]。但是關于食用堿的引入對饅頭特征風味物質影響的研究至今未見報道。

固相微萃取可與氣相、氣相-質譜、液相、液相-質譜儀聯用，廣泛用于食品風味物質的定性和定量測定。已有學者將固相微萃取和GC-MS聯合應用于水果、飲料、烘焙食品和肉制品的風味分析中[15]。

本文以帶有地域特色的傳統酸面團發酵饅頭為研究對象，采用固相微萃取和GC-MS聯用技術，定性并定量分析不同地區傳統酸面團發酵產生的特征風味化合物和食用堿對饅頭風味化合物的影響，為傳統酸面團發酵劑和饅頭的產業化開發提供基礎理論信息。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

饅頭粉 丹陽市同樂面粉有限公司；食用堿 湖北小丑食品有限公司；傳統酸面團 取自河北邢臺（記為HBX）、河南駐馬店（記為HNZ）、山東青島（記為SDQ）傳統酸面團各一份。

5K5SSWH型攪拌機 美國Kitchenaid公司；SM-32S型醒發箱 新麥機械（無錫）有限公司；固相微萃取裝置及75μm CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司；Finnigan Trance Ms氣相色譜-質譜聯用儀 美國Finnigan Co公司，采用DB-5MS毛細管色譜柱（60m× 0.32mm×1μm），載氣He。

1.2 實驗方法

1.2.1 饅頭制作 采用傳統家庭二次發酵工藝制作酸面團饅頭，配方見表1，添加量按照第一次和面使用的面粉百分量計算。將15%酸面團、100%面粉、52%水投入到攪面機攪拌5m in成團，再快攪1m in取出，放進醒發箱，38℃，85%RH醒發12h后取出。0.5%食用堿溶解在3%的水中，和25%新加的面粉、第一次發酵制備的全部發酵酸面團一塊投入到攪拌機中，混勻攪拌3m in，快攪1m in，面團靜置10m in后壓面10次（壓面厚度7mm），將面團分割成70g/塊，搓圓整形后38℃，85%RH醒發40m in，沸水入鍋蒸制25m in，室溫冷卻1h后裝入PE材質的封口袋中（規格為17cm× 25cm），16℃保存。

表1 饅頭配方Table 1 The formulation of steamed breads

1.2.2 饅頭揮發性物質的固相微萃取 參照Kim[2]的方法：饅頭分割成大小為5mm×5mm×3mm均勻碎片，稱取5g放入固相微萃取樣品瓶中（15m L），蓋好瓶蓋，放入60℃恒溫水浴中，將老化好的PDMS萃取頭插入樣品瓶的上空，頂空萃取40min，拔出針頭并進樣。

1.2.3 GS-MS分析 色譜條件：DB-5MS毛細管色譜柱（60m×0.32mm×1μm）；載氣：He；流量：恒流1.2m L/min，分流：10m L/m in，前2m in不分流，之后再分流，分流比為12∶1；升溫程序：起始溫度40℃，保留3m in，然后以6℃/m in升溫至160℃，接著以10℃/m in升溫至250℃，保留10min。

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

1.2.4 揮發性成分的定性定量分析 GC-MS圖譜經計算機和人工檢索把每個峰同時與NIST Library和W iley Library（譜庫年限為2008年）相匹配檢索定性，匹配度和純度大于800作為鑒定結果化合物。定量：按峰面積歸一化法計算相對百分含量。

2 結果與討論

本次在這六種饅頭中共檢測到121種風味化合物。從饅頭中檢測到的風味物質種類和面包風味物質種類大致相同，都包括酸類（11種）、醇類（14種）、醛類（13種）、酯類（15種）、芳香雜環類（14種）和烴類（36種）。有16種化合物共同存在于這六種饅頭中，包括乙醇、乙酸乙酯、己醛、3-甲基丁醇、2-戊基-呋喃、2-庚烯醛、壬醛、E-2-辛烯醛、E-2-壬烯醛、2-糠醛、乙酸等。對于不同種類的饅頭，其風味物質的種類、含量及其所占的比例存在差異。

2.1 不同地區酸面團饅頭風味分析

從表2可以看出，不同地區酸饅頭風味物質總含量排序為HNZ＞HBX＞SDQ。HBX和HNZ酸面團發酵制得的饅頭風味物質種類更加豐富。在HBX和HNZ饅頭中檢測到了SDQ饅頭中沒出現的風味物質，包括乙酸-3-甲基-1-丁酯、辛醛、己酸乙酯、2，3-二氫呋喃酮、苯乙醛、苯乙酮、丁酸、己內酯型聚酯和辛酸等。這些化合物芳香閾值較低，其中己酸乙酯閾值僅為55.33μg/L，可以賦予饅頭甜香感[18]；內酯可賦予饅頭更濃烈的酯香味[19]；芳香族物質苯乙醛，具有濃郁的玫瑰花香氣[20]。雜環類呋喃酮呈未熟青水果香氣和楓糖奶糖香味，是食品中重要的增香劑[13]。因此根據風味物質的總量和種類的推測，HNZ和HBX饅頭風味較SDQ濃郁。

在每種饅頭中都檢測到了特有的風味物質：比如在HNZ的饅頭中檢測到了含量較高的檸檬烯、1-四唑-2-乙基-丙酮、3-羥基丙酮和丁酸己酯等；在河北HBX饅頭中檢測到的3，7-二甲基-三氟乙酸、乙酸己酯、甲酸己酯；在SDQ檢測到的2，4-二戊基烯醛。這些獨特的風味物質可能是造成各地饅頭風味不一的原因。特有風味物質的產生可能受酸面團中微生物組成的影響[13]。地理位置和儲藏時間的不同會造成各地的老酵頭酸面團中微生物種類和數量存在差異，從而影響酸面團發酵過程、揮發性物質的生成和饅頭風味。

由表3可知，三個地區傳統酸面團饅頭的揮發性成分以醇類和酯類為主，其中SDQ醇類和酯類總量

為60.91%，HBX為53.70%，HNZ為54.63%。蘇東海等[11]對河南酵子制作的饅頭風味物質進行分析也發現醇類和酯類是饅頭風味物質的主導，占其總量的92.59%。與蘇東海等[13]研究結果不同的是，本實驗樣品中檢測到了較多含量的醛類，且不同樣品醛類含量存在一定差異。其中SDQ和HBX中醛類的含量分別為15.20%和14.85%，HNZ醛類含量較低，為9.46%。Seitz[16]和韓德權等[17]研究發現，酸面團發酵可以增加制品風味物質中醛類的含量，我們的研究結果與他們一致。三個地區的酸面團饅頭酸類含量存在顯著差異，除SDQ外，HBX和HNZ兩地饅頭的酸類物質含量都在10%以上，酸類化合物的生成和酸面團中微生物的種類與數量及發酵條件等密切相關[6]。以上結果表明，在發酵條件相同的情況下，酸面團來源對饅頭風味物質形成有重要影響，不同地區的酸面團發酵產生的風味化合物種類和含量也不同。

值得強調的是，本次在這三種酸饅頭中還檢測到了γ-己內酯和桃醛等內酯類化合物。內酯大部分呈現奶油香、水果香和椰子香，閾值也不高[18]，是一種重要的風味化合物。具我們所知，桃醛是首次在饅頭的風味物質中被檢測到。桃醛本質上不是醛類，而屬于內酯型化合物，有強烈的桃子和杏仁香氣。這些重要的風味化合物在酵母饅頭中未檢測到，可能也是酸面團饅頭獨特風味的原因。

2.2 加堿對酸面團饅頭風味的影響

分析表2和表3可以看出：添加食用堿后，三種饅

頭風味物質總量和種類都有不同程度的下降。分析可知，加堿后SDQ風味物質由原來的41種下降到39種；總量下降30.33%；HBX由63種下降到60種，總量下降28.05%；HNZ由81種下降到78種，總量下降21.73%。在所檢測到的物質中，加堿后，含量下降最多的是酸類物質，其次是酯類物質。堿的加入對醛酮類、芳雜環類、內酯類和烷烴類化合物幾乎沒有影響。這與何方奕等[21]研究食用堿對玉米風味的影響結果相一致。其原因可能是由于這些物質不能與食用堿發生反應，所以含量不變。

表2 不同饅頭揮發性風味物質分析結果Table 2 Analytical results of volatile flavor compounds of traditional sourdough steamed breads

續表

加堿后酸面團饅頭中含量最多的乙酸下降幅度分別為26.92%、16.85%、35.79%。其他含量較少的酸類物質如2-甲基己酸、4-甲基戊酸、3-甲基丁酸、戊酸、丁酸等也有不同程度的減少，辛酸和壬酸的含量基本沒變化。分析其原因可能是隨著碳原子數的增加，脂肪酸的酸性減弱，不易與堿發生反應，所以堿的加入對碳原子數多的脂肪酸含量沒有影響。

堿的引入不僅影響了酸類物質，對酯類也有一定的影響。加堿后，酸面團饅頭中的乙酸己酯、甲酸己酯、辛酸乙酯、己酸乙酯含量都有不同程度的減

少。這可能由于乙酸、己酸、辛酸等酸類物質被堿中和，酸類含量減少，影響了酯化反應的進行，從而使酯的生成量減少。

從以上分析可以看出，加堿后會造成饅頭風味物質的整體減少，但堿的引入也生成了一部分新的化合物，如丁酸乙酯、吡啶高氯酸等。這部分化合物可能是加堿后饅頭風味物質的重要來源。

表3 不同饅頭揮發性風味物質類別統計分析結果Table 3 Analytical results of volatile flavor compounds sorted in different steamed breads

3 結論

3.1 對三種不同地區傳統酸面團饅頭（加堿前后）風味GC-MS分析發現，在這六種饅頭中共檢測到121種風味化合物。包括36種烴類、14種芳雜環類、14種醇類、15種酯類、13種醛類、11種酮類、11種酸類、2種醚類以及5種未知名風味物質。

3.2 三種不同地區傳統酸面團饅頭風味化合物中醇類和酯類占風味物質含量比重最高；在HNZ和HBX酸面團饅頭中檢測到的風味物質種類和含量都多于SDQ；每個地區的酸面團饅頭都有自己獨特的酯、醛、烯等風味物質呈現。傳統酸面團微生物組成差異可能是造成不同地區酸面團饅頭具有獨特風味的主要原因。

3.3 堿引入酸面團后，饅頭中的風味物質種類和總量都會下降。其中饅頭中的酸類和酯類物質含量下降明顯。此外，堿的加入還促進了丁酸己酯、吡啶高氯酸等化合物的生成，這些化合物可能是加堿后饅頭風味物質的來源。

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GC-MS analysis of the flavor of traditional sourdough steamed breadand the effect of edible alkali on its flavor profiles

LIU Na1，CHENG Xiao-yan1，SUN Yin-feng1，HUANG W ei-ning2，*，LINing2，Filip Arnaut3
（1.State Key School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi214122，China；2.Guangzhou Puratos Food Co.，Ltd.，Guangzhou 511400，China；3.Putatos Group NV/SA，Brussels B1702，Belgium）

Using SPME and GC-MS analysis，the flavor compounds of steamed breads made by sourdoughscollected from Qingdao（SDQ），Xingtai（HBX） and Zhumadian（HNZ） were detected and the effects of ediblealkali on steamed breads flavor profiles were also investigated. The results showed that steamed breads madeby sourdoughs from different origins demonstrated unique flavor profiles with compounds including esters，aldehydes and alkenes. The addition of edible alkali decreased both the number of flavor types and theabundance of flavor substances，whereas the major flavor components such as alcohols and aldehydesremained less change. The number of flavor types of SDQ changed from 41 to 39，and the abundance of totalsubstance decreased 30.33%. The number of flavor types of HBX changed from 63 to 60，and the abundanceof total substance decreased 28.05%. For sample HNZ，the number of flavor types dropped from 81 to 78，totalamuont of substance decreased 21.73%. The abundance of acids and esters decreased significantly after theaddition of edible alkali.

traditional sourdough；steamed bread；flavor；edible alkali

TS207.3

：A

：1002-0306（2014）16-0076-06

10.13386/j.issn1002-0306.2014.16.008

2013－11－20 *通訊聯系人

劉娜（1988-），女，碩士研究生，研究方向：烘焙科學、功能配料與食品添加劑。

國家863高技術研究發展計劃項目（2012AA022200）；國家自然科學基金項目（31071595，20576046）；比利時國際合作項目（B17022012）；廣東省教育部產學研究計劃項目（2011B090400592）。