齊琳娟 李為喜 董曉麗 陸美斌 王 爽 田菲菲 王步軍

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心1，北京 100081)(島津企業(yè)管理(中國(guó))有限公司2，北京 100020)

面包是一種易于消化且營(yíng)養(yǎng)豐富的食品，隨著人們生活水平的逐步提高，我國(guó)對(duì)烘焙面包類產(chǎn)品的消費(fèi)量也逐年增加，而對(duì)其品質(zhì)的要求更是日益提高［1－2］，由于受小麥粉營(yíng)養(yǎng)成分及含量的影響，面包中蛋白質(zhì)含量與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)偏低。近幾年來不斷有人嘗試將營(yíng)養(yǎng)豐富的物質(zhì)添加到面包中以達(dá)到增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)保健功能的作用［3－5］。

面包中的風(fēng)味物質(zhì)是面包食味形成的重要因素，面包中的風(fēng)味物質(zhì)主要來源于小麥粉及各種配料，發(fā)酵是面包香氣物質(zhì)形成的關(guān)鍵［6－7］，而面包風(fēng)味物質(zhì)組成又是使消費(fèi)者接受和影響面包感官評(píng)價(jià)的重要因素［8］，經(jīng)過國(guó)內(nèi)外幾十年的研究，已經(jīng)在面包中鑒定出數(shù)百種的揮發(fā)性物質(zhì)，主要是熱作用和生化反應(yīng)作用產(chǎn)生的烴類、酯類、酸類、羰基類、芳香及雜環(huán)化合物等［9－10］。

面包中風(fēng)味物質(zhì)的提取主要有固相微萃取法(SPME)和同時(shí)蒸餾萃取法(SDE)兩種方法，因?yàn)镾PME快速、簡(jiǎn)捷、靈敏度高、樣品用量少且不用溶劑等特點(diǎn)而發(fā)展迅速，SPME與氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC－MS)近年來發(fā)展迅速。在研究物質(zhì)的氣味方面，頂空分析法已成為規(guī)定的方法，成為準(zhǔn)確分析和鑒定酒、乳制品、香料、肉制品、水果等產(chǎn)品中風(fēng)味物質(zhì)的重要方法［11－14］，但對(duì)于營(yíng)養(yǎng)保健面包中面包風(fēng)味物質(zhì)的變化卻很少有人研究。小麥麩皮中的粗纖維具有很好的保健功能，且麩皮靠近皮磨粉，故蛋白質(zhì)含量相對(duì)較高，質(zhì)量好，而大豆粉含40%左右的蛋白質(zhì)，少量添加可以有效改善面包烘焙品質(zhì)，并且大豆中的纖維素、各種氨基酸含量較高，但添加量過高會(huì)影響面包烘焙品質(zhì)［15－17］，因此，本研究以強(qiáng)筋小麥粉師欒02－1為原料，分別用5%和10%的小麥麩皮和全脂大豆粉替代小麥粉，研究麩皮和大豆粉對(duì)面包的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化作用，通過比較5%的小麥麩皮和全脂大豆粉的添加造成的面包中風(fēng)味物質(zhì)的差異，為深入開發(fā)烘焙產(chǎn)品提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

小麥粉的制備:以強(qiáng)筋小麥師欒02－1為原料，依據(jù)NY/T 1094—2006《小麥實(shí)驗(yàn)制粉》方法，用布勒202實(shí)驗(yàn)?zāi)ブ品?，放?個(gè)月后用于試驗(yàn)，小麥粉出粉率和水分分別為71.8%和14.4%;小麥細(xì)麩皮:強(qiáng)筋小麥粉師欒02－1磨粉時(shí)所得;全脂大豆粉:購(gòu)自安陽(yáng)市升華植物蛋白有限責(zé)任公司;其他材料均為市售。

1.2 儀器與設(shè)備

202小麥實(shí)驗(yàn)?zāi)?瑞士布勒公司;和面機(jī)、醒發(fā)箱、烤箱:北京東方孚德技術(shù)發(fā)展中心;S433D全自動(dòng)氨基酸分析儀:德國(guó)Sykam公司;FIWE6粗纖維測(cè)定儀:意大利威爾普公司;GC－MS－QP2010:島津企業(yè)管理(中國(guó))有限公司;固相微萃取裝置、CAR/PDMS纖維毛萃取頭:美國(guó)Supelco公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 面包樣品的制備

面包制作按GB/T 14611—2008《糧油檢驗(yàn) 小麥粉面包烘焙品質(zhì)試驗(yàn) 直接發(fā)酵法》方法，冷卻后封口包裝，第2天進(jìn)行風(fēng)味測(cè)定。

分別用5%和10%小麥麩皮和全脂大豆粉代替小麥粉，同時(shí)用師欒02－1做對(duì)照。

1.3.2 面包營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

1.3.2.1 面包中蛋白質(zhì)含量的測(cè)定

依據(jù)NY/T 3—1982《谷物、豆類作物種子粗蛋白測(cè)定法(半微量凱氏法)》測(cè)定，換算系數(shù)為5.70，結(jié)果用干基表示。

1.3.2.2 面包中氨基酸含量的測(cè)定

用全自動(dòng)氨基酸分析儀測(cè)定小麥粉及面包樣品中17種氨基酸含量。樣品處理:取樣60～85 mg于厭氧管中，準(zhǔn)確加入6 mol/L的鹽酸溶液10 mL，置于4℃冰箱中冷藏20 min，真空泵抽真空30 s，氮吹5 min，110℃烘箱中水解 22 h，過濾，移取濾液0.5 mL在60℃下濃縮至干，加入3 mL樣品稀釋液溶解，過0.22μm濾膜供上機(jī)用。結(jié)果用干基表示。

1.3.2.3 面包中粗纖維含量的測(cè)定

依據(jù)GB 6193—1986《谷物籽粒粗纖維測(cè)定法》中的附錄A粗纖維快速法進(jìn)行測(cè)定，取1 g樣品與砂芯漏斗中，在粗纖維測(cè)定儀上先用3.14%的沸騰H2SO4煮沸8 min，抽濾并沖洗至中性，再用3.14%的沸騰NaOH煮沸8 min抽濾并沖洗至中性，分別用乙醇和乙醚進(jìn)行脫色和脫脂處理，放入130℃烘箱中烘2 h，冷卻，稱重，再放入600℃馬弗爐中燒30 min，冷卻稱重，2次稱重之差即為樣品中粗纖維的質(zhì)量。

1.3.3 面包風(fēng)味物質(zhì)測(cè)定

1.3.3.1 頂空固相微萃取分析(HS－SPME)

稱取面包樣品3.00 g，裝入20 mL頂空樣品瓶中，約占樣品瓶的1/2，將經(jīng)過270℃老化1 h的固相微萃取頭插入頂空部分，60℃水浴中靜置萃取45 min，將纖維毛退回，拔出針頭，手動(dòng)進(jìn)樣，進(jìn)樣量1μL，解析2 min。

1.3.3.2 靜態(tài)頂空分析(SHS)

稱取面包樣品3.00 g，裝入20 mL頂空樣品瓶中，約占樣品瓶的1/2，頂空氣質(zhì)60℃加熱平衡45 min，頂空進(jìn)樣針自動(dòng)進(jìn)樣1 mL，解析2 min。

1.3.4 氣相色譜與質(zhì)譜分析方法

氣相色譜條件:毛細(xì)管色譜柱DB－5MS(30 m，0.25 mm i.d.，膜厚 0.25 μm);載氣為高純 He，載氣流速:1.00 mL/min;程序升溫:初始柱溫40℃，保留5 min，再以5℃/min升至180 min，保留0 min，再以20℃/min升到280℃，保留5 min;若分流，則分流比為 5∶1。

質(zhì)譜條件:電離模式EI;電子能量70 eV;離子源溫度200℃;進(jìn)樣孔溫度280℃;采集模式采用全掃描，采集質(zhì)量范圍為m/z 35～500，采集時(shí)間為0.5～35 min。

1.3.5 面包風(fēng)味物質(zhì)定性定量方法

GC－MS分析得到的色譜圖經(jīng)計(jì)算機(jī)圖譜庫(kù)相似度檢索進(jìn)行定性，化合物定量按照峰面積歸一化法得到相對(duì)百分含量，再經(jīng)過人工篩選，峰面積≥0.1%、匹配度≥80.0的化合物作為目標(biāo)化合物。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用SAS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥麩皮對(duì)面包營(yíng)養(yǎng)成分的影響

在小麥粉加工過程中，將麥皮、麥胚同胚乳分開，把有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的麥胚和糊粉層舍去，造成了小麥粉營(yíng)養(yǎng)含量的損失。分別用小麥麩皮以5%和10%的比例替代小麥粉并制作面包，測(cè)定蛋白質(zhì)和粗纖維含量，結(jié)果見表1。結(jié)果顯示，在小麥粉中添加小麥麩皮后，面包蛋白質(zhì)含量和粗纖維含量均增加，隨著麩皮添加量的增加，蛋白質(zhì)含量緩慢增加，但沒有顯著性差異，粗纖維含量顯著增加，增強(qiáng)了面包的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能。

表1 小麥麩皮對(duì)面包營(yíng)養(yǎng)成分的影響/%

將5%和10%的麩皮添加到小麥粉中，研究麩皮的添加對(duì)面包中氨基酸組成及含量的影響作用，結(jié)果見表2。從表2中可以看出，小麥粉中添加麩皮后，總氨基酸含量沒有明顯的差異性，但有6種氨基酸的含量隨著小麥麩皮添加量的增加而呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，分別是:天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸、賴氨酸和精氨酸，其中賴氨酸是人體的必需氨基酸，小麥麩皮添加量達(dá)到10%時(shí)賴氨酸含量增加了5.3%。說明各種氨基酸在小麥籽粒中的分布不同，糊粉層、胚、種皮中富含賴氨酸、色氨酸和精氨酸，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，胚乳中富含谷氨酸和谷氨酰胺、脯氨酸和甘氨酸［18］。第一限制性氨基酸賴氨酸在麩皮中的分布要大于小麥粉，所以在小麥粉中添加麩皮可以改善小麥粉中的氨基酸比例，尤其對(duì)增加賴氨酸的含量起到了積極的作用。

表2 小麥麩皮對(duì)面包中氨基酸組成及含量的影響/%

2.2 全脂大豆粉對(duì)面包營(yíng)養(yǎng)成分的影響

將小麥粉中添加5%和10%的大豆粉制作面包，測(cè)定蛋白質(zhì)和粗纖維含量，研究大豆粉對(duì)面包營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的改良效果，結(jié)果見表3。從表3中可以看出，大豆粉的添加顯著提高了面包中的蛋白質(zhì)含量，平均大豆粉每增加1%，面包中的蛋白質(zhì)含量增加0.29%，粗纖維的含量也隨著大豆粉的添加而增加，但增加幅度較小，可能是因?yàn)榇蠖怪械拇掷w維較多集中在豆皮中，而豆粉中含量相對(duì)較少。

表3 全脂大豆粉對(duì)面包營(yíng)養(yǎng)成分的影響/%

大豆粉中的必需氨基酸含量和比例都比較合理，尤其是賴氨酸含量比較高，添加到小麥粉中能使必需氨基酸比例達(dá)到新的平衡，分別將5%和10%的大豆粉添加到小麥粉中制作，并測(cè)定面包中各種氨基酸的含量(表4)，從表4可以看出，天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、賴氨酸和精氨酸14種氨基酸的含量都因?yàn)榇蠖狗鄣奶砑佣霈F(xiàn)顯著增加，當(dāng)大豆粉添加量達(dá)到10%時(shí)，必需氨基酸蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸含量分別增加了 25.6%、18.2%、7.7%、24.0%、18.3%、16.7%、21.7% 和 59.3%，增長(zhǎng)幅度最大的是賴氨酸。

表4 全脂大豆粉對(duì)面包中氨基酸組成及含量的影響/%

2.3 麩皮和全脂大豆粉的添加對(duì)面包風(fēng)味物質(zhì)的影響

面包中的風(fēng)味物質(zhì)主要有烷烴類、烯類、有機(jī)酸類、醇類、醛類、酯類、芳香類和雜環(huán)類化合物。分別用5%的麩皮和5%的全脂大豆粉代替小麥粉研究麩皮和全脂大豆粉對(duì)面包風(fēng)味物質(zhì)組成的影響，結(jié)果見表5。

從表5可以看出，面包中的風(fēng)味物質(zhì)總含量可以達(dá)到總峰面積的80%左右，主要是醇類、烷烴類、醛類、酯類、酮類物質(zhì)，CK中共檢測(cè)出風(fēng)味物質(zhì)81種，其中烯類4種、酸類1種、醇類10種、酮類7種、醛類7種、酯類6種、雜環(huán)類9種、芳香類5種、烷烴類32種，F(xiàn)B中共檢測(cè)出風(fēng)味物質(zhì)87種，其中烯類4種、酸類2種、醇類11種、酮類7種、醛類8種、酯類10種、雜環(huán)類10種、芳香類2種、烷烴類33種，SF中共檢測(cè)出風(fēng)味物質(zhì)89種，其中烯類4種、酸類2種、醇類12種、酮類8種、醛類10種、酯類10種、雜環(huán)類10種、芳香類4種、烷烴類29種，有66種物質(zhì)共同存在于3種面包中。

表5 不同面包中的風(fēng)味物質(zhì)

續(xù)表

添加麩皮的面包風(fēng)味物質(zhì)種類增多，總含量卻減少了11.36%，但烯類、醛類和雜環(huán)類物質(zhì)含量的增加，尤其是2－乙基－6－甲基吡嗪、2－乙酰吡咯等雜環(huán)類化合物及丙酮酸乙酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、正庚醇、戊酸、糠醛等主要香氣物質(zhì)的增加使麩皮面包更具濃郁的香味。

全脂大豆粉的添加使面包中風(fēng)味物質(zhì)種類增加，總含量也增加了9.89%，醇類、酮類、醛類、酯類和雜環(huán)類化合物含量增加明顯，分別增加了50.26%、19.18%、12.01%、21.52% 和 33.60%，幾乎所有影響風(fēng)味的物質(zhì)含量都有不同程度的增加，這可能是由于全脂大豆粉中氨基酸含量較高，在加熱平衡階段發(fā)生了脂肪酸氧化降解反應(yīng)和美拉德反應(yīng)，因?yàn)榘被崤c還原糖反應(yīng)能夠產(chǎn)生醛、呋喃、吡啶、吡嗪及噻唑等多種揮發(fā)性和半揮發(fā)性食品香味物質(zhì)［19］。

環(huán)丁醇、5－甲基－2－呋喃甲醇、正庚醇、戊酸、反式石竹烯、巴豆醛、癸醛、丙酮酸乙酯、乙酸己酯、己酸乙烯基酯、正己酸乙酯、異硫氰酸環(huán)己酯、山崳酸乙酯、2－(正庚酰)噻吩、5－乙基 －2，3－二甲基吡嗪是由于麩皮的添加而出現(xiàn)的物質(zhì)，5－甲基－2－呋喃甲醇、正庚醇、正辛醇、戊酸、4－氯苯丁酮、(E)－2－庚烯醛、反式－2，4－癸二烯醛、癸醛、己酸乙烯基酯、正己酸乙酯、異硫氰酸環(huán)己酯、山崳酸乙酯、5－乙基－2，3－二甲基吡嗪是由于大豆粉的添加而檢測(cè)到的物質(zhì)，其中正庚醇具有脂肪和水果香氣、反式石竹烯是白葡萄柚汁中的香氣物質(zhì)［10，20］、癸醛具有醛香和柑橘的味道、丙酮酸乙酯具有甜潤(rùn)的花果香氣、正己酸乙酯用作合成香精、5－乙基－2，3－二甲基吡嗪具有烤堅(jiān)果香氣、正辛醇具有強(qiáng)烈的桃子和杏仁香氣、(E)－2－庚烯醛具有青香和脂肪香、反式－2，4－癸二烯醛具有甜橙樣香氣，這些物質(zhì)的增加均有助于面包特種風(fēng)味的形成，增加面包中的香味成分。

3 討論與結(jié)論

食品中氨基酸供給不平衡或不足，會(huì)導(dǎo)致肌肉的萎縮、消瘦和輕度貧血等，賴氨酸作為人體第一限制氨基酸，根據(jù)我國(guó)人民的飲食習(xí)慣和膳食結(jié)構(gòu)開發(fā)新產(chǎn)品，通過人們的日常飲食來合理攝入各種營(yíng)養(yǎng)成分，從而達(dá)到提高營(yíng)養(yǎng)、預(yù)防疾病的效果，在賴氨酸含量低的小麥粉中添加富含賴氨酸的產(chǎn)品有助于改善面包的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。劉長(zhǎng)海［21］的研究認(rèn)為，大豆粉中蛋白質(zhì)含量高，礦物質(zhì)及各種維生素也很豐富，潘秋琴等［22］報(bào)道了大豆粉與小麥粉中的必需氨基酸賴氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、蘇氨酸和色氨酸是互補(bǔ)的，且大豆粉添加量達(dá)到10%時(shí)，各氨基酸組成可以達(dá)到很好的平衡，本研究認(rèn)為，在小麥粉中適量添加小麥麩皮和大豆粉，可以達(dá)到提高面包中蛋白質(zhì)含量和粗纖維含量的作用，小麥麩皮對(duì)面包粗纖維含量的影響效果更明顯，大豆粉對(duì)提高面包中蛋白質(zhì)含量起到了顯著的作用;小麥麩皮雖對(duì)面包氨基酸總量影響不大，但對(duì)部分必需氨基酸，尤其是賴氨酸含量有明顯的作用;大豆粉的添加對(duì)面包中多種氨基酸的含量影響明顯，可以顯著改善面包中氨基酸的比例，達(dá)到最佳效果，但因?yàn)檫^量添加大豆粉會(huì)影響面包的烘焙品質(zhì)，所以要根據(jù)面包的烘焙品質(zhì)適量添加，既不影響面包品質(zhì)又能改善面包的氨基酸結(jié)構(gòu)。

鐘羅寶等［23］利用頂空氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，分別用70、90和140℃保溫20 min測(cè)定大豆蛋白粉中的風(fēng)味物質(zhì)，分別檢出5種、6種和44種風(fēng)味物質(zhì)，本研究用HS－SPME方法60℃保溫45 min，檢測(cè)到的風(fēng)味物質(zhì)達(dá)到80種以上，故采用HSSPME與GC－MS聯(lián)用技術(shù)更適合分析面包中風(fēng)味物質(zhì)的組成及含量。

氨基酸與還原糖之間發(fā)生的美拉德反應(yīng)一直是很多研究者感興趣的研究方向，楊秀琴等［24］采用SPME－GC－MS技術(shù)比較非酸面團(tuán)面包和酸面團(tuán)面包中風(fēng)味物質(zhì)的差異，發(fā)現(xiàn)有44種化合物至少存在于2種樣品中，并且主要化合物基本和本試驗(yàn)中的結(jié)果一致;劉若詩(shī)等［7］認(rèn)為全麥中含有較多游離氨基酸，使面包的風(fēng)味比普通小麥粉面包更加濃郁，并且研究認(rèn)為全麥面包比普通面包中的揮發(fā)性物質(zhì)總量高，而本研究發(fā)現(xiàn)添加5%的麩皮后面包中風(fēng)味物質(zhì)總量較少了11.36%，但對(duì)面包風(fēng)味產(chǎn)生重要影響的化合物含量增加明顯，所以同樣具有增強(qiáng)面包風(fēng)味的作用。全脂大豆粉對(duì)面包風(fēng)味物質(zhì)影響效果更加明顯，共檢測(cè)到風(fēng)味物質(zhì)89種，風(fēng)味物質(zhì)總量比對(duì)照增加了9.89%，且各類對(duì)面包風(fēng)味形成有重要影響的物質(zhì)含量都有不同程度的提高。

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