胡 婷 王玉芳 文 雅 黃琪琳 趙思明

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，武漢 430070)

風(fēng)味是食品的重要食用品質(zhì)之一，它是消費(fèi)者評(píng)價(jià)食品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。米發(fā)糕是我國(guó)傳統(tǒng)的大米發(fā)酵食品，具有獨(dú)特的風(fēng)味。米發(fā)糕的風(fēng)味包括口感、色澤、質(zhì)地、氣味和滋味等，其受諸多因素的影響，加工工藝就是影響因素之一［1－2］。發(fā)酵是米發(fā)糕加工工藝中的一道重要工序，發(fā)酵產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)使米發(fā)糕具有更好的食用品質(zhì)。發(fā)酵所用的菌株、發(fā)酵的條件如發(fā)酵時(shí)間和發(fā)酵溫度等對(duì)風(fēng)味形成的影響顯著，尤其是菌株的影響［3］。劉貞等［4］從傳統(tǒng)米發(fā)糕的發(fā)酵米漿中分離、篩選出高發(fā)酵性能的卡斯特酒香酵母［5］和植物乳酸菌［6］各一株。王玉芳等［7］將上述2種菌株進(jìn)行復(fù)配制成米發(fā)糕雙菌發(fā)酵劑，用于米發(fā)糕的生產(chǎn)，既保證了米發(fā)糕的品質(zhì)，又縮短了米發(fā)糕的發(fā)酵周期。但目前尚未研究米發(fā)糕優(yōu)勢(shì)菌——酵母菌的單菌發(fā)酵。因此，本試驗(yàn)采用接種單一酵母菌(卡斯特酒香酵母，ZSM －001)進(jìn)行強(qiáng)化發(fā)酵和傳統(tǒng)發(fā)酵制得米發(fā)糕，通過米發(fā)糕中揮發(fā)性成分、游離氨基酸組成的分析及米發(fā)糕的質(zhì)構(gòu)、感官的測(cè)定，研究強(qiáng)化發(fā)酵和傳統(tǒng)發(fā)酵對(duì)米發(fā)糕風(fēng)味的影響，旨在為米發(fā)糕工業(yè)化生產(chǎn)及風(fēng)味調(diào)控提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

早秈米:市售;酵母菌:卡斯特酒香酵母(Brettanomyces custersii)ZSM－001，保藏號(hào)為 CCTCC NO:M207150，保藏在中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心;老漿:傳統(tǒng)作坊。

質(zhì)構(gòu)儀:Stable Micro Systems;氣相色譜－質(zhì)譜儀:Agilent公司;氨基酸自動(dòng)分析儀:日立公司。

1.2 米發(fā)糕的制作工藝

參照文獻(xiàn)［8］的方法，其中強(qiáng)化發(fā)酵是米漿中接入單一酵母菌(卡斯特酒香酵母，ZSM－001)，接入的菌泥約2%，于35℃發(fā)酵4～5 h，傳統(tǒng)發(fā)酵是米漿中直接接入約20%的老漿，于35℃發(fā)酵10～12 h，強(qiáng)化發(fā)酵制得的米發(fā)糕稱為一號(hào)米發(fā)糕，傳統(tǒng)發(fā)酵制得的米發(fā)糕稱為二號(hào)米發(fā)糕。

1.3 揮發(fā)性成分的測(cè)定

采用氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用(GC－MS)的方法測(cè)定揮發(fā)性成分。

樣品前處理:每鍋8個(gè)大小相同的米發(fā)糕，蒸煮15 min，同時(shí)用萃取頭于鍋頂空隙處吸附30 min。

氣相色譜條件:色譜柱為HP－5MS 5%Phenyl Methyl Silox(30 m ×250 μm ×0.25 μm);進(jìn)樣口溫度為250℃，檢測(cè)器溫度為250℃，載氣為氦氣，流速0.8 mL/min，不分流;升溫程序:50 ℃保溫 1 min，以5℃/min升到240℃，保溫1 min。

質(zhì)譜條件:電子轟擊(electron impact，EI)離子源，電子能量70 eV，離子源溫度280℃，四級(jí)桿溫度150℃。

1.4 游離氨基酸組成的測(cè)定

取20 g樣品，采用 GB/T 5009.124—2003方法進(jìn)行提取，然后用日立L－8800氨基酸自動(dòng)分析儀檢測(cè)。

1.5 質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

采用TA－XT.plus質(zhì)構(gòu)儀TPA(textural profile analysis)模式測(cè)定。質(zhì)構(gòu)儀探頭選用P/35探頭，其他參數(shù)設(shè)置:測(cè)前速度1 mm/s，測(cè)試速度1 mm/s，測(cè)后速度1 mm/s，測(cè)試距離20 mm，觸及壓力5 g，壓縮比50%。質(zhì)構(gòu)TPA指標(biāo)包括硬度、黏聚性、膠著性和咀嚼性等。硬度是指用牙咬斷樣品所用的力，其相對(duì)指標(biāo)為柔軟度。黏聚性表示樣品內(nèi)部黏合力，即將樣品拉在一起的內(nèi)聚力，其相對(duì)指標(biāo)為可壓縮性。膠著性模擬表示將半固體的樣品破裂成吞咽時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)所需的能量，只用于描述半固態(tài)測(cè)試樣品的黏性特性。咀嚼性模擬表示將半固體的樣品咀嚼成吞咽時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)所需的能量，其計(jì)算公式為硬度× 黏聚性 × 彈性［9－11］。

1.6 感官評(píng)價(jià)

采用5人評(píng)分法，米發(fā)糕的感官鑒定主要從形態(tài)、色澤、香氣、口感和滋味等幾個(gè)食用指標(biāo)進(jìn)行分析。以米發(fā)糕形態(tài)蓬松，色澤晶瑩剔透，有柔和的發(fā)酵味及酒精味，口感好，酸甜適中為最高分(滿分10分)，總分為各項(xiàng)指標(biāo)得分之和，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參照文獻(xiàn)［12］進(jìn)行。

1.7 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel軟件和SAS 8.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，其中顯著性分析采用Duncan檢驗(yàn)，P＜0.05判定為顯著性變化。2次重復(fù)試驗(yàn)，每次試驗(yàn)3次平行。

2 結(jié)果與分析

2.1 強(qiáng)化發(fā)酵和傳統(tǒng)發(fā)酵對(duì)米發(fā)糕氣味的影響

一號(hào)米發(fā)糕和二號(hào)米發(fā)糕中揮發(fā)性氣味組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果由表1和圖1示出。

表1 2種米發(fā)糕揮發(fā)性氣味組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)

續(xù)表

圖1 2種米發(fā)糕風(fēng)味物質(zhì)含量

由表1和圖1可知，從一號(hào)米發(fā)糕中分離得到30種揮發(fā)性氣味物質(zhì)，其中烷烴 1.40%，醇類79.21%，醛類 4.96%，酯類 9.09%，酸類 2.15%，烯烴類1.35%，及其他1.85%，以醇類化合物含量最高。從二號(hào)米發(fā)糕中分離得到32種揮發(fā)性氣味物質(zhì)，其中烷烴 5.57%，醇類 3.26%，酯類 79.16%，苯類化合物 0.96%，醛類 4.35%，烯烴 1.53%，酸類3.10%及其他2.07%，以酯類化合物含量最多。結(jié)果表明:強(qiáng)化發(fā)酵和傳統(tǒng)發(fā)酵制得的米發(fā)糕的揮發(fā)性物質(zhì)變化很大，強(qiáng)化發(fā)酵制得的米發(fā)糕以醇類化合物為主，傳統(tǒng)發(fā)酵制得的米發(fā)糕以酯類化合物為主。Monsoor等［13］曾報(bào)道，米漿中含有豐富的丁基羥基甲苯。但在2種米發(fā)糕中均未檢測(cè)到該物質(zhì)，這應(yīng)歸結(jié)于在發(fā)酵和蒸煮過程中，丁基羥基甲苯被降解成小分子物質(zhì)，使2種米發(fā)糕的揮發(fā)性氣味物質(zhì)增加。劉敬科等［14］發(fā)現(xiàn)大米在蒸煮過程中會(huì)產(chǎn)生多種揮發(fā)性成分，如烴類、醇類、酮類、醛類、酸類、酯類和含苯化合物。相似的情況，米漿在發(fā)酵和蒸煮過程中產(chǎn)生了大量的揮發(fā)性物質(zhì)［15］，而發(fā)酵過程中微生物體系不同，產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)也就不同，進(jìn)行強(qiáng)化發(fā)酵時(shí)，主要是酵母菌代謝產(chǎn)生的乙醇，進(jìn)行傳統(tǒng)發(fā)酵時(shí)，米漿中的微生物菌群發(fā)生了變化，除酵母菌代謝產(chǎn)生乙醇外，在代謝過程中會(huì)有如乳酸菌產(chǎn)生的乳酸等一些有機(jī)酸，有機(jī)酸與酵母菌代謝產(chǎn)生的乙醇在蒸煮過程中進(jìn)一步發(fā)生酯化反應(yīng)，生成一定數(shù)量的芳香類物質(zhì)——酯類［16］，這就是經(jīng)歷傳統(tǒng)發(fā)酵，并蒸煮制得的米發(fā)糕中酯類含量急劇上升的原因。

2.2 強(qiáng)化發(fā)酵和傳統(tǒng)發(fā)酵對(duì)米發(fā)糕滋味的影響

人體感受的基本滋味包括酸味、甜味、苦味、咸味4種［1］。呈現(xiàn)基本滋味的物質(zhì)繁多，主要有氨基酸類、肽類、酸類、核苷酸類、糖類及糖苷類、鹽類、生物堿類等。其中氨基酸是主要的呈滋味物質(zhì)之一，大量文獻(xiàn)報(bào)道，天冬氨酸和谷氨酸屬于酸味氨基酸，蘇氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸屬于甜味氨基酸，纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸和精氨酸屬于苦味氨基酸［15，17－18］。一號(hào)米發(fā)糕和二號(hào)米發(fā)糕中游離氨基酸組成及含量以及對(duì)滋味的貢獻(xiàn)值由表2和圖2示出。

表2 2種米發(fā)糕中的游離氨基酸組成和含量及對(duì)滋味的貢獻(xiàn)值

圖2 2種米發(fā)糕中的游離氨基酸含量

由表2和圖2可知，二號(hào)米發(fā)糕中的呈味氨基酸總含量為1 981.79 mg/100 g，顯著高于一號(hào)米發(fā)糕(505.66 mg/100 g)。二號(hào)米發(fā)糕中的呈味氨基酸——酸味氨基酸、甜味氨基酸和苦味氨基酸分別為 412.72、479.64、1 089.43 mg/100 g，明顯高于一號(hào)米發(fā)糕(85.52、78.08、342.06 mg/100 g)。二號(hào)米發(fā)糕的滋味主要以酸味氨基酸天冬氨酸(λ=16.36)和谷氨酸(λ=110.31)、苦味氨基酸纈氨酸(λ=6.88)、甜味氨基酸丙氨酸(λ =3.97)貢獻(xiàn)為主，以組氨酸(λ=2.42)、精氨酸(λ =2.23)、苯丙氨酸(λ =1.65)、酪氨酸(λ=1.61)4種苦味氨基酸為輔。一號(hào)米發(fā)糕中主要是一種酸味氨基酸天冬氨酸(λ=5.95)和谷氨酸(λ=18.59)及3種苦味氨基酸纈氨酸(λ =2.97)、蛋氨酸(λ =1.49)、賴氨酸(λ =1.41)對(duì)滋味貢獻(xiàn)有效。結(jié)果表明:傳統(tǒng)發(fā)酵制得的米發(fā)糕中呈味氨基酸(酸味、甜味及苦味氨基酸)的含量均顯著高于強(qiáng)化發(fā)酵制得的米發(fā)糕。傳統(tǒng)發(fā)酵對(duì)米發(fā)糕滋味的貢獻(xiàn)高于強(qiáng)化發(fā)酵，有貢獻(xiàn)的氨基酸較強(qiáng)化發(fā)酵多了一類甜味氨基酸，賦予米發(fā)糕酸甜適宜的滋味特征，這點(diǎn)在感官評(píng)定中也得到證實(shí)。傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)生更多的游離氨基酸可能源于以下2點(diǎn)，其一在米漿發(fā)酵的過程中，米漿中的游離氨基酸被酵母菌生長(zhǎng)代謝所消耗并產(chǎn)生醇類等芳香物質(zhì)［19］，采用強(qiáng)化發(fā)酵時(shí)，作為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的酵母菌對(duì)游離氨基酸的消耗會(huì)大于傳統(tǒng)發(fā)酵。其二在米發(fā)糕蒸煮的過程中，米漿中的蛋白質(zhì)及多肽在高溫和酶的作用下部分降解，生成游離氨基酸［20］，傳統(tǒng)發(fā)酵的米漿中酶系比強(qiáng)化發(fā)酵的米漿更加豐富，以至于傳統(tǒng)發(fā)酵的米漿在蒸煮的過程中，產(chǎn)生了更多的游離氨基酸。

2.3 強(qiáng)化發(fā)酵和傳統(tǒng)發(fā)酵對(duì)米發(fā)糕質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響

一號(hào)米發(fā)糕和二號(hào)米發(fā)糕的TPA測(cè)定結(jié)果由表3示出。

表3 2種米發(fā)糕的質(zhì)構(gòu)特性(平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差)

由表2可知一號(hào)米發(fā)糕和二號(hào)米發(fā)糕在硬度、黏聚性、膠著性和咀嚼性上有顯著性差異(P＜0.05)，在黏合性、彈性和回復(fù)性上無顯著性差異(P ＞0.05)。二號(hào)米發(fā)糕在硬度(203.22 g)、膠著性(178.92)和咀嚼性(178.24)上明顯低于一號(hào)米發(fā)糕(344.35 g、292.95、290.95)，而在黏聚性(0.88)上略高于一號(hào)米發(fā)糕(0.85)。表明傳統(tǒng)發(fā)酵制得的米發(fā)糕相對(duì)于強(qiáng)化發(fā)酵制得的米發(fā)糕具有柔軟性好、內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)密有序和易咀嚼的優(yōu)點(diǎn)。

2.4 強(qiáng)化發(fā)酵和傳統(tǒng)發(fā)酵對(duì)米發(fā)糕感官品質(zhì)的影響

一號(hào)米發(fā)糕和二號(hào)米發(fā)糕的感官評(píng)定結(jié)果由表4示出。

表4 2種米發(fā)糕的感官品質(zhì)(平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差)

由表4可知2種米發(fā)糕在形態(tài)、色澤、香氣、口感、滋味和綜合得分上均有顯著性差異(P＜0.05)。除了色澤以外，二號(hào)米發(fā)糕在形態(tài)，香氣，口感，滋味和綜合得分上均高于一號(hào)米發(fā)糕，說明傳統(tǒng)發(fā)酵制得的米發(fā)糕形態(tài)、香氣、口感、滋味以及綜合考量均優(yōu)于強(qiáng)化發(fā)酵制得的米發(fā)糕。二號(hào)米發(fā)糕在色澤上略低于一號(hào)米發(fā)糕，這可能是由于在米發(fā)糕的制作過程中環(huán)境、操作條件等不同導(dǎo)致的［21］，使得二號(hào)米發(fā)糕的色澤不如一號(hào)米發(fā)糕晶瑩潔白，而傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)生了更多的氣味和滋味成分，賦予米發(fā)糕更好的香氣和滋味。

3 結(jié)論

傳統(tǒng)發(fā)酵制得的米發(fā)糕風(fēng)味物質(zhì)為32種，以酯類化合物含量最多，占揮發(fā)性物質(zhì)總含量的79.16%，呈味氨基酸總含量為 1 981.79 mg/100 g，而強(qiáng)化發(fā)酵制得的米發(fā)糕風(fēng)味物質(zhì)為30種，以醇類化合物含量最多，占揮發(fā)性物質(zhì)總含量的79.21%，呈味氨基酸總含量為505.66 mg/100 g。此外，傳統(tǒng)發(fā)酵制得的米發(fā)糕具有柔軟性好、內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)密有序和易咀嚼的優(yōu)點(diǎn)。盡管強(qiáng)化發(fā)酵制得的米發(fā)糕在風(fēng)味上略遜于傳統(tǒng)發(fā)酵的，但是強(qiáng)化發(fā)酵制得的米發(fā)糕品質(zhì)穩(wěn)定且發(fā)酵周期短，解決了由于傳統(tǒng)發(fā)酵中微生物體系復(fù)雜及發(fā)酵過程中微生物種類和比例難以控制導(dǎo)致的米發(fā)糕品質(zhì)不穩(wěn)定和發(fā)酵周期長(zhǎng)的問題，有利于米發(fā)糕的工業(yè)化生產(chǎn)。

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