江彩艷，白雨石, ，陳 瑤，金文剛，溫成榮，姜鵬飛,

（1.國家海洋食品工程技術(shù)研究中心，大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧大連 116034；2.陜西理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，陜西省資源生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西漢中 723001）

面包作為一種以小麥粉為主要原料烘焙類產(chǎn)品[1]，已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的食物之一。具有生產(chǎn)簡(jiǎn)單、方便攜帶、貯存時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)[2]，可以大規(guī)模生產(chǎn)。面包主要分為軟式面包、硬式面包、起酥面包和調(diào)理面包。隨著人們生活水平的提高，普通面包已經(jīng)不能滿足人們對(duì)于保健、營養(yǎng)等方面的需求，因此目前多有研究者將含有不同營養(yǎng)成分的物質(zhì)添加到面包中，如在面包中加入高纖維燕麥濃縮物[3]、馬鈴薯粉[4]、杏仁皮[5]、藜麥粉[6]以及山藥薏米[7]等，以增強(qiáng)其營養(yǎng)價(jià)值，豐富面包的種類，為消費(fèi)者提供更多的選擇。

酵母是面包、饅頭等面制品制作過程中的重要疏松劑和發(fā)酵劑[8]。Aslankoohi等[9]為了增加面包中香氣成分，選用兩種目前尚未用于面包發(fā)酵的酵母菌和八種非酵母菌菌株進(jìn)行試驗(yàn)，利用GC-MS檢測(cè)面包中的香氣成分，結(jié)果表明，這些菌株與傳統(tǒng)酵母菌株產(chǎn)生的香氣成分大有不同，增加了面包中香氣成分的多樣性。Zolfaghari等[10]研究酸面團(tuán)、面包用酵母和碳酸氫鈉對(duì)面包中風(fēng)味物質(zhì)和感官評(píng)分的影響，發(fā)現(xiàn)由酵母和碳酸氫鈉組合生產(chǎn)的面包揮發(fā)性物質(zhì)含量和感官評(píng)分都較高。冷越等[11]研究國內(nèi)外8種不同酵母對(duì)面制品比容、粗細(xì)氣孔比以及感官評(píng)分的影響，通過優(yōu)化工藝參數(shù)，最終都能制得質(zhì)量較好的面制品，為制備面制品選擇合適的酵母提供了參考。Ni?in等[12]通過篩選酵母菌株，優(yōu)化發(fā)酵條件生產(chǎn)出一種面粉發(fā)酵的面包香氣混合物，添加到面包面團(tuán)中，以此來增加面包中的香氣成分，提高消費(fèi)者的滿意度。目前多有學(xué)者研究商業(yè)酵母以及酸面團(tuán)對(duì)面制品質(zhì)構(gòu)、比容、香氣成分等方面的影響，少有研究分析不同商業(yè)酵母與老面酵母對(duì)面制品各指標(biāo)的影響。

氣相-離子遷移譜（gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）作為一種新型技術(shù)，具有檢測(cè)快、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，近年來被廣泛應(yīng)用在食品中[13]，快速高效分析不同產(chǎn)地[14]、來源[15]，不同工藝條件[16]下不同樣品之間風(fēng)味物質(zhì)存在的差異，最終予以較好的區(qū)分。然而GC-IMS技術(shù)用于酵母發(fā)酵面制品中風(fēng)味物質(zhì)的檢測(cè)少有報(bào)道，將其用于區(qū)分不同商業(yè)酵母以及不同老面酵母發(fā)酵面包中風(fēng)味物質(zhì)差異的研究尚未報(bào)道。因此本文以3種商業(yè)酵母和4種老面酵母為研究對(duì)象，分析由7種不同酵母發(fā)酵面團(tuán)的流變學(xué)特性以及7種不同面包樣品的質(zhì)構(gòu)和色澤之間存在的差異，利用電子鼻和GC-IMS技術(shù)對(duì)不同酵母發(fā)酵面包中揮發(fā)性有機(jī)物的種類和含量進(jìn)行檢測(cè)分析，為后續(xù)商業(yè)化生產(chǎn)面包酵母的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高筋小麥粉 廣東省肇慶市富加德面粉有限公司；谷朊粉 河南省濮陽市七禾香實(shí)業(yè)有限公司；黃油 上海高夫食品有限公司；白砂糖 上海谷欣食品有限公司；脫脂乳粉 愛氏晨曦乳制品進(jìn)出口有限公司；紅薯、食用鹽、雞蛋 均來自市售；7種酵母詳見表1。

表1 不同酵母的代號(hào)、名稱、生產(chǎn)原料以及生產(chǎn)廠家信息Table 1 Code names, names, production materials and manufacturer information of different yeasts

200型電子天平 美國雙杰兄弟有限公司；SCC-WE101型萬能蒸烤箱 德國Rational公司；HM780型廚師機(jī) 青島漢尚電器有限公司；TF-16醒發(fā)箱 加拿大雷鳥Thunderbird食品機(jī)械有限公司；DHR-2流變儀 美國TA儀器有限公司；TA.XT.plus物性測(cè)試儀 英國SMS公司；UltraScan PRO測(cè)色儀 美國HunterLab；PEN3型電子鼻 德國AIRSENSE公司；FlavourSpec?風(fēng)味分析儀（GCIMS） 德國G.A.S公司；MXT-5色譜柱 美國RESTEK公司。

1.2 紅薯面包的加工工藝

1.2.1 工藝流程 原輔料預(yù)處理→和面→醒發(fā)→輥壓→分塊→成型→發(fā)酵→烘烤→冷卻→成品

1.2.2 紅薯面包的制作方法

1.2.2.1 商業(yè)酵母紅薯面包的制作 將新鮮紅薯放入蒸鍋內(nèi)蒸煮至全熟，碾碎成泥備用。參考陸慧玲等[17]苦瓜山藥面包制作的工藝配方，稍作修改，稱取高筋粉277.2 g，水117.2 g，紅薯泥70 g，雞蛋液50 g，白砂糖26.1 g，黃油18.67 g，脫脂乳粉18 g，谷朊粉3.73 g，食用鹽2.3 g，安琪酵母2.24 g，與紅薯泥混合均勻加入到攪拌缸中，攪拌至面團(tuán)表面光滑且內(nèi)部有明顯面筋的面團(tuán)，取出面團(tuán)放置于面板上覆蓋保鮮膜醒發(fā)10 min，以150 g為標(biāo)準(zhǔn)切割面團(tuán)置于37 ℃，濕度為90%的發(fā)酵箱中發(fā)酵1 h，將發(fā)酵好的面團(tuán)放入160 ℃的烤箱中烘烤15 min。

1.2.2.2 老面酵母紅薯面包的制作 稱取67.2 g高筋粉，67.2 g的水，2.24 g的老面酵母。和面10 min左右，至面團(tuán)形成，物料混合均勻。將面團(tuán)放入醒發(fā)箱，于37 ℃發(fā)酵8 h使面團(tuán)發(fā)起。發(fā)酵過程注意密封，避免使面團(tuán)表面過于干燥而形成硬皮。稱取210 g高筋粉，水50 g，其余原料及操作步驟同1.2.2.1。

1.3 動(dòng)態(tài)流變學(xué)的測(cè)定

參考Wang等[18]的方法，分別測(cè)定由不同酵母發(fā)酵而成的面團(tuán)流變行為。選用直徑為40 mm的平板，平板間距1 mm，形變量為0.5%，測(cè)定溫度25 ℃，頻率范圍為0.1～80 Hz。測(cè)試面團(tuán)的儲(chǔ)能模量（G'）、耗能模量（G"）和損耗角正切值（tanδ=G″/G'）隨頻率的變化。

1.4 色度測(cè)定

參考Alkandari等[19]的方法，采用UltraScan PRO型測(cè)色儀檢測(cè)由不同酵母制成的紅薯面包色度的變化。測(cè)試紅薯面包正反表面色度，根據(jù)不同的酵母種類，每組條件做6組平行，分別觀察L*、a*及b*值的變化。白度值（W值）按公式（1）計(jì)算：

式中：W表示白度值；L*表示亮度值；a*表示紅度值；b*表示黃度值。

1.5 質(zhì)構(gòu)特性分析

參考Perri等[20]的方法，稍作修改，對(duì)烤制后的紅薯面包進(jìn)行TPA（Texture profile analysis，TPA）分析。面包出爐冷卻后，切分成25 mm×25 mm×10 mm的面包片，每個(gè)樣品取3個(gè)平均值，采用P/50探頭，對(duì)面包進(jìn)行2次壓縮，測(cè)試參數(shù)為：測(cè)試前速率1.0 mm/s，形變30%，感應(yīng)力5 g，2次壓縮間隔時(shí)間5 s。在TPA測(cè)試結(jié)果中，選擇硬度、彈性、黏聚性、咀嚼度和回復(fù)性五個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析。

1.6 電子鼻評(píng)價(jià)方案

參考Ma等[21]的方法，準(zhǔn)確稱取1.0 g樣品于10 mL樣品瓶中，每個(gè)樣品平行測(cè)定3次。測(cè)定條件：傳感器清洗時(shí)間60 s，自動(dòng)調(diào)零時(shí)間10 s，樣品準(zhǔn)備時(shí)間5 s，數(shù)據(jù)檢測(cè)時(shí)間60 s。電子鼻傳感器性能如下表2所示。

表2 PEN3型電子鼻傳感器陣列Table 2 Performance description of PEN3 electronic nose sensor array

1.7 GC-IMS測(cè)試方法

1.7.1 頂空進(jìn)樣條件 參考Pu等[22]的方法，稍作修改，分別稱取2.0 g由7種不同酵母發(fā)酵而成的紅薯面包樣品，撕碎，裝入20.0 mL頂空瓶中，于60 ℃孵化溫度、500 r/min孵化轉(zhuǎn)速下孵化15 min，設(shè)置進(jìn)樣針溫度為85 ℃，以99.99%純度的氮?dú)鉃檩d氣，不分流模式下進(jìn)樣500.0 μL，清洗時(shí)間為30 s。

1.7.2 GC-IMS條件 MXT-5色譜柱（柱長15 m，內(nèi)徑0.53 mm，厚度1 μm），溫度60 ℃；分析時(shí)間為40 min；漂移氣為高純N2（純度≥99.99%）；流速：初始2.0 mL/min，保持2 min后在10 min內(nèi)線性增至10 mL/min，之后在20 min內(nèi)線性增至100 mL/min，接著在25 min內(nèi)線性增至150 mL/min；IMS溫度為45 ℃，解析時(shí)間25 min。

1.8 數(shù)據(jù)處理

在FlavourSpec?風(fēng)味儀上，調(diào)用VOCal用于查看分析譜圖和數(shù)據(jù)的定性定量，調(diào)用數(shù)據(jù)庫對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性分析；Reporter插件對(duì)比樣品間的譜圖差異；Gallery Plot插件形成指紋圖譜，對(duì)比樣品間揮發(fā)性有機(jī)物差異；Dynamic PCA插件進(jìn)行動(dòng)態(tài)主成分分析[23]。

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，作圖采用Origin軟件，顯著性分析采用SPSS 26.0，水平設(shè)定為P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同酵母對(duì)發(fā)酵紅薯面團(tuán)流變學(xué)特性的影響

由圖1a和圖1b可知，隨著振動(dòng)頻率的增加，7種酵母發(fā)酵面團(tuán)的儲(chǔ)能模量G'和損耗模量G"均逐漸增加，G'的增加說明面團(tuán)越來越難以發(fā)生可逆的彈性形變[24]，且G'值始終大于G"值，說明7種酵母發(fā)酵面團(tuán)的性質(zhì)接近于固體，在一定的條件下可以壓縮和回復(fù)[25]。首先，隨著頻率的增加，G酵母和F酵母發(fā)酵面團(tuán)的G'和G"上升速度高于其它酵母發(fā)酵面團(tuán)，表明面筋網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)，面團(tuán)強(qiáng)度的穩(wěn)定性增強(qiáng)。其次，由G酵母發(fā)酵而成的面團(tuán)G'和G"值均高于其它酵母發(fā)酵面團(tuán)，F(xiàn)酵母發(fā)酵面團(tuán)的G'和G"值僅次于G酵母發(fā)酵面團(tuán)，說明由G酵母發(fā)酵面團(tuán)的彈性最好，F(xiàn)酵母發(fā)酵面團(tuán)次之。tanδ＜1表明面團(tuán)的彈性模量總是大于黏性模量，表明這一面團(tuán)始終為彈性體系[26]，tanδ越小，說明體系的彈性比例越大，流動(dòng)性越差，高聚物含量越多或聚合度越大[27]。由圖1c可知，隨著頻率的變化，tanδ的值均逐漸增加，表示面團(tuán)的流動(dòng)性逐漸增強(qiáng)，但7種不同酵母發(fā)酵面團(tuán)之間沒有顯著差異。

圖1 不同酵母種類對(duì)面團(tuán)動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性的影響Fig.1 Effects of different yeast species on dynamic rheological properties of dough

2.2 不同酵母對(duì)紅薯面包色度的影響

色澤是評(píng)價(jià)面包品質(zhì)的重要參數(shù)之一，與消費(fèi)者對(duì)面包的接受度有密切的關(guān)系[28]。L*值、a*值、b*值、W值分別反映樣品的亮度值、紅度值、黃度值和白度值[29]。如圖2所示，不同酵母種類對(duì)面包色澤的影響存在顯著差異，老面酵母發(fā)酵面包的L*值、a*值、b*值普遍高于商業(yè)酵母發(fā)酵面包，其中由G酵母發(fā)酵而成的面包L*值和W值顯著高于其他組（P＜0.05），分別為73.56±0.87和63.88±1.40，而其他組之間的差異不顯著（P＞0.05），較高的亮度值和白度值有助于提高消費(fèi)者對(duì)面包的滿意程度，因此由G酵母發(fā)酵而成的面包優(yōu)于其它酵母發(fā)酵面包。

圖2 不同酵母種類對(duì)紅薯面包色澤的影響Fig.2 Effects of different yeast species on the color of sweet potato bread

2.3 不同酵母對(duì)紅薯面包質(zhì)構(gòu)特性的影響

面包的質(zhì)構(gòu)特性與面包的品質(zhì)息息相關(guān)[30]，本試驗(yàn)采用硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性和回復(fù)性五個(gè)指標(biāo)來評(píng)價(jià)面包的質(zhì)量。由表3可知，商業(yè)酵母發(fā)酵面包的硬度和咀嚼性顯著低于老面酵母發(fā)酵面包（P＜0.05），而3種由商業(yè)酵母發(fā)酵而成的面包之間的差異不顯著（P＞0.05），4種老面酵母發(fā)酵面包的硬度和咀嚼度存在顯著差異（P＜0.05），其中由D酵母發(fā)酵而成的面包硬度為1816.24 g、咀嚼度為914.88 mJ，在老面酵母組中最大，由G酵母發(fā)酵而成的面包硬度為375.53 g、咀嚼度為216.64 mJ，在老面酵母組中最小，這可能是由于G酵母的原料中含有商業(yè)酵母，在發(fā)酵過程中，對(duì)面包的彈性和咀嚼性造成了影響。商業(yè)酵母發(fā)酵面包的黏聚性和回復(fù)性與老面酵母存在顯著性差異（P＜0.05），且商業(yè)酵母發(fā)酵面包的彈性、黏聚性和回復(fù)性均高于老面酵母發(fā)酵面包。這可能是由于天然酵母中的含有多種復(fù)雜的菌類，在相同時(shí)間內(nèi)發(fā)酵能力弱于商業(yè)酵母[31]，因此短時(shí)間內(nèi)的由老面酵母發(fā)酵而成的面團(tuán)的各項(xiàng)指標(biāo)均沒有優(yōu)勢(shì)。綜上所述，不同酵母種類對(duì)于面包質(zhì)構(gòu)各項(xiàng)指標(biāo)的影響存在明顯差異，且商業(yè)酵母組優(yōu)于老面酵母組。崔震昆等[32]研究不同酵母對(duì)無糖面包品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，天然酵母的硬度和咀嚼性均顯著高于商業(yè)酵母，與本試驗(yàn)結(jié)果保持一致。

表3 不同酵母種類對(duì)紅薯面包質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 3 Effects of different yeast species on texture characteristics of sweet potato bread

2.4 不同酵母對(duì)紅薯面包電子鼻檢測(cè)結(jié)果的影響

電子鼻是一種簡(jiǎn)便、快速評(píng)價(jià)樣品氣味的方式[33]，取各組樣品電子鼻傳感器在54 s所對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值的平均值，得到如圖3所示的雷達(dá)圖，其中W1S和W1W的響應(yīng)值最高，樣品的主要差異表現(xiàn)在W1W傳感器上，能夠較好地區(qū)分商業(yè)酵母發(fā)酵面包和老面酵母發(fā)酵面包。

圖3 7種酵母發(fā)酵面包氣味的傳感器響應(yīng)雷達(dá)圖Fig.3 Sensor response radar diagram of seven kinds of yeast fermented bread odor

7種不同酵母發(fā)酵面包氣味的PCA分析圖如圖4所示，PC1貢獻(xiàn)率為89.76%，PC2的貢獻(xiàn)率為9.86%，兩者之和達(dá)到99.62%，說明這兩個(gè)主成分可以反映樣品的整體信息，并且同一樣品的三個(gè)平行集中在一個(gè)區(qū)域。由圖4可得，商業(yè)酵母與老面酵母之間可以很好地區(qū)分，且C酵母與A酵母和B酵母之間存在明顯的區(qū)分，不同老面酵母之間也可以予以區(qū)分，A酵母與B酵母之間的距離較近，說明二者之間的風(fēng)味物質(zhì)差異較小。綜上所述，利用電子鼻檢測(cè)技術(shù)，得到紅薯面包中的主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)為無機(jī)硫化物，且利用PCA可以對(duì)商業(yè)酵母發(fā)酵面包和老面酵母發(fā)酵面包予以區(qū)分。

圖4 7種酵母發(fā)酵面包氣味PCA圖Fig.4 PCA chart of bread smells fermented by seven kinds of yeast

2.5 不同酵母對(duì)紅薯面包GC-IMS檢測(cè)結(jié)果的影響

2.5.1 不同酵母制成的紅薯面包GC-IMS風(fēng)味成分譜圖分析 利用FlavourSpec?風(fēng)味分析儀，對(duì)7種酵母發(fā)酵而成的面包樣品進(jìn)行了揮發(fā)性成分分析，生成GC-IMS三維譜圖，但是由于三維譜圖不同樣品之間的差異難以用肉眼予以區(qū)分，因此將三維譜圖投射到平面上，形成如圖5（a）所示的二維俯視平面圖，圖5（b）是以A酵母發(fā)酵面包的譜圖作為參比，其余樣品的譜圖扣減參比，若二者的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)一致，則扣減后的背景為白色；若某物質(zhì)的濃度高于參比，則背景為紅色；若某物質(zhì)的濃度低于參比，則背景為藍(lán)色。由此可對(duì)不同酵母發(fā)酵而成的紅薯面包中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行直觀的對(duì)比分析，不同酵母發(fā)酵面包表現(xiàn)出不同的譜圖信息，且不同酵母發(fā)酵面包中部分揮發(fā)性成分濃度有升高或降低的起伏變化，存在明顯的差異（如圖5（b）紅色方框區(qū)域）。這可能是由于不同紅薯面包中的酵母成分不同，商業(yè)酵母中添加的微生物是通過篩選得到的，而老面酵母由于產(chǎn)地、原料等的不同所產(chǎn)生的微生物復(fù)雜多樣[34]，因此由不同酵母發(fā)酵而成的面包風(fēng)味物質(zhì)也存在較大的差異。Luca等[35]使用4種不同酸面團(tuán)來制作面包，在面包樣品中檢測(cè)到多種揮發(fā)性有機(jī)化合物，賦予了面包獨(dú)特的味道。

圖5 7種不同酵母發(fā)酵面包中揮發(fā)性有機(jī)物的GC-IMS二維譜圖Fig.5 Three dimensional GC-IMS spectra of volatile organic compounds in breads with seven different yeasts

2.5.2 不同酵母制成的紅薯面包GC-IMS風(fēng)味成分定性分析 通過與GC-IMS數(shù)據(jù)庫對(duì)比特征性揮發(fā)風(fēng)味物質(zhì)的保留時(shí)間和遷移時(shí)間，對(duì)不同酵母制成的紅薯面包中的風(fēng)味成分進(jìn)行定性分析，圖6為不同酵母發(fā)酵的紅薯面包樣品的定性分析結(jié)果，圖中的每一個(gè)數(shù)字代表一種具體的風(fēng)味物質(zhì)。7種不同酵母發(fā)酵而成的紅薯面包共檢出揮發(fā)性有機(jī)物有61種，其中已定性的有機(jī)物40種（包括單體、二聚體和三聚體）。主要包括醇類16種、醛類9種、酮類7種、酸類4種、酯類2種、醚類1種、吡啶類1種，同種物質(zhì)的單體、二聚體和三聚體的分子式和CAS號(hào)相同，僅結(jié)構(gòu)不同，如表4所示，圖6中的數(shù)字編號(hào)與表4中的數(shù)字編號(hào)一一對(duì)應(yīng)。

表4 不同酵母發(fā)酵面包中揮發(fā)性成分定性分析Table 4 Qualitative analysis of volatile components in bread with different yeasts

圖6 7種不同酵母發(fā)酵面包中揮發(fā)性有機(jī)物的定性分析Fig.6 Qualitative analysis of volatile organic compounds in breads with seven different yeasts

2.5.3 不同酵母制成的紅薯面包揮發(fā)性成分指紋圖譜 為了更好的區(qū)別由不同酵母發(fā)酵而成的紅薯面包之間揮發(fā)性化合物的差異，利用不同酵母發(fā)酵紅薯面包3次平行樣品的GC-IMS二維圖譜中所有待鑒定峰，構(gòu)建不同酵母發(fā)酵紅薯面包揮發(fā)性化合物指紋圖譜。如圖7所示，每一行代表一種酵母（從上到下依次為A酵母、B酵母、C酵母、D酵母、E酵母、F酵母、G酵母），每一列代表不同面包樣品中相同揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的含量多少（紅色信號(hào)越深表示該物質(zhì)的含量越高[36]）。通過GC-IMS指紋圖譜可以更加直觀的看出61種風(fēng)味物質(zhì)在7種不同酵母發(fā)酵面包中的分布差異。從圖7中可以看出，由商業(yè)酵母發(fā)酵而成的紅薯面包，丙醇（單聚體、二聚體）、3-甲基-1-丁醇（單體、二聚體、三聚體）、異丁醇（單體、二聚體、三聚體）、1-丁醇（單體、二聚體）、乙酸（單體、二聚體）、2-甲基丙酸、3-甲基-3-丁烯-1-醇等含量較高，主要集中在b區(qū)域；由老面酵母發(fā)酵而成的紅薯面包，1-戊醇、己醇（單體、二聚體）、丙醛（單體、二聚體）、己醛（單體、二聚體）、1-戊烯-3-醇、2-庚醛等含量較高，主要集中在a區(qū)域；不同種酵母之間的差異主要集中在c區(qū)域，商業(yè)普通酵母中，二甲硫醚的含量相對(duì)較高，D酵母中2-丁酮的含量相對(duì)較高，F(xiàn)酵母中丙酸、庚醛和壬醛的含量相對(duì)較高，G酵母中丁酸乙酯、3-甲基丁醛以及3-甲基丙醛的含量相對(duì)較高。整體來看，由老面酵母發(fā)酵而成的紅薯面包中風(fēng)味物質(zhì)含量較高，而由商業(yè)酵母發(fā)酵而成的紅薯面包風(fēng)味物質(zhì)含量較少。這可能是由于老面酵母在發(fā)酵過程中存在較多復(fù)雜的菌群，對(duì)面團(tuán)及成品的香氣成分有較大的影響[37]。

圖7 七種不同酵母發(fā)酵面包的揮發(fā)性有機(jī)物指紋圖譜Fig.7 Fingerprint of volatile organic compounds of bread with seven different yeasts

為了更直觀地看出各種風(fēng)味物質(zhì)的含量變化，根據(jù)風(fēng)味物質(zhì)在指紋圖譜上的峰強(qiáng)度，換算得到由不同酵母發(fā)酵而成的紅薯面包揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的相對(duì)含量變化，如圖8所示。由圖8可知，紅薯面包中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)以醇類、酮類和酸類為主，其次是醛類、醚類、酯類和吡啶類。紅薯面包中檢測(cè)到的醇類物質(zhì)的相對(duì)含量為42.57%～48.28%，占比最大，由乙醇、1-己醇、1-戊醇、3-甲基-1-丁醇、1-戊烯-3-醇、異丁醇、丙醇、3-甲基-3-丁烯-1-醇和1-丁醇構(gòu)成，這是因?yàn)榘l(fā)酵的主要產(chǎn)物是醇類[38]，能夠?yàn)槊姘鼛硖厥獾南銡獬煞郑饕谴碱愇镔|(zhì)表現(xiàn)出的水果香氣。其中乙醇在面包的風(fēng)味物質(zhì)中占比最大，是發(fā)酵的主要產(chǎn)物，不僅其本身賦予面包一定的香氣成分，還是形成酯類物質(zhì)的前體物質(zhì)。3-甲基-1-丁醇的相對(duì)含量?jī)H次于乙醇，是面粉本身的風(fēng)味物質(zhì)[39]。酮類物質(zhì)的相對(duì)含量為13.49%～19.40%，由2-丁酮、丙酮、2-庚酮、3-羥基-2-丁酮、4-甲基-2-戊酮和2-戊酮構(gòu)成。酸類物質(zhì)的相對(duì)含量為6.91%～14.46%，由2-甲基丙酸、丙酸和乙酸構(gòu)成，乙酸（酸敗、汗水味）、丙酸（酸敗、辛辣味）、2-甲基丙酸（酸臭味）的含量較高，會(huì)給面包的風(fēng)味帶來消極的影響[40]?？傮w來看，酸類物質(zhì)在商業(yè)酵母發(fā)酵面包中的含量高于老面酵母發(fā)酵面包。醛類物質(zhì)的相對(duì)含量為4.64%～8.95%，由己醛、庚醛、苯甲醛、丙醛、壬醛、2-甲基丙醛和3-甲基丁醛構(gòu)成，醛類物質(zhì)是脂質(zhì)氧化降解產(chǎn)生的。相對(duì)來說，老面酵母發(fā)酵面包中的醛類物質(zhì)明顯高于商業(yè)酵母發(fā)酵面包中的醛類物質(zhì)含量，其中壬醛（油脂氣味）、丙醛（辛辣味）的含量在老面酵母面包中的含量要高于商業(yè)酵母面包中的含量。苯甲醛（焦糖味、甜味）的風(fēng)味主要是白砂糖在加熱的過程中發(fā)生美拉德反應(yīng)而產(chǎn)生的，而苯甲醛的含量在商業(yè)酵母發(fā)酵面包中的含量更高，這可能是由于商業(yè)酵母原料中含有糖成分而導(dǎo)致的[41]。酯類物質(zhì)的相對(duì)含量為3.83%～8.42%，由乙酸乙酯和丁酸乙酯構(gòu)成，酯類物質(zhì)在面團(tuán)發(fā)酵再烘焙的過程中產(chǎn)生，具有酒香、水果香等令人愉悅的氣味?？傮w來看，酯類物質(zhì)在老面酵母發(fā)酵面包中的含量較高。酶和微生物在高溫條件下失活，風(fēng)味物質(zhì)主要來源于美拉德反應(yīng)和脂肪酸的氧化[42]。醚類物質(zhì)的相對(duì)含量為0.26%～0.66%，由二甲硫醚構(gòu)成。吡啶類物質(zhì)的相對(duì)含量為0.39%～0.51%，由2-乙酰基吡啶構(gòu)成。

圖8 不同酵母發(fā)酵紅薯面包揮發(fā)性有機(jī)物相對(duì)含量Fig.8 Relative content of volatile components of sweet potato bread fermented by different yeasts

續(xù)表 4

2.5.4 不同酵母制成的紅薯面包揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主成分分析 主成分分析（PCA）是對(duì)多個(gè)變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的一種統(tǒng)計(jì)方法[43]。當(dāng)累計(jì)貢獻(xiàn)率超過80%時(shí)，通常認(rèn)為基本包含樣品的信息。兩個(gè)主成分PC1和PC2的貢獻(xiàn)率分別為66%和19%，總和為85%，說明這兩個(gè)主成分基本可以代表紅薯面包樣品的絕大部分特征。

由圖9可知，由同一種酵母發(fā)酵而成的面包氣味物質(zhì)圖譜大致匯集在一起，總體來看，7種不同酵母發(fā)酵面包中揮發(fā)性有機(jī)物沒有明顯的重疊區(qū)域，由商業(yè)酵母發(fā)酵而成的面包氣味物質(zhì)相對(duì)較為相似，由老面酵母發(fā)酵而成的面包揮發(fā)性化合物比較相似，因此可以較好的區(qū)分由商業(yè)酵母和老面酵母發(fā)酵而成的面包。綜上所述，說明采用GC-IMS結(jié)合PCA分析的方法可以對(duì)由不同酵母發(fā)酵而成的面包樣品進(jìn)行很好的區(qū)分。

圖9 7種不同酵母發(fā)酵面包揮發(fā)性有機(jī)物主成分得分圖Fig.9 PCA score of fingerprint of volatile organic component score of bread with seven different yeasts

3 結(jié)論

酵母在面包發(fā)酵過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，本試驗(yàn)結(jié)果表明添加不同種類酵母在相同條件下發(fā)酵對(duì)紅薯面包的質(zhì)地及風(fēng)味都產(chǎn)生了明顯影響。在質(zhì)地指標(biāo)方面，7種不同酵母發(fā)酵面團(tuán)的流變學(xué)特性表明G酵母發(fā)酵面團(tuán)的彈黏性最好，色澤之間存在顯著性差異（P＜0.05），其中由G酵母發(fā)酵面包的L*值和W值最高，質(zhì)構(gòu)特性表明，G酵母的硬度和咀嚼性顯著低于其它老面酵母發(fā)酵面包（P＜0.05），說明在老面酵母發(fā)酵面包中，G酵母發(fā)酵面包的指標(biāo)相對(duì)較好，更適用于面包的生產(chǎn)加工。在風(fēng)味方面，電子鼻研究結(jié)果表明，不同酵母發(fā)酵面包的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要以無機(jī)硫化物為主，并且PCA分析可以較好地區(qū)分不同種類酵母發(fā)酵面包。GC-IMS共檢測(cè)出61種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中已定性的風(fēng)味物質(zhì)40種，未定性的風(fēng)味物質(zhì)21種，其中醇類物質(zhì)含量最多，其次是酸類物質(zhì)和酮類物質(zhì)。本試驗(yàn)為區(qū)分商業(yè)酵母和老面酵母提供了理論依據(jù)，同時(shí)對(duì)不同種類酵母發(fā)酵紅薯面包面團(tuán)的流變學(xué)特性、色澤、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了研究，為工業(yè)化生產(chǎn)過程中酵母的選擇提供了參考。