发酵葡萄干对面包烘焙特性及风味的影响

涂雅俊，黄田苗，赵 宝，杨 哪，徐学明，2，*

(1.江南大学食品学院，江苏无锡 214122;2.食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡 214122)

葡萄是种植面积和产量都居世界首位的重要水果［1］。全世界葡萄干的产量比其它干果都高［2］。葡萄干不但产量极高，且营养丰富。葡萄干中碳水化合物、蛋白质的含量分别占83%～84%和2%～3%，此外还富含K、Ca、P等矿物质元素。近几年，关于葡萄干应用于发酵的研究也受到关注。赵金海［3］以葡萄干代替葡萄果进行发酵，酿造出风味良好、品质优秀的白葡萄酒。而将葡萄干发酵产物添加到面包中，研究其对面包烘焙特性与风味影响的文章尚未见报道。质构测试仪作为精确的量化测量仪器可以准确地量化食品的质构特性指标，具有测试结果客观性、可比性、一致性好等优点［4］，固相微萃取技术(SPME)与气相色谱－质谱联用技术(GC－MS)是准确分析和鉴定食品风味物质的重要方法［5］。所以本实验拟分别采用物性测试仪及SPME－GC－MS技术研究添加葡萄干发酵液对面包质构的影响和风味的变化。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

表1 面包的制作配方Table1 Formulation for bread

面包粉 益海嘉里有限公司;即发活性干酵母番禺梅山－马利酵母有限公司;绿葡萄干 杭州华味亨食品有限公司;异常汉逊酵母GIM2.94 北京北纳创联生物技术研究院;酥油 强冠企业股份有限公司;糖、盐 市售。

FLY－2112B双层特大容量恒温培养摇床 上海申贤恒温设备厂;超净工作台 苏州安泰空气有限公司;立式压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂;烤箱，醒发箱 上海早苗有限公司电热厂;SM－302N吐司切片机 新麦机械(无锡)有限公司;TA.XTPlus型物性分析仪 英国SMS公司;Finnigan Trace MS气相色谱－质谱联用仪 美国Finnigan公司;固相微萃取装置、75μm CAR/PDMS萃取头 美国 Supelco公司。

1.2 实验方法

1.2.1 葡萄干发酵液制备工艺 将40g葡萄干浸泡清洗拣选打烂后，加入4g白砂糖与233.3mL水配成培养基，使培养基含水量为 240mL。121℃杀菌15min后接种 GIM2.94，接种量为5%，于18℃发酵6d即得葡萄干发酵液。

1.2.2 面包的制作 不同面包的制作配方见表1，其中普通面包作为空白组，葡萄干面包作为对照组，葡萄干发酵液面包1、葡萄干发酵液面包2和葡萄干发酵液面包3作为实验组。制作工艺:首先按照配方表将面团调制至面筋扩展完成阶段，在26～28℃下发酵1.5h，分割为50g每个的小面团，滚圆，松弛，整为圆形、装盘，38℃、85%RH 醒发 45min，上下火190℃，烘烤14min。

1.2.3 面包焙烤特性的测定

1.2.3.1 面包体积和比容的测定 采用小米排阻法测定面包体积。面包在室温下冷却1h后，测定其质量与体积。再用0.08mm厚的高压PE透明塑料袋将面包密封包装，储藏于4℃冰箱，分别于 1、3、5、9d后进行比容的测定。测定4个平行。

1.2.3.2 面包芯全质构的测定 参考AACC74－09测定面包芯硬度方法的参数设置。将面包在切片机下切成厚度为12.5mm的均匀薄片，选取最中间两片，对其中心位置的硬度进行测定。选用P25探头，测定前速度3.0mm/s，测定速度 1.0mm/s，测定后速度5.0mm/s，应变位移 40%。测定 4个平行。用0.08mm厚高压PE透明塑料袋密封储藏于4℃，分别测量储藏 0、1、3、5、9d 的面包的硬度。

1.2.3.3 面包芯水分含量的测定 水分测定依据AACC44－15A。将面包芯切成2～3mm的薄片，在空气中干燥至与空气湿度平衡，研磨后过20目筛，在130℃烘箱中干燥至恒重。测定4个平行。

面包水分迁移速率(%)=(初期水分含量－末期水分含量)/储藏时间×100

1.2.4 面包风味的测定

1.2.4.1 挥发性成分的固相顶空微萃取 参照张庆［6］等的方法，将面包芯分割成约5mm×5mm×3mm的碎片，放入15mL SPME样品瓶中，样品约占瓶子体积的3/5，盖好瓶盖，把样品瓶放入60℃恒温水浴中，将老化好的萃取头插入样品瓶的上部，顶空萃取40min，用手柄使纤维头退回到针头内，拔出针头进样。

1.2.4.2 GC－MS分析 色谱条件:DB－5MS毛细管色谱柱(30m×0.25mm，0.25μm)。载气 He流量:恒流1mL/min，不分流，恒压35kPa;升温程序:起始温度40℃，保留2min，以 5℃/min升温至60℃，再以3℃/min升至100℃，再以15℃/min升至240℃，保留10min。

质谱条件:电离方式EI，进样孔温度250℃，离子源温度200℃，接口温度250℃，电子能量70eV，灯丝发射电流50μA，采集方式为全扫描，采集质量范围为 33～450m/z。

1.2.4.3 挥发性成分的定量分析 GC－MS图谱经计算机和人工检索把每个峰同时与NIST Library和Wiley Library相匹配检索定性，匹配度和纯度大于900作为鉴定结果。化合物定量:按峰面积归一化法计算相对百分含量。将挥发性风味物质中同种类物质的相对含量相加，比较不同面包的挥发性风味物质各类物质相对含量的不同。

2 结果与分析

2.1 添加发酵葡萄干对面包比容和硬度的影响

实验结果如图1和图2所示，新鲜的普通面包的比容最大，硬度最小，随着发酵液添加量的增加，面包的比容减小，硬度增大，其中硬度的变化更加明显。这符合Maleki等［7］得出的结论，即比容大的面包质地更松软。新鲜的(0d)普通面包的比容和发酵液面包1无显著性差异(p＞0.05)，硬度则显著小于发酵面包1(p＜0.05)。而新鲜发酵液面包2、发酵液面包3和葡萄干面包的比容显著小于普通面包的比容(p＜0.05)，硬度也显著大于普通面包(p＜0.05)。随着储藏时间的增加，普通面包、发酵液面包、葡萄干面包之间比容和硬度的差异缩小，在储藏1d时，普通面包和发酵面包1的硬度无显著性差异(p＞0.05)。到储藏3d时，普通面包与三种发酵液面包的比容之间无显著性差异(p＞0.05)。葡萄干中的纤维素等会降低面包的品质，使得其比容减小、硬度增大，而发酵过后，同等的添加量对面包比容和硬度的影响较小。

图1 储藏过程中面包比容的变化Fig.1 The change of specific volume of breads during storage

图2 储藏过程中面包芯硬度的变化Fig.2 The change of hardness of breads during storage

在储藏过程中，普通面包的比容整体呈现减小的趋势，硬度呈现增大的趋势，在第5d时比容略有升高，可能是由于水分的散失。发酵面包1、发酵面包2、发酵面包3的比容在储藏1d时就有所减少，在储藏后期则基本持平，硬度则是持续增大。葡萄干面包的比容在储藏过程中整体呈现减小的趋势，在第5d时可能由于水分散失的原因略有升高，硬度则随着储藏时间的增加而增大，在储藏过程中葡萄干面包的硬度变化与发酵面包2较接近，二者不同时间的硬度均无显著性差异(p＞0.05)。

2.2 添加发酵葡萄干对面包水分迁移速率的影响

一直以来，面包中的水分迁移被认为是导致面包老化的重要因素［8］。根据2.1，同等添加量下，在储藏0、1、3d时，发酵葡萄干对面包硬度和比容的不良影响显著高于直接添加葡萄干的影响(p＜0.05)，因此，选择发酵液葡萄干面包，研究发酵液添加量对面包水分迁移速率的影响。随着发酵液添加量的增加，面包的水分迁移速率减小，这可能是因为发酵液中的纤维有助于保持水分。整体上，面包水分迁移的速率较低，可能是因为被储藏在密闭环境中。

添加了发酵液的面包水分迁移速率小，面包的硬度却大，说明面包的老化除了受水分迁移的影响之外，还受其他因素的影响，如淀粉回生［9］。

图3 储藏过程中面包水分迁移速率的变化Fig.3 The change of moisture migration of breads during storage

2.3 添加发酵葡萄干对面包风味的影响

选取烘焙特性与普通面包接近的发酵液面包1，应用SPME－GC－MS方法检测其与普通面包、葡萄干面包之间风味物质的差异。采用计算机检索和人工解析各峰对应的质谱图，按面积归一化法计算相对百分含量，分析结果见表2。

所有样品中共检出48种风味物质，主要包括醇类、酯类、醛类、酸类、酮类和芳杂环类化合物，其中醇类含量最高。不同样品的风味物质种类和含量不同，普通面包中风味物质的种类有18种，葡萄干面包中风味物质有28种，发酵液面包中风味物质有29种。有7种物质共同存在于普通面包、葡萄干面包和发酵液面包中，这7种物质在三种样品中的相对含量总量分别为52.19%、31.72%、43.69%。发酵液的添加改变了面包的风味。

2，3－丁二醇、糠醛、异戊酸、丙位庚内酯、反式－2，4－癸二烯醛、香叶基丙酮和丙位癸内酯共同存在于葡萄干面包与发酵液面包中，而普通面包中未检出，可能是葡萄干的加入促使了这些风味物质的生成，或者这些风味物质来自于葡萄干本身。乙酸、异戊醇、正己酸、2－甲基己酸、庚醛等12种物质单独存在于葡萄干面包中，而不存在于发酵液面包中，说明在葡萄干的发酵过程中部分风味物质或风味前体物质丧失了。甲乙酐、癸醛、2－甲基丁酸等11种物质单独存在于发酵液面包中，可能是发酵液促进了这些风味物质或风味前体物质的生成。

表3为不同面包的挥发性风味物质种类统计。醇类物质的风味阈值较高，通常具有芳香、植物香、酸败和土气味［10］，而从表中可以看出，三种面包中醇类物质的含量最高，高达28%～41%。三种面包所共有的醇类物质主要是苯乙醇。普通面包中的酸类物质含量远低于其他两种面包，葡萄干面包中酸类物质含量最高，其主要酸类物质为乙酸，发酵液面包酸类物质种类多于葡萄干面包。三种面包中酯类物质的含量是发酵液面包＞葡萄干面包＞普通面包。发

酵液面包中酯类含量最高而酸类、醇类物质的含量都低于葡萄干面包，可能是发酵过程中部分酸类物质和醇类物质共同形成了酯类物质。酯类物质，尤其是内酯，能够为面包带来果样香气和奶香。

表2 不同面包挥发性风味物质GC－MS分析结果Table2 Composition of volatile flavor compounds in different breads determined by GC－MS

表3 不同面包挥发性风味物质分类统计结果Table3 Analytical results of volatile flavor compound sorts in different breads

芳香族和杂环类化合物是面包的重要挥发性风味物质［11－12］。糠醛是形成焦糊香气的成分之一［13］。从表3可以看出，在三种面包中，都有较高含量的杂环类物质，其中苯乙醇、苯甲醛、糖醛含量较高。葡萄干面包和葡萄干发酵液面包中的杂环类化合物的含量大于普通面包，说明葡萄干的引入增加了芳杂环化合物的形成。

测出的面包风味中酮类物质含量较少，主要是3－羟基－2－丁酮。普通面包中的醛酮类物质含量最高，发酵液面包次之。酮类物质含量虽低，但其风味阈值也较低，对面包风味也有重要的影响。可能是葡萄干的引入冲淡了面包原有风味，而发酵液促进了这些物质的生成。

3 结论

添加葡萄干发酵液会影响面包的硬度、比容与水分迁移速率，随着添加量的增加，面包硬度变小，比容增大，水分迁移速率减小。发酵葡萄干添加量为3.33%时，对面包质构的不良影响极小。添加3.33%未发酵的葡萄干对面包质构的不良影响比同量的葡萄干发酵液更大。

发酵液面包中风味物质种类最多，葡萄干面包次之。有7种物质共同存在于三种面包中。葡萄干的加入，使得风味物质种类增加，2，3－丁二醇、糠醛、异戊酸等7种风味物质仅共存于葡萄干面包和发酵液面包中。与葡萄干面包相比，发酵液面包含有甲乙酐、癸醛等12种独有的风味物质，且酯类物质含量更高，更富有花果类香气。

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