强化发酵和传统发酵对米发糕风味的影响

胡 婷 王玉芳 文 雅 黄琪琳 赵思明

(华中农业大学食品科学技术学院，武汉 430070)

风味是食品的重要食用品质之一，它是消费者评价食品品质的重要指标之一。米发糕是我国传统的大米发酵食品，具有独特的风味。米发糕的风味包括口感、色泽、质地、气味和滋味等，其受诸多因素的影响，加工工艺就是影响因素之一［1－2］。发酵是米发糕加工工艺中的一道重要工序，发酵产生的风味物质使米发糕具有更好的食用品质。发酵所用的菌株、发酵的条件如发酵时间和发酵温度等对风味形成的影响显著，尤其是菌株的影响［3］。刘贞等［4］从传统米发糕的发酵米浆中分离、筛选出高发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］将上述2种菌株进行复配制成米发糕双菌发酵剂，用于米发糕的生产，既保证了米发糕的品质，又缩短了米发糕的发酵周期。但目前尚未研究米发糕优势菌——酵母菌的单菌发酵。因此，本试验采用接种单一酵母菌(卡斯特酒香酵母，ZSM －001)进行强化发酵和传统发酵制得米发糕，通过米发糕中挥发性成分、游离氨基酸组成的分析及米发糕的质构、感官的测定，研究强化发酵和传统发酵对米发糕风味的影响，旨在为米发糕工业化生产及风味调控提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

早籼米:市售;酵母菌:卡斯特酒香酵母(Brettanomyces custersii)ZSM－001，保藏号为 CCTCC NO:M207150，保藏在中国典型培养物保藏中心;老浆:传统作坊。

质构仪:Stable Micro Systems;气相色谱－质谱仪:Agilent公司;氨基酸自动分析仪:日立公司。

1.2 米发糕的制作工艺

参照文献［8］的方法，其中强化发酵是米浆中接入单一酵母菌(卡斯特酒香酵母，ZSM－001)，接入的菌泥约2%，于35℃发酵4～5 h，传统发酵是米浆中直接接入约20%的老浆，于35℃发酵10～12 h，强化发酵制得的米发糕称为一号米发糕，传统发酵制得的米发糕称为二号米发糕。

1.3 挥发性成分的测定

采用气相色谱－质谱联用(GC－MS)的方法测定挥发性成分。

样品前处理:每锅8个大小相同的米发糕，蒸煮15 min，同时用萃取头于锅顶空隙处吸附30 min。

气相色谱条件:色谱柱为HP－5MS 5%Phenyl Methyl Silox(30 m ×250 μm ×0.25 μm);进样口温度为250℃，检测器温度为250℃，载气为氦气，流速0.8 mL/min，不分流;升温程序:50 ℃保温 1 min，以5℃/min升到240℃，保温1 min。

质谱条件:电子轰击(electron impact，EI)离子源，电子能量70 eV，离子源温度280℃，四级杆温度150℃。

1.4 游离氨基酸组成的测定

取20 g样品，采用 GB/T 5009.124—2003方法进行提取，然后用日立L－8800氨基酸自动分析仪检测。

1.5 质构特性的测定

采用TA－XT.plus质构仪TPA(textural profile analysis)模式测定。质构仪探头选用P/35探头，其他参数设置:测前速度1 mm/s，测试速度1 mm/s，测后速度1 mm/s，测试距离20 mm，触及压力5 g，压缩比50%。质构TPA指标包括硬度、黏聚性、胶着性和咀嚼性等。硬度是指用牙咬断样品所用的力，其相对指标为柔软度。黏聚性表示样品内部黏合力，即将样品拉在一起的内聚力，其相对指标为可压缩性。胶着性模拟表示将半固体的样品破裂成吞咽时的稳定状态所需的能量，只用于描述半固态测试样品的黏性特性。咀嚼性模拟表示将半固体的样品咀嚼成吞咽时的稳定状态所需的能量，其计算公式为硬度× 黏聚性 × 弹性［9－11］。

1.6 感官评价

采用5人评分法，米发糕的感官鉴定主要从形态、色泽、香气、口感和滋味等几个食用指标进行分析。以米发糕形态蓬松，色泽晶莹剔透，有柔和的发酵味及酒精味，口感好，酸甜适中为最高分(满分10分)，总分为各项指标得分之和，具体评分标准参照文献［12］进行。

1.7 数据分析

应用Excel软件和SAS 8.0软件进行数据分析，其中显著性分析采用Duncan检验，P＜0.05判定为显著性变化。2次重复试验，每次试验3次平行。

2 结果与分析

2.1 强化发酵和传统发酵对米发糕气味的影响

一号米发糕和二号米发糕中挥发性气味组成及质量分数测定结果由表1和图1示出。

表1 2种米发糕挥发性气味组成及质量分数

续表

图1 2种米发糕风味物质含量

由表1和图1可知，从一号米发糕中分离得到30种挥发性气味物质，其中烷烃 1.40%，醇类79.21%，醛类 4.96%，酯类 9.09%，酸类 2.15%，烯烃类1.35%，及其他1.85%，以醇类化合物含量最高。从二号米发糕中分离得到32种挥发性气味物质，其中烷烃 5.57%，醇类 3.26%，酯类 79.16%，苯类化合物 0.96%，醛类 4.35%，烯烃 1.53%，酸类3.10%及其他2.07%，以酯类化合物含量最多。结果表明:强化发酵和传统发酵制得的米发糕的挥发性物质变化很大，强化发酵制得的米发糕以醇类化合物为主，传统发酵制得的米发糕以酯类化合物为主。Monsoor等［13］曾报道，米浆中含有丰富的丁基羟基甲苯。但在2种米发糕中均未检测到该物质，这应归结于在发酵和蒸煮过程中，丁基羟基甲苯被降解成小分子物质，使2种米发糕的挥发性气味物质增加。刘敬科等［14］发现大米在蒸煮过程中会产生多种挥发性成分，如烃类、醇类、酮类、醛类、酸类、酯类和含苯化合物。相似的情况，米浆在发酵和蒸煮过程中产生了大量的挥发性物质［15］，而发酵过程中微生物体系不同，产生的挥发性物质也就不同，进行强化发酵时，主要是酵母菌代谢产生的乙醇，进行传统发酵时，米浆中的微生物菌群发生了变化，除酵母菌代谢产生乙醇外，在代谢过程中会有如乳酸菌产生的乳酸等一些有机酸，有机酸与酵母菌代谢产生的乙醇在蒸煮过程中进一步发生酯化反应，生成一定数量的芳香类物质——酯类［16］，这就是经历传统发酵，并蒸煮制得的米发糕中酯类含量急剧上升的原因。

2.2 强化发酵和传统发酵对米发糕滋味的影响

人体感受的基本滋味包括酸味、甜味、苦味、咸味4种［1］。呈现基本滋味的物质繁多，主要有氨基酸类、肽类、酸类、核苷酸类、糖类及糖苷类、盐类、生物碱类等。其中氨基酸是主要的呈滋味物质之一，大量文献报道，天冬氨酸和谷氨酸属于酸味氨基酸，苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸属于甜味氨基酸，缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸和精氨酸属于苦味氨基酸［15，17－18］。一号米发糕和二号米发糕中游离氨基酸组成及含量以及对滋味的贡献值由表2和图2示出。

表2 2种米发糕中的游离氨基酸组成和含量及对滋味的贡献值

图2 2种米发糕中的游离氨基酸含量

由表2和图2可知，二号米发糕中的呈味氨基酸总含量为1 981.79 mg/100 g，显著高于一号米发糕(505.66 mg/100 g)。二号米发糕中的呈味氨基酸——酸味氨基酸、甜味氨基酸和苦味氨基酸分别为 412.72、479.64、1 089.43 mg/100 g，明显高于一号米发糕(85.52、78.08、342.06 mg/100 g)。二号米发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)、苦味氨基酸缬氨酸(λ=6.88)、甜味氨基酸丙氨酸(λ =3.97)贡献为主，以组氨酸(λ=2.42)、精氨酸(λ =2.23)、苯丙氨酸(λ =1.65)、酪氨酸(λ=1.61)4种苦味氨基酸为辅。一号米发糕中主要是一种酸味氨基酸天冬氨酸(λ=5.95)和谷氨酸(λ=18.59)及3种苦味氨基酸缬氨酸(λ =2.97)、蛋氨酸(λ =1.49)、赖氨酸(λ =1.41)对滋味贡献有效。结果表明:传统发酵制得的米发糕中呈味氨基酸(酸味、甜味及苦味氨基酸)的含量均显著高于强化发酵制得的米发糕。传统发酵对米发糕滋味的贡献高于强化发酵，有贡献的氨基酸较强化发酵多了一类甜味氨基酸，赋予米发糕酸甜适宜的滋味特征，这点在感官评定中也得到证实。传统发酵产生更多的游离氨基酸可能源于以下2点，其一在米浆发酵的过程中，米浆中的游离氨基酸被酵母菌生长代谢所消耗并产生醇类等芳香物质［19］，采用强化发酵时，作为绝对优势的酵母菌对游离氨基酸的消耗会大于传统发酵。其二在米发糕蒸煮的过程中，米浆中的蛋白质及多肽在高温和酶的作用下部分降解，生成游离氨基酸［20］，传统发酵的米浆中酶系比强化发酵的米浆更加丰富，以至于传统发酵的米浆在蒸煮的过程中，产生了更多的游离氨基酸。

2.3 强化发酵和传统发酵对米发糕质构品质的影响

一号米发糕和二号米发糕的TPA测定结果由表3示出。

表3 2种米发糕的质构特性(平均值±标准偏差)

由表2可知一号米发糕和二号米发糕在硬度、黏聚性、胶着性和咀嚼性上有显著性差异(P＜0.05)，在黏合性、弹性和回复性上无显著性差异(P ＞0.05)。二号米发糕在硬度(203.22 g)、胶着性(178.92)和咀嚼性(178.24)上明显低于一号米发糕(344.35 g、292.95、290.95)，而在黏聚性(0.88)上略高于一号米发糕(0.85)。表明传统发酵制得的米发糕相对于强化发酵制得的米发糕具有柔软性好、内部结构细密有序和易咀嚼的优点。

2.4 强化发酵和传统发酵对米发糕感官品质的影响

一号米发糕和二号米发糕的感官评定结果由表4示出。

表4 2种米发糕的感官品质(平均值±标准偏差)

由表4可知2种米发糕在形态、色泽、香气、口感、滋味和综合得分上均有显著性差异(P＜0.05)。除了色泽以外，二号米发糕在形态，香气，口感，滋味和综合得分上均高于一号米发糕，说明传统发酵制得的米发糕形态、香气、口感、滋味以及综合考量均优于强化发酵制得的米发糕。二号米发糕在色泽上略低于一号米发糕，这可能是由于在米发糕的制作过程中环境、操作条件等不同导致的［21］，使得二号米发糕的色泽不如一号米发糕晶莹洁白，而传统发酵产生了更多的气味和滋味成分，赋予米发糕更好的香气和滋味。

3 结论

传统发酵制得的米发糕风味物质为32种，以酯类化合物含量最多，占挥发性物质总含量的79.16%，呈味氨基酸总含量为 1 981.79 mg/100 g，而强化发酵制得的米发糕风味物质为30种，以醇类化合物含量最多，占挥发性物质总含量的79.21%，呈味氨基酸总含量为505.66 mg/100 g。此外，传统发酵制得的米发糕具有柔软性好、内部结构细密有序和易咀嚼的优点。尽管强化发酵制得的米发糕在风味上略逊于传统发酵的，但是强化发酵制得的米发糕品质稳定且发酵周期短，解决了由于传统发酵中微生物体系复杂及发酵过程中微生物种类和比例难以控制导致的米发糕品质不稳定和发酵周期长的问题，有利于米发糕的工业化生产。

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