裴 斐，杜逸飛，孫 磊，李 文，方 勇，胡秋輝

（南京財經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇高校糧油質(zhì)量安全控制及深加工重點實驗室，江蘇 南京 210023）

2016年我國《中國居民膳食指南》提出成年人每天應(yīng)攝入全谷物食品50～150 g[1]。以全麥面包為代表的全谷物食品越來越受到消費者關(guān)注，全麥面包是指用沒有去掉麩皮的麥類所做的面包，包含麥麩、胚芽和胚乳等完整麥粒的所有成分。相比于普通面包，全麥面包含有膳食纖維、植物素、礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)素。美國癌癥研究協(xié)會和世界癌癥研究基金會報道，每天適當(dāng)攝入全麥面包有利于降低高膽固醇和結(jié)腸癌風(fēng)險[2]。然而，由于麩皮在面團(tuán)形成過程中會與面筋蛋白和淀粉競爭結(jié)合水分子，造成全麥面包硬度偏大、質(zhì)地粗糙[3]。同時，麩皮中的多不飽和脂肪酸易在儲藏中氧化酸敗，導(dǎo)致貨架期和產(chǎn)品品質(zhì)降低。此外，麩皮中的阿馬多里重排產(chǎn)物和5-(羥甲基)糠醛等苦味成分來源物質(zhì)的存在削弱了全麥面包的風(fēng)味品質(zhì)，嚴(yán)重制約了其產(chǎn)業(yè)發(fā)展[4]。

麩皮含量對全麥面包氣味、口感等感官品質(zhì)有重要影響。李永平等[5]發(fā)現(xiàn)12%麩皮添加量，全麥面包感官評分最高。超過14%的添加量時，全麥面包的氣味、口感等感官評分顯著下降。Khairunizah等[6]發(fā)現(xiàn)在全麥面包烘焙過程中，麩皮中纖維與酚醛樹脂的交互作用，破壞了全麥面包中的面筋結(jié)構(gòu)，對全麥面包的體積產(chǎn)生了負(fù)面影響，從而降低了全麥面包口感、紋理結(jié)構(gòu)等感官品質(zhì)。目前，利用微波輻射、超微粉碎、擠壓膨化等物理方式處理小麥麩皮能夠有效提升全麥面包的感官品質(zhì)。章中[7]分別利用濕法粉碎和干法粉碎制備膳食纖維，發(fā)現(xiàn)濕法粉碎制備膳食纖維的持水性和溶脹性顯著提高，全麥面包口感更為松軟。肖志剛等[8]采用微波輻照對小麥麩皮進(jìn)行改良，改良后全麥面包的比容和彈性分別增加了26.40%和6.90%，硬度降低了32.90%。然而，物理方法雖然改善了全麥面包的口感，但由于全麥面粉在加工過程中受到高溫、高壓、高剪切力的作用，全麥面包營養(yǎng)成分損失嚴(yán)重，營養(yǎng)價值下降[9]。一些化學(xué)合成改良劑以及面粉改良劑雖然可以改善全麥面包的口感品質(zhì)[10]，但其安全性無法得到保障，特別是化學(xué)類合成面包改良劑的使用，如溴酸鉀。長期食用含有這類添加劑的面包會大幅度提高人體大腦、腎臟和甲狀腺等器官的突變發(fā)病率[11]。因此，在保證全麥面包營養(yǎng)品質(zhì)的前提下，研究如何安全有效地提升全麥面包感官品質(zhì)具有重要的現(xiàn)實意義。

隨著人們對食品安全的關(guān)注和對綠色食品品質(zhì)要求的提高，利用酵母菌、乳酸菌等微生物發(fā)酵逐漸成為改良全麥面包口感、延長貨架期、提升商品品質(zhì)的重要方式。其中，固態(tài)發(fā)酵過程中微生物對麩皮進(jìn)行水解，增加了麩皮中酚類化合物和黃酮類化合物的含量，從而提高麩皮抗氧化能力[12]。趙靜[13]發(fā)現(xiàn)固體發(fā)酵使麩皮的自由基清除能力、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-dipheny1-2-picryl-hydrazyl，DPPH）自由基清除率、總酚含量分別提高了24.15%、36.06%、51.99%，顯著改善了小麥麩皮總抗氧化能力。Mao Menglan等[14]發(fā)現(xiàn)在糞腸球菌M2固態(tài)發(fā)酵麩皮后，麩皮中阿魏酸、含硫氨基酸含量顯著提升，對提高麥麩的總抗氧化能力有重要作用。另外，微生物在發(fā)酵過程中對淀粉和蛋白等組分結(jié)構(gòu)的影響對提升面包質(zhì)構(gòu)有重要作用。Sun Lei等[15]發(fā)現(xiàn)乳酸菌LB-1與酵母菌協(xié)同發(fā)酵改善了淀粉的結(jié)構(gòu)，提高了面團(tuán)的彈性和強(qiáng)度，從而對面包的質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生了積極的影響。Pei Fei等[16]發(fā)現(xiàn)乳酸菌LB-1與酵母菌協(xié)同發(fā)酵的面團(tuán)中，谷蛋白大分子聚合物的有序結(jié)構(gòu)顯著增加，增強(qiáng)了面團(tuán)的流變和產(chǎn)氣性能，從而對面包質(zhì)構(gòu)的提升產(chǎn)生了積極的作用。此外，微生物在發(fā)酵過程產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，如胞外多糖，也可以有效提升面包質(zhì)構(gòu)[17]。因此，微生物發(fā)酵是提升全麥面包質(zhì)構(gòu)特性關(guān)鍵因素[18]。前期本課題組分離并鑒定3 株能夠與酵母菌協(xié)同發(fā)酵的植物乳桿菌，初步證明了這些乳酸菌與酵母菌協(xié)同發(fā)酵能夠顯著提升全麥面包口感和風(fēng)味[19]。然而，這些乳酸菌在協(xié)同發(fā)酵過程中對全麥麩皮的利用特性尚不明確。本研究旨在篩選具備高發(fā)酵性能的乳酸菌，并與酵母菌固態(tài)發(fā)酵對小麥麩皮進(jìn)行改性，分析固態(tài)發(fā)酵對小麥麩皮組分變化及抗氧化特性的影響。同時，利用固態(tài)發(fā)酵麩皮重組全麥粉制備全麥面包，研究固態(tài)發(fā)酵對全麥面包感官品質(zhì)的提升作用。

1 材料與方法

1.1 菌種、材料與試劑

植物乳桿菌F-50、植物乳桿菌F-3和植物乳桿菌LB-1來自南京財經(jīng)大學(xué)糧油質(zhì)量安全控制及深加工重點實驗室，高活性干酵母購自安琪酵母有限公司。

小麥麩皮（粗蛋白14.9%、粗纖維7.1%、粗脂肪3.4%） 中國儲備糧管理集團(tuán)有限公司；小麥粉（蛋白質(zhì)11%、碳水化合物73.5%、脂肪1.6%） 金龍魚糧油食品股份有限公司。

正構(gòu)烷烴（C7～C30） 美國o2si Smart Solutions公司；麥芽糖、葡萄糖、松三糖、海藻糖等糖類、P0012型BCA蛋白檢測試劑盒 上海碧云天生物技術(shù)有限公司；所有其他化學(xué)品均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

SW-CJ-1F型潔凈工作臺 江蘇蘇凈集團(tuán)安泰公司；ELX800酶標(biāo)儀 美國Bio-Tek公司；GNP-9160型隔水式恒溫培養(yǎng)箱 上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司；7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國安捷倫有限公司；JHMZ 200針式和面機(jī)、JXFD醒發(fā)箱、JKLZ4烤箱北京東方孚德技術(shù)發(fā)展中心；CS-10色差儀 杭州彩譜科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 乳酸菌的產(chǎn)酸特性及生長曲線測定

將乳酸菌以2%接種量接種于試管中，置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱靜置培養(yǎng)，在乳酸菌生長0～24 h，每間隔1 h測定培養(yǎng)液的吸光度，并利用pH計測定培養(yǎng)液的pH值，記錄吸光度并繪制生長曲線。

1.3.2 乳酸菌的糖酵解

單糖發(fā)酵培養(yǎng)基制備：在蛋白胨和水中加1.2%溴紫酚藍(lán)溶液0.4 mL，10%糖10 mL，混勻，分裝試管，每管約2～3 mL，經(jīng)115 ℃高壓滅菌20 min后，分置于試管架上，貼上各類糖標(biāo)簽備用。將待測乳酸菌按2%接種量接種于單糖發(fā)酵培養(yǎng)基中，37 ℃恒溫培養(yǎng)箱靜置培養(yǎng)24 h后觀察培養(yǎng)基顏色并記錄。

1.3.3 乳酸菌形態(tài)學(xué)觀察及革蘭氏染色

將乳酸菌平板劃線接種于MRS瓊脂培養(yǎng)基上，37 ℃培養(yǎng)2 d后觀察單菌落形態(tài)。革蘭氏染色步驟如下：取乳酸菌菌懸液滴于載玻片上，酒精燈外焰晃動2～3 次進(jìn)行固定。結(jié)晶紫染色1 min后蒸餾水沖洗后，加碘液覆蓋涂面染色約1 min。蒸餾水沖洗后脫色液脫色20～30 s，蕃紅染色液染色1 min，干燥后油鏡鏡檢。

1.3.4 固態(tài)發(fā)酵麩皮及全麥面包的制備

參照趙慧敏等[18]的方法，將100 mL含有106CFU/mL乳酸菌及1 g干酵母的菌懸液與100 g麩皮混勻，在37 ℃分別發(fā)酵0、12、24、36 h和48 h。麩皮干燥后粉碎并過80 目篩，按15%的添加量與小麥粉制成重組全麥粉。根據(jù)GB/T 14611—2008《糧油檢驗 小麥粉面包烘焙品質(zhì)試驗直接發(fā)酵法》制備全麥面包。

1.3.5 麩皮組分含量變化的測定

稱取1 g麩皮溶于15 mL超純水，90 ℃恒溫水浴35 min，水提后的上清液參照Han Qianyun等[20]的方法進(jìn)行可溶性多酚含量測定。

可溶性蛋白含量采用BCA蛋白檢測試劑盒并根據(jù)說明書步驟進(jìn)行測定。

總游離氨基酸含量采用茚三酮顯色法測定。參照張偉等[21]的方法，稱0.15 g麩皮并加入1.5 mL的10%乙酸溶液混勻，定容至25 mL。7 500 r/min離心10 min后取1 mL上清液，加入1 mL超純水、3 mL水合茚三酮、0.1 mL的0.1%抗壞血酸并搖勻。沸水浴15 min后在冷水浴中迅速冷卻至溶液呈藍(lán)紫色，用60%乙醇溶液定容至20 mL，搖勻并且在波長570 nm處測定吸光度，以80 ℃烘干的L-亮氨酸為標(biāo)準(zhǔn)品作標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量分析。

水溶性阿拉伯木聚糖含量采用地衣酚鹽酸法測定。參照崔文禮等[22]的方法，稱取100 mg麩皮加入10 mL蒸餾水，30 ℃振蕩提取30 min后離心（4 800 r/min，10 min）。取1 mL上清液加入1 mL的4.8 mol/L鹽酸溶液在100 ℃加熱120 min。待冷卻后取1 mL混合液依次加入2 mL蒸餾水、3 mL的0.1% FeCl3溶液和0.3 mL 1%的地衣酚溶液。混勻后沸水浴顯色40 min取出，冷水迅速冷卻并測定波長670 nm處的吸光度，以木糖為標(biāo)準(zhǔn)品作標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量分析（水溶性阿拉伯木聚糖與木糖質(zhì)量比為0.88∶1）。

1.3.6 麩皮體外抗氧化特性測定

將1 g麩皮加入10 mL超純水中，80 ℃水浴浸提40 min，冷卻后上清液待測?？傔€原力的測定參照袁婭等[23]的方法，取1 mL上清液與1 mL磷酸緩沖液（0.2 mol/L，pH 6.6）和1%鐵氰化鉀溶液混勻并水浴（50 ℃，20 min）。冷卻至室溫后加入1 mL 10%三氯乙酸溶液，靜至10 min后加入1 mL超純水及0.2 mL 0.1%三氯化鐵溶液，混勻后反應(yīng)10 min并在波長700 nm處測定吸光度。

DPPH自由基清除率測定參照劉玉輝[24]的方法，取稀釋5 倍的1 mL上清液，并與1 mL的DPPH應(yīng)用液（用95%乙醇將40 mg DPPH定容100 mL并稀釋5 倍）混勻靜置30 min，在波長517 nm處測吸光度As；用蒸餾水替代上清液測吸光度Ad；用95%乙醇溶液替代DPPH應(yīng)用液測吸光度Ab，按式（1）計算DPPH自由基清除率：

超氧陰離子自由基清除率測定參照裴斐等[25]的方法，取稀釋5 倍的1 mL上清液與1.8 mL的Tris-HCl緩沖液（50 mmol/L，pH 8.2）混勻，25 ℃靜置10 min后加入100 μL 0.01 mol/L鄰苯三酚溶液，混勻后在波長320 nm每隔30 s測定一次吸光度（總時長4 min）?？瞻讓φ諡榈润w積蒸餾水替代樣品液，10 mmol/L HCl代替鄰苯三酚溶液。用吸光度的斜率表示鄰苯三酚自氧化速率A0，加入上清液后的斜率表示為A1，超氧陰離子自由基清除率按式（2）計算：

1.3.7 全麥面包色澤的測定

面包溫度冷卻至室溫后進(jìn)行切片處理。用色差儀測定面包芯與面皮的L*、a*、b*值（L*值表示明暗度；a*值代表紅綠色；b*值代表黃藍(lán)色）。色差測定參考Iglesias-Puig等[26]的測試方法并稍作修改。

1.3.8 全麥面包比容的測定

采用菜籽置換法測定，比容按質(zhì)量與體積的比進(jìn)行計算。

1.3.9 全麥面包全質(zhì)構(gòu)參數(shù)測定

采用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀配備P/36R探針測量全麥面包的全質(zhì)構(gòu)參數(shù)。每組全麥面包被切成1 mL厚度的面包片。根據(jù)AACCI74-09設(shè)定測試參數(shù)：測試前速率3 mm/s，測試速率1 mm/s，測試后速率5 mm/s，觸發(fā)類型為自動10 g，測定比例25%，間隔時間5 s。

1.3.10 全麥面包揮發(fā)性風(fēng)味成分測定

采用固相微萃取結(jié)合頂空氣相色譜-質(zhì)譜分析全麥面包的揮發(fā)性化合物，參考Plessas等[27]的方法。將2.5 g面包樣品置于20 mL的進(jìn)樣瓶中，并在60 ℃水浴。

氣相色譜-質(zhì)譜條件：DB-5MS色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進(jìn)樣方式為無分流進(jìn)樣；程序升溫：35 ℃保留5 min，以5 ℃/min升溫至50 ℃，并保持5 min，再以5.5 ℃/min升溫至230 ℃并保持5 min；載氣為高純氦氣，純度≥99.999%；注入口流量為2 mL/min（恒流模式）；質(zhì)譜掃描方式為全掃描模式（Scan），質(zhì)量掃描范圍m/z33～200；總運行時間51.73 min。

化合物通過質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫（NIST98）結(jié)合Kovats指數(shù)（Kovat index，KI）比較進(jìn)行鑒定，匹配度高于80%被認(rèn)為可靠，實驗KI基于正構(gòu)烷烴（C7～C30）計算，以己酸乙酯為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行物質(zhì)定量分析。

1.3.11 全麥面包感官評定

參照郭東旭等[28]的方法進(jìn)行全麥面包的感官評定實驗，選取10 名經(jīng)過培訓(xùn)的專業(yè)評價員（5 男、5 女）組成評價小組，對全麥面包的色澤、組織結(jié)構(gòu)、風(fēng)味、口感等進(jìn)行綜合評價，評價標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation of whole wheat bread

1.4 數(shù)據(jù)處理

除色澤實驗重復(fù)6 次平行之外，其他實驗每個重復(fù)3 次，使用Origin 2019作圖并使用IBM SPSS 25對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，顯著性分析采用Duncan法，顯著性水平為P＜0.05，差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳酸菌的菌落形態(tài)及革蘭氏染色

前期本課題組分離并鑒定了3 株能夠與酵母菌協(xié)同發(fā)酵的植物乳桿菌F-50、F-3和LB-1，由圖1可知，植物乳桿菌F-50、F-3和LB-1在MRS固體培養(yǎng)基上的單菌落形態(tài)呈2 mm圓形，邊緣光滑整齊、凸起、乳白色、濕潤。革蘭氏染色結(jié)果表明乳酸菌F-50、F-3和LB-1為革蘭氏陽性菌，在1 000 倍油鏡下呈現(xiàn)長桿狀或短桿狀，形成鏈，無芽孢。

圖1 植物乳桿菌F-50、F-3和LB-1的菌落形態(tài)及革蘭氏染色Fig. 1 Colony morphology and Gram staining of L. plantarum F-50, F-3 and LB-1

2.2 乳酸菌的產(chǎn)酸特性及生長曲線

乳酸菌產(chǎn)酸能夠保證固態(tài)發(fā)酵不受雜菌污染，同時也能夠促進(jìn)風(fēng)味物質(zhì)的形成[29]。由圖2可知，植物乳桿菌F-50、F-3和LB-1的生長曲線具有相似的趨勢。在1～6 h處于延遲期，在6～12 h處于對數(shù)期，在12 h之后處于穩(wěn)定期。乳酸菌的產(chǎn)酸速率與其生長速率呈正相關(guān)，當(dāng)處于延遲期階段，菌懸液的pH值約從6.5緩慢下降至6左右。進(jìn)入對數(shù)期以后，pH值迅速下降至約pH 3.7然后保持穩(wěn)定，并維持在pH 3.6～3.9。F-50和F-3分別在8 h和10 h達(dá)到pH值的最低穩(wěn)定值，相比于F-50和F-3，LB-1的產(chǎn)酸速率較快，在6 h達(dá)到最低的穩(wěn)定值。根據(jù)蘇雪倩[30]的報道，添加乙酸、乳酸等有機(jī)酸能夠增強(qiáng)面團(tuán)延伸性、拉伸能量和抗延伸阻力，從而提高面團(tuán)的黏彈性和延展性。此外，有機(jī)酸處理可有效降低面包硬度和水分散失速率，使面包比容明顯增加。

圖2 乳酸菌F-50（A）、F-3（B）和LB-1（C）的生長曲線及產(chǎn)酸速率圖Fig. 2 Growth curves and acid production rates of L. plantarum F-50 (A),F-3 (B) and LB-1 (C)

2.3 乳酸菌的糖發(fā)酵特性

應(yīng)用于麩皮固態(tài)發(fā)酵的乳酸菌，不但需要較強(qiáng)的產(chǎn)酸能力，同時還需具備良好的糖發(fā)酵能力[31]。如表2所示，3 株乳酸菌都能利用麥芽糖、葡萄糖、蔗糖、松三糖、海藻糖、菊糖、果糖和甘露醇，并且都不能利用纖維二塘、甲基甘露糖苷、木糖醇、肌醇和棉子糖。山梨醇、木糖和阿拉伯糖只有LB-1能夠利用。其中木糖和阿拉伯糖是麩皮中最重要的糖類，對全麥面團(tuán)流變特性以及全麥面包質(zhì)構(gòu)特性的形成起關(guān)鍵作用[32]。因此，在后續(xù)實驗中，選取具備良好產(chǎn)酸能力和較強(qiáng)糖發(fā)酵能力的植物乳桿菌LB-1作為發(fā)酵菌種。

表2 植物乳桿菌F-50、F-3和LB-1的糖發(fā)酵特性Table 2 Sugar fermentation characteristics of L. plantarum F-50, F-3 and LB-1

2.4 固態(tài)發(fā)酵中麩皮組分含量的變化

如圖3所示，麩皮中總游離氨基酸、可溶性蛋白、可溶性多酚和可溶性阿拉伯木聚糖含量隨發(fā)酵時間的延長而不斷增加。其中，可溶性蛋白含量在發(fā)酵36 h后從4.60 mg/g增長至8.36 mg/g并保持穩(wěn)定（圖3A），這主要是由于乳酸菌發(fā)酵能夠產(chǎn)酸水解麩皮中的蛋白質(zhì)從而導(dǎo)致蛋白溶解度增高。此外，總游離氨基酸含量在第0小時為1 210 mg/kg，固態(tài)發(fā)酵24 h后顯著（P＜0.05）增加至1 690 mg/kg并且保持穩(wěn)定（圖3A）。研究表明，乳酸菌產(chǎn)生的如二肽酶和氨基酸肽酶等內(nèi)肽酶能夠水解寡肽，為其生長和代謝提供必需的氨基酸[33-34]，而酵母菌在發(fā)酵過程中對蛋白質(zhì)及多肽幾乎沒有降解作用[35]。這些游離氨基酸可以作為面團(tuán)主要風(fēng)味的前體物質(zhì)，有效提升烘焙產(chǎn)品的整體風(fēng)味特性[36]。

圖3 固態(tài)發(fā)酵過程麩皮中總游離氨基酸、可溶性蛋白（A）、可溶性多酚及可溶性阿拉伯木聚糖（B）的含量變化Fig. 3 Changes in contents of total free amino acids, soluble protein (A),soluble polyphenols and soluble arabinoxylans (B) in wheat bran during solid-state fermentation

麩皮中阿拉伯木聚糖占非淀粉多糖含量的70%，其中，可溶性阿拉伯木聚糖參與面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，與全麥面包質(zhì)構(gòu)品質(zhì)存在密切的關(guān)系。由圖3B可知，可溶性阿拉伯木聚糖含量在發(fā)酵48 h后達(dá)到2.01 mg/g，相比于未發(fā)酵之前提升了1.79 倍。此外，酚類是麥麩中最主要的生理活性物質(zhì)，具有抗氧化、清除自由基、降血脂等生理功能。未發(fā)酵之前，麩皮中可溶性多酚含量為1.67 mg/g，在發(fā)酵48 h后增長至4.52 mg/g（圖3B）。孫盈乾[37]利用不同酵母菌固態(tài)發(fā)酵麩皮，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后麩皮中的多酚含量最高提高了1.62 倍。王太軍[38]利用乳酸菌發(fā)酵麩皮，發(fā)現(xiàn)在35 ℃發(fā)酵36 h后，多酚含量達(dá)到4.92 mg/g，相比于原料提高了81.5%。在本研究中，麩皮經(jīng)過固態(tài)發(fā)酵后可溶性多酚含量提升了1.70 倍，這與前人研究結(jié)果一致。

2.5 固態(tài)發(fā)酵對麩皮體外抗氧化活性的影響

還原力是物質(zhì)通過自身的還原作用給出電子而清除自由基，一般來說，還原能力越強(qiáng)其抗氧化性越強(qiáng)。如圖4A所示，未發(fā)酵麩皮的總還原力為0.16，在發(fā)酵12～24 h迅速升高，然后穩(wěn)定在約0.30。如圖4B所示，隨發(fā)酵時間的延長，麩皮DPPH自由基清除率不斷增長，相比于未發(fā)酵麩皮（46.31%），發(fā)酵48 h后增長了19.54%。此外，麩皮的超氧陰離子自由基清除率在0～36 h內(nèi)迅速增長，在36～48 h內(nèi)略有降低（圖4C）。上述研究結(jié)果表明，固態(tài)發(fā)酵能夠增加麩皮的總還原力、DPPH自由基清除率以及超氧陰離子自由基清除率，顯著提升麩皮的體外抗氧化活性。麩皮酚類化合物主要存在皮層細(xì)胞壁上，由于其通常與糖類和蛋白質(zhì)通過糖苷鍵、酯鍵相結(jié)合，因此難以釋放并發(fā)揮其抗氧化性能[39]。固態(tài)發(fā)酵過程中，微生物能夠使細(xì)胞壁變得松散，從而釋放束縛性酚類物質(zhì)[40]。本研究中麩皮可溶性多酚含量經(jīng)過發(fā)酵后提升了1.70 倍（圖3B），從而增強(qiáng)其體外抗氧化活性。多酚、黃酮類活性物質(zhì)的增加，增強(qiáng)了全麥面包的抗氧化特性，降低了全麥面包中淀粉的老化速度，從而改善全麥面包黏彈性等質(zhì)構(gòu)特性，提高全麥面包的貨架期，更好地維持全麥面包的質(zhì)地與口感。

圖4 固態(tài)發(fā)酵過程麩皮總還原力（A）、DPPH自由基清除率（B）和超氧陰離子自由基清除率（C）變化Fig. 4 Changes in total reducing power (A), DPPH radical (B) and superoxide anion radical-scavenging capacity (C) of wheat bran during solid-state fermentation

2.6 固態(tài)發(fā)酵麩皮對全麥面包色澤、比容和質(zhì)構(gòu)的影響

按照GB/T 14611—2008將重組全麥粉烘焙制成全麥面包并分別測定全麥面包芯、面包皮的色澤和全麥面包的比容，全麥面包芯和面包皮的色澤變化。由表3可知，與未發(fā)酵組相比，協(xié)同發(fā)酵組的全麥面包芯和面包皮的L*值均顯著降低，但全麥面包芯的a*、b*值顯著提升。這可能是因為麩皮在協(xié)同發(fā)酵的過程中纖維素斷鍵轉(zhuǎn)變?yōu)閱翁呛凸烟牵诿姘嚎緯r提供的高溫環(huán)境中，能與氨基化合物發(fā)生美拉德反應(yīng)，使全麥面包芯褐變反應(yīng)更加明顯[26]。

如表4所示，0 h組全麥面包的比容為2.25 mL/g，36 h組全麥面包的比容比0 h組提升了0.24 倍，36 h組全麥面包與48 h組全麥面包的比容無顯著差異（P＞0.05）。根據(jù)全麥面包的全質(zhì)構(gòu)參數(shù)分析可知，0 h組全麥面包的硬度、膠著度和咀嚼度分別為1 108.43、1 067.15 g和972.61 g，在所有全麥面包中均為最高。36 h組全麥面包的硬度、膠著度和咀嚼度分別為901.92、888.04 g和674.48 g，與0 h和12 h組全麥面包相比顯著降低（P＜0.05）。同時，36 h組全麥面包的內(nèi)聚性和彈性分別為0.95和1.02，顯著（P＜0.05）高于其他組全麥面包。根據(jù)張成龍[41]和肖志剛[8]等對可接受的全麥面包質(zhì)構(gòu)參數(shù)范圍的報道，全麥面包可接受的質(zhì)構(gòu)參數(shù)：硬度600～1 500 g，彈性0.6～1.2，內(nèi)聚性0.6～1.2，咀嚼度400～1 500 g，本實驗所得質(zhì)構(gòu)參數(shù)范圍符合該范圍標(biāo)準(zhǔn)。大量研究表明，面包的硬度、膠著度和咀嚼度與面包的整體可接受度呈負(fù)相關(guān)，而彈性和內(nèi)聚性與面包的整體可接受度呈正相關(guān)[42-44]。由全質(zhì)構(gòu)參數(shù)可知，36 h組的全麥面包口感更加松軟、適口，這主要是由于固態(tài)發(fā)酵提高了麩皮中可溶性阿拉伯木聚糖含量（圖2B），增強(qiáng)全麥面團(tuán)體系中的組分與水分子的結(jié)合能力，有助于面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成[45]。

表3 全麥面包的色澤參數(shù)Table 3 Color parameters of whole wheat bread

表4 全麥面包的比容和全質(zhì)構(gòu)參數(shù)Table 4 Specific volume and texture parameters of whole wheat bread

2.7 固態(tài)發(fā)酵麩皮對全麥面包風(fēng)味的影響

采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法在全麥面包中共檢測出47 種揮發(fā)性風(fēng)味化合物，結(jié)果如表5所示。其中，0 h組全麥面包共檢測出32 種揮發(fā)性風(fēng)味化合物，12、24、36 h和48 h組全麥面包分別檢測出36、39、42 種和44 種揮發(fā)性風(fēng)味化合物，表明全麥面包的揮發(fā)性風(fēng)味成分在經(jīng)過固態(tài)發(fā)酵后得到增強(qiáng)。相比0 h組，經(jīng)過固態(tài)發(fā)酵的全麥面包新增了2,3-丁二醇、3-壬烯-1-醇、壬酸、月桂酸、癸二烯醛、辛烯醛等風(fēng)味化合物。釀酒酵母在固態(tài)發(fā)酵過程中主要產(chǎn)生乙酸乙酯、辛酸乙酯和乙酸苯乙酯等風(fēng)味化合物，48 h組全麥面包的乙醇含量顯著提升，這可能是由于酵母無氧呼吸作用形成。同時，0 h組的乙酸含量（269.64 μg/kg）顯著低于12、24、36、48 h組全麥面包（分別為498.42、1 020.83、1 933.54、2 590.50 μg/kg），這與Cavallo等[46]的研究一致，據(jù)報道乙酸是乳酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的最主要風(fēng)味物質(zhì)。Su Xueqian等[47]研究了有機(jī)酸對面包品質(zhì)的改善作用，發(fā)現(xiàn)乙酸能夠提升面包的比容、降低面包的pH值和硬度，這與本實驗對全麥面包比容和質(zhì)構(gòu)特性的測定結(jié)果一致（表4）。此外，麩皮中5-甲基-2-糠醛、3-乙基苯甲醛等苦味風(fēng)味物質(zhì)含量在發(fā)酵過程中降低，使全麥面包的風(fēng)味得到更好提升。為進(jìn)一步探究與評價協(xié)同發(fā)酵對全麥面包感官品質(zhì)的影響，對固態(tài)發(fā)酵的全麥面包從其色澤、組織結(jié)構(gòu)、風(fēng)味和口感4 個方面進(jìn)行感官評定，結(jié)果如表6所示，與未發(fā)酵組相比，協(xié)同發(fā)酵組的各項評分顯著提高。其中，協(xié)同發(fā)酵36 h組的色澤、組織結(jié)構(gòu)、風(fēng)味、口感這4 項的都獲得了較高的分?jǐn)?shù)，綜合評分最高。

表5 全麥面包的揮發(fā)性風(fēng)味化合物Table 5 Volatile flavor compounds of whole wheat bread

表6 全麥面包的感官評定Table 6 Sensory evaluation of whole wheat bread

3 結(jié) 論

考察乳酸菌和酵母菌固態(tài)發(fā)酵對麩皮抗氧化特性及全麥面包色澤、組織結(jié)構(gòu)、風(fēng)味、口感等感官品質(zhì)提升作用影響。結(jié)果表明：相比于未發(fā)酵組和其他發(fā)酵時長的組別，乳酸菌LB-1與釀酒酵母固態(tài)發(fā)酵麩皮36 h組的麩皮抗氧化性效果最佳，發(fā)酵麩皮的總還原力、DPPH自由基清除率以及超氧陰離子自由基清除率分別提升了0.88、0.42 倍和2.1 倍，降低了全麥面包中淀粉的老化速度，從而改善了全麥面包黏彈性等質(zhì)構(gòu)特性。此外，用36 h發(fā)酵的麩皮制作的全麥面包，在色澤方面，其面包芯與面包皮的色澤變深，但面包芯的a*、b*值顯著提升。在比容和質(zhì)構(gòu)方面，其比容顯著增加了0.24 倍，其硬度、膠著度和咀嚼度顯著降低，內(nèi)聚性和彈性顯著增加。在感官評價方面，其感官評分最高。因此，乳酸菌LB-1和釀酒酵母固態(tài)發(fā)酵36 h的麩皮為提高體外氧化活性和改善全麥面包品質(zhì)口感的新方法提供思路。