乳酸菌发酵猕猴桃及其面包的营养与风味特性研究

作     者：梁丽婷 

作者单位：江南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄卫宁

授予年度：2021年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083202[工学-粮食、油脂及植物蛋白工程] 

主      题：β-葡萄糖苷酶 猕猴桃 烘焙特性 风味营养特性 储藏特性 

摘      要：本研究选取筛选自酒曲的3株产β-葡萄糖苷酶的乳酸菌(戊糖片球菌J28、哈尔滨乳杆菌M12和M24)用于发酵猕猴桃,同时分析猕猴桃发酵特性,并将其用于面包制作,探究其对面包面团特性和面包烘焙、营养、风味和储藏特性的影响。主要研究结论如下:通过对猕猴桃发酵过程中的菌落数、pH、TTA、β-葡萄糖苷酶酶活性、膳食纤维、糖类、有机酸和色泽变化,探究3株不同产β-葡萄糖苷酶乳酸菌发酵(J28、M12和M24)对猕猴桃生化特性影响。结果表明,菌株J28、M12和M24在猕猴桃基质中均生长良好,β-葡萄糖苷酶酶活分别为55.1 U/L、51.1 U/L和48.4 U/L。经过菌株的发酵作用,3种发酵猕猴桃(KF-J28、KF-M12和KF-M24)的糖类含量和柠檬酸、苹果酸和奎宁酸含量显著下降,乳酸和乙酸含量显著增加(p0.05)。发酵后颜色差异未达到肉眼可见,可溶性膳食纤维(SDF)在KF-J28、KF-M12和KF-M24中分别增加了41.32%、34.41%和29.67%,不可溶性膳食纤维(IDF)分别降低了29.46%、26.27%和24.44%。产β-葡萄糖苷酶乳酸菌发酵猕猴桃营养特性表明,猕猴桃经过乳酸菌发酵后总酚和总黄酮含量分别提升了13.41%～30.81%和5.40%～37.41%,维生素C含量降低。同时,抗氧化能力显著提升(p0.05),KF-J28组总酚、总黄酮含量和抗氧化能力最高。此外,发酵减少猕猴桃大分子多肽占比,提升小分子多肽比重。利用SPME-GC-TOF/MS分析猕猴桃风味化合物,通过产β-葡萄糖苷酶乳酸菌发酵首次在猕猴桃中发现α-当归内酯、乙酸糠酯、α-芹菜烯和泛酸内酯。发酵猕猴桃组风味物质种类和含量均高于对照组,其中酸类,酯类,醇类和萜烯类化合物增加,酯类涨幅高达129倍,醛酮类化合物降低。KF-J28组风味物质种类和含量最高。面团生化特性研究表明,与未发酵猕猴桃面包面团(KFD)相比,发酵猕猴桃面包面团(KFD-J28、KFD-M12和KFD-M24)游离巯基含量降低6.47%～15.58%,二硫键含量提升15.29%～22.51%,α-淀粉酶活力提高13.51%～14.86%,α-氨基态氮含量增加4.94%～18.63%。面团流变和微观结构显示,发酵猕猴桃的添加降低猕猴桃面包面团粘弹性,改善猕猴桃面包面团的加工性能,促进面筋网络结构延伸,改善面团产气与持气能力。其中,KFD-J28组面团面筋网络结构和面团产气与持气能力的改善更加显著。乳酸菌发酵猕猴桃,能有效改善猕猴桃面包烘焙与营养特性,其中乳酸菌J28发酵猕猴桃面包(KFB-J28)效果最显著,其质构特性和感官评价接近或高于小麦面包(WB)。面包烘焙品质方面,与未发酵猕猴桃面包(KFB)相比,发酵猕猴桃面包(KFB-J28、KFB-M12和KFB-M24)比容分别提高了18.59%、17.03%和8.22%,硬度下降了11.58%、10.17%和8.2%。经Image J和感官分析发现,KFB-J28芯囊组织更加均匀,其总体可接受度最高。面包营养特性方面,5种面包的总酚、总黄酮和抗氧化能力大小均为WBKFBKFB-M24KFB-M12KFB-J28。与KFB相比,发酵猕猴桃面包的蛋白质体外消化率和总氨基酸含量显著增加(p0.05),同时KFB-J28有更好的氨基酸特征。发酵猕猴桃能有效改善面包风味特性,其中KFB-J28效果最为显著。通过电子鼻和电子舌对面包的气味与滋味特征进行测定,PCA分析表明发酵和未发酵猕猴桃的添加对面包整体滋味和气味特性的提升具有显著效果,3组发酵猕猴桃面包的整体滋味特征之间差异不显著,而KFB-J28与其他两组发酵猕猴桃面包在风味上存在较大差异气味。乳酸菌发酵均降低了猕猴桃面包苦味和涩味。风味方面,WB、KFB、KFB-J28、KFB-M12和KFB-M24中分别检测到45种、51种、74种、70种和58种挥发性风味物质。发酵猕猴桃面包(KFB-J28、KFB-M12和KFB-M24)的挥发性风味物质含量是WB的1.38倍～1.46倍,KFB的1.21倍～1.28倍。储藏特性研究表明,添加发酵猕猴桃能够延缓面包硬化、淀粉重结晶和老化焓值增长速率,减少水分散失。其中,发酵猕猴桃面包组别之间,相同储藏期内KFB-J28面包硬度更低,重结晶、老化和水分散失速率更小。