低剂量玫瑰花粉（RP）协同红曲米粉（RYRP）调控馒头品质与关键挥发性风味标志物

《Food Chemistry: X》：Rose powder modulates the quality and volatile flavor profile of steamed buns containing red yeast rice powder

　　

玫瑰花粉（Rose powder，RP）调控含红曲米粉（red yeast rice powder，RYRP）馒头的品质和挥发性风味特征。馒头的最优添加水平为0.3% RYRP和1.0% RP（w/w）。RP可进一步调控补加RYRP的馒头风味。通过气相色谱-离子迁移谱（gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）共鉴定出29种挥发性化合物，主要为醇类。差异香气物质为3-甲基丁-1-醇（3-methylbutan-1-ol）、乙酸乙酯（ethyl acetate）、己醛（hexanal）和3-羟基-2-丁酮（3-hydroxy-2-butanone）。

论文解读

研究背景方面，馒头（steamed buns）是中国广泛消费的传统发酵小麦制品，其品质主要受色泽、风味和质构影响。风味取决于发酵过程中微生物代谢和原料固有化学组成，质构则与面筋网络的连续性和强度密切相关。商业生产的馒头通常采用单一酵母发酵，风味受到限制。为改善色泽和风味，许多植物粉末被用于馒头，但部分植物粉末可能破坏面筋网络，进而影响质构和消费者接受度。因此，在将植物粉末加入馒头时，需要平衡色泽、风味提升与结构品质。红曲米粉（red yeast rice powder，RYRP）由红曲霉（Monascus purpureus）固态发酵米制得，具有较强着色能力和特征发酵香气，广泛用于肉制品和某些面制品。但已有研究发现，高浓度红曲色素可削弱小麦面条的面筋网络结构，导致淀粉暴露不均，说明不能仅通过增加RYRP来提高风味和色泽。因此，需要引入第二种粉末，在可接受结构品质下进一步改善品质并调控挥发性风味。已有研究表明，1%–2%玫瑰花粉（rose powder，RP）对馒头质构和体积膨胀影响较小，而3%–4% RP会改变面团流变并损害产品品质。RP富含膳食纤维、多酚和其他生物活性物质，可改变馒头质构和微结构，并可能影响挥发性风味化合物释放。基于此，研究人员在低RYRP水平上引入适当低浓度RP，考察RP能否在维持可接受结构的同时进一步调控馒头品质和挥发性风味。基于质构分析和感官评价选择合适添加水平，并用扫描电子显微镜（scanning electron microscopy，SEM）、傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）、电子鼻（electronic nose，E-nose）和气相色谱-离子迁移谱（gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）表征，以相对气味活度值（relative odor activity value，ROAV）识别关键香气化合物。该研究为在发酵面团产品中添加低水平植物粉末以调控品质和风味提供了依据。

研究人员制备了含不同水平RYRP和RP的馒头，先筛选RYRP添加水平，再在0.3% RYRP基础上筛选RP添加水平。结果表明，0.3% RYRP和1.0% RP（w/w）为最优添加水平；RP可进一步调控含RYRP馒头的风味。与仅含0.3% RYRP的HQ相比，含0.3% RYRP和1% RP的HMG硬度和咀嚼性较低，恢复性较高；GC-IMS共鉴定出29种已知挥发性化合物，以醇类为主；3-甲基丁-1-醇、乙酸乙酯、己醛和3-羟基-2-丁酮被选为潜在关键差异香气化合物，其中3-羟基-2-丁酮被认为是区分HMG与其他馒头的候选香气标志物。该研究对低水平植物粉末在发酵面团产品中的应用及质构和风味调控具有重要意义。

关键技术方法方面，研究人员以小麦粉为基料，用RYRP和RP替代等量小麦粉，经混合、发酵、排气、分割、二次发酵和蒸制制备馒头；样品来源为实验室制备馒头，未涉及人群样本队列。先以0%、0.1%–0.6%（w/w）RYRP筛选，再在0.3% RYRP基础上添加0%、0.5%、1.0%、2.0%（w/w）RP。采用质构剖面分析（texture profile analysis，TPA）、色差分析和15名食品科学学生（7男8女）盲评感官；用PEN3.5电子鼻、SEM、FTIR和GC-IMS（MXT-WAX柱，³H离子源，2-辛醇内标）分析；以ROAV评价关键香气，并用单因素方差分析、主成分分析（principal component analysis，PCA）和正交偏最小二乘判别分析（orthogonal partial least squares discriminant analysis，OPLS-DA）统计。

研究结果如下。

3.1 红曲米粉在馒头中掺入水平的选择。研究人员通过外观、内部结构、色差、TPA和感官评价发现，随RYRP增加，馒头颜色逐渐加深，a*值总体升高，L*值显著降低，b*值呈倒U形并在0.3%添加水平达峰。质构呈非线性变化，0.2% RYRP显著降低硬度，0.3% RYRP的硬度和恢复性与对照无显著差异，0.4%和0.5% RYRP提高恢复性，0.6% RYRP恢复性不再增加。感官评价显示，RYRP改善外观、颜色和气味，0.3% RYRP具有明显红色且总体感官评分最高，因此选择0.3% RYRP，命名HQ。

3.2 含RYRP馒头中RP添加水平的选择。在0.3% RYRP基础上添加RP后，馒头由浅粉色逐渐转为红棕色，表面光滑无裂。色差显示RP系列L*值低于对照和仅添加RYRP的馒头。与HQ-3相比，RP显著降低硬度和咀嚼性并提高恢复性，但并非线性关系，0.5% RP硬最低、恢复性最高。感官评价中，0.5%和1.0% RP在外观、颜色、气味和味道上得分高于HQ-3，2.0% RP降低外观和味道得分。1.0% RP总体感官评分最高，因此选择1.0% RP，命名HMG。

3.3 红曲米粉和玫瑰花粉对馒头微结构的影响。SEM显示，对照馒头具有相对连续均匀的基质和较多小颗粒；HQ中小颗粒减少并形成大量较大团聚体，结构不均一，原文推测这与红曲色素影响面筋网络有关。HMG出现不规则片状结构、褶皱和颗粒，孔隙较对照和HQ更明显，这解释了HMG较低硬度和咀嚼性。原文指出，RP富含多酚和膳食纤维，可通过水竞争、物理干扰以及与面筋蛋白相互作用改变面筋网络结构。

3.4 三种馒头和两种蒸制粉末的FTIR分析。FTIR在4000–400 cm^?1范围内记录光谱，三种馒头谱图相似，HQ和HMG未出现明显新吸收带。3415 cm^?1附近宽吸收带归属为OH伸缩振动和分子间氢键；2928 cm^?1附近归属为脂质、蛋白质和碳水化合物中脂肪族基团CH₂不对称伸缩；1619–1627 cm^?1附近归属为蛋白质酰胺I区CO伸缩振动，可能包含结合水H–O–H弯曲振动贡献；1200–800 cm^?1为多糖指纹区。最明显差异是CK中1627 cm^?1峰移至HQ和HMG的1619 cm^?1，可能与RYRP改变局部水分布和面筋水合状态有关。HQ和HMG在该区域峰位相同，说明RP未造成额外峰移。蒸制RYRP和RP有特征吸收带，但HQ和HMG中未出现新吸收峰，可能与添加量低及被淀粉-蛋白基质主吸收带覆盖有关。

3.5 基于电子鼻的馒头香气品质评价。电子鼻数据的PCA中，PC1贡献66.4%，PC2贡献30.0%，总贡献96.4%，三组馒头得到分离。雷达图显示W1W、W1S、W2S、W5S和W2W传感器响应值超过1.0，W1W、W1S和W2S的响应趋势为HMG＞HQ＞CK，表明RYRP可能增加挥发性气味响应，RP可能进一步增强该响应。

3.6 三种馒头的GC-IMS光谱分析。GC-IMS二维谱中纵轴为GC保留时间，横轴为归一化离子迁移漂移时间，反应离子峰右侧信号对应挥发性有机化合物（volatile organic compounds，VOCs）。差异谱显示三组馒头挥发性差异主要集中在保留时间200–600 s范围。

3.7 三种馒头中VOCs的定性和半定量分析。GC-IMS共检测到43个峰信号，包括29种已知挥发性化合物和5种未知物。已知物包括10种醇、9种醛、3种酯、4种酮、1种萜烯、1种芳香族化合物和1种羧酸。醇类相对含量最高，CK、HQ和HMG中分别为65.28%、62.63%和65.25%，乙醇为优势醇，可能与酵母发酵有关。酮类相对含量居第二，分别为14.09%、15.48%和12.72%。酸、醛、酯含量较低，但多种化合物在三组间差异显著。CK中isoamyl acetate、3-methyl butanal和n-nonanal显著高于HQ和HMG；HQ中heptaldehyde和propanal-D显著富集。指纹图中，区域A在CK中信号较强，主要为醛、醇和酯；区域B在HQ中信号较强，以酮和醛为主；区域C在HMG中信号较强，包括butanoic acid, hexyl ester、3-hydroxy-2-butanone、(E)-2-hexenal、acetic acid、butanal、(E)-2-heptenal、3-nonanone和methanol。

3.8 三种馒头关键风味物质分析。ROAV结果显示，ROAV≥1的关键香气化合物有13种，三组均分为相同5类：2种醇、7种醛、2种酯、1种酮和1种萜烯。3-methylbutan-1-ol在三组中ROAV均达100，是馒头主要香气化合物，具有威士忌特征。Isoamyl acetate和ethyl acetate在三组中ROAV较高，是贡献清新果香的关键化合物。CK中3-methylbutanal、isoamyl acetate和n-nonanal的ROAV高于HQ和HMG。HQ中heptaldehyde的ROAV高于CK和HMG。HMG中3-hydroxy-2-butanone的ROAV高于CK和HQ，其奶油和黄油香气贡献增加，且其D形式半定量浓度在HMG显著较高。

3.9 基于HS-GC-IMS数据的OPLS-DA。OPLS-DA显示CK、HQ和HMG清晰分离，模型拟合参数R²X=0.99、R²Y=0.999、Q²=0.976，200次置换检验Q²截距为?1.03，低于0，表明模型无明显过拟合。以变量投影重要性（variable importance in projection，VIP）＞1和ROAV≥1筛选，四个信号特征符合标准，包括3-methylbutan-1-ol-D、ethyl acetate、hexanal-D和3-hydroxy-2-butanone-D，被选为潜在关键差异香气化合物。其中3-hydroxy-2-butanone-D在HMG半定量浓度显著高于CK和HQ，且3-hydroxy-2-butanone在HMG中ROAV最高，因此被认为是区分HMG与其他馒头的候选香气标志物。

讨论部分，原文围绕关键风味变化机制进行解释：CK中3-methylbutanal较高而HQ和HMG降低，可能与加入RYRP和RP后前体可用性或转化变化有关；n-nonanal降低可能与小麦制品加工中脂质衍生物形成和后续转化差异有关；heptaldehyde在HQ升高可能与RYRP提供亚油酸氧化前体有关，而在HMG降低可能与RP中酚类化合物与馒头基质相互作用、影响释放有关；3-hydroxy-2-butanone在HMG升高可能与RP加入后可发酵糖可用性变化有关。OPLS-DA进一步支持三组挥发性风味存在差异。

研究结论翻译：本研究表明，在含0.3%（w/w）红曲米粉的馒头中添加1%（w/w）玫瑰花粉，可在可接受的结构品质下进一步调控质构、色泽和挥发性风味轮廓。与HQ（0.3% RYRP）相比，HMG（0.3% RYRP和1% RP）表现出较低的硬度和咀嚼性，但较高的恢复性。风味方面，3-甲基丁-1-醇、乙酸乙酯、己醛和3-羟基-2-丁酮被选为潜在关键差异香气化合物。此外，3-羟基-2-丁酮被认为是区分HMG与其他馒头的候选香气标志物。该结果为低水平植物粉末在发酵面团产品中的应用及其质构和风味调控提供了参考。