酵母菌發酵法改良甘草感官品質的研究

豆康寧,孟宏昌,張玲玲,王飛*

(1.漯河醫學高等專科學校，河南 漯河　462002; 2.漯河職業技術學院，河南 漯河　462002)

甘草為多年生草本植物，是一種藥食兩用資源，其提取物廣泛應用于食品、醫藥、日用化工等領域[1]。甘草味甘甜，性平和，入心、脾、肺、胃四經；生用偏涼，可瀉火解毒、緩急止痛；炙用偏溫，能散表寒、補中益氣；此外，甘草還善于調和藥性，解百藥之毒[2]。甘草中的生理活性成分主要有三萜類化合物、黃酮類化合物及甘草多糖類化合物三大類成分，具有抑菌、抗腫瘤、抗誘變、抗病毒、抗氧化等多種生理功能[3-8]。我國食品添加劑使用衛生標準GB 02760-2011規定，甘草、甘草酸銨、甘草酸一鉀及三鉀作為功能甜味劑可用于蜜餞涼果、糖果、餅干、肉罐頭、調味品和飲料中，使用量按生產需要使用。

但是，甘草具有甘草腥味，將甘草及其提取液作為調味品或食品添加劑直接添加到食品中，會影響食品的感官品質，限制了其在食品中的應用價值。研究發現，微生物發酵法是改良甘草感官品質的良好途徑[9]。文章研究了甘草在酵母菌發酵下酒精含量的變化、感官品質的變化、氣味成分的變化，為甘草感官品質的改良及在食品中的應用提供了技術參考。

1　材料與方法

1.1　材料

甘草：品種為烏拉爾甘草，生長方式為種植，產地為寧夏鹽池，生長期為3年，通過市售采購；水：一級純凈水，實驗室自制；酵母菌：活性面包干酵母，活菌數為1×1012個/g，安琪酵母股份有限公司；葡萄糖：食品級，山東西唐生物科技有限公司。

1.2　儀器與設備

YP3001N型電子分析天平上海精密科學儀器有限公司；SZYDW型無菌操作臺蘇州億達凈化實驗室設備有限公司；LDZX-50KBS型高壓滅菌鍋上海申安醫療器械廠；RYC-111型搖床上海福瑪實驗設備有限公司；X-22R型冷凍離心機Allegra公司；SQ456-GC型毛細管氣相色譜-質譜聯用儀美國布魯克公司；Agilent 7890A氣相色譜儀、附氫火焰離子化檢測器(FID)。

1.3　實驗方法

1.3.1甘草提取物制備方法

將甘草用萬能粉碎機粉碎成20目的粉末，稱量20 g甘草樣品，放入1000 mL錐形瓶中，再加入500 mL水，放入搖床中振蕩提取，搖床振蕩速度為120 r/min，溫度為30 ℃，提取60 min。提取結束后，用冷凍離心機分離甘草提取液，轉速為10000 r/min，時間為10 min。將離心后的上清液用提取溶劑定容至500 mL，即得甘草提取液，然后用0.22 μm微孔濾膜過濾甘草提取液得1 mL作為甘草提取物GC-MS試樣。

1.3.2甘草發酵方法

在250 mL錐形瓶中，加入100 mL甘草提取液，添加5%的葡萄糖，搖勻后，在高壓滅菌鍋中滅菌，待甘草溶液冷卻后，在無菌操作臺中接種甘草溶液1%的酵母菌，然后放置在恒溫搖床中發酵，發酵溫度28 ℃[10]。每隔30 min，取出部分甘草發酵溶液，評價甘草溶液的感官品質。

1.3.3甘草溶液感官品質評價方法

表1　甘草溶液感官品質評價賦分標準

其中，以4%的甘草提取液的腥味等級標定為重，將甘草液濃度依次稀釋10倍，腥味等級依次為較重、稍有甘草腥味，無甘草腥味。以4%的甘草提取液的色澤等級標定為黃色深，將甘草液濃度依次稀釋10倍，色澤等級依次為黃色較深、黃色淡、黃色淺淡。

1.3.4甘草提取液中乙醇含量的測定

1.3.4.1乙醇含量測定方法

采用Agilent 7890A氣相色譜儀進行測定分析乙醇含量。色譜分析條件：色譜柱：DB-FFAP色譜柱(30 m×0.25 μm×0.25 mm)，程序升溫60 ℃(保持2 min)，以5 ℃/min升至110 ℃(保持5 min)，進樣口溫度200 ℃，檢測器(FID)溫度220 ℃，分流比5∶1，氫氣流速 40 mL/min，空氣流速400 mL/min，載氣(N2) 30 mL/min，進樣量1.0 μL[12]。

1.3.4.2乙醇濃度標準曲線的建立

用一級純水分別配制以下不同濃度的乙醇溶液：2%，1%，0.5%，0.25%，0.125%，0.625%。建立乙醇濃度與氣相色譜出峰面積之間的關系曲線。

1.3.5甘草提取液氣質色譜分析

采用SQ456-GC型毛細管氣相色譜-質譜聯用儀進行測定分析。

1.3.5.1氣質色譜方法[13]

萃取條件：CAR/PDMS復合萃取頭，溫度為50 ℃，時間為40 min。氣相色譜條件：石英毛細管柱HP-FFAP (30 m×0.25 mm，0.25 μm)，程序升溫：起始溫度40 ℃，保持3 min，然后以5 ℃/min升到90 ℃，再以12 ℃/min 升到250 ℃，保持8 min；載氣為氦氣，柱流量1.5 mL/min，進樣口溫度250 ℃，進樣量：固相微萃取(SPME)，進樣方式：手動，不分流。

1.3.5.2質譜條件

電離方式：EI，電子能量：70 eV，接口溫度：250 ℃，離子源溫度：200 ℃。采用Wiley7n.1 標準譜庫檢索進行定性；通過氣相色譜法按色譜峰面積計算各組分的相對含量。

2　實驗結果與討論

2.1　甘草提取液在發酵過程中乙醇含量的變化

乙醇溶液氣相色譜出峰圖見圖1。

圖1　乙醇溶液氣相色譜出峰圖

乙醇溶液標準曲線圖見圖2。方程式為Y=12648.0299X-91.032609，相關系數R2=0.99998。

(2)宗教信仰與風俗習慣導致的文化沖突.宗教和信仰是處于文化最深層的東西，它凝聚著一個民族的歷史和文化.不同的宗教代表不同的文化，有不同的傾向和禁忌，影響著各個國家人們認識事物、觀察事物的觀念和態度[4-5]，也影響企業以及企業管理者對商機的把握、產品的銷售等.不同國家的人們在觀念、理念上的文化差異常常會使從事國際化經營的企業在經營過程中出現文化沖突，也使當地人很難容忍這類沖突，所以企業必須做好有效的管理.

圖2　乙醇溶液標準曲線圖

甘草提取液在酵母菌發酵的過程中，乙醇含量的變化見圖3。

圖3　甘草提取液發酵過程中乙醇含量的變化

由圖3可知，甘草提取液在酵母發酵的過程中，開始發酵時，乙醇含量增加幅度較小，發酵1 h后，乙醇含量增加幅度較大。這是由于酵母在前期發酵主要以有氧發酵為主，產生氧氣和二氧化碳。發酵后期，溶液中氧氣消失，酵母菌以無氧發酵為主，產生乙醇和二氧化碳[14]。

2.2　甘草提取液在發酵過程中感官品質的變化

酵母菌發酵甘草提取液0，0.5，1，1.5，2，2.5，3 h，其感官品質的變化見圖4。

圖4　甘草提取液在酵母菌發酵過程中感官品質的變化

由圖4可知，甘草提取液感官品質隨著酵母菌發酵時間的延長先上升后下降，發酵2 h時，甘草提取液感官品質最好。不發酵的甘草提取液色澤為深黃色，具有較重的腥氣味道。隨著酵母菌的發酵，會產生醇類、酯類等物質，使甘草提取液的腥味下降。發酵2 h時，甘草提取液的腥味消失，變成具有乙醇的殺口感[15]，腥氣味消失，變成酒香味。發酵時間超過2 h后，口感中乙醇味比較明顯，具有一定的刺激感，這是由于乙醇含量較高造成的，氣味中帶有異味，酒香味變得不純正。因此，甘草提取液在28 ℃下，酵母菌發酵2 h時，感官品質最佳。此時感官品質得分為89分。

2.3　甘草提取液發酵前后風味物質的變化

2.3.1甘草水提取物氣味成分分析

甘草水提取物氣味成分GC-MS總離子流圖見圖5，氣質色譜出峰物質信息見表2。

圖5　甘草提取液氣味成分GC-MS總離子流圖

表2　甘草水提取物氣質色譜出峰物質信息

續　表

由表2可知，共有59種物質，其中含量較高的物質為正己醇(48.2%)、1-辛稀-3-醇(4.26%)、E-2-己烯-1-醇(3.53%)、檸檬烯(3.14%)。甘草水提取物氣味成分中，有烴類、醇類、酮類、醛類、胺類、酚類、酯類等多類有機化合物。因此，甘草水提取物氣味成分比較復雜。

2.3.2甘草提取物酵母發酵后氣味成分分析

甘草提取液酵母菌發酵2 h后，氣味成分GC-MS總離子流圖見圖6，氣質色譜出峰物質信息見表3。

圖6　甘草提取液酵母發酵物氣味成分GC-MS總離子流圖

表3　甘草提取液酵母菌發酵溶氣質色譜出峰物質分析

續　表

由表3可知，共有52種物質，其中含量較高的有異戊醇(36.02%)、苯乙醇(15.05%)、辛酸(7.58%)、癸酸(6.68%)、正己醇(2.95%)、乙酸(2.66%)、辛酸乙酯(2.66%)。甘草提取液發酵后的氣味成分中，有烴類、醇類、酮類、醛類、酚類、酯類等多類有機化合物。因此，甘草提取液酵母發酵后氣味成分仍然比較復雜多樣，但是主要成分都發生了變化。甘草提取液發酵后的主要氣味成分物質主要是醇類、酸類和酯類物質，因此，甘草提取液發酵后的物質氣味呈酒香味。

3　結論

在4%的甘草提取液中，添加1%的酵母菌，在28 ℃下發酵2 h時，甘草提取液的感官品質最佳。甘草提取液在酵母菌發酵的過程中，乙醇含量不斷增加，甘草腥味消失，氣味由腥味變成酒香味，色澤變淺，甘草提取液的感官品質得到很大改善。因此，酵母菌發酵法是甘草感官品質改良的有效途徑。發酵后的甘草提取液感官品質良好，無甘草腥味，可以作為調味品或者食品添加劑應用到食品中。

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