微生物發酵法改良甘草感官品質的研究

豆康寧，孟宏昌，王飛，石曉

(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)

甘草為藥食兩用資源，甘草及其提取物在食品和醫藥等領域得到了廣泛應用[1，2]。甘草及甘提取物甘草酸作為功能甜味劑，可用于調味品等眾多食品中。但是，甘草的感官品質較差，如果將甘草直接用于食品中，會對該食品的感官品質造成負面影響[3]。因此，為了消除甘草的感官品質局限，需要對其品質進行改良。本文就食品中常用的微生物乳酸菌與酵母菌對甘草品質的發酵改良進行了研究。

1 材料與方法

1.1 材料

甘草：產地寧夏鹽池，市售；乳酸菌(活菌含量1×1012個/g)、面包酵母(活菌含量1×1012個/g)：安琪酵母股份有限公司；食品級葡萄糖(白色粉狀)：山東西王糖業有限公司；大豆肽(蛋白含量95%)：河南省南街村(集團)有限公司。

1.2 儀器與設備

250型恒溫搖床 上海林涵恒溫設備廠；TDZ5-WS型離心機 湖南湘儀離心機儀器有限公司；LDZX-50KBS型滅菌鍋 上海申安醫療器械廠；SQ456-GC型氣質色譜聯用儀 美國布魯克公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 甘草提取液微生物二次發酵方法

把甘草粉末加入水中，在搖床中振蕩提取、離心分離制備甘草提取液。然后利用乳酸菌發酵，再利用酵母菌發酵，發酵過程中評價其甘草提取液的感官品質。最后，利用0.22 μm微孔濾膜過濾微生物發酵液，得發酵產物過濾液，取1 mL作為GC-MS試樣，具體方法參考文獻[4，5]。

1.3.2 甘草提取液感官品質評價方法

選擇12名感官評價員組成評定小組。樣品評價后取平均值為最終結果，感官評價標準見表1[6]。將4%的甘草提取液感官等級標定為優，然后將其依次稀釋10倍，分別為等級良、中、差。

表1 甘草提取液感官評價賦分標準Table 1 Scoring criteria for sensory evaluation of glycyrrhiza extract

1.3.3 甘草提取液及發酵產物氣質色譜分析

用氣質色譜聯用儀測定分析樣品，其實驗具體操作方法參考文獻[7]。

2 實驗結果與討論

2.1 甘草提取液在乳酸菌發酵下感官品質的變化

表2 甘草提取液在乳酸菌發酵下感官的變化Table 2 Sensory changes of glycyrrhiza extract by lactic acid bacteria fermentation

由表2可知，甘草提取液的感官品質隨著乳酸菌發酵時間的增加呈先上升后下降的趨勢。甘草提取液發酵8 h時其感官品質最好，評分為80分。此時，甘草提取液的腥味大部分消失，其口感具有較好的乳酸酸味[8]。乳酸菌發酵甘草提取液的時間超過8 h，則其酸味變得較重，口感變得較差。因此，乳酸菌發酵8 h為最佳發酵時長，此時甘草提取液的感官品質最佳。經過實驗發現，乳酸菌必須有氮源時，才能正常進行發酵，因此，甘草提取液在發酵時加入1%的大豆肽，乳酸菌發酵效果較好。

2.2 甘草提取液在酵母菌發酵下感官品質的變化

表3 甘草提取液在酵母菌發酵下感官的變化Table 3 Sensory changes of glycyrrhiza extract by yeast fermentation

由表3可知，甘草提取液的感官品質隨著酵母菌發酵時間的增加呈先上升后下降的趨勢。在2.1項下乳酸菌發酵的甘草提取液中，添加3%的葡萄糖后，感官品質由原來的80分上升到83分，酸甜味口感變得更好。酵母菌發酵2 h時甘草提取液的感官品質最好，感官評分為92分。此時，甘草發酵液無腥味，產生了酒香味和酒精的殺口感[9]。甘草發酵超過2 h后則具有酒精的刺激感，此時甘草提取液的感官品質變差。因此，酵母菌發酵甘草提取液適宜的發酵時間為2 h。

綜上所述，在微生物乳酸菌和酵母菌的二次發酵下，甘草提取液共需要發酵10 h，此時甘草提取液的感官品質較好，甘草腥味消失，變成具有酸甜、酒香、殺口感的感官特征。

2.3 甘草提取液發酵前后風味物質的變化

乳酸菌和酵母菌發酵后的甘草提取液，其GC-MS總離子流圖見圖1，出峰物質信息見表4。

圖1 GC-MS總離子流圖Fig.1 GC-MS total ion flow diagram

序號出峰時間(min)名稱分子式分子量相對含量(%)13.588乙酸乙酯C4H8O288.1157.17 24.5082-羥基丙酸乙酯C5H10O3118.1329.48 35.2393-羥基-2-丁酮C4H8O288.210.01 48.4362-甲基-1-丙醇C4H10O740.15 510.246檸檬烯C10H16136.2310.02 613.272辛醛C8H16O128.210.08 715.125正己醇C6H14O102.170.04 815.674壬醛C9H18O142.240.02 916.793-乙基-2,5-二甲基吡嗪C8H12N2136.190.81 1016.863乙酸C2H4O260.050.01 1117.2232,6-二甲基-4-庚醇C9H20O144.250.01 1218.525丙烯酸辛酯C11H20O2184.20.11 1318.664二甲基丙二酸C5H8O4132.110.01 1419.165萜烯醇C10H18O154.250.01 1519.314反式-2-辛烯醇C8H16O128.210.02 1619.666Z-2-癸烯醛C10H18O154.250.35 1720.668香橙烯C15H24204.360.02 1820.965萘C10H81280.01 1921.02反-十一烷C11H24156.310.01 2021.801乙酸苯乙酯C10H12O2164.20.02 2122.031月桂酸乙酯C14H28O2228.360.46 2222.098己酸C6H12O2116.160.01 2322.904苯乙醇C8H10O122.170.01 2423.294庚酸C7H14O2130.180.01 2523.41-十二烷醇C12H26O186.330.01 2623.7623-甲基苯酚C7H8O108.140.08 2723.801苯酚C6H6O94.110.01 2824.138二氫-5-戊烷基-2(3h)-呋喃酮C9H16O2156.220.01 2924.502辛酸C8H16O2405.110.02 3024.5584-甲基苯酚C7H8O108.140.02 3125.533-乙基苯酚C8H10O122.160.08

續 表

由表4可知，主要物質成分有3種，為乙酸乙酯、2-羥基丙酸乙酯、檸檬烯，這3種物質占出峰總物質的96.67%，占比重較大。這3種物質中，乙酸乙酯具有水果香味，2-羥基丙酸乙酯具有酒香氣味，檸檬烯具有類似檸檬的香味，這些物質都具有愉悅的香氣。文獻[10]表明，甘草提取液揮發性氣味成分中，有烴、醇、醛等多類有機化合物，主要成分所占比例不高，揮發性風味成分比較復雜，從而使得甘草提取液具有甘草腥味，感官品質較差。而甘草提取液經過乳酸菌和酵母菌發酵后，會產生大量的酯類物質，甘草腥味消失，甘草提取液變成具有酸甜、酒香、殺口感的感官特征。因此，經過乳酸菌和酵母菌二次發酵后，甘草提取液的感官品質改善效果良好。

3 結論

在4%的甘草提取液中添加3%的葡萄糖和1%的大豆肽作為乳酸菌發酵的營養物質，滅菌后接種1%的乳酸菌，在42 ℃下發酵8 h，甘草的感官品質較佳。乳酸菌發酵結束后，添加葡萄糖和酵母菌后發酵2 h，甘草的感官品質較佳。揮發性氣味成分主要是乙酸乙酯、2-羥基丙酸乙酯、檸檬烯。甘草提取液經過乳酸菌和酵母菌二次發酵后，會產生大量的酯類物質，甘草腥味消失，甘草提取液變成具有酸甜、酒香、殺口感的感官特征，此時，甘草提取液感官品質良好。