酵母菌发酵法改良甘草感官品质的研究

豆康宁,孟宏昌,张玲玲,王飞*

(1.漯河医学高等专科学校，河南 漯河　462002; 2.漯河职业技术学院，河南 漯河　462002)

甘草为多年生草本植物，是一种药食两用资源，其提取物广泛应用于食品、医药、日用化工等领域[1]。甘草味甘甜，性平和，入心、脾、肺、胃四经；生用偏凉，可泻火解毒、缓急止痛；炙用偏温，能散表寒、补中益气；此外，甘草还善于调和药性，解百药之毒[2]。甘草中的生理活性成分主要有三萜类化合物、黄酮类化合物及甘草多糖类化合物三大类成分，具有抑菌、抗肿瘤、抗诱变、抗病毒、抗氧化等多种生理功能[3-8]。我国食品添加剂使用卫生标准GB 02760-2011规定，甘草、甘草酸铵、甘草酸一钾及三钾作为功能甜味剂可用于蜜饯凉果、糖果、饼干、肉罐头、调味品和饮料中，使用量按生产需要使用。

但是，甘草具有甘草腥味，将甘草及其提取液作为调味品或食品添加剂直接添加到食品中，会影响食品的感官品质，限制了其在食品中的应用价值。研究发现，微生物发酵法是改良甘草感官品质的良好途径[9]。文章研究了甘草在酵母菌发酵下酒精含量的变化、感官品质的变化、气味成分的变化，为甘草感官品质的改良及在食品中的应用提供了技术参考。

1　材料与方法

1.1　材料

甘草：品种为乌拉尔甘草，生长方式为种植，产地为宁夏盐池，生长期为3年，通过市售采购；水：一级纯净水，实验室自制；酵母菌：活性面包干酵母，活菌数为1×1012个/g，安琪酵母股份有限公司；葡萄糖：食品级，山东西唐生物科技有限公司。

1.2　仪器与设备

YP3001N型电子分析天平上海精密科学仪器有限公司；SZYDW型无菌操作台苏州亿达净化实验室设备有限公司；LDZX-50KBS型高压灭菌锅上海申安医疗器械厂；RYC-111型摇床上海福玛实验设备有限公司；X-22R型冷冻离心机Allegra公司；SQ456-GC型毛细管气相色谱-质谱联用仪美国布鲁克公司；Agilent 7890A气相色谱仪、附氢火焰离子化检测器(FID)。

1.3　实验方法

1.3.1甘草提取物制备方法

将甘草用万能粉碎机粉碎成20目的粉末，称量20 g甘草样品，放入1000 mL锥形瓶中，再加入500 mL水，放入摇床中振荡提取，摇床振荡速度为120 r/min，温度为30 ℃，提取60 min。提取结束后，用冷冻离心机分离甘草提取液，转速为10000 r/min，时间为10 min。将离心后的上清液用提取溶剂定容至500 mL，即得甘草提取液，然后用0.22 μm微孔滤膜过滤甘草提取液得1 mL作为甘草提取物GC-MS试样。

1.3.2甘草发酵方法

在250 mL锥形瓶中，加入100 mL甘草提取液，添加5%的葡萄糖，摇匀后，在高压灭菌锅中灭菌，待甘草溶液冷却后，在无菌操作台中接种甘草溶液1%的酵母菌，然后放置在恒温摇床中发酵，发酵温度28 ℃[10]。每隔30 min，取出部分甘草发酵溶液，评价甘草溶液的感官品质。

1.3.3甘草溶液感官品质评价方法

表1　甘草溶液感官品质评价赋分标准

其中，以4%的甘草提取液的腥味等级标定为重，将甘草液浓度依次稀释10倍，腥味等级依次为较重、稍有甘草腥味，无甘草腥味。以4%的甘草提取液的色泽等级标定为黄色深，将甘草液浓度依次稀释10倍，色泽等级依次为黄色较深、黄色淡、黄色浅淡。

1.3.4甘草提取液中乙醇含量的测定

1.3.4.1乙醇含量测定方法

采用Agilent 7890A气相色谱仪进行测定分析乙醇含量。色谱分析条件：色谱柱：DB-FFAP色谱柱(30 m×0.25 μm×0.25 mm)，程序升温60 ℃(保持2 min)，以5 ℃/min升至110 ℃(保持5 min)，进样口温度200 ℃，检测器(FID)温度220 ℃，分流比5∶1，氢气流速 40 mL/min，空气流速400 mL/min，载气(N2) 30 mL/min，进样量1.0 μL[12]。

1.3.4.2乙醇浓度标准曲线的建立

用一级纯水分别配制以下不同浓度的乙醇溶液：2%，1%，0.5%，0.25%，0.125%，0.625%。建立乙醇浓度与气相色谱出峰面积之间的关系曲线。

1.3.5甘草提取液气质色谱分析

采用SQ456-GC型毛细管气相色谱-质谱联用仪进行测定分析。

1.3.5.1气质色谱方法[13]

萃取条件：CAR/PDMS复合萃取头，温度为50 ℃，时间为40 min。气相色谱条件：石英毛细管柱HP-FFAP (30 m×0.25 mm，0.25 μm)，程序升温：起始温度40 ℃，保持3 min，然后以5 ℃/min升到90 ℃，再以12 ℃/min 升到250 ℃，保持8 min；载气为氦气，柱流量1.5 mL/min，进样口温度250 ℃，进样量：固相微萃取(SPME)，进样方式：手动，不分流。

1.3.5.2质谱条件

电离方式：EI，电子能量：70 eV，接口温度：250 ℃，离子源温度：200 ℃。采用Wiley7n.1 标准谱库检索进行定性；通过气相色谱法按色谱峰面积计算各组分的相对含量。

2　实验结果与讨论

2.1　甘草提取液在发酵过程中乙醇含量的变化

乙醇溶液气相色谱出峰图见图1。

图1　乙醇溶液气相色谱出峰图

乙醇溶液标准曲线图见图2。方程式为Y=12648.0299X-91.032609，相关系数R2=0.99998。

(2)宗教信仰与风俗习惯导致的文化冲突.宗教和信仰是处于文化最深层的东西，它凝聚着一个民族的历史和文化.不同的宗教代表不同的文化，有不同的倾向和禁忌，影响着各个国家人们认识事物、观察事物的观念和态度[4-5]，也影响企业以及企业管理者对商机的把握、产品的销售等.不同国家的人们在观念、理念上的文化差异常常会使从事国际化经营的企业在经营过程中出现文化冲突，也使当地人很难容忍这类冲突，所以企业必须做好有效的管理.

图2　乙醇溶液标准曲线图

甘草提取液在酵母菌发酵的过程中，乙醇含量的变化见图3。

图3　甘草提取液发酵过程中乙醇含量的变化

由图3可知，甘草提取液在酵母发酵的过程中，开始发酵时，乙醇含量增加幅度较小，发酵1 h后，乙醇含量增加幅度较大。这是由于酵母在前期发酵主要以有氧发酵为主，产生氧气和二氧化碳。发酵后期，溶液中氧气消失，酵母菌以无氧发酵为主，产生乙醇和二氧化碳[14]。

2.2　甘草提取液在发酵过程中感官品质的变化

酵母菌发酵甘草提取液0，0.5，1，1.5，2，2.5，3 h，其感官品质的变化见图4。

图4　甘草提取液在酵母菌发酵过程中感官品质的变化

由图4可知，甘草提取液感官品质随着酵母菌发酵时间的延长先上升后下降，发酵2 h时，甘草提取液感官品质最好。不发酵的甘草提取液色泽为深黄色，具有较重的腥气味道。随着酵母菌的发酵，会产生醇类、酯类等物质，使甘草提取液的腥味下降。发酵2 h时，甘草提取液的腥味消失，变成具有乙醇的杀口感[15]，腥气味消失，变成酒香味。发酵时间超过2 h后，口感中乙醇味比较明显，具有一定的刺激感，这是由于乙醇含量较高造成的，气味中带有异味，酒香味变得不纯正。因此，甘草提取液在28 ℃下，酵母菌发酵2 h时，感官品质最佳。此时感官品质得分为89分。

2.3　甘草提取液发酵前后风味物质的变化

2.3.1甘草水提取物气味成分分析

甘草水提取物气味成分GC-MS总离子流图见图5，气质色谱出峰物质信息见表2。

图5　甘草提取液气味成分GC-MS总离子流图

表2　甘草水提取物气质色谱出峰物质信息

续　表

由表2可知，共有59种物质，其中含量较高的物质为正己醇(48.2%)、1-辛稀-3-醇(4.26%)、E-2-己烯-1-醇(3.53%)、柠檬烯(3.14%)。甘草水提取物气味成分中，有烃类、醇类、酮类、醛类、胺类、酚类、酯类等多类有机化合物。因此，甘草水提取物气味成分比较复杂。

2.3.2甘草提取物酵母发酵后气味成分分析

甘草提取液酵母菌发酵2 h后，气味成分GC-MS总离子流图见图6，气质色谱出峰物质信息见表3。

图6　甘草提取液酵母发酵物气味成分GC-MS总离子流图

表3　甘草提取液酵母菌发酵溶气质色谱出峰物质分析

续　表

由表3可知，共有52种物质，其中含量较高的有异戊醇(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%)。甘草提取液发酵后的气味成分中，有烃类、醇类、酮类、醛类、酚类、酯类等多类有机化合物。因此，甘草提取液酵母发酵后气味成分仍然比较复杂多样，但是主要成分都发生了变化。甘草提取液发酵后的主要气味成分物质主要是醇类、酸类和酯类物质，因此，甘草提取液发酵后的物质气味呈酒香味。

3　结论

在4%的甘草提取液中，添加1%的酵母菌，在28 ℃下发酵2 h时，甘草提取液的感官品质最佳。甘草提取液在酵母菌发酵的过程中，乙醇含量不断增加，甘草腥味消失，气味由腥味变成酒香味，色泽变浅，甘草提取液的感官品质得到很大改善。因此，酵母菌发酵法是甘草感官品质改良的有效途径。发酵后的甘草提取液感官品质良好，无甘草腥味，可以作为调味品或者食品添加剂应用到食品中。

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