微生物发酵法改良甘草感官品质的研究

豆康宁，孟宏昌，王飞，石晓

(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)

甘草为药食两用资源，甘草及其提取物在食品和医药等领域得到了广泛应用[1，2]。甘草及甘提取物甘草酸作为功能甜味剂，可用于调味品等众多食品中。但是，甘草的感官品质较差，如果将甘草直接用于食品中，会对该食品的感官品质造成负面影响[3]。因此，为了消除甘草的感官品质局限，需要对其品质进行改良。本文就食品中常用的微生物乳酸菌与酵母菌对甘草品质的发酵改良进行了研究。

1 材料与方法

1.1 材料

甘草：产地宁夏盐池，市售；乳酸菌(活菌含量1×1012个/g)、面包酵母(活菌含量1×1012个/g)：安琪酵母股份有限公司；食品级葡萄糖(白色粉状)：山东西王糖业有限公司；大豆肽(蛋白含量95%)：河南省南街村(集团)有限公司。

1.2 仪器与设备

250型恒温摇床 上海林涵恒温设备厂；TDZ5-WS型离心机 湖南湘仪离心机仪器有限公司；LDZX-50KBS型灭菌锅 上海申安医疗器械厂；SQ456-GC型气质色谱联用仪 美国布鲁克公司。

1.3 实验方法

1.3.1 甘草提取液微生物二次发酵方法

把甘草粉末加入水中，在摇床中振荡提取、离心分离制备甘草提取液。然后利用乳酸菌发酵，再利用酵母菌发酵，发酵过程中评价其甘草提取液的感官品质。最后，利用0.22 μm微孔滤膜过滤微生物发酵液，得发酵产物过滤液，取1 mL作为GC-MS试样，具体方法参考文献[4，5]。

1.3.2 甘草提取液感官品质评价方法

选择12名感官评价员组成评定小组。样品评价后取平均值为最终结果，感官评价标准见表1[6]。将4%的甘草提取液感官等级标定为优，然后将其依次稀释10倍，分别为等级良、中、差。

表1 甘草提取液感官评价赋分标准Table 1 Scoring criteria for sensory evaluation of glycyrrhiza extract

1.3.3 甘草提取液及发酵产物气质色谱分析

用气质色谱联用仪测定分析样品，其实验具体操作方法参考文献[7]。

2 实验结果与讨论

2.1 甘草提取液在乳酸菌发酵下感官品质的变化

表2 甘草提取液在乳酸菌发酵下感官的变化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质随着乳酸菌发酵时间的增加呈先上升后下降的趋势。甘草提取液发酵8 h时其感官品质最好，评分为80分。此时，甘草提取液的腥味大部分消失，其口感具有较好的乳酸酸味[8]。乳酸菌发酵甘草提取液的时间超过8 h，则其酸味变得较重，口感变得较差。因此，乳酸菌发酵8 h为最佳发酵时长，此时甘草提取液的感官品质最佳。经过实验发现，乳酸菌必须有氮源时，才能正常进行发酵，因此，甘草提取液在发酵时加入1%的大豆肽，乳酸菌发酵效果较好。

2.2 甘草提取液在酵母菌发酵下感官品质的变化

表3 甘草提取液在酵母菌发酵下感官的变化Table 3 Sensory changes of glycyrrhiza extract by yeast fermentation

由表3可知，甘草提取液的感官品质随着酵母菌发酵时间的增加呈先上升后下降的趋势。在2.1项下乳酸菌发酵的甘草提取液中，添加3%的葡萄糖后，感官品质由原来的80分上升到83分，酸甜味口感变得更好。酵母菌发酵2 h时甘草提取液的感官品质最好，感官评分为92分。此时，甘草发酵液无腥味，产生了酒香味和酒精的杀口感[9]。甘草发酵超过2 h后则具有酒精的刺激感，此时甘草提取液的感官品质变差。因此，酵母菌发酵甘草提取液适宜的发酵时间为2 h。

综上所述，在微生物乳酸菌和酵母菌的二次发酵下，甘草提取液共需要发酵10 h，此时甘草提取液的感官品质较好，甘草腥味消失，变成具有酸甜、酒香、杀口感的感官特征。

2.3 甘草提取液发酵前后风味物质的变化

乳酸菌和酵母菌发酵后的甘草提取液，其GC-MS总离子流图见图1，出峰物质信息见表4。

图1 GC-MS总离子流图Fig.1 GC-MS total ion flow diagram

序号出峰时间(min)名称分子式分子量相对含量(%)13.588乙酸乙酯C4H8O288.1157.17 24.5082-羟基丙酸乙酯C5H10O3118.1329.48 35.2393-羟基-2-丁酮C4H8O288.210.01 48.4362-甲基-1-丙醇C4H10O740.15 510.246柠檬烯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 2824.138二氢-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

续 表

由表4可知，主要物质成分有3种，为乙酸乙酯、2-羟基丙酸乙酯、柠檬烯，这3种物质占出峰总物质的96.67%，占比重较大。这3种物质中，乙酸乙酯具有水果香味，2-羟基丙酸乙酯具有酒香气味，柠檬烯具有类似柠檬的香味，这些物质都具有愉悦的香气。文献[10]表明，甘草提取液挥发性气味成分中，有烃、醇、醛等多类有机化合物，主要成分所占比例不高，挥发性风味成分比较复杂，从而使得甘草提取液具有甘草腥味，感官品质较差。而甘草提取液经过乳酸菌和酵母菌发酵后，会产生大量的酯类物质，甘草腥味消失，甘草提取液变成具有酸甜、酒香、杀口感的感官特征。因此，经过乳酸菌和酵母菌二次发酵后，甘草提取液的感官品质改善效果良好。

3 结论

在4%的甘草提取液中添加3%的葡萄糖和1%的大豆肽作为乳酸菌发酵的营养物质，灭菌后接种1%的乳酸菌，在42 ℃下发酵8 h，甘草的感官品质较佳。乳酸菌发酵结束后，添加葡萄糖和酵母菌后发酵2 h，甘草的感官品质较佳。挥发性气味成分主要是乙酸乙酯、2-羟基丙酸乙酯、柠檬烯。甘草提取液经过乳酸菌和酵母菌二次发酵后，会产生大量的酯类物质，甘草腥味消失，甘草提取液变成具有酸甜、酒香、杀口感的感官特征，此时，甘草提取液感官品质良好。