微生物發(fā)酵法改良甘草感官品質(zhì)的研究

豆康寧，孟宏昌，王飛，石曉

(1.漯河醫(yī)學高等?？茖W校，河南 漯河 462002；2.漯河職業(yè)技術(shù)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(yī)藥等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[1，2]。甘草及甘提取物甘草酸作為功能甜味劑，可用于調(diào)味品等眾多食品中。但是，甘草的感官品質(zhì)較差，如果將甘草直接用于食品中，會對該食品的感官品質(zhì)造成負面影響[3]。因此，為了消除甘草的感官品質(zhì)局限，需要對其品質(zhì)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(zhì)的發(fā)酵改良進行了研究。

1 材料與方法

1.1 材料

甘草：產(chǎn)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(yè)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(shè)備

250型恒溫搖床 上海林涵恒溫設(shè)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(yī)療器械廠；SQ456-GC型氣質(zhì)色譜聯(lián)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(fā)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(fā)酵，再利用酵母菌發(fā)酵，發(fā)酵過程中評價其甘草提取液的感官品質(zhì)。最后，利用0.22 μm微孔濾膜過濾微生物發(fā)酵液，得發(fā)酵產(chǎn)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(zhì)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(jié)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(yōu)，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(fā)酵產(chǎn)物氣質(zhì)色譜分析

用氣質(zhì)色譜聯(lián)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(jié)果與討論

2.1 甘草提取液在乳酸菌發(fā)酵下感官品質(zhì)的變化

表2 甘草提取液在乳酸菌發(fā)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(zhì)隨著乳酸菌發(fā)酵時間的增加呈先上升后下降的趨勢。甘草提取液發(fā)酵8 h時其感官品質(zhì)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(fā)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(fā)酵8 h為最佳發(fā)酵時長，此時甘草提取液的感官品質(zhì)最佳。經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，乳酸菌必須有氮源時，才能正常進行發(fā)酵，因此，甘草提取液在發(fā)酵時加入1%的大豆肽，乳酸菌發(fā)酵效果較好。

2.2 甘草提取液在酵母菌發(fā)酵下感官品質(zhì)的變化

表3 甘草提取液在酵母菌發(fā)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(zhì)隨著酵母菌發(fā)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(fā)酵的甘草提取液中，添加3%的葡萄糖后，感官品質(zhì)由原來的80分上升到83分，酸甜味口感變得更好。酵母菌發(fā)酵2 h時甘草提取液的感官品質(zhì)最好，感官評分為92分。此時，甘草發(fā)酵液無腥味，產(chǎn)生了酒香味和酒精的殺口感[9]。甘草發(fā)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(zhì)變差。因此，酵母菌發(fā)酵甘草提取液適宜的發(fā)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(fā)酵下，甘草提取液共需要發(fā)酵10 h，此時甘草提取液的感官品質(zhì)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(fā)酵前后風味物質(zhì)的變化

乳酸菌和酵母菌發(fā)酵后的甘草提取液，其GC-MS總離子流圖見圖1，出峰物質(zhì)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(xù) 表

由表4可知，主要物質(zhì)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(zhì)占出峰總物質(zhì)的96.67%，占比重較大。這3種物質(zhì)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(zhì)都具有愉悅的香氣。文獻[10]表明，甘草提取液揮發(fā)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(fā)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(zhì)較差。而甘草提取液經(jīng)過乳酸菌和酵母菌發(fā)酵后，會產(chǎn)生大量的酯類物質(zhì)，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(jīng)過乳酸菌和酵母菌二次發(fā)酵后，甘草提取液的感官品質(zhì)改善效果良好。

3 結(jié)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(fā)酵的營養(yǎng)物質(zhì)，滅菌后接種1%的乳酸菌，在42 ℃下發(fā)酵8 h，甘草的感官品質(zhì)較佳。乳酸菌發(fā)酵結(jié)束后，添加葡萄糖和酵母菌后發(fā)酵2 h，甘草的感官品質(zhì)較佳。揮發(fā)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(jīng)過乳酸菌和酵母菌二次發(fā)酵后，會產(chǎn)生大量的酯類物質(zhì)，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(zhì)良好。