楊小芝，孟宏昌，張玲玲，王飛，豆康寧*

(1.漯河醫(yī)學高等?？茖W校，河南 漯河 462002；2.漯河職業(yè)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(yī)藥、日用化工等領域[1]。GB 2760-2011《食品添加劑使用標準》規(guī)定，甘草、甘草酸銨、甘草酸一鉀及甘草酸三鉀作為功能甜味劑可用于蜜餞涼果、糖果、餅干、肉罐頭類、調(diào)味品和飲料類中，使用量按生產(chǎn)需要添加。甘草具有瀉火解毒、緩急止痛、散表寒、補中益氣、調(diào)和藥性、解百藥之毒的作用[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，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]。但是，甘草具有甘草腥味，將甘草及其提取液作為調(diào)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(fā)現(xiàn)，微生物發(fā)酵法是改良甘草感官品質的良好途徑[9]。本文研究了甘草在乳酸菌發(fā)酵下，甘草溶液的pH值、總酸度、感官品質、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(chǎn)地為寧夏鹽池，生長期為3年，市售；水：一級純凈水，實驗室自制；乳酸菌(保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌為1∶1)：活菌數(shù)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(yī)療器械廠；RYC-111型搖床 上海?，攲嶒炘O備有限公司；X-22R型冷凍離心機 Allegra公司；FE20型pH計 上海闊思電子有限公司；SQ456-GC型毛細管氣相色譜-質譜聯(lián)用儀 美國布魯克公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 甘草提取液的制備方法

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，搖床振蕩速度為120 r/min，溫度為30 ℃，提取60 min，得甘草提取混合液。用冷凍離心機分離甘草提取混合液，轉速為10000 r/min，時間為10 min，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(fā)酵方法

在250 mL錐形瓶中，加入1.2.1所制備的100 mL甘草提取混合液，添加3%的葡萄糖，搖勻后，在高壓滅菌鍋中滅菌，待甘草提取混合液冷卻后，在無菌操作臺中接種甘草提取混合液1%的乳酸菌，然后放置在恒溫搖床中發(fā)酵，發(fā)酵溫度42 ℃[10]。每隔2 h在無菌室中取出部分甘草發(fā)酵溶液，測定pH和總酸度，并評價甘草溶液的感官品質。用冷凍離心機分離發(fā)酵后的甘草提取混合液，轉速為10000 r/min，時間為10 min，然后用0.22 μm微孔濾膜過濾上清液得1 mL，作為甘草乳酸菌發(fā)酵提取物GC-MS試樣。

1.3.3 甘草感官品質評價方法

選擇12 名優(yōu)秀的飲料感官評價員，并將這 12 位訓練好的評價員組成感官評定小組。樣品采用隨機編碼，常溫下進行品評。鑒別時需避免混雜外來氣味并不斷漱口以保持口腔清爽，取平均值為感官品質評價結果。感官評定賦分標準見表1[11]。

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。pH<3，表示酸味重；pH為3～4，表示酸味較重；pH為4～5，表示略有酸味；pH>6，表示無酸味。

1.3.4 甘草溶液pH和總酸度的測定

采用pH計測定甘草溶液的pH，采用酸堿滴定法測定甘草溶液的總酸度，具體操作方法見參考文獻[12]。

1.3.5 甘草溶液氣質色譜分析

采用SQ456-GC型毛細管氣相色譜-質譜聯(lián)用儀進行測定分析。氣質色譜方法[13]：萃取條件為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)，程序升溫為起始溫度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，柱流量為1.5 mL/min，進樣口溫度為250 ℃，進樣量：固相微萃取(SPME)，進樣方式：手動，不分流。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 甘草在乳酸菌發(fā)酵過程中pH和總酸度的變化

圖1 甘草溶液在乳酸菌發(fā)酵過程中pH和總酸度的變化

由圖1可知，甘草溶液的pH隨著乳酸菌的發(fā)酵不斷下降，總酸度不斷增加。pH和總酸度在發(fā)酵初期變化幅度較小，發(fā)酵中期變化幅度較大，發(fā)酵后期變化幅度又變小。發(fā)酵12 h后，pH下降到3.8，總酸度上升到2.1 g/L，這主要是乳酸菌發(fā)酵過程中酸類物質積累的結果[14]。

2.2 甘草在乳酸菌發(fā)酵過程中感官品質的變化

乳酸菌發(fā)酵甘草溶液0,2,4,6,8,10,12 h，其感官品質的變化見圖2。

圖2 甘草溶液在乳酸菌發(fā)酵過程中感官品質的變化

由圖2可知，甘草溶液感官品質隨著乳酸菌發(fā)酵時間的延長先上升后下降，發(fā)酵8 h時，甘草溶液感官品質最好。不發(fā)酵的甘草具有較重的腥味。隨著乳酸菌的發(fā)酵，會產(chǎn)生酸類、酯類等物質，使甘草溶液的腥味下降，酸味增加。發(fā)酵8 h時，甘草溶液的腥味消失，變成爽口的乳酸酸味[15]。發(fā)酵時間超過8 h后，酸味變得較重，口感較差。因此，甘草溶液在42 ℃下，乳酸菌添加量為1%，發(fā)酵8 h時，感官品質最佳。此時感官品質得分為88分，等級為良。

2.3 甘草發(fā)酵前后風味物質的變化

2.3.1 甘草提取液氣味成分分析

甘草水提取物氣味成分GC-MS總離子流圖見圖3，氣質色譜出峰物質信息見表2。

圖3 甘草提取液氣味成分GC-MS總離子流圖

序號出峰時間(min)名稱分子式分子量相對含量(%)14.492亞硝基甲烷CH3NO261.041.6525.177乙酸乙烯酯C4H6O286.091.0737.654己醛C6H12O100.160.8448.4162-甲基丙醇C4H10O740.4358.972-甲基苯乙胺C9H13N135.210.0969.4495-甲基-2-異庚胺C8H19N129.120.0379.663鳥苷C10H13N5O5238.240.49810.267檸檬烯C10H16136.233.14910.3472-庚酮 C7H14O114.190.641010.9111,8-桉葉素C10H18O154.250.281111.017氰乙酸叔丁酯C7H11NO2141.170.171211.442-戊基-呋喃C9H14O138.080.531311.704己酸乙酯C8H16O2144.212.941412.3445-甲基-3-庚酮C8H16O128.210.281512.757正戊醇C5H12O88.150.211612.859乙酸己酯C8H16O2144.210.171713.2552-辛酮C8H16O128.211.021813.663-羥基-2-丁酮C4H8O288.212.381914.5746-甲基-5-庚烯-2-酮C7H12O112.160.622015.121正己醇C6H14O102.1748.22115.68壬醛C9H18O142.240.982216.023-辛烯-2-酮C8H14 O126.190.132316.11E-2-己烯-1-醇C8H14O2100.183.532416.2191,2,4,5-四甲基苯C10H14134.222.192516.783-乙基-2,5-二甲基吡嗪C8H12N2136.190.492616.831-辛稀-3-醇C8H16O128.214.262716.9612-庚醇 C7H15O115.191.762817.1392-乙烯基-1,3-二甲基-苯 C10H111310.132917.5761-硝基己烷C6H13NO2131.172.313017.9223,5-辛二烯-2-酮C8H12O1241.133117.984苯甲醛C7H6O106.120.193218.1382-壬烯醛C9H16O140.230.243318.3153,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇C10H18O154.250.43418.519正辛醇C8H18O130.2313519.306E-2-辛烯-1-醇C8H16O 128.21.01

續(xù) 表

由表2可知，共有58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多樣。

2.3.2 甘草提取混合液乳酸菌發(fā)酵后氣味成分分析

甘草提取混合液經(jīng)乳酸菌發(fā)酵8 h后，氣味成分GC-MS總離子流圖見圖4，氣質色譜出峰物質信息見表3。

圖4 甘草提取混合液經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后氣味成分GC-MS總離子流圖

序號出峰時間(min)名稱分子式分子量相對含量(%)17.6652,4-戊二烯醛C5H6O82.12.01210.352-庚酮 C7H14O114.190.85311.716己酸乙酯C8H16O2144.213.16413.293辛醛C8H16O128.210.83514.392-庚醇 C7H15O115.190.19615.115正己醇C6H14O102.176.26715.689壬醛C9H18O142.245.33816.0253-辛烯-2-酮C8H14O126.20.61916.2281,2,4,5-四甲基苯C10H14134.224.241016.7853-乙基-2,5-二甲基吡嗪C8H12N2136.190.621116.855乙酸C2H4O260.059.741217.1481H-茚-2,3-二氫-1-甲基C10H121320.181317.5075-異丙基間二甲苯C11H16148.240.351417.5821-丁烯基苯C10H121321.881517.8462,4,5-三甲基-1-乙基苯C11H161480.531617.9293,5-辛二烯-2-酮C8H12O1241.161717.988苯甲醛C7H6O106.120.591818.1432-壬烯醛C9H16O140.230.341918.323,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇C10H18O154.251.642018.525正辛醇C8H18O130.230.992119.0823,5,5-三甲基-2-環(huán)己烯酮C9H15O139.220.272219.3082-辛稀-1-醇C8H16O128.210.982319.4242-(2-乙氧乙氧基)乙醇C6H14O398.230.232419.67E-2-癸烯醛C10H18O154.250.842520.966甘菊環(huán)C10H8128.171.742622.095己酸C6H12O2116.168.282722.2741-亞乙基-1H-茚C11H101421.142822.497苯甲醇C7H7O107.120.312922.903苯乙醇C8H10O122.170.973023.7612-甲基苯酚C7H8O108.140.723123.799羥苯基磷酸C6H7O4P174.091.873224.348辛酸C8H16O2405.119.033324.5574-甲基苯酚C7H8O108.142.313424.6423-甲基苯酚C7H8O108.141.293525.463,5-二甲基苯酚C8H10O122.170.503625.533-乙基苯酚C8H10O122.160.303725.785-羥基癸酸內(nèi)酯C10H18O2170.252.613826.365癸酸C10H20O2172.2611.47393.601乙酸乙酯C4H8O288.110.50

由表3可知，共有39種物質，其中含量較高的有正己醇(6.26%)、壬醛(5.33%)、乙酸(9.74%)、己酸(8.28%)、辛酸(9.03%)、癸酸(11.47%)，占總出峰物質的50.11%，這些主要成分中有4種有機酸，它們是甘草發(fā)酵溶液呈酸味的主要物質。這些主要成分中還含有酯類、醇類、酮類物質，具有一定的香味。因此，甘草提取混合液經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后，物質成分發(fā)生較大的變化，甘草腥味消失，變成爽口的酸味。

3 結論

在4%的甘草溶液中，添加1%的乳酸菌，在42 ℃下發(fā)酵8 h時，甘草的感官品質最佳。甘草提取混合液在乳酸菌發(fā)酵的過程中，pH不斷下降，總酸度不斷增大，甘草腥味消失，變成爽口的酸味，甘草感官品質得到很大的改善。因此，乳酸菌發(fā)酵法是甘草感官品質改良的有效途徑。發(fā)酵后的甘草提取液感官品質良好，無甘草腥味，可以作為調(diào)味品或者食品添加劑應用到食品中。