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菊苣根短小芽孢杆菌发酵提取物的挥发性成分分析(一)

来源:时间:2025-04-21 08:50:12

菊苣是菊苣菌发酵提一種灌木叢生的多年生草本植物,根肉質、根短短粗。小芽產於東北、孢杆西北、取物華北、发性分析山東、成分山西等地。菊苣菌发酵提菊苣為藥食兩用植物,根短菊苣葉可調製生菜,小芽根含菊糖及芳香族物質,孢杆具有清熱解毒,取物降壓利尿、发性分析健胃、成分保肝作用,菊苣菌发酵提同時還具有增強免疫能力、抗炎、降低膽固醇和血糖等功效,目前被廣泛用於咖啡、飲料、茶、保健品、食品、中藥中。

烘烤後的菊苣提取物,具有類似可可或咖啡的焦香味,主要來源於菊苣幹片經焙炒後發生美拉德反應產生香味物質,用於煙草加香中可改善刺激,增強勁頭,菊苣提取物已成為煙草工業的重要香料之一。菊苣根主要含有三萜、倍半萜、有機酸等類成分,何軼等對菊苣根的非揮發性成分進行了分析,鑒定出乙酸降香萜烯醇酯、蒲公英萜酮等12種化學成分。

但對菊苣浸膏揮發性成分方麵的研究報道相對較少,梁宇等采用固相微萃取/氣相色譜-質譜聯用技術對菊苣浸膏揮發性成分進行鑒定,共鑒定出38種化學成分,周靜媛等對雲南祿勸、石林以及青海西寧三個不同產地栽培的菊苣進行揮發性成分分析對比,分別鑒定出29種、35種、26種化學成分。利用短小芽孢杆菌對菊苣根進行發酵,並對其發酵提取物揮發性成分進行分析和對比評吸,國內還未見報道。

由於所提及的菊苣根發酵提取物主要是應用於卷煙加香中,菌株的選擇無先例可參考,擬選取在煙葉發酵過程中,煙葉的青雜氣、刺激性、香氣質量等顯著改善的菌株對菊苣根進行發酵,黃靜文等從煙葉表麵分離出短小芽孢杆菌製得菌劑,噴灑於煙絲上進行發酵,煙葉的化學成分及比值更加協調,煙葉香氣質改善,香氣量增加,煙葉內固有的雜氣和刺激性減輕。

因此,擬分別利用短小芽孢杆菌和酵母菌發酵微波預處理後的菊苣根提取物進行揮發性成分分析對比,並通過卷煙加香實驗評價,探索短小芽孢杆菌發酵菊苣根提取物揮發性成分差異及對提高卷煙吸食品質的作用,為進一步開發菊苣根的香料價值提供數據支持。

一、試驗及檢測部分

1、材料及試劑

菊苣根為雲南石林基地種植;LB培養基;短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus);CGMCCNO.4091;二氯甲烷(GR)、甲醇(GR)、正己烷(GR)、無水硫酸鈉(分析純),正構烷烴C7-C30。

2、儀器和設備

Agilent7890A/5975C氣相色譜-質譜聯用儀;BUCHIR-215型旋轉蒸發儀;粉碎機;同時蒸餾提取裝置;Milli-Q型超純水機;萬分之一電子天平等。

3、實驗方法

(1)菊苣根微波預處理

稱取一定量的菊苣根片,利用微波烘烤技術進行微波烘烤,微波功率45kW,出口溫度控製在110℃~120℃之間,烘烤時間6min。

(2)空白菊苣根提取物的製備

將烘烤後的菊苣根粉碎後,添加15倍量的水,高溫滅菌後在溫度37℃、150r/min條件下振蕩16h,提取液經過濾、離心後,取上清液備用。

(3)菊苣根發酵提取物的製備

①取短小芽胞杆菌CGMCCNO.3411用LB培養基活化培養,得到短小芽孢杆菌活化菌液;菌種活化培養條件為37℃、150r/min振蕩培養,培養時間為16h;

②將菊苣根粉碎後,添加15倍量的水,滅菌製成待發酵樣品;

③步驟:中活化好的菌液接種於待發酵樣品中,菌株接種量為2.0%,發酵條件為:轉速150r/min,發酵溫度37℃,發酵時間16h;

④發酵液經過濾、離心後,取上清液。

(4)揮發性香味成分的提取

準確量取500mL上清液(發酵液),倒入左側1L圓底燒瓶中,加入少許沸石,將其連接在SDE裝置底端,用電熱套加熱,控製加熱溫度使溶液中等強度沸騰,SDE裝置右側接盛有50mL二氯甲烷圓底燒瓶,該端置於水浴鍋中加熱,水浴溫度保持在60℃,同時蒸餾萃取進行3h。收集二氯甲烷溶液,加入15g無水硫酸鈉幹燥12h,除去水分,過濾,濾液減壓濃縮至1mL。

(5)感官評價

空白菊苣根提取物和發酵菊苣根提取物添加到卷煙中後的感官評價及定性按照GB5606.4-2005《卷煙第4部分:感官技術要求》規定的方法進行

4、GC-MS檢測部分

(1)色譜條件

RXi-5silMS石英毛細管柱(60m×0.25mm×0.25µm),載氣為氦氣(純度為99.999%),流速:1.0mL/min。升溫程序:初始溫度60℃,保持6min;以3℃/min的速率升溫至180℃;再以10℃/min的速率升溫至230℃,保持10min。進樣口溫度:250℃,進樣量:1.0µL,分流比:10∶1,溶劑延遲6min。

(2)質譜條件

離子源:電轟擊電離(EI)源;離子源溫度:230℃;四極杆溫度:150℃;電離能量:70eV;傳輸線溫度:280℃;掃描範圍(m/z):40~450,質譜檢索圖庫:Nist11譜庫。

(3)定性方法

采用GC-MS測定空白微波烘烤菊苣根提取物和微波烘烤菊苣根經短小芽孢杆菌發酵後提取物的揮發性化學成分,通過Nist11圖庫進行檢索確定其組分。

二、成分分析與結果討論

(1)成分分析與鑒定

通過氣相色譜質譜聯用儀測定,空白菊苣根的質譜見圖1,微波烘烤菊苣根短小芽孢杆菌發酵提取物的質譜見圖2,通過譜庫檢索並結合標準質譜圖和有關文獻確定各組分,對各組分的氣味特征進行描述,並用色譜峰麵積歸-化法定量計算各組分的相對百分含量,具體結果見表1。


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