菊苣是一種灌木叢生的多年生草本植物，根肉質、短粗。產(chǎn)于東北、西北、華北、山東、山西等地。菊苣為藥食兩用植物，菊苣葉可調制生菜，根含菊糖及芳香族物質，具有清熱解毒，降壓利尿、健胃、保肝作用，同時還具有增強免疫能力、抗炎、降低膽固醇和血糖等功效，目前被廣泛用于咖啡、飲料、茶、保健品、食品、中藥中。

烘烤后的菊苣提取物，具有類似可可或咖啡的焦香味，主要來源于菊苣干片經(jīng)焙炒后發(fā)生美拉德反應產(chǎn)生香味物質，用于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(yè)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(fā)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(fā)性成分方面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(lián)用技術對菊苣浸膏揮發(fā)性成分進行鑒定，共鑒定出38種化學成分，周靜媛等對云南祿勸、石林以及青海西寧三個不同產(chǎn)地栽培的菊苣進行揮發(fā)性成分分析對比，分別鑒定出29種、35種、26種化學成分。利用短小芽孢桿菌對菊苣根進行發(fā)酵，并對其發(fā)酵提取物揮發(fā)性成分進行分析和對比評吸，國內還未見報道。

由于所提及的菊苣根發(fā)酵提取物主要是應用于卷煙加香中，菌株的選擇無先例可參考，擬選取在煙葉發(fā)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(fā)酵，黃靜文等從煙葉表面分離出短小芽孢桿菌制得菌劑，噴灑于煙絲上進行發(fā)酵，煙葉的化學成分及比值更加協(xié)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桿菌和酵母菌發(fā)酵微波預處理后的菊苣根提取物進行揮發(fā)性成分分析對比，并通過卷煙加香實驗評價，探索短小芽孢桿菌發(fā)酵菊苣根提取物揮發(fā)性成分差異及對提高卷煙吸食品質的作用，為進一步開發(fā)菊苣根的香料價值提供數(shù)據(jù)支持。

一、試驗及檢測部分

1、材料及試劑

菊苣根為云南石林基地種植；LB培養(yǎng)基；短小芽孢桿菌（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(lián)用儀；BUCHIR-215型旋轉蒸發(fā)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，出口溫度控制在110℃～120℃之間，烘烤時間6min。

（2）空白菊苣根提取物的制備

將烘烤后的菊苣根粉碎后，添加15倍量的水，高溫滅菌后在溫度37℃、150r/min條件下振蕩16h，提取液經(jīng)過濾、離心后，取上清液備用。

（3）菊苣根發(fā)酵提取物的制備

①取短小芽胞桿菌CGMCCNO.3411用LB培養(yǎng)基活化培養(yǎng)，得到短小芽孢桿菌活化菌液；菌種活化培養(yǎng)條件為37℃、150r/min振蕩培養(yǎng)，培養(yǎng)時間為16h；

②將菊苣根粉碎后，添加15倍量的水，滅菌制成待發(fā)酵樣品；

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

④發(fā)酵液經(jīng)過濾、離心后，取上清液。

（4）揮發(fā)性香味成分的提取

準確量取500mL上清液（發(fā)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，控制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，該端置于水浴鍋中加熱，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無水硫酸鈉干燥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(fā)酵菊苣根提取物添加到卷煙中后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(guī)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℃；四極桿溫度：150℃；電離能量：70eV；傳輸線溫度：280℃；掃描范圍（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(jīng)短小芽孢桿菌發(fā)酵后提取物的揮發(fā)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(lián)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桿菌發(fā)酵提取物的質譜見圖2，通過譜庫檢索并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，并用色譜峰面積歸-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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