菊苣是一種灌木叢生的多年生草本植物，根肉質(zhì)、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(diào)制生菜，根含菊糖及芳香族物質(zhì)，具有清熱解毒，降壓利尿、健胃、保肝作用，同時(shí)還具有增強(qiáng)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(lái)源于菊苣干片經(jīng)焙炒后發(fā)生美拉德反應(yīng)產(chǎn)生香味物質(zhì)，用于煙草加香中可改善刺激，增強(qiáng)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(jī)酸等類成分，何軼等對(duì)菊苣根的非揮發(fā)性成分進(jìn)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(xué)成分。

但對(duì)菊苣浸膏揮發(fā)性成分方面的研究報(bào)道相對(duì)較少，梁宇等采用固相微萃取/氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)菊苣浸膏揮發(fā)性成分進(jìn)行鑒定，共鑒定出38種化學(xué)成分，周靜媛等對(duì)云南祿勸、石林以及青海西寧三個(gè)不同產(chǎn)地栽培的菊苣進(jìn)行揮發(fā)性成分分析對(duì)比，分別鑒定出29種、35種、26種化學(xué)成分。利用短小芽孢桿菌對(duì)菊苣根進(jìn)行發(fā)酵，并對(duì)其發(fā)酵提取物揮發(fā)性成分進(jìn)行分析和對(duì)比評(píng)吸，國(guó)內(nèi)還未見(jiàn)報(bào)道。

由于所提及的菊苣根發(fā)酵提取物主要是應(yīng)用于卷煙加香中，菌株的選擇無(wú)先例可參考，擬選取在煙葉發(fā)酵過(guò)程中，煙葉的青雜氣、刺激性、香氣質(zhì)量等顯著改善的菌株對(duì)菊苣根進(jìn)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(jìn)行發(fā)酵，煙葉的化學(xué)成分及比值更加協(xié)調(diào)，煙葉香氣質(zhì)改善，香氣量增加，煙葉內(nèi)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(yù)處理后的菊苣根提取物進(jìn)行揮發(fā)性成分分析對(duì)比，并通過(guò)卷煙加香實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，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(duì)提高卷煙吸食品質(zhì)的作用，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)菊苣根的香料價(jià)值提供數(shù)據(jù)支持。

一、試驗(yàn)及檢測(cè)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(wú)水硫酸鈉（分析純），正構(gòu)烷烴C7-C30。

2、儀器和設(shè)備

Agilent7890A/5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀；BUCHIR-215型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀；粉碎機(jī)；同時(shí)蒸餾提取裝置；Milli-Q型超純水機(jī)；萬(wàn)分之一電子天平等。

3、實(shí)驗(yàn)方法

（1）菊苣根微波預(yù)處理

稱取一定量的菊苣根片，利用微波烘烤技術(shù)進(jìn)行微波烘烤，微波功率45kW，出口溫度控制在110℃～120℃之間，烘烤時(shí)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(guò)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(shí)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(zhuǎn)速150r/min，發(fā)酵溫度37℃，發(fā)酵時(shí)間16h；

④發(fā)酵液經(jīng)過(guò)濾、離心后，取上清液。

（4）揮發(fā)性香味成分的提取

準(zhǔn)確量取500mL上清液（發(fā)酵液），倒入左側(cè)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(qiáng)度沸騰，SDE裝置右側(cè)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(shí)蒸餾萃取進(jìn)行3h。收集二氯甲烷溶液，加入15g無(wú)水硫酸鈉干燥12h，除去水分，過(guò)濾，濾液減壓濃縮至1mL。

（5）感官評(píng)價(jià)

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(píng)價(jià)及定性按照GB5606.4-2005《卷煙第4部分：感官技術(shù)要求》規(guī)定的方法進(jìn)行

4、GC-MS檢測(cè)部分

（1）色譜條件

RXi-5silMS石英毛細(xì)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(jìn)樣口溫度：250℃，進(jìn)樣量：1.0µL，分流比：10∶1，溶劑延遲6min。

（2）質(zhì)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(zhì)譜檢索圖庫(kù)：Nist11譜庫(kù)。

（3）定性方法

采用GC-MS測(cè)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(xué)成分，通過(guò)Nist11圖庫(kù)進(jìn)行檢索確定其組分。

二、成分分析與結(jié)果討論

（1）成分分析與鑒定

通過(guò)氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定，空白菊苣根的質(zhì)譜見(jiàn)圖1，微波烘烤菊苣根短小芽孢桿菌發(fā)酵提取物的質(zhì)譜見(jiàn)圖2，通過(guò)譜庫(kù)檢索并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖和有關(guān)文獻(xiàn)確定各組分，對(duì)各組分的氣味特征進(jìn)行描述，并用色譜峰面積歸-化法定量計(jì)算各組分的相對(duì)百分含量，具體結(jié)果見(jiàn)表1。

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