《食品科学》：南京农业大学董明盛教授等：红茶菌发酵对天麻活性成分及感官品质的影响

天麻是兰科天麻属植物天麻的干燥块茎，为我国传统的名贵中药材，主产于中国贵州、四川、云南等地。现代研究表明，天麻具有改善认知记忆，改善睡眠，调节血脂、血糖及血压，改善肝损伤等功效。红茶菌是一种历史悠久的酸性保健饮料，它是以糖、茶、水为原料，主要经醋酸菌、酵母菌等多种微生物共同发酵而成。红茶菌发酵受共生微生物驱动，在发酵过程中会发生许多生物化学反应，主要包括醇、醛的形成，以及醇、醛向酸、酯的转化，能产生丰富的营养功能性物质以及甜香的风味物质，其主要代谢产物包括醋酸、乙醇、葡萄糖酸、葡萄糖醛酸、氨基酸、维生素等。红茶菌具有很多对人体有益的保健功能，包括清理肠胃、消除疲劳、增强食欲、帮助消化、防治高血压和动脉硬化、预防和治疗糖尿病，以及防癌抗癌、增强机体免疫力等。

南京农业大学食品科学技术学院的王迎、张国强、董明盛*等利用红茶菌对天麻进行发酵，期望改善天麻的不愉快气味，为天麻食品深度开发和利用提供理论依据和技术支撑。

1 发酵过程中的微生物数量变化

红茶菌发酵天麻的微生物菌群主要包括醋酸菌、酵母菌以及乳酸菌3 类，对3 种微生物数量进行计数，结果见图1。发酵初始，醋酸菌、酵母菌、乳酸菌的数量分别为6.35、6.02、5.64（lg（CFU/mL））。发酵2 d，醋酸菌的数量逐渐增加，增至最大值8.33（lg（CFU/mL）），随后又逐渐降低至7.12（lg（CFU/mL））（5 d）。发酵3 d，酵母菌与乳酸菌数量均逐渐增加，分别增长至8.84（lg（CFU/mL））和7.38（lg（CFU/mL））；发酵5 d，二者分别逐渐减少至7.27、6.80（lg（CFU/mL））。红茶菌天麻在发酵初期，其醋酸菌数量高于酵母菌与乳酸菌；发酵2 d，醋酸菌含量逐渐减少，发酵第3天，酵母菌与乳酸菌数量显著增加，并且酵母菌数量超过醋酸菌数量；到发酵后期，微生物数量均相应降低，可能是可利用有机物的减少所致。

由图2a可以看出，随着发酵时间的延长，实验组的pH值逐渐降低，由4.40降至3.41，变化幅度较大；对照组的pH值最高为4.45，最低为4.35，pH值变化不显著。由图2b可以看出，实验组的总酸质量浓度随着发酵时间延长逐渐增加，由29.76 g/100 mL增加到64.14 g/100 mL，并且在发酵1～2 d显著增加，推测发酵前期醋酸菌为发酵主要菌群。对照组总酸质量浓度在34.10～42.58 g/100 mL之间波动，变化幅度相对于实验组来说较小。结合pH值与总酸含量变化可以看出，在红茶菌发酵过程中，由于微生物作用，会产生大量的酸，导致发酵液的pH值降低，也进一步影响发酵液的理化性质与感官品质。

2发酵过程中有机酸含量变化

如表3所示，在发酵过程中，乙酸与琥珀酸质量浓度分别由4.12、11.37 g/L增长至20.43、45.24 g/L。与发酵前2 d相比，第3、4、5天的发酵液中乙酸含量显著提高（

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红茶菌中醋酸菌作为主要菌株之一，能够利用有机物产生大量乙酸，因此乙酸的质量浓度增长幅度较大。琥珀酸在发酵过程中也出现大幅度增长的情况，由于天麻本身含有琥珀酸，在微生物发酵的作用下，其质量浓度也逐渐升高。红茶菌中含有较多的葡萄糖醛酸，因此其在发酵初始阶段的含量较高，而在红茶菌发酵初期，微生物会利用葡萄糖醛酸中的糖基，因此，其含量随之降低。发酵液中乳酸、酒石酸、苹果酸等有机酸会改善发酵液的风味，增加发酵液的营养成分。

3发酵过程中天麻活性成分变化

3.1发酵对天麻总糖的影响

从图3可知，实验组总糖质量浓度在红茶菌的作用下，由104.56 g/L降至60.57 g/L，消耗了43.99 g/L；对照组的总糖质量浓度在99.15～112.36 g/L之间。红茶菌中的醋酸菌、乳酸菌、酵母菌均可利用糖类进行代谢活动，因此，在发酵过程中，糖类有利于微生物产生多种代谢产物，比如有机酸、乙醇等。

3.2 发酵过程中多酚与黄酮含量变化

通过表4可知，实验组发酵1 d多酚质量浓度并没有发生显著变化，发酵2～5 d，不同发酵时间之间的多酚质量浓度均有显著差异（

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3.3发酵过程中天麻素和对羟基苯甲醇质量浓度变化

由图4可知，天麻经红茶菌发酵后，发酵液中的天麻素与对羟基苯甲醇（天麻苷元）质量浓度发生明显变化。发酵前2 d，实验组的天麻素质量浓度变化幅度较小，从第3天开始，天麻素质量浓度大幅降低，天麻素质量浓度由835.68 μg/mL降至11.04 μg/mL；对羟基苯甲醇从第3天开始有明显增加趋势，发酵初始质量浓度为78.05 μg/mL，发酵5 d达到最大值456.66 μg/mL，为初始质量浓度的5.85 倍。对照组的天麻素与对羟基苯甲醇质量浓度分别维持在712.58～891.62 μg/mL和94.86～191.97 μg/mL之间，与实验组的变化幅度相比，总体变化不显著，其质量浓度的变化可能是发酵过程中天麻释放部分对羟基苯甲醇导致。实验组的天麻素与对羟基苯甲醇的总质量浓度降低。天麻素属于小分子酚型糖苷类化合物，部分天麻素经微生物作用后，分解产生对羟基苯甲醇，还有巴利森苷等小分子物质。因此，发酵过程中，红茶菌不但会利用多糖，还会利用天麻素中的葡萄糖基，分解产生小分子物质，导致其含量大大减少。

4感官评价分析

4.1 电子鼻分析红茶菌天麻发酵液挥发性成分

红茶菌发酵会改变发酵液的风味，改善天麻不愉快气味。经电子鼻分析，实验组发酵5 d的风味相较于对照组更加明显（图5）。其中，发酵液对W1S（甲基类化合物）、W5S（氮氧化合物）的响应值最大，其次是W2W（芳香成分、有机硫化物）、W2S（醇类、醛酮类化合物）、W1W（硫化物），其余响应值整体没有明显变化。这说明红茶菌-天麻经发酵后，短链烷烃如甲烷、氮氧化合物、芳香物质、醇、醛、酮等物质含量显著增加，导致实验组与对照组风味存在明显差异，使得发酵液风味更加浓郁。

4.2 SPME-GC-MS分析红茶菌天麻发酵液挥发性成分

使用SPME-GC-MS对发酵5 d的天麻-红茶菌实验组和对照组的挥发性物质进行分析，共鉴定出39 种挥发性物质。由表5可以看出，发酵后，实验组与对照组的挥发性物质存在明显区别，醇类、酯类等物质相对含量明显增加，它们能增加发酵液的风味。其中实验组的乙醇（20.99%）、异戊醇（3.18%）、苯乙醇（9.70%）、2,3-环氧-1-丁醇（2.81%）是主要醇类物质，这些物质含量的增加使发酵液具有明显的酒香味。

天麻经红茶菌发酵后，主要变化的酯类物质有乙酸苯乙酯（4.67%）、己酸苯乙酯（1.73%）、辛酸乙酯（11.37%）、癸酸乙酯（2.58%）等，这些酯类物质相对含量相较于对照组明显增加，使发酵液具有明显的果香味。而对照组中主要的风味物质是柠檬烯-6-醇特戊酸酯（55.10%），发酵后，该物质相对含量大大降低，推测该物质为天麻本身风味物质，发酵过程中被微生物降解。

烷烃类、酸类、酮类物质经发酵后，相对含量也发生变化。发酵后6-甲基十八烷（6.49%）、2,6,10-三甲基十四烷（4.33%）、2,6-二甲基十一烷（1.21%）这3 种主要的烷烃物质明显增多；经发酵后乙酸（2.79%）、丙二酸（2.18%）相对含量也明显增加。对照组的丙酮相对含量为6.46%，发酵后未检测到丙酮，丙酮具有辛辣味，发酵改善天麻的风味。除此之外，实验组发酵液中检测到的百里香酚（14.00%）也赋予其辛香味；并且2,4-二叔丁基酚相对含量经发酵后由11.25%降至0.39%，该风味物质的减少也能够改善天麻的不愉快气味。

4.3 感官评价

由图6可以看出，经红茶菌发酵后，实验组的口感、滋味、气味评分均优于对照组，色泽与组织状态上差别不大，均为棕色较清澈的液体，有少量沉淀。实验组有明显的甜香气，酸与醇味相协调，酸甜适中，而且几乎闻不出天麻的不愉快味，极大地改善天麻的可接受性，提高食用愉悦感。

5结 论

研究红茶菌液态发酵天麻后，发酵液性质的变化以及功能性物质的产生情况。结果表明天麻经过液态发酵，其营养、功能、感官性能方面都大大提升。红茶菌的发酵使发酵液中的有机酸更加丰富，其中乙酸与琥珀酸的质量浓度增长为原来的4.96 倍和3.98 倍。发酵减少天麻中的天麻素含量，但提升了对羟基苯甲醇功能性成分的含量，为原来的5.85 倍。经发酵后，天麻的总多酚、总黄酮质量浓度也分别达到1070.09 mg/L和245.25 mg/L，与未发酵对照组比较，分别增加至原来的1.56 倍和1.43 倍，有利于提升其抗氧化性。对挥发性物质进一步分析，共检测出39 种挥发性物质，表明天麻-红茶菌发酵液具有较丰富的风味，在一定程度上能够改善天麻的不愉快气味。并且经过感官评价，也证实天麻-红茶菌饮料具有较优良的风味。总地来说，对红茶菌发酵天麻的研究有助于进一步开发新型天麻食品，并深入探究其潜在的功能价值。

本文《 红茶菌发酵对天麻活性成分及感官品质的影响 》来源于《食品科学》2023年45卷第4期232-238页，作 者：王迎，董明盛 *，张国强，韩月峰 。 DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230901-001。 点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑；北京林业大学生物科学与技术学院 栾文莉；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

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