蘋果、山楂果糧醋的風(fēng)味及功能成分分析

許艷俊，張海明，郝林＊，李成剛，藥建生

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西 晉中 030801；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息學(xué)院 食品與環(huán)境學(xué)院，山西 晉中 030801；3.山西燈山井釀造有限公司，山西 榆次 030600）

食醋是山西省食品工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，傳統(tǒng)的老陳醋是以淀粉質(zhì)原料高粱釀造而成的，糧食消耗量大［1］；果醋是以水果為原料釀造而成的，不僅有醋的食療保健功效，還有水果的營養(yǎng)物質(zhì)和風(fēng)味口感，但在山西省并未被廣泛接受［2］。蘋果和山楂是我國主要的水果產(chǎn)品，利用率不高［3］。

程耀虎［4］已經(jīng)采用殘次果探究了果糧醋的固態(tài)發(fā)酵工藝：把糠和麩皮混合加水蒸煮，冷卻后將果類加入發(fā)酵缸內(nèi)，加入曲、酵母，封口進(jìn)行酒精發(fā)酵后轉(zhuǎn)入醋酸發(fā)酵階段。將發(fā)酵好的醋醅淋醋后兌制、滅菌、包裝即為成品。程稚玲等［5］以蘋果為原料，先接種酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵，再接種老陳醋醋醅進(jìn)行醋酸發(fā)酵釀造蘋果醋，避免了接種發(fā)酵菌種單一、產(chǎn)品風(fēng)味單薄的缺陷。目前果糧醋在市場上并不多見，本文通過在高粱中添加蘋果、山楂，使蘋果和山楂的風(fēng)味和功能成分融合在高粱醋中，提高其功能性。主要針對蘋果和山楂結(jié)合高粱經(jīng)液態(tài)發(fā)酵成果糧醋的風(fēng)味及功能成分進(jìn)行測定分析，為新產(chǎn)品的開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌種［6］

釀酒酵母菌：SH221，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物工程實(shí)驗(yàn)室保藏；醋酸菌：滬釀1.01，購于中國工業(yè)微生物研究所。

1.1.2 主要試劑

CH3CH2OH、NaOH、NaNO2、Al（NO3）3、蘆丁、沒食子酸、福林試劑、Na2CO3：以上試劑均為分析純；蘋果、山楂、老陳醋：市售。

1.1.3 主要儀器與設(shè)備

722G分光光度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司；Trace ISO氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、U3000高效液相色譜儀 Thermo Fisher公司。

1.2 方法

1.2.1 果糧醋的釀造

將蘋果、山楂破碎打漿，高粱蒸煮后，按一定比例將3種原料混合，同時加入SH221酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵，使用滬釀1.01醋酸菌進(jìn)行醋酸發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后過濾并進(jìn)行巴氏滅菌，最后得到果糧醋。

1.2.2 理化指標(biāo)測定及感官評定［7－9］

感官評定：按照 GB／T 5009.41－2003第三章執(zhí)行；總酸、pH、可溶性固形物、還原糖、總酯：按國標(biāo)GB／T 19777－2013《地理標(biāo)志產(chǎn)品 山西老陳醋》中的方法進(jìn)行測定。

1.2.3 揮發(fā)性香氣成分的測定［10－13］

1.2.3.1 萃取頭老化

取樣前將固相微萃取的萃取頭插入GC-MS的進(jìn)樣口中，于250℃老化并進(jìn)行空白試驗(yàn)，直至無雜峰出現(xiàn)，老化時間30min。

1.2.3.2 SPME頂空萃取

取5mL醋樣置于頂空樣品瓶中，加入0.2g／mL質(zhì)量濃度的氯化鈉分析純完全混勻，用瓶蓋密封。放入恒溫加熱箱并磁力攪拌，在40℃下平衡攪拌20min，將SPME萃取頭插入頂空瓶中，推出纖維頭。萃取溫度：40℃，萃取時間：30min。然后抽回纖維頭，將萃取頭迅速插入汽化室，在250℃下解吸5min，啟動儀器收集數(shù)據(jù)。

1.2.3.3 GC-MS條件

彈性毛細(xì)管色譜柱TG-5MS（30m×250μm×0.25μm），進(jìn)樣口溫度：250 ℃，載氣：氦氣，流速：1.0mL／min，不分流進(jìn)樣，升溫程序：柱溫起始溫度35℃保持5min，以5℃／min的速度上升至160℃，保持3min，然后以10℃／min的速度上升至250℃，保持3min。質(zhì)譜條件：接口溫度250℃，離子源溫度230℃，電離方式：EI，電子能量：70eV，質(zhì)量掃描范圍：35～500amu。

1.3 功能成分含量的測定

黃酮含量：按照GB／T 19777－2013的試驗(yàn)方法測定；總多酚含量：采用 Folin-Ciocalteu法測定［14，15］。

有機(jī)酸含量的測定［16－19］：取發(fā)酵培養(yǎng)物樣品5mL，用超純水定容至50mL，浸泡3h，抽濾，12000r／min離心10min，取上清液于0.22μm微孔濾膜濾樣，進(jìn)樣檢測。色譜條件：液相色譜儀Ultimate 3000；色譜柱選擇 Agilent ZORBAX-C18（4.6mm×150mm，5μm）；流動相為 pH 2.7 的 20mmol／L NaH2PO4；進(jìn)樣量20μL；流動速度0.8mL／min；紫外檢測波長210nm；柱溫30℃。

2 結(jié)果與分析

2.1 醋的理化指標(biāo)

對單一原料醋及果糧醋進(jìn)行感官評定及理化指標(biāo)測定，見表1和表2。

表1 醋的感官特征Table1 Sensory characteristics of vinegar

表2 醋的理化指標(biāo)Table2 Physical and chemical indicators of vinegar

所制備的果糧醋顏色深度處于果醋與老陳醋之間；有光澤；酸味柔和，改善了老陳醋口味略酸的缺陷；體態(tài)純凈，無懸浮物，無雜質(zhì)；既有芳香、酯香，又有蘋果和山楂的果香，酸甜適口，余味綿長。

2.2 醋的揮發(fā)性香氣成分差異

發(fā)酵醋的香氣組成非常復(fù)雜，既有原料本身的特征香氣，又有發(fā)酵過程中形成的各種醇類、酸類、醛類、酯類等香氣。通過氣質(zhì)聯(lián)用法檢測醋中的揮發(fā)性成分，根據(jù)揮發(fā)性香氣成分分類，通過峰面積歸一化法計(jì)算出各樣品中揮發(fā)性香氣成分的相對含量。醋揮發(fā)性香氣成分GC-MS總離子流色譜圖見圖1和圖2。

圖1 果醋揮發(fā)性香氣成分GC-MS總離子流色譜圖Fig.1 GC-MS total ion chromatogram of volatile aroma components of fruit vinegar

圖2 醋揮發(fā)性香氣成分GC-MS總離子流色譜圖Fig.2 GC-MS total ion chromatogram of volatile aroma components of vinegar

表3 各種醋揮發(fā)性香氣成分檢測Table3 The detection of volatile aroma components of various vinegar

續(xù) 表

續(xù) 表

由表3可知，4種樣品共檢測出香氣成分166種，其中醇類26種，酯類50種，酸類23種，酮類8種，醛類13種，其他類46種（表3中略寫，只列出了吡嗪類）；相同成分有11種，包括醇類2種，分別是乙醇、苯乙醇；酯類6種，分別是乙酸異戊酯、乙酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸苯乙酯、棕櫚酸乙酯；醛類2種，分別是苯甲醛和苯乙醛；酸類1種，為乙酸。

蘋果醋、山楂醋、果糧醋、高粱醋中分別檢測到68種、63種、69種、68種物質(zhì)。果糧醋均比單一原料醋檢測出的風(fēng)味物質(zhì)豐富。蘋果醋和山楂醋中具有食醋特征性風(fēng)味的物質(zhì)有苯乙醇、苯乙醛、2-甲基丁酸、乙酸乙酯、乙酸苯乙酯；高粱醋中有苯乙醇、乙酸乙酯、乙酸苯乙酯、乙酸異戊酯、棕櫚酸乙酯、2-甲基丁酸、苯乙醛、5-甲基-2-乙?；秽?。果糧醋中具有食醋特征性風(fēng)味的物質(zhì)有苯乙醇、苯乙醛、2-甲基丁酸、乙酸乙酯、乙酸苯乙酯、棕櫚酸乙酯。

其中酯類是構(gòu)成醋香的主要物質(zhì)，以乙酸乙酯為最高，在果糧醋中乙酸乙酯含量達(dá)到了15.30%，高于單一原料醋。醇類是醋中另一大類揮發(fā)性成分，果糧醋中醇類物質(zhì)多達(dá)14種，比單一原料醋豐富。醛類含量極微，具有辛辣味，有刺激性，多數(shù)對人體有害，極微量的乙醛就可以形成辣味，果糧醋中醛類物質(zhì)較老陳醋中醛類物質(zhì)大大降低。

吡嗪類化合物是Maillard反應(yīng)形成的主要揮發(fā)性化合物，一般具有燒烤、堅(jiān)果等風(fēng)味，在食品風(fēng)味中有重要價值［20］。例如川芎嗪具有抗血小板聚集和解聚、擴(kuò)張小動脈、改善微循環(huán)、增加腦血流和活血化淤等作用。果糧醋中川芎嗪含量比單一原料釀造醋中含量高。

2.3 醋的功能成分含量

2.3.1 黃酮含量測定結(jié)果與分析

圖3 醋中黃酮含量的測定Fig.3 Determination of flavonoids content in vinegar

由圖3中A可知，R2值大于0.99，即線性相關(guān)，說明此標(biāo)準(zhǔn)曲線比較理想。由圖3中B可知，山楂醋中的黃酮含量最高，而蘋果醋和高粱醋中的黃酮含量較低。當(dāng)釀造成果糧醋時，黃酮含量大大提高，彌補(bǔ)了單一蘋果醋和高粱醋中黃酮含量低的缺陷。黃酮類化合物具有抗氧化、抗衰老、清熱、降血脂等藥理保健功能，是一類極具開發(fā)前景的天然抗氧化劑。

2.3.2 多酚含量測定結(jié)果與分析

圖4 醋中多酚含量的測定Fig.4 Determination of polyphenol content in vinegar

由圖4中A可知，R2值大于0.99，即線性相關(guān)，說明此標(biāo)準(zhǔn)曲線比較理想。由圖4中B可知，果糧醋的總酚含量最高，達(dá)到464.73mg／dL，而蘋果醋中總酚含量僅為89.2mg／dL，果糧醋中總酚含量高于單一原料釀造醋。大量研究結(jié)果表明，酚類物質(zhì)有很強(qiáng)的抗氧化性，在食品中起著非常重要的抗氧化作用，總酚含量越高，抗氧化能力越強(qiáng)。

2.3.3 有機(jī)酸含量［21］

表4 4種醋有機(jī)酸含量檢測結(jié)果Table4 The detection results of organic acid content of four kinds of vinegar g／L

由表4可知，果糧醋、高粱醋和蘋果醋這3種醋中均含有草酸、酒石酸、丙酮酸、蘋果酸、乳酸、乙酸、檸檬酸以及琥珀酸，但是在山楂醋中未檢測到琥珀酸。果醋與食醋中有機(jī)酸組成的差別主要體現(xiàn)在蘋果酸、酒石酸和乳酸的含量上，蘋果醋中蘋果酸、酒石酸的含量明顯高，乳酸的含量明顯低。在此基礎(chǔ)上，釀造的果糧醋不僅有果醋的高蘋果酸和高丙酮酸，而且還具有食醋的高乳酸，這大大地增加了醋中的總有機(jī)酸含量。乙酸帶有使人愉悅的香氣，乳酸有微弱的香氣。果糧醋有利于改善有機(jī)酸組成，緩沖醋酸的刺激性，提高酸味品質(zhì)。而有機(jī)酸在調(diào)節(jié)血脂、預(yù)防腫瘤及改善記憶力等方面起了重要作用。

3 結(jié)論

本文探究以蘋果、山楂以及高粱為原料進(jìn)行酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵，得到了4種醋，進(jìn)行了其風(fēng)味及功能成分的測定與分析。果糧醋的風(fēng)味物質(zhì)種類比單一原料醋豐富，達(dá)到了69種；且黃酮、多酚的含量也較高，分別達(dá)到了450.74，464.73mg／dL，具有較高的氧化性；果糧醋中的有機(jī)酸不僅融合了果醋和食醋中的有機(jī)酸種類，而且使總有機(jī)酸的含量極大增加。

果糧醋作為一類新型的保健營養(yǎng)調(diào)味品，不僅為社會提供了新型食品，還開辟了一條新的生產(chǎn)線，促進(jìn)了就業(yè)。