液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性研究

譚海剛,李靜,申美容

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266109)

在我國古代就有“民以食為天，食以味為先，味以酸為本，酸甜苦辣咸”的記載。食醋是人們喜聞樂用的傳統(tǒng)發(fā)酵調(diào)味品，常用于烹飪食品和加工，全國每天消耗量超過320×104L[1]。食醋營養(yǎng)成分豐富，除醋酸外，醋還含有其他有機(jī)酸類、醇類、酯類、酮類和醛類物質(zhì)，如乳酸、琥珀酸、乙醇、2-丙醇、2-丁醇、辛醇、乙酸乙酯、4-乙基愈創(chuàng)木酚、2,3-丁二酮、3-羥基-2-丁酮、二乙酰、己醛、庚醛。此外，食醋中還含有較多的酚類化合物、黃酮類化合物、類胡蘿卜素、植物甾醇、維生素，如阿魏酸、香草酸、原兒茶酸、丁香酸、沒食子酸等[2-4]。經(jīng)常食用醋產(chǎn)品，有助于改善消化系統(tǒng)、激發(fā)食欲、防氧化、抗衰老、降血脂、降血壓、消炎抗菌、預(yù)防癌癥和治療糖尿病等功效[5-7]。

食醋在儲(chǔ)存過程中易產(chǎn)生沉淀，影響美觀和食用。食醋產(chǎn)生沉淀的原因主要有生物性因素和非生物性因素兩種。生物性因素主要是微生物污染造成的；非生物性因素主要是由于原輔料分解不徹底造成醋液中蛋白質(zhì)、淀粉、糖類等成分含量過高，這些成分在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，形成一些絡(luò)合物凝聚成大分子形成沉淀。其次發(fā)酵罐或管道中的鐵離子與醋酸反應(yīng)生成醋酸鐵沉淀，也會(huì)與氧化性蛋白和單寧結(jié)合生成沉淀。

液態(tài)發(fā)酵米醋具有自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)周期短、原料利用率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，其產(chǎn)生的沉淀量較固態(tài)發(fā)酵醋少，但因?yàn)槠漕伾珳\、透明度高，沉淀的產(chǎn)生對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋影響更加明顯。本文以液態(tài)發(fā)酵米醋為研究對(duì)象，通過分析醋和沉淀中組成成分，研究采用酶法提高液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性，為食醋穩(wěn)定性研究提供技術(shù)參考。

1 材料方法

1.1 試驗(yàn)材料與儀器

1.1.1 試驗(yàn)材料

液態(tài)發(fā)酵米醋：自釀；牛血清白蛋白、酸性蛋白酶：北京索萊寶科技有限公司；糖化酶：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

紫外可見分光光度計(jì) 尤尼柯(上海)儀器有限公司；高速冷凍離心機(jī) 北京時(shí)代北利離心機(jī)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 液態(tài)發(fā)酵米醋與沉淀組成成分分析

將液態(tài)發(fā)酵米醋以9000 r/min離心15 min，分別測定上清液和沉淀中蛋白質(zhì)、還原糖、總糖、淀粉、單寧以及鐵離子、鋅離子、鉀離子、鈣離子、鈉離子、鎂離子含量，分析產(chǎn)生沉淀的主體成分。

1.2.2 酸性蛋白酶對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性的影響

1.2.2.1 酸性蛋白酶添加量對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋蛋白質(zhì)含量的影響

在液態(tài)發(fā)酵米醋中分別加入0，200，400，600，800，1000 U/g的酸性蛋白酶，一份立即沸水浴滅活，另一份于50 ℃水浴2 h后沸水浴滅活，測定兩份液態(tài)發(fā)酵米醋中蛋白質(zhì)含量，確定酸性蛋白酶最佳添加量。

1.2.2.2 酸性蛋白酶作用時(shí)間對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋蛋白質(zhì)含量的影響

在液態(tài)發(fā)酵米醋中加入 600 U/g的酸性蛋白酶，于50 ℃分別水浴0，1，2，3，4，5 h，測定其蛋白質(zhì)含量，確定酸性蛋白酶最佳作用時(shí)間。

1.2.2.3 酸性蛋白酶對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性的影響

按照酸性蛋白酶最佳酶添加量和最佳作用時(shí)間處理液態(tài)發(fā)酵米醋，分別放置1，2，3，4，5周，測定其透光率，確定酸性蛋白酶對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性的影響。

1.2.3 糖化酶對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性的影響

1.2.3.1 糖化酶添加量對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋還原糖、淀粉含量的影響

在液態(tài)發(fā)酵米醋中分別加入0，200，400，600，800，1000 U/g的糖化酶，一份立即沸水浴滅活，另一份于55 ℃水浴2 h后沸水浴滅活，測定兩份液態(tài)發(fā)酵米醋中還原糖和淀粉含量，確定糖化酶最佳添加量。

1.2.3.2 糖化酶作用時(shí)間對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋還原糖、淀粉含量的影響

在液態(tài)發(fā)酵米醋中加入400 U/g的糖化酶，于55 ℃分別水浴0，2，4，6，8，10 h，測定其還原糖和淀粉含量，確定糖化酶最佳作用時(shí)間。

1.2.3.3 糖化酶對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性的影響

按照糖化酶最佳酶添加量和最佳作用時(shí)間處理液態(tài)發(fā)酵米醋，分別放置1，2，3，4，5周，測定其透光率，確定糖化酶對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性的影響。

1.2.4 處理方式對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋感官的影響

分別對(duì)酶處理和離子交換處理前后液態(tài)發(fā)酵米醋的色澤、澄清度、香氣、滋味進(jìn)行評(píng)定，確定酶和離子交換處理對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋感官的影響。

1.3 分析方法

1.3.1 蛋白質(zhì)含量的測定

采用考馬斯亮藍(lán)法[8]。

1.3.2 總糖的測定

采用硫酸-蒽酮法[9]。

1.3.3 還原糖的測定

采用DNS法[10]。

1.3.4 單寧的測定

采用福林-丹尼斯試劑法[11]。

1.3.5 淀粉的測定

采用酸水解法[12]。

1.3.6 感官評(píng)定

感官評(píng)定方法參照文獻(xiàn)[13]。

1.3.7 透光率的測定

采用紫外分光光度法[14]。

2 結(jié)果分析

2.1 液態(tài)發(fā)酵米醋與沉淀組成成分分析

表1 液態(tài)發(fā)酵米醋和沉淀中的組成成分含量Table 1 The content of components in liquid fermented rice vinegar and precipitate mg/mL

注：“-”為未檢出。

由表1可知，液態(tài)發(fā)酵米醋離心沉淀組分中蛋白質(zhì)含量為0.0339 mg/mL，比離心上清液高了25.09%；總糖、還原糖和淀粉含量分別為0.0262，0.0139，0.0095 mg/mL，分別比離心上清液高了85.82%、13.01%、39.71%；因此，液態(tài)發(fā)酵米醋中蛋白質(zhì)和糖類均對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

2.2 酸性蛋白酶對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性的影響

2.2.1 酸性蛋白酶添加量對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋蛋白質(zhì)含量的影響

圖1 酸性蛋白酶添加量對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋 蛋白質(zhì)含量的影響Fig.1 Effect of the additive amount of acid protease on protein content of liquid fermented rice vinegar

由圖1可知，酸性蛋白酶對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋蛋白質(zhì)的分解作用呈現(xiàn)先增加后減慢的趨勢(shì)。當(dāng)酸性蛋白酶添加量為600 U/g時(shí)，蛋白質(zhì)的分解量最大，為0.014 mg/mL，占液態(tài)發(fā)酵米醋蛋白質(zhì)總量的53.85%，確定酸性蛋白酶的最適添加量為600 U/g。

2.2.2 酸性蛋白酶作用時(shí)間對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋蛋白質(zhì)含量的影響

圖2 酸性蛋白酶反應(yīng)時(shí)間對(duì)液態(tài)發(fā)酵 米醋蛋白質(zhì)含量的影響Fig.2 Effect of acid protease reaction time on protein content of liquid fermented rice vinegar

由圖2可知，隨著酸性蛋白酶反應(yīng)時(shí)間的增加，醋中的蛋白質(zhì)呈現(xiàn)先減少后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，當(dāng)酸性蛋白酶的反應(yīng)時(shí)間為3 h左右時(shí)，醋液中蛋白質(zhì)的含量達(dá)到最低。因此，確定酸性蛋白酶的最佳反應(yīng)時(shí)間為3 h。

2.2.3 酸性蛋白酶對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性的影響

由圖3可知，液態(tài)發(fā)酵米醋經(jīng)酸性蛋白酶處理后透光率發(fā)生了較大變化。與原醋(透光率為57.85%)相比，酸性蛋白酶處理后液態(tài)發(fā)酵米醋的透光率增加了30.48%。隨著放置時(shí)間的增加，透光率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，當(dāng)放置時(shí)間為4周時(shí)，其透光率已經(jīng)低于原醋的透光率。因此，酸性蛋白酶處理液態(tài)發(fā)酵米醋可以延長至少3周的穩(wěn)定期。

圖3 酸性蛋白酶對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性的影響Fig.3 Effect of acid protease on the stability of liquid fermented rice vinegar

2.3 糖化酶對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性的影響

2.3.1 糖化酶添加量對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋還原糖、淀粉含量的影響

圖4 糖化酶添加量對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋還原糖、 淀粉含量的影響Fig.4 Effect of the additive amount of glucoamylase on reducing sugar and starch content of liquid fermented rice vinegar

由圖4可知，當(dāng)糖化酶添加量為400 U/g時(shí)，還原糖含量為0.0139 mg/mL，較處理前增加了11.2%；同時(shí)，淀粉含量為0.0054 mg/mL，較處理前減少了16.92%。繼續(xù)增加糖化酶添加量，液態(tài)發(fā)酵米醋液中還原糖含量和淀粉含量均趨于穩(wěn)定。因此，確定糖化酶最適添加量為400 U/g。

2.3.2 糖化酶作用時(shí)間對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋還原糖、淀粉含量的影響

由圖5可知，隨著糖化酶反應(yīng)時(shí)間的增加，液態(tài)發(fā)酵米醋中還原糖呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，淀粉含量呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。當(dāng)糖化酶作用時(shí)間為8 h時(shí)，醋液中還原糖的含量達(dá)到最高，為0.0165 mg/mL，較處理前增加了32%；淀粉含量達(dá)到0.0034 mg/mL，較處理前減少了37.04%。因此，確定糖化酶的最佳作用時(shí)間為8 h。

圖5 糖化酶作用時(shí)間對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋 還原糖、淀粉含量的影響Fig.5 Effect of action time of glucoamylase on reducing sugar and starch content of liquid fermented rice vinegar

2.3.3 糖化酶對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性的影響

圖6 糖化酶對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性的影響Fig.6 Effect of glucoamylase on the stability of liquid fermented rice vinegar

由圖6可知，糖化酶處理的液態(tài)發(fā)酵米醋隨放置時(shí)間的延長透光率緩慢下降。與原醋(透光率為57.85%)相比，經(jīng)糖化酶處理后其透光率增加了39.08%。當(dāng)放置時(shí)間為5周時(shí)，其透光率仍為64.56%，較原醋高了11.60%。所以，糖化酶處理可以明顯提高液態(tài)發(fā)酵米醋的穩(wěn)定性。

2.4 處理方式對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋感官的影響

表2 處理方式對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋感官的影響Table 2 Effect of processing methods on the sensory indexes of liquid fermented rice vinegar

由表2可知，液態(tài)發(fā)酵米醋經(jīng)酸性蛋白酶和糖化酶處理后感官指標(biāo)無明顯變化。

3 討論

本研究通過分析液態(tài)發(fā)酵米醋離心上清液與沉淀的組分，采用酸性蛋白酶、糖化酶和離子交換處理法對(duì)液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性進(jìn)行探究。結(jié)果表明：酸性蛋白酶添加量為600 U/g、反應(yīng)時(shí)間為3 h時(shí)，液態(tài)發(fā)酵米醋穩(wěn)定性可以延長至少3周。糖化酶添加量為400 U/g、反應(yīng)時(shí)間為8 h時(shí)，液態(tài)發(fā)酵米醋透光率增加了39.08%，放置5周時(shí)，其透光率仍為64.56%，較原醋高了11.60%。酸性蛋白酶和糖化酶處理均可提高液態(tài)發(fā)酵米醋的穩(wěn)定性，其中糖化酶處理效果尤為顯著。同時(shí)，采用酸性蛋白酶和糖化酶處理后液態(tài)發(fā)酵米醋的感官指標(biāo)無明顯變化。