不同種類大米對釀造香醋品質(zhì)的影響

李信，余永建，陳雯，張俊紅，陸平，朱勝虎，崔鵬景

1(江蘇恒順醋業(yè)股份有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江， 212000)2(江蘇科技大學(xué) 糧食學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江， 212003)

食醋的生產(chǎn)歷史久遠，早在3 000多年前就有關(guān)于食醋的文字記載[1]。我國的食醋在世界上獨樹一幟，是中國優(yōu)秀飲食文化中調(diào)味品的典型代表[2]。鎮(zhèn)江香醋是我國四大名醋之一，屬于典型的傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵食品，距今有1 400多年歷史，在國內(nèi)外享有盛譽[3]。鎮(zhèn)江香醋固態(tài)釀造文化積淀沉厚，得天獨厚的地理環(huán)境與獨特的精湛工藝享譽中外，“恒順鎮(zhèn)江香醋釀制技藝” 被列入首批國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄，具有極高的文化、歷史和社會價值[4]。

鎮(zhèn)江香醋釀造技藝主要包括酒精發(fā)酵過程(釀酒)、醋酸發(fā)酵過程(釀醋)和后期加工過程[5]。傳統(tǒng)釀酒選用優(yōu)質(zhì)糯米，在蒸煮、冷卻后的糯米飯中加入特制的酒藥和麥曲等發(fā)酵劑進行糖化和酒化，從而釀制出優(yōu)質(zhì)的酒醪。傳統(tǒng)釀醋是一個復(fù)雜的過程，酒醪、麩皮和稻糠共同組成含有多種酶系的疏松體，按照傳統(tǒng)套醪方式接入種子醅，采用獨特的固態(tài)分層發(fā)酵工藝，在開放條件下大量微生物產(chǎn)生豐富的代謝產(chǎn)物，形成鎮(zhèn)江香醋獨具魅力的風(fēng)味[6]。鎮(zhèn)江香醋先后經(jīng)過40多道工序，歷時60多天，最終釀造出的產(chǎn)品具有“酸而不澀，香而微甜，色濃味鮮，愈存愈醇”的特點[7]。GB/T 18623 地理標(biāo)志產(chǎn)品 鎮(zhèn)江香醋規(guī)定，鎮(zhèn)江香醋是采用糯米為主要原料，結(jié)合獨特的釀制工藝，在鎮(zhèn)江地區(qū)釀造的一種風(fēng)味獨特的米醋。

釀醋先釀酒，高品質(zhì)的米酒醪是香醋釀造的前提。香醋酒醪的制備與黃酒釀造具有較大的相似性，有研究表明[8]不同特性的大米所釀造黃酒的品質(zhì)具有很大差異。姬中偉等[9]研究表明，釀造優(yōu)質(zhì)黃酒的最佳大米種類是糯米；蔣世云[10]研究發(fā)現(xiàn)，支淀粉與直鏈淀粉之比越高，所釀造米甜酒的感官品質(zhì)越好；MIZUMA等[11]研究發(fā)現(xiàn)，大米中直鏈淀粉含量較低，所釀造清酒產(chǎn)品的風(fēng)格更好。

高瑩瑩等[12]應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對純菌發(fā)酵的糯米酒和純菌發(fā)酵的糯米醋中香氣成分進行了分析。目前對不同大米采用鎮(zhèn)江香醋釀造技藝釀造香醋過程中的品質(zhì)差異性研究極少。為此，本文以糯米和粳米為不同的大米原料，采用鎮(zhèn)江香醋獨特的釀制技藝進行釀酒和釀醋，探究糯米和粳米在釀造過程中的發(fā)酵品質(zhì)和發(fā)酵結(jié)束后香醋中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，分析不同種類大米在釀造過程中的品質(zhì)差異性及其對釀造香醋品質(zhì)的影響，為我國食醋生產(chǎn)中原料的選擇、食醋產(chǎn)品種類的豐富與新產(chǎn)品的開發(fā)提供重要參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糯米、粳米，購自鎮(zhèn)江恒順米業(yè)有限公司，產(chǎn)地江蘇鎮(zhèn)江；酒藥、麥曲、種子醅，江蘇恒順醋業(yè)股份有限公司；酒石酸、乳酸、乙酸、檸檬酸、丙酮酸、琥珀酸、焦谷氨酸、2-辛醇、4-甲基-2-戊醇等(色譜純)，Sigma公司；乙醛、苯乙醛、異戊醛、異丁醛、2,3-丁二醇、棕櫚酸乙酯、十五酸乙酯、辛酸乙酯、γ-壬內(nèi)酯、2,4-二叔丁基苯酚、愈創(chuàng)木酚、4-乙烯基愈創(chuàng)木酚等(色譜純)，上海安譜實驗科技股份有限公司；異戊醇、異丁醇、正己醇、苯乙醇、正辛醇、丁二酸二乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、正己酸乙酯、苯甲醛、丁酸、辛酸、壬酸等(色譜純)，國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

1260高相液相色譜儀、7890B—5977A氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國安捷倫公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，美國思必可公司；S-433D氨基酸分析儀，德國塞卡姆公司；5810R高速冷凍離心機，艾本德(上海)國際貿(mào)易有限公司；漩渦混合儀，賽默飛世爾(中國)有限公司；電子天平、精密pH 計，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；生化培養(yǎng)箱，上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；水浴鍋，上海精宏實驗設(shè)備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 香醋釀造工藝

香醋釀造工藝如下：

1.3.2 基本理化指標(biāo)測定

酒醪經(jīng)8 000 r/min 離心10 min 后，取上清液使用。酒精度、總酸、還原糖參照GB/T 13662—2008方法進行測定。

醋鹵(指成熟醋醅經(jīng)過封醅工藝后底部自然流出的液體)經(jīng)8 000 r/min 離心10 min 后，取上清液使用?？偹岷筒粨]發(fā)酸參照GB 18 187—2000方法進行測定，氨基酸態(tài)氮參照GB 18186—2000方法進行測定，還原糖參照GB5009.7—2016方法進行測定。

1.3.3 有機酸測定

采用高相液相色譜測定，參照GB/T 18623—2011方法，以保留時間和樣品加標(biāo)定性，采用峰面積外標(biāo)法定量。

1.3.4 游離氨基酸測定

采用全自動氨基酸分析儀測定，參照文獻[13]，方法略有改動。

1.3.5 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測定

采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用測定，參照文獻[14]，方法略有改動。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同大米釀造酒醪和醋鹵的基本理化指標(biāo)分析

釀酒是由酵母菌將糖發(fā)酵成酒精，為醋酸發(fā)酵提供前體物質(zhì)的過程[15]。釀醋是將酒精轉(zhuǎn)化為醋酸的過程，由多種細菌和真菌共同參與，是香醋生產(chǎn)過程中的重要階段[16]。酒醪和醋鹵的基本理化指標(biāo)是反映成品產(chǎn)量和品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。本研究對不同大米釀造酒醪的主要理化指標(biāo)酒精度、總酸和還原糖以及醋鹵的主要理化指標(biāo)總酸、還原糖、氨基酸態(tài)氮和不揮發(fā)酸進行了測定，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，不同大米在酒精發(fā)酵后制備酒醪的基本理化指標(biāo)(酒精度、總酸和還原糖)無顯著差異。糯米淀粉中98%以上都是支鏈淀粉，而粳米中主要為直連淀粉，可見大米種類的不同未對酒醪的基本理化指標(biāo)產(chǎn)生顯著的影響。從而說明鎮(zhèn)江香醋在制酒過程中所使用的酒藥和麥曲中的酶具有較好的水解兩類淀粉的能力，制酒工藝同樣適用于粳米酒醪的釀造。

同時，不同大米在醋酸發(fā)酵后制備醋鹵的基本理化指標(biāo)(總酸、不揮發(fā)酸、還原糖和氨基酸態(tài)氮)也沒有顯著的差異。綜上，說明鎮(zhèn)江香醋的釀造工藝也適用于以粳米為原料的香醋釀造。

表1 不同大米釀造酒醪和醋鹵的基本理化指標(biāo)Table 1 The physicochemical index of the wine mash and vinegar liquid from different rice

注：-表示未檢測

2.2 不同大米釀造酒醪和醋鹵中有機酸分析

有機酸的結(jié)構(gòu)和含量是固態(tài)釀造食醋品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，其中乙酸、乳酸、檸檬酸、焦谷氨酸和琥珀酸具有較高的風(fēng)味強度，是影響鎮(zhèn)江香醋口感的重要有機酸[17]。本研究對酒醪和醋鹵中8類有機酸進行了分析，其結(jié)果如表2所示。

由表2可知，不同大米制備的酒醪中共檢出6種有機酸，其含量差異較小。其中，糯米酒醪中的酒石酸、酮戊二酸、檸檬酸和焦谷氨酸略高于粳米酒醪，丙酮酸、乳酸含量略低于粳米酒醪；未檢出乙酸和琥珀酸；質(zhì)量濃度超過100 mg/100mL的有機酸僅有乳酸一種，說明制酒過程中產(chǎn)生的有機酸主要為乳酸，這可能主要由酒藥、麥曲中帶入的乳酸菌在釀造過程中代謝產(chǎn)生。王玉榮等[18]使用高效液相色譜法檢測米酒中的有機酸發(fā)現(xiàn)，檸檬酸、乙酸、蘋果酸和乳酸為米酒中的主要有機酸，與本研究結(jié)果不一致，這可能與所使用曲的差異有關(guān)。

在不同大米制備的醋鹵中共檢出8種有機酸，其含量差異較小。質(zhì)量濃度超過100 mg/100 mL的有機酸有4種，為乙酸、乳酸、焦谷氨酸和琥珀酸，其中含量最高的為乙酸，其次為乳酸，這主要與香醋釀造過程中核心微生物是醋酸菌和乳酸菌有關(guān)[19]。因此，不同的大米對酒醪和醋鹵中的有機酸影響較小。

表2 不同大米釀造酒醪和醋鹵中有機酸含量 單位：mg/100mLTable 2 The content of organic acid in wine mash and vinegar liquid from different rice

注：“ND”表示未測出(下同)

2.3 不同大米釀造酒醪和醋鹵中游離氨基酸分析

氨基酸是一類重要的呈味物質(zhì)，具有鮮、甜、苦和澀等多種味感，同時也有調(diào)和食醋中乙酸刺激性強的作用，使產(chǎn)品具有多滋的口感，賦予產(chǎn)品豐富的味覺層次，是食醋鮮香和綿酸的重要風(fēng)味成分之一[20]。本研究對酒醪和醋鹵中25種游離氨基酸進行了測定，其結(jié)果如表3所示。

由表3可知，不同大米制備的酒醪中游離氨基酸含量具有一定差異；在檢測的25種氨基酸中，糯米酒醪中氨基酸含量比粳米酒醪高的有18種；糯米酒醪中總游離氨基酸質(zhì)量濃度為1 638.22 mg/L，比粳米酒醪高95.84 mg/L；不同大米制備的酒醪中質(zhì)量濃度超過100 mg/L的氨基酸有6種，分別為丙氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、精氨酸和脯氨酸，其中含量最高的為丙氨酸。

不同大米制備的醋鹵中游離氨基酸含量也具有一定的差異；在檢測的25種氨基酸中均未檢出瓜氨酸，糯米醋鹵的氨基酸含量比粳米醋鹵高的有15種，其中γ-氨基丁酸含量差異最大，糯米醋鹵中質(zhì)量濃度可達202.69 mg/L；糯米醋鹵中總游離氨基酸質(zhì)量濃度為11 737.93 mg/L，比粳米醋鹵高673.61 mg/L；不同大米制備的酒醪中質(zhì)量濃度超過100 mg/L的氨基酸有20種，質(zhì)量濃度超過1 000 mg/L的氨基酸有2種，其中含量最高的為丙氨酸，其次為亮氨酸。

因此，不同的大米對酒醪和醋鹵中游離氨基酸具有一定的影響，這可能與原輔料中游離氨基酸和蛋白質(zhì)的含量差異有關(guān)，也可能與原料差異導(dǎo)致部分微生物代謝的差異有關(guān)。

表3 不同大米釀造酒醪和醋鹵中游離氨基酸含量 單位：mg/LTable 3 The content of free amino acid in wine mash and vinegar liquid from different rice

2.4 不同大米釀造酒醪和醋鹵中主要酯類物質(zhì)分析

傳統(tǒng)鎮(zhèn)江香醋采用多菌種共發(fā)酵體系，具有獨特而豐富的香氣，其中酯類物質(zhì)種類較多，大多具有濃郁果香、花香和甜味，氣味較柔和，是鎮(zhèn)江香醋香氣的重要貢獻者[21]。本研究對酒醪和醋鹵中10種酯類物質(zhì)進行了對比分析，其結(jié)果如表4所示。

由表4可知，不同大米制備的酒醪中酯類物質(zhì)含量具有較大的差異；在檢測的10種酯類物質(zhì)中主要以乙酯類為主，酒醪中檢出了7種酯類物質(zhì)，除糯米酒醪中的2-甲基丁酸乙酯含量比粳米酒醪低0.31%外，其他7種酯類物質(zhì)均顯著高于粳米酒醪，且均高出10%以上；8種酯類物質(zhì)增加百分比中，糯米酒醪累計增加191.13%，較粳米酒醪呈現(xiàn)出更加濃郁的香氣，這與楊停等[22]研究結(jié)論相一致，即支鏈淀粉含量越高，糯米中支鏈淀粉與直鏈淀粉的比值越大，米酒的醇厚感越濃，米酒的感官品質(zhì)也越好。

不同大米制備的醋鹵中酯類物質(zhì)含量同樣具有較大的差異；在檢測的10種酯類物質(zhì)中，醋鹵中檢出7種，除糯米酒醪中乙酸異戊酯含量低于粳米酒醪6.32%外，其他7種酯類物質(zhì)均顯著高于粳米酒醪，其中乙酸甲酯、乙酸乙酯、3-羥基丁酸乙酯和乙酸苯乙酯均高出10%以上；8種酯類物質(zhì)增加百分比中，糯米酒醪累計增加78.17%。

因此，不同的大米對酒醪和醋鹵中酯類物質(zhì)形成具有較大的影響，糯米制備的酒醪和醋鹵香氣更突出，尤其是酒醪。這可能與多菌種及鎮(zhèn)江香醋獨特釀造工藝的共同作用下，因原料成分的差異導(dǎo)致代謝產(chǎn)物差異有關(guān)。

表4 不同大米釀造酒醪和醋鹵中主要酯類物質(zhì)對比Table 4 The content of major esters in wine mash and vinegar liquid from different rice

2.5 不同大米釀造香醋中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

傳統(tǒng)鎮(zhèn)江香醋含有豐富的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，揮發(fā)性物質(zhì)的組分復(fù)雜和多樣，是香醋品質(zhì)的重要指標(biāo)[23]。本研究對不同大米釀造香醋成品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進行了定量分析，結(jié)果如表5所示。

由表5可知，不同大米制備的香醋中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)具有較大的差異；糯米香醋中共檢出60種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，總含量為37.961 mg/L；粳米香醋中共檢出46種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，總含量為24.944 mg/L；糯米米香醋中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)不僅種類多而且含量高。

糯米香醋中的酯類物質(zhì)比粳米香醋多3種，共檢出19種，且總含量是粳米香醋的2倍，其中主要差異物質(zhì)為DL-2-羥基-4-甲基戊酸乙酯、丁二酸二乙酯、乙酸苯乙酯、甲酸-2-苯乙酯、棕櫚酸乙酯、反油酸乙酯和4-羥基-3-甲氧基-苯丙酸乙酯。糯米香醋中的醛類物質(zhì)比粳米香醋少2種，共檢出9種，其總含量略高于粳米香醋。糯米香醋中的酮類物質(zhì)比粳米香醋多3種，共檢出5種，其總含量是粳米香醋的1.5倍。其中具有強烈的奶油、脂肪、白脫樣香氣和令人愉快奶香氣的3-羥基-2-丁酮的含量是粳米香醋的1.4倍。除主體有機酸外，采用該方法檢測的其他酸類物質(zhì)無顯著差異。醇類物質(zhì)中差異較大的為苯乙醇，糯米香醋中其含量偏高，這與陳雙等[24]研究報道一致，原因可能與原料中苯乙醇生成的前體物質(zhì)苯丙氨酸含量有關(guān)。吡嗪類物質(zhì)中差異較大的為2,3,5,6-四甲基吡嗪，糯米香醋中其含量明顯高于粳米香醋。酚類物質(zhì)也具有較大的差異，苯酚和4-乙烯基愈創(chuàng)木酚是重要的抗氧化活性物質(zhì)，糯米香醋中含量較高，而粳米香醋中則未檢出。

因此，不同大米對香醋成品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的形成具有較大的影響，糯米制備的香醋中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類更豐富，含量更高。

表5 不同大米釀造香醋中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量 單位：mg/LTable 5 The content of volatile flavor compounds in vinegar from different rice

續(xù)表5

3 結(jié)論

分別以糯米和粳米為原料，通過鎮(zhèn)江香醋釀造技藝制備香醋的過程中，基本理化指標(biāo)和有機酸指標(biāo)無顯著差異，氨基酸略有差異，酯類物質(zhì)差異較大，成品醋中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的含量和種類差異較大。

鎮(zhèn)江香醋釀造技藝可以用于以粳米為原料的香醋生產(chǎn)，但不同大米對釀造香醋品質(zhì)具有重要影響，尤其是揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，采用糯米制備的香醋中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類豐富且含量較高。

從釀造香醋的品質(zhì)來分析，糯米優(yōu)于粳米。但風(fēng)味品質(zhì)差異形成的機理需后續(xù)進一步研究。