高耐受醋酸菌在不同條件發(fā)酵李子醋的有機(jī)酸和揮發(fā)性成分研究

周滟晴,季旭,盧家磊,汪立平,3*,曹玉陵,張晶晶

1(上海海洋大學(xué) 食品學(xué)院,上海,201306)2(上海海洋大學(xué) 生態(tài)與環(huán)境學(xué)院,上海,201306) 3(食品熱加工工程技術(shù)研究中心(上海海洋大學(xué)),上海,201306)

李子(PrunussalicinaLindl.),別名山李子、嘉慶子、布林,能促進(jìn)胃酸和胃消化酶的分泌,進(jìn)而促進(jìn)胃腸蠕動(dòng),有改善食欲,促進(jìn)消化的作用;富含多種維生素和花青素,具抗炎、抗氧化和改善記憶力的功效,是抗衰老、防疾病的“超級(jí)水果”[1-2]。李子醋是李子的深加工產(chǎn)品之一,一方面保留了原果的天然成分,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,另一方面兼顧了果醋的獨(dú)特口感,富含多種有機(jī)酸、多酚和礦物元素[3]。

目前關(guān)于李子醋的研究集中在工藝優(yōu)化[3-4],對(duì)其品質(zhì)評(píng)價(jià)的研究鮮有報(bào)道。有機(jī)酸和揮發(fā)性成分均是評(píng)價(jià)果醋風(fēng)味和品質(zhì)的重要因素,單一研究果醋揮發(fā)性成分或有機(jī)酸的報(bào)道較多[5-7],吳震等[8]綜合研究了桑葚果渣固態(tài)發(fā)酵醋的有機(jī)酸和風(fēng)味特征。AcetobacterpasteurianusAS1.41是我國(guó)工業(yè)釀造食醋的主要醋酸菌菌株之一。醋酸菌的嚴(yán)格中溫特性(30 ℃)對(duì)實(shí)際工業(yè)上的控溫系統(tǒng)要求高,乙醇濃度(醋酸發(fā)酵底物)也嚴(yán)重影響醋酸菌的生長(zhǎng)。本實(shí)驗(yàn)室前期篩選了果醋專用醋酸菌(Acetobactersp.LO2),在耐受環(huán)境下具有良好的產(chǎn)酸能力和生長(zhǎng)特性,且發(fā)酵的果醋感官評(píng)價(jià)較好[9]。

本研究以李子為主要原料,在不同耐受條件下,以實(shí)驗(yàn)室篩選的Acetobactersp.LO2發(fā)酵的李子醋為實(shí)驗(yàn)組,A.pasteurianusAS1.41發(fā)酵的李子醋為對(duì)照組,通過HPLC測(cè)定李子醋的有機(jī)酸含量;SPME-GC-MS結(jié)合相對(duì)氣味活度值(relative odor activity value,ROAV)分析李子醋的揮發(fā)性風(fēng)味化合物,為L(zhǎng)O2菌株的實(shí)際應(yīng)用提供參考,并為李子的高值化利用和精深加工提供思路和方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

李子(黑布林),陜西渭南；釀酒活性干酵母,廣西丹寶利酵母有限公司；AcetobacterpasteurianusAS1.41,中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏中心;Acetobactersp.LO2,實(shí)驗(yàn)室保藏菌種;有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)品,色譜純,上海源葉生物科技有限公司；其他試劑,分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SW-CJ-1F型潔凈工作臺(tái),上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；LDZX-50KBS型立式壓力蒸汽滅菌鍋,上海申安醫(yī)療器械廠；HWS-24型恒溫水浴鍋,上海恒科學(xué)儀器有限公司；7890B/5977A型GC-MS聯(lián)用儀,美國(guó)Agilent公司；AL204型電子天平,梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；萃取頭(DVB/CAR/PDMS,60 μm),美國(guó)Supelco公司；L-2000高效液相色譜儀,日立高新技術(shù)公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 菌種活化

干酵母的活化：將活性干酵母按照投料質(zhì)量的1%溶于50 g/L的白砂糖水溶液,水浴45 ℃保持1 h(液面氣泡翻滾即活化成功),活化后為酵母種子液。

醋酸菌的活化：醋酸菌種子液(李子汁版),取活化2次醋酸菌的單菌落接種至100 mL/250 mL李子汁(加入10 g/L的滅菌后的白砂糖),8層紗布封口,30 ℃,150 r/min振蕩培養(yǎng)2 d(觀察到渾濁)；醋酸菌種子液(李子酒版),將醋酸菌種子液(李子汁版)以8%的接種量接種到100 mL/250 mL李子酒中,8層紗布封口,30 ℃,150 r/min振蕩培養(yǎng)2 d(觀察到渾濁)。

1.3.2 李子醋的加工工藝流程及操作要點(diǎn)

李子→清洗→切塊去核→榨汁→殺菌→調(diào)節(jié)糖含量→酒精發(fā)酵→醋酸發(fā)酵→離心→裝瓶→殺菌

以李子汁的1.2%(體積分?jǐn)?shù))加入活化后的酵母液,接種后攪拌均勻,28 ℃ 靜置發(fā)酵9 d。將李子酒的酒精度調(diào)整至5%和8%(均為體積分?jǐn)?shù),下同),分別接種醋酸菌AS1.41和LO2的種子液,以下述4種條件進(jìn)行靜置醋酸發(fā)酵8 d：適宜條件(N)(酒精度5%、溫度30 ℃)；高溫條件(HT)(酒精度5%、溫度37 ℃)；高乙醇條件(HE)(酒精度8%、溫度30 ℃)；高溫高乙醇條件(HTE)(酒精度8%、溫度37 ℃)。

1.3.3 有機(jī)酸含量的測(cè)定

參考文獻(xiàn)[5]和[10]的方法測(cè)定,并稍作修改。樣品制備：取10 mL樣品4 000 r/min 離心10 min。量取2 mL上清液定容于10 mL容量瓶,用0.22 μm水系濾膜過濾后置于樣品瓶中待測(cè)。6種有機(jī)酸(酒石酸、蘋果酸、乙酸、檸檬酸、琥珀酸和富馬酸)的含量用外標(biāo)法測(cè)定。色譜條件：Inertsil ODS-3 C18色譜柱(4.6 mm×250 mm×5 μm)；淋洗條件：等度洗脫；流動(dòng)相：V(0.1%磷酸)∶V(甲醇)=97.5∶2.5；流速0.5 mL/min；柱溫40 ℃；檢測(cè)波長(zhǎng)210 nm；進(jìn)樣量20 μL。

1.3.4 揮發(fā)性成分的測(cè)定

1.3.4.1 萃取條件

參考王丹等[6]的方法并修改。準(zhǔn)確稱取1.5 g NaCl于20 mL頂空瓶中,量取5 mL樣品(李子汁、李子酒和李子醋)于頂空瓶中迅速旋緊瓶蓋。40 ℃水浴平衡15 min。將老化處理后的60 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭插入頂空瓶,推出纖維頭,調(diào)整插入深度后,40 ℃水浴吸附30 min。隨后,在GC進(jìn)樣口解吸5 min。

1.3.4.2 GC-MS條件

參考王丹等[6]的方法并修改。色譜條件：載氣He；流速1 mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；HP-5MS彈性毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；不分流模式進(jìn)樣。升溫程序：起始溫度40 ℃保持10 min,以3 ℃/min升至108 ℃保持2 min,以5 ℃/min升至250 ℃保持5 min。

質(zhì)譜條件：電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃,檢測(cè)器電壓1.2 kV,質(zhì)量掃描范圍m/z30～350。

定性分析：總離子流色譜圖積分后對(duì)照美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(NIST)14.L譜庫(kù)檢索化合物,本研究選擇正反匹配度均大于800的物質(zhì)。

定量分析：采用峰面積歸一化法,根據(jù)色譜圖保留峰面積計(jì)算各香氣成分的相對(duì)含量。

1.3.4.3 特征風(fēng)味分析

采用劉登勇等[11]的ROAV法來衡量揮發(fā)性成分對(duì)風(fēng)味的貢獻(xiàn)。定義對(duì)樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分ROAVstan=100,其他揮發(fā)性化合物的ROAVA按公式(1)計(jì)算：

(1)

式中：CA,各揮發(fā)性化合物的相對(duì)含量,%；TA,各揮發(fā)性化合物的氣味閾值,μg/kg；Cstan,對(duì)樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)最大組分的相對(duì)含量,%；Tstan,對(duì)樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)最大組分的氣味閾值,μg/kg。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 李子醋的有機(jī)酸組成及含量比較

李子汁的有機(jī)酸含量為11.36 g/L,李子酒的有機(jī)酸含量為15.34 g/L。4種不同發(fā)酵條件下,2株醋酸菌發(fā)酵的李子醋樣品的有機(jī)酸的含量如表1所示。LO2菌株發(fā)酵的李子醋中,有機(jī)酸含量最高的是適宜條件(86.98 g/L),最低的是高乙醇條件(72.43 g/L)；AS1.41菌株有機(jī)酸含量最高的是適宜條件(83.89 g/L),最低的是高溫高乙醇條件(24.29 g/L)。結(jié)果表明,對(duì)LO2菌株,高乙醇條件增加產(chǎn)酸量,其余發(fā)酵條件均抑制了菌株的產(chǎn)乙酸能力；對(duì)AS1.41菌株,各種條件都對(duì)產(chǎn)酸有不利影響,其中高溫高乙醇條件尤甚。

表1 李子醋樣品中有機(jī)酸含量 單位：g/L

乙酸是醋酸菌代謝的重要產(chǎn)物,也是李子醋酸味口感的主要成分。李子汁的乙酸含量為0.3 g/L,李子酒中未檢測(cè)到乙酸,8種李子醋產(chǎn)品中的乙酸含量均高于其他有機(jī)酸,并占有機(jī)酸總含量的80%左右。方冠宇等[12]研究表明玫瑰醋的主要有機(jī)酸是乙酸和乳酸,但本研究中李子汁、李子酒和李子醋均未檢測(cè)到乳酸含量(均用外標(biāo)法驗(yàn)證),這與段雪榮等[13]對(duì)李子產(chǎn)品的有機(jī)酸測(cè)定結(jié)果一致。李子醋中占較高比例的蘋果酸主要來自李子汁(蘋果酸含量 8.74 g/L),酒石酸、檸檬酸、琥珀酸和富馬酸調(diào)和了李子醋的酸味,減少乙酸的刺激感,使李子醋口感協(xié)調(diào)和柔和。特別地,富馬酸賦予LO2菌株發(fā)酵的李子醋獨(dú)特的酸味,吳震等[8]研究表明富馬酸在不同菌株和發(fā)酵條件下差異較大,這可能與微生物在釀醋過程中的生長(zhǎng)狀態(tài)和不同菌株自身屬性有關(guān)代謝情況有關(guān)。各種發(fā)酵條件下,LO2菌株發(fā)酵的李子醋的有機(jī)酸均高于AS1.41,且在各脅迫環(huán)境中有機(jī)酸產(chǎn)量穩(wěn)定,具備良好耐溫和耐醇性。同時(shí),發(fā)酵條件和菌株種類對(duì)李子醋的影響存在明顯差異,這與此前研究結(jié)果一致[9],為研究其揮發(fā)性成分差異提供基礎(chǔ)。

2.2 李子醋的揮發(fā)性成分相對(duì)含量

采用SPME-GC-MS測(cè)定了4種發(fā)酵條件下,2株醋酸菌發(fā)酵的8種李子醋樣品的揮發(fā)性成分。由表2可知,這8種李子醋的揮發(fā)性風(fēng)味成分主要由發(fā)酵過程中產(chǎn)生的不同種類的化合物組成,主要是酯類(24種)、醇類(11種)和酸類(4種),醛類、酮類、酚類和烷烴等占很小比例,共計(jì)65種化合物。如圖1-a所示,高溫高乙醇條件下,LO2菌株發(fā)酵的李子醋檢出的揮發(fā)性成分種類最多,且明顯高于AS1.41菌株；在適宜條件和高乙醇條件下,2株菌發(fā)酵的李子醋的揮發(fā)性成分在種類上一致,但成分組成存在明顯差異；高溫條件下,LO2菌株發(fā)酵的李子醋的種類高于AS1.41組。如圖1-b所示,8種李子醋產(chǎn)品的揮發(fā)性成分中,酯類和醇類占比大,為其主體揮發(fā)性成分,適宜條件高溫條件和高溫乙醇條件下，LO2菌株發(fā)酵的李子醋的酯類和醇類化合物之和高于AS1.41菌株。

表2 八種李子醋中揮發(fā)性成分及相對(duì)含量(±s,n=3)Table 2 Volatile components and relative contents in 8 plum vinegar samples

續(xù)表2

圖1 發(fā)酵李子醋的揮發(fā)性成分種類(a)及相對(duì)含量(b)Fig.1 Types(a) and relative content(b) of volatile compounds in fermented plum vinegar

揮發(fā)性化合物的相對(duì)含量不能說明其對(duì)風(fēng)味的貢獻(xiàn)程度,利用劉登勇等[11]的方法,參照關(guān)于香氣閾值的相關(guān)報(bào)道[14-16],進(jìn)行ROAV的計(jì)算和分析,ROAV越大則對(duì)氣味貢獻(xiàn)越大。如表3所示,4種發(fā)酵條件,2株醋酸菌發(fā)酵的李子醋的ROAV均存在一定的差異。適宜條件下,5種酯類(醋酸異戊

酯、2-甲基丁基乙酸酯、乙酸苯乙酯、水楊酸甲酯和醋酸甲酯)、3種醇類(苯乙醇、芳樟醇和活性戊醇)、壬醛、丁香酚和精萘是LO2和AS1.41菌株發(fā)酵的李子醋的共有特征揮發(fā)性物質(zhì)(ROAV≥1);3種酯類(乙酸異丁酯、苯甲酸乙酯和戊酸乙酯),3種醇類(異香葉醇、異戊醇和ɑ-松油醇)、苯甲醛和2,4-二叔丁基苯酚是共有的對(duì)整體風(fēng)味起修飾作用的化合物(0.1≤ROAV<1);特別地,甲酸甲酯是LO2菌株發(fā)酵的李子醋特有的特征揮發(fā)性物質(zhì),乙酸香葉酯和香葉基丙酮?jiǎng)t是AS1.41菌株發(fā)酵的李子醋的特征揮發(fā)性物質(zhì)和有修飾作用的物質(zhì)。高溫條件下,與適宜條件相比,LO2菌株發(fā)酵的李子醋的特征揮發(fā)性物質(zhì)增加了乙酸乙酯(ROAV≥1),AS1.41菌株的減少了2-甲基丁基乙酸酯和活性戊醇。與適宜條件相比,高乙醇條件下,LO2菌株的增加了1種特征揮發(fā)性物質(zhì)(乙酸乙酯)和3種修飾作用風(fēng)味成分(正己酸乙酯、乙酸香葉酯和異辛醇),AS1.41菌株增加了6種特征揮發(fā)性物質(zhì)(苯甲酸乙酯、正己酸乙酯、乙酸乙酯、辛酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯和異戊醇),兩株菌均減少了戊酸乙酯和未檢到精萘。高溫高乙醇條件下,與適宜條件相比,LO2菌株增加了正己酸乙酯、乙酸乙酯和乙酸香葉酯,AS1.41菌株增加了正己酸乙酯、乙酸乙酯、辛酸乙酯和9-十六碳烯酸乙酯。LO2菌株發(fā)酵的李子醋的特征揮發(fā)性物質(zhì)(ROAV≥1)之和高于AS1.41菌株,LO2菌株發(fā)酵的李子醋風(fēng)味更豐富,與此前研究報(bào)道的感官評(píng)價(jià)結(jié)果一致[9]。

表3 八種李子醋的特征揮發(fā)性物質(zhì)的ROAV及氣味描述Table 3 ROAV and odor description of volatile compounds in 8 plum vinegar samples

續(xù)表3

大多數(shù)酯類化合物是由酸、醇在發(fā)酵和陳釀過程中酯化而成[17]。酯類是李子醋中主要的風(fēng)味化合物,一般為香甜的水果香,且閾值較低。如表3所示,李子醋一共檢出14種重要酯類揮發(fā)性化合物,其種類豐富、含量高和占比大,為其提供了獨(dú)特豐富的果香。趙峰等[18]、王丹等[6]的研究均表明酯類化合物的種類和含量最高,這與本研究結(jié)果一致。醋酸異戊酯、2-甲基丁基乙酸酯、乙酸苯乙酯水楊酸甲酯和醋酸甲酯是8種李子醋中共有的特征性揮發(fā)風(fēng)味成分。醋酸異戊酯和乙酸乙酯是對(duì)李子醋整體香氣貢獻(xiàn)最大的化合物,醋酸異戊酯是一種乙酸和異戊醇酯化反應(yīng)得到的化合物,有香蕉氣味；而ZOHRE等[19]的研究表明,乙酸乙酯含量過高會(huì)有不愉快的香氣,本研究李子醋的乙酸乙酯含量高,可能會(huì)對(duì)香氣產(chǎn)生不良影響。2-甲基丁基乙酸酯是常見的蘋果香氣成分,有獨(dú)特的青蘋果味道,除AS1.41菌株在高溫條件下發(fā)酵的李子醋未檢出外,其余李子醋樣品中含量相當(dāng)。乙酸香葉酯、辛酸乙酯和9-十六碳烯酸乙酯是AS1.41菌株發(fā)酵的李子醋產(chǎn)品中特有的揮發(fā)性風(fēng)味成分。8種李子醋中的酯類化合物的相對(duì)含量依次為31.08%、28.62%、31.56%、21.40%、53.47%、21.59%、53.12%、17.21%(圖1-b),LO2菌株發(fā)酵的李子醋平均含量均高于AS1.41菌株。

醇類化合物一般具有植物香氣,是李子醋中主要的風(fēng)味化合物之一,不飽和醇閾值偏低,并隨著碳鏈的延長(zhǎng),香氣也會(huì)隨之增加,少量的高級(jí)醇(3個(gè)碳原子以上的一元醇的總稱)還能作為其他香氣物質(zhì)的良好溶劑。李子醋的醇類化合物主要是酵母菌等利用糖代謝產(chǎn)生,其中,ROAV較大的苯乙醇是釀酒酵母利用葡萄糖通過莽草酸途徑生成[20],貢獻(xiàn)木香和風(fēng)信子花香。李子醋的另一重要特征醇類風(fēng)味成分是芳樟醇,賦予獨(dú)特的青木香和花香,熊濤等[21]研究表明芳樟醇是發(fā)酵后胡蘿卜汁的特征揮發(fā)性成分,這與本研究結(jié)果一致。如表3所示,李子醋中共檢出8種醇類化合物,除苯乙醇和芳樟醇外,還有一些含量較低但對(duì)整體風(fēng)味有貢獻(xiàn)的醇類,例如異香葉醇、苯乙醇、α-松油醇和香茅醇,均為提供豐富多層次的花果香,豐富了酯類風(fēng)味物質(zhì)的種類,使香味更協(xié)調(diào)。對(duì)LO2菌株發(fā)酵的李子醋,發(fā)酵條件的改變對(duì)其醇類化合物影響不大,發(fā)酵條件的溫度升高會(huì)降低AS1.41菌株發(fā)酵的李子醋的活性戊醇(提供苦味)含量,高乙醇條件發(fā)酵會(huì)降低AS1.41菌株發(fā)酵的李子醋的異香葉醇(提供玫瑰花香)的含量。8種李子醋的醇類化合物的相對(duì)含量依次為37.28%、35.84%、39.75%、35.74%、25.26%、63.77%、32.24%和66.68%,在前2種發(fā)酵條件下,LO2菌株發(fā)酵的李子醋的醇類相對(duì)含量均高于AS1.41,高乙醇和高溫高乙醇條件下,AS1.41菌株發(fā)酵的李子醋的醇類異常高的原因是AS1.41菌株對(duì)該環(huán)境不耐受,未進(jìn)行完全的醋酸發(fā)酵,其醇類物質(zhì)主要來源于李子酒。

除醇類和酯類等主要的揮發(fā)性風(fēng)味成分,李子醋還有一些其他種類的揮發(fā)性香氣成分,如醛類、酸類、酮類、酚類等。醛類化合物因其較低的閾值而對(duì)風(fēng)味具有較大的貢獻(xiàn),低、中和高碳位數(shù)的醛類分別具有刺激性氣味、油脂味和柑橘皮的香味[22]。李子醋中的特征揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中的醛類化合物主要是壬醛(ROAV≥1)。孫寶國(guó)[15]研究表明水果中的壬醛等中碳鏈長(zhǎng)度的醛類化合物對(duì)主體香氣有重要輔助作用。長(zhǎng)鏈的酸類化合物閾值較高,ROAV偏低,對(duì)李子醋的風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。雖然李子醋的有機(jī)酸含量較高,但酸類化合物卻不是李子醋的特征風(fēng)味化合物,這是因?yàn)殡S著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),酸類化合物和醇類化合物生成了對(duì)應(yīng)的酯類化合物,使特征性揮發(fā)成分中酯類化合物占比高,酸類化合物占比低。不飽和脂肪酸或微生物氧化以及氨基酸降解,形成具有持久花果香氣的酮類化合物[22-23]。發(fā)酵過程中的丁香酚的含量變化會(huì)引起李子醋的其他酚類化合物的變化,丁香酚為李子醋提供一種獨(dú)特的辛香味,其具有良好的抑菌防腐作用[24]。

2.4 李子醋的揮發(fā)性成分相對(duì)含量

選擇表3中對(duì)樣品風(fēng)味有重要影響的揮發(fā)性物質(zhì)(ROAV≥0.1)進(jìn)行主成分分析(principal component analysis,PCA),建立李子醋樣本和化合物之間的相關(guān)性關(guān)系。不同發(fā)酵條件下的李子醋數(shù)據(jù)分散,提取的3個(gè)主成分PC1解釋所有變量方差的40.3%,是方差貢獻(xiàn)率最大的主成分；PC2和PC3分別解釋所有變量方差的28.3%和14.3%,3個(gè)主成分累計(jì)解釋所有變量的82.5%(表4)。

表4 主成分特征值及方差貢獻(xiàn)率Table 4 Eigenvalues of PCA and variance contribution rate

由圖2可知,8種李子醋樣品沒有明顯聚類,說明其主要揮發(fā)性成分存在差異。根據(jù)PCA原理,樣品在得分圖上距離越近,其揮發(fā)性成分的組成和含量相似度越高,載荷圖中化合物與原點(diǎn)的距離與主成分之間有相關(guān)性[25]。

圖2 八種李子醋的3D PCA評(píng)分圖Fig.2 PCA score plot in 3D of 8 plum vinegar samples

為了更好表示每個(gè)變量的相對(duì)重要性以及每個(gè)變量與主成分之間的相關(guān)性,分別在PC1～PC2和PC1～PC3平面繪制得分圖和載荷圖(圖3)。由圖3-a可知,李子醋樣品分散在PC1～PC2平面的4個(gè)象限,揮發(fā)性成分和含量具有差異性,但AS1.41在適宜(NA)和高溫條件(HTA),LO2菌株在適宜(NL)和高溫條件(HTL),LO2菌株在高醇(HEL)和高溫高乙醇(HTEL)發(fā)酵的李子醋分別在象限內(nèi)聚集,在同一象限內(nèi)聚集的樣品的揮發(fā)性成分相似。LO2在高醇條件發(fā)酵的李子醋(HEL)的特點(diǎn)是甲酸甲酯(A1)含量最高；LO2在高溫條件發(fā)酵的李子醋(HTL)的特點(diǎn)是苯乙醇(B2)和丁香酚(E3)得分最高。AS1.41在適宜條件發(fā)酵的李子醋(NA)在PC1上得分最高,NA的特點(diǎn)是戊酸乙酯(A9)、精萘(E5)和冰醋酸(D1)的含量最高；AS1.41在高溫條件發(fā)酵的李子醋(HTA)的特點(diǎn)是L-石竹烯(E1)、香葉基丙酮(E2)和壬醛(C2)的含量最高；AS1.41在高醇條件(HEA)以辛酸乙酯(A13)和9-十六碳烯酸乙酯(A14)含量最高為特點(diǎn)。

a-PC1-PC2;b-PC1-PC3圖3 李子醋揮發(fā)性物質(zhì)的主成分雙圖Fig.3 PCA biplots of volatile compounds in plum vinegar

依據(jù)每種醋的化合物特點(diǎn),有助于將其與其他樣品分開,并賦予其特定氣味細(xì)微差別,如HTA的壬醛含量高,賦予其高于其他樣品的獨(dú)特的油脂味,如以精萘為特點(diǎn)的NA樣品的強(qiáng)烈的樟腦丸味道。高溫和適宜條件發(fā)酵的李子醋在PC1的正向,顯示出揮發(fā)性成分相似性。由圖3-b可知,HTEL和HEA在PC1～PC3平面的第2象限,酯類、醇類化合物聚集分布,說明酯醇類化合物成分的相關(guān)性,HTEL和HEA的酯、醇類化合物含量高于其他醋樣。NA在PC1得分最高,對(duì)應(yīng)在得分值較高的均為酯類,表明其酯類成分含量高。總體來講,PCA能有效區(qū)分這8種不同李子醋,為李子醋評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

本研究通過HPLC發(fā)現(xiàn),不同的發(fā)酵條件和菌株發(fā)酵的李子醋的有機(jī)酸組成和含量有差異,但LO2菌株在各發(fā)酵條件下發(fā)酵的李子醋有機(jī)酸含量相近,富馬酸是LO2菌株發(fā)酵的李子醋特色有機(jī)酸。通過SPME-GC-MS發(fā)現(xiàn),李子醋鑒定出酯類、醇類、酸類、醛類、酮類和酚類等8個(gè)類別共65種揮發(fā)性成分,適宜條件和高溫條件揮發(fā)性成分和含量相似,其余2種條件的揮發(fā)性成分和含量相似。LO2菌株和AS1.41菌株在適宜條件的的揮發(fā)性化合物種類含量一致,高溫條件會(huì)降低種類,高乙醇條件會(huì)豐富種類,高溫高乙醇條件僅豐富了LO2菌株的揮發(fā)性種類。基于閾值計(jì)算的ROAV表明,LO2菌株發(fā)酵的李子醋的特征揮發(fā)性風(fēng)味成分的ROAV大于AS1.41,特別地,高溫高乙醇條件下,AS1.41大于LO2,原因是AS1.41菌株在此條件未進(jìn)行完全醋酸發(fā)酵,保留了李子酒的大部分醇類揮發(fā)性物質(zhì)。PCA結(jié)果表明,不同的發(fā)酵條件和菌株發(fā)酵李子醋的揮發(fā)性成分的種類和含量差異較大,可以建立李子醋的發(fā)酵條件與揮發(fā)性成分的關(guān)系。本研究明確了LO2菌株在脅迫環(huán)境下發(fā)酵李子醋的優(yōu)勢(shì),為L(zhǎng)O2菌株在工業(yè)上非嚴(yán)格控制發(fā)酵條件下發(fā)酵李子醋提供參考,為工藝調(diào)整、質(zhì)量控制、節(jié)約能源和進(jìn)一步提升產(chǎn)品品質(zhì)提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。