高乳酸食醋釀造技術研究進展

暢功民，張春杰*，張　敏，宋春雪

（1.山西省農業科學院，山西 太原 030031；2.山西三盟實業發展有限公司，山西 太原 030032）

高乳酸食醋釀造技術研究進展

暢功民1，張春杰2*，張敏1，宋春雪2

（1.山西省農業科學院，山西 太原 030031；2.山西三盟實業發展有限公司，山西 太原 030032）

多年來，人們對食醋的認知一直停留于一種含有醋酸的酸味調味品階段，忽略了食醋中不揮發酸對食醋風味的貢獻。國內外食醋釀造技術研究進展顯示，東西方食醋因原料、工藝差異，食醋中的有機酸成分存在很大差異，東方谷物醋較西方果醋風味豐富，尤其是食醋中的主要不揮發酸成分-乳酸對調節食醋風味協調性具有重要作用。因此，在食醋釀造過程中，可通過采用先進技術，對關鍵工藝環節進行特定乳酸菌種及代謝產物的靶向調控，調節食醋中醋酸與乳酸的合理配比。通過提升不揮發酸在總酸中所占的比例，增加具有醇厚味感的乳酸含量，減少醋酸對味覺的刺激，使食醋口感更加綿酸柔和，可全面提高食醋風味品質，為未來拓展更大的市場空間。

乳酸；乳酸菌；食醋；揮發酸；不揮發酸；釀造技術

傳統谷物釀造食醋是以醋酸為主的多酸復合體。食醋的發酵過程包括酒精發酵和醋酸發酵兩個重要環節，每一環節都有多種微生物參與。不同微生物形成多菌共酵體系，相互協同代謝產生出富含有機酸、氨基酸、酯類、糖類、維生素等等小分子物質。這些物質構成了色、香、味、體的物質基礎，也讓食醋成為日常飲食五味調和的首要調味品。食醋中的有機酸含量很多，分為揮發酸和不揮發酸兩類。人們在品醋時感受到的尖酸味主要來源于食醋中的醋酸、甲酸等揮發酸，綿酸味主要來源于食醋中的乳酸、蘋果酸、琥珀酸等不揮發酸［1］。不揮發酸能夠調和食醋的酸味，減少醋酸對味覺的刺激，使食醋口感更加綿柔、回味悠長［2］。

多年來，人們對食醋的認知一直停留于一種含有醋酸的酸味調味品階段，忽略了食醋中不揮發酸對食醋風味的貢獻。事實上，釀造食醋中除含有醋酸、還原糖、酯類等一般成分外，還含有乳酸、葡萄糖酸、琥珀酸、蘋果酸、檸檬酸等其他有機酸和游離氨基酸、低聚肽等含氮營養成分，此外，還含有鉀、鈣、鐵、鋅等微量元素以及維生素B2等［3］。其中乳酸含量僅次于醋酸，高品質食醋中乳酸約占總酸的15%［4］。提高食醋中乳酸含量有利于改善食醋產品的酸味協調性，增加不揮發酸含量。

食醋中的乳酸一部分來源于酒精發酵環節的密閉發酵期，一部分來源于醋酸發酵環節后期［5］，這與乳酸菌生長代謝特點有關。乳酸菌為兼性厭氧菌，傳統釀造食醋酒精發酵后期封缸，有利于乳酸菌的代謝產生乳酸，賦予食醋一定的綿潤柔和風味。發酵過程中，酵母產生的風味物質主要是各種醇類、羰基化合物、氨基代謝物，而乳酸菌產生的風味物質主要是低級脂肪酸、羰基化合物。兩種微生物的代謝產物在發酵體系中的酯化酶作用下，發生酯化反應，生成乳酸乙酯等芳香酯類成分，能進一步提高食醋風味［6］。由此可見，在食醋發酵過程中乳酸菌和酵母菌起著至關重要的作用［7］。因此，一般乳酸相對含量較高的食醋風味好。除此之外，在食醋的釀造過程中，乳酸菌能有效地抑制雜菌生長，保證產品品質，提高產品的穩定性［8］。

乳酸菌是食醋釀造酒精發酵階段占優勢的菌種［9］，自然存在于固態發酵醋醅［10］。乳酸菌發酵主要產生一系列非揮發酸，同時產生的醇、醛可以改善食醋的風味。一些乳酸菌還是重要的益生菌，能改善人體腸道菌群，提高機體免疫力。食醋釀造過程中的乳酸菌主要是乳桿菌屬，來源于大曲和原輔料，是食醋多菌共酵體系中的重要菌群，其主要功能是產生大量的乳酸，構成食醋的不揮發酸，緩解食醋酸味刺激，改善口感。在食醋釀造過程中，靶向添加乳酸菌，可使食醋更富有營養，有利于人體健康。

國內外食醋因地域、原料和發酵方式的不同，其風味成分也存在較大差異［11］。本文針對乳酸對食醋品質的影響進行了綜述，并對國內外釀造食醋中酸的種類和作用進行了分析和討論，尤其是對如何提高食醋中乳酸的含量進行了展望，旨在為中國高品質食醋的研發提供新思路。

1　國內高乳酸食醋釀造技術研究現狀

國內擁有幾千年的食醋釀造歷史，食醋行業在傳承歷史技藝精華的同時也在不斷引入新的科學方法。但我國食醋釀造行業的技術革新步伐極為緩慢，傳統、粗放的生產仍是食醋釀造的主要方式。

在中國，傳統釀造食醋以谷物醋為主，如北方多以高粱、大麥、玉米為原料，南方多以大米、小米、糯米為原料［12］。食醋中有機酸含量很多，可分為揮發性酸和不揮發性酸兩大類。甲酸、醋酸、丙酸、丁酸、戊酸和辛酸等低于8個碳原子的有機一元酸都屬于揮發性酸，其中醋酸含量最多，占食醋總酸的75%以上。食醋中的乳酸、蘋果酸、琥珀酸、檸檬酸、葡萄糖酸、丙酮酸、焦谷氨酸、酒石酸、延胡索酸等含有羥基、羰基或雙羧基的有機酸都屬于不揮發性酸，其中乳酸的含量相對較多，其次為葡萄糖酸及琥珀酸，不揮發酸占食醋總酸的20%左右。琥珀酸是貝類的呈味成分，有特有的鮮味，同時與蘋果酸和葡萄糖酸提高了食醋的緩沖性能，這也是食醋酸度很高，而pH值波動幅度較小的原因。不揮發性酸能調和酸味，使食醋酸味柔和。固態發酵醋的不揮發酸含量遠高于液態發酵醋，這也是固態發酵食醋較液態醋綿酸柔和的原因。有機酸的組成與含量對食醋的酸味特征及產品特色有重大的影響，不同地域的食醋由于其釀造原料、菌曲、工藝及地理環境的不同，其有機酸的構成也存在較大差異。

食醋中的有機酸大部分是在制曲及發酵過程中由微生物發酵形成［13］，一小部分來自原料中。南方米醋中含乳酸及琥珀酸較多，西方蘋果醋中含蘋果酸較多，葡萄醋中則主要是酒石酸及檸檬酸，英國麥芽醋中的乳酸及蘋果酸較多，沙棘醋中以琥珀酸和檸檬酸較多。乳酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸等有機酸在醋酸發酵過程中能促進醋酸菌生長，是醋酸菌的促生長因子。同時，醋酸菌也可以氧化脂肪族一價醇，葡萄糖及六碳糖、五碳糖而生成有機酸或糖酸。有機酸與醋酸菌在發酵體系中形成一種相互促生的關系。食醋中大部分有機酸是在生產過程中產生，其組成和含量能夠反映食醋的品質，并受到生產工藝的影響。在高品質食醋所含有機酸中，醋酸含量最高，乳酸次之，兩者構成了食醋的主要酸性物質，其中乳酸占總酸的15%以上［14］。

近年來，隨著人們生活水平的提高，消費者對產品質量及營養內涵越來越關注，如何通過工藝優化和參數設計提升食醋的風味和品質已經勢在必行。目前國內食醋研究，已經開展將乳酸發酵在食醋釀造過程中起到關鍵作用作為課題進行專門研究。乳酸菌與醋酸菌在酒精發酵、醋酸發酵過程中代謝消長變化研究也逐漸成為研究熱點［13，15］。

山西醋獨特的發酵工藝和風味使其在國內外享有盛名。山西老陳醋所用的高粱、大曲、麩皮、谷糠等原輔料在其蒸、酵、熏、淋、陳五大關鍵工序中，通過多菌共酵，協同增效作用，釀制出色、香、味、體俱佳的老陳醋產品，形成酸、香、綿、甜、鮮的獨特風味。就與其含有的多種有機酸和氨基酸所具有的緩沖調和作用和菌體自溶后產生的各種風味物質的作用直接相關。因此，山西老陳醋醋酸含量雖高，卻無尖銳刺激感，而給人以柔和、醇厚、綿長、協調的舒適感，其明顯的優良品質遠非其他工藝所能及［16-17］。

鎮江香醋以糯米為主要釀醋原料，采用了傳統黃酒酒精發酵工藝和固態醋酸發酵工藝，并在醋酸發酵結束后對醋醅進行陳釀，使醋醅中的香氣成分和香味成分進一步融合調熟。陳醅過程促進了菌體自溶，將未完全分解的物質繼續分解，加速了醋中有機酸尤其是乳酸的富集，使醋的風味更加醇厚濃郁。也使得鎮江香醋具有“酸而不澀、香而微甜、色濃味鮮”的特點［18-19］。

四川保寧麩醋以麩皮為主要原料，以藥曲糖化發酵劑，糖化、酒化和醋化三邊發酵同時進行，有利于微生物之間協同發酵產生多種代謝產物。四川保寧麩醋的主要特點是不揮發酸含量較高，酸味濃郁厚重。江浙玫瑰香醋因其呈鮮艷透明的玫瑰色澤而聞名，因釀造過程采用自然界的微生物，生產受到季節限制。發花是其工藝中的一大特點，就是培養各種有用的微生物，待米飯面上長滿紅色、黑色、黃色、綠色、灰白色等各種雜色微生物，發花就算完成。因此玫瑰香醋也屬多菌共酵，醋中的有機酸也很豐富。

上述食醋除江浙玫瑰香醋外，均采用固態發酵法，因此有機酸含量相對較高，液態發酵法食醋有機酸含量則相對較低。蔣忠等［20］通過在酒精發酵中接種酵母菌和乳酸菌進行共酵，將液態深層食醋中的不揮發酸和酯類物質分別提高了10.25倍和1.62倍。蘇迎會［21］通過將液態發酵食醋后熟陳釀，不僅改善了食醋色澤，還提高了以乳酸為主的不揮發酸、氨基酸、糖類等物質含量，使食醋口感柔和，彌補了液態發酵醋的風味缺陷。

2　國外高乳酸食醋釀造技術研究現狀

在國外尤其是歐美國家，以酒精釀造的酒精醋和葡萄、蘋果等水果釀造的果醋使用最為廣泛。這些酒精醋及果醋一般采用液態發酵法釀制。

由于中外飲食文化的差異，國外食醋的生產釀造工藝與國內存在較大的差異，而且國外食醋主要以液態發酵的果醋等產品為主，其食醋主要稱為西洋醋［22］。奧爾蘭制醋法是法國發明的制醋方法，從十八世紀開始即風靡全歐洲。進入二十世紀，西方以蜂蜜為原料生產酒精的方法日趨成熟，加上德國弗林斯液態發酵設備工藝改進，使酒精更加迅速轉化成醋酸。液態發酵醋的釀造成本不斷降低，歐美各國開始大量生產酒精醋，從而使食醋行業用戶消費量呈增長趨勢。

在食醋工業中，應用最多的為半連續發酵方法，主要使用一種專門的醋化器進行工業化生產。國外的食醋種類繁多，主要的有蘋果醋、葡萄酒醋、麥芽醋等［23］。這些醋由于所用原料及液態發酵方式，其主要成分以醋酸為主，其中的有機酸多數來源于原料自身含有的有機酸，而非發酵過程的微生物代謝［24］。液態發酵工藝中多采用純菌種發酵方式，這樣能快速產酒產酸，發酵周期大大縮短。因此，西洋醋中不揮發酸含量較低，乳酸含量甚微，口味尖酸刺激［25］。

國外多種多樣的釀造工藝方法，形成了以低酸度為主的飲用醋，如果醋和酒醋。國外飲食文化注重色、香、味，其研究主要是不同食醋的飲用方式和烹調方法上，表現在如何能夠在視覺感官上形成明顯的特色。對食醋的內在微量成分含量及其各種成分對醋的風味品質研究尚不深入，其果醋和酒醋中的有機酸研究還在逐步發展的階段。

日本富山黑醋［26］是由我國傳入日本，采用的是表面發酵，其特點是一缸到底，即糖化、酒化及醋化均在稀醪狀態下同一個發酵甕中進行。需要曬半年，因此其中以乳酸為代表的不揮發酸含量也很高。菲律賓椰子醋［27］、法國奧爾蘭葡萄醋［28］、意大利葡萄香醋［29］都是很有特點的水果醋代表，其中的有機酸含量主要來源于原料，發酵代謝產生相對較少［30］。

英國麥芽醋是用發芽的大麥經過酒精和醋酸發酵制成，主要作為飲料流行于英國、美國和一些歐洲國家，呈禾桿黃色，有濃郁的酸味。蒸餾麥芽醋是將麥芽醋通過減壓蒸餾制取，無色透明，僅含有揮發性成分，不揮發酸成分幾乎沒有，酸味刺激［31］。歐洲蘋果醋生產方法和葡萄醋的釀造方法基本相同，采用深層液態發酵，一般儲存在木桶或不銹鋼罐中成熟1年。蘋果醋在陳釀過程中發生復雜的生化反應，粗澀味逐漸變得柔和并產生令人愉悅的芳香味。這是由于其中殘留的醇類和酸類發生酯化反應，生成了具有果香味的乙酸乙酯、乳酸乙酯等［32］。

西班牙雪利醋［33］是西班牙特產，呈紅褐色，芳香濃郁，是用不同的含糖原料，采用不同的方法釀造。西班牙雪利醋也需要陳釀至少6個月，也有陳釀2年或2年以上的，這種醋揮發性酸含量很高。

歐美醋主要采用純種液態制醋工藝，該工藝的特點是發酵周期短，勞動生產率高，生產技術與設備先進，易于實現生產管理自動化和生產規模大型化，是提高食醋總產量的主要依靠工藝，缺點是食醋風味較差，有機酸中醋酸與乳酸的比例不協調。

因此，近年來提高食醋產量的同時兼顧食醋的品質和風味已成為食醋生產行業的技術研究熱點。TESFAYE W等［34］研究發現，將葡萄酒醋放入橡木桶中加速陳釀，能夠提高乳酸等有機酸含量；CALLEJON R M等［35］比較了在不同木質容器中進行表面發酵和深層發酵，紅酒醋中的揮發性物質成分存在較大差異，從另一個角度說明采用不同發酵方式能針對性地提高紅酒醋中乳酸等不揮發酸含量。

3　提高食醋品質風味的措施

對于食醋品質的提升，除了生產工藝過程中采用先進技術保障品質外，在關鍵工藝環節，對特定菌種及代謝產物進行靶向控制，定向調控醋酸與乳酸的含量配比，是提升食醋風味品質的一大突破。張茜等［36］在山西老陳醋醋醅中分離篩選出一株高產酸醋酸菌，并經過紫外誘變與滬釀1.01、AS1.41、葡萄糖酸桿菌組成復合醋酸菌，并在酒精發酵和醋酸發酵過程中添加營養強化液，不僅靶向提升了產品總酸和不揮發酸，還縮短了醋酸發酵周期，食醋風味顯著提高。

影響食醋品質風味的因素除醋酸與乳酸的合理比例外，食醋中的其他有機酸、還原糖、氨基酸與酯類物質含量對食醋風味也有獨特貢獻。因此，要提高食醋品質風味，還需要從原料、菌曲、工藝、陳釀等方面研究。

4　展望

綜上所述，高乳酸食醋釀造技術是對食醋品質提升的一項技術攻關性研究。未來食醋品質的提升，需要在繼承傳統食醋釀造技藝的同時，對酒精發酵和醋酸發酵期間的乳酸發酵進行強化，突出食醋中乳酸對食醋風味品質的貢獻，進行技術攻關，突出食醋的高乳酸特征，進而依靠酸與醇的酯化反應進一步提升食醋酯香成分［37］。通過不同發酵環節的靶向調控，提升食醋中乳酸和乳酸乙酯含量，使有機酸整體含量較傳統食醋提高10%～15%，氨基酸含量提高10%～15%，食醋的得率提高7%～20%，才能全面提高食醋風味品質，拓展更大的市場空間。

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Research progress of brewing technology of high lactic acid vinegar

CHANG Gongmin1，ZHANG Chunjie2*，ZHANG Min1，SONG Chunxue2
（1.Academy of Agricultural Science，Shanxi Provincial，Taiyuan030031，China；2.Shanxi Sunshine Industrial Development Co.，Ltd，Taiyuan 030032，China）

For the past many years，vinegar has been known as a kind of an acidic condiment containing acetic acid，and the contribution of non-volatile acid to the vinegar flavor has been ignored.The research progress of vinegar brewing technology at home and abroad showed that duo to the difference of raw material and process，there were considerable differences in organic acids components between east and west vinegar.The flavor components of east grain vinegar were more abundant than that of west fruit vinegar.Especially the lactic acid which was the main non-volatile acid in the vinegar plays an important role in regulating the vinegar flavor coordination.Therefore，the key technology steps can be targeted regulation for the certain lactic acid bacteria and metabolites in the process of vinegar brewing by using advanced technology.The rational proportion of acetic acid and lactic acid in vinegar was adjusted.By improving the proportion of the non-volatile acid in total acid，increasing lactic acid content with mellow taste，reducing the stimuli of acetic acid to gustation，which makes the vinegar taste more soft and gentle，can comprehensively improve flavor and quality of the vinegar，and expand a greater market space for future.

lactic acid；lactobacillus；vinegar；volatile acid；non-volatile acid；brewing technology

TS264

0254-5071（2016）09-0001-04doi：10.11882/j.issn.0254-5071.2016.09.001

2016-05-13

山西省科技攻關項目（20140311023-1）

暢功民（1963-），男，研究員，碩士，主要從事農業科學研究和管理工作。

張春杰（1981-），女，工程師，碩士，主要從事食醋發酵研究工作。