蘋果、山楂果糧醋的風味及功能成分分析

許艷俊，張海明，郝林＊，李成剛，藥建生

（1.山西農業大學 食品科學與工程學院，山西 晉中 030801；2.山西農業大學 信息學院 食品與環境學院，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的支柱產業之一，傳統的老陳醋是以淀粉質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，還有水果的營養物質和風味口感，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品，利用率不高［3］。

程耀虎［4］已經采用殘次果探究了果糧醋的固態發酵工藝：把糠和麩皮混合加水蒸煮，冷卻后將果類加入發酵缸內，加入曲、酵母，封口進行酒精發酵后轉入醋酸發酵階段。將發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，先接種酵母菌進行酒精發酵，再接種老陳醋醋醅進行醋酸發酵釀造蘋果醋，避免了接種發酵菌種單一、產品風味單薄的缺陷。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合高粱經液態發酵成果糧醋的風味及功能成分進行測定分析，為新產品的開發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌種［6］

釀酒酵母菌：SH221，山西農業大學生物工程實驗室保藏；醋酸菌：滬釀1.01，購于中國工業微生物研究所。

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 主要儀器與設備

722G分光光度計 上海精密科學儀器有限公司；Trace ISO氣相色譜-質譜聯用儀、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酵母菌進行酒精發酵，使用滬釀1.01醋酸菌進行醋酸發酵，發酵結束后過濾并進行巴氏滅菌，最后得到果糧醋。

1.2.2 理化指標測定及感官評定［7－9］

感官評定：按照 GB／T 5009.41－2003第三章執行；總酸、pH、可溶性固形物、還原糖、總酯：按國標GB／T 19777－2013《地理標志產品 山西老陳醋》中的方法進行測定。

1.2.3 揮發性香氣成分的測定［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的進樣口中，于250℃老化并進行空白試驗，直至無雜峰出現，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，啟動儀器收集數據。

1.2.3.3 GC-MS條件

彈性毛細管色譜柱TG-5MS（30m×250μm×0.25μm），進樣口溫度：250 ℃，載氣：氦氣，流速：1.0mL／min，不分流進樣，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的試驗方法測定；總多酚含量：采用 Folin-Ciocalteu法測定［14，15］。

有機酸含量的測定［16－19］：取發酵培養物樣品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；進樣量20μL；流動速度0.8mL／min；紫外檢測波長210nm；柱溫30℃。

2 結果與分析

2.1 醋的理化指標

對單一原料醋及果糧醋進行感官評定及理化指標測定，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；體態純凈，無懸浮物，無雜質；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 醋的揮發性香氣成分差異

發酵醋的香氣組成非常復雜，既有原料本身的特征香氣，又有發酵過程中形成的各種醇類、酸類、醛類、酯類等香氣。通過氣質聯用法檢測醋中的揮發性成分，根據揮發性香氣成分分類，通過峰面積歸一化法計算出各樣品中揮發性香氣成分的相對含量。醋揮發性香氣成分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 各種醋揮發性香氣成分檢測Table3 The detection of volatile aroma components of various vinegar

續 表

續 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。果糧醋均比單一原料醋檢測出的風味物質豐富。蘋果醋和山楂醋中具有食醋特征性風味的物質有苯乙醇、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味的物質有苯乙醇、苯乙醛、2-甲基丁酸、乙酸乙酯、乙酸苯乙酯、棕櫚酸乙酯。

其中酯類是構成醋香的主要物質，以乙酸乙酯為最高，在果糧醋中乙酸乙酯含量達到了15.30%，高于單一原料醋。醇類是醋中另一大類揮發性成分，果糧醋中醇類物質多達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，果糧醋中醛類物質較老陳醋中醛類物質大大降低。

吡嗪類化合物是Maillard反應形成的主要揮發性化合物，一般具有燒烤、堅果等風味，在食品風味中有重要價值［20］。例如川芎嗪具有抗血小板聚集和解聚、擴張小動脈、改善微循環、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，說明此標準曲線比較理想。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。當釀造成果糧醋時，黃酮含量大大提高，彌補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，是一類極具開發前景的天然抗氧化劑。

2.3.2 多酚含量測定結果與分析

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，說明此標準曲線比較理想。由圖4中B可知，果糧醋的總酚含量最高，達到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。大量研究結果表明，酚類物質有很強的抗氧化性，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。

2.3.3 有機酸含量［21］

表4 4種醋有機酸含量檢測結果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。果醋與食醋中有機酸組成的差別主要體現在蘋果酸、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酸組成，緩沖醋酸的刺激性，提高酸味品質。而有機酸在調節血脂、預防腫瘤及改善記憶力等方面起了重要作用。

3 結論

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

果糧醋作為一類新型的保健營養調味品，不僅為社會提供了新型食品，還開辟了一條新的生產線，促進了就業。