李云龍，胡俊君，李紅梅，陜 方，邊俊生，孫秋雁

(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，山西太原030031)

苦蕎醋生料發(fā)酵過(guò)程中主要功能成分的變化規(guī)律

李云龍，胡俊君，李紅梅，陜 方，邊俊生，孫秋雁

(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，山西太原030031)

研究了苦蕎醋生料發(fā)酵工藝各生產(chǎn)階段總黃酮、多酚、γ－氨基丁酸(GABA)、D－手相肌醇(D－CI)含量的變化。結(jié)果表明:生料制醋酒精發(fā)酵階段是這些功能成分的有效積累階段;醋酸發(fā)酵階段，總黃酮、總酚含量隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，呈逐漸下降趨勢(shì)，GABA含量基本維持不變，而D－CI含量有明顯的提高;熏醅階段，多酚含量呈先增加后平緩的趨勢(shì)，其余成分明顯下降。通過(guò)了解苦蕎醋生料發(fā)酵工藝過(guò)程中各個(gè)功能成分的變化規(guī)律，以便為改進(jìn)工藝，提高醋中的功能成分含量，為開(kāi)發(fā)功效更好的苦蕎醋新產(chǎn)品提供科學(xué)依據(jù)。

苦蕎醋，生料發(fā)酵，功能成分

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

GABA、D－CI、乙腈 含量≥99.90% Sigma公司;蘆丁、沒(méi)食子酸 含量≥99.0，中國(guó)藥品生物制品檢定所;其余試劑 均為分析純;苦蕎醋醋醅 太原功能食品廠提供，以苦蕎為主要原料，采用生料發(fā)酵工藝(中國(guó)發(fā)明專利:ZL 92109127.3)進(jìn)行苦蕎醋生產(chǎn)，其中酒精發(fā)酵18d，醋酸發(fā)酵8d，熏醅6d［10］。

1100液相色譜儀 美國(guó)Agilent科技公司;756紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海光譜儀器有限公司; EB－330H型分析天平 日本島津公司;HH－2電子恒溫水浴鍋 蘇州威爾實(shí)驗(yàn)用品有限公司;P型可調(diào)式移液器 法國(guó)GILSON。

1.2 樣品處理

在苦蕎醋生料發(fā)酵工藝各個(gè)階段，取一定量的醋醅，在60℃左右風(fēng)干后，粉碎樣品過(guò)40目，稱取2.000g樣品置于50mL容量瓶中，用70%甲醇，于70℃水浴加熱提取4h，定容，再經(jīng)0.45μm微膜過(guò)濾，待測(cè)。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 總黃酮測(cè)定 可見(jiàn)分光光度－AlCl3法，測(cè)定波長(zhǎng)420nm，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)制作工作曲線，計(jì)算總黃酮含量。

1.3.2 總酚測(cè)定 可見(jiàn)分光光度法，測(cè)定波長(zhǎng)720nm，以沒(méi)食子酸為標(biāo)準(zhǔn)制作工作曲線，計(jì)算含量。

1.3.3 GABA測(cè)定 OPA柱前自動(dòng)衍生－熒光檢測(cè)法，色譜柱:Hypersil BDS C18(250mm×4.6mm，5μm)，流動(dòng)相:A為1.6g NaAC·3H2O，pH 6.70，1000mL;B為1.6g NaAC·3H2O，水∶甲醇∶乙腈= 1∶2∶2為溶劑，pH 6.70，1000mL;流速:1.0mL/min，柱溫:40℃;熒光檢測(cè)器，λEx:250nm，λEm:410nm。

1.3.4 D－CI、肌醇測(cè)定 柱前衍生化RP－HPLC測(cè)定法，以苯甲酰氯為衍生化試劑，Hypersil BDS C18色譜柱為固定相，甲醇－水(85∶15)為流動(dòng)相，DAD檢測(cè)器，檢測(cè)波長(zhǎng)為230nm。

2 結(jié)果與分析

2.1 酒精發(fā)酵階段的各主要功能成分含量變化

生料制醋酒精發(fā)酵階段前3d為敞口發(fā)酵，逐天分別取樣，第4d開(kāi)始封缸進(jìn)行無(wú)氧發(fā)酵，18d后酒精發(fā)酵結(jié)束，開(kāi)缸進(jìn)行采樣。根據(jù)1.2樣品處理后，各主要功能成分的含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化見(jiàn)圖1。

由圖1可見(jiàn)，在酒精發(fā)酵階段初期，總黃酮、總酚、GABA、D－CI含量較低，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，在酒精發(fā)酵結(jié)束后，醋醅中這四種主要功能成分均有較大幅度的提高。酚類及黃酮類物質(zhì)可能是原料或大曲等物質(zhì)中固有的，伴隨著酒精發(fā)酵碳源物質(zhì)的消耗而被釋放了出來(lái)。還有部分可能是大曲中微生物釋放的代謝產(chǎn)物?？嗍w原料中游離D－CI含量不到0.01%，其天然存在形式是分子量較大的衍生物——蕎麥糖醇［11－12］;GABA是廣泛分布于動(dòng)植物中的一種非蛋白質(zhì)氨基酸，由谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶催化反應(yīng)而來(lái)［13］;這兩種在發(fā)酵原輔料中含量不多的功能成分，含量隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著增加，可能是在酒精生料發(fā)酵條件下，原輔料中的內(nèi)源酶和酒曲中的微生物酶被保留和激活，將原有的大分子降解為分子量更小的功能活性物質(zhì)。因此在這一階段為生產(chǎn)富含多種功能活性成分的產(chǎn)品奠定了一定的物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖1 酒精發(fā)酵階段醅料中各主要功能成分含量動(dòng)態(tài)變化圖

2.2 醋酸發(fā)酵階段的各主要功能成分含量變化

酒精發(fā)酵結(jié)束開(kāi)缸后，將料液倒入攪拌池，投入麩皮和谷糠使其攪拌均勻，入缸進(jìn)行8d的醋酸發(fā)酵。醋酸發(fā)酵前期是醋酸菌的培養(yǎng)和繁殖階段，同時(shí)也進(jìn)行酒精發(fā)酵，稱為雙邊發(fā)酵;醋酸發(fā)酵中期，即主發(fā)酵段，醋醅中增酸幅度比較大。醋酸發(fā)酵階段隔天取樣，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知:醋酸發(fā)酵階段對(duì)物料中的主要功能成分具有顯著影響，總黃酮、總酚含量隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，呈逐漸下降趨勢(shì)。蘆丁是苦蕎中含量最多的黃酮類物質(zhì)。薛長(zhǎng)暉［14］測(cè)得山西苦蕎粉中蘆丁占總黃酮的63.23%，槲皮素占4.19%?？赡茈S著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，反應(yīng)體系的酸度逐漸升高，致使蘆丁、槲皮素等黃酮類物質(zhì)不穩(wěn)定發(fā)生降解;而某些酚類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)相似，從而使其含量明顯降低。GABA含量在這一過(guò)程中基本維持不變，而D－CI含量有明顯的提高，酸解反應(yīng)是D－CI和肌醇生產(chǎn)的一種水解工藝的基礎(chǔ)，醋酸的生成有利于其含量的提高。因此，苦蕎保健醋生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品品質(zhì)和功能活性要求，嚴(yán)格控制醋酸發(fā)酵條件，以便在保證醋酸轉(zhuǎn)化率的條件下，兼顧到各個(gè)功能成分的的影響。

圖2 醋酸發(fā)酵階段醅料中各主要功能成分含量的動(dòng)態(tài)變化圖

2.3 熏醅階段的各主要功能成分含量變化

熏醅是山西老陳醋特有的工序，在特制的熏醅爐上進(jìn)行的，每行爐炕上都安放著6個(gè)小缸，爐炕的一端生有明火，火力均勻地分布在缸的四周，熏烤著缸中的醋醅。將醋酸發(fā)酵終了的醋醅置于熏醅缸內(nèi)，用文火加熱，溫度為70～80℃，缸口蓋上瓦盆，每天按順序倒缸，經(jīng)6d出醅。這一階段的主要作用在于增加醋的色澤和醋的熏香味，這也是山西老陳醋色、香、味一體的主要來(lái)源［15］。然而對(duì)苦蕎保健醋而言，在熏醅過(guò)程中，各主要功能成分的含量變化見(jiàn)圖3。

由圖3可知，在熏醅階段，總黃酮、總酚、GABA、D－CI這些功能成分，隨著熏醅時(shí)間的延長(zhǎng)，除總酚含量變化幅度不大之外，其余3種功能成分有明顯的降低，都降到了熏醅前的一半以下。熏醅過(guò)程中溫度的升高以及發(fā)生的美拉德反應(yīng)，可能促使這些功能成分降解或轉(zhuǎn)化，從而使其含量明顯降低。因此筆者建議，以苦蕎作為釀醋原料生產(chǎn)苦蕎保健醋時(shí)，應(yīng)該在不影響苦蕎醋品質(zhì)的前提下，適當(dāng)縮短熏醅天數(shù)，或改變熏醅工藝，以減少苦蕎原料中特有功能成分的損失。

圖3 熏醅階段醅料中各主要功能成分含量動(dòng)態(tài)變化圖

3 討論

3.1 在酒精發(fā)酵階段，生料發(fā)酵工藝對(duì)苦蕎保健醋主要功能活性成分含量具有重要影響，原料中特有的內(nèi)源酶以及發(fā)酵體系中加入的生物酶，可有效提高總黃酮、多酚、GABA、D－CI物質(zhì)的含量，在這一階段為生產(chǎn)高含量功能成分的苦蕎保健醋奠定了一定基礎(chǔ)。

3.2 醋酸發(fā)酵階段，隨著體系酸度的升高，致使蘆丁、槲皮素等黃酮類物質(zhì)不穩(wěn)定發(fā)生降解;而某些酚類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)相似，這些黃酮類、酚類物質(zhì)的損失在某種意義上降低了苦蕎醋的保健功能，但對(duì)于分解產(chǎn)物的保健作用還需要進(jìn)一步研究。

3.3 苦蕎醋熏醅階段，除多酚含量外，總黃酮、GABA、D－CI含量隨著熏醅時(shí)間的延長(zhǎng)，含量明顯降低，這與雷菲等人［16］報(bào)道的苦蕎醋發(fā)酵和熏醅過(guò)程中蘆丁與槲皮素含量明顯降低，宮風(fēng)秋［17］和 Kreft I［18］研究的苦蕎經(jīng)發(fā)酵制成苦蕎醋后蘆丁含量大大下降相吻合。但是也有結(jié)果表明，山西老陳醋在熏醅階段總黃酮、多酚含量突增［19－20］，這可能是由于釀醋原料的不同，所含的主要黃酮類和多酚類物質(zhì)不同造成的。在熏醅過(guò)程中還可能產(chǎn)生一些有益的川芎嗪等物質(zhì)，因此對(duì)熏醅工藝有待繼續(xù)深入研究，從而為提高苦蕎保健醋的品質(zhì)和功效作用提供科學(xué)依據(jù)。

［1］顏景宗，譚學(xué)良，熊永大.山西老陳醋［J］.中國(guó)釀造，2000 (1):36－38.

［2］王元太，程光勝.山西老陳醋的工藝精華和產(chǎn)品特色［J］.中國(guó)釀造，2004(5):7－9.

［3］徐清萍，敖宗華，陶文沂.食醋功能研究進(jìn)展(上)［J］.中國(guó)調(diào)味品，2003(12):11－12.

［4］徐清萍，敖宗華，陶文沂.食醋功能研究進(jìn)展(下)［J］.中國(guó)調(diào)味品，2004(1):19－23.

［5］劉曉莉，武寶愛(ài)，內(nèi)藤枯子.持續(xù)飲用黑米醋對(duì)人體血流速度及血液粘滯性的影響［J］.營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2005，27(4):345－346.

［6］金肇熙，陜方，邊俊生，等.苦蕎加工利用新技術(shù)研究［J］.食品科技，2004，25(11):348－350.

［7］孫元琳，陜方，李秀玲，等.苦蕎醋及其多糖物質(zhì)的抗氧化性能研究［J］.食品工業(yè)科技，2011(5):123－125.

［8］顏景宗，沙文革，顏丹.苦蕎營(yíng)養(yǎng)保健醋的生產(chǎn)［J］.中國(guó)調(diào)味品，1997(1):18－19.

［9］李祥，羅倉(cāng)學(xué).生料釀醋［J］.中國(guó)調(diào)味品，2001(12):3－6.［10］顏景宗 .一種保健醋及其制法［P］.中國(guó):ZL 92109127.3，2000.

［11］Obendorf.Preaparation of fagopyritols and uses therefor［P］. US Patent:6162795，2000.

［12］曹文明，張燕群，蘇勇.蕎麥?zhǔn)中约〈继崛〖捌浣堤枪δ苎芯浚跩］.糧食與油脂，2006(1):22－24.

［13］Murakami Y.Involvement of growth hormone－releasing factor in growth hormone secretion induced by gamma－aminobutyric acid in conscious rats［J］.Endocrinology，1985，117(2):787－789.

［14］薛長(zhǎng)暉.液質(zhì)聯(lián)用分離測(cè)定山西苦蕎黃酮［J］.食品研究與開(kāi)發(fā)，2009，30(1):103－108.

［15］顏景宗，顏丹.傳統(tǒng)山西老陳醋釀造工藝［J］.中國(guó)調(diào)味品，2004(7):10－13，32.

［16］雷菲，李再貴，李璐，等.苦蕎醋發(fā)酵和熏醅過(guò)程中蘆丁與槲皮素含量變化的檢測(cè)［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工·學(xué)刊，2010(11): 100－103.

［17］宮風(fēng)秋，張莉，李志西，等.加工方式對(duì)傳統(tǒng)蕎麥制品蘆丁含量及功能特性的影響［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2007，35(9):179－183.

［18］Kreft I，F(xiàn)abjan N，Yasumoto K.Rutin content in buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench)food materials and products［J］.Food Chemistry，2006，98(3):508－512.

［19］陳樹(shù)俊，蘇靜，劉誠(chéng)，等.老陳醋生產(chǎn)過(guò)程中總多酚、總黃酮含量及清除DPPH自由基能力的分析［J］.食品科學(xué)，2009，30(17):158－162.

［20］閆霞，郝林.山西老陳醋抗氧化物質(zhì)含量及其分析［J］.中國(guó)釀造，2009(10):140－143.

Study on variations of main function ingredients in the tartary buckwheat vinegar fermentation process with uncooked material

LI Yun－long，HU Jun－jun，LI Hong－mei，SHAN Fang，BIAN Jun－sheng，SUN Qiu－yan
(Institute of Agro－Products Processing Science and Technology，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Taiyuan 030031，China)

The variation of total flavonoids，polyphenol，γ－amino butyric acid(GABA)and D－Chiro－Inositol(D－CI) contents in the tartary vinegar fermentation process with uncooked material was investigated.The results showed that the alcoholic fermentation was a stage for these function ingredients accumulation.During acetic acid fermentation，flavonoids and polyphenol contents decreased during fermentation with almost constant GABA content.But the D－CI significantly increased.Polyphenol content increased at first and then varied in a very small range during fumigating stage，while other ingredients decreased remarkably.The objective of this research was to provide scientific basis for vinegar process improvement，function ingredients increasing in vinegar and new tartary vinegar production development with higher efficacy.

tartary buckwheat vinegar;fermentation with uncooked materials;function ingredient

TS201.3

A

1002－0306(2011)12－0218－04

山西老陳醋居中國(guó)四大名醋之首，其精湛獨(dú)特的釀造工藝、醇香綿酸的口感品質(zhì)，享譽(yù)中外，歷史久遠(yuǎn)［1－2］。隨著科學(xué)研究的深入，食醋對(duì)人體健康的有益功效逐漸被認(rèn)識(shí)和挖掘，已經(jīng)超出了調(diào)味品的范疇［3－5］。以富含生物類黃酮、D－手相肌醇(D－Chiro－Inositol，簡(jiǎn)稱 D－CI)、多酚、γ－氨基丁酸(γaminobutyric acid，簡(jiǎn)稱GABA)等功能活性物質(zhì)的苦蕎為主要原料，采用生料發(fā)酵和傳統(tǒng)老陳醋生產(chǎn)工藝相結(jié)合釀制加工的苦蕎醋新產(chǎn)品，在保留山西食醋原有品質(zhì)的基礎(chǔ)上，更增添了苦蕎特有的營(yíng)養(yǎng)保健的功效，尤其是在抗氧化、軟化血管、抗血栓、調(diào)節(jié)血脂等生理功能方面效果顯著，是山西醋中的一款精品［6－7］。生料制醋是指原料粉碎之后，不經(jīng)蒸煮處理，直接糖化和發(fā)酵的釀醋工藝。與傳統(tǒng)的熟料制醋相比，由于省去了潤(rùn)料、蒸煮、冷卻等工藝，因此可減少設(shè)備投資，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約能源［8－9］。而且由于在釀造過(guò)程中未殺滅原料中本身帶有的多種微生物，有效地保留了原料中的天然酶活性，與發(fā)酵加入的微生物酶源同時(shí)作用于原料，在糖化發(fā)酵過(guò)程中可起到“群微共酵”的作用，從而有效地保存了原料內(nèi)的各種營(yíng)養(yǎng)成分。因此生料制醋對(duì)于富含功能活性物質(zhì)的苦蕎等特殊原料來(lái)說(shuō)具有重要意義。本文采用高效液相色譜法、比色法等測(cè)試技術(shù)，對(duì)苦蕎醋生料發(fā)酵工藝不同階段醅料樣品中的總黃酮、總酚、肌醇、D－CI、GABA等功能成分進(jìn)行了跟蹤分析，旨在了解其在生料發(fā)酵過(guò)程中的變化規(guī)律，為開(kāi)發(fā)功效更好的苦蕎保健醋新產(chǎn)品提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

2011－08－30

李云龍(1979－)，男，碩士，助理研究員，主要從事農(nóng)產(chǎn)品深加工研究。

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)燕麥?zhǔn)w麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目(CARS－08－D－2);山西省科技攻關(guān)課題(20100311066－2)。