暢功民，張春杰*，張　敏，宋春雪

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學院，山西 太原 030031；2.山西三盟實業(yè)發(fā)展有限公司，山西 太原 030032）

高乳酸食醋釀造技術(shù)研究進展

暢功民1，張春杰2*，張敏1，宋春雪2

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學院，山西 太原 030031；2.山西三盟實業(yè)發(fā)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(diào)味品階段，忽略了食醋中不揮發(fā)酸對食醋風味的貢獻。國內(nèi)外食醋釀造技術(shù)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(fā)酸成分-乳酸對調(diào)節(jié)食醋風味協(xié)調(diào)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(shù)，對關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)進行特定乳酸菌種及代謝產(chǎn)物的靶向調(diào)控，調(diào)節(jié)食醋中醋酸與乳酸的合理配比。通過提升不揮發(fā)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(zhì)，為未來拓展更大的市場空間。

乳酸；乳酸菌；食醋；揮發(fā)酸；不揮發(fā)酸；釀造技術(shù)

傳統(tǒng)谷物釀造食醋是以醋酸為主的多酸復合體。食醋的發(fā)酵過程包括酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵兩個重要環(huán)節(jié)，每一環(huán)節(jié)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(xié)同代謝產(chǎn)生出富含有機酸、氨基酸、酯類、糖類、維生素等等小分子物質(zhì)。這些物質(zhì)構(gòu)成了色、香、味、體的物質(zhì)基礎(chǔ)，也讓食醋成為日常飲食五味調(diào)和的首要調(diào)味品。食醋中的有機酸含量很多，分為揮發(fā)酸和不揮發(fā)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(fā)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(fā)酸［1］。不揮發(fā)酸能夠調(diào)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(diào)味品階段，忽略了食醋中不揮發(fā)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(yǎng)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(zhì)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(chǎn)品的酸味協(xié)調(diào)性，增加不揮發(fā)酸含量。

食醋中的乳酸一部分來源于酒精發(fā)酵環(huán)節(jié)的密閉發(fā)酵期，一部分來源于醋酸發(fā)酵環(huán)節(jié)后期［5］，這與乳酸菌生長代謝特點有關(guān)。乳酸菌為兼性厭氧菌，傳統(tǒng)釀造食醋酒精發(fā)酵后期封缸，有利于乳酸菌的代謝產(chǎn)生乳酸，賦予食醋一定的綿潤柔和風味。發(fā)酵過程中，酵母產(chǎn)生的風味物質(zhì)主要是各種醇類、羰基化合物、氨基代謝物，而乳酸菌產(chǎn)生的風味物質(zhì)主要是低級脂肪酸、羰基化合物。兩種微生物的代謝產(chǎn)物在發(fā)酵體系中的酯化酶作用下，發(fā)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(fā)酵過程中乳酸菌和酵母菌起著至關(guān)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(chǎn)品品質(zhì)，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性［8］。

乳酸菌是食醋釀造酒精發(fā)酵階段占優(yōu)勢的菌種［9］，自然存在于固態(tài)發(fā)酵醋醅［10］。乳酸菌發(fā)酵主要產(chǎn)生一系列非揮發(fā)酸，同時產(chǎn)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(chǎn)生大量的乳酸，構(gòu)成食醋的不揮發(fā)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(yǎng)，有利于人體健康。

國內(nèi)外食醋因地域、原料和發(fā)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(zhì)的影響進行了綜述，并對國內(nèi)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(zhì)食醋的研發(fā)提供新思路。

1　國內(nèi)高乳酸食醋釀造技術(shù)研究現(xiàn)狀

國內(nèi)擁有幾千年的食醋釀造歷史，食醋行業(yè)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(yè)的技術(shù)革新步伐極為緩慢，傳統(tǒng)、粗放的生產(chǎn)仍是食醋釀造的主要方式。

在中國，傳統(tǒng)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(fā)性酸和不揮發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)性酸能調(diào)和酸味，使食醋酸味柔和。固態(tài)發(fā)酵醋的不揮發(fā)酸含量遠高于液態(tài)發(fā)酵醋，這也是固態(tài)發(fā)酵食醋較液態(tài)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(chǎn)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(huán)境的不同，其有機酸的構(gòu)成也存在較大差異。

食醋中的有機酸大部分是在制曲及發(fā)酵過程中由微生物發(fā)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(fā)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(fā)酵體系中形成一種相互促生的關(guān)系。食醋中大部分有機酸是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生，其組成和含量能夠反映食醋的品質(zhì)，并受到生產(chǎn)工藝的影響。在高品質(zhì)食醋所含有機酸中，醋酸含量最高，乳酸次之，兩者構(gòu)成了食醋的主要酸性物質(zhì)，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(chǎn)品質(zhì)量及營養(yǎng)內(nèi)涵越來越關(guān)注，如何通過工藝優(yōu)化和參數(shù)設(shè)計提升食醋的風味和品質(zhì)已經(jīng)勢在必行。目前國內(nèi)食醋研究，已經(jīng)開展將乳酸發(fā)酵在食醋釀造過程中起到關(guān)鍵作用作為課題進行專門研究。乳酸菌與醋酸菌在酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)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(fā)酵工藝和風味使其在國內(nèi)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(guān)鍵工序中，通過多菌共酵，協(xié)同增效作用，釀制出色、香、味、體俱佳的老陳醋產(chǎn)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(diào)和作用和菌體自溶后產(chǎn)生的各種風味物質(zhì)的作用直接相關(guān)。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(xié)調(diào)的舒適感，其明顯的優(yōu)良品質(zhì)遠非其他工藝所能及［16-17］。

鎮(zhèn)江香醋以糯米為主要釀醋原料，采用了傳統(tǒng)黃酒酒精發(fā)酵工藝和固態(tài)醋酸發(fā)酵工藝，并在醋酸發(fā)酵結(jié)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(diào)熟。陳醅過程促進了菌體自溶，將未完全分解的物質(zhì)繼續(xù)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(zhèn)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(fā)酵劑，糖化、酒化和醋化三邊發(fā)酵同時進行，有利于微生物之間協(xié)同發(fā)酵產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物。四川保寧麩醋的主要特點是不揮發(fā)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(chǎn)受到季節(jié)限制。發(fā)花是其工藝中的一大特點，就是培養(yǎng)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(fā)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(tài)發(fā)酵法，因此有機酸含量相對較高，液態(tài)發(fā)酵法食醋有機酸含量則相對較低。蔣忠等［20］通過在酒精發(fā)酵中接種酵母菌和乳酸菌進行共酵，將液態(tài)深層食醋中的不揮發(fā)酸和酯類物質(zhì)分別提高了10.25倍和1.62倍。蘇迎會［21］通過將液態(tài)發(fā)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(fā)酸、氨基酸、糖類等物質(zhì)含量，使食醋口感柔和，彌補了液態(tài)發(fā)酵醋的風味缺陷。

2　國外高乳酸食醋釀造技術(shù)研究現(xiàn)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(tài)發(fā)酵法釀制。

由于中外飲食文化的差異，國外食醋的生產(chǎn)釀造工藝與國內(nèi)存在較大的差異，而且國外食醋主要以液態(tài)發(fā)酵的果醋等產(chǎn)品為主，其食醋主要稱為西洋醋［22］。奧爾蘭制醋法是法國發(fā)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(chǎn)酒精的方法日趨成熟，加上德國弗林斯液態(tài)發(fā)酵設(shè)備工藝改進，使酒精更加迅速轉(zhuǎn)化成醋酸。液態(tài)發(fā)酵醋的釀造成本不斷降低，歐美各國開始大量生產(chǎn)酒精醋，從而使食醋行業(yè)用戶消費量呈增長趨勢。

在食醋工業(yè)中，應用最多的為半連續(xù)發(fā)酵方法，主要使用一種專門的醋化器進行工業(yè)化生產(chǎn)。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(tài)發(fā)酵方式，其主要成分以醋酸為主，其中的有機酸多數(shù)來源于原料自身含有的有機酸，而非發(fā)酵過程的微生物代謝［24］。液態(tài)發(fā)酵工藝中多采用純菌種發(fā)酵方式，這樣能快速產(chǎn)酒產(chǎn)酸，發(fā)酵周期大大縮短。因此，西洋醋中不揮發(fā)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(diào)方法上，表現(xiàn)在如何能夠在視覺感官上形成明顯的特色。對食醋的內(nèi)在微量成分含量及其各種成分對醋的風味品質(zhì)研究尚不深入，其果醋和酒醋中的有機酸研究還在逐步發(fā)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(fā)酵，其特點是一缸到底，即糖化、酒化及醋化均在稀醪狀態(tài)下同一個發(fā)酵甕中進行。需要曬半年，因此其中以乳酸為代表的不揮發(fā)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(fā)酵代謝產(chǎn)生相對較少［30］。

英國麥芽醋是用發(fā)芽的大麥經(jīng)過酒精和醋酸發(fā)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(fā)性成分，不揮發(fā)酸成分幾乎沒有，酸味刺激［31］。歐洲蘋果醋生產(chǎn)方法和葡萄醋的釀造方法基本相同，采用深層液態(tài)發(fā)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(fā)生復雜的生化反應，粗澀味逐漸變得柔和并產(chǎn)生令人愉悅的芳香味。這是由于其中殘留的醇類和酸類發(fā)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(chǎn)，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(fā)性酸含量很高。

歐美醋主要采用純種液態(tài)制醋工藝，該工藝的特點是發(fā)酵周期短，勞動生產(chǎn)率高，生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備先進，易于實現(xiàn)生產(chǎn)管理自動化和生產(chǎn)規(guī)模大型化，是提高食醋總產(chǎn)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(xié)調(diào)。

因此，近年來提高食醋產(chǎn)量的同時兼顧食醋的品質(zhì)和風味已成為食醋生產(chǎn)行業(yè)的技術(shù)研究熱點。TESFAYE W等［34］研究發(fā)現(xiàn)，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(zhì)容器中進行表面發(fā)酵和深層發(fā)酵，紅酒醋中的揮發(fā)性物質(zhì)成分存在較大差異，從另一個角度說明采用不同發(fā)酵方式能針對性地提高紅酒醋中乳酸等不揮發(fā)酸含量。

3　提高食醋品質(zhì)風味的措施

對于食醋品質(zhì)的提升，除了生產(chǎn)工藝過程中采用先進技術(shù)保障品質(zhì)外，在關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，對特定菌種及代謝產(chǎn)物進行靶向控制，定向調(diào)控醋酸與乳酸的含量配比，是提升食醋風味品質(zhì)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(chǎn)酸醋酸菌，并經(jīng)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(fā)酵和醋酸發(fā)酵過程中添加營養(yǎng)強化液，不僅靶向提升了產(chǎn)品總酸和不揮發(fā)酸，還縮短了醋酸發(fā)酵周期，食醋風味顯著提高。

影響食醋品質(zhì)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(zhì)含量對食醋風味也有獨特貢獻。因此，要提高食醋品質(zhì)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(shù)是對食醋品質(zhì)提升的一項技術(shù)攻關(guān)性研究。未來食醋品質(zhì)的提升，需要在繼承傳統(tǒng)食醋釀造技藝的同時，對酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵期間的乳酸發(fā)酵進行強化，突出食醋中乳酸對食醋風味品質(zhì)的貢獻，進行技術(shù)攻關(guān)，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(fā)酵環(huán)節(jié)的靶向調(diào)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(tǒng)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(zhì)，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(guān)項目（20140311023-1）

暢功民（1963-），男，研究員，碩士，主要從事農(nóng)業(yè)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(fā)酵研究工作。