趙紅年，趙芳，林汲*，梁麗娟

(1.山西梁汾醋業(yè)有限公司，山西 晉中 030622；2.山西省晉中市質量技術監(jiān)督檢驗測試所，山西 晉中 030600)

葛根是我國衛(wèi)生部批準的藥食兩用植物，為豆科植物野葛的干燥根，習稱野葛。秋、冬二季采挖，趁鮮切成厚片或小塊，干燥。葛根富含異黃酮成分葛根素、葛根素木糖甙、大豆黃酮、大豆黃酮甙、β-谷甾醇、花生酸，又含大量淀粉(新鮮葛根中含量為19%～20%)等10余種功效成分，具有解肌退熱、透疹、生津止渴、升陽止瀉之功?，F(xiàn)代醫(yī)學研究證明，葛根素具有提高免疫、增強心肌收縮力、保護心肌細胞、降低血壓、抗血小板聚集等作用。因此，葛根是一種非常具有開發(fā)前景的植物資源，但是目前國內對于葛根的開發(fā)利用并不完善，通常利用的3種途徑是提取黃酮類化合物、加工淀粉和制作中藥，但是只占一小部分，且這3種利用途徑不能有效結合，嚴重浪費了資源，而釀醋工藝可以充分開發(fā)利用葛根的所有成分，是一種讓葛根通過釀造增值的有效途徑[1-4]。目前葛根醋的釀造工藝主要是葛根通過液化、糖化工藝液態(tài)發(fā)酵食醋，未見采用固態(tài)發(fā)酵工藝釀造葛根醋的報道[5,6]，因此，將葛根、高粱復配利用山西老陳醋固態(tài)工藝釀造山西老陳醋的加工工藝進行了初步探索，并確定了基本工藝參數(shù)，為豐富谷物釀造山西老陳醋的功能性成分提供了參考，具有重要的社會和經濟效益。

1 材料與方法

1.1 材料

葛根：購于太原市萬民大藥房；高粱、大曲、麩皮、谷糠：市售。

1.2 試劑

濃硫酸(分析純)、氫氧化鈉(分析純)：購自國藥集團化學試劑有限公司；酚酞(分析純)：天津市科歐化學試劑有限公司；無水乙醇(分析純)：天津光復化學試劑廠；甲醇(色譜純)、乙腈(色譜純)：賽默飛世爾科技公司；葛根素標準品(色譜純)：上海安譜實驗科技股份有限公司。

1.3 試驗儀器

BSA223S型分析天平 賽多利斯科學儀器(北京)有限公司；0-40型酒精計 河北省武強縣同輝儀表廠；PHS-3C型數(shù)顯酸度計 上海儀電科學股份儀器有限公司；DH-500A型電熱恒溫培養(yǎng)箱 北京中興偉業(yè)儀器有限公司；UV-5100型分光光度計 上海元析儀器有限公司；Agilent-1260高效液相色譜儀、Alltech1260-UV型紫外檢測器；KQ5200型超聲清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；TGL-16G離心機 上海安亭科學儀器廠。

1.4 試驗方法

1.4.1 山西老陳醋釀造工藝流程[7-10]

高粱、葛根粉碎、蒸料：高粱粉碎成4～6瓣，最好不帶粉面。葛根粉碎為一定目數(shù)與粉碎的高粱復配，加入80%冷開水攪拌均勻潤料12 h以上，使充分吸水，待水分浸透即可進行蒸煮，料分批加入，每次待蒸汽冒出再裝，裝滿后圓，蓋鍋蓋，以大火蒸熟即可。蒸料不粘、不夾硬心。把蒸熟的料去除，置于冷卻池內，同時加入開水，攤平燜料，冷卻至室溫即可拌曲，進入酒精發(fā)酵。

圖1 葛根高粱復合山西老陳醋釀造工藝流程圖Fig.1 Process flow diagram of Shanxi aged vinegar fermented by Pueraria lobata and sorghum

酒精發(fā)酵：加入復配料62.5%的大曲粉，攪拌均勻，加入一定總水量，裝入大缸進行濃醪酒精發(fā)酵，敞口發(fā)酵3 d，每天打耙1次，發(fā)酵溫度最高不超34 ℃，然后封缸密閉發(fā)酵15 d，檢測酒精度含量達9%～11%，總酸<2.50 g/dL。

醋酸發(fā)酵：酒醪和麩皮、谷糠按照一定的比例進行拌醅，拌醅的酒精度5.0%～5.5%，水分(63±1.5)%左右，置于淺缸中接入10%的“火種”進行醋酸發(fā)酵，每天翻醅1次，第3～4天溫度達到最高43～45 ℃，然后發(fā)酵溫度逐漸降低，第8～10天成熟。

熏醅：40%成熟醋醅進行熏醅，熏醅溫度為70～90 ℃，每天翻醅1次，5 d之后出醅稱為“熏醅”。

淋醋：采用循環(huán)套淋的方法進行，將白醅淋醋液加熱至沸，放到熏醅重浸泡4 h；淋醋的醋液為新醋，每噸主糧，控制淋醋質量為600～700 kg，余下的淡醋液作為下次醋醅浸泡用。新醋酸度一般為5.0～5.5 g/dL。

陳釀：新醋儲放至室外缸內，一年四季日曬夜露，冬撈冰。總酸≥6.0 g/dL，為山西老陳醋。

成品：經過濾、滅菌、灌裝、檢驗合格為成品。

1.4.2 單因素試驗

1.4.2.1 葛根占高粱重量比對山西老陳醋風味的影響

將葛根粉碎成10目，以高粱重量計，分別添加10%、20%、30%、40%的葛根粉，按照傳統(tǒng)工藝釀造山西老陳醋，感官評價其對山西老陳醋風味的影響。

1.4.2.2 葛根粉碎粒度對山西老陳醋中葛根素含量的影響

將葛根分別粉碎成5，10，15，20目，與高粱復合蒸煮，經酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵、熏醅淋醋、陳釀，對山西老陳醋中葛根素含量進行比較，確定最適葛根粉碎粒度。

1.4.2.3 原料蒸煮時間對山西老陳醋中葛根素含量的影響

將潤料完成的復合原料分別蒸煮40，50，60，70 min，進行酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵、熏醅淋醋、陳釀，對山西老陳醋中葛根素含量比較，確定最佳原料蒸煮時間。

1.4.2.4 酒精發(fā)酵時間對山西老陳醋中葛根素含量的影響

不同酒精發(fā)酵時間9，12，15，18 d的酒醪，經醋酸發(fā)酵、熏醅、淋醋、陳釀，對山西老陳醋中葛根素含量進行比較，確定最適酒精發(fā)酵時間。

1.4.2.5 熏醅時間對山西老陳醋葛根素含量影響

不同熏醅時間2，3，4，5 d，經淋醋、陳釀，對山西老陳醋中葛根素含量進行比較，確定最適熏醅時間。

1.4.3 正交試驗優(yōu)化葛根素含量工藝

在單因素試驗的基礎上，以原料蒸煮時間、葛根粉碎粒度、酒精發(fā)酵時間、熏醅時間為影響因素，以6.00 g/dL總酸中葛根素的含量為考察指標，對葛根高粱復合釀造山西老陳醋的工藝條件進行L9(34)正交試驗設計，正交試驗因素與水平見表1。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments

1.4.4 葛根素檢測方法[11,12]

樣品處理：取5 mL樣品，加1 mL 10.4%亞鐵氰化鉀和1 mL 20%硫酸鋅用水定容至25 mL，5000 r/min離心15 min，取上清液加70%甲醇超聲提取30 min，冷卻至室溫，然后用70%甲醇定容至10 mL。

色譜條件：色譜柱為C18色譜柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流動相：甲醇∶36%乙酸(優(yōu)級純)∶水為25∶10∶65；流速：0.6 mL/min；檢測波長：250 nm；進樣體積：10 μL。

1.4.5 理化指標檢測方法

總酸的測定[13]：按國標GB/T 5009.41-2003《食醋衛(wèi)生標準的分析方法》中的方法進行測定；感官評價[14]：按國標GB/T 19777-2013中的方法進行測定，感官評價(滿分100分)標準見表2。

表2 山西老陳醋感官評價標準Table 2 Sensory evaluation standard of Shanxi aged vinegar

續(xù) 表

1.4.6 統(tǒng)計分析方法

利用正交設計助手II V3.1、Origin 8.5和SPSS 22.0等軟件進行試驗設計和數(shù)據(jù)分析。

2 結果與分析

2.1葛根占高粱重量比對山西老陳醋風味的影響原料中添加葛根會影響山西老陳醋的風味，試驗以主糧高粱的10%、20%、30%、40%添加葛根，對各試驗組進行感官比較。

表3 不同葛根添加量的山西老陳醋感官品評價Table 3 Sensory evaluation of Shanxi aged vinegar with different additive amount of Pueraria lobata

由表3可知，當葛根添加量為高粱重量的40%時，所釀得的山西老陳醋中有淡淡藥香味，影響山西老陳醋的風味，因此葛根的最適添加量為30%。

2.2 葛根粉碎粒度對山西老陳醋中葛根素含量的影響

圖2 葛根粉碎粒度對山西老陳醋中葛根素含量的影響Fig.2 Effect of grinding particle size on Pueraria lobata content in Shanxi aged vinegar

由圖2可知，葛根粉碎粒度對山西老陳醋中葛根素含量有一定的影響，葛根粉碎得越細，葛根素越容易溶出，但是粉碎得越細能耗越高，因此需要綜合考慮。葛根粉碎粒度在5～10目之間有顯著差異，但是10，15，20目沒有明顯的差別，根據(jù)葛根素的含量和能耗綜合比較，葛根粉碎粒度10目為最佳工藝條件。

2.3 原料蒸煮時間對山西老陳醋中葛根素含量的影響

圖3 復合原料蒸煮時間對山西老陳醋中葛根素含量的影響Fig.3 Effect of cooking time of composite materials on Pueraria lobata content in Shanxi aged vinegar

由圖3可知，復合原料蒸煮時間為50 min時，山西老陳醋中的葛根素含量達到最大，可能隨著蒸煮時間的延長，在高溫情況下，葛根素緩慢氧化分解，造成產品中的葛根素含量降低，因此復合原料蒸煮時間50 min為最佳工藝條件。

2.4 酒精發(fā)酵時間對山西老陳醋中葛根素含量的影響

圖4 酒精發(fā)酵時間對山西老陳醋中葛根素含量的影響Fig.4 Effect of alcohol fermentation time on Pueraria lobata content in Shanxi aged vinegar

由圖4可知，葛根素易溶于酒精，因此隨著發(fā)酵時間的延長，酒精度提高，葛根素逐漸溶于酒醪中，隨著發(fā)酵時間的延長，葛根素含量在酒醪中達到平衡，其濃度不再增加，酒精發(fā)酵15 d的山西老陳醋中葛根素的濃度達到最高，所以酒精發(fā)酵時間以15 d最佳。

2.5 熏醅時間對山西老陳醋中葛根素含量的影響

圖5 熏醅時間對山西老陳醋葛根素含量的影響Fig.5 Effects of fumigation time on Pueraria lobata content in Shanxi aged vinegar

由圖5可知，熏醅過程是一個復雜的美拉德反應和部分稻殼、谷糠碳化的過程，隨著熏醅時間的增加，產生大量的熏香風味物質豐富了食醋的風味，同時產生的活性炭在淋醋過程中吸附一些物質，在熏醅前3 d葛根素的含量基本不變，隨著熏醅時間的延長，葛根素逐漸降低，因此熏醅時間3 d為最佳工藝條件，既產生了熏香，又保留了葛根素的含量。

2.6 正交試驗結果

基于各種單因素之間相互影響，本著科學嚴謹?shù)膽B(tài)度，本試驗采用L9(34)正交表進行正交試驗，以確定最佳工藝條件，試驗結果見表4。

表4 正交試驗結果分析Table 4 Analysis of orthogonal experiment results

由表4可知，山西老陳醋中葛根素的含量與葛根粉碎粒度、復合原料蒸煮時間、酒精發(fā)酵時間、熏醅時間均有關系，其中影響最大的為葛根粉碎粒度，其次為復合原料蒸煮時間、酒精發(fā)酵時間、熏醅時間。最佳工藝組合為：A2B2C2D2，即葛根粉碎粒度10目，復合原料蒸煮時間50 min，酒精發(fā)酵時間15 d，熏醅時間3 d，按照上述工藝條件釀造的山西老陳醋中葛根素含量為75.5 mg/dL，高于各正交試驗組[15]。

3 結論

通過單因素試驗和正交試驗，結合感官評價確定葛根高粱復合釀造山西老陳醋最佳工藝為：葛根占高粱重量比為30%，葛根粉碎粒度10目，復合原料蒸煮時間50 min，酒精發(fā)酵時間15 d，熏醅時間3 d，所制得的山西老陳醋葛根素含量達75.5 mg/dL[16]。該工藝釀造的山西老陳醋不僅保留了其風味特征，還增加了功能成分葛根素的含量，顯著提高了山西老陳醋的保健功效。