液态发酵米醋稳定性研究

谭海刚,李静,申美容

(青岛农业大学 食品科学与工程学院，山东 青岛 266109)

在我国古代就有“民以食为天，食以味为先，味以酸为本，酸甜苦辣咸”的记载。食醋是人们喜闻乐用的传统发酵调味品，常用于烹饪食品和加工，全国每天消耗量超过320×104L[1]。食醋营养成分丰富，除醋酸外，醋还含有其他有机酸类、醇类、酯类、酮类和醛类物质，如乳酸、琥珀酸、乙醇、2-丙醇、2-丁醇、辛醇、乙酸乙酯、4-乙基愈创木酚、2,3-丁二酮、3-羟基-2-丁酮、二乙酰、己醛、庚醛。此外，食醋中还含有较多的酚类化合物、黄酮类化合物、类胡萝卜素、植物甾醇、维生素，如阿魏酸、香草酸、原儿茶酸、丁香酸、没食子酸等[2-4]。经常食用醋产品，有助于改善消化系统、激发食欲、防氧化、抗衰老、降血脂、降血压、消炎抗菌、预防癌症和治疗糖尿病等功效[5-7]。

食醋在储存过程中易产生沉淀，影响美观和食用。食醋产生沉淀的原因主要有生物性因素和非生物性因素两种。生物性因素主要是微生物污染造成的；非生物性因素主要是由于原辅料分解不彻底造成醋液中蛋白质、淀粉、糖类等成分含量过高，这些成分在一定条件下发生反应，形成一些络合物凝聚成大分子形成沉淀。其次发酵罐或管道中的铁离子与醋酸反应生成醋酸铁沉淀，也会与氧化性蛋白和单宁结合生成沉淀。

液态发酵米醋具有自动化程度高、生产周期短、原料利用率高、产品质量稳定的优势，其产生的沉淀量较固态发酵醋少，但因为其颜色浅、透明度高，沉淀的产生对液态发酵米醋影响更加明显。本文以液态发酵米醋为研究对象，通过分析醋和沉淀中组成成分，研究采用酶法提高液态发酵米醋稳定性，为食醋稳定性研究提供技术参考。

1 材料方法

1.1 试验材料与仪器

1.1.1 试验材料

液态发酵米醋：自酿；牛血清白蛋白、酸性蛋白酶：北京索莱宝科技有限公司；糖化酶：国药集团化学试剂有限公司。

1.1.2 试验仪器与设备

紫外可见分光光度计 尤尼柯(上海)仪器有限公司；高速冷冻离心机 北京时代北利离心机有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 液态发酵米醋与沉淀组成成分分析

将液态发酵米醋以9000 r/min离心15 min，分别测定上清液和沉淀中蛋白质、还原糖、总糖、淀粉、单宁以及铁离子、锌离子、钾离子、钙离子、钠离子、镁离子含量，分析产生沉淀的主体成分。

1.2.2 酸性蛋白酶对液态发酵米醋稳定性的影响

1.2.2.1 酸性蛋白酶添加量对液态发酵米醋蛋白质含量的影响

在液态发酵米醋中分别加入0，200，400，600，800，1000 U/g的酸性蛋白酶，一份立即沸水浴灭活，另一份于50 ℃水浴2 h后沸水浴灭活，测定两份液态发酵米醋中蛋白质含量，确定酸性蛋白酶最佳添加量。

1.2.2.2 酸性蛋白酶作用时间对液态发酵米醋蛋白质含量的影响

在液态发酵米醋中加入 600 U/g的酸性蛋白酶，于50 ℃分别水浴0，1，2，3，4，5 h，测定其蛋白质含量，确定酸性蛋白酶最佳作用时间。

1.2.2.3 酸性蛋白酶对液态发酵米醋稳定性的影响

按照酸性蛋白酶最佳酶添加量和最佳作用时间处理液态发酵米醋，分别放置1，2，3，4，5周，测定其透光率，确定酸性蛋白酶对液态发酵米醋稳定性的影响。

1.2.3 糖化酶对液态发酵米醋稳定性的影响

1.2.3.1 糖化酶添加量对液态发酵米醋还原糖、淀粉含量的影响

在液态发酵米醋中分别加入0，200，400，600，800，1000 U/g的糖化酶，一份立即沸水浴灭活，另一份于55 ℃水浴2 h后沸水浴灭活，测定两份液态发酵米醋中还原糖和淀粉含量，确定糖化酶最佳添加量。

1.2.3.2 糖化酶作用时间对液态发酵米醋还原糖、淀粉含量的影响

在液态发酵米醋中加入400 U/g的糖化酶，于55 ℃分别水浴0，2，4，6，8，10 h，测定其还原糖和淀粉含量，确定糖化酶最佳作用时间。

1.2.3.3 糖化酶对液态发酵米醋稳定性的影响

按照糖化酶最佳酶添加量和最佳作用时间处理液态发酵米醋，分别放置1，2，3，4，5周，测定其透光率，确定糖化酶对液态发酵米醋稳定性的影响。

1.2.4 处理方式对液态发酵米醋感官的影响

分别对酶处理和离子交换处理前后液态发酵米醋的色泽、澄清度、香气、滋味进行评定，确定酶和离子交换处理对液态发酵米醋感官的影响。

1.3 分析方法

1.3.1 蛋白质含量的测定

采用考马斯亮蓝法[8]。

1.3.2 总糖的测定

采用硫酸-蒽酮法[9]。

1.3.3 还原糖的测定

采用DNS法[10]。

1.3.4 单宁的测定

采用福林-丹尼斯试剂法[11]。

1.3.5 淀粉的测定

采用酸水解法[12]。

1.3.6 感官评定

感官评定方法参照文献[13]。

1.3.7 透光率的测定

采用紫外分光光度法[14]。

2 结果分析

2.1 液态发酵米醋与沉淀组成成分分析

表1 液态发酵米醋和沉淀中的组成成分含量Table 1 The content of components in liquid fermented rice vinegar and precipitate mg/mL

注：“-”为未检出。

由表1可知，液态发酵米醋离心沉淀组分中蛋白质含量为0.0339 mg/mL，比离心上清液高了25.09%；总糖、还原糖和淀粉含量分别为0.0262，0.0139，0.0095 mg/mL，分别比离心上清液高了85.82%、13.01%、39.71%；因此，液态发酵米醋中蛋白质和糖类均对其稳定性产生影响。

2.2 酸性蛋白酶对液态发酵米醋稳定性的影响

2.2.1 酸性蛋白酶添加量对液态发酵米醋蛋白质含量的影响

图1 酸性蛋白酶添加量对液态发酵米醋 蛋白质含量的影响Fig.1 Effect of the additive amount of acid protease on protein content of liquid fermented rice vinegar

由图1可知，酸性蛋白酶对液态发酵米醋蛋白质的分解作用呈现先增加后减慢的趋势。当酸性蛋白酶添加量为600 U/g时，蛋白质的分解量最大，为0.014 mg/mL，占液态发酵米醋蛋白质总量的53.85%，确定酸性蛋白酶的最适添加量为600 U/g。

2.2.2 酸性蛋白酶作用时间对液态发酵米醋蛋白质含量的影响

图2 酸性蛋白酶反应时间对液态发酵 米醋蛋白质含量的影响Fig.2 Effect of acid protease reaction time on protein content of liquid fermented rice vinegar

由图2可知，随着酸性蛋白酶反应时间的增加，醋中的蛋白质呈现先减少后趋于稳定的趋势，当酸性蛋白酶的反应时间为3 h左右时，醋液中蛋白质的含量达到最低。因此，确定酸性蛋白酶的最佳反应时间为3 h。

2.2.3 酸性蛋白酶对液态发酵米醋稳定性的影响

由图3可知，液态发酵米醋经酸性蛋白酶处理后透光率发生了较大变化。与原醋(透光率为57.85%)相比，酸性蛋白酶处理后液态发酵米醋的透光率增加了30.48%。随着放置时间的增加，透光率呈现下降的趋势，当放置时间为4周时，其透光率已经低于原醋的透光率。因此，酸性蛋白酶处理液态发酵米醋可以延长至少3周的稳定期。

图3 酸性蛋白酶对液态发酵米醋稳定性的影响Fig.3 Effect of acid protease on the stability of liquid fermented rice vinegar

2.3 糖化酶对液态发酵米醋稳定性的影响

2.3.1 糖化酶添加量对液态发酵米醋还原糖、淀粉含量的影响

图4 糖化酶添加量对液态发酵米醋还原糖、 淀粉含量的影响Fig.4 Effect of the additive amount of glucoamylase on reducing sugar and starch content of liquid fermented rice vinegar

由图4可知，当糖化酶添加量为400 U/g时，还原糖含量为0.0139 mg/mL，较处理前增加了11.2%；同时，淀粉含量为0.0054 mg/mL，较处理前减少了16.92%。继续增加糖化酶添加量，液态发酵米醋液中还原糖含量和淀粉含量均趋于稳定。因此，确定糖化酶最适添加量为400 U/g。

2.3.2 糖化酶作用时间对液态发酵米醋还原糖、淀粉含量的影响

由图5可知，随着糖化酶反应时间的增加，液态发酵米醋中还原糖呈现增加的趋势，淀粉含量呈现降低的趋势。当糖化酶作用时间为8 h时，醋液中还原糖的含量达到最高，为0.0165 mg/mL，较处理前增加了32%；淀粉含量达到0.0034 mg/mL，较处理前减少了37.04%。因此，确定糖化酶的最佳作用时间为8 h。

图5 糖化酶作用时间对液态发酵米醋 还原糖、淀粉含量的影响Fig.5 Effect of action time of glucoamylase on reducing sugar and starch content of liquid fermented rice vinegar

2.3.3 糖化酶对液态发酵米醋稳定性的影响

图6 糖化酶对液态发酵米醋稳定性的影响Fig.6 Effect of glucoamylase on the stability of liquid fermented rice vinegar

由图6可知，糖化酶处理的液态发酵米醋随放置时间的延长透光率缓慢下降。与原醋(透光率为57.85%)相比，经糖化酶处理后其透光率增加了39.08%。当放置时间为5周时，其透光率仍为64.56%，较原醋高了11.60%。所以，糖化酶处理可以明显提高液态发酵米醋的稳定性。

2.4 处理方式对液态发酵米醋感官的影响

表2 处理方式对液态发酵米醋感官的影响Table 2 Effect of processing methods on the sensory indexes of liquid fermented rice vinegar

由表2可知，液态发酵米醋经酸性蛋白酶和糖化酶处理后感官指标无明显变化。

3 讨论

本研究通过分析液态发酵米醋离心上清液与沉淀的组分，采用酸性蛋白酶、糖化酶和离子交换处理法对液态发酵米醋稳定性进行探究。结果表明：酸性蛋白酶添加量为600 U/g、反应时间为3 h时，液态发酵米醋稳定性可以延长至少3周。糖化酶添加量为400 U/g、反应时间为8 h时，液态发酵米醋透光率增加了39.08%，放置5周时，其透光率仍为64.56%，较原醋高了11.60%。酸性蛋白酶和糖化酶处理均可提高液态发酵米醋的稳定性，其中糖化酶处理效果尤为显著。同时，采用酸性蛋白酶和糖化酶处理后液态发酵米醋的感官指标无明显变化。