苦荞醋生料发酵过程中主要功能成分的变化规律

李云龙，胡俊君，李红梅，陕 方，边俊生，孙秋雁

(山西省农业科学院农产品加工研究所，山西太原030031)

苦荞醋生料发酵过程中主要功能成分的变化规律

李云龙，胡俊君，李红梅，陕 方，边俊生，孙秋雁

(山西省农业科学院农产品加工研究所，山西太原030031)

研究了苦荞醋生料发酵工艺各生产阶段总黄酮、多酚、γ－氨基丁酸(GABA)、D－手相肌醇(D－CI)含量的变化。结果表明:生料制醋酒精发酵阶段是这些功能成分的有效积累阶段;醋酸发酵阶段，总黄酮、总酚含量随着发酵时间的延长，呈逐渐下降趋势，GABA含量基本维持不变，而D－CI含量有明显的提高;熏醅阶段，多酚含量呈先增加后平缓的趋势，其余成分明显下降。通过了解苦荞醋生料发酵工艺过程中各个功能成分的变化规律，以便为改进工艺，提高醋中的功能成分含量，为开发功效更好的苦荞醋新产品提供科学依据。

苦荞醋，生料发酵，功能成分

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

GABA、D－CI、乙腈 含量≥99.90% Sigma公司;芦丁、没食子酸 含量≥99.0，中国药品生物制品检定所;其余试剂 均为分析纯;苦荞醋醋醅 太原功能食品厂提供，以苦荞为主要原料，采用生料发酵工艺(中国发明专利:ZL 92109127.3)进行苦荞醋生产，其中酒精发酵18d，醋酸发酵8d，熏醅6d［10］。

1100液相色谱仪 美国Agilent科技公司;756紫外可见分光光度计 上海光谱仪器有限公司; EB－330H型分析天平 日本岛津公司;HH－2电子恒温水浴锅 苏州威尔实验用品有限公司;P型可调式移液器 法国GILSON。

1.2 样品处理

在苦荞醋生料发酵工艺各个阶段，取一定量的醋醅，在60℃左右风干后，粉碎样品过40目，称取2.000g样品置于50mL容量瓶中，用70%甲醇，于70℃水浴加热提取4h，定容，再经0.45μm微膜过滤，待测。

1.3 测定方法

1.3.1 总黄酮测定 可见分光光度－AlCl3法，测定波长420nm，以芦丁为标准制作工作曲线，计算总黄酮含量。

1.3.2 总酚测定 可见分光光度法，测定波长720nm，以没食子酸为标准制作工作曲线，计算含量。

1.3.3 GABA测定 OPA柱前自动衍生－荧光检测法，色谱柱:Hypersil BDS C18(250mm×4.6mm，5μm)，流动相:A为1.6g NaAC·3H2O，pH 6.70，1000mL;B为1.6g NaAC·3H2O，水∶甲醇∶乙腈= 1∶2∶2为溶剂，pH 6.70，1000mL;流速:1.0mL/min，柱温:40℃;荧光检测器，λEx:250nm，λEm:410nm。

1.3.4 D－CI、肌醇测定 柱前衍生化RP－HPLC测定法，以苯甲酰氯为衍生化试剂，Hypersil BDS C18色谱柱为固定相，甲醇－水(85∶15)为流动相，DAD检测器，检测波长为230nm。

2 结果与分析

2.1 酒精发酵阶段的各主要功能成分含量变化

生料制醋酒精发酵阶段前3d为敞口发酵，逐天分别取样，第4d开始封缸进行无氧发酵，18d后酒精发酵结束，开缸进行采样。根据1.2样品处理后，各主要功能成分的含量随发酵时间的变化见图1。

由图1可见，在酒精发酵阶段初期，总黄酮、总酚、GABA、D－CI含量较低，随着发酵时间的延长，在酒精发酵结束后，醋醅中这四种主要功能成分均有较大幅度的提高。酚类及黄酮类物质可能是原料或大曲等物质中固有的，伴随着酒精发酵碳源物质的消耗而被释放了出来。还有部分可能是大曲中微生物释放的代谢产物。苦荞原料中游离D－CI含量不到0.01%，其天然存在形式是分子量较大的衍生物——荞麦糖醇［11－12］;GABA是广泛分布于动植物中的一种非蛋白质氨基酸，由谷氨酸经谷氨酸脱羧酶催化反应而来［13］;这两种在发酵原辅料中含量不多的功能成分，含量随着发酵时间的延长而显著增加，可能是在酒精生料发酵条件下，原辅料中的内源酶和酒曲中的微生物酶被保留和激活，将原有的大分子降解为分子量更小的功能活性物质。因此在这一阶段为生产富含多种功能活性成分的产品奠定了一定的物质基础。

图1 酒精发酵阶段醅料中各主要功能成分含量动态变化图

2.2 醋酸发酵阶段的各主要功能成分含量变化

酒精发酵结束开缸后，将料液倒入搅拌池，投入麸皮和谷糠使其搅拌均匀，入缸进行8d的醋酸发酵。醋酸发酵前期是醋酸菌的培养和繁殖阶段，同时也进行酒精发酵，称为双边发酵;醋酸发酵中期，即主发酵段，醋醅中增酸幅度比较大。醋酸发酵阶段隔天取样，测定结果见图2。

由图2可知:醋酸发酵阶段对物料中的主要功能成分具有显著影响，总黄酮、总酚含量随着发酵时间的延长，呈逐渐下降趋势。芦丁是苦荞中含量最多的黄酮类物质。薛长晖［14］测得山西苦荞粉中芦丁占总黄酮的63.23%，槲皮素占4.19%。可能随着发酵时间的延长，反应体系的酸度逐渐升高，致使芦丁、槲皮素等黄酮类物质不稳定发生降解;而某些酚类物质和黄酮类物质相似，从而使其含量明显降低。GABA含量在这一过程中基本维持不变，而D－CI含量有明显的提高，酸解反应是D－CI和肌醇生产的一种水解工艺的基础，醋酸的生成有利于其含量的提高。因此，苦荞保健醋生产中应根据产品品质和功能活性要求，严格控制醋酸发酵条件，以便在保证醋酸转化率的条件下，兼顾到各个功能成分的的影响。

图2 醋酸发酵阶段醅料中各主要功能成分含量的动态变化图

2.3 熏醅阶段的各主要功能成分含量变化

熏醅是山西老陈醋特有的工序，在特制的熏醅炉上进行的，每行炉炕上都安放着6个小缸，炉炕的一端生有明火，火力均匀地分布在缸的四周，熏烤着缸中的醋醅。将醋酸发酵终了的醋醅置于熏醅缸内，用文火加热，温度为70～80℃，缸口盖上瓦盆，每天按顺序倒缸，经6d出醅。这一阶段的主要作用在于增加醋的色泽和醋的熏香味，这也是山西老陈醋色、香、味一体的主要来源［15］。然而对苦荞保健醋而言，在熏醅过程中，各主要功能成分的含量变化见图3。

由图3可知，在熏醅阶段，总黄酮、总酚、GABA、D－CI这些功能成分，随着熏醅时间的延长，除总酚含量变化幅度不大之外，其余3种功能成分有明显的降低，都降到了熏醅前的一半以下。熏醅过程中温度的升高以及发生的美拉德反应，可能促使这些功能成分降解或转化，从而使其含量明显降低。因此笔者建议，以苦荞作为酿醋原料生产苦荞保健醋时，应该在不影响苦荞醋品质的前提下，适当缩短熏醅天数，或改变熏醅工艺，以减少苦荞原料中特有功能成分的损失。

图3 熏醅阶段醅料中各主要功能成分含量动态变化图

3 讨论

3.1 在酒精发酵阶段，生料发酵工艺对苦荞保健醋主要功能活性成分含量具有重要影响，原料中特有的内源酶以及发酵体系中加入的生物酶，可有效提高总黄酮、多酚、GABA、D－CI物质的含量，在这一阶段为生产高含量功能成分的苦荞保健醋奠定了一定基础。

3.2 醋酸发酵阶段，随着体系酸度的升高，致使芦丁、槲皮素等黄酮类物质不稳定发生降解;而某些酚类物质和黄酮类物质相似，这些黄酮类、酚类物质的损失在某种意义上降低了苦荞醋的保健功能，但对于分解产物的保健作用还需要进一步研究。

3.3 苦荞醋熏醅阶段，除多酚含量外，总黄酮、GABA、D－CI含量随着熏醅时间的延长，含量明显降低，这与雷菲等人［16］报道的苦荞醋发酵和熏醅过程中芦丁与槲皮素含量明显降低，宫风秋［17］和 Kreft I［18］研究的苦荞经发酵制成苦荞醋后芦丁含量大大下降相吻合。但是也有结果表明，山西老陈醋在熏醅阶段总黄酮、多酚含量突增［19－20］，这可能是由于酿醋原料的不同，所含的主要黄酮类和多酚类物质不同造成的。在熏醅过程中还可能产生一些有益的川芎嗪等物质，因此对熏醅工艺有待继续深入研究，从而为提高苦荞保健醋的品质和功效作用提供科学依据。

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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

山西老陈醋居中国四大名醋之首，其精湛独特的酿造工艺、醇香绵酸的口感品质，享誉中外，历史久远［1－2］。随着科学研究的深入，食醋对人体健康的有益功效逐渐被认识和挖掘，已经超出了调味品的范畴［3－5］。以富含生物类黄酮、D－手相肌醇(D－Chiro－Inositol，简称 D－CI)、多酚、γ－氨基丁酸(γaminobutyric acid，简称GABA)等功能活性物质的苦荞为主要原料，采用生料发酵和传统老陈醋生产工艺相结合酿制加工的苦荞醋新产品，在保留山西食醋原有品质的基础上，更增添了苦荞特有的营养保健的功效，尤其是在抗氧化、软化血管、抗血栓、调节血脂等生理功能方面效果显著，是山西醋中的一款精品［6－7］。生料制醋是指原料粉碎之后，不经蒸煮处理，直接糖化和发酵的酿醋工艺。与传统的熟料制醋相比，由于省去了润料、蒸煮、冷却等工艺，因此可减少设备投资，降低劳动强度，节约能源［8－9］。而且由于在酿造过程中未杀灭原料中本身带有的多种微生物，有效地保留了原料中的天然酶活性，与发酵加入的微生物酶源同时作用于原料，在糖化发酵过程中可起到“群微共酵”的作用，从而有效地保存了原料内的各种营养成分。因此生料制醋对于富含功能活性物质的苦荞等特殊原料来说具有重要意义。本文采用高效液相色谱法、比色法等测试技术，对苦荞醋生料发酵工艺不同阶段醅料样品中的总黄酮、总酚、肌醇、D－CI、GABA等功能成分进行了跟踪分析，旨在了解其在生料发酵过程中的变化规律，为开发功效更好的苦荞保健醋新产品提供实验依据。

2011－08－30

李云龙(1979－)，男，硕士，助理研究员，主要从事农产品深加工研究。

国家现代农业燕麦荞麦产业技术体系项目(CARS－08－D－2);山西省科技攻关课题(20100311066－2)。