高乳酸食醋酿造技术研究进展

畅功民，张春杰*，张　敏，宋春雪

（1.山西省农业科学院，山西 太原 030031；2.山西三盟实业发展有限公司，山西 太原 030032）

高乳酸食醋酿造技术研究进展

畅功民1，张春杰2*，张敏1，宋春雪2

（1.山西省农业科学院，山西 太原 030031；2.山西三盟实业发展有限公司，山西 太原 030032）

多年来，人们对食醋的认知一直停留于一种含有醋酸的酸味调味品阶段，忽略了食醋中不挥发酸对食醋风味的贡献。国内外食醋酿造技术研究进展显示，东西方食醋因原料、工艺差异，食醋中的有机酸成分存在很大差异，东方谷物醋较西方果醋风味丰富，尤其是食醋中的主要不挥发酸成分-乳酸对调节食醋风味协调性具有重要作用。因此，在食醋酿造过程中，可通过采用先进技术，对关键工艺环节进行特定乳酸菌种及代谢产物的靶向调控，调节食醋中醋酸与乳酸的合理配比。通过提升不挥发酸在总酸中所占的比例，增加具有醇厚味感的乳酸含量，减少醋酸对味觉的刺激，使食醋口感更加绵酸柔和，可全面提高食醋风味品质，为未来拓展更大的市场空间。

乳酸；乳酸菌；食醋；挥发酸；不挥发酸；酿造技术

传统谷物酿造食醋是以醋酸为主的多酸复合体。食醋的发酵过程包括酒精发酵和醋酸发酵两个重要环节，每一环节都有多种微生物参与。不同微生物形成多菌共酵体系，相互协同代谢产生出富含有机酸、氨基酸、酯类、糖类、维生素等等小分子物质。这些物质构成了色、香、味、体的物质基础，也让食醋成为日常饮食五味调和的首要调味品。食醋中的有机酸含量很多，分为挥发酸和不挥发酸两类。人们在品醋时感受到的尖酸味主要来源于食醋中的醋酸、甲酸等挥发酸，绵酸味主要来源于食醋中的乳酸、苹果酸、琥珀酸等不挥发酸［1］。不挥发酸能够调和食醋的酸味，减少醋酸对味觉的刺激，使食醋口感更加绵柔、回味悠长［2］。

多年来，人们对食醋的认知一直停留于一种含有醋酸的酸味调味品阶段，忽略了食醋中不挥发酸对食醋风味的贡献。事实上，酿造食醋中除含有醋酸、还原糖、酯类等一般成分外，还含有乳酸、葡萄糖酸、琥珀酸、苹果酸、柠檬酸等其他有机酸和游离氨基酸、低聚肽等含氮营养成分，此外，还含有钾、钙、铁、锌等微量元素以及维生素B2等［3］。其中乳酸含量仅次于醋酸，高品质食醋中乳酸约占总酸的15%［4］。提高食醋中乳酸含量有利于改善食醋产品的酸味协调性，增加不挥发酸含量。

食醋中的乳酸一部分来源于酒精发酵环节的密闭发酵期，一部分来源于醋酸发酵环节后期［5］，这与乳酸菌生长代谢特点有关。乳酸菌为兼性厌氧菌，传统酿造食醋酒精发酵后期封缸，有利于乳酸菌的代谢产生乳酸，赋予食醋一定的绵润柔和风味。发酵过程中，酵母产生的风味物质主要是各种醇类、羰基化合物、氨基代谢物，而乳酸菌产生的风味物质主要是低级脂肪酸、羰基化合物。两种微生物的代谢产物在发酵体系中的酯化酶作用下，发生酯化反应，生成乳酸乙酯等芳香酯类成分，能进一步提高食醋风味［6］。由此可见，在食醋发酵过程中乳酸菌和酵母菌起着至关重要的作用［7］。因此，一般乳酸相对含量较高的食醋风味好。除此之外，在食醋的酿造过程中，乳酸菌能有效地抑制杂菌生长，保证产品品质，提高产品的稳定性［8］。

乳酸菌是食醋酿造酒精发酵阶段占优势的菌种［9］，自然存在于固态发酵醋醅［10］。乳酸菌发酵主要产生一系列非挥发酸，同时产生的醇、醛可以改善食醋的风味。一些乳酸菌还是重要的益生菌，能改善人体肠道菌群，提高机体免疫力。食醋酿造过程中的乳酸菌主要是乳杆菌属，来源于大曲和原辅料，是食醋多菌共酵体系中的重要菌群，其主要功能是产生大量的乳酸，构成食醋的不挥发酸，缓解食醋酸味刺激，改善口感。在食醋酿造过程中，靶向添加乳酸菌，可使食醋更富有营养，有利于人体健康。

国内外食醋因地域、原料和发酵方式的不同，其风味成分也存在较大差异［11］。本文针对乳酸对食醋品质的影响进行了综述，并对国内外酿造食醋中酸的种类和作用进行了分析和讨论，尤其是对如何提高食醋中乳酸的含量进行了展望，旨在为中国高品质食醋的研发提供新思路。

1　国内高乳酸食醋酿造技术研究现状

国内拥有几千年的食醋酿造历史，食醋行业在传承历史技艺精华的同时也在不断引入新的科学方法。但我国食醋酿造行业的技术革新步伐极为缓慢，传统、粗放的生产仍是食醋酿造的主要方式。

在中国，传统酿造食醋以谷物醋为主，如北方多以高粱、大麦、玉米为原料，南方多以大米、小米、糯米为原料［12］。食醋中有机酸含量很多，可分为挥发性酸和不挥发性酸两大类。甲酸、醋酸、丙酸、丁酸、戊酸和辛酸等低于8个碳原子的有机一元酸都属于挥发性酸，其中醋酸含量最多，占食醋总酸的75%以上。食醋中的乳酸、苹果酸、琥珀酸、柠檬酸、葡萄糖酸、丙酮酸、焦谷氨酸、酒石酸、延胡索酸等含有羟基、羰基或双羧基的有机酸都属于不挥发性酸，其中乳酸的含量相对较多，其次为葡萄糖酸及琥珀酸，不挥发酸占食醋总酸的20%左右。琥珀酸是贝类的呈味成分，有特有的鲜味，同时与苹果酸和葡萄糖酸提高了食醋的缓冲性能，这也是食醋酸度很高，而pH值波动幅度较小的原因。不挥发性酸能调和酸味，使食醋酸味柔和。固态发酵醋的不挥发酸含量远高于液态发酵醋，这也是固态发酵食醋较液态醋绵酸柔和的原因。有机酸的组成与含量对食醋的酸味特征及产品特色有重大的影响，不同地域的食醋由于其酿造原料、菌曲、工艺及地理环境的不同，其有机酸的构成也存在较大差异。

食醋中的有机酸大部分是在制曲及发酵过程中由微生物发酵形成［13］，一小部分来自原料中。南方米醋中含乳酸及琥珀酸较多，西方苹果醋中含苹果酸较多，葡萄醋中则主要是酒石酸及柠檬酸，英国麦芽醋中的乳酸及苹果酸较多，沙棘醋中以琥珀酸和柠檬酸较多。乳酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸等有机酸在醋酸发酵过程中能促进醋酸菌生长，是醋酸菌的促生长因子。同时，醋酸菌也可以氧化脂肪族一价醇，葡萄糖及六碳糖、五碳糖而生成有机酸或糖酸。有机酸与醋酸菌在发酵体系中形成一种相互促生的关系。食醋中大部分有机酸是在生产过程中产生，其组成和含量能够反映食醋的品质，并受到生产工艺的影响。在高品质食醋所含有机酸中，醋酸含量最高，乳酸次之，两者构成了食醋的主要酸性物质，其中乳酸占总酸的15%以上［14］。

近年来，随着人们生活水平的提高，消费者对产品质量及营养内涵越来越关注，如何通过工艺优化和参数设计提升食醋的风味和品质已经势在必行。目前国内食醋研究，已经开展将乳酸发酵在食醋酿造过程中起到关键作用作为课题进行专门研究。乳酸菌与醋酸菌在酒精发酵、醋酸发酵过程中代谢消长变化研究也逐渐成为研究热点［13，15］。

山西醋独特的发酵工艺和风味使其在国内外享有盛名。山西老陈醋所用的高粱、大曲、麸皮、谷糠等原辅料在其蒸、酵、熏、淋、陈五大关键工序中，通过多菌共酵，协同增效作用，酿制出色、香、味、体俱佳的老陈醋产品，形成酸、香、绵、甜、鲜的独特风味。就与其含有的多种有机酸和氨基酸所具有的缓冲调和作用和菌体自溶后产生的各种风味物质的作用直接相关。因此，山西老陈醋醋酸含量虽高，却无尖锐刺激感，而给人以柔和、醇厚、绵长、协调的舒适感，其明显的优良品质远非其他工艺所能及［16-17］。

镇江香醋以糯米为主要酿醋原料，采用了传统黄酒酒精发酵工艺和固态醋酸发酵工艺，并在醋酸发酵结束后对醋醅进行陈酿，使醋醅中的香气成分和香味成分进一步融合调熟。陈醅过程促进了菌体自溶，将未完全分解的物质继续分解，加速了醋中有机酸尤其是乳酸的富集，使醋的风味更加醇厚浓郁。也使得镇江香醋具有“酸而不涩、香而微甜、色浓味鲜”的特点［18-19］。

四川保宁麸醋以麸皮为主要原料，以药曲糖化发酵剂，糖化、酒化和醋化三边发酵同时进行，有利于微生物之间协同发酵产生多种代谢产物。四川保宁麸醋的主要特点是不挥发酸含量较高，酸味浓郁厚重。江浙玫瑰香醋因其呈鲜艳透明的玫瑰色泽而闻名，因酿造过程采用自然界的微生物，生产受到季节限制。发花是其工艺中的一大特点，就是培养各种有用的微生物，待米饭面上长满红色、黑色、黄色、绿色、灰白色等各种杂色微生物，发花就算完成。因此玫瑰香醋也属多菌共酵，醋中的有机酸也很丰富。

上述食醋除江浙玫瑰香醋外，均采用固态发酵法，因此有机酸含量相对较高，液态发酵法食醋有机酸含量则相对较低。蒋忠等［20］通过在酒精发酵中接种酵母菌和乳酸菌进行共酵，将液态深层食醋中的不挥发酸和酯类物质分别提高了10.25倍和1.62倍。苏迎会［21］通过将液态发酵食醋后熟陈酿，不仅改善了食醋色泽，还提高了以乳酸为主的不挥发酸、氨基酸、糖类等物质含量，使食醋口感柔和，弥补了液态发酵醋的风味缺陷。

2　国外高乳酸食醋酿造技术研究现状

在国外尤其是欧美国家，以酒精酿造的酒精醋和葡萄、苹果等水果酿造的果醋使用最为广泛。这些酒精醋及果醋一般采用液态发酵法酿制。

由于中外饮食文化的差异，国外食醋的生产酿造工艺与国内存在较大的差异，而且国外食醋主要以液态发酵的果醋等产品为主，其食醋主要称为西洋醋［22］。奥尔兰制醋法是法国发明的制醋方法，从十八世纪开始即风靡全欧洲。进入二十世纪，西方以蜂蜜为原料生产酒精的方法日趋成熟，加上德国弗林斯液态发酵设备工艺改进，使酒精更加迅速转化成醋酸。液态发酵醋的酿造成本不断降低，欧美各国开始大量生产酒精醋，从而使食醋行业用户消费量呈增长趋势。

在食醋工业中，应用最多的为半连续发酵方法，主要使用一种专门的醋化器进行工业化生产。国外的食醋种类繁多，主要的有苹果醋、葡萄酒醋、麦芽醋等［23］。这些醋由于所用原料及液态发酵方式，其主要成分以醋酸为主，其中的有机酸多数来源于原料自身含有的有机酸，而非发酵过程的微生物代谢［24］。液态发酵工艺中多采用纯菌种发酵方式，这样能快速产酒产酸，发酵周期大大缩短。因此，西洋醋中不挥发酸含量较低，乳酸含量甚微，口味尖酸刺激［25］。

国外多种多样的酿造工艺方法，形成了以低酸度为主的饮用醋，如果醋和酒醋。国外饮食文化注重色、香、味，其研究主要是不同食醋的饮用方式和烹调方法上，表现在如何能够在视觉感官上形成明显的特色。对食醋的内在微量成分含量及其各种成分对醋的风味品质研究尚不深入，其果醋和酒醋中的有机酸研究还在逐步发展的阶段。

日本富山黑醋［26］是由我国传入日本，采用的是表面发酵，其特点是一缸到底，即糖化、酒化及醋化均在稀醪状态下同一个发酵瓮中进行。需要晒半年，因此其中以乳酸为代表的不挥发酸含量也很高。菲律宾椰子醋［27］、法国奥尔兰葡萄醋［28］、意大利葡萄香醋［29］都是很有特点的水果醋代表，其中的有机酸含量主要来源于原料，发酵代谢产生相对较少［30］。

英国麦芽醋是用发芽的大麦经过酒精和醋酸发酵制成，主要作为饮料流行于英国、美国和一些欧洲国家，呈禾杆黄色，有浓郁的酸味。蒸馏麦芽醋是将麦芽醋通过减压蒸馏制取，无色透明，仅含有挥发性成分，不挥发酸成分几乎没有，酸味刺激［31］。欧洲苹果醋生产方法和葡萄醋的酿造方法基本相同，采用深层液态发酵，一般储存在木桶或不锈钢罐中成熟1年。苹果醋在陈酿过程中发生复杂的生化反应，粗涩味逐渐变得柔和并产生令人愉悦的芳香味。这是由于其中残留的醇类和酸类发生酯化反应，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］是西班牙特产，呈红褐色，芳香浓郁，是用不同的含糖原料，采用不同的方法酿造。西班牙雪利醋也需要陈酿至少6个月，也有陈酿2年或2年以上的，这种醋挥发性酸含量很高。

欧美醋主要采用纯种液态制醋工艺，该工艺的特点是发酵周期短，劳动生产率高，生产技术与设备先进，易于实现生产管理自动化和生产规模大型化，是提高食醋总产量的主要依靠工艺，缺点是食醋风味较差，有机酸中醋酸与乳酸的比例不协调。

因此，近年来提高食醋产量的同时兼顾食醋的品质和风味已成为食醋生产行业的技术研究热点。TESFAYE W等［34］研究发现，将葡萄酒醋放入橡木桶中加速陈酿，能够提高乳酸等有机酸含量；CALLEJON R M等［35］比较了在不同木质容器中进行表面发酵和深层发酵，红酒醋中的挥发性物质成分存在较大差异，从另一个角度说明采用不同发酵方式能针对性地提高红酒醋中乳酸等不挥发酸含量。

3　提高食醋品质风味的措施

对于食醋品质的提升，除了生产工艺过程中采用先进技术保障品质外，在关键工艺环节，对特定菌种及代谢产物进行靶向控制，定向调控醋酸与乳酸的含量配比，是提升食醋风味品质的一大突破。张茜等［36］在山西老陈醋醋醅中分离筛选出一株高产酸醋酸菌，并经过紫外诱变与沪酿1.01、AS1.41、葡萄糖酸杆菌组成复合醋酸菌，并在酒精发酵和醋酸发酵过程中添加营养强化液，不仅靶向提升了产品总酸和不挥发酸，还缩短了醋酸发酵周期，食醋风味显著提高。

影响食醋品质风味的因素除醋酸与乳酸的合理比例外，食醋中的其他有机酸、还原糖、氨基酸与酯类物质含量对食醋风味也有独特贡献。因此，要提高食醋品质风味，还需要从原料、菌曲、工艺、陈酿等方面研究。

4　展望

综上所述，高乳酸食醋酿造技术是对食醋品质提升的一项技术攻关性研究。未来食醋品质的提升，需要在继承传统食醋酿造技艺的同时，对酒精发酵和醋酸发酵期间的乳酸发酵进行强化，突出食醋中乳酸对食醋风味品质的贡献，进行技术攻关，突出食醋的高乳酸特征，进而依靠酸与醇的酯化反应进一步提升食醋酯香成分［37］。通过不同发酵环节的靶向调控，提升食醋中乳酸和乳酸乙酯含量，使有机酸整体含量较传统食醋提高10%～15%，氨基酸含量提高10%～15%，食醋的得率提高7%～20%，才能全面提高食醋风味品质，拓展更大的市场空间。

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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

山西省科技攻关项目（20140311023-1）

畅功民（1963-），男，研究员，硕士，主要从事农业科学研究和管理工作。

张春杰（1981-），女，工程师，硕士，主要从事食醋发酵研究工作。