不同种类大米对酿造香醋品质的影响

李信，余永建，陈雯，张俊红，陆平，朱胜虎，崔鹏景

1(江苏恒顺醋业股份有限公司，江苏 镇江， 212000)2(江苏科技大学 粮食学院，江苏 镇江， 212003)

食醋的生产历史久远，早在3 000多年前就有关于食醋的文字记载[1]。我国的食醋在世界上独树一帜，是中国优秀饮食文化中调味品的典型代表[2]。镇江香醋是我国四大名醋之一，属于典型的传统固态发酵食品，距今有1 400多年历史，在国内外享有盛誉[3]。镇江香醋固态酿造文化积淀沉厚，得天独厚的地理环境与独特的精湛工艺享誉中外，“恒顺镇江香醋酿制技艺” 被列入首批国家级非物质文化遗产名录，具有极高的文化、历史和社会价值[4]。

镇江香醋酿造技艺主要包括酒精发酵过程(酿酒)、醋酸发酵过程(酿醋)和后期加工过程[5]。传统酿酒选用优质糯米，在蒸煮、冷却后的糯米饭中加入特制的酒药和麦曲等发酵剂进行糖化和酒化，从而酿制出优质的酒醪。传统酿醋是一个复杂的过程，酒醪、麸皮和稻糠共同组成含有多种酶系的疏松体，按照传统套醪方式接入种子醅，采用独特的固态分层发酵工艺，在开放条件下大量微生物产生丰富的代谢产物，形成镇江香醋独具魅力的风味[6]。镇江香醋先后经过40多道工序，历时60多天，最终酿造出的产品具有“酸而不涩，香而微甜，色浓味鲜，愈存愈醇”的特点[7]。GB/T 18623 地理标志产品 镇江香醋规定，镇江香醋是采用糯米为主要原料，结合独特的酿制工艺，在镇江地区酿造的一种风味独特的米醋。

酿醋先酿酒，高品质的米酒醪是香醋酿造的前提。香醋酒醪的制备与黄酒酿造具有较大的相似性，有研究表明[8]不同特性的大米所酿造黄酒的品质具有很大差异。姬中伟等[9]研究表明，酿造优质黄酒的最佳大米种类是糯米；蒋世云[10]研究发现，支淀粉与直链淀粉之比越高，所酿造米甜酒的感官品质越好；MIZUMA等[11]研究发现，大米中直链淀粉含量较低，所酿造清酒产品的风格更好。

高莹莹等[12]应用气相色谱-质谱联用技术对纯菌发酵的糯米酒和纯菌发酵的糯米醋中香气成分进行了分析。目前对不同大米采用镇江香醋酿造技艺酿造香醋过程中的品质差异性研究极少。为此，本文以糯米和粳米为不同的大米原料，采用镇江香醋独特的酿制技艺进行酿酒和酿醋，探究糯米和粳米在酿造过程中的发酵品质和发酵结束后香醋中挥发性风味物质，分析不同种类大米在酿造过程中的品质差异性及其对酿造香醋品质的影响，为我国食醋生产中原料的选择、食醋产品种类的丰富与新产品的开发提供重要参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

糯米、粳米，购自镇江恒顺米业有限公司，产地江苏镇江；酒药、麦曲、种子醅，江苏恒顺醋业股份有限公司；酒石酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、丙酮酸、琥珀酸、焦谷氨酸、2-辛醇、4-甲基-2-戊醇等(色谱纯)，Sigma公司；乙醛、苯乙醛、异戊醛、异丁醛、2,3-丁二醇、棕榈酸乙酯、十五酸乙酯、辛酸乙酯、γ-壬内酯、2,4-二叔丁基苯酚、愈创木酚、4-乙烯基愈创木酚等(色谱纯)，上海安谱实验科技股份有限公司；异戊醇、异丁醇、正己醇、苯乙醇、正辛醇、丁二酸二乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、正己酸乙酯、苯甲醛、丁酸、辛酸、壬酸等(色谱纯)，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

1260高相液相色谱仪、7890B—5977A气相色谱-质谱联用仪，美国安捷伦公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头，美国思必可公司；S-433D氨基酸分析仪，德国塞卡姆公司；5810R高速冷冻离心机，艾本德(上海)国际贸易有限公司；漩涡混合仪，赛默飞世尔(中国)有限公司；电子天平、精密pH 计，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；生化培养箱，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；水浴锅，上海精宏实验设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 香醋酿造工艺

香醋酿造工艺如下：

1.3.2 基本理化指标测定

酒醪经8 000 r/min 离心10 min 后，取上清液使用。酒精度、总酸、还原糖参照GB/T 13662—2008方法进行测定。

醋卤(指成熟醋醅经过封醅工艺后底部自然流出的液体)经8 000 r/min 离心10 min 后，取上清液使用。总酸和不挥发酸参照GB 18 187—2000方法进行测定，氨基酸态氮参照GB 18186—2000方法进行测定，还原糖参照GB5009.7—2016方法进行测定。

1.3.3 有机酸测定

采用高相液相色谱测定，参照GB/T 18623—2011方法，以保留时间和样品加标定性，采用峰面积外标法定量。

1.3.4 游离氨基酸测定

采用全自动氨基酸分析仪测定，参照文献[13]，方法略有改动。

1.3.5 挥发性风味物质测定

采用顶空固相微萃取-气质联用测定，参照文献[14]，方法略有改动。

2 结果与分析

2.1 不同大米酿造酒醪和醋卤的基本理化指标分析

酿酒是由酵母菌将糖发酵成酒精，为醋酸发酵提供前体物质的过程[15]。酿醋是将酒精转化为醋酸的过程，由多种细菌和真菌共同参与，是香醋生产过程中的重要阶段[16]。酒醪和醋卤的基本理化指标是反映成品产量和品质的重要指标之一。本研究对不同大米酿造酒醪的主要理化指标酒精度、总酸和还原糖以及醋卤的主要理化指标总酸、还原糖、氨基酸态氮和不挥发酸进行了测定，结果如表1所示。

由表1可知，不同大米在酒精发酵后制备酒醪的基本理化指标(酒精度、总酸和还原糖)无显著差异。糯米淀粉中98%以上都是支链淀粉，而粳米中主要为直连淀粉，可见大米种类的不同未对酒醪的基本理化指标产生显著的影响。从而说明镇江香醋在制酒过程中所使用的酒药和麦曲中的酶具有较好的水解两类淀粉的能力，制酒工艺同样适用于粳米酒醪的酿造。

同时，不同大米在醋酸发酵后制备醋卤的基本理化指标(总酸、不挥发酸、还原糖和氨基酸态氮)也没有显著的差异。综上，说明镇江香醋的酿造工艺也适用于以粳米为原料的香醋酿造。

表1 不同大米酿造酒醪和醋卤的基本理化指标Table 1 The physicochemical index of the wine mash and vinegar liquid from different rice

注：-表示未检测

2.2 不同大米酿造酒醪和醋卤中有机酸分析

有机酸的结构和含量是固态酿造食醋品质的重要指标之一，其中乙酸、乳酸、柠檬酸、焦谷氨酸和琥珀酸具有较高的风味强度，是影响镇江香醋口感的重要有机酸[17]。本研究对酒醪和醋卤中8类有机酸进行了分析，其结果如表2所示。

由表2可知，不同大米制备的酒醪中共检出6种有机酸，其含量差异较小。其中，糯米酒醪中的酒石酸、酮戊二酸、柠檬酸和焦谷氨酸略高于粳米酒醪，丙酮酸、乳酸含量略低于粳米酒醪；未检出乙酸和琥珀酸；质量浓度超过100 mg/100mL的有机酸仅有乳酸一种，说明制酒过程中产生的有机酸主要为乳酸，这可能主要由酒药、麦曲中带入的乳酸菌在酿造过程中代谢产生。王玉荣等[18]使用高效液相色谱法检测米酒中的有机酸发现，柠檬酸、乙酸、苹果酸和乳酸为米酒中的主要有机酸，与本研究结果不一致，这可能与所使用曲的差异有关。

在不同大米制备的醋卤中共检出8种有机酸，其含量差异较小。质量浓度超过100 mg/100 mL的有机酸有4种，为乙酸、乳酸、焦谷氨酸和琥珀酸，其中含量最高的为乙酸，其次为乳酸，这主要与香醋酿造过程中核心微生物是醋酸菌和乳酸菌有关[19]。因此，不同的大米对酒醪和醋卤中的有机酸影响较小。

表2 不同大米酿造酒醪和醋卤中有机酸含量 单位：mg/100mLTable 2 The content of organic acid in wine mash and vinegar liquid from different rice

注：“ND”表示未测出(下同)

2.3 不同大米酿造酒醪和醋卤中游离氨基酸分析

氨基酸是一类重要的呈味物质，具有鲜、甜、苦和涩等多种味感，同时也有调和食醋中乙酸刺激性强的作用，使产品具有多滋的口感，赋予产品丰富的味觉层次，是食醋鲜香和绵酸的重要风味成分之一[20]。本研究对酒醪和醋卤中25种游离氨基酸进行了测定，其结果如表3所示。

由表3可知，不同大米制备的酒醪中游离氨基酸含量具有一定差异；在检测的25种氨基酸中，糯米酒醪中氨基酸含量比粳米酒醪高的有18种；糯米酒醪中总游离氨基酸质量浓度为1 638.22 mg/L，比粳米酒醪高95.84 mg/L；不同大米制备的酒醪中质量浓度超过100 mg/L的氨基酸有6种，分别为丙氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸和脯氨酸，其中含量最高的为丙氨酸。

不同大米制备的醋卤中游离氨基酸含量也具有一定的差异；在检测的25种氨基酸中均未检出瓜氨酸，糯米醋卤的氨基酸含量比粳米醋卤高的有15种，其中γ-氨基丁酸含量差异最大，糯米醋卤中质量浓度可达202.69 mg/L；糯米醋卤中总游离氨基酸质量浓度为11 737.93 mg/L，比粳米醋卤高673.61 mg/L；不同大米制备的酒醪中质量浓度超过100 mg/L的氨基酸有20种，质量浓度超过1 000 mg/L的氨基酸有2种，其中含量最高的为丙氨酸，其次为亮氨酸。

因此，不同的大米对酒醪和醋卤中游离氨基酸具有一定的影响，这可能与原辅料中游离氨基酸和蛋白质的含量差异有关，也可能与原料差异导致部分微生物代谢的差异有关。

表3 不同大米酿造酒醪和醋卤中游离氨基酸含量 单位：mg/LTable 3 The content of free amino acid in wine mash and vinegar liquid from different rice

2.4 不同大米酿造酒醪和醋卤中主要酯类物质分析

传统镇江香醋采用多菌种共发酵体系，具有独特而丰富的香气，其中酯类物质种类较多，大多具有浓郁果香、花香和甜味，气味较柔和，是镇江香醋香气的重要贡献者[21]。本研究对酒醪和醋卤中10种酯类物质进行了对比分析，其结果如表4所示。

由表4可知，不同大米制备的酒醪中酯类物质含量具有较大的差异；在检测的10种酯类物质中主要以乙酯类为主，酒醪中检出了7种酯类物质，除糯米酒醪中的2-甲基丁酸乙酯含量比粳米酒醪低0.31%外，其他7种酯类物质均显著高于粳米酒醪，且均高出10%以上；8种酯类物质增加百分比中，糯米酒醪累计增加191.13%，较粳米酒醪呈现出更加浓郁的香气，这与杨停等[22]研究结论相一致，即支链淀粉含量越高，糯米中支链淀粉与直链淀粉的比值越大，米酒的醇厚感越浓，米酒的感官品质也越好。

不同大米制备的醋卤中酯类物质含量同样具有较大的差异；在检测的10种酯类物质中，醋卤中检出7种，除糯米酒醪中乙酸异戊酯含量低于粳米酒醪6.32%外，其他7种酯类物质均显著高于粳米酒醪，其中乙酸甲酯、乙酸乙酯、3-羟基丁酸乙酯和乙酸苯乙酯均高出10%以上；8种酯类物质增加百分比中，糯米酒醪累计增加78.17%。

因此，不同的大米对酒醪和醋卤中酯类物质形成具有较大的影响，糯米制备的酒醪和醋卤香气更突出，尤其是酒醪。这可能与多菌种及镇江香醋独特酿造工艺的共同作用下，因原料成分的差异导致代谢产物差异有关。

表4 不同大米酿造酒醪和醋卤中主要酯类物质对比Table 4 The content of major esters in wine mash and vinegar liquid from different rice

2.5 不同大米酿造香醋中挥发性风味物质分析

传统镇江香醋含有丰富的挥发性风味物质，挥发性物质的组分复杂和多样，是香醋品质的重要指标[23]。本研究对不同大米酿造香醋成品中挥发性风味物质进行了定量分析，结果如表5所示。

由表5可知，不同大米制备的香醋中挥发性风味物质具有较大的差异；糯米香醋中共检出60种挥发性风味物质，总含量为37.961 mg/L；粳米香醋中共检出46种挥发性风味物质，总含量为24.944 mg/L；糯米米香醋中挥发性风味物质不仅种类多而且含量高。

糯米香醋中的酯类物质比粳米香醋多3种，共检出19种，且总含量是粳米香醋的2倍，其中主要差异物质为DL-2-羟基-4-甲基戊酸乙酯、丁二酸二乙酯、乙酸苯乙酯、甲酸-2-苯乙酯、棕榈酸乙酯、反油酸乙酯和4-羟基-3-甲氧基-苯丙酸乙酯。糯米香醋中的醛类物质比粳米香醋少2种，共检出9种，其总含量略高于粳米香醋。糯米香醋中的酮类物质比粳米香醋多3种，共检出5种，其总含量是粳米香醋的1.5倍。其中具有强烈的奶油、脂肪、白脱样香气和令人愉快奶香气的3-羟基-2-丁酮的含量是粳米香醋的1.4倍。除主体有机酸外，采用该方法检测的其他酸类物质无显著差异。醇类物质中差异较大的为苯乙醇，糯米香醋中其含量偏高，这与陈双等[24]研究报道一致，原因可能与原料中苯乙醇生成的前体物质苯丙氨酸含量有关。吡嗪类物质中差异较大的为2,3,5,6-四甲基吡嗪，糯米香醋中其含量明显高于粳米香醋。酚类物质也具有较大的差异，苯酚和4-乙烯基愈创木酚是重要的抗氧化活性物质，糯米香醋中含量较高，而粳米香醋中则未检出。

因此，不同大米对香醋成品中挥发性风味物质的形成具有较大的影响，糯米制备的香醋中挥发性风味物质种类更丰富，含量更高。

表5 不同大米酿造香醋中挥发性风味物质含量 单位：mg/LTable 5 The content of volatile flavor compounds in vinegar from different rice

续表5

3 结论

分别以糯米和粳米为原料，通过镇江香醋酿造技艺制备香醋的过程中，基本理化指标和有机酸指标无显著差异，氨基酸略有差异，酯类物质差异较大，成品醋中挥发性风味物质的含量和种类差异较大。

镇江香醋酿造技艺可以用于以粳米为原料的香醋生产，但不同大米对酿造香醋品质具有重要影响，尤其是挥发性风味物质，采用糯米制备的香醋中挥发性风味物质种类丰富且含量较高。

从酿造香醋的品质来分析，糯米优于粳米。但风味品质差异形成的机理需后续进一步研究。