山西老陈醋两种风味物质含量变化分析

杨宇霞，韩建欣，李婷，李慧，赵欣，郭向荣

(1.山西省生物研究院有限公司，太原 030006；2.山西省煤炭中心医院，太原 030006)

山西老陈醋是我国四大名醋之一，其传统酿造工艺始创于明代(1368年)，迄今已经有600多年的历史。其采用独特的“蒸、酵、熏、淋、晒”生产工艺，具有绵、酸、香、甜、鲜的风味特点——色泽深褐，醋香浓郁，酯香醇厚，过夏不腐，入冬不冻，素有“天下第一醋”的美誉[1-3]。山西老陈醋富含多种有效成分[4-6]，包括酯、醇、酮、醛等呈香物质和氨基酸、有机酸、糖类、无机物等呈味物质[7,8]，不仅是人们生活中的调味佳品，而且具有软化血管、祛湿防病、美容健体等功效[9]。乙偶姻(acetoin，ACT)，学名3-羟基丁酮，在醋的酿制过程中由α-乙酰乳酸脱羧酶转化双乙酰产生[10,11]，是食醋中重要的风味物质[12,13]。川芎嗪，学名四甲基吡嗪(tetramethylpyrazine，TMP)，具有扩张血管、抑制血小板聚集、防止血栓形成、改善脑缺血等多种作用，是山西老陈醋中又一重要的活性成分[14]，并且在2013版山西老陈醋地理标志产品国家质量标准中增加了川芎嗪作为功能性指标[15]。因此，研究乙偶姻和川芎嗪在山西老陈醋生产过程中的生成及变化趋势，对改善山西老陈醋风味、提升山西老陈醋品质具有重要意义。

本研究对山西老陈醋酒精发酵、醋酸发酵、熏醅阶段样品中乙偶姻和川芎嗪含量进行了测定，并分析了各酿造阶段乙偶姻和川芎嗪的变化趋势，为探寻山西老陈醋活性成分发酵工艺和川芎嗪形成机理等研究奠定了基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 样品来源

采集山西老陈醋传统生产工艺3条生产线不同阶段的样品，分别为酒精发酵第1天(J1)、第2天(J2)、第3天(J3)、第18天(J18)；醋酸发酵第1～9 天(C1～C9)；熏醅阶段第1～6 天(X1～X6)，共计19个。

1.1.2 主要试剂

盐酸川芎嗪标准品、乙偶姻标准品：中国食品药品检定研究院；甲醇(色谱纯)：赛默飞世尔科技(中国)有限公司；实验用水为超纯水。

1.2 仪器与设备

1260型高效液相色谱仪 美国Agilent公司；Agilent TC-C18(2)色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm)；TG16-WS高速离心机 长沙湘智离心机仪器有限公司；KQ-500D超声波清洗仪 东莞市科桥超声波仪器有限公司；NW150V超纯水系统 上海康雷分析仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品预处理

酒醅：取当日酒醅样品，用滤纸过滤，滤液备用。

醋醅：取当日醋醅样品，称取10.00 g样品，加入90 mL新煮沸冷却的蒸馏水浸泡1 h，然后用滤纸过滤，滤液备用。

熏醅：取当日熏醅样品，之后的操作同醋醅样品。

1.3.2 提取

吸取4 mL滤液于25 mL比色管中，调节pH值约为7.2，加入1%醋酸水溶液(0.05%三氟乙酸)/甲醇为20∶80至刻度。混匀后，超声提取45 min，离心5 min(10000 r/min)，弃去沉淀。取适量上清液过0.22 μm滤膜，待液相色谱测定。

1.3.3 色谱条件

流动相：1%醋酸水溶液(加0.05%三氟乙酸)/甲醇为70∶30；流速：0.8 mL/min；检测器：紫外检测器；检测波长：279 nm。

1.3.4 标准溶液的配制

标准储备液的配制：分别准确称取乙偶姻2.5 g、川芎嗪25 mg，用流动相溶解并分别定容至50 mL，配制成质量浓度分别为乙偶姻50 mg/mL、川芎嗪500 μg/mL的标准储备液。

混合标准系列工作溶液：分别准确吸取乙偶姻标准储备液0.02，0.05，0.10，0.20，0.40，1.00 mL，川芎嗪标准储备液0.04，0.10，0.20，0.40，0.80，2.00 mL，用流动相定容至10 mL，配制成质量浓度分别为乙偶姻0.10，0.25，0.50，1.00，2.00，5.00 mg/mL，川芎嗪2.00，5.00，10.00，20.00，40.00，100.00 μg/mL的混合标准系列工作溶液。

2 结果与分析

2.1 标准曲线的绘制

将混合标准系列工作溶液分别注入液相色谱仪中，测定相应的峰面积，以混合标准系列工作溶液的质量浓度为横坐标，以峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。乙偶姻质量浓度测定的标准曲线见图1，川芎嗪质量浓度测定的标准曲线见图2。

图1 乙偶姻标准曲线Fig.1 Standard curve of ACT

图2 川芎嗪标准曲线Fig.2 Standard curve of TMP

结果表明，乙偶姻质量浓度在0.10～5.00 mg/mL、川芎嗪质量浓度在2.00～100.00 μg/mL时，与色谱峰响应面积呈良好的线性关系。

2.2 山西老陈醋不同生产阶段乙偶姻和川芎嗪含量的变化

2.2.1 酒精发酵阶段乙偶姻和川芎嗪含量的变化

采集山西老陈醋传统生产工艺酒精发酵阶段样品，测定其乙偶姻和川芎嗪的含量。结果显示：未发现乙偶姻和川芎嗪。

2.2.2 醋酸发酵阶段乙偶姻和川芎嗪含量的变化

采集山西老陈醋传统生产工艺醋酸发酵阶段样品，测定其乙偶姻和川芎嗪的含量。结果显示：醋酸发酵阶段未发现川芎嗪，乙偶姻含量变化见图3。

由图3可知，山西老陈醋中乙偶姻最早产生于醋酸发酵阶段第2天，随着醋酸发酵的进行，其含量呈逐渐上升趋势，并且在醋酸发酵进行到第8～9 天时，乙偶姻含量基本达到稳定。对比生产线1，2，3样品中乙偶姻含量可以看出，不同生产批次样品中乙偶姻含量不尽相同，可能与生产时间不同、所用大曲及原料批次不同、环境条件差异等有关。

图3 山西老陈醋醋酸发酵阶段乙偶姻含量变化Fig.3 The change of ACT content in Shanxi aged vinegar during acetic acid fermentation stage

2.2.3 熏醅阶段乙偶姻和川芎嗪含量的变化

采集山西老陈醋传统生产工艺熏醅阶段样品，测定其乙偶姻和川芎嗪的含量。熏醅阶段样品中乙偶姻含量见图4，川芎嗪含量见图5，生产线1样品中乙偶姻和川芎嗪含量变化见图6，生产线2样品中乙偶姻和川芎嗪含量变化见图7，生产线3样品中乙偶姻和川芎嗪含量变化见图8。

图4 山西老陈醋熏醅阶段乙偶姻含量变化Fig.4 The change of ACT content of in Shanxi aged vinegar during fumigation stage

图5 山西老陈醋熏醅阶段川芎嗪含量变化Fig.5 The change of TMP content in Shanxi aged vinegar during fumigation stage

图6 熏醅阶段生产线1样品中乙偶姻和川芎嗪含量变化Fig.6 The change of ACT and TMP content in samples of production line 1 during fumigation stage

图7 熏醅阶段生产线2样品中乙偶姻和川芎嗪含量变化Fig.7 The change of ACT and TMP content in samples of production line 2 during fumigation stage

图8 熏醅阶段生产线3样品中乙偶姻和川芎嗪含量变化Fig.8 The change of ACT and TMP content in samples of production line 3 during fumigation stage

由图6～图8可知，山西老陈醋中川芎嗪最早产生于熏醅阶段第2天，并随着熏醅阶段的进行，川芎嗪含量大幅上升，从未检出到最高质量浓度82.16 μg/mL，说明熏醅阶段的条件极有利于川芎嗪的生成。乙偶姻含量在熏醅阶段呈整体下降的趋势。对比图6～图8可知，不同生产批次熏醅阶段样品中乙偶姻和川芎嗪含量存在差异，而且乙偶姻含量较高的样品中川芎嗪含量并不一定高，但是熏醅阶段样品中乙偶姻下降、川芎嗪上升趋势均一致。

3 结论

乙偶姻和川芎嗪都是山西老陈醋中重要的风味物质，对酒精发酵、醋酸发酵、熏醅阶段的山西老陈醋样品中乙偶姻和川芎嗪含量进行测定后发现，乙偶姻最早产生于醋酸发酵阶段第2天，其含量在醋酸发酵和熏醅阶段呈先上升后下降的趋势；川芎嗪最早产生于熏醅阶段第2天，并在此阶段大量生成得以富集，可见山西老陈醋熏醅工艺条件非常有利于川芎嗪的生成，川芎嗪是山西老陈醋重要的特征指标之一。在保持山西老陈醋传统酿造工艺的前提下，进一步优化醋酸发酵、熏醅阶段的各种条件，是提高乙偶姻和川芎嗪含量、提升山西老陈醋品质的重要途径。

随着熏醅阶段的进行，乙偶姻含量逐渐减少而川芎嗪含量逐渐增多，说明山西老陈醋中川芎嗪可能是由乙偶姻与氨气作用后转化而来；而不同生产批次样品中川芎嗪含量并不随着乙偶姻含量的增加而增加，推测川芎嗪的生成还有其他途径，乙偶姻与氨气反应是川芎嗪生成的一种途径，但不是唯一途径。此研究结果为进一步探寻山西老陈醋中川芎嗪的生成机理提供了参考。