红枣醋酿造工艺及功能成分研究进展

王方舟，张仁堂，高琳

(山东农业大学 食品科学与工程学院，山东省高校食品加工技术与质量控制重点实验室，山东 泰安 271018)

红枣(Ziziphusjujuba)，又名中华大枣，在我国拥有悠久的栽培历史，2018年红枣产量达到883万吨。新疆、山西、陕西、河北、河南、山东地区的红枣产量占全部产量的90%。红枣富含糖、脂肪、蛋白质、氨基酸、果酸、维生素和矿物质等[1-2]。药用价值和食用价值极高，鲜枣更被誉为“天然的维生素丸”，具有良好的保健作用[3]。采用红枣酿造枣醋是以红枣的果实、浸提汁或红枣加工后渣滓为原料，一般经过酒精发酵和醋酸发酵阶段酿造而成。枣醋的营养成分十分丰富，富含有机酸类、维生素类、氨基酸和各种矿物微量成分，对人体有良好的功能作用，如降血压、降血脂、降血糖、提升免疫力、降低胆固醇、清除自由基等功效[4]。采用不同品种、处理方法、菌种和发酵控制条件酿造出各种不同特性的果醋产品，在口感、营养及功能性方面有很大差异。国外学者多侧重于对酿造果醋的各种成分含量和功能性成分的测定。国内的研究多侧重于果醋酿造工艺的开发与优化[5]。

1 红枣枣醋酿造工艺

1.1 原料的处理

枣醋按照原材料进行区分包括鲜枣制醋、枣汁制醋、枣渣浸泡制醋3种方式[6-7]。

1.1.1 枣果制醋

采用鲜枣果或干枣破碎榨汁，用枣汁经过酒精发酵过程和醋酸发酵过程。此方法成本低廉，生产周期比较长，适用于调味果醋。

1.1.2 枣汁制醋

采用鲜榨浸提或熬制后的枣汁经过酒精发酵和醋酸发酵过程酿造产生醋酸。其生产成本比较高，工艺相对复杂，但生产周期较短，适于果醋饮料的制备。

1.1.3 枣果浸泡制醋

将干枣或者鲜枣浸泡于适宜浓度的酒精或食醋中，待枣中的香气物质、糖类、有机酸等其他组分进入酒精溶液或食醋溶液后，再进行醋酸发酵过程。此方法工艺简单，香气成分丰富，适于进行调味醋和果醋饮料的制备。

1.2 菌种的选择

菌种的选育对于醋酸制备的影响很大，不同的菌种对酒精耐受能力、产酸能力和产酸效率差异很大，也影响其醋酸发酵过程中成分的转化和含量，不同醋酸菌的副产物也对果醋产品的质量有很大影响。目前广泛采用的醋酸菌种为AS1.14和沪酿1.01，针对果醋发酵所培育的菌种还比较少，并且前人在红枣果醋的发酵研究中还未采用专用的枣醋发酵醋酸菌菌株。

大量研究人员从自然界中筛选和培育了多种有良好产酸能力的醋酸菌种，为果醋的研发过程提供了大量参考。华青松等[8]筛选出的两种耐热性良好的菌株可在37 ℃以上的高温中有良好的产酸能力。陈洋[9]从醋醅中筛选出7株耐酸、耐高温的醋酸菌菌种，产酸量最高达 61.2 g/L。白烨[10]从醋醅中分离得到了3株性状优良的醋酸菌巴氏醋酸杆菌，其将乙醇转化至乙酸的效率最高达62.5%。严宝冬[11]筛选出1株A-168汉氏葡糖酸醋杆菌亚种，适合果醋发酵。王玉冰[12]筛选出的S-8巴氏醋酸杆菌巴氏亚种遗传性能稳定，有良好的酒精耐受度和盐耐受度，其最大产酸量可达45.52 g/L。Mateo E等[13]从葡萄园中筛选培育出的醋酸菌，可作为生物技术育种材料。邓丽丽等[14]从猕猴桃中分离出的醋酸菌菌株L2具有良好的产酸性能，可以作为潜在的果醋生产的优良菌株。刘青娥等[15]从柑桔醋液中筛选出的一株ZY.C4菌具有良好的耐酒精、耐高温特性，适合于柑桔果醋的酿制。

1.3 枣醋发酵工艺

对于枣醋的发酵，以之前研究中其他醋的发酵工艺为参考，主要以固态发酵、液态发酵、固液混合发酵工艺为主要发酵工艺。国外较多采用循环液体发酵、液态连续或分批发酵、固定化法发酵等[16]。

1.3.1 固态发酵

固态发酵是将皮、渣、残次果等作为辅料或填充料添加到原料中，使其蓬松，具有容纳空气、水等发酵的必要条件的能力。常以碳水化合物含量高的谷物、水果、蔬菜为原料，也可将含有酒精的发酵液或使用酒精作为固态发酵的原料。固态发酵的优点为发酵得到的果醋香气浓郁，口感和色泽较好。缺点是发酵时间长，产生废渣多，原料利用率低[17]。李彦杰[18]研究得出固态发酵制醋新工艺如下：

1.3.2 液态发酵

液态发酵工艺通常以果蔬压榨浸提汁为原料，采用发酵罐等密闭容器进行酿造，常见的两种液态发酵有静置表面发酵和液体深层发酵。静置表面发酵口感平衡，香气丰富，但发酵时间长。液体深层发酵的产品质量稳定，生产效率高，但产品风味差[19]。

传统静置表面发酵工艺为[20]：原料→筛选→清洗→破碎、榨汁→过滤→调糖→接种酵母→液态酒精发酵→接种醋酸菌→液态醋酸发酵→淋醋→灭菌→陈酿→成品。

欧洲较多采用Frings醋酸发酵罐进行液体深层发酵[21]，其工艺为：

种子罐、发酵罐各阀门管道灭菌→醋酸菌种进行种子培养→醋酸发酵，70 h后分割取醋→压滤→配兑与灭菌→成品。

1.3.3 固-液发酵

固-液发酵工艺应用比较灵活，在酒精发酵阶段和醋酸发酵阶段分别采用液态、固态两种不同方式。发酵完成后通常采用后熟的方法弥补产品风味差的特点。此外，发酵周期略长于固态发酵，原料利用率较低[22]。

汪芳安等[23]在生产木瓜果醋时采用新型固-液串淋发酵工艺，其工艺如下：

1.4 枣醋发酵过程中的条件控制

通过前人对枣醋发酵工艺的研究，可以得出各阶段发酵条件的具体范围，如发酵温度、接种量、pH、糖添加量、初始酒精度等。

许佳达等[24]以红枣为主要原料，采用安琪酵母进行酒精发酵，以正交实验确定酒精发酵过程工艺为含糖量12%、酵母添加量0.20%、发酵温度30 ℃、发酵时间7 d。采用醋酸菌进行醋酸发酵，通过正交实验得出最佳发酵工艺为：接种量7.0%、发酵温度36 ℃、摇床转速130 r/min。林祥群等[25]以石河子红枣为原料，通过酒精发酵和醋酸发酵得到果醋，并进行调配完成成品。确定其醋酸发酵最佳发酵工艺为：温度为24～30 ℃，酒精浓度为4%～8%(V/V)。最佳调配工艺为：果醋添加量6 mL/100 mL，红枣汁添加量为5 mL/10 mL，白砂糖添加量为8 g/100 mL。杜国军等[26]以红枣、桑葚、番茄为原料经过浸提汁的调配，采用安琪酵母和佳明醋酸菌酿造复合果醋，其最佳发酵条件为酒精发酵阶段：温度38 ℃、初始糖度14%、接种量6%；醋酸发酵阶段：温度34 ℃、接种量8%、时间3 d。谢爱娣等[27]以红枣、桂花为原料，通过单因素和正交实验，确定了桂花红枣果醋的发酵工艺条件，其醋酸发酵阶段最佳工艺为：初始酒精度5%(V/V)，葡萄糖添加量1%，初始pH 5.0，接种量8%，发酵温度30 ℃，转速10 r/min。

2 醋酸发酵前后成分的变化及功能性成分

枣醋的发酵经过酒精发酵和醋酸发酵，主要发酵过程为糖类经酵母菌发酵到酒精的转化和酒精经醋酸菌发酵到醋酸的转化，并伴随某些香气成分的减少和增加，多糖、酚酸类、黄酮类及某些维生素和微量元素含量的改变。这些物质的变化决定了果醋的口感、风味及抗氧化活性、降血压、降血糖等对人体的功能作用。

2.1 主要成分的变化和抗氧化性

国内外学者对醋饮料的成分检测和抗氧化活性有很详细的研究方法和发现。化志秀[28]研究了不同发酵方法对枣醋发酵前后成分的影响，发现液态发酵枣醋酿造在酒精发酵过程中总糖、还原糖含量显著下降(p<0.01)，黄酮、总酚含量先升高后降低，Vc含量呈下降趋势。枣醋的总还原能力极显著大于初始枣汁和枣酒醪。半液-固态发酵过程中主要成分含量和抗氧化能力都显著大于液态发酵枣醋。赵松等[29]采用高效液相色谱法检测枣渣和大米混合酿造醋的游离氨基酸成分，得出枣醋中共含有18种游离氨基酸，其中包括7种必需氨基酸；3种枣醋样品的游离氨基酸总量和必需氨基酸含量明显高于米醋，以熟料发酵醋含量最高(氨基酸总量8.068 g/L、必需氨基酸含量3.638 g/L)，其中丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸、缬氨酸、苏氨酸含量高于其他氨基酸。Maria J等[30]在研究Sherry醋的多酚和抗氧化活性后发现醋浸液的超氧阴离子清除能力及其抗氧化活性与几种多酚类物质高度相关(p<0.01)，尤其是与柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷和龙胆酸，而与抗坏血酸含量无关。Terahara N等[31]在紫甘薯果醋发酵中分离出6O-(E)-caffeoyl-(2O-β-D-glucopyranosyl)R-D-glucopyranose (caffeoylsophorose)，证明其有很高的抗氧化活性。

2.2 果醋中香气和挥发性成分的研究

王大红等[32]在研究板栗红枣果醋发酵中得出，板栗红枣果醋含34种香味物质，酯类、酸类和醇类相对含量为5.630%、58.932%和25.379%。Laura Acena等[33]所发酵的Sherry 醋采用直接气相色谱-嗅觉测定法与顶空固相微萃取法测定了香气成分：在37种不同的含量中，有13种是首次确定的，如吡嗪类(3-异丙基-2-甲氧基吡嗪、3-异丁基-2-甲氧基吡嗪)、硫化合物(甲硫醇、二甲基三硫醚)、不饱和酮(1-辛-3-酮)、去甲异戊二烯(β-大马士革酮)、反式肉桂酸乙酯和6个醛(2-和3-甲基丁醛、辛醛、壬醛、(E)-2-壬醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛)。Liang 等[34]采用溶剂辅助风味蒸发-气相色谱-质谱联用和香气稀释-气相色谱-嗅觉测定方法分析陈酿后的山西陈醋得出大部分的酯和一些产生刺鼻气味的化合物在经过美拉德反应后消失，吡嗪类(例如四甲基吡嗪)化合物显著升高。

3 枣醋研究展望

在目前的红枣加工中，多采用传统的干果、浸提汁、果渣等作为枣醋发酵的原料，对于红枣原料本身的创新加工技术未有深入研究。近年来，红枣黑化技术的应用为枣产品的高附加值加工提供了良好的研究方向。孙欣等[35]在高温高湿条件下对红枣进行黑化处理，并比较了枣果黑化前后的特性，得到的黑变红枣果实状态变软，总酸含量增加，蔗糖降低，还原糖含量增加；多糖、总酚、5-HMF、氨基酸、三萜酸类等功能成分增加，与原果实比较，香气成分更加丰富，为创新开发功能型黑枣枣醋奠定了理论基础。

目前，枣醋产品的市场认可度需要进一步提高，在产品研发时应更注重口感和营养功能的平衡；目前针对枣醋研发的专用菌种较少，关于多菌种联合发酵及固定化酿造方式的研究不足，传统的果醋发酵工艺存在某些功能性物质减少的现象，对其发酵机理的研究还未展开。在未来研究中应多侧重于专用菌株的培养和不同发酵工艺的应用；对于果醋功能成分的研究比较单一，主要侧重于抗氧化功能活性的研究，并且体外实验和临床数据较少，未来研究中应当系统研究枣醋中功能成分的作用。

虽然红枣枣醋研究较早，在果蔬加工技术日新月异的今天，红枣发酵制品仍具有很多创新问题需要研究。今后需要以不同层次的新视角来研究枣醋的酿造工艺，以功能性成分作为研究对象对不同的醋酸发酵技术进行全面评价，进而保证食品的健康和安全，提高食品的品质，符合现在果蔬加工产业发展新潮流。