青稞麸皮醋的抗氧化活性及风味物质分析

马 敬

（青海省工业职业技术学校，青海 西宁 810000）

青稞在分类学上属于禾本科大麦属，因其籽粒裸露，又称为裸大麦，在青藏高原已有3 500 多年的种植历史，目前被广泛种植于我国四川、西藏、青海等地，是一种极具民族特色的粮食作物[1]。青稞加工以面粉产业为代表，生产过程中存在大量的副产物——青稞麸皮，青稞麸皮主要由种皮、糊粉层、胚和胚乳组成，富含多酚、花青素和黄酮等具有抗氧化活性的物质[2-3]，目前大量的青稞麸皮仅作为动物饲料或直接被废弃，造成了巨大的浪费。

食醋有3 000 多年的历史，是世界范围内应用广泛的一种酸性调味品[4]。中国传统固态发酵谷物醋基本都是以高粱、大米或糯米为主要原料，以小麦麸皮和稻壳为辅料酿造而成。其中除了水和乙酸外，还含有成百上千种微量物质（如多酚、黄酮、有机酸、氨基酸和川芎嗪等挥发性风味物质等），这些物质不仅赋予了食醋独特的风味和口感，还使得食醋具有软化血管、抗氧化、促消化和增强食欲等功能[5]。随着科学的飞速发展和生活水平的不断提高，人们对食醋有了更高的要求与期待，食醋不再仅仅是一种酸性调味品，同时也是一种保健品，国内部分知名醋厂已经开发上市了“保健醋”、“养生醋”等产品，食醋中的生物活性物质越来越受到民众和研究者的关注。

本研究以青稞麸皮替代小麦麸皮酿造固态发酵食醋，一方面可以消耗青稞面粉加工产业的副产物，在减少浪费的同时还能延长产业链、增加附加值；另一方面可以开发一款风味新颖、口感佳且具有较好抗氧化效果的食醋。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

酒醪、小麦麸皮、火醅、稻壳：由山西省清徐县某醋厂提供；青稞麸皮：购自西藏春光食品有限公司。

氢氧化钠、福林酚、没食子酸、盐酸等（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；草酸、酒石酸、丙酮酸、乙酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸、2-辛醇（均为色谱纯）等：上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.1.2 仪器与设备

S200 SevenCompact pH 计：梅特勒托利多公司；e2795 高效液相色谱仪：美国沃特世公司；5977A-7890B气相色谱质谱联用仪：美国安捷伦公司；S433D 氨基酸分析仪：德国赛卡姆公司；UV-6100 紫外分光光度计：上海元析仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 食醋的酿造方法

参照表1 的原料用量，分别将小麦麸皮、青稞麸皮、稻壳和酒醪混合均匀置于陶缸中，再将火醅接种于上述混合物的表面，当醋醅温度首次升至38 ℃以上时开始翻醅，每天翻醅1 次，当醋卤总酸不再上升时终止醋酸发酵，取一半醋醅进行淋醋得到生醋，剩下的一半醋醅用于熏醅，熏醅结束后用上述生醋浸淋熏醅，得到的醋液加盐、煮沸灭菌、罐装得到成品食醋。

表1 原料用量Table 1 The additions of raw materials 单位:kg

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 总酸含量

参考GB/T 5009.41—2003《食醋卫生标准的分析方法》[6]中的方法测定。

1.2.2.2 还原糖含量

参考GB 5009.7—2016《食品安全国家标准 食品中还原糖的测定》[7]中的方法测定。

1.2.2.3 总多酚和总黄酮含量

参考翟淑红等[8]的方法测定。

1.2.2.4 DPPH 自由基清除能力

参考王雯婷等[9]的方法测定。

1.2.2.5 ABTS 自由基清除能力

参考仇菊等[10]的方法测定。

1.2.2.6 羟自由基清除能力

参考王征帆等[11]的方法测定。

1.2.2.7 游离氨基酸

参考GB 5009.124—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》[12]中的方法测定。

1.2.2.8 有机酸

参考GB/T 18623—2011《国家地理标志产品 镇江香醋》[13]中的方法测定。

1.2.2.9 挥发性风味物质

参考高鹏岩等[14]的方法测定。

1.2.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2010 进行数据处理，采用GraphPad Prism 7 进行数据分析及图表绘制。

2 结果与分析

2.1 总酸及还原糖含量的比较

总酸和还原糖含量是食醋的最基本指标，GB/T 18623—2011《国家地理标志产品 镇江香醋》[13]还将这两个指标作为评判镇江香醋等级的指标。由图1可以看出，对照组食醋的总酸和还原糖含量分别为（6.25±0.06）g/100 mL 和（2.48±0.05）g/100 mL，试验组分别为（6.38±0.05）g/100 mL 和（2.80±0.03）g/100 mL；分析两者数据发现，试验组还原糖含量显著高于对照组（P＜0.05），而总酸含量两者无显著差异。这可能是由于青稞麸皮的淀粉含量高于小麦麸皮[15-16]，淀粉在醋酸发酵阶段被酸水解或微生物分解为单糖或寡糖，同时部分还原糖未被利用而残留在食醋里，使得食醋中含有一定量的还原糖。

图1 食醋中总酸和还原糖含量的比较Fig.1 Comparison of total acids and reducing sugars contents in vinegars

2.2 总多酚和总黄酮含量的比较

多酚和黄酮是食醋中两类最主要的抗氧化活性物质，其具有良好的自由基清除能力[17-19]。由图2 可以看出，对照组食醋的总多酚和总黄酮含量分别为（451.67±15.36）mg/100mL 和（278.67±10.05）mg/100 mL，而试验组的总多酚和总黄酮含量均显著高于对照组（P＜0.05），分别为（934.33±35.72）mg/100 mL 和（630.33±26.16）mg/100 mL。虽然青稞麸皮和小麦麸皮都含有较多的多酚和黄酮类物质，但青稞麸皮中的多酚和黄酮含量更高[15-16]。

图2 食醋中总多酚和总黄酮含量的比较Fig.2 Comparison of total polyphenols and total flavonoids contents in vinegars

2.3 自由基清除能力的比较

自由基又称为游离基，由于其具有非偶电子的基团或原子，化学性质十分活跃，过量的自由基会破坏人体的DNA、蛋白质和脂肪等物质[20-21]，增加患病风险。食醋中的多酚、黄酮和VC 等物质都具有自由基清除能力。由图3 可以看出，试验组和对照组食醋的DPPH自由基清除能力无显著差异，分别为86.05%±1.23%和83.10%±2.11%；但试验组ABTS 自由基和羟自由基清除能力均显著高于对照组（P＜0.05），其ABTS 自由基清除能力分别为91.98%±2.06%和82.33%±1.28%，羟自由基清除能力分别为86.05%±1.85%和78.67%±1.72%，这表明总体上试验组的自由基清除能力更强。结合图2 可知，这一方面是由于试验组的总多酚和总黄酮的含量更高，另一方面可能是由于不同的抗氧化活性物质与不同自由基的亲和力有差别导致的。

图3 食醋自由基清除能力的比较Fig.3 Comparison of free radical scavenging abilities of vinegars

2.4 有机酸组成的比较

食醋中的有机酸可按其挥发性分为挥发酸和不挥发酸。其中挥发酸主要是乙酸，由于乙酸沸点较低易挥发，因此其酸感尖酸刺激；食醋中的不挥发酸含量虽然不高，但其种类较多，如草酸、酒石酸、丙酮酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸和焦谷氨酸等，这些不挥发酸能降低食醋的刺激性，赋予食醋柔和的口感，对食醋品质具有重要意义[22]。由图4 可以看出，食醋中最主要的有机酸为乙酸和乳酸，其次为柠檬酸和琥珀酸，而草酸、酒石酸、丙酮酸和焦谷氨酸的含量都较低；此外，试验组的乙酸、草酸、丙酮酸含量与对照组中均无显著差异，但乳酸、柠檬酸、琥珀酸和焦谷氨酸这4 种不挥发酸的含量均显著高于对照组（P＜0.05），因此试验组食醋的口感会更柔和适口。

图4 食醋有机酸组成的比较Fig.4 Comparison of vinegar organic acids compositions

2.5 氨基酸组成的比较

游离氨基酸是食醋中的重要呈味物质，能使食醋的口感协调，谷氨酸和天冬氨酸还能赋予食醋鲜味[23]；与蛋白质相比，游离氨基酸更容易被人体吸收利用。由表2 可以看出，对照组食醋的总游离氨基酸含量为（3 589.94±109.01）mg/100 mL，显著高于试验组（3 430.55±117.30）mg/100 mL（P＜0.05），这可能是由于小麦麸皮的蛋白质含量比青稞麸皮的蛋白质含量更高[15-16]，这些蛋白质被酶或酸水解游离出来，使得食醋更加醇厚协调。此外，由于人体自身不能合成赖氨酸、苯丙氨酸和甲硫氨酸等必需氨基酸，因此必须从食物中摄取这些氨基酸[24]。由表2 可以看出，试验组的必需氨基酸含量为（1 425.92±51.62）mg/100 mL，与对照组（1 361.87±49.62）mg/100 mL 无显著差异。γ-氨基丁酸是一种非蛋白氨基酸，也是一种重要的抑制性神经递质，它参与多种代谢活动，具有很高的生理活性[25]，具有镇静、安神和降血压等生理功能[26]。表2 数据表明，试验组的γ-氨基丁酸含量显著高于对照组（P＜0.05）。因此，试验组的保健效果应优于对照组。

表2 食醋游离氨基酸组成的比较Table 2 Comparison of free amino acid compositions of vinegars单位：mg·100 mL-1

2.6 挥发性风味物质组成的比较

由图5 可以看出，通过顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术从2 组共6 个平行样品中共检测出80 种挥发性风味物质，并将其分为酯类、醇类、醛类、酮类、酸类和其他6 个大类，其中有40 种酯类、9 种醇类、9 种醛类、8 种酮类、8 种酸类、3 种酚类、2 种炔类和1 种烯类物质。可以看出，具有果香的酯类物质[27]的种数占到检测到的挥发性风味物质的一半，是最主要的一大类挥发性风味物质，酯类中以乙酸乙酯、乙酸苯乙酯、乙酸2-甲基丁酯和乙酸异戊酯的含量最高。醇类物质中以苯乙醇和异戊醇为主，其中苯乙醇具有玫瑰花香和蜜香[28]，而异戊醇为苹果白兰地的香气和辛辣味[29]。同时从图5 中可以看出，试验组和对照组在食醋挥发性风味物质组成有较大差别，尤其是酯类和醛类物质。分析可能原因是试验组中青稞麸皮比对照组小麦麸皮在发酵时更易产生酯类和醛类物质。因此，两组酯类和醛类物质存在较大差异。

图5 食醋挥发性风味物质组成比较Fig.5 Comparison of volatile flavors compositions in vinegars

3 结论

通过利用青稞麸皮替代小麦麸皮用于酿造固态发酵食醋，并比较青稞麸皮醋与小麦麸皮醋的总酸、还原糖、总多酚、总黄酮、自由基清除能力、挥发性风味物质、游离氨基酸和有机酸组成等指标。结果表明，青稞麸皮醋的基础指标、抗氧化活性以及风味物质组成等方面都优于小麦麸皮醋。本研究为提高青稞麸皮附加值，延长青稞加工产业链，并开发一款口感佳、风味新颖及具有良好抗氧化效果的食醋提供了思路。