中国传统食醋香气物质分析研究进展

叶博文， 闵 恺， 包晓丽

（上海应用技术大学 香料香精技术与工程学院, 上海201418）

食醋是中国传统的酸性调味品，通常使用大麦、麸皮、大米、糯米、高粱等谷物原料经发酵制成，比较著名的中国传统食醋包括镇江香醋、永春老醋、山西老陈醋、保宁麸醋、天津独流老醋等[1]。目前，随着人们日益增长的美好生活需要，以及科学研究对食醋抗菌，抗氧化，降血糖、血压，防止尿潴留、便秘及各种结石疾病等养生功效的深入揭示，食醋的使用已不再局限于调味品，其作为保健品、美容饮品等日益受到人们青睐，我国多数地方的居民都有食醋的爱好与习惯[2]。

食醋香气是不同种类与含量的挥发性成分带来的综合感受，作为直接影响其风味品质及受欢迎程度的一项重要指标，食醋的香气品质受到了广泛关注。目前，研究人员已从中国传统食醋中检测出近400 种香气物质，主要包括酸类、酯类、醇类、醛类、酚类、酮类、含氮杂环类、内酯类以及含硫化合物等[3-11]。在食醋香气物质的解析过程中，选取的对挥发性成分的提取技术决定了所获香气成分的完整性与真实性；食醋中各挥发性成分因具有不同相对气味强度往往对香气的贡献程度也不同。因此，在对挥发性成分进行充分提取的同时，仍需综合选择合适的分析与鉴定手段确定其中的关键香气成分，并对食醋香气特征进行解析。本文主要介绍中国传统食醋的香气物质组成及其香气贡献，并对其香气物质的提取手段与分析鉴定方法进行归纳，为中国传统食醋香气与风味的深入研究提供理论基础。

1 中国传统食醋的香气物质组成

在实际生活中，我国各地食醋生产厂家由于使用不同酿造原料、采用各自加工工艺，酿制出来的食醋风味也是各不相同。通过对其挥发性风味物质进行提取、分析与鉴定，能够更加全面地剖析我国传统食醋的主要呈香物质及其香气贡献。

1.1 有机酸

食醋中酸类物质的产生源自食醋发酵阶段微生物的代谢活动，除苯甲酸等少数带苯环酸以外，多为大分子长链酸，有研究显示食醋中也含有短链支链酸，其种类及含量的差异与发酵菌种及原料的选取有关[1]。酸在水中具有良好的溶解性，阈值较低，对香气贡献较大。从中国传统食醋中检出的挥发性酸类物质有甲酸、醋酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、2-甲基丁酸、巴豆酸、3-甲基-2-丁烯酸、2-甲基戊酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、己酸、2-乙基己酸、庚酸、辛酸、壬酸、正癸酸、乙酰丙酸、苯甲酸、苯乙酸、十一烷酸、月桂酸等。其中醋酸的含量最高，醋酸多以酒精为基质，于有氧条件下，将乙醇脱氢生成乙醛，再生成醋酸，具有刺激性强、回味短等特点，对于食醋整体风味具有一定的调和作用[3-11]。不同食醋中有机酸的含量有差异，如镇江香醋、争荣米醋和龙门熏醋中有机酸的总含量分别为32.96、14.74 和194.18 mg/L[11]。

1.2 酯

酯具有典型的果香与乳香，它们在食醋中的阈值也较低，少量酯类就能使食醋香气透发，提供较强的香气贡献，是影响食醋香气的重要物质。食醋酿造过程中，酯类物质往往通过酯酶催化醇类化合物与有机酸脱水而生成，酯化反应在酒精发酵、醋酸发酵以及陈酿阶段均有发生，最终生成酯类物质的浓度主要由其前体醇类物质的含量来决定[1]。中国传统食醋中检出的酯类物质包括甲酸甲酯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸异丙酯、丙酸乙酯、异丁酸乙酯、醋酸异丁酯、丙酸丙酯、醋酸烯丙酯、醋酸丙酯、丁酸乙酯、醋酸丁酯、巴豆酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、甲酸异丁酯、醋酸仲己酯、醋酸异戊酯、醋酸-2-甲基丁酯、戊酸乙酯、醋酸戊酯、异戊酸异丁酯、己酸乙酯、醋酸己酯、庚酸乙酯、乳酸乙酯、醋酸庚酯、己酸丁酯、辛酸乙酯、己酸异戊酯、乳酸异丁酯、醋酸辛酯、丁酸庚酯、2-羟基异己酸乙酯、2,3-丁烷二醇二醋酸、DL-2-己酸乙酯、乙酰丙酸乙酯、戊酸庚酯、苯甲酸甲酯、醋酸-α-甲基苯丙酯、癸酸乙酯、苯甲酸乙酯、丁二酸二乙酯、己酸正庚酯、醋酸苯甲酯、水杨酸甲酯、甲酸-2-苯乙酯、苯乙酸乙酯、水杨酸乙酯、3-吡啶羧酸乙酯、醋酸苯乙酯、2-甲基丁酸-2-苯乙酯、异戊酸苯乙酯、醋酸甘油酯、邻苯二甲酸二乙酯、丁二酸单乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、壬酸乙酯、2-乙基丁酸丁酯、2-乙基丁酸乙酯、丙酸苯乙酯、己二酸二异丁酯、硬脂酸乙酯、月桂酸乙酯、棕榈酸甲酯、棕榈酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、亚油酸乙酯、2-羟基异己酸乙酯、醋酸糠酯、醋酸薄荷酯、醋酸菠萝醇酯等[3-11]。酯类化合物在镇江香醋、争荣米醋和龙门熏醋中的总含量分别为3.41、1.11 和0.80 mg/L[11]。

1.3 醇

醇也是中国传统食醋中普遍存在的一类物质，大多为酵母菌发酵的代谢产物，最终生成醇类物质的种类及数量与底物的构成及发酵形式有关，少量醇类化合物可以修饰食醋的酸涩感，然而醇类过量则会导致食醋产生苦涩感[1]。除乙醇外，食醋中检出的醇类物质还有正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、2-丙烯-1-醇、1-甲氧基-2-丙醇、4-甲基-2-戊醇、正戊醇、异戊醇、2-己醇、3-甲基-3-丁烯-1-醇、正己醇、3-乙氧基-1-丙醇、异辛醇、3-辛醇、4-甲基-1-戊醇、1-辛烯-3-醇、1-庚醇、2-乙基-1-己醇、(Z)-3-辛烯-1-醇、(E)-(2-乙基环戊基)甲醇、(E)-2-庚烯-1-醇、2,3-丁二醇、1-辛醇、1,2-丙二醇、(E)-2-辛烯-1-醇、乙二醇、1-壬烯-4-醇、壬醇、4-氨基-1-丁醇、2-壬烯-1-醇、苯甲醇、苯乙醇、甘油、4-萜烯醇、苏合香醇、2-甲基-3-戊醇等[3-11]。醇类化合物在镇江香醋、争荣米醋和龙门熏醋中的总含量分别为5.28、0.22 和0.54 mg/L[11]。

1.4 醛

食醋中醛类物质多源自微生物对苯乙酸、酚等物质的代谢活动，在总体风味物质中，醛类物质的占比往往较低，然而此类物质的阈值偏低，香气活性值高，对食醋整体特征风味的贡献较大。从中国传统食醋中检出的醛类物质有乙醛、丙醛、异丁醛、2-丙烯醛、丁醛、2-甲基丁醛、异戊醛、2-乙基丙烯醛、戊醛、3-甲基戊醛、己醛、2-甲基-2-丁烯醛、庚醛、3-甲基-2-丁烯醛、2-己烯醛、2-甲基-2-己烯醛、(E)-2-庚醛、辛醛、2-乙基-2-己烯醛、可可醛、壬醛、(E)-2-辛烯醛、癸醛、苯甲醛、(E)-2-壬烯醛、3-甲基苯甲醛、β-环柠檬醛、藏花醛、苯乙醛、2,6-二甲基苯甲醛、2-羟基苯甲醛、2-苯基丙烯醛、α-亚乙基苯乙醛、4-(1-甲基乙基)苯甲醛、十一醛、米醛、α-(2-甲基亚丙基)苯乙醛、5-甲基-2-苯基-2-己烯醛、3-羟基丁醛、香草醛、甜果醛、2-苯基巴豆醛、可卡醛、菠萝醛等[3-11]。其中含量最高的通常是乙醛，乙醛挥发性较强，在食醋的熏醅阶段含量较高，主要来源于美拉德反应，微量的乙醛有轻微水果香气，对食醋风味具有调和作用，但是乙醛过多会产生刺激、辛辣的气息而影响食醋的风味品质[1]。醛类化合物在镇江香醋、争荣米醋和龙门熏醋中的总含量分别为44.44、5.63 和33.26 mg/L[11]。

1.5 酚

酚也是中国传统食醋香气物质的重要组成部分，以丁香酚、愈创木酚、4-甲基愈创木酚、4-乙基愈创木酚、2-甲氧基苯酚、2-甲氧基-4-甲基苯酚、苯酚、2-甲基苯酚、4-乙基-2-甲氧基苯酚、4-甲基苯酚、3-甲基苯酚、4-乙基苯酚、3,4-二甲基苯酚、3,5-二叔丁基-4-羟基苯乙酮、4-甲基-2-甲氧基苯酚、麦芽酚、甲基麦芽酚为代表的酚类化合物多具有酱香、丁香与果香香气，能够增添食醋的柔和感，起到呈香、助香的作用，对食醋的整体风味品质具有较大影响[3-11]。酚类物质在镇江香醋、争荣米醋和龙门熏醋中的总含量分别为0.01、0.18 和0.04 mg/L[11]。

1.6 酮

从中国传统食醋中检出的酮类物质有丙酮、2-丁酮、甲基乙烯基酮、2,3-丁二酮、3-戊酮、3-甲基-2-丁酮、2-戊酮、2,3-戊二酮、3-庚酮、1-甲氧基-2-丙酮、2-己酮、2,4-戊二酮、2,3-己二酮、3-戊烯-2-酮、3,4-己二酮、3-甲基-3-戊烯-2-酮、二丙酮醇、2,6-二甲基-4-庚酮、2-庚酮、3-辛酮、3-羟基-3-甲基-2-丁酮、2-辛酮、1-羟基-2-丙酮、1-辛烯-3-酮、乙偶姻、2,3-辛二酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-甲基-1-庚烯-6-酮、3-壬酮、1-羟基-2-丁酮、过氧化乙酰丙酮、1-乙酰氧基-2-丁酮、(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮、6-甲基-3,5-庚二烯-2-酮、香叶基丙酮、2-甲基四氢呋喃-3-酮、环己酮、2-甲基环戊酮、2,2,6-三甲基环己酮、2-环戊烯-1-酮、2-甲基-2-环戊烯-1-酮、2-环己烯-1-酮、3-甲基-2-环戊烯-1-酮、2,3-二甲基-2-环戊烯-1-酮、2-环戊烯-1,4-二酮、异佛尔酮、3-甲基-2-环己烯-1-酮、苯乙酮、4-氧代异佛尔酮、1-苯基-1-丙酮、苯丙酮、3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮、2-羟基-2-环戊烯-1-酮、4′-甲基苯乙酮、3′-甲基苯乙酮、1-苯基-1,2-丙二酮、顺式-β-大马士革酮、5,6-环氧-β-紫罗兰酮、环戊酮、3-乙基环戊酮、3-甲基-1,2-环戊二酮、2-羟基异佛尔酮、优葛缕酮、长叶薄荷酮、4-(2,6,6-三甲基-1,3-环己二烯-1-基)-3-丁烯-2-酮、2,6-二叔丁基对苯醌、2-苯基-2-丁烯酮、3-乙酰基-2-丁酮、香草乙酮、3-乙酰基-2-丁酮、乙酸基丙酮、2-环戊烯-1,4-二酮、(4E)-2,6-二甲基-4-庚烯-3-酮等[3,6,8-10]，这些物质主要源自食醋发酵过程中氨基酸与不饱和脂肪酸的氧化降解，对食醋香气中的花香、果香香韵具有较好的提升作用。酮类化合物在镇江香醋、争荣米醋和龙门熏醋中的总含量分别为1.71、0.40 和0.53 mg/L[11]。

1.7 含氮杂环类化合物

中国传统食醋中还含有许多杂环类化合物，这些化合物也是由微生物发酵产生，大多具有坚果香、焦香和烤香香气，如呋喃类、吡嗪类、吡咯类和噁唑类化合物。其中呋喃类化合物及其衍生物有呋喃、2-甲基呋喃、3-甲基呋喃、2,4-二甲基呋喃、2,3,5-三甲基呋喃、2,5-二甲基呋喃、乙烯基呋喃、2-正丁基呋喃、2-乙基-5-甲基呋喃、2-氰基呋喃、2-烯丙基呋喃、2-丙基呋喃、2-戊基呋喃、2-(甲氧基甲基)呋喃、2-己基呋喃、3-呋喃甲醛、糠醛、2-呋喃甲醇、糠醇、1-(2-呋喃基)乙酮、5-甲基-糠醛、1-(2-呋喃基)-1-丙酮、3-乙酰基-2,5-二甲基呋喃、2-甲基苯并呋喃、2-丁酰呋喃、2-(呋喃-2-基甲基)呋喃、2-乙酰-5-甲基呋喃、5-乙基-2-呋喃甲醛、1-(2-呋喃基)-1-丁酮、2-呋喃甲醇、1-(5-甲基-2-呋喃基)-1-丙酮、1-糠基吡咯、3-苯基呋喃、1-(2-呋喃基)-1-戊酮、3-(2-呋喃基)-2-丙烯、正戊基-2-呋喃酮、4-(2-呋喃基)-3-丁烯-2-酮、2,5-呋喃二甲醛、5-乙酰氧基甲基-2-呋喃醛、糠酸、5-羟甲基糠醛、二苯并呋喃、α-(2-呋喃基亚甲基)苯乙醛等。吡嗪类化合物有吡嗪、甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、乙基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、2,3-二乙基-5-甲基吡嗪、2,3-二甲基-5-乙基吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪、3,5-二乙基-2-甲基吡嗪、2,3,5-三甲基-6-乙基吡嗪、2,5-二甲基-3-丙基吡嗪、乙酰吡嗪、2,3-二甲基-5-(1-丙烯基)-(Z)-吡嗪、2,5-二甲基-3-(3-甲基丁基)-吡嗪、2,3,5-三甲基-6-异戊基吡嗪。其他含氮杂环类化合物还有甲胩、2-丙烯腈、4,5-二甲基噁唑、2,4,5-三甲基-1,3-二氧戊环、吡啶、3-甲基噁唑、2,4,5-三甲基噁唑、吡咯、2-乙酰吡啶、2-甲酰基吡咯、茶吡咯、2-乙基-4,5-二甲基噁唑、1-甲基-5-甲基吡唑-4-甲醛、苯甲腈、乙酰胺、甲酰胺、3-甲基丁酰胺、苄腈、2-吡咯甲醛、2-吡咯烷酮、2,5-吡咯烷二酮、2-乙酰吡咯、4-吡啶羧酸乙酯等。含氮杂环类化合物是形成陈酿时间较长食醋特有香味的重要因素[3,6-10]。这类物质在镇江香醋、争荣米醋和龙门熏醋中的总含量分别为13.55、10.40、20.06 mg/L[11]。

1.8 其他

此外，从中国传统食醋中还检测出α-当归内酯、4-羟基-3-甲基戊酸内酯、γ-戊内酯、γ-丁内酯、α-甲基-γ-丁内酯、γ-己内酯、α-甲基-γ-巴豆内酯、2-丁烯酸-γ-内酯、4-庚内酯、5-羟基-2-戊烯酸-δ-内酯、γ-辛醇内酯、脱氢丙戊酸内酯、γ-壬内酯、DL-泛酰内酯、5-乙酰-α-丁内酯、2-羟基-γ-丁内酯、δ-戊内酯、葫芦巴内酯、二氢猕猴桃内酯和δ-癸内酯等内酯类化合物；甲硫醇、二硫化碳、二甲基硫醚、噻吩、硫代乙酸甲酯、二甲二硫醚、3-甲基噻吩、噻唑、二甲基三硫、3-甲硫基丙醛、糠基甲基硫醚、3-甲硫基丙酸乙酯、苄基甲基硫醚、3-噻吩甲醛、2-噻吩甲醛、3-甲硫基丙醇、二甲基四硫醚、3-乙酰基噻吩、2-乙酰基噻吩、5-甲基-2-噻吩甲醛、甲基糠基二硫、3-甲基噻吩醛、2,6-二甲基-4H-吡喃-4-硫酮、苯并噻唑、3-苯基噻吩、3-甲基硫代丙酸、4-甲基-5-噻唑乙醇等含硫化物，以及2,4,5-三甲基-1,3-二氧戊环等缩醛类化合物，这些物质在不同浓度条件下贡献给食醋不同的风味[3,5-11]。这些物质在镇江香醋、争荣米醋和龙门熏醋中的总含量分别为1.61、1.83 和1.80 mg/L[11]。

2 中国传统食醋挥发性成分提取方法

作为食醋香气分析的第一步，挥发性成分的提取是否完全对后续分析结果的准确性有着重要影响。目前常见的食醋香气物质的浓缩与提取方法有同时蒸馏萃取、超临界流体萃取、溶剂辅助风味蒸发、固相微萃取等。

2.1 同时蒸馏萃取

同时蒸馏萃取（simultaneous distillation and extraction, SDE）联合了水蒸气蒸馏与溶剂萃取，使水蒸气与携带有香气物质的有机蒸汽在顶部区域混合，将混合蒸汽冷却、充分萃取分层后，萃取液分别回流至各自加热釜中再次提取，通过反复上述操作实现香气物质的富集。袁仲等[12]比较了溶剂萃取与SDE 对山西老陈醋、山西降脂醋、镇江恒顺香醋的提取效果，气相色谱-质谱联用技术分析结果显示，SDE 法萃取效率更高，获得的香气物质种类较多，对低沸点物质的萃取效率较溶剂萃取法更高。但是，SDE 法需在高温密闭条件下对香气物质进行反复萃取浓缩，该过程中一些热敏性香气物质易受热分解，同时醇、醛、酸等物质间可能会发生反应，从而导致提取物与真实香气成分之间产生差异。

2.2 超临界流体萃取

与溶剂萃取、SDE 等方法相比，采用超临界流体CO2（supercritical fluid CO2, SCF-CO2）提取食醋挥发性风味成分可以在近常温条件下进行，能够保留产品中近乎全部有效成分，提取率高、全过程无有机溶剂参与、产品纯度高、操作简便、节能。Lu 等[13]采用单次单因子法，对SCF-CO2法提取镇江香醋香气物质的工艺条件进行优化，得出最佳萃取条件为CO2流量25 L·h–1、提取时间2 h、压力35 MPa、温度323 K，在此条件下获得的食醋提取物得率为34.6%，该提取物的挥发性成分与原醋液十分接近，整体香气与原醋液基本一致。作为一种绿色新型提取技术，SCF 法为食醋香气物质的提取提供了一条新思路，但是目前仍存在设备运行成本高、生产力偏低等问题，且针对不同特性的原料均需合理设计提取参数，这将为提高分离效果、减少样品损失、降低能耗起到重要作用。

2.3 溶剂辅助风味蒸发

溶剂辅助风味蒸发技术（solvent assisted flavor evaporation, SAFE）实现了蒸馏装置与高真空泵的有效结合，是在高真空条件下，利用有机溶剂或水辅助挥发性风味物质快速蒸发，实现难挥发与非挥发组分分离，此法大大减少了样品中热敏性挥发性成分的损失，所得提取物仍保有自然、逼真的原始风味。是一种从复杂食品基质中全面、温和地提取香气物质的有效方法。袁源等[14]采用液液萃取结合SAFE 提取镇江香醋中香气物质，将萃取物分为中-碱性组分与酸性-水溶性组分，采用香气稀释萃取分析法共鉴定出60 种香气活性物质。Liang 等[15]采用SAFE 对山西老陈醋的挥发性风味成分进行提取，并通过气相色谱-质谱联用技术，结合气相色谱-嗅闻联用技术对其特征香气物质进行解析，基于保留指数、标准品对照、质谱、嗅闻感受，共鉴定出80 种香气活性物质，其中菠萝醛、醋酸菠萝醇酯、香草醛、β-大马酮首次在山西老陈醋中检测出。Al-Dalali 等[5]也采用SAFE 对四川麸醋的挥发性成分进行提取，并研究其关键呈香物质与香气轮廓，研究结果显示，从传统、现代2 种四川麸醋中共检测出99 种挥发性成分，并对其中77 种进行了鉴定。确定了其中42 种香气活性物质，其中有10 种化合物首次在食醋中检出。

2.4 固相微萃取

固相微萃取（solid phase microextraction,SPME）通常是利用熔融石英纤维（固定相）表面涂层对化合物吸附性能的差异，对挥发性成分进行提取、富集。SPME 具有灵敏度高、样品需求量少、操作过程重复性好、无需使用有机溶剂等优点，常用于食品中挥发性成分的分析鉴定。根据萃取方法不同，SPME 可分为直接固相微萃取（directsolid phase microextraction, DI-SPME, ）和顶空固 相 微 萃 取 （ headspace solid phase microextraction, HS-SPME）。DI-SPME 是将纤维插入液体样品或暴露于气体，而HS-SPME 是将纤维置于样品上方蒸汽相。与DI-SPME 相比，HSSPME 达到吸附平衡的速率更快，更适合复杂样品中挥发性组分的提取[16]。此外，HS-SPME 法还能与各种分析手段，如气相色谱-质谱联用技术、高效液相色谱技术、液相色谱-质谱联用技术等进一步联用，实现复杂物质成分的高效分析与鉴定。

DI-SPME 与HS-SPME 对于中国传统食醋中的香气成分都具有较好的提取效果。Zhu 等[17]通过对比不同萃取纤维以及不同萃取时间、温度对山西老陈醋中挥发性成分的萃取效果，确定了DISPME 分离山西老陈醋中挥发性成分的最佳工艺条件：采用二甲基硅氧烷-二乙烯苯共聚物萃取纤维于50 ℃萃取20 min，从山西老陈醋中确定了19种香气活性物质，其中醋酸、丙酸、3-甲基噁唑、丁酸、3-羟基丁醛、异戊酸和糠醛对香气贡献最大。杜大钊等[18]通过DI-SPME 对四川麸醋的挥发性风味成分进行了分析，共鉴定出42 种主要香气活性成分，包括酯类11 种、羰基类9 种、醇类3 种、酸类11 种及杂环化合物8 种。熊越等[19]采用HSSPME 对市售不同厂家的6 种麸醋样品的香气物质进行解析，并通过香气阈值评价了共有成分对总体香气的贡献，共鉴定出包括醇类、酸类、酯类、醛类、酮类、呋喃类、吡嗪类等75 种挥发性成分，其中12 种为共有成分，确定醋酸、醋酸乙酯、2,3-丁二酮、苯甲醛、壬醛、癸醛、糠醛、2-甲氧基-4-甲基苯酚为其主要香气活性成分。Fang 等[20]也采用HS-SPME 对经静置液态发酵酿制的浙江玫瑰醋中的挥发性风味物质进行分析，共鉴定出醋酸乙酯、苯乙醇等43 种致香活性成分。

为了分析与比较采用糯米、粳米2 种谷物原料酿制镇江香醋过程中挥发性成分的变化情况，Gong 等[21]采用HS-SPME 结合DI-SPME 对醇、酸、酯等强挥发性成分与呋喃酮、吡喃酮、内酯等弱挥发性成分进行提取，经GC-MS 分析，共鉴定出72 种香气化合物，其中酯类22 种、醇类7 种、酸类8 种、酮类9 种、醛类8 种、酚类6 种、呋喃类3 种、吡嗪类4 种、含硫化合物2 种及其他化合物3 种。总体来看，采用糯米为原料酿制的镇江香醋比梗米醋含有更多香气物质，香气更加浓郁。简东振等[22]也采用DI-SPME 与HS-SPME 结合GCMS 对不同陈酿条件下镇江香醋的挥发性风味成分进行分析，共鉴定出其中66 种香气活性成分，并探究了温度、氧气对陈酿过程中镇江香醋香气物质形成的作用规律。

3 中国传统食醋香气物质分析、鉴定方法

选取合适的提取方法对食醋中挥发性成分进行提取后，还需对提取物进一步分析、鉴定，以确定食醋中关键的呈香物质及其香气贡献。常用的分析方法包括气相色谱-质谱联用(gaschromatographymass spectrometry，GC-MS)、气相色谱-离子迁移谱（gas chromatography-ionmobility spectroscopy,GC-IMS）、气相色谱-嗅味计(gas chromatography olfactometry，GC-O)、全二维气相色谱（comprehensive two dimensional gas chromatography,GC×GC）、电子鼻（E-nose）等。

3.1 GC-MS

GC-MS 在食醋挥发性物质的分析检测中应用十分广泛。魏永义等[23]采用GC-MS 分析了经HSSPME 富集的食醋挥发性物质成分，共鉴定出65种化合物，其中包括醇类10 种、酯类18 种、酸类13 种、酮类7 种、醛类6 种以及杂环类化合物11 种，确定苯乙醇、2-甲基丁酸、苯乙醛、2,3-丁二酮、乙偶姻、醋酸乙酯、醋酸异戊酯、γ-壬内酯为食醋的主要香气成分。周钰欣等[24]采用GC-MS 对岐山醋、北京米醋、山西陈醋、镇江陈醋、海天陈醋的挥发性风味物质进行了定性定量分析，从这些食醋中分别鉴定出63 种、54 种、62 种、55 种和60种香气物质；酯类香气物质的相对含量岐山醋为33.37%，北京米醋为6.53%，山西老陈醋为14.4%，镇江老陈醋为8.31%，海天陈醋为13.58%。李沙[25]在探究固态法酿制岐山醋过程中细菌群落动态演变与风味物质形成规律的过程中也采用GCMS 技术对其挥发性风味物质进行追踪，对其66 种香气活性成分包括酯类28 种、酸类3 种、醇类12 种、醛类7 种、酮类2 种、烷烃类3 种、杂环化合物2 种、苯类4 种、胺类1 种、吡嗪类1 种及其他物质3 种进行了鉴定，其中酯类物质是醋酸固态发酵中最主要的挥发性成分；随着发酵的进行，酸类、酮类物质的相对含量增加显著，而酯类、醇类的相对含量逐渐降低。

3.2 GC-IMS

GC-IMS 是基于不同气相化学离子在电场中迁移速率的差异而建立起来的一种分析方法，因其具有响应快、灵敏度高等特点，非常适用于痕量组分的分析。目前GC-IMS 技术已经广泛应用于食品中香气物质的检测。杨晓璇等[26]采用GC-IMS技术结合多元统计分析研究了袋装与瓶装、不同产地食醋中挥发性风味物质的代谢差异，通过GCIMS 仪器自带的插件获得了这些醋样的风味指纹图谱；多元统计分析结果显示瓶装与袋装、山西与江苏产食醋香气轮廓差异明显，实现了较好的区分；瓶装与袋装食醋之间共找出10 种挥发性差异代谢物，确定醋酸丁酯、2-戊基呋喃、2,3-二乙基-5-甲基吡嗪分别为好太太、紫林、恒顺品牌食醋的特征香气成分。

3.3 GC-O

食品中一些挥发性物质对香气的贡献程度并非与其浓度呈正相关，这便造成了化学仪器检测信号强度与人体感知气味强度之间的差异。为了更好地评价单一组分对产品整体风味的贡献，GC-O联合了气相色谱的高效分离能力与人类嗅觉的高敏感性、选择性，在对挥发性物质进行高效分离、鉴定与定量的同时，能够使人们更好地理解对应刺激所产生的风味特征。孙宗保等[27]采用GC-MSO 对不同醋龄镇江香醋的挥发性风味成分进行测定，确定其中50 种物质为香气活性成分，主要包括酸、醇、酯、醛、酮、杂环化合物以及部分未能鉴定的物质；不同年份镇江香醋的香气轮廓差异显著，多数杂环化合物的香气强度随醋龄的增加而增强，杂环化合物差异是不同年份镇江香醋风味差异的主因之一；除醋酸以外，异戊酸、异戊醛、2,3-丁二酮、2,3,5-三甲基吡嗪以及一种未能鉴定的组分是不同年份镇江香醋的关键致香活性成分。Zhou等[7]采用GC-O-GC-MS 技术，通过香气活力值（odor activity value, OAV 值）、香气重组与遗漏实验对镇江香醋的关键香气成分进行了研究。感官分析显示，经过陈化镇江香醋的焦糖香、黄油香强度以及总体香气复杂性均明显提高。从陈化后镇江香醋中共鉴定出68 种挥发性化合物，其中27种香气化合物的OAV 值大于1，葫芦巴内酯首次从中国传统食醋中检出，2,3-丁二酮、2-甲基丙醛、葫芦巴内酯等在整个陈化过程中含量变化十分明显。香气重组实验结果显示重组香气轮廓与原醋液十分接近。香气遗漏实验确定2,3-丁二酮、醋酸、异丁醛、葫芦巴内酯、2,4,5-三甲基噁唑、异戊酸和2,3,5,6-四甲基吡嗪是陈化镇江香醋的关键香气成分，该研究指出陈化过程能够有力促进镇江香醋特征风味的形成。GC-O 虽然可用于活性香气物质的鉴定，但是风味物质往往具有含量低、不稳定等特点，而且组成成分越复杂，嗅闻判断分析越困难。通过与参考气味特征进行比对或比较保留指数只能对化合物进行初步鉴定，因此仍需借助GC-MS、红外光谱、核磁共振等技术对关键呈香物质进行深入分析，以获取更为准确的信息。

3.4 GC×GC

考虑到食醋中风味物质组成的复杂性，一维气相色谱有时难以将各组分充分分离，造成检测结果的偏差。GC×GC 通过使用2 根性质不同的色谱柱分离样品，将第一维气相色谱柱分离的组分通过中心切割导入第二维气相色谱柱中再次进行分离，进而提高了待分析物的峰容量与分辨率，减少了背景干扰。GC×GC 还能与质谱、紫外检测器、嗅闻仪等技术联用，提供更加准确、全面的香气物质信息。Zhou 等[3]采用GC×GC-飞行时间质谱（timeof-flight mass spectrometry, TOFMS）联用技术结合GC-O 对镇江香醋的特征香气物质进行解析，其中GC×GC-TOFMS 共鉴定出360 种挥发性化合物，包括醛39 种、醇33 种、酯61 种、有机酸22 种、呋喃及其衍生物41 种、酚11 种、含硫化合物27 种、酮67 种、内酯18 种，吡嗪19 种及其他含氮化合物22 种，其中更多的酮、酯、呋喃及其衍生物、醛和醇类化合物被鉴定出，而采用GC-MS 法从镇江香醋中仅鉴定出了其中67 种挥发性物质。与GC-MS 相比，GC×GC-TOFMS 鉴定出的这些特征香气成分更能准确地反映镇江香醋的原始风味。GC×GC 具有分辨率高、灵敏性好、峰容量大等优势，适用于复杂组分的分离与鉴定，但是其系统结构与参数较为复杂，为拓宽其在食醋香气物质分析领域的应用，应将挥发性物质提取的前处理过程及后续检测过程与该技术有机结合，建立更加合理、快速、准确的分析方法。

3.5 E-nose

E-nose 是一种模仿人类嗅觉对挥发性物质进行识别分类的检测方法。与GC、HPLC 等常用仪器分析方法不同，其不涉及组分的分离，获得的是样品中全部香气物质的总体信息，而非样品中某一种或几种化合物的定性或定量测定结果，具有成本低、耗时少等突出优势。E-nose 主要由样本搜集系统、化学传感器与模式识别系统组成，传感器与挥发性分子相互作用后，传感材料的相关特性发生变化，这些变化被识别后经模式算法进一步鉴别分类，进而实现香气的表征。Yu 等[28]通过超快速GC-E-nose 结合理化参数测定对5 种不同酿造工艺生产的69 种食醋样品进行测定与分析，建立了食醋香气轮廓的超快速GC-E-nose 测定方法以及基于理化参数与香气轮廓的食醋品质评价的人工神经网络分析模型。此研究共鉴定出17 种香气活性化合物，确定了每种酿造工艺的特有香气物质。尽管理化参数在食醋质量评价中比较直观，而超快速GC-E-nose 分析能够更好地揭示食醋的香气情况，二者结合具有更好的拟合、预测与区分能力。还有研究者使用超快速GC-E-nose 从市售香醋、米醋、陈醋3 类共25 个品牌中国传统食醋中检测出44 种香气活性化合物，酸类在食醋中含量最高，其次为醇类和醛类，而烷烃类含量最低；食醋样品的OAV 值和气味雷达图显示醋酸、异戊醛、苯乙醛、5-甲基糠醛、愈创木酚等对香气贡献较大；香醋的酸味、水果香、坚果香、可可香明显高于米醋和陈醋，但陈醋的花香则高于其他两类；线性判别分析表明，不同品牌与种类的食醋均存在明显差异；随机森林法通过机器学习对食醋样品的训练和测试，准确度最终达到100%，对不同种类的食醋区分显著，并筛选出异戊醇、愈创木酚、苯甲醛可作为食醋种类鉴别的重要化合物[28]。

4 结 语

本文系统介绍了中国传统食醋的呈香物质组成及其香气贡献，并对香气物质的提取、分析与鉴定方法进行了综述。不同类型中国传统食醋的香气受酿制原料、加工工艺的影响而各具特色。从总结的提取方法来看，采用不同提取方法获得的食醋挥发性成分组成与含量存在较大差异。因此，在不改变食醋原有香气特征前提下优化提取参数、改进提取工艺、提高香气物质提取率与真实性将是未来的一大研究重点。而针对一些具有较高气味强度的挥发性成分，其浓度过低无法被检出的现象，则有待将更多精准、灵敏的新型检测技术应用于食醋中香气物质的检测鉴定中。同时应采用多种表征手段联用的方式，进一步丰富香气特征信息。因此，通过对香气特征进行充分解析，建立起科学、完善的香气特征评价体系和数据库将为调控与提升食醋风味品质提供更全面的解决方案。