液态深层发酵米醋品质提升方法研究

杨宗朋

（海天醋业（广东）有限公司，广东佛山 528500）

食醋是广泛使用的调味产品，在人们日常生活中发挥着不可忽视的作用。液态发酵食醋是当前主流酿造食醋的发酵工艺，在中国、欧洲、日本被广泛采用。根据发酵方式的差异，液态发酵食醋可细分为表面静态发酵法、液态喷淋发酵法、深层通风发酵法等，深层通风发酵法的发酵条件要求较低，可实现食醋快速、高效生产[1]。液态发酵食醋以大米为发酵基料，蒸煮、液化、糖化和酒精发酵后压滤得到米酒清液，接入醋酸菌进行液态深层醋酸发酵得食醋。与传统固态发酵法相比，该工艺优势在于生产效率高，但原料和发酵菌种单一造成产品具有酸味刺激、口感单薄的缺陷。

目前，关于液态发酵食醋已有的研究报道主要集中在高抗性、高产酸速率醋酸菌的筛选[2]，鲜少见针对该工艺所产食醋风味改善的研究。在传统食醋酿造过程中，大量乳酸菌代谢分泌乳酸，促进多种风味物质的形成，对食醋口感、风味改善起到了重要作用。在实际生产中，液态深层发酵米醋具有高通气和发酵基质方面的问题，往往导致发酵过程中生成大量泡沫，影响发酵速率和发酵罐装料量。在陈酿过程中，米醋可发生生物代谢和非生物反应，显著提升米醋风味物质的含量，改善产品感官质量[3]。在米醋发酵末期，本研究添加乳酸菌发酵后的麦麸提取液于发酵液中，引入后熟工艺，二者充分反应，协同改善液态发酵米醋的风味品质，为优化米醋酿造工艺提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

麦麸，市售采购；米酒，实验室自制，乙醇体积百分数为11%，稀释至10%待用；氢氧化钠、硫酸锌等无机化学试剂，国药集团；2-辛醇、草酸等色谱纯标准品，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri），实验室从米酒发酵过程中分离得到。

1.2 仪器与设备

1260高效液相色谱仪，美国Agilent公司；7890B-5977B气质联用仪，美国Agilent公司；8 L液态深层自吸式发酵罐，实验室自制；生化培养箱，上海精宏实验设备有限公司；DA-650台式酒精度测定仪，京都电子（KEM）中国分公司。

1.3 试验方法

1.3.1 米醋的液态深层发酵

将麦麸与水按1∶4（m∶v）料水比混合，超声处理20 min，用100目纱网过滤，得到麦麸提取液；将罗伊氏乳杆菌培养液（OD600=0.703）按2%（v/v）接种量接种至500 mL麦麸提取液中，混合均匀，37 ℃静置密闭发酵24 h，得到乳酸发酵液；在醋酸发酵罐中加入米酒，按10%（v/v）接种量接入醋种，控制装液量3 L，通气量50 L·min-1，分割量1 L，循环发酵至第8轮次，当发酵液残酒为0.6%（v/v）时，收集排料，按排料体积的10%在试验组中加入乳酸发酵液，随后在25～30 ℃下静置后熟15 d，对照组仅加入麦麸提取液，不进行后熟。

1.3.2 总酸的测定

按照《食醋卫生标准的分析方法》（GB/T 5009.41—2003）中总酸测定方法执行[4]。

1.3.3 有机酸的测定

按照《国家地理标志产品 镇江香醋》（GB/T 18623—2011）中有机酸测定方法执行[5]。

1.3.4 挥发性风味物质检测方法

按照蒋雅君等[6]报道的检测方法执行。

1.3.5 感官评价

由食醋专业感官鉴评小组，按照邓永建等[7]的方法，对试验米醋从色泽、体态、香气和口感4个方面进行感官评价，以样品各项平均得分为最终评价结果。

1.3.6 数据分析

采用Microsoft Excel 2016进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 乳酸菌发酵麦麸提取液表征

麦麸来自小麦研磨过程，内含淀粉糖、粗蛋白、维生素和矿物质等营养物质，在我国传统食醋生产中被广泛应用。由表1可知，新鲜麦麸提取液总酸达到1.58 g·L-1（以乳酸计），有机酸组成中酒石酸占比最大，其次为琥珀酸，乳酸、乙酸和柠檬酸处于相同水平，几乎不含草酸和丙酮酸。经罗伊氏乳杆菌发酵后，麦麸提取液总酸达到10.03 g·L-1（以乳酸计），有机酸中检出的乳酸、乙酸含量明显上升，酒石酸、琥珀酸略有下降，草酸、丙酮酸和柠檬酸含量无明显变化，表明罗伊氏乳杆菌发酵以乳酸和乙酸为主要代谢产物。

表1 乳酸菌发酵24 h后麦麸提取液总酸及有机酸组成（单位：g·L-1）

2.2 液态深层发酵米醋有机酸组成分析

由表2可知，试验组和对照组液态深层发酵米醋中的主体有机酸均为乙酸，另含少量酒石酸、乳酸、柠檬酸和琥珀酸，以及微量草酸和丙酮酸。发酵末期接入罗伊氏乳杆菌发酵后的麦麸提取液，后熟后发酵液中乳酸含量明显增加，表明该试验发酵体系对液态深层发酵米醋有机酸的影响主要表现为增加醋体乳酸含量。

表2 液态深层发酵米醋的有机酸组成（单位：g·L-1）

2.3 液态深层发酵米醋的挥发性风味物质组成分析

食醋中挥发性风味物质的种类和含量是影响风味复杂性的重要因素。由图1可知，从两组液态深层发酵米醋中共检出酯类、醇类、酸类、醛类和酮类等10类挥发性风味物质，对照组检出种类数明显少于试验组。对两组液态深层发酵米醋挥发性风味物质含量进行分析，试验组酯类和醇类物质含量明显高于对照组，酯类物质中乙酸异戊酯、乙酸异丁酯、乙酸苯乙酯和丁二酸二乙酯可赋予食醋水果香气[8]，由表3可知试验组中乙酸苯乙酯和丁二酸二丁酯含量明显高于对照组。醇类物质中苯乙醇具有玫瑰花香，异戊醇具有醇味和涩味，2,3-丁二醇具有焦香和奶油香气[9]，试验组中苯乙醇含量明显高于对照组。由此可知，试验组相较于对照组挥发性风味物质含量高。

图1 液态深层发酵米醋中挥发性风味物质种类和含量分布

表3 主要挥发性风味物质含量对比

2.4 液态深层发酵米醋感官评价结果

由表4可知，两组米醋样品的色泽和体态评分接近，差异较小。试验组香气和口感评分明显优于对照组，有较大差异，表明本试验的技术方案可显著改善液态深层发酵米醋的品质。

表4 米醋样品感官评分结果（单位：分）

3 结论

本研究在液态深层发酵米醋的发酵末期接入罗伊氏乳杆菌发酵后的麦麸提取液，控温后熟，结果表明此法可显著增加液态深层发酵米醋中的乳酸含量，改善米醋口感，增加米醋中挥发性风味物质的种类及浓度，可达到改善液态深层发酵米醋品质的目的。在对液态深层发酵米醋发酵过程无影响的情况下，本法改善了米醋的品质，为该技术的扩大应用提供了理论支持和参考资料。