苦蕎醋生料發酵過程中主要功能成分的變化規律

李云龍，胡俊君，李紅梅，陜 方，邊俊生，孫秋雁

(山西省農業科學院農產品加工研究所，山西太原030031)

苦蕎醋生料發酵過程中主要功能成分的變化規律

李云龍，胡俊君，李紅梅，陜 方，邊俊生，孫秋雁

(山西省農業科學院農產品加工研究所，山西太原030031)

研究了苦蕎醋生料發酵工藝各生產階段總黃酮、多酚、γ－氨基丁酸(GABA)、D－手相肌醇(D－CI)含量的變化。結果表明:生料制醋酒精發酵階段是這些功能成分的有效積累階段;醋酸發酵階段，總黃酮、總酚含量隨著發酵時間的延長，呈逐漸下降趨勢，GABA含量基本維持不變，而D－CI含量有明顯的提高;熏醅階段，多酚含量呈先增加后平緩的趨勢，其余成分明顯下降。通過了解苦蕎醋生料發酵工藝過程中各個功能成分的變化規律，以便為改進工藝，提高醋中的功能成分含量，為開發功效更好的苦蕎醋新產品提供科學依據。

苦蕎醋，生料發酵，功能成分

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

GABA、D－CI、乙腈 含量≥99.90% Sigma公司;蘆丁、沒食子酸 含量≥99.0，中國藥品生物制品檢定所;其余試劑 均為分析純;苦蕎醋醋醅 太原功能食品廠提供，以苦蕎為主要原料，采用生料發酵工藝(中國發明專利:ZL 92109127.3)進行苦蕎醋生產，其中酒精發酵18d，醋酸發酵8d，熏醅6d［10］。

1100液相色譜儀 美國Agilent科技公司;756紫外可見分光光度計 上海光譜儀器有限公司; EB－330H型分析天平 日本島津公司;HH－2電子恒溫水浴鍋 蘇州威爾實驗用品有限公司;P型可調式移液器 法國GILSON。

1.2 樣品處理

在苦蕎醋生料發酵工藝各個階段，取一定量的醋醅，在60℃左右風干后，粉碎樣品過40目，稱取2.000g樣品置于50mL容量瓶中，用70%甲醇，于70℃水浴加熱提取4h，定容，再經0.45μm微膜過濾，待測。

1.3 測定方法

1.3.1 總黃酮測定 可見分光光度－AlCl3法，測定波長420nm，以蘆丁為標準制作工作曲線，計算總黃酮含量。

1.3.2 總酚測定 可見分光光度法，測定波長720nm，以沒食子酸為標準制作工作曲線，計算含量。

1.3.3 GABA測定 OPA柱前自動衍生－熒光檢測法，色譜柱:Hypersil BDS C18(250mm×4.6mm，5μm)，流動相:A為1.6g NaAC·3H2O，pH 6.70，1000mL;B為1.6g NaAC·3H2O，水∶甲醇∶乙腈= 1∶2∶2為溶劑，pH 6.70，1000mL;流速:1.0mL/min，柱溫:40℃;熒光檢測器，λEx:250nm，λEm:410nm。

1.3.4 D－CI、肌醇測定 柱前衍生化RP－HPLC測定法，以苯甲酰氯為衍生化試劑，Hypersil BDS C18色譜柱為固定相，甲醇－水(85∶15)為流動相，DAD檢測器，檢測波長為230nm。

2 結果與分析

2.1 酒精發酵階段的各主要功能成分含量變化

生料制醋酒精發酵階段前3d為敞口發酵，逐天分別取樣，第4d開始封缸進行無氧發酵，18d后酒精發酵結束，開缸進行采樣。根據1.2樣品處理后，各主要功能成分的含量隨發酵時間的變化見圖1。

由圖1可見，在酒精發酵階段初期，總黃酮、總酚、GABA、D－CI含量較低，隨著發酵時間的延長，在酒精發酵結束后，醋醅中這四種主要功能成分均有較大幅度的提高。酚類及黃酮類物質可能是原料或大曲等物質中固有的，伴隨著酒精發酵碳源物質的消耗而被釋放了出來。還有部分可能是大曲中微生物釋放的代謝產物。苦蕎原料中游離D－CI含量不到0.01%，其天然存在形式是分子量較大的衍生物——蕎麥糖醇［11－12］;GABA是廣泛分布于動植物中的一種非蛋白質氨基酸，由谷氨酸經谷氨酸脫羧酶催化反應而來［13］;這兩種在發酵原輔料中含量不多的功能成分，含量隨著發酵時間的延長而顯著增加，可能是在酒精生料發酵條件下，原輔料中的內源酶和酒曲中的微生物酶被保留和激活，將原有的大分子降解為分子量更小的功能活性物質。因此在這一階段為生產富含多種功能活性成分的產品奠定了一定的物質基礎。

圖1 酒精發酵階段醅料中各主要功能成分含量動態變化圖

2.2 醋酸發酵階段的各主要功能成分含量變化

酒精發酵結束開缸后，將料液倒入攪拌池，投入麩皮和谷糠使其攪拌均勻，入缸進行8d的醋酸發酵。醋酸發酵前期是醋酸菌的培養和繁殖階段，同時也進行酒精發酵，稱為雙邊發酵;醋酸發酵中期，即主發酵段，醋醅中增酸幅度比較大。醋酸發酵階段隔天取樣，測定結果見圖2。

由圖2可知:醋酸發酵階段對物料中的主要功能成分具有顯著影響，總黃酮、總酚含量隨著發酵時間的延長，呈逐漸下降趨勢。蘆丁是苦蕎中含量最多的黃酮類物質。薛長暉［14］測得山西苦蕎粉中蘆丁占總黃酮的63.23%，槲皮素占4.19%。可能隨著發酵時間的延長，反應體系的酸度逐漸升高，致使蘆丁、槲皮素等黃酮類物質不穩定發生降解;而某些酚類物質和黃酮類物質相似，從而使其含量明顯降低。GABA含量在這一過程中基本維持不變，而D－CI含量有明顯的提高，酸解反應是D－CI和肌醇生產的一種水解工藝的基礎，醋酸的生成有利于其含量的提高。因此，苦蕎保健醋生產中應根據產品品質和功能活性要求，嚴格控制醋酸發酵條件，以便在保證醋酸轉化率的條件下，兼顧到各個功能成分的的影響。

圖2 醋酸發酵階段醅料中各主要功能成分含量的動態變化圖

2.3 熏醅階段的各主要功能成分含量變化

熏醅是山西老陳醋特有的工序，在特制的熏醅爐上進行的，每行爐炕上都安放著6個小缸，爐炕的一端生有明火，火力均勻地分布在缸的四周，熏烤著缸中的醋醅。將醋酸發酵終了的醋醅置于熏醅缸內，用文火加熱，溫度為70～80℃，缸口蓋上瓦盆，每天按順序倒缸，經6d出醅。這一階段的主要作用在于增加醋的色澤和醋的熏香味，這也是山西老陳醋色、香、味一體的主要來源［15］。然而對苦蕎保健醋而言，在熏醅過程中，各主要功能成分的含量變化見圖3。

由圖3可知，在熏醅階段，總黃酮、總酚、GABA、D－CI這些功能成分，隨著熏醅時間的延長，除總酚含量變化幅度不大之外，其余3種功能成分有明顯的降低，都降到了熏醅前的一半以下。熏醅過程中溫度的升高以及發生的美拉德反應，可能促使這些功能成分降解或轉化，從而使其含量明顯降低。因此筆者建議，以苦蕎作為釀醋原料生產苦蕎保健醋時，應該在不影響苦蕎醋品質的前提下，適當縮短熏醅天數，或改變熏醅工藝，以減少苦蕎原料中特有功能成分的損失。

圖3 熏醅階段醅料中各主要功能成分含量動態變化圖

3 討論

3.1 在酒精發酵階段，生料發酵工藝對苦蕎保健醋主要功能活性成分含量具有重要影響，原料中特有的內源酶以及發酵體系中加入的生物酶，可有效提高總黃酮、多酚、GABA、D－CI物質的含量，在這一階段為生產高含量功能成分的苦蕎保健醋奠定了一定基礎。

3.2 醋酸發酵階段，隨著體系酸度的升高，致使蘆丁、槲皮素等黃酮類物質不穩定發生降解;而某些酚類物質和黃酮類物質相似，這些黃酮類、酚類物質的損失在某種意義上降低了苦蕎醋的保健功能，但對于分解產物的保健作用還需要進一步研究。

3.3 苦蕎醋熏醅階段，除多酚含量外，總黃酮、GABA、D－CI含量隨著熏醅時間的延長，含量明顯降低，這與雷菲等人［16］報道的苦蕎醋發酵和熏醅過程中蘆丁與槲皮素含量明顯降低，宮風秋［17］和 Kreft I［18］研究的苦蕎經發酵制成苦蕎醋后蘆丁含量大大下降相吻合。但是也有結果表明，山西老陳醋在熏醅階段總黃酮、多酚含量突增［19－20］，這可能是由于釀醋原料的不同，所含的主要黃酮類和多酚類物質不同造成的。在熏醅過程中還可能產生一些有益的川芎嗪等物質，因此對熏醅工藝有待繼續深入研究，從而為提高苦蕎保健醋的品質和功效作用提供科學依據。

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Study on variations of main function ingredients in the tartary buckwheat vinegar fermentation process with uncooked material

LI Yun－long，HU Jun－jun，LI Hong－mei，SHAN Fang，BIAN Jun－sheng，SUN Qiu－yan
(Institute of Agro－Products Processing Science and Technology，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Taiyuan 030031，China)

The variation of total flavonoids，polyphenol，γ－amino butyric acid(GABA)and D－Chiro－Inositol(D－CI) contents in the tartary vinegar fermentation process with uncooked material was investigated.The results showed that the alcoholic fermentation was a stage for these function ingredients accumulation.During acetic acid fermentation，flavonoids and polyphenol contents decreased during fermentation with almost constant GABA content.But the D－CI significantly increased.Polyphenol content increased at first and then varied in a very small range during fumigating stage，while other ingredients decreased remarkably.The objective of this research was to provide scientific basis for vinegar process improvement，function ingredients increasing in vinegar and new tartary vinegar production development with higher efficacy.

tartary buckwheat vinegar;fermentation with uncooked materials;function ingredient

TS201.3

A

1002－0306(2011)12－0218－04

山西老陳醋居中國四大名醋之首，其精湛獨特的釀造工藝、醇香綿酸的口感品質，享譽中外，歷史久遠［1－2］。隨著科學研究的深入，食醋對人體健康的有益功效逐漸被認識和挖掘，已經超出了調味品的范疇［3－5］。以富含生物類黃酮、D－手相肌醇(D－Chiro－Inositol，簡稱 D－CI)、多酚、γ－氨基丁酸(γaminobutyric acid，簡稱GABA)等功能活性物質的苦蕎為主要原料，采用生料發酵和傳統老陳醋生產工藝相結合釀制加工的苦蕎醋新產品，在保留山西食醋原有品質的基礎上，更增添了苦蕎特有的營養保健的功效，尤其是在抗氧化、軟化血管、抗血栓、調節血脂等生理功能方面效果顯著，是山西醋中的一款精品［6－7］。生料制醋是指原料粉碎之后，不經蒸煮處理，直接糖化和發酵的釀醋工藝。與傳統的熟料制醋相比，由于省去了潤料、蒸煮、冷卻等工藝，因此可減少設備投資，降低勞動強度，節約能源［8－9］。而且由于在釀造過程中未殺滅原料中本身帶有的多種微生物，有效地保留了原料中的天然酶活性，與發酵加入的微生物酶源同時作用于原料，在糖化發酵過程中可起到“群微共酵”的作用，從而有效地保存了原料內的各種營養成分。因此生料制醋對于富含功能活性物質的苦蕎等特殊原料來說具有重要意義。本文采用高效液相色譜法、比色法等測試技術，對苦蕎醋生料發酵工藝不同階段醅料樣品中的總黃酮、總酚、肌醇、D－CI、GABA等功能成分進行了跟蹤分析，旨在了解其在生料發酵過程中的變化規律，為開發功效更好的苦蕎保健醋新產品提供實驗依據。

2011－08－30

李云龍(1979－)，男，碩士，助理研究員，主要從事農產品深加工研究。

國家現代農業燕麥蕎麥產業技術體系項目(CARS－08－D－2);山西省科技攻關課題(20100311066－2)。