不同分子量殘留對陳醋儲存過程中沉淀物的影響

姜薇薇

(山東商業職業技術學院 食品藥品學院，濟南 250103)

老陳醋是我國著名的食醋，生產歷史悠久。它用大麥、碗豆等原料自然通風制曲，再以高粱為主要原料配以其他輔料，采用低溫酒精發酵，通過熏醅、淋醋、日曬與撈冰，制得色澤黑紫、質地濃稠、 酸味醇厚、具有特殊香味的老陳醋[1]。但是陳醋在儲存過程中容易發生沉淀、返渾等問題一直是食醋行業多年來亟待解決的問題。據研究報道，食醋產生沉淀、返渾問題主要是由以下原因引起的：一是陳醋在釀造過程中存在未完全分解的淀粉、蛋白質等大分子物質在后期儲存中發生聚沉，致使產品發生非生物性的渾濁沉淀現象[2]。二是生產過程中因操作不規范導致產品被微生物污染，出現生物性的渾濁和變質，嚴重影響食醋的感官質量及其商品價值[3]。本文從陳醋儲存過程中非生物性的沉淀、返渾角度出發，探究陳醋產品中殘留的不同分子量物質對陳醋儲存過程中沉淀物的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 實驗材料

陳醋原醋：山東某陳醋釀造公司提供；鹽酸、NaOH等化學試劑均為分析純。

1.1.2 實驗儀器

Pellicon-2膜過濾設備 美國默克密理博公司；L-8900氨基酸全自動分析儀 日本日立公司；ET76020濁度儀 美國Lovibond公司；pHS-2F pH 計 上海雷磁儀器廠；電子分析天平 上海京孚儀器有限公司；K9860全自動凱氏定氮儀 海能(濟南)儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 基本成分分析

蛋白質的測定：依照GB 5009.5-2010進行；灰分的測定：依照GB 5009.4-2010進行；脂肪的測定：依照GB 5009.6-2016進行；總酸的測定：依照GB/T 5009.41-1996進行；總糖的測定：依照文獻[4]的總糖測定方法進行。

1.2.2 陳醋沉淀物收集方法

稱取一定量的陳醋樣品，以轉速2000 r/min離心1 min，收集沉淀物，105 ℃干燥，即為陳醋沉淀物[5]。

1.2.3 不同分子量殘留陳醋液的制備

本實驗共選擇6種有機濾膜，截留分子量分別為250，200，150，100，70，50 kDa分別對陳醋原液進行膜過濾實驗，依照殘留分子量大小分別得到原醋液、陳醋液1(殘留分子量<250 kDa)、陳醋液2(殘留分子量<200 kDa)、陳醋液3(殘留分子量<150 kDa)、陳醋液4(殘留分子量<100 kDa)、陳醋液5(殘留分子量<70 kDa)、陳醋液6(殘留分子量<50 kDa)，其中具體過濾條件參照文獻[6]進行。

1.2.4 氨基酸組成及含量分析

稱取一定量的樣品于20 mL水解管中，加入10 mL 6 mol/L的HCl溶液，抽真空至7 Pa后封口。將水解管置于110 ℃恒溫烘箱內水解24 h后冷卻，混勻，開管，過濾，吸取適量濾液，60 ℃抽真空蒸干，加入3～5 mL pH 2.2的檸檬酸鈉緩沖液，搖勻，離心，取上清液，以外標法于安捷倫AG1100型氨基酸專用液相色譜儀定量測定[7]。

1.2.5 濁度的測定方法

使用Lovibond公司的ET76020型濁度儀進行測定，測定條件參照文獻[6]進行。

1.2.6 陳醋的儲存性實驗方法

將本實驗制備的不同分子量殘留的陳醋液，在室溫儲存條件下，進行為期300天的儲存性實驗，觀察不同儲存時間陳醋液品質的變化。

1.2.7 陳醋色度的測定方法

色度在420，520，620 nm波長下進行比色測定[8]。

1.2.8 陳醋感官品質的測定方法

陳醋的感官評定方法：在文獻[9]方法的基礎上略作改動，選取20名專業的感官評定員組成感官評定小組，根據色澤、香氣、滋味、形態4個方面進行感官評價，其中感官評分標準見表1，最終得到陳醋的感官評分為20位專業感官評分員的平均分。

表1 感官評分標準Table 1 Sensory evaluation criteria

2 結果與討論

2.1 陳醋沉淀物基本成分分析

表2 陳醋沉淀物的基本成分分析(以干基計)Table 2 Analysis of the basic components of mature vinegar precipitate (on dry basis) %

由表2可知，陳醋中渾濁沉淀的主要成分為蛋白質，含量高達76.41%，其次是糖類，含量為14.87%，脂肪和灰分的含量相對較低，僅為4.30%和4.42%。這是由于陳醋在發酵過程中，原料中部分蛋白質和淀粉分解不完全，產生了一些分子量較大的多肽和多糖，這些大分子量的物質在后續的加工工藝和運輸、儲存、銷售等環節中，隨著時間的增加可在部分離子的作用下與多酚類物質結合，產生沉淀，使陳醋出現渾濁現象[10]，因此沉淀中的主要成分為蛋白質和糖類。

2.2 不同分子量殘留陳醋中各組分分析

本文共選擇6種有機濾膜，截留分子量分別為250，200，150，100，70，50 kDa分別對陳醋原液進行膜過濾實驗，依次得到原醋液、陳醋液1(殘留分子量<250 kDa)、陳醋液2(殘留分子量<200 kDa)、陳醋液3(殘留分子量<150 kDa)、陳醋液4(殘留分子量<100 kDa)、陳醋液5(殘留分子量<70 kDa)、陳醋液6(殘留分子量<50 kDa)7種含有不同分子量殘留的陳醋液。經分析，7種陳醋液中各組分見表3。

表3 不同分子量殘留陳醋中基本組分分析Table 3 Analysis of the basic components of mature vinegar residues with different molecular weight g/dL

由表3可知，膜過濾對陳醋總酸和灰分的影響不大，隨著濾膜的孔徑逐漸減小，陳醋液中無鹽固形物、蛋白質、糖類及脂類的含量逐漸減少，其中無鹽固形物及蛋白質的減少量最大。對比陳醋原液和陳醋液1的基本組成成分可知，經250 kDa的濾膜過濾后陳醋液中的各組分改變最大，含量減少最為明顯。這是因為陳醋液在發酵過程中產生的蛋白類多肽、多糖、已失活的菌體等大分子被除去，從而顯著改變了各組分的含量[11]。

2.3 不同分子量殘留陳醋儲存過程中濁度的變化

2.3.1 大分子量物質(>250 kDa)對濁度的影響

將陳醋原液和陳醋液1在常溫正常儲存條件下進行儲存性試驗，儲存過程中濁度的變化見圖1。

圖1 大分子量物質(>250 kDa)對陳醋儲存過程中濁度的影響Fig.1 The effects of macromolecular substances(>250 kDa)on turbidity of mature vinegar during storage

由圖1可知，陳醋液1(殘留分子量<250 kDa)在長期儲存過程中的濁度明顯低于陳醋原液的濁度。在經過整個300天的儲存周期后，陳醋原醋的濁度由初始的2.5 NTU升高為8.8 NTU，濁度升高了6.3 NTU。陳醋液1(殘留分子量<250 kDa)的濁度由初始的0.63 NTU升高為2.8 NTU，濁度升高了2.17 NTU，濁度變化相對較小，由此可知，陳醋原液中含有的大分子量物質(殘留分子量>250 kDa)是引起陳醋濁度變化的主要物質。

由圖1可知，陳醋原醋儲存前60天，濁度的變化較小，曲線升高較緩慢，儲存時間在60～210天時，陳醋原液的濁度變化最大，圖中曲線較陡，從3.2 NTU升高至8.3 NTU，儲存時間在210～300天時，濁度變化不大。陳醋液1(殘留分子量<250 kDa)儲存前120天濁度基本沒有發生變化，僅由最初的0.63 NTU升高至0.90 NTU，儲存時間在120～240天時，濁度變化相對較大，從0.90 NTU升高至2.76 NTU，之后隨著儲存時間延長，濁度基本維持不變。對比兩條曲線可知，陳醋液在儲存過程中，前120天出現濁度升高現象主要是由其內部殘留的大分子量物質(殘留分子量>250 kDa)絮凝沉淀產生的，而分子量小于250 kDa的物質，在儲存時間120天開始產生沉淀絮凝，使醋的濁度增加。

2.3.2 中分子量物質(100～250 kDa)對濁度的影響

4種陳醋液(陳醋液1、陳醋液2、陳醋液3、陳醋液4)在常溫正常儲存過程中濁度的變化見圖2。

圖2 中分子量物質(<250 kDa)對陳醋儲存過程中濁度的影響Fig.2 The effects of medium molecular substances(<250 kDa) on turbidity of mature vinegar during storage

由圖2可知，儲存0天時，4種陳醋液的濁度相差不大，而經過300天的儲存性試驗，4種陳醋液的濁度均發生了明顯的升高，其中陳醋液1(殘留分子量<250 kDa)濁度升高了2.17 NTU，陳醋液2(殘留分子量<200 kDa)濁度升高了1.92 NTU，陳醋液3(殘留分子量<150 kDa)濁度升高了1.65 NTU，陳醋液4(殘留分子量<100 kDa)濁度升高了1.32 NTU，由此可知，殘留分子量越大，對濁度的影響越大，儲存后陳醋的渾濁度越高。另外，由圖2可知，4種陳醋液在前120天的儲存過程中，濁度的變化均不大，這也意味著在該儲存時間段中陳醋液中絮凝產生沉淀物質的量相對較少。陳醋液1、陳醋液2在第120天時濁度開始逐漸升高，而陳醋液3、陳醋液4則是在儲存時間150天后才逐漸開始不斷升高。這種不同表明了這4種陳醋中的部分物質，因分子量的不同，在各自不同的儲存時間下開始產生絮凝，使得陳醋濁度升高。經分析可知，陳醋儲存過程中120～150天產生的濁度升高，主要是由150～250 kDa分子量范圍內物質絮凝沉淀產生的。而陳醋中分子量<150 kDa的物質，主要在儲存150天后才會不斷絮凝產生沉淀，引起陳醋濁度的變化。

2.3.3 小分子量物質(<100 kDa)對濁度的影響

3種陳醋液(陳醋液4、陳醋液5、陳醋液6)在常溫正常儲存過程中濁度的變化見圖3。

圖3 小分子量物質(<100 kDa)對陳醋儲存過程中濁度的影響Fig.3 The effects of small molecular substances(<100 kDa) on turbidity of mature vinegar during storage

由圖3可知，3種陳醋液在儲存0天時，濁度均處于較低的水平，在儲存的前150天，3種陳醋液的濁度升高較少。這表明陳醋中分子量<100 kDa的物質，在儲存前150天內能較好地保持穩定，很少絮凝產生沉淀或已產生絮凝但未達到沉淀及改變濁度的狀態。隨著儲存時間的不斷延長，3種陳醋液在不同儲存時間，分別出現濁度升高的現象，其中陳醋液4，在儲存150天后，其濁度快速升高，陳醋液5在儲存時間150～180天之間開始出現濁度快速升高的現象，而陳醋液6則在儲存180天濁度開始快速增加。這表明陳醋儲存過程中150～180天范圍內產生的濁度升高，主要是由50～100 kDa分子量范圍內物質絮凝沉淀產生的。而陳醋中分子量<50 kDa的物質，主要在儲存180天后才會不斷絮凝產生沉淀，引起陳醋濁度的變化。

綜上所述，陳醋液在正常儲存過程中，前120天出現濁度升高現象主要是由其內部殘留的大分子量物質(分子量>250 kDa)絮凝沉淀產生的，儲存時間120～150天范圍內產生的濁度升高，主要是由150～250 kDa分子量范圍內物質絮凝沉淀產生的。儲存時間范圍在150～180天內產生的濁度升高，主要是由50～100 kDa分子量范圍內物質絮凝沉淀產生的。而陳醋中分子量<50 kDa的物質，主要在儲存180天后才會不斷絮凝產生沉淀，引起陳醋濁度的變化。

2.4 不同分子量殘留對陳醋最終沉淀物的影響

不同分子量殘留的陳醋液經過300天常溫儲存試驗后產生沉淀的量不同，不同分子量殘留對陳醋最終沉淀物的影響見圖4。

圖4 不同分子量殘留對陳醋沉淀物的影響Fig.4 The effects of residues with different molecular weight on mature vinegar precipitates

由圖4可知，隨著殘留分子量的不斷減小，陳醋液中最終沉淀物的量不斷降低，其中陳醋原液最終沉淀物的量最多，為0.113 g/dL。且陳醋原液經濾膜后，最終沉淀物的量顯著減少，陳醋液1(殘留分子量<250 kDa)、陳醋液2(殘留分子量<200 kDa)、陳醋液3(殘留分子量<150 kDa)，3種陳醋液儲存后最終沉淀物的量差別不大，分別為0.051，0.046，0.043 g/dL，明顯高于陳醋液4(殘留分子量<100 kDa)中0.033 g/dL、陳醋液5(殘留分子量<70 kDa)中0.030 g/dL、陳醋液6(殘留分子量<50 kDa)中0.029 g/dL 3種陳醋液中最終沉淀物的量。

2.5 不同分子量殘留對陳醋色度的影響

不同分子量殘留對陳醋液色度的影響見圖5。

圖5 不同分子量殘留對陳醋色度的影響Fig.5 The effects of residues with different molecular weight on chroma of mature vinegar

由圖5可知，不同分子量殘留對色度的影響不大。這是因為陳醋的色澤主要是釀造流程中熏醅工藝中產生的類黑精類物質賦予的，而這類賦予陳醋良好色澤的類黑精的分子量較小，僅有小部分處于10～80 kDa，絕大部分處于10 kDa以下[12]，因此，本文選擇的6種膜過濾，孔徑較大，基本不會將其除去，所以對色度的影響不大。

2.6 不同分子量殘留對陳醋感官品質的影響

不同分子量殘留對陳醋感官評分的影響見圖6。

圖6 不同分子量殘留對陳醋感官評分的影響Fig.6 The effects of residues with different molecular weight on sensory score of mature vinegar

由圖6可知，當儲存天數為0天時，隨著殘留分子量的不斷降低，陳醋液的感官評分呈現先基本不變后逐漸降低的趨勢，但總體變化相對較小。這是因為儲存時間0天時，250，200，150，100，70，50 kDa的膜過濾僅僅除去部分多肽和糖類等相對大一些的物質，對類黑精、總酸、乙醛、乙酸乙酯、乙醇、乙酸丙酯等小分子物質的影響不大，因此對色澤、滋味及風味方面基本沒有影響[13]。但70，50 kDa的膜過濾，膜的孔徑相對較小，會使得陳醋液中部分多肽和多糖損失，從而使得陳醋液的體態變稀，從而降低陳醋液5、陳醋液6的感官評分。

當7種陳醋液經過300天后，感官評分均有不同程度的降低，由圖6可知，不同分子量殘留對陳醋感官評分的影響呈現先升高后降低的趨勢，但總體影響不大。這是因為經過300天的儲存，陳醋原液產生較多的沉淀，從而使得陳醋原液的濁度升高，對陳醋體態的影響較大，從而降低了陳醋原液的感官評分。而隨著殘留分子量的不斷減小，這一影響逐漸減弱，使得各陳醋液的感官評分呈現升高的趨勢，當殘留分子量<100 kDa時，陳醋液的感官評分達到最大值為82.3。而陳醋液5、陳醋液6的感官評分較低則是因為前期70，50 kDa的膜使得陳醋液中部分多肽和多糖損失、陳醋體態變稀，降低了其感官評分。雖然后期儲存過程中，其產生的沉淀較少，感官評分的降低較少，但其最終的感官評分值仍較低。

2.7 不同分子量殘留陳醋中氨基酸組成及含量分析

不同分子量殘留陳醋液中氨基酸組成分析見表4。

由表4可知，7種陳醋液中氨基酸的含量有較大的不同，且隨著陳醋液中殘留分子量的不斷降低，陳醋液中總的氨基酸含量呈現不斷下降的趨勢。其中陳醋原液中氨基酸的總含量最高，為8.30 mg/mL，陳醋液1、陳醋液2、陳醋液3、陳醋液4、陳醋液5中氨基酸的含量依次為7.15，6.79，6.64，6.36，5.88 mg/mL，陳醋液6中的氨基酸總量最低，為5.73 mg/mL。依照Lozano等[14]的方法計算各陳醋液中殘留蛋白的平均疏水性，計算結果見表5。

表5 氨基酸的平均疏水性與最終沉淀物的相關性分析Table 5 The correlation analysis between average hydrophobicity and precipitates

注：“**”表示在0.01水平(雙側)上顯著相關。

由表5可知，隨著濾膜分子量的不斷降低，各陳醋液中殘留蛋白質和多肽的平均疏水性不斷降低。而蛋白質或多肽分子的疏水性越強，越容易在儲存過程中相互絮凝產生沉淀[15]。

為了研究殘留蛋白質或多肽的平均疏水性和最終沉淀物的量的關系，本文分析了平均疏水性和最終沉淀物的量的相關性。由表5可知，各陳醋液中最終沉淀物的量與其殘留蛋白質或多肽的平均疏水性呈顯著正相關關系，相關系數為0.895。

3 結論

本文從陳醋儲存過程中非生物性的沉淀角度出發，以6種濾膜進行超濾制備不同分子量殘留的陳醋液，來探究陳醋中殘留不同分子量物質對儲存過程中沉淀物的影響。研究表明：沉淀物的主要成分為蛋白質，含量高達76.41%。不同分子量物質在儲存過程中發生絮凝沉淀的時間不同，前120天是由分子量>250 kDa的物質絮凝產生的沉淀。120～150天范圍內是由150～250 kDa分子量范圍的物質絮凝產生的沉淀。150～180天內，則是由50～100 kDa分子量范圍的物質絮凝產生的沉淀。而陳醋中分子量<50 kDa的物質，主要在儲存180天后才會不斷絮凝沉淀，引起陳醋濁度的變化。并且隨著陳醋液中殘留分子量越大越多，陳醋液最終沉淀物的量液越大，經分析，陳醋液中殘留不同分子量物質對陳醋的色度和感官評分影響不大，但殘留物中蛋白質或多肽的平均疏水性與最終沉淀物的量呈顯著正相關關系，相關系數為0.895。

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