液態發酵米醋穩定性研究

譚海剛,李靜,申美容

(青島農業大學 食品科學與工程學院，山東 青島 266109)

在我國古代就有“民以食為天，食以味為先，味以酸為本，酸甜苦辣咸”的記載。食醋是人們喜聞樂用的傳統發酵調味品，常用于烹飪食品和加工，全國每天消耗量超過320×104L[1]。食醋營養成分豐富，除醋酸外，醋還含有其他有機酸類、醇類、酯類、酮類和醛類物質，如乳酸、琥珀酸、乙醇、2-丙醇、2-丁醇、辛醇、乙酸乙酯、4-乙基愈創木酚、2,3-丁二酮、3-羥基-2-丁酮、二乙酰、己醛、庚醛。此外，食醋中還含有較多的酚類化合物、黃酮類化合物、類胡蘿卜素、植物甾醇、維生素，如阿魏酸、香草酸、原兒茶酸、丁香酸、沒食子酸等[2-4]。經常食用醋產品，有助于改善消化系統、激發食欲、防氧化、抗衰老、降血脂、降血壓、消炎抗菌、預防癌癥和治療糖尿病等功效[5-7]。

食醋在儲存過程中易產生沉淀，影響美觀和食用。食醋產生沉淀的原因主要有生物性因素和非生物性因素兩種。生物性因素主要是微生物污染造成的；非生物性因素主要是由于原輔料分解不徹底造成醋液中蛋白質、淀粉、糖類等成分含量過高，這些成分在一定條件下發生反應，形成一些絡合物凝聚成大分子形成沉淀。其次發酵罐或管道中的鐵離子與醋酸反應生成醋酸鐵沉淀，也會與氧化性蛋白和單寧結合生成沉淀。

液態發酵米醋具有自動化程度高、生產周期短、原料利用率高、產品質量穩定的優勢，其產生的沉淀量較固態發酵醋少，但因為其顏色淺、透明度高，沉淀的產生對液態發酵米醋影響更加明顯。本文以液態發酵米醋為研究對象，通過分析醋和沉淀中組成成分，研究采用酶法提高液態發酵米醋穩定性，為食醋穩定性研究提供技術參考。

1 材料方法

1.1 試驗材料與儀器

1.1.1 試驗材料

液態發酵米醋：自釀；牛血清白蛋白、酸性蛋白酶：北京索萊寶科技有限公司；糖化酶：國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.2 試驗儀器與設備

紫外可見分光光度計 尤尼柯(上海)儀器有限公司；高速冷凍離心機 北京時代北利離心機有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 液態發酵米醋與沉淀組成成分分析

將液態發酵米醋以9000 r/min離心15 min，分別測定上清液和沉淀中蛋白質、還原糖、總糖、淀粉、單寧以及鐵離子、鋅離子、鉀離子、鈣離子、鈉離子、鎂離子含量，分析產生沉淀的主體成分。

1.2.2 酸性蛋白酶對液態發酵米醋穩定性的影響

1.2.2.1 酸性蛋白酶添加量對液態發酵米醋蛋白質含量的影響

在液態發酵米醋中分別加入0，200，400，600，800，1000 U/g的酸性蛋白酶，一份立即沸水浴滅活，另一份于50 ℃水浴2 h后沸水浴滅活，測定兩份液態發酵米醋中蛋白質含量，確定酸性蛋白酶最佳添加量。

1.2.2.2 酸性蛋白酶作用時間對液態發酵米醋蛋白質含量的影響

在液態發酵米醋中加入 600 U/g的酸性蛋白酶，于50 ℃分別水浴0，1，2，3，4，5 h，測定其蛋白質含量，確定酸性蛋白酶最佳作用時間。

1.2.2.3 酸性蛋白酶對液態發酵米醋穩定性的影響

按照酸性蛋白酶最佳酶添加量和最佳作用時間處理液態發酵米醋，分別放置1，2，3，4，5周，測定其透光率，確定酸性蛋白酶對液態發酵米醋穩定性的影響。

1.2.3 糖化酶對液態發酵米醋穩定性的影響

1.2.3.1 糖化酶添加量對液態發酵米醋還原糖、淀粉含量的影響

在液態發酵米醋中分別加入0，200，400，600，800，1000 U/g的糖化酶，一份立即沸水浴滅活，另一份于55 ℃水浴2 h后沸水浴滅活，測定兩份液態發酵米醋中還原糖和淀粉含量，確定糖化酶最佳添加量。

1.2.3.2 糖化酶作用時間對液態發酵米醋還原糖、淀粉含量的影響

在液態發酵米醋中加入400 U/g的糖化酶，于55 ℃分別水浴0，2，4，6，8，10 h，測定其還原糖和淀粉含量，確定糖化酶最佳作用時間。

1.2.3.3 糖化酶對液態發酵米醋穩定性的影響

按照糖化酶最佳酶添加量和最佳作用時間處理液態發酵米醋，分別放置1，2，3，4，5周，測定其透光率，確定糖化酶對液態發酵米醋穩定性的影響。

1.2.4 處理方式對液態發酵米醋感官的影響

分別對酶處理和離子交換處理前后液態發酵米醋的色澤、澄清度、香氣、滋味進行評定，確定酶和離子交換處理對液態發酵米醋感官的影響。

1.3 分析方法

1.3.1 蛋白質含量的測定

采用考馬斯亮藍法[8]。

1.3.2 總糖的測定

采用硫酸-蒽酮法[9]。

1.3.3 還原糖的測定

采用DNS法[10]。

1.3.4 單寧的測定

采用福林-丹尼斯試劑法[11]。

1.3.5 淀粉的測定

采用酸水解法[12]。

1.3.6 感官評定

感官評定方法參照文獻[13]。

1.3.7 透光率的測定

采用紫外分光光度法[14]。

2 結果分析

2.1 液態發酵米醋與沉淀組成成分分析

表1 液態發酵米醋和沉淀中的組成成分含量Table 1 The content of components in liquid fermented rice vinegar and precipitate mg/mL

注：“-”為未檢出。

由表1可知，液態發酵米醋離心沉淀組分中蛋白質含量為0.0339 mg/mL，比離心上清液高了25.09%；總糖、還原糖和淀粉含量分別為0.0262，0.0139，0.0095 mg/mL，分別比離心上清液高了85.82%、13.01%、39.71%；因此，液態發酵米醋中蛋白質和糖類均對其穩定性產生影響。

2.2 酸性蛋白酶對液態發酵米醋穩定性的影響

2.2.1 酸性蛋白酶添加量對液態發酵米醋蛋白質含量的影響

圖1 酸性蛋白酶添加量對液態發酵米醋 蛋白質含量的影響Fig.1 Effect of the additive amount of acid protease on protein content of liquid fermented rice vinegar

由圖1可知，酸性蛋白酶對液態發酵米醋蛋白質的分解作用呈現先增加后減慢的趨勢。當酸性蛋白酶添加量為600 U/g時，蛋白質的分解量最大，為0.014 mg/mL，占液態發酵米醋蛋白質總量的53.85%，確定酸性蛋白酶的最適添加量為600 U/g。

2.2.2 酸性蛋白酶作用時間對液態發酵米醋蛋白質含量的影響

圖2 酸性蛋白酶反應時間對液態發酵 米醋蛋白質含量的影響Fig.2 Effect of acid protease reaction time on protein content of liquid fermented rice vinegar

由圖2可知，隨著酸性蛋白酶反應時間的增加，醋中的蛋白質呈現先減少后趨于穩定的趨勢，當酸性蛋白酶的反應時間為3 h左右時，醋液中蛋白質的含量達到最低。因此，確定酸性蛋白酶的最佳反應時間為3 h。

2.2.3 酸性蛋白酶對液態發酵米醋穩定性的影響

由圖3可知，液態發酵米醋經酸性蛋白酶處理后透光率發生了較大變化。與原醋(透光率為57.85%)相比，酸性蛋白酶處理后液態發酵米醋的透光率增加了30.48%。隨著放置時間的增加，透光率呈現下降的趨勢，當放置時間為4周時，其透光率已經低于原醋的透光率。因此，酸性蛋白酶處理液態發酵米醋可以延長至少3周的穩定期。

圖3 酸性蛋白酶對液態發酵米醋穩定性的影響Fig.3 Effect of acid protease on the stability of liquid fermented rice vinegar

2.3 糖化酶對液態發酵米醋穩定性的影響

2.3.1 糖化酶添加量對液態發酵米醋還原糖、淀粉含量的影響

圖4 糖化酶添加量對液態發酵米醋還原糖、 淀粉含量的影響Fig.4 Effect of the additive amount of glucoamylase on reducing sugar and starch content of liquid fermented rice vinegar

由圖4可知，當糖化酶添加量為400 U/g時，還原糖含量為0.0139 mg/mL，較處理前增加了11.2%；同時，淀粉含量為0.0054 mg/mL，較處理前減少了16.92%。繼續增加糖化酶添加量，液態發酵米醋液中還原糖含量和淀粉含量均趨于穩定。因此，確定糖化酶最適添加量為400 U/g。

2.3.2 糖化酶作用時間對液態發酵米醋還原糖、淀粉含量的影響

由圖5可知，隨著糖化酶反應時間的增加，液態發酵米醋中還原糖呈現增加的趨勢，淀粉含量呈現降低的趨勢。當糖化酶作用時間為8 h時，醋液中還原糖的含量達到最高，為0.0165 mg/mL，較處理前增加了32%；淀粉含量達到0.0034 mg/mL，較處理前減少了37.04%。因此，確定糖化酶的最佳作用時間為8 h。

圖5 糖化酶作用時間對液態發酵米醋 還原糖、淀粉含量的影響Fig.5 Effect of action time of glucoamylase on reducing sugar and starch content of liquid fermented rice vinegar

2.3.3 糖化酶對液態發酵米醋穩定性的影響

圖6 糖化酶對液態發酵米醋穩定性的影響Fig.6 Effect of glucoamylase on the stability of liquid fermented rice vinegar

由圖6可知，糖化酶處理的液態發酵米醋隨放置時間的延長透光率緩慢下降。與原醋(透光率為57.85%)相比，經糖化酶處理后其透光率增加了39.08%。當放置時間為5周時，其透光率仍為64.56%，較原醋高了11.60%。所以，糖化酶處理可以明顯提高液態發酵米醋的穩定性。

2.4 處理方式對液態發酵米醋感官的影響

表2 處理方式對液態發酵米醋感官的影響Table 2 Effect of processing methods on the sensory indexes of liquid fermented rice vinegar

由表2可知，液態發酵米醋經酸性蛋白酶和糖化酶處理后感官指標無明顯變化。

3 討論

本研究通過分析液態發酵米醋離心上清液與沉淀的組分，采用酸性蛋白酶、糖化酶和離子交換處理法對液態發酵米醋穩定性進行探究。結果表明：酸性蛋白酶添加量為600 U/g、反應時間為3 h時，液態發酵米醋穩定性可以延長至少3周。糖化酶添加量為400 U/g、反應時間為8 h時，液態發酵米醋透光率增加了39.08%，放置5周時，其透光率仍為64.56%，較原醋高了11.60%。酸性蛋白酶和糖化酶處理均可提高液態發酵米醋的穩定性，其中糖化酶處理效果尤為顯著。同時，采用酸性蛋白酶和糖化酶處理后液態發酵米醋的感官指標無明顯變化。