大曲添加量对山西陈醋发酵过程中理化指标和特征成分的影响.pdf
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1、2023年第42 卷第8 期中国酿造研究报告总第37 8 期71大曲添加量对山西陈醋发酵过程中理化指标和特征成分的影响梁艳文1-2,夏瑶瑶1-2,王晓昌1-2,周景丽1-2,梁楷1-2,郎繁繁1-2,闫裕峰1.2*(1.食醋发酵科学与工程山西省重点实验室,山西太原0 30 40 0;2.山西紫林醋业股份有限公司,山西太原0 30 40 0)摘要:为确定山西陈醋生产所需大曲的最适添加量,保障产品品质,降低生产成本,该研究分别分析了添加原料质量2 0%、30%和40%大曲对山西陈醋发酵过程中主要理化指标(酒精度、还原糖、总酸、不挥发酸、有机酸、氨基酸态氮、总酯)和特征成分(川芎嗪、总黄酮)的影响。
2、结果表明,山西陈醋发酵过程中,酒精度整体呈现下降趋势,还原糖、总酯含量均呈现先增加后减小的趋势,总酸、氨基酸态氮、总黄酮、川芎嗪含量整体呈上升的趋势。增加大曲添加量有利于增加还原糖、不挥发酸、氨基酸态氮、总酯、川芎嗪、总黄酮的含量。酿造山西陈醋所需大曲的最佳添加量为30%。此条件下酿造新醋中的总酸含量为4.6 0 g/100mL,氨基酸态氮含量为0.2 0 g/100mL,还原糖含量为1.6 2 g/100mL,不挥发酸含量为1.6 7 g/100mL,总酯含量为1.92 g/100mL,总黄酮含量为8 0.35g/100g,川芎嗪含量为22.58mg/L,有机酸总量为3.7 5g/100g,
3、乳酸和乙酸含量占总有机酸含量的90%以上,产品品质优良。关键词:大曲添加量;山西陈醋;理化指标;川芎嗪;总黄酮中图分类号:TS264.2引文格式:梁艳文,夏瑶瑶,王晓昌,等.大曲添加量对山西陈醋发酵过程中理化指标和特征成分的影响.中国酿造,2 0 2 3,42(8):71-77.Effects of Daqu addition on physicochemical indexes and characteristic components ofLIANG Yanwen2,XIA Yaoyao,WANG Xiaochang,ZHOU Jingli2,LIANG Kai2,ANG Fanfan,Y
4、AN Yufeng2*(1.Key Laboratory of Vinegar Fermentation Science and Engineering of Shanxi Province,Taiyuan 030400,China;Abstract:In order to determine the optimal Daqu addition for Shanxi vinegar production,ensure product quality and reduce production cost,the ef-fects of adding 20%,30%and 40%of the ra
5、w material quality of Daqu on main physicochemical parameters(alcohol,reducing sugar,total acid,non-volatile acid,organic acid,amino acid nitrogen and total ester)and characteristic components(ligustrazine and total flavonoids)of Shanxi vinegarduring fermentation process were analyzed,respectively.T
6、he results showed that the alcohol content showed an overall decreasing trend,the contentsof reducing sugar and total ester first increased and then decreased,and the contents of total acid,amino acid nitrogen,total flavonoids and ligus-trazine showed an overall increasing trend during the fermentat
7、ion process of Shanxi vinegar.Increasing the Daqu addition was conducive to increas-ing the contents of reducing sugar,non-volatile acid,amino acid nitrogen,total ester,ligustrazine,and total flavonoids.The optimal addition of Daqurequired for brewing Shanxi vinegar was 30%.Under the conditions,the
8、contents of total acid,amino acid nitrogen,reducing sugar,non-volatile acid,total ester,total flavonoid,ligustrazine,and organic acid in brewing new vinegar were 4.60 g/100 ml,0.20 g/100 ml,1.62 g/100 ml,1.67 g/100 ml,1.92 g/100 ml,80.35 g/100 g,22.58 mg/L,and 3.75 g/100 g,respectively.Lactic acid a
9、nd acetic acid contents accounted for more than 90%of the totalorganic acid contents,and product quality was excellent.Key words:Daqu addition;Shanxi vinegar;physicochemical indexes;ligustrazine;total flavonoids山西陈醋及山西老陈醋均以高梁、麸皮为主要原料,以大麦、豌豆为原料制成的大曲作为主要糖化发酵剂,经“蒸、酵、熏、淋、陈”等工序酿制而成。产品色泽红棕,香气和谐,食而绵酸,口感醇厚,
10、酸甜适口,余香绵长,具有“酸、绵、甜、香、鲜”的风味特征1-2 ,且含有丰富的有机酸、糖类、川芎嗪、黄酮等营养成分,具有抗菌、抗氧化、缓解疲劳、降血脂、降血压等功效3-。但由于大曲添加量及发酵条件、时收稿日期:2 0 2 2-12-12基金项目:山西省重点研发计划(2 0 2 2 ZDYF124);山西省科技厅(2 0 2 2 0 40 10 9310 0 2,2 0 18 0 5D121010)作者简介:梁艳文(1994-),女,工程师,硕士,研究方向为食醋发酵科学与工程。*通讯作者:闫裕峰(197 7-),男,高级工程师,本科,研究方向为食醋发酵科学与工程。文章编号:0 2 54-50 7
11、 1(2 0 2 3)0 8-0 0 7 1-0 7Shanxi vinegar during fermentation process2.Shanxi Zilin Vinegar Co.,Ltd.,Taiyuan 030400,China)修回日期:2 0 2 3-0 3-16doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2023.08.012间差异致使产品品质出现差异。目前,山西老陈醋执行标准为GB/T197772013地理标志产品山西老陈醋,该标准对产品总酸、不挥发酸、氨基酸态氮、总酯、总黄酮、川芎嗪等指标均做出相应要求。而山西陈醋执行标准为GB18187一2000酿造食醋
12、或GB27192018食品安全国家标准食醋,这两标准均未对氨基酸态氮、总酯、总黄酮、川芎嗪等指标做出要求。为提高产品品质,规范生产,山西紫林醋业2023 Vol.42 No.872Serial No.378股份有限公司制定T/SXJP002一2 0 2 2“山西精品”认证工厂质量保证能力评价规则,对产品总酸、不挥发酸、氨基酸态氮、总黄酮等指标进行要求。大曲作为一种传统的糖化发酵剂,在酿酒和酿醋中发挥着重要作用7-9。大曲的本质是一种复合酶制剂,含有的液化酶、糖化酶、蛋白酶等可使原料中的淀粉、蛋白质等大分子物质分解,为微生物生长提供营养10-1。同时大曲中也含有丰富的微生物,这些微生物利用原料生
13、成多种香味物质,赋予成品特殊的风味12 。近年来,有很多针对大曲微生物及风味物质的研究。张天震等13 应用Miseq高通量测序平台分析研究了山西老陈醋大曲的细菌群落结构及多样性。结果表明,大曲中主要的细菌有乳杆菌属(Lacto-bacillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、泛菌属(Pantoea)、不动杆菌属(Acinetobacter)、糖多孢菌属(Saccharopolyspora)、黄杆菌属(Flavobacterium);后来旺等14研究了大曲培养温度对食醋品质的影响,结果发现,32 条件下培养而成的大曲用于生产,可以使食醋品质达到最佳。大曲不仅是食醋酿造重要的发酵剂,也为食醋发
14、酵提供了丰富的营养和风味物质。孙金旭等15 分析了不同加曲量对酱香型白酒中杂油醇总量的影响,发现曲料比为1:1和1:1.3时,杂醇油的生成量已趋于平缓,采用加曲量控制杂醇油的生成具有可行性。大曲的添加量不仅对发酵过程和产品风味有重要影响,同时也对生产成本有较大的影响。因此,本研究分析比较了不同大曲添加量对山西陈醋发酵过程中各项指标的影响,旨在确定山西陈醋酿造所需大曲的经济用量,在保障产品品质的同时,降低生产成本。1材料与方法1.1 材料与试剂1.1.1 材料大曲(以大麦、毛豌豆为主要原料,按传统工艺制成;理化指标:水分10.6 0%,总酸0.54g/100g,糖化力930 U/g,酯化力519
15、U/g,蛋白酶活力18 9U/g,发酵力1.46 U/g)、酒、醋、熏及新醋:山西紫林醋业股份有限公司。1.1.2试剂硫酸铜、亚甲基蓝(均为分析纯):天津欧博凯化工有限公司;亚铁氰化钾、酒石酸钾钠、氢氧化钠、氨水、亚硝酸钠、硝酸铝、无水芦丁(均为分析纯):天津市科密欧化学试剂有限公司;盐酸川芎嗪标准品(纯度均 98%):中国食品药品检定研究院;有机酸标准品(纯度均 98%):天津市光复精细化工研究所。其他试剂均为国产分析纯。1.2仪器与设备Alkomat酒精检测仪:德国福林斯公司;TARTER3100实验室pH计:上海奥豪斯仪器有限公司;AR124CN电子天平:奥豪斯仪器(常州)有限公司;T3
16、202分光光度计:太原China Brewing市瑞佳科学器材有限公司;安捷伦12 6 0 高效液相色谱(highperformance liquid chromatography,HPLC)仪(配紫外检测器):美国安捷伦科技公司。1.3实验方法1.3.1山西陈醋酿造工艺流程及操作要点大曲麸皮、谷糠、稻壳高梁膨化酒精发酵拌酷醋酸发酵熏酪淋醋一半成品新醋操作要点:高梁除杂粉碎,经挤压膨化后加入350%450%水(以高梁质量计,下同)进行调浆,使膨化高梁充分吸收水分,然后加入大曲进行酒精发酵。酒精发酵前2 d为口发酵,之后封罐进入养期。酒精发酵8 d后结束,加入100%麸皮、8 0%谷糠及6 0%
17、稻壳进行拌酷成为新酷,将发酵至第2 天的醋作为火酷接入新中,开始醋酸发酵,每天定时进行翻倒酪,使醋酪松散,为醋酪中好氧微生物醋酸菌的生长繁殖提供充足氧气,发酵14d后结束醋酸发酵,一半醋经熏酷后,与另一半未经熏酪的醋循环套淋,得新醋。1.3.2样品采集分别采集不同大曲添加量的成熟酒(J08)、新酷(C00)、第2 天醋酷(C02)、第4天醋酷(C04)、第6 天醋酪(C06)、第8 天醋酷(C08)、第10 天醋酷(C10)、第12 天醋酷(C12)、第14天醋酷(C14)、熏酷(X)、新醋(L)样品进行分析。1.3.3分析检测方法酒精度的测定:按照酿酒分析与检测17 中的方法蒸馏,采用福林斯
18、Alkomat酒精检测仪测定馏出液酒精度。总酸、氨基酸态氮、还原糖、总酯、不挥发酸、总黄酮、川嗪含量的测定:按照国标GB/T197772013地理标志产品山西老陈醋。淀粉含量的测定:按照国标GB5009.92016食品中淀粉的测定方法。有机酸含量的测定:参照文献18 。1.3.4数据处理试验数据用Excel2010及Origin8.0软件进行处理和分析。2结果与分析2.1不同大曲添加量对山西陈醋发酵过程中理化指标的影响2.1.1酒精度及还原糖含量的变化不同大曲添加量对山西陈醋发酵过程中酒精度及还原糖含量变化的影响见图1。醋酸发酵过程主要是依靠醋酸菌等微生物将酒精氧化成醋酸的阶段,因此测定醋酪的
19、酒精度可以衡量醋酸发酵的进程4。由图1A可知,醋酸发酵过程中醋酪的酒精度整体呈下降趋势,对比三种不同大曲添加量可知,三种条件下醋酪酒精度的变化趋势和幅度较为相近。但添加30%大曲时,酒精度下降幅度较大,其酒精度由7.90%vol降至0.40%vol。Research Report2023年第42 卷第8 期中国酿造研究报告添加40%大曲时,酒精度由8.15%vol降至0.9 0%vol。而添加20%大曲时,醋酸发酵结束时成酷的酒精度为1.6%vol,还有较多酒精未被利用,需要适当延长发酵时间。A38a7a0%/彭654321总第37 8 期2.1.2总酸、不挥发酸及有机酸含量的变化不同大曲添加
20、量对山西陈醋发酵过程中总酸及不挥发酸含量变化的影响见图2。A6(-Tu001.8)/唐号湿贸5420%大曲C30%大曲d-40%大曲f1e73+20%大曲330%大曲-40%大曲20样品编号B(Tu001.8)/2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.2样品编号(rTu001.3)/2.0B1.820%大曲30%大曲一40%大曲faa20%大曲30%大曲C-40%大曲0.80.6样品编号不同字母表示差异显著(P0.05)。与酒精发酵结束时酒的总酸含量相比,新酪的总酸含量下降,分析原因可能是由于新酷中拌入了麸皮、谷糠、稻壳等辅料。随着醋酸发酵时间的延长,总酸含量整体呈上升的趋势
21、。经过熏酷及淋醋,总酸含量进一步提高,分析原因可能是熏过程是一个加热过程,熏酷过程中伴随着醋酷中水分的蒸发,总酸的含量相对增加。对比不同大曲添加量可知,不同大曲添加量酿造的山西陈醋的总酸含量均达到4.5g/100mL以上,且三者无明显差异(P0.05),均达到T/SXJP002一2 0 2 2“山西精品”认证工厂质量保证能力评价规则要求(4.50 4.99g/100mL)。有机酸是形成山西陈醋风味的基本骨架。山西陈醋中含有丰富的不挥发酸,如乳酸、苹果酸、柠檬酸、草酸、琥珀酸等,可缓冲乙酸的刺激性,使食醋酸味柔和醇厚16 。由图2 B可知,在醋酸发酵过程中不挥发酸含量呈先上升后下降的趋势,经熏蒸
22、、淋醋后不挥发酸含量再次升高。分析原因可能是在发酵初期,微生物利用糖类等物质生成了乳酸、琥2023 Vol.42 No.874Serial No.378珀酸、柠檬酸等不挥发酸,使醋醋中不挥发酸含量增加,后期由于醋酸菌大量繁殖,乳酸被分解,同时部分有机酸与醇类物质发生酯化反应等,致使不挥发酸含量下降。经过熏酪后不挥发酸含量略有所升高,可能是因为经过熏蒸后水分散失,致使其含量升高19。大曲添加量为40%、30%和2 0%时,新醋中不挥发酸含量分别为为1.7 9g/100mL、Table 1 Effects of different Daqu addition on the changes of o
23、rganic acid contents of Shanxi vinegar during fermentation process大曲添加量/发酵%过程甲酸J080.020.01COO0.020.00C020.050.01C060.050.0120C100.060.02C140.040.01X0.080.00L0.050.01J080.020.00COO0.030.01C020.020.01C060.040.0030C100.040.00C140.050.01X0.090.02L0.050.01J080.040.01COO0.030.00C020.050.01C060.060.0040C10
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