食醋固態(tài)發(fā)酵中丙酸含量變化及生成機理研究

李永麗 潘中喬亞 于 剛 肖 宇 俞洪寶

（1.成都海關(guān)技術(shù)中心 四川成都 610041；2.南充海關(guān)）

1 前言

丙酸對霉菌、需氧芽胞菌和革蘭氏陰性桿菌有較好的抑制作用，是一種新型的食品防腐劑。但同其他有機酸一樣，丙酸是食醋風(fēng)味物質(zhì)之一。因此，研究食醋中丙酸本底及釀造生成機理、變化規(guī)律，可以為正確認識食醋中的丙酸提供科學(xué)依據(jù)，以有效應(yīng)對技術(shù)貿(mào)易壁壘。本文以四川麩醋為例，考察了發(fā)酵、加工、陳釀過程中丙酸的變化，初步探討了其生成機理。

2 實驗設(shè)計

四川麩醋釀造中可能引入丙酸及導(dǎo)致丙酸含量變化的環(huán)節(jié)主要有：（1）原料：麩皮、次粉、大米等原糧在儲存中為了防止變霉，可能會使用丙酸、丙酸鈣等防霉劑進行處理。（2）發(fā)酵過程：原料糖化成葡萄糖后，在產(chǎn)丙酸菌的作用下經(jīng)糖酵解（EMP）途徑和Wood-Werkman途徑代謝生成丙酸，同時乳酸也可為部分丙酸菌利用代謝產(chǎn)生丙酸，2種底物代謝生成丙酸的過程中均會生成乙酸副產(chǎn)物[1-3]。（3）曲藥和回糟均可能含有產(chǎn)丙酸菌并生成丙酸。因此，本文抽取原料、曲藥、醋母、回糟和發(fā)酵釀造過程中醋醅測定丙酸含量，同時對熬醋、膜濾、陳釀、超高溫瞬時（UHT）滅菌工序前后丙酸含量進行測定并分析其含量變化。

3 實驗與討論

3.1 檢測方法

采用GB 5009.120—2016《食品中丙酸鈉、丙酸鈣的測定》[4]第一法 液相色譜法，其中，醋母、生醋、熟醋等液體樣品采用蒸餾法進行樣品處理，麩皮、生粉等原料和醋醅因樣品比重輕，蒸餾過程沸騰后黏留瓶壁且易糊，采用直接浸提法對樣品進行處理。

3.2 結(jié)果分析

3.2.1 釀造原料及曲藥、醋母液對丙酸含量的影響

本文對食醋釀造原料大米、次粉、麩皮以及曲藥、醋母液中的丙酸進行了含量測定，結(jié)果詳見表1。

表1 麩醋釀造原輔料中的丙酸含量

由表1中可知，釀造原料麩皮、大米、次粉等均未檢出丙酸，而發(fā)酵醋母所使用的曲藥中檢出含有丙酸，曲藥是在黃梅季節(jié)用小麥、麩皮、中藥材粉碎混勻壓塊后，讓自然界各種微生物在上面生長而制成的，此時曲藥中檢出丙酸則意味著自然環(huán)境中存在有產(chǎn)丙酸菌。制作醋母的過程就是讓食醋釀造微生物快速增長形成液體曲，其中主要的優(yōu)勢菌群是用于糖化的曲霉、用于酒化的酵母菌和用于醋化的醋酸菌，丙酸桿菌只是作為形成風(fēng)味物質(zhì)的雜菌而存在，在微生物大量繁殖階段被抑制生長直至菌群平衡。

3.2.2 發(fā)酵過程中醋醅丙酸含量的變化

四川麩醋釀造中，醋醅發(fā)酵前5d為厭氧發(fā)酵[5]，從第6 d起開始翻醅混料并補充供氧。對醋醅中丙酸含量測定，結(jié)果詳見表2。

表2 四川麩醋發(fā)酵過程中丙酸含量的變化

由表2可知，發(fā)酵前5d丙酸含量增加較快，此時為厭氧發(fā)酵階段，是淀粉開始糖化的階段，從第6d后丙酸含量增長漸緩，這是因為發(fā)酵進入有氧發(fā)酵階段，醋酸菌開始產(chǎn)酸，隨著pH的下降和溫度的上升（四川麩醋工藝中要求控制醋酸發(fā)酵階段溫度不低于38℃）[6]，丙酸桿菌生長和產(chǎn)酸受抑制，醋醅中丙酸含量幾乎不再有大的變化，只有微量的平穩(wěn)增長，在第25 d時達到最高，并從30 d起開始略微下降，這是由于進入后熟階段，醋醅中糖分消耗不再產(chǎn)生新的丙酸，而已生成的丙酸發(fā)生了酯化反應(yīng)。發(fā)酵各階段丙酸含量的變化也與丙酸桿菌的生化性質(zhì)相一致。

3.2.3 加工環(huán)節(jié)對食醋中丙酸含量的影響

醋醅發(fā)酵結(jié)束后所淋取的醋為生醋，此時還需經(jīng)過熬醋、膜濾、陳釀及UHT滅菌裝瓶等工藝，為了考察熬醋、膜濾、UHT滅菌過程對丙酸含量的影響，本文對熬醋前后、膜濾前后、UHT滅菌前后食醋中丙酸含量進行了測定，結(jié)果詳見表3。

表3 加工環(huán)節(jié)對食醋中丙酸含量的影響

由表3可知，熬醋后丙酸含量增加，這是因為熬制中水分蒸發(fā)導(dǎo)致丙酸濃度升高，而膜濾和UHT滅菌工序?qū)Υ滓褐斜岷繋缀鯚o影響。

3.2.4 陳釀過程中丙酸含量的變化

熬制后的熟醋進行陳釀主要是讓醋液中的酸、醇、醛、酯、酚、酮類等物質(zhì)進一步發(fā)生各種反應(yīng)并相互融合以增加和協(xié)調(diào)其色、香、味，陳釀時間根據(jù)醋的等級而不一。本文檢測了陳釀過程不同時間的食醋中丙酸含量，結(jié)果詳見表4。

表4 陳釀對食醋中丙酸含量的影響

由表4可知，隨著陳釀的時間延長，丙酸含量緩慢降低。這是由于在熬醋工藝時，醋液中微生物已基本滅活。在食醋的風(fēng)味后熟階段，密封陳釀中的丙酸發(fā)生酯化反應(yīng)，導(dǎo)致其含量降低。

4 結(jié)論

丙酸本身就是食醋中的一種重要風(fēng)味物質(zhì)，在食醋發(fā)酵釀造中由丙酸桿菌代謝所產(chǎn)生，丙酸桿菌在自然環(huán)境、發(fā)酵池中均有存在；在食醋釀造中，采用自然環(huán)境接種所制的曲藥中即有丙酸桿菌存在，經(jīng)醋母擴培后接種于醋醅中；曲霉將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖后，丙酸桿菌在厭氧環(huán)境下，經(jīng)糖酵解EMP途徑和Wood-Werkman途徑將葡萄糖代謝為丙酸。隨著釀造的進程，在有氧發(fā)酵階段，pH和溫度抑制了丙酸桿菌的生長和產(chǎn)酸，發(fā)酵后期和陳釀期，丙酸因酯化而略微降低；熬醋工序由于水分蒸發(fā)導(dǎo)致丙酸含量升高，膜濾和UHT滅菌工序?qū)Υ滓褐斜岷繋缀鯚o影響。