四川麸醋生醋后工序和成品醋存放过程中非生物性沉淀物质组成及其变化分析

周力,李长胜,董豪,赵明,袁英豪,李建龙*,胡凯弟,刘爱平,李琴,赵宁,刘书亮*

(四川农业大学 食品学院,四川 雅安,625014)

摘 要 为了了解四川麸醋非生物性沉淀物质的组成以及后工序和存放过程中沉淀物质的含量变化,该文对四川麸醋生醋后工序的醋液和部分工序的醋液沉淀以及成品醋存放过程的醋液及其沉淀进行物质组成成分和含量分析。结果表明,四川麸醋生醋的总酸含量在4.6~4.9 g/100 mL,经过一系列工序处理后的成品醋总酸含量维持在6.0~6.4 g/100 mL;四川麸醋的沉淀组成以蛋白质和淀粉为主,占总沉淀的50%~60%,是组成沉淀的最主要物质;在生醋后工序中,双效降膜和熬制会导致水分挥发约20%左右使醋液浓缩,是醋液中蛋白质、淀粉等物质含量增加的两个重要工序、大罐静置陈酿和膜滤工序可以去除已经形成的沉淀物质,但对于防控后续的再次返浑并没有显著的效果;在成品醋存放过程中,食醋沉淀量随着存放时间延长而逐步增加至0.29%左右,其主要以蛋白质、淀粉、果胶、Fe3+、Ca2+等增加为主。该研究结果为生产企业调整食醋后工序和防控成品醋返浑提供了理论基础。

关键词 四川麸醋;后工序;存放;沉淀组成;分析

四川麸醋是一种固态生料发酵的粮醋,以麸皮为主要原料,药曲为糖化发酵剂,采取糖化、酒化、醋化同时进行的“三边发酵”工艺,其酿造工艺主要包括6个步骤:药曲制备、原料准备、制醅入池发酵、淋醋熬制、调配灭菌、陈酿澄清[1-2]。生料发酵相比熟料发酵有工艺相对简单、设备投入少、节约能源等优势,但也有发酵不够彻底、带入的杂菌多而复杂、发酵周期较长等弊端[3-5],所以生料发酵食醋更容易生成沉淀物质。

目前,四川麸醋生醋进入后工序处理时,会有不同程度的沉淀物质生成以及在包装后成品醋存放过程中也会形成二次沉淀,也称为返浑。食醋返浑后会出现泛黄、浑浊、附壁物等现象,影响食醋商品外观特性,会给消费者带来食醋变质的误导,甚至给企业带来较大经济损失。食醋沉淀分为生物性和非生物性沉淀,本试验主要聚焦于非生物性沉淀的研究。据文献报道,食醋沉淀形成的非生物性原因主要是由于原料的分解不完全、发酵不彻底,食醋中有许多蛋白质、淀粉、多酚类物质、纤维素、果胶等大分子物质,而这些大分子物质之间、大分子物质本身在氧气、光照、温度等条件下发生络合、凝聚,形成复杂的大分子沉淀[6-9],从而破坏醋液的稳定性。目前为止,蛋白质是被发现的食醋沉淀组成中占比最大的,通过食醋的二次沉淀与其上清液进行对比研究,结果发现二次沉淀主要以高分子质量蛋白质或蛋白质聚合物的形式存在,并且沉淀中的蛋白质平均疏水值高于上清液中的平均疏水值[10-11];对山西老陈醋沉淀物质组分进行分析,结果表明沉淀中蛋白质占比为46.8%,且分子质量主要集中在180 kDa左右,是食醋沉淀形成的主要组分之一[12];对固态发酵法生产的瓶装成品醋的瓶壁上浑浊沉淀物的组成成分进行研究,得出蛋白质含量占1/3,高分子质量蛋白质是引起食醋非生物浑浊的主要因素之一[13]。除了蛋白质外,单宁、果胶、金属离子等物质也会参与沉淀的形成,也是沉淀形成的因素之一。

目前,按GB 2719—2018《食品安全国家标准 食醋》规定,食醋产品需符合“不混浊、可有少量沉淀”的要求。然而一些麸醋或食醋企业生产的6°以上特级食醋虽没有保质期的限制,但在长货架期内(比如1~2年或更长)可能出现严重的二次沉淀,其组分及其成因不明,不仅影响提出防控措施,而且也影响了市场销售(图1)。

a-四川麸醋返浑后醋液泛黄情况;b-四川麸醋返浑后沉淀物、附壁物情况

图1 四川麸醋返浑前后照片
Fig.1 Photos of Sichuan bran vinegar before and after returning to turbidity

目前对于食醋沉淀的相关研究报道还比较少,尤其是生料固态发酵生产的四川麸醋,关于其沉淀的相关研究仅为初步探索[14]。基于此,本文对四川麸醋中可能形成沉淀的相关物质、醋液后工序和成品醋存放过程中沉淀各物质的变化趋势以及关键工艺点对沉淀的去除效果进行系统分析,旨在为防控食醋返浑提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 试验材料

四川麸醋生醋后工序流程见图2。四川麸醋生醋后工序关键点醋液以及不同存放时间的成品醋样品,采集于某麸醋厂,共2个批次。需制备沉淀的工序点醋液用量为40 L、其余工序点醋液用量为1.5 L。

图2 四川麸醋生醋后工序流程图
Fig.2 Flow chart of raw vinegar post-treatment process of Sichuan bran vinegar

食醋后工序取样点:膜滤前生醋、膜滤后生醋浓液、膜滤后生醋、双效降膜后醋液、熬制前醋液、熬制后醋液、大罐存放15 d醋液、大罐存放30 d醋液、大罐存放30 d底部区的醋浓液、大罐存放30 d醋液经膜滤后的醋浓液、大罐存放30 d醋液经膜滤后的醋清液。

成品醋取样点:成品0月、成品3月、成品6月、成品9月、成品12月、成品18月。

1.1.2 实验试剂

硼酸、单宁酸、Na2CO3、丙酮、咔唑、硫酸、1-萘酚、半乳糖醛酸、NaOH、CuSO4、K2SO4、甲基红、溴甲酚绿、亚甲基蓝、盐酸、无水葡萄糖、甲醛溶液、邻苯二甲酸氢钾、酚酞、碘、ZnSO4、NaCl、冰乙酸,均为国产分析纯,成都浩搏优科技有限公司;铁标准物质、钙标准物质、镁标准物质、铜标准物质、锌标准物质,上海源叶生物科技有限公司;磷钼酸,为国产分析纯,成都市科龙化工试剂厂;钨酸钠,为国产分析纯,成都科迈杰生物科技有限公司。

1.1.3 实验仪器

PHS-4CT型精密pH计,成都世纪方舟科技有限公司;UV-1800PC紫外/可见分光光度计,上海美谱达仪器有限公司;Thermo BR4i冷冻离心机,美国Thermo公司;DHG-9245A电热恒温鼓风干燥箱、HWS24电热恒温水浴锅,上海一恒科技有限公司;TE412-L精密电子天平,北京赛多利斯仪器系统有限公司;SKD-100凯氏定氮仪,上海沛欧分析仪器有限公司;2000W可调节电炉,成都浩搏优科技有限公司;DZF-6020恒温真空干燥箱,南京沃环科技实业有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品前处理

由醋厂寄送的食醋样品立即存入4 ℃冷库储藏备用,醋液直接进行测定分析。食醋沉淀前处理方法为:将醋液进行8 000 r/min、10 min离心得到沉淀,沉淀用冷冻干燥机进行冻干得到沉淀干物质备用。

1.2.2 食醋醋液及沉淀的检测点和检测指标

对生醋后工序处理的醋液和部分工序点沉淀、成品醋不同存放时间的醋液和沉淀进行相关指标的检测。后工序中膜滤后生醋浓液、大罐存放15 d醋液、大罐存放30 d醋液、大罐存放30 d底部区的醋浓液、大罐存放30 d醋液经膜滤后的醋浓液这5个工序点的醋液和成品醋3月、6月、9月、12月、18月这5个存放时间的醋液进行沉淀的制备。醋液检测指标有沉淀量、固形物含量、总酸、蛋白质、淀粉、氨基酸态氮、单宁、果胶、金属离子。沉淀检测指标有蛋白质、淀粉、氨基酸态氮、单宁、果胶、金属离子。

1.2.3 指标测定方法

1.2.3.1 沉淀量测定

取足量已经混合均匀的醋液,用100 mL离心管,添加1%的硅藻土(约1 g),准确称取离心管、管盖及硅藻土的质量和,记录M1。再往盛有硅藻土的离心管中加入约80 mL的混合均匀的醋液,准确称取离心管及管盖的质量和,记录M2。采用8 000 r/min的转速分别对样品进行离心,离心时间15 min。离心完毕后,弃去上清液,用70 ℃的恒温真空干燥箱烘干至恒重,待其冷却后再次准确称取离心管及管盖的质量和,记录M3[14]。沉淀量的计算如公式(1)所示:

(1)

1.2.3.2 固形物含量测定

吸取混合均匀的样品10 mL于已经烘干至恒重的25 mL蒸发皿中,置于电磁炉中小火蒸干,再将蒸发皿放入103 ℃电热干燥箱内烘2 h,取出置于干燥器30 min,冷却,称重,再放入103 ℃电热干燥箱内,烘1 h,取出置于干燥器30 min,重复操作至恒重[15]。固形物含量的计算如公式(2)所示:

(2)

式中:X,样品中的固形物质量浓度,g/L;M,固形物和蒸发皿的质量,g;M0,蒸发皿的质量,g;10.0,吸取样品的体积,mL;1 000,换算为每升的数值,mL。

1.2.3.3 单宁含量测定

参考NY/T 1600—2008《水果、蔬菜及其制品中单宁含量的测定—分光光度法》。

1.2.3.4 果胶含量测定

参考NY/T 2016—2011《水果及其制品中果胶含量的测定—分光光度法》。

1.2.3.5 淀粉含量测定

参考GB 5009.9—2016《食品安全国家标准 食品中淀粉的测定—酶水解法》。

1.2.3.6 总酸含量测定

参考GB 12456—2021《食品安全国家标准 食品中总酸的测定—pH计电位滴定法》。

1.2.3.7 氨基酸态氮含量测定

参照GB 5009.235—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸态氮的测定》。

1.2.3.8 蛋白质含量测定

参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定—凯氏定氮法》。

1.2.3.9 金属离子含量的测定

样品处理采用湿法消解。样品测定采用火焰原子吸收光谱法。钙含量的测定参考GB 5009.92—2016《食品安全国家标准 食品中钙的测定》;铁含量的测定参考GB 5009.90—2016《食品安全国家标准 食品中铁的测定》;镁含量的测定参考GB 5009.241—2016《食品安全国家标准 食品中镁的测定》;锌含量的测定参考GB 5009.14—2017《食品安全国家标准 食品中锌的测定》;铜含量的测定参考GB 5009.13—2017《食品安全国家标准 食品中铜的测定》。

2 结果与分析

2.1 四川麸醋的总酸含量

由图3可知,四川麸醋生醋中总酸含量相对成品醋来说较低,为4.6~4.9 g/100 mL。双效降膜和熬制处理后,总酸含量增加至6.0 g/100 mL,这是约20%左右水分脱去、对醋液起到浓缩的作用效果。而在整个四川麸醋成品醋存放阶段,总酸含量趋于稳定,成品醋总酸在6.0~6.4 g/100 mL,符合特级食醋的总酸含量在6.0 g/100 mL以上的标准。

1-膜滤前生醋;2-膜滤生醋浓液;3-膜滤后生醋;4-双效降膜;5-熬制加糖前;6-熬制加糖后;7-大罐存放15 d;8-大罐存放30 d;9-大罐存放30 d底部区的醋浓液;10-大罐存放30 d醋液经膜滤后的醋浓液;11-大罐存放30 d醋液经膜滤后的醋清液;0月-成品醋存放0月;3月-成品醋存放3个月;6月-成品醋存放6个月;9月-成品醋存放9个月;12月-成品醋存放12个月;18月- 成品醋存放18个月(下同)

图3 不同工序点四川麸醋醋液中总酸含量
Fig.3 The total acid content in Sichuan bran vinegar from different process points

注:不同字母代表差异显著(P<0.05)(下同)。

2.2 四川麸醋沉淀中主要组成成分

由图4可知,四川麸醋沉淀中的主要组成成分为蛋白质和淀粉,这两类物质的含量占了总沉淀的50%~60%。说明蛋白质和淀粉是组成四川麸醋沉淀的两个主要物质,对沉淀的形成起着极其重要的作用。单宁、果胶、氨基酸态氮、金属离子也是影响沉淀形成的因素,只是占比相比较小。由于食醋是一个复杂的体系,本试验检测的指标为原料发酵前后最主要存在的大分子和小分子物质,所以沉淀中目前检测的物质含量总和达不到100%,除了蛋白质、淀粉等占比高、会相互络合的物质外,还可能存在类黑精、纤维素、糊精以及各种小分子糖类等含量低、复杂多样的物质[16-18]

图4 不同工序点四川麸醋沉淀中主要组成成分的占比
Fig.4 The proportion of main components in Sichuan bran vinegar sediment from different process points

2.3 四川麸醋生醋后工序相关指标变化以及关键工艺对沉淀的去除效果

2.3.1 生醋膜过滤前后沉淀量和固形物含量比较

由图5可知,膜滤生醋浓液中沉淀量和固形物含量较高,且膜滤后生醋相比于膜滤前生醋的沉淀量和固形物含量均有所下降,说明膜滤可以拦截部分由发酵原料带入生醋中的未充分分解的大分子物质。

a-沉淀量;b-固形物含量

图5 生醋膜过滤前后沉淀量和固形物含量比较
Fig.5 Comparison of the content of sediment and solid before and after filtration of raw vinegar film

2.3.2 生醋膜滤前后各物质含量的变化趋势及膜滤对沉淀的去除效果

由图6可知,生醋醋液中有一定含量的蛋白质、淀粉、单宁、果胶、金属离子等,其中金属离子中Fe3+和Ca2+的含量较高,这些可能是由发酵原料带入醋液、发酵及淋醋过程接触的金属等造成的。经过膜过滤后,膜过滤浓液的醋液中有较高含量的相关物质,而沉淀中蛋白质含量最高,淀粉含量次之,说明膜滤可以筛除一部分形成沉淀的相关物质。但是膜滤前后生醋醋液中各类物质的含量减少幅度较小,说明膜滤对生醋中存在的形成沉淀的相关物质具有一定的拦截效果,但是并不显著。

a-醋液中金属离子含量;b-沉淀中金属离子含量;c-单宁含量;d-果胶含量;e-氨基酸态氮含量;f-淀粉含量;g-蛋白质含量

图6 生醋膜过滤前后相关指标变化趋势
Fig.6 Trend of changes in relevant indicators before and after filtration of raw vinegar film

2.3.3 生醋到熟醋不同处理工序和陈酿过程的沉淀量和固形物含量比较

生醋经过双效降膜、熬制等工序变为熟醋,而后熟醋经过大罐陈酿,其过程中相关物质的变化如图7所示。双效降膜要对醋液进行升温,从而导致水分挥发,因而沉淀量和固形物含量会受热作用及水分蒸发的影响而显著增加;熬制后沉淀量和固形物含量又有所增加,其可能是由于熬制过程中加糖,难溶的大颗粒物及分解不完全的糖类大分子聚集形成沉淀;大罐陈酿过程中,陈酿30 d相较于15 d的沉淀量要低,而固形物含量没有显著变化,可能是由于大罐静置陈酿过程中大部分沉淀物质会自然沉降到底部,导致醋液中沉淀量相对减少,因而大罐存放30 d底部区的醋浓液的沉淀量和固形物含量较高。

a-沉淀量;b-固形物含量

图7 生醋到熟醋不同处理工序和陈酿过程沉淀量和固形物含量比较
Fig.7 Comparison of the content of sediment and solid in different treatment processes from raw vinegar to cooked vinegar and aging processes

a-醋液中金属离子含量;b-沉淀中金属离子含量;c-单宁含量;d-果胶含量;e-氨基酸态氮含量;f-淀粉含量;g-蛋白质含量

图8 生醋到熟醋不同处理工序和陈酿过程相关指标变化趋势
Fig.8 Trend of changes in relevant indicators in different treatment processes from raw vinegar to cooked vinegar and aging processes

2.3.4 生醋到熟醋不同处理工序和陈酿过程各物质含量的变化趋势

由图8可知,双效降膜处理后,醋液中的单宁、果胶、氨基酸态氮、蛋白质含量均出现了显著性的增加,金属离子中铁、钙有显著性增加,淀粉含量没有显著性变化,双效降膜工序造成部分物质含量增加的原因可能是由于双效降膜的升温过程,导致水分蒸发以及影响相互之间的络合反应;熬制工序后,淀粉和果胶含量有显著性增加,金属离子中仅有Fe3+显著性增加,而蛋白质、单宁、氨基酸态氮没有显著性变化,这可能是由于采用敞口熬制,导致水分及低沸点物质的挥发,进而使醋液中部分物质含量相对增加,生醋经双效降膜及熬制工艺,大约会挥发20%左右的水分;大罐15 d到30 d的陈酿过程中,醋液中蛋白质、淀粉、果胶等大分子物质含量没有显著性变化,所以从沉淀角度分析,沉淀中单宁和果胶含量出现显著性增加,但是由于其含量极少,所以其对沉淀形成的贡献也很小,蛋白质和淀粉含量也有增加,但并不显著,说明在陈酿过程中蛋白质、淀粉会缓慢的自然沉降以及与单宁、果胶等含量少的物质发生络合,这也导致大罐30 d底部沉降醋液中的沉淀物质含量较高;由图8-b可知,沉淀中含有一定含量的金属离子,说明四川麸醋熟醋液中存在的金属离子含量即使极其微少,但可能会参与大分子物质之间的络合反应从而形成沉淀[6],尤其Fe3+和Ca2+;而氨基酸态氮含量出现不显著性下降趋势,这可能是由于美拉德反应消耗了一部分氨基酸态氮所致。

2.3.5 熟醋膜滤前后的沉淀量和固形物含量比较

由图9可知,大罐膜过滤浓液中的沉淀量和固形物含量都较高,分别达到了0.376%、2.83 g/100 mL,膜滤后醋液仍有较多的沉淀量和固形物含量。说明膜滤确实可以对已经形成的沉淀物质进行拦截,但膜滤后仍可能会继续生成沉淀。膜滤后食醋经过高温灭菌处理罐装为成品醋,成品0月的沉淀量有所增加,可能是灭菌过程的高温导致了醋液中相关物质发生络合。

a-沉淀量;b-固形物含量

图9 熟醋膜过滤前后沉淀量和固形物含量比较
Fig.9 Comparison of the content of sediment and solid before and after membrane filtration of mature vinegar

a-醋液中金属离子含量;b-沉淀中金属离子含量;c-单宁含量;d-果胶含量;e-氨基酸态氮含量;f-淀粉含量;g-蛋白质含量

图10 熟醋膜过滤前后相关指标变化趋势
Fig.10 Trend of changes in relevant indicators before and after membrane filtration of mature vinegar

2.3.6 熟醋膜滤前后各物质含量的变化趋势及膜滤对沉淀的去除效果

由图10可知,对陈酿的熟醋进行膜过滤后,其膜过滤浓液中含有较多含量的蛋白质、淀粉、果胶等大分子物质以及金属离子,尤其是沉淀中;膜滤后醋液中各物质含量均有下降趋势,所以膜滤对熟醋陈酿中形成的大分子沉淀有一定的拦截作用。成品醋0月相比于膜滤后醋液中蛋白质、淀粉、单宁、Ca2+没有发生显著性变化,果胶、氨基酸态氮、Fe3+有所增加(P<0.05),这可能是高温灭菌对部分物质含量造成了影响。

对生醋后处理阶段两次膜滤工序前后指标分析可知,膜滤工序可以拦截由原料未充分分解带入生醋中的大分子物质以及熟醋陈酿过程中已经络合形成沉淀的物质,膜滤后醋液中各物质的含量仍然较高,这些物质是赋予食醋丰富口感和滋味的因素,但也是造成食醋返浑的风险物质,虽然膜过滤可以及时的筛除食醋后工序处理过程中已经形成的沉淀物质,但为了更好的防控沉淀的再次产生,可以考虑澄清剂的使用[19-20],在保证食醋风味的前提下去协助降低食醋返浑的风险。

2.4 四川麸醋成品醋存放阶段的相关指标

2.4.1 成品醋存放阶段的沉淀量和固形物含量比较

由图11可知,随着时间的增加,成品醋的沉淀量和固形物含量呈现增加的趋势,说明熟醋经过膜过滤,再灭菌包装后,随着存放时间的增加,食醋还会生成二次沉淀。固形物含量增加的原因,可能是随着存放时间的增加,部分可挥发性物质络合形成沉淀组分,在固形物检测时没有被挥发所致,例如金属离子在酸性条件下易生成金属氧化物,再与有机酸发生反应生成难溶的盐类[21]。固形物的增加可能是成品醋返浑和不稳定性的因素之一。

a-沉淀量;b-固形物含量

图11 成品醋存放阶段沉淀量和固形物含量比较
Fig.11 Comparison of the content of sediment and solid during storage of finished vinegar

a-醋液中金属离子含量;b-沉淀中金属离子含量;c-单宁含量;d-果胶含量;e-氨基酸态氮含量;f-淀粉含量;g-蛋白质含量

图12 成品醋存放阶段相关指标变化趋势
Fig.12 Trend of changes in relevant indicators during storage of finished vinegar

2.4.2 成品醋存放阶段各物质含量变化趋势

为了更直观的反应存放过程各物质形成沉淀的情况,主要从沉淀中各物质的含量变化来探讨,从图12可知,随着存放时间的增加,每100 g沉淀中单宁、氨基酸态氮的含量有所降低,而果胶含量有所增加,淀粉和蛋白质的含量趋于稳定。其中,单宁含量由0.552 3 g/100 g降低到0.419 5 g/100 g;氨基酸态氮由1.315 6 g/100 g降低到0.780 7 g/100 g;果胶含量由1.209 1 g/100 g增加到1.584 7 g/100 g;淀粉含量和蛋白质含量分别在15~16 g/100 g和36~39 g/100 g之间;而金属离子中,随着存放时间的增加,每1 000 g沉淀中Mg2+、Fe3+、Ca2+的含量趋于稳定,Cu2+、Zn2+的含量下降,尤其是Cu2+。其中,Mg2+、Fe2+、Ca2+含量分别在320~350 mg/kg、750~790 mg/kg 和480~540 mg/kg;Zn2+含量由202.585 5 mg/kg降低到120.605 5 mg/kg;Cu2+含量存放18个月后未能检测到。

以上物质含量降低的原因可能是总沉淀量的增加,沉淀中单宁、氨基酸态氮、Zn2+和Cu2+含量的增加量相较于其他沉淀成分的增加量小,从而导致其含量相对减少;单宁含量减少的另一个原因还可能是随着沉淀中蛋白质含量的增加,蛋白质与单宁的结合位点远远高于单宁含量,导致多酚-蛋白质的交联网状结构遭到破坏解体,从而减少了沉淀中的单宁含量[22];氨基酸态氮含量减少的另一个原因还可能与美拉德反应的持续发生有关[23]

果胶含量增加以及淀粉、蛋白质、Mg2+、Fe3+和Ca2+含量相对稳定,而随着成品醋存放时间的延长,沉淀量在逐步增加,说明醋液中蛋白质、果胶、淀粉、Mg2+等金属离子对沉淀形成起着重要的作用。

3 讨论

目前为止,对于食醋沉淀的相关研究报道还较少,且大部分只是针对沉淀中某一/某些主要组分进行研究,如表1所示。引起山西陈醋、镇江香醋沉淀的物质主要有蛋白质。而四川麸醋主要采用全固态生料发酵工艺,不同于山西陈醋、镇江香醋等工艺。本文针对四川麸醋生醋的不同后工序处理和成品醋不同存放时间的非生物性沉淀组分及其变化进行系统的分析,结果表明整个工序中麸醋沉淀的形成与醋液中蛋白质、淀粉等大分子物质有关,这与多篇文献[10, 12, 14, 24-26]的结果一致,醋液中铁、钙、镁等微量金属离子对沉淀形成也有一定的作用。食醋中蛋白质、淀粉及微量金属离子等成分是返浑的物质基础,但这些物质可能与其风味关联[27-28]。如何改进后工序或改良发酵工艺去除/减少食醋非生物性沉淀形成的同时又能保持/提升食醋特有的风味、以及这些物质如何相互作用形成沉淀的机制、成品醋形成沉淀与醋液颜色变黄有何关系等问题,是值得进一步深入研究的课题。

表1 不同产地食醋沉淀组分的比较分析
Table 1 Comparative analysis of sediment components of vinegar from different producing areas

食醋产地/类型沉淀组分结果参考文献四川/成品醋蛋白质、单宁、果胶、氨基酸态氮沉淀中物质含量由多到少为:蛋白质、单宁、果胶、氨基酸态氮[14]山西/成品醋蛋白质、淀粉、脂肪、还原糖、总多酚等沉淀物质中蛋白质含量最高[24]沉淀晶型通过SEM、EDX、CLSM和荧光双标记技术研究表明:沉淀中含有草酸钙晶体、淀粉/多糖和蛋白类物质[6]蛋白质、总酚、总糖、粗脂肪、总黄酮等蛋白是沉淀最主要的组成物质,占比46.8%,其分子质量集中在180 kDa左右,蛋白质的高疏水性是形成沉淀的原因之一[12]江苏/成品醋蛋白质、总糖、总氮、NaCl沉淀物质中蛋白质含量高达57.7 g/100 g。且主要以高分子质量蛋白质或蛋白质聚合物(>116 kDa)的形式存在[10]贵州/成品醋蛋白质、单宁、总酸、总糖、Fe3+、还原糖沉淀中蛋白质、单宁和Fe3+容易进入沉淀体系,而蛋白质对沉淀的贡献最大[25]不详/市售陈醋蛋白质、淀粉、还原糖、氨基酸态氮沉淀中主要为蛋白质和淀粉,分别占58.68%、5.3%[26]

4 结论

本实验取用的四川麸醋生醋的总酸为4.6~4.9 g/100 mL,经过一系列工序处理后的成品醋总酸为6.0~6.4 g/100 mL,符合特级食醋的总酸含量在6.0 g/100 mL以上的标准;沉淀中蛋白质含量最高、淀粉含量次之,两者为最主要的组成物质,占总沉淀的50%~60%,对食醋沉淀的形成起着极其重要的作用;在生醋后工序处理中,双效降膜和熬制对醋液起到浓缩的作用,水分挥发约20%左右,是四川麸醋醋液中蛋白质、淀粉等物质含量增加的两个重要工序,熬制处理对于淀粉、果胶等糖类物质以及Fe3+的增加有显著性的影响、大罐静置陈酿和膜滤工序可以对已经形成的沉淀物质进行拦截,但处理后的食醋仍会继续生成沉淀;在成品醋存放期间,四川麸醋的沉淀量随着存放时间的延长而增加,其中蛋白质、淀粉仍是最主要的影响物质,单宁、果胶以及Fe3+和Ca2+等金属离子虽然含量微少,但也可能参与了沉淀的形成。研究结果为生产企业调整食醋后工序以及成品醋返浑防控研究提供了理论基础。

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Analysis of the composition and changes of non-biological precipitates in the post-treatment process and finished vinegar storage process of Sichuan bran vinegar

ZHOU Li, LI Changsheng, DONG Hao, ZHAO Ming, YUAN Yinghao, LI Jianlong*, HU Kaidi, LIU Aiping, LI Qin, ZHAO Ning, LIU Shuliang*

(College of Food Science, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China)

ABSTRACT In order to understand the composition of abiotic precipitate in Sichuan bran vinegar and its variation during the post-process and storage, ingredients of vinegar sample and sediment sample taken from different processes were analyzed and quantified in present study, including the raw vinegar and sediment from the whole or partial post-treatment process, and the liquid and sediment of the final product during storage.The results showed that the total acid content of raw Sichuan bran vinegar ranged from 4.6 to 4.9 g/100 mL, and it maintained between 6.0 to 6.4 g/100 mL after a series of processes.The sediment of Sichuan bran vinegar is mainly composed of protein and starch, which represent the major substances in sediment and account for 50%-60%.Among all the post production processes, double-effect falling film and boiling will cause 20% water evaporation and further led to concentrating the vinegar.These two processes considerably contribute to the increase in the content of protein, starch, and other substances in liquid.Although large tank static aging and membrane filtration can remove the sediment that have already formed, no significant effect on the prevention and control of subsequent turbidity has been observed.The amount of sediment in the final product gradually increased to about 0.29% along the storage time, mainly with an increase in protein, starch, pectin, iron ions, calcium ions, etc.The results of this study are intended to provide a theoretical basis for the vinegar enterprises to adjust the post-process vinegar and control measures towards non-biological precipitates.

Key words Sichuan bran vinegar;post-treatment process;storage;composition of sediment;analysis

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037735

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第一作者:硕士研究生(李建龙特聘副教授和刘书亮教授为共同通信作者,E-mail:jlli999@foxmail.com;lsliang999@163.com)

基金项目:四川省科技厅项目(2023ZHCG0081)

收稿日期:2023-10-23,改回日期:2023-11-29