《食品科學(xué)》：江蘇科技大學(xué)余永建研究員等：傳統(tǒng)與封閉式固態(tài)食醋釀造體系風(fēng)味品質(zhì)的差異性分析

食醋作為歷史悠久且廣泛應(yīng)用的調(diào)味品，不僅極大地豐富了食物的口感體驗(yàn)，還對(duì)人體健康展現(xiàn)出多方面的益處。對(duì)于食醋感官品質(zhì)，其風(fēng)味特征占據(jù)了核心地位，包括香氣和滋味兩個(gè)方面。食醋的香氣主要來源于一系列揮發(fā)性化合物，如酸類、醛類、酯類、酮類和酚類等，這些化合物共同構(gòu)成了食醋獨(dú)特的香氣輪廓；而食醋的滋味主要由有機(jī)酸和游離氨基酸等非揮發(fā)性成分構(gòu)成，它們?yōu)槭炒滋峁┝缩r明的味覺體驗(yàn)。這些風(fēng)味成分的復(fù)雜相互作用，決定了食醋的整體感官品質(zhì)。

在食醋的多種釀造體系中，傳統(tǒng)固態(tài)釀造與封閉式固態(tài)釀造體系因工藝上的差異，導(dǎo)致最終產(chǎn)品的風(fēng)味品質(zhì)各具特色。傳統(tǒng)固態(tài)食醋釀造體系作為一種歷史悠久的釀造方法，其風(fēng)味形成依賴自然微生物群落及環(huán)境條件的綜合作用，形成了復(fù)雜而獨(dú)特的風(fēng)味。然而，在夏季對(duì)食醋進(jìn)行取樣發(fā)現(xiàn)，夏季醅內(nèi)外的溫度和濕度等環(huán)境因素的波動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵過程中某些微生物的生長(zhǎng)，這些微生物在代謝過程中可能產(chǎn)生了不同的風(fēng)味物質(zhì)，從而引起食醋風(fēng)味物質(zhì)的不穩(wěn)定性和風(fēng)味品質(zhì)的波動(dòng)。因此，夏季的環(huán)境變化可能會(huì)對(duì)食醋的風(fēng)味品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響，需要在生產(chǎn)過程中對(duì)這些因素進(jìn)行精細(xì)控制，以確保食醋的風(fēng)味穩(wěn)定性和品質(zhì)一致性。相比之下，封閉式固態(tài)釀造體系則借助現(xiàn)代發(fā)酵設(shè)備與技術(shù)的革新，實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)酵環(huán)境的高度可控化、智能化管理，有效阻止了外界物質(zhì)的干擾，確保了罐體內(nèi)適宜的溫度、濕度條件，提高了物料分布的均勻性，從而實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵產(chǎn)物的精準(zhǔn)提取與風(fēng)味品質(zhì)的穩(wěn)定控制。這一釀造方式不僅提升了食醋的生產(chǎn)效率，更在風(fēng)味品質(zhì)上展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

江蘇科技大學(xué)糧食學(xué)院的李思雨、余永建*、 李滬強(qiáng) 等人為深入探討這些差異，通過頂空固相微萃取（HS-SPME）和氣相色譜-質(zhì)譜（GCMS）聯(lián)合應(yīng)用，可以對(duì)食醋中的揮發(fā)性成分進(jìn)行詳細(xì)的解析，并且通過結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，進(jìn)一步闡釋這些揮發(fā)性成分的復(fù)雜性，為深入理解食醋的風(fēng)味特征提供科學(xué)依據(jù)。然而，盡管封閉式固態(tài)釀造體系在控制發(fā)酵條件、提高生產(chǎn)效率方面具有優(yōu)勢(shì)，但其是否能夠完全替代傳統(tǒng)固態(tài)釀造體系，在風(fēng)味品質(zhì)上達(dá)到或超越后者，尚需進(jìn)一步探討。因此，通過液相色譜-質(zhì)譜（LC-MS）結(jié)合GC-MS，深入研究這兩種釀造體系在發(fā)酵過程中風(fēng)味品質(zhì)的演變規(guī)律及差異，對(duì)于提升食醋產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化釀造工藝、滿足消費(fèi)者多元化需求具有重要意義。

1 醅內(nèi)外環(huán)境因子的變化以及差異性分析

由圖1可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，封閉式固態(tài)發(fā)酵的溫度從（31.00±0.53）℃開始逐漸上升，到第12天達(dá)到最高點(diǎn)（（43.90±1.18）℃），然后在第14天略微下降至（41.50±0.72）℃。傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵的溫度從（30.67±0.58）℃開始波動(dòng)上升，在第14天達(dá)到（44.67±0.58）℃的峰值，然后在第16天降至（39.00±1.00）℃，最后在第18天回升到（40.67±0.58）℃。由此可知，封閉式固態(tài)發(fā)酵的溫度上升較為平穩(wěn)，沒有太多波動(dòng)，而傳統(tǒng)發(fā)酵溫度波動(dòng)較大，并且最高溫度略高于封閉式發(fā)酵。且封閉式固態(tài)發(fā)酵體系的溫度上升較為穩(wěn)定，同時(shí)溫度控制更為平穩(wěn)，對(duì)發(fā)酵過程更有利。

隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，封閉式發(fā)酵的還原糖質(zhì)量濃度從（2.08±0.04）g/100 mL逐漸下降至（1.22±0.02）g/100 mL（第4天），隨后略有波動(dòng)，到第10天又回升至（2.22±0.04）g/100 mL，并在第14天達(dá)到（2.64±0.05）g/100 mL。傳統(tǒng)發(fā)酵的還原糖質(zhì)量濃度從（2.01±0.02）g/100 mL開始，逐漸下降至第8天的（1.06±0.06）g/100 mL，之后逐步回升，到第18天達(dá)到（2.93±0.04）g/100 mL。封閉式發(fā)酵的還原糖含量前期消耗較快，可能是因?yàn)榍捌谶€存在酵母菌的活動(dòng)（即便其活動(dòng)能力處于較低水平），繼續(xù)將殘留的還原糖轉(zhuǎn)化為乙醇。一些醋酸菌也具有一定的糖代謝能力，可以直接利用還原糖作為能量來源，尤其是在乙醇不足時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致還原糖減少。而在后期還原糖略有回升，可能是由酶解作用增強(qiáng)、原料溶解、菌體自溶釋放導(dǎo)致的。相比之下，傳統(tǒng)發(fā)酵的還原糖消耗較平緩，且在發(fā)酵周期結(jié)束時(shí)最終恢復(fù)的還原糖含量略高于封閉式發(fā)酵，對(duì)成品的風(fēng)味產(chǎn)生不同影響。

隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，封閉式固態(tài)發(fā)酵的pH值從5.51±0.01到第14天降至3.80±0.01。同時(shí)，總酸質(zhì)量濃度從（0.60±0.01）g/100 mL逐漸上升至在第14天的最高值（（7.20±0.10）g/100 mL）。不揮發(fā)酸質(zhì)量濃度從（0.76±0.02）g/100 mL逐漸增加至第14天的最高值（（2.21±0.08）g/100 mL）。而傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵的pH值從5.68±0.01逐漸下降至第18天時(shí)達(dá)到最低值（3.91±0.02）。其總酸質(zhì)量濃度從（0.34±0.05）g/100 mL開始逐步增加，并在第18天達(dá)到峰值（（7.58±0.10）g/100 mL）。不揮發(fā)酸質(zhì)量濃度從（0.65±0.70）g/100 mL開始緩慢增加，到第18天達(dá)到（1.96±0.01）g/100 mL。

綜上所述，封閉式發(fā)酵的pH值下降更快，第14天已降至最低值（3.80±0.01），而傳統(tǒng)發(fā)酵在第18天才達(dá)到接近的低pH值。封閉式發(fā)酵的酸化速度明顯更快。封閉式發(fā)酵的不揮發(fā)酸生成速率較快，第14天達(dá)到高峰值（（2.21±0.08）g/100 mL），而傳統(tǒng)發(fā)酵到第18天時(shí)僅達(dá)到（1.96±0.01）g/100 mL，這表明封閉式發(fā)酵在較短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了更多的不揮發(fā)酸，產(chǎn)生該差異的原因可能是微生物代謝環(huán)境和氧氣供應(yīng)的不同。封閉式發(fā)酵通過設(shè)備優(yōu)化精準(zhǔn)控制溫濕度，減少外界影響，使微生物代謝更穩(wěn)定，酸性物質(zhì)生成快，pH值迅速下降，且封閉發(fā)酵氧氣分布不均勻，部分區(qū)域?yàn)榈脱醐h(huán)境，乳酸菌生長(zhǎng)活躍，不揮發(fā)酸（以乳酸計(jì)）含量迅速增加。傳統(tǒng)發(fā)酵受環(huán)境因素影響較大，溫度波動(dòng)顯著，微生物代謝環(huán)境不穩(wěn)定，酸性物質(zhì)生成慢，pH值下降較慢，且氧氣充足，醋酸菌代謝強(qiáng)，總酸（揮發(fā)性酸）含量增加較慢，不揮發(fā)酸（以乳酸計(jì)）生成相對(duì)較少。同時(shí)，總酸和不揮發(fā)酸的含量變化趨勢(shì)也印證了pH值的變化趨勢(shì)。由此可見，封閉式發(fā)酵在酸化速度和不揮發(fā)酸生成方面表現(xiàn)出更高的效率，這可能使得封閉式發(fā)酵產(chǎn)出的食醋在風(fēng)味上具有更強(qiáng)的酸味。

2 總酚和總黃酮的含量變化以及差異性分析

食醋中的總酚和總黃酮主要來源于原料（如糯米、麩皮等）中酚類前體物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，在發(fā)酵過程中，前體物質(zhì)會(huì)被微生物酶系轉(zhuǎn)化，生成活性酚類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)。其次，微生物（如酵母菌、醋酸菌等）的次級(jí)代謝產(chǎn)物中也含有大量的生物活性物質(zhì)。總酚和總黃酮具有顯著的生理功能和健康益處。這些活性成分賦予食醋重要的功能特性，尤其是在抗氧化、抗炎、降血糖、心血管保護(hù)和抗菌等方面具有明顯的作用。

由圖2可知，封閉式固態(tài)發(fā)酵的初始總酚質(zhì)量濃度為（0.07±0.01）g/100 mL，在發(fā)酵過程中，總酚含量緩慢增加，最后在第14天時(shí)達(dá)到（0.10±0.01）g/100 mL。從第0天到第14天，總酚含量總體呈現(xiàn)平緩的上升趨勢(shì)。傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵的初始總酚質(zhì)量濃度為（0.09±0.01）g/100 mL，在發(fā)酵的前8 d中，總酚含量逐漸增加，但在第12天后出現(xiàn)波動(dòng)。在第10天，總酚質(zhì)量濃度達(dá)到了（0.11±0.01）g/100 mL，然后下降至（0.09±0.01）g/100 mL（第12天），再到（0.12±0.01）g/100 mL（第14天），最后在第18天達(dá)到最大值（（0.13±0.01）g/100 mL）。整體來看，傳統(tǒng)發(fā)酵組的總酚含量在前期穩(wěn)步增加，之后波動(dòng)。

隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，封閉式固態(tài)發(fā)酵的pH值從5.51±0.01到第14天降至3.80±0.01。同時(shí)，總酸質(zhì)量濃度從（0.60±0.01）g/100 mL逐漸上升至在第14天的最高值（（7.20±0.10）g/100 mL）。不揮發(fā)酸質(zhì)量濃度從（0.76±0.02）g/100 mL逐漸增加至第14天的最高值（（2.21±0.08）g/100 mL）。而傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵的pH值從5.68±0.01逐漸下降至第18天時(shí)達(dá)到最低值（3.91±0.02）。其總酸質(zhì)量濃度從（0.34±0.05）g/100 mL開始逐步增加，并在第18天達(dá)到峰值（（7.58±0.10）g/100 mL）。不揮發(fā)酸質(zhì)量濃度從（0.65±0.70）g/100 mL開始緩慢增加，到第18天達(dá)到（1.96±0.01）g/100 mL。

封閉式固態(tài)發(fā)酵的初始總黃酮質(zhì)量濃度為（0.16±0.01）g/100 mL，發(fā)酵過程中總黃酮質(zhì)量濃度在前期（2～4 d）快速增長(zhǎng)，在第4天達(dá)到較高峰值（（0.40±0.01）g/100 mL）。隨后，總黃酮質(zhì)量濃度有所回落，但在第8天又上升至（0.82±0.04）g/100 mL。第10天之后，總黃酮質(zhì)量濃度出現(xiàn)波動(dòng)，最后在第14天降至（0.29±0.01）g/100 mL。傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵的初始總黃酮質(zhì)量濃度為（0.17±0.01）g/100 mL，發(fā)酵過程中總黃酮質(zhì)量濃度在前期逐漸增加，到第10天時(shí)達(dá)到峰值（（0.98±0.01）g/100 mL）。隨后，總黃酮質(zhì)量濃度在第12天開始回落，到第14天時(shí)為（0.35±0.01）g/100 mL。整體上，總黃酮含量呈現(xiàn)較大的波動(dòng)。

綜上所述，封閉式和傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵的總酚和總黃酮含量在變化趨勢(shì)上存在差異。封閉式發(fā)酵產(chǎn)生的總酚和總黃酮低于傳統(tǒng)發(fā)酵且波動(dòng)較大，而傳統(tǒng)發(fā)酵則表現(xiàn)為更穩(wěn)定的上升趨勢(shì)，尤其是總黃酮含量的上升較為平穩(wěn)，雖然有一定波動(dòng)，但峰值更為明顯。導(dǎo)致以上差異的原因可能是氧氣的參與程度不同和微生物群落差異，傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵更易與氧氣接觸，微生物種類豐富，代謝酶系統(tǒng)復(fù)雜，促進(jìn)了酚類和黃酮類的氧化生成及代謝轉(zhuǎn)化；封閉式固態(tài)發(fā)酵因氧氣分布不均勻，部分區(qū)域?yàn)榈脱醐h(huán)境，發(fā)酵菌群?jiǎn)我唬x能力有限，酚類和黃酮類的生成速度較慢但降解相對(duì)較少。在工藝控制特點(diǎn)方面，封閉式固態(tài)發(fā)酵強(qiáng)調(diào)環(huán)境的穩(wěn)定性，適合平緩生成抗氧化物質(zhì)；傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵受外部環(huán)境影響大，但更有利于總酚和黃酮類物質(zhì)的多樣性及動(dòng)態(tài)積累。盡管兩種發(fā)酵體系的總酚和總黃酮在變化趨勢(shì)上存在差異，但其總酚和總黃酮的含量在發(fā)酵過程中均顯著增加（

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＜0.05），該結(jié)果也與前人研究的鎮(zhèn)江香醋發(fā)酵過程中黃酮類化合物顯著增加的結(jié)果一致。

3 有機(jī)酸含量的變化以及差異性分析

如圖3所示，在鎮(zhèn)江香醋發(fā)酵過程中共檢測(cè)出9 種有機(jī)酸，分別是乙酸、乳酸、焦谷氨酸、琥珀酸、酒石酸、草酸、丙酮酸、蘋果酸和檸檬酸，且隨著發(fā)酵進(jìn)行，有機(jī)酸含量呈上升趨勢(shì)。其中，乳酸、乙酸和琥珀酸是醋酸發(fā)酵過程中相對(duì)含量較多的有機(jī)酸。同時(shí)，對(duì)不同體系醋酸發(fā)酵過程中的9 種有機(jī)酸進(jìn)行了差異分析，結(jié)果如圖4所示。

在封閉和傳統(tǒng)發(fā)酵過程中，從累積速度方面進(jìn)行對(duì)比，封閉式固態(tài)發(fā)酵的草酸、酒石酸等有機(jī)酸在初期（前4 d）迅速積累，速度明顯快于傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵，而傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵中酸的增加較為平緩。但封閉式固態(tài)發(fā)酵中的乳酸快速積累，酸性環(huán)境較早形成，抑制了其他菌種的活性，從而阻礙多種酸類的持續(xù)生成，而傳統(tǒng)發(fā)酵中pH值下降較慢，使得菌種生成更加多樣。封閉式固態(tài)發(fā)酵中乳酸的含量峰值（3.36 g/100 mL）顯著高于傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵（1.79 g/100 mL），但傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵的乙酸含量略高于封閉式固態(tài)發(fā)酵，檸檬酸和琥珀酸的變化相對(duì)平穩(wěn)。導(dǎo)致以上差異的原因可能是微生物代謝環(huán)境不同，封閉式固態(tài)發(fā)酵的氧氣分布不均勻，部分區(qū)域?yàn)榈脱醐h(huán)境，厭氧菌（如乳酸菌）活躍，導(dǎo)致乳酸大量生成；而傳統(tǒng)發(fā)酵中氧氣充足，醋酸菌代謝更強(qiáng)，促進(jìn)乙酸和其他中間產(chǎn)物的累積。在發(fā)酵后期，封閉式固態(tài)發(fā)酵（12～14 d）的乳酸和焦谷氨酸大量積累，而傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵中乙酸和琥珀酸的積累更為顯著（

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＜0.05），且菌種分布更加均衡。造成以上差異的原因可能是三羧酸循環(huán)過程和脫氫酶系統(tǒng)的差異，傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵中氧氣充足使三羧酸循環(huán)較完整，推動(dòng)蘋果酸、琥珀酸等進(jìn)一步轉(zhuǎn)化。同時(shí)，醋酸菌分泌的乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶能將乙醇氧化成乙酸。而封閉發(fā)酵中三羧酸循環(huán)部分受阻，導(dǎo)致中間代謝物的積累。由此可知，封閉式固態(tài)發(fā)酵更適合生成高乳酸含量的酸性產(chǎn)品，傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵則具有更復(fù)雜的風(fēng)味平衡，可根據(jù)消費(fèi)者需求調(diào)整工藝，優(yōu)化目標(biāo)產(chǎn)物分布。

食醋中的有機(jī)酸按照揮發(fā)性可以分為揮發(fā)酸和不揮發(fā)酸。其中揮發(fā)酸為乙酸，不揮發(fā)酸有乳酸、琥珀酸、蘋果酸、焦谷氨酸等8 種酸。不揮發(fā)酸含量越高，食醋的整體口感就會(huì)更加柔和綿延，更易為消費(fèi)者接受。通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵結(jié)束時(shí)，封閉式固態(tài)食醋不揮發(fā)酸占比為51.9%，傳統(tǒng)固態(tài)食醋不揮發(fā)酸占比為32.8%，由此可知，封閉式固態(tài)食醋最終的整體口感綿延度優(yōu)于傳統(tǒng)固態(tài)食醋。且封閉式固態(tài)發(fā)酵食醋中較高的有機(jī)酸（檸檬酸、乳酸等）含量在提高食醋營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的同時(shí)，還可減輕食醋尖銳刺激性的酸味道，很好的調(diào)節(jié)食醋的口感，令其口味更加豐富和協(xié)調(diào)，還可增加食醋風(fēng)味的復(fù)雜性和水果香氣。

4 游離氨基酸含量的變化以及差異性分析

食醋中的游離氨基酸主要來源于原料（如麩皮、大糠等）以及微生物分泌的外源性酶（如谷氨酰胺酶）對(duì)蛋白質(zhì)的分解。此外，微生物（如醋酸菌、乳酸菌、酵母菌）通過代謝蛋白質(zhì)也可以生成游離氨基酸。游離氨基酸對(duì)食醋的風(fēng)味和口感有著主要的貢獻(xiàn)，它們可以通過美拉德等反應(yīng)生成多種香氣和風(fēng)味化合物，還能通過轉(zhuǎn)氨作用轉(zhuǎn)化成其他揮發(fā)性化合物（如酯類、醇類）。食醋中也含有大量呈味氨基酸，如具有鮮味的天冬氨酸、谷氨酸，具有甜味的蘇氨酸、甘氨酸，以及具有苦味的賴氨酸、酪氨酸等氨基酸，不同的呈味氨基酸相互影響，可使食醋的口感更加豐富。

在不同發(fā)酵時(shí)期的18 個(gè)樣品中共檢測(cè)出19 種游離氨基酸，發(fā)酵過程中對(duì)食醋風(fēng)味影響較大且含量較多的15 種氨基酸如圖5所示，這些游離氨基酸的含量整體呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，且在發(fā)酵后期游離氨基酸的種類和數(shù)量相對(duì)豐富。同時(shí)，對(duì)不同體系醋酸發(fā)酵過程中的主要游離氨基酸進(jìn)行了差異分析，結(jié)果如圖6所示。

兩種發(fā)酵體系的氨基酸在變化趨勢(shì)和含量峰值上存在顯著差異（

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＜0.05），從而直接影響了食醋的風(fēng)味特征。封閉式固態(tài)發(fā)酵中色氨酸的含量在第4天便達(dá)到了峰值（156.5 g/100 mL），而傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵的色氨酸在16～18 d時(shí)才達(dá)到封閉式固態(tài)發(fā)酵的峰值，由此可見，封閉式固態(tài)發(fā)酵中色氨酸的生成速率顯著高于傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵。色氨酸有利于在發(fā)酵過程中穩(wěn)定乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶的活性，且色氨酸參與了泛素的合成，這是醋酸菌乙醇呼吸鏈中唯一的自由電子轉(zhuǎn)運(yùn)體，色氨酸可能會(huì)加強(qiáng)乙醇呼吸鏈中的電子轉(zhuǎn)運(yùn)，從而促進(jìn)ATP的合成，使得封閉發(fā)酵的酸化速度快于傳統(tǒng)發(fā)酵，導(dǎo)致最終的酸度增加。同時(shí)，色氨酸作為必需氨基酸，對(duì)人體生命健康也具有重要作用，能夠合成神經(jīng)遞質(zhì)（血清素）以及促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和修復(fù)，色氨酸含量的變化趨勢(shì)也印證了pH值的變化趨勢(shì)。封閉式固態(tài)發(fā)酵食醋中谷氨酸和天冬氨酸等鮮味氨基酸的含量迅速增長(zhǎng)，谷氨酸在發(fā)酵第6天達(dá)到峰值（3 g/100 mL），天冬氨酸在發(fā)酵第4天達(dá)到峰值（27 g/100 mL），其中鮮味氨基酸的累積速率明顯高于傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵的累積速率。雖然傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵中氨基酸的積累速度較慢，但后期變化較穩(wěn)定。賴氨酸和酪氨酸的含量在發(fā)酵后期（12～18 d）持續(xù)增加，賦予產(chǎn)品更多復(fù)雜的風(fēng)味。通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵結(jié)束時(shí)，封閉式固態(tài)發(fā)酵體系中的苦味氨基酸占比為15.99%，傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵苦味氨基酸占比為30.8%。以上差異主要源于封閉式固態(tài)發(fā)酵可以嚴(yán)格控制溫度、濕度和氧氣供應(yīng)等因素，從而減少雜菌的滋生和氧化作用。這種環(huán)境有利于特定發(fā)酵菌群穩(wěn)定發(fā)揮作用，迅速生成鮮味氨基酸且抑制苦味氨基酸的過度累積。因此，封閉發(fā)酵的風(fēng)味更加單一但鮮明，有助于提高產(chǎn)品的“鮮味”口感。而傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵過程中，由于開放環(huán)境中的微生物種類繁多，不同菌群的協(xié)同作用復(fù)雜，易產(chǎn)生豐富的苦味氨基酸。這種多樣的微生物環(huán)境雖然帶來了較強(qiáng)的醇厚風(fēng)味和層次感，但也增加了苦味成分的比例。此外，傳統(tǒng)發(fā)酵往往時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致氨基酸經(jīng)歷進(jìn)一步分解或參與苦味氨基酸生成的側(cè)反應(yīng)。因此，傳統(tǒng)發(fā)酵風(fēng)味更復(fù)雜，但苦味較明顯。醋酸發(fā)酵階段游離氨基酸的積累不僅改善了醋的風(fēng)味，促進(jìn)醋中風(fēng)味物質(zhì)的形成，使得醋的風(fēng)味口感更加協(xié)調(diào)，從而提高食醋的品質(zhì)。游離氨基酸除了對(duì)食醋的風(fēng)味和口感有著主要的貢獻(xiàn)作用以外，還是食醋中的一類健康因子，對(duì)人體生命健康有益。谷物醋中主要的氨基酸為谷氨酸和天冬氨酸，在醋中扮演著重要的角色，具有調(diào)節(jié)血糖、抗氧化、促進(jìn)消化和改善肌肉功能等多種健康益處。封閉式固態(tài)發(fā)酵食醋中谷氨酸和天冬氨酸等鮮味氨基酸的含量在發(fā)酵前期迅速增長(zhǎng)，其中，谷氨酸可以促進(jìn)葡萄糖代謝，有助于調(diào)節(jié)血糖水平，對(duì)糖尿病患者有益；還可以清除體內(nèi)自由基，延緩衰老；以及刺激胃酸分泌，從而促進(jìn)食物消化，緩解消化不良癥狀；谷氨酸、天冬氨酸和蘇氨酸等氨基酸還能參與蛋白質(zhì)合成，有助于肌肉生長(zhǎng)和修復(fù)。

5 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量的變化以及差異性分析

為研究發(fā)酵過程中的香氣特征，利用HS-SPME和GC-MS結(jié)合分析，對(duì)封閉式固態(tài)發(fā)酵和傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵兩種不同發(fā)酵樣品的香氣物質(zhì)進(jìn)行分析和鑒定，其中醇類、醛類、酸類和酯類是鎮(zhèn)江香醋的主要香氣成分。由圖7可知，在封閉式固態(tài)發(fā)酵體系中檢測(cè)出的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)包含醇類11 種、酸類6 種、酯類19 種、醛類6 種。傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵體系中檢測(cè)出的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)包含醇類8 種、酸類7 種、酯類15 種、醛類4 種。由此可見，封閉式固態(tài)發(fā)酵的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)顯著多于傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵。醇類是鎮(zhèn)江香醋中的重要香氣成分之一，它們主要來源于酒醪中的乙醇，以及發(fā)酵過程中產(chǎn)生的其他醇類物質(zhì)。同時(shí)，醇類與有機(jī)酸在微生物酯化酶的作用下通過酯化反應(yīng)，可以生成具有不同芳香味的酯類，共同構(gòu)成了鎮(zhèn)江香醋復(fù)雜的香氣。食醋中酯類化合物的增加，還可以調(diào)節(jié)酸味并抑制醋中的刺激性氣味。醛類和酮類也是鎮(zhèn)江香醋中的香氣成分之一，它們主要來源于發(fā)酵過程中的微生物代謝和氧化反應(yīng)。鎮(zhèn)江香醋中也有一定含量的酚類物質(zhì)，它們主要來源于原料中木質(zhì)素等成分的降解。其具有獨(dú)特的香氣和口感，對(duì)鎮(zhèn)江香醋的整體風(fēng)味有一定影響。

隨著發(fā)酵的進(jìn)行，揮發(fā)性化合物的種類和含量整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。封閉式固態(tài)發(fā)酵的乙酸乙酯在高峰后（2 699.33 μg/100 mL）迅速消失，顯示出其較為短暫的積累期。傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵則保持了較長(zhǎng)時(shí)間的乙酸乙酯積累，并在后期出現(xiàn)緩慢衰減。乙酸作為食醋的主體酸味物質(zhì)，在醋酸發(fā)酵階段顯著增加，累積趨勢(shì)也與其相同。封閉式固態(tài)發(fā)酵中乙酸異戊酯的含量明顯波動(dòng)，集中在早期的高峰期，而傳統(tǒng)發(fā)酵保持較長(zhǎng)時(shí)間的較高濃度，體現(xiàn)了其更穩(wěn)定的生成過程。其中乙酸乙酯、乙酸異戊酯還能賦予食醋蘋果、香蕉的香氣。這些酯類成分相互作用，能夠賦予食醋更濃郁的果香。

封閉式固態(tài)發(fā)酵的乙偶姻含量顯著高于傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵，發(fā)酵12 d即達(dá)到峰值（2 066.15 μg/100 mL），而傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵在發(fā)酵結(jié)束時(shí)乙偶姻質(zhì)量濃度為397.17 μg/100 mL。產(chǎn)生此差異的原因可能是夏季傳統(tǒng)發(fā)酵受溫度影響較大，酮類物質(zhì)的含量會(huì)隨著陳釀溫度的升高而降低，乙偶姻含量的增加也有助于增強(qiáng)食醋的奶油香氣。同時(shí)，乙偶姻作為川芎嗪合成的前體物質(zhì)，也能夠促進(jìn)川芎嗪大量合成。川芎嗪作為鎮(zhèn)江香醋中的生理活性物質(zhì)，在食醋中表現(xiàn)出較高的抗氧化性和降血脂能力，具有治療心血管疾病的潛在功效，也是食醋的重要風(fēng)味物質(zhì)之一。

綜上所述，封閉式固態(tài)發(fā)酵的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，如乙酸乙酯、乙酸異戊酯、乙醇等，在早期達(dá)到較高濃度并迅速衰減，顯示出較短的高濃度積累期，且波動(dòng)性較大。揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的積累和衰減周期較短，更適用于快速生成并釋放風(fēng)味的發(fā)酵過程。傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化則呈現(xiàn)出較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定積累，部分風(fēng)味物質(zhì)如乙酸乙酯和乙酸異戊酯等的濃度保持較高水平，且下降較為平緩。保持了較為穩(wěn)定的風(fēng)味物質(zhì)生成，適合長(zhǎng)期的風(fēng)味積累和漸變發(fā)酵過程。這可能與發(fā)酵容器的通氣性、溫度控制等因素有關(guān)。這些差異可以通過調(diào)整發(fā)酵條件（如溫度、濕度、氣體交換等）進(jìn)一步優(yōu)化各自的發(fā)酵過程，以得到更符合需求的風(fēng)味物質(zhì)。

6 固態(tài)釀造食醋感官評(píng)價(jià)的差異

采用電子舌評(píng)估鎮(zhèn)江香醋封閉和傳統(tǒng)發(fā)酵過程中18 個(gè)樣品的口味特征差異。如圖8所示，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，封閉式固態(tài)發(fā)酵的酸味和澀味逐漸增高，而苦味和咸味逐漸降低，其他味覺指標(biāo)沒有顯著差異；傳統(tǒng)發(fā)酵除酸味顯著增加外，其他味覺指標(biāo)略有降低。酸味的增強(qiáng)主要是由于發(fā)酵過程中產(chǎn)生了大量的有機(jī)酸，主要是醋酸。封閉式固態(tài)發(fā)酵中鮮味信號(hào)的增強(qiáng)，主要是由于鮮味氨基酸（天冬氨酸和谷氨酸）的迅速積累，電子舌的結(jié)果也更好地印證了游離氨基酸和有機(jī)酸的變化趨勢(shì)。

如圖9所示，封閉式固態(tài)發(fā)酵相比傳統(tǒng)發(fā)酵表現(xiàn)出更深的顏色，傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵表現(xiàn)出更高的渾濁度。在味覺指標(biāo)的感官評(píng)分中，可以看出封閉發(fā)酵的醋酸味和甜味強(qiáng)于傳統(tǒng)發(fā)酵，且封閉式固態(tài)發(fā)酵的食醋在口腔中風(fēng)味保持的時(shí)間更長(zhǎng)久。通過對(duì)香氣的感官評(píng)分分析發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)發(fā)酵表現(xiàn)出更濃郁的谷物香、炒米香和米醋香。

結(jié)論

本研究對(duì)比分析了傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵與封閉式固態(tài)發(fā)酵兩種發(fā)酵體系的鎮(zhèn)江香醋在夏季生產(chǎn)條件下的風(fēng)味品質(zhì)差異。從發(fā)酵環(huán)境因子、理化指標(biāo)、生物活性物質(zhì)、揮發(fā)性和非揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)等多角度探討了兩種發(fā)酵體系的優(yōu)劣。封閉式固態(tài)發(fā)酵體系通過設(shè)備優(yōu)化實(shí)現(xiàn)溫濕度精準(zhǔn)控制，發(fā)酵效率高、溫度變化平穩(wěn)；傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵體系受環(huán)境影響較大，溫度波動(dòng)顯著。封閉式固態(tài)發(fā)酵體系在發(fā)酵初期還原糖消耗快、不揮發(fā)酸生成速度快，酸度和非揮發(fā)酸比例更高，醋酸味顯著，風(fēng)味柔和。傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵體系的揮發(fā)性酸比例高，酸味明顯且風(fēng)味較復(fù)雜。封閉式固態(tài)發(fā)酵體系揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量豐富，釋放高濃度香氣成分，口感綿柔；傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵體系揮發(fā)性物質(zhì)種類少但持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，有較強(qiáng)的谷物香和米醋香。生物活性物質(zhì)方面，封閉式固態(tài)發(fā)酵體系總酚和總黃酮含量在中期達(dá)到峰值但波動(dòng)較大；傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵體系表現(xiàn)穩(wěn)定，總黃酮峰值更高。兩種體系均含豐富的氨基酸，封閉式固態(tài)發(fā)酵體系鮮味氨基酸累積速率更快，苦味氨基酸含量的占比更低；傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵體系苦味成分比例偏高。感官評(píng)定顯示，封閉式固態(tài)發(fā)酵體系酸味和甜味突出、整體清爽；傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵體系風(fēng)味層次強(qiáng)、渾濁度大、谷物香更濃郁。封閉式固態(tài)發(fā)酵鎮(zhèn)江香醋在生產(chǎn)效率、風(fēng)味品質(zhì)穩(wěn)定性及酸味柔和性方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，而傳統(tǒng)發(fā)酵則在風(fēng)味復(fù)雜性和香氣濃郁度方面更為突出。封閉發(fā)酵體系可為鎮(zhèn)江香醋的高效穩(wěn)定生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，但其微生物群落和風(fēng)味物質(zhì)的相關(guān)性機(jī)理有待進(jìn)一步研究，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)味化合物的定向調(diào)控，提高鎮(zhèn)江香醋的品質(zhì)。

本文《傳統(tǒng)與封閉式固態(tài)食醋釀造體系風(fēng)味品質(zhì)的差異性分析》來源于《食品科學(xué)》2025年46卷第16期244-254頁(yè)，作者：李思雨，余永建*，李滬強(qiáng)，唐佳琦，張楠，朱圓圓，王玉芹，韓冬，王柯。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241126-173。點(diǎn)擊下方 閱讀原文 即可查看文章相關(guān)信息。

實(shí)習(xí)編輯：王奕辰；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)