苹果醋酿造过程中苹果酸含量的变化规律

许艳俊，郝林

(山西农业大学 食品科学与工程学院，山西 太谷 030801)

苹果醋酿造过程中苹果酸含量的变化规律

许艳俊，郝林*

(山西农业大学 食品科学与工程学院，山西 太谷 030801)

以新鲜富士苹果为原料，进行苹果醋的酿造。探究苹果汁经由酒精发酵以及醋酸发酵后成为苹果醋的各个过程中苹果酸含量的变化规律。以紫外分光光度计法测定苹果酸的含量，结果表明：在确定的酒精发酵和醋酸发酵条件下，苹果酸的含量呈逐渐下降的规律：当酵母菌为SH221时由酒精发酵前的14.975 mg下降为醋酸发酵后的2.35 mg，下降率为84.31%；而当酵母菌为SH222时由酒精发酵前的14.975 mg下降为醋酸发酵后的2.06 mg，下降率为86.24%。从而阐述了苹果醋整个酿造过程中苹果酸含量变化的规律。

苹果醋；苹果酸；酒精发酵；醋酸发酵；紫外分光光度法

苹果是我国主要的水果产品之一，除鲜食外，主要是加工生产浓缩苹果汁。苹果醋是近几年兴起的苹果加工产品，不仅含有醋的食疗保健功效，还富有苹果的营养物质和风味口感[1]。

苹果醋中的有机酸除乙酸外，还含有苹果酸、柠檬酸、乳酸、琥珀酸等不挥发酸[2]，这些有机酸决定了苹果醋的酸味质量。尤其是苹果酸、柠檬酸、琥珀酸具有缓冲乙酸的刺激性，提高苹果醋的酸味平和性，使酸味柔和、醇厚。有利于改善醋的酸味质量，并赋予其特色的酸味，这对于风味较淡的苹果醋产品质量尤为重要[3]。

苹果酸具有增强消化功能，降低有害胆固醇的水平，增强心脏功能，维持正常的血糖血压水平，防止癌细胞的生成，使皮肤增白，保持皮肤的光滑滋润，消除体内重金属等优点。自然界存在的苹果酸都是L-苹果酸。L-苹果酸是一种重要的天然有机酸，1967年，被美国食品和药品管理局登记确认为一种安全、无毒、无害、可食用的有机酸[4]。L-苹果酸是人体必需的有机酸，也是一种低热量的理想食品添加剂。本研究旨在阐明苹果醋酿造过程中苹果酸含量的变化规律，为通过改变苹果酸的含量来改善苹果醋的口感提供了依据。

1 材料与方法

1.1 试验菌种

酵母菌：SH221和SH222，山西农业大学生物工程实验室保藏菌种；醋酸菌：沪酿1.01，购于中国工业微生物研究所。

1.2 培养基

1.2.1 YEPD培养基

酵母膏1 g，蛋白胨2 g，葡萄糖2 g，蒸馏水100 mL，在121 ℃，0.1 MPa条件下灭菌20 min。

1.2.2 斜面培养基

葡萄糖1 g，酵母膏1 g，无水CaCO32 g，琼脂2 g，蒸馏水100 mL，在121 ℃，0.1 MPa条件下灭菌20 min后冷却至60 ℃，加入3 mL无水乙醇。

1.2.3 种子培养基

葡萄糖1 g，酵母粉1 g，水100 mL，在121 ℃，0.1 MPa条件下灭菌20 min后冷却至60 ℃，加入3.5 mL无水乙醇[5]。

1.2.4 醋酸菌保藏培养基

酵母膏1 g，葡萄糖1 g，琼脂2 g，水100 mL，pH 5.5，0.1 MPa灭菌20 min，灭菌后冷却到70 ℃时加入95%酒精2 mL。

1.3 试剂

新鲜富士苹果、成品苹果醋(市售)、15%的TiCl3溶液(分析纯)、硫酸98%(不含硝酸盐，分析纯)、2,7-萘二酚溶液(分析纯) 上海源叶生物科技有限公司；苹果酸(分析纯)、果胶酶(30000 U/mL) 法国拉曼公司；柠檬酸(食品级)、NaCl(食品级)、蔗糖(食品级)。

1.4 仪器

UV-5100紫外分光光度计 上海元析仪器有限公司；WYT-4手持折光仪 泉州中友光学仪器有限公司；ZQPW-250全温振荡培养箱 天津市莱波特瑞仪器设备有限公司；PB-21酸度计、分析天平 北京赛多利斯天平有限公司；HH-2型电热恒温水浴锅 北京科伟永兴仪器有限公司；DHP-500电热恒温培养箱 北京市光明医疗仪器厂；酒精计 河北省武强县阜阳仪表厂；BJ-CDSERIES超净工作台 上海跃进医疗器械厂；YXQ-LS-50S11高压灭菌锅 上海博讯实业有限公司医疗设备厂；DF205电热鼓风干燥箱 北京医疗设备工厂。

1.5 检测方法

可溶性固形物含量检测：采用折光仪法；还原糖(以葡萄糖计)含量检测：快速费林法(GB/T 19777-2013《地理标志产品山西老陈醋》中还原糖的测定)；酒精含量检测：蒸馏法(GB/T 5009.48-2003《蒸馏酒及配制酒卫生标准》的分析法中比重计法)；总酸(以醋酸计)含量检测：氢氧化钠滴定法(GB/T5009.39-2003《食醋卫生标准》分析法)。

1.6 菌种活化

1.6.1 酵母菌

将斜面保藏的酵母菌按1%的接种量接种至配好的100 mL YEPD培养基上，30 ℃，120 r/min摇床培养24 h，备用。

1.6.2 醋酸菌

醋酸菌以5%的质量体积比接种在100 mL的种子培养基上，培养温度为30 ℃，摇床转速为200 r/min，培养48～72 h左右，然后稀释涂布到固体培养基上。选取长势较好的单菌落取1环接入100 mL的种子培养基上，培养温度为30 ℃，摇床转速为200 r/min，培养48～72 h左右，得到活化好的醋酸菌种子液[6,7]。

1.7 苹果醋中苹果酸含量的测定

1.7.1 定性测定

三氯化钛法[8]：在试管中加入5 mL的待测果醋，滴入3滴15% TiCl3溶液，在几分钟内出现白色沉淀，表明有苹果酸存在，如果气温太低，可将试管在手中温热，但不能在灯焰上加热，因为煮沸时柠檬酸溶液也有类似反应。

1.7.2 定量测定

紫外分光光度法[9]：取1 mL果醋，加入6 mL 98%硫酸，加入0.1 mL 2,7-萘二酚溶液，在100 ℃下水浴加热20 min，冷却至接近室温后，在390 nm紫外光下比色测定，空白水样同法处理，做仪器调零之用。

1.7.3 标准曲线的确定

称取0.3 g苹果酸，倒入50 mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度线，作为储备液，浓度为6 mg/mL。分别取2，4，6，8，10 mL于10 mL具塞试管中，加蒸馏水至10 mL，则浓度分别为1.2，2.4，3.6，4.8，6 mg/mL。然后各取1 mL分别加入6 mL 98%的浓硫酸以及0.1 mL的2,7-萘二酚溶液。按照定量测定苹果酸含量的方法进行测定。

1.7.4 苹果醋酿造工艺流程

新鲜成熟苹果→挑选→清洗→破碎→浸泡→榨汁→酶解→灭酶→调整糖度→酒精发酵→醋酸发酵。

1.7.5 步骤

原料处理：选择无病虫害、色泽鲜艳、成熟的苹果，洗净后切成3～5 mm左右的果丁，放入0.10%柠檬酸和1.0% NaCl混合1 L左右的护色液中，浸泡10 min，然后置于打浆机中打浆，打浆结束后测苹果酸的含量。

在榨好的苹果汁溶液中加入苹果浆的0.1%～0.15%的果胶酶，然后在45 ℃下酶解2 h。将酶解结束后的苹果汁样品在80 ℃水浴下灭酶15 min。

成分调整：根据2 g/dL糖生成1°(V/V)酒精来补加糖量，试验初期调整发酵液的初始糖度为14%[10,11]。

酒精发酵：选取酵母菌SH221和SH222分别以接种量8%接入调整好的发酵液中，在28 ℃的条件下进行发酵。发酵7天后，静置澄清，测定酒精度[12]。

醋酸发酵：醋酸发酵初始酒精度为7%，接种量为10%，发酵温度为30 ℃，摇床转速为150 r/min，发酵7天左右[13,14]。每隔24 h测定其酸度，待发酵液酸度不再增加，停止醋酸发酵。

1.8 数据处理

每个实验3个平行，实验结果用Excel进行处理。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

图1 苹果酸含量的标准曲线Fig.1 Standard curve of malic acid content

由图1可知，R2值大于0.999，即线性相关，说明此标准曲线比较理想。

2.2 苹果酸含量的变化

图2 醋酸发酵过程中总酸含量的变化Fig.2 Changes of total acid content in acetic acid fermentation process

由图2可知，在整个醋酸发酵过程中总酸的含量依次增加：在酵母菌为SH221时，总酸含量由0.282 g/dL到发酵结束后3.612 g/dL；在酵母菌为SH222时，总酸含量由0.318 g/dL到发酵结束后3.622 g/dL。

图3 酿造过程中苹果酸含量的变化Fig.3 Change of malic acid content in the brewing process

由图3可知，在整个过程中，苹果酸的含量呈先增加后下降再下降的趋势。苹果汁在酒精发酵前苹果酸的含量增加，在酒精发酵过程中苹果酸含量逐渐下降：在酵母菌为SH221时，苹果酸含量由酒精发酵起始的14.975 mg/mL到发酵结束后的2.79 mg/mL；在酵母菌为SH222时，由酒精发酵起始的14.975 mg/mL到发酵结束后的2.219 mg/mL，且在醋酸发酵过程中，苹果酸含量小幅度下降：在酵母菌为SH221时，苹果酸含量由醋酸发酵起始的2.79 mg/mL到发酵结束后的2.35 mg/mL；在酵母菌为SH222时，由酒精发酵起始的2.219 mg/mL到发酵结束后的2.06 mg/mL，整个酿造过程中，不论使用酵母菌SH221或者SH222，苹果酸的含量都呈现先上升后下降的趋势。

对比图2和图3可知，在醋酸发酵过程中随着总酸的增加，苹果酸含量逐渐下降。总酸含量明显高于醋酸发酵起始及终止的苹果酸含量，说明苹果酸的测定具有准确性。

3 结论

本文以新鲜富士苹果为原料，进行酒精发酵和醋酸发酵，测定各个酿造过程中苹果酸的含量，得出在整个苹果醋的酿造过程中苹果酸含量的变化及其规律：在酒精发酵和醋酸发酵过程中，苹果酸含量逐渐下降。说明在苹果醋的酿造过程中，存在使得苹果酸含量下降的机制，这为以后探究其机理提供了理论依据。

陈义伦等研究原汁苹果醋中的有机酸所得结果一致。在此基础上更加具体地阐明了在整个酿造过程中苹果酸含量的变化规律，补充了在酒精发酵前以及苹果汁中苹果酸的含量，并测定了在醋酸发酵过程中总酸(以醋酸计)含量的变化，为苹果酸的含量变化规律提供了依据。

在酒精发酵前苹果酸含量显著高于苹果汁中含量的机理以及在酒精发酵及醋酸发酵过程中使苹果酸含量下降的机制还有待探究及阐明。醋酸菌是否拥有使苹果酸含量下降的能力等，可以通过后续细化以及正交实验探究其机理。探究苹果醋酿造过程中苹果酸含量的变化机制，可以为改善口味、增加苹果醋营养价值提供理论依据。

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TheChangeRuleofMalicAcidContentintheBrewingProcessofAppleVinegar

XU Yan-jun, HAO Lin*

(College of Food Science and Engineering, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, China)

With fresh Fushi apple as raw material to brew apple vinegar, explore the change rule of malic acid content in each process of apple vinegar as apple juice through alcoholic fermentation and acetic acid fermentation.In this paper, ultraviolet spectrophotometry method is used to determine the content of malic acid,the results show that under the alcohol fermentation and acetic acid fermentation conditions,the malic acid content shows gradually decline rule:when alcohol fermentation by yeast SH221,the content of malic acid reduces from 14.975 mg to 2.35 mg, the descent rate is 84.31%；when alcohol fermentation by yeast SH222,the content of malic acid reduces from 14.975 mg to 2.06 mg, the descent rate is 86.24%.Thus expound the change rule of malic acid content in the whole brewing process of apple vinegar.

apple vinegar；apple acid；alcoholic fermentation；acetic acid fermentation；UV spectrophotometry method

TS264.22

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.12.011

1000-9973(2017)12-0054-04

2017-06-15 *通讯作者

许艳俊(1994-)，女，山西祁县人，硕士，研究方向：食品生物技术。

郝林(1957-)，男，山西太谷人，教授，博士，研究方向：食品生物技术。