贺羽，王帅*，姚俊胜，冯小刚，商学兵

(1.徐州工程学院 食品(生物)工程学院，江苏 徐州 221018；2.徐州工程学院江苏省食品资源开发与质量安全重点建设实验室，江苏 徐州 221018)

果醋主要是以果蔬或果蔬下脚料为原料，经酒精发酵、醋酸发酵酿制而形成的一种口味独特、营养丰富的调味品[1]。其含有丰富的活性保健成分，同时也兼有食醋的独特口感，是一种新型的保健食品[2,3]。柠檬(citrus limon)是一种营养价值很高，且具有一定药用价值的营养保健型水果，具有降血压、降血脂、抗氧化、抗癌、抗肿瘤、抗过敏、抗病毒、消炎和杀菌等生理功能[4,5]。柠檬果醋因富含维生素，保健肠胃，促进尿酸代谢等功效而越来越受到消费者的喜爱。然而在发酵过程中，柠檬果醋的气、味处于一个动态的过程，随着贮藏时间的推移，柠檬在醋酸的作用下，其自身的酸度、色度等指标也发生着一系列的变化。本研究以市售柠檬果醋成熟周期为基础，选取本课题组研制的柠檬果醋为原料，辅以电子鼻、电子舌技术探究不同酿造阶段柠檬果醋气、味差异，揭示柠檬果醋储藏过程中各项指标的变化规律。在更加科学地把控柠檬果醋的储藏过程的基础上，用以提高柠檬果醋的各项品质，进而促进柠檬果醋产品的发展。

1 材料与方法

1.1 实验材料、试剂

新奇士柠檬醋：本实验室研制并保存；氢氧化钠、盐酸、抗坏血酸、溴代萘、无水乙醇、酚酞：购自北京化工厂；丙酮：购自安徽合肥科技有限公司。

1.2 实验仪器

电子天平、紫外分光光度计、酸度计、便携色差仪、阿贝折射仪、电子鼻、电子舌。

1.3 实验方法

1.3.1 感官评定

由10名具有食品感官经验的专业人员组成评估小组，以产品的色泽、香味、滋味和澄清度作为手工自制柠檬果醋的评估标准的指标(见表1)并参考有关国家标准，综合柠檬果醋的感官结果稍微纠正[6]。

表1 不同酿造阶段柠檬醋感官品质评价表Table 1 Sensory quality evaluation table of lemonvinegar during brewing stages

1.3.2 pH值测定

pH值采用PHS-25型酸度计测定[7]，分别取适量3个时段柠檬果醋于烧杯中，用酸度计测定该样品的pH值，并做出对比，绘制折线图。

1.3.3 总酸含量的测定

分别称取0.500 g柠檬果醋试液，置于250 mL三角瓶中。加50 mL左右的水，并滴加2滴1%酚酞指示剂，用0.1 mol/L氢氧化钠标准滴定溶液，滴定至微红色30 s不褪色。记下滴定管上的数据，读数时应将视线与页面最低处相平，将此时的数值标位(V1)进行3次平行试验，同时做空白试验V2[8]，计算方法见式(1)。

食品中总酸的含量以质最分数X计，数值以g/100 g表示：

X=[(V1-V2)×C×0.06]×100/0.500。

式(1)

式中：C为NaOH标准溶液的浓度(mol/L)；V1为滴定试液时NaOH消耗标准溶液的体积(mL)；V2为空白试验时NaOH消耗标准溶液的体积(mL)；0.06为酸的换算系数，以醋酸计；0.500为取样的重量(g)。

1.3.4 色度测定

使用便携式色差仪分别对3个时段的柠檬果醋进行色度测定，观察储藏时间对色度的影响，并做出对比及结论[9]。

柠檬果醋的L值、a值和b值使用色差计进行测定。色差计使用前需要用较厚的白纸进行校准。ΔL值表示亮度；Δa值正值偏向红色，负值偏向绿色；Δb值正值偏向黄色，负值偏向蓝色。通过公式ΔE=(ΔL2+Δa2+Δb2)1/2来计算总色差。ΔE在0～0.5时，色差可以忽略，肉眼很难辨认；ΔE在0.5～1.0时，色差值很低，只有长期训练的人才能观察出；ΔE在1.0～1.5时，色差值属于中等；ΔE>1.5时，色差严重。

1.3.5 可溶性固形物的测定

使用阿贝折射仪按照说明书进行测定[10]，每个样品测定3次，取平均值，并对比不同时段柠檬果醋可溶性固形物的差异，并做出相应的分析。

1.3.6 Vc含量的测定

配制100 μg/mL Vc标准溶液[11]：称取标准Vc粉末10 mg(准确至0.1 mg)，用蒸馏水进行溶解，转移到100 mL容量瓶中，并加蒸馏水稀释到刻度，混匀，此Vc溶液的浓度为100 μg/mL。

Vc吸光度为A，试剂空白吸光度为A0，计算吸光度差ΔA=A-A0的值。以吸光度差值ΔA对Vc浓度C绘制校准曲线，见图1[12]。

图1 Vc标准曲线Fig.1 Vc standard curve

由图1得出方程 y=0.0873x+0.0374，R2=0.9981，Vc浓度和吸光度线性关系良好。

取5.00 mL提取液，放入盛有1.00 mL 10%盐酸的25 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度后摇匀。以蒸馏水为空白，在265 nm处测定吸光值。

1.3.7 电子舌、电子鼻分析样品

1.3.7.1 电子鼻测定

将样品进行包装分类，并添加标记，柠檬原液为标位A0，酿造1个月的样品标为A1，酿造2个月的样品标为A2，酿造3个月的样品标为A3。将整理好的样品送于上海海洋大学进行电子舌电子舌分析。

采用Fox 4000对柠檬果醋的整体气味进行区分，该电子鼻系统包括18根传感器[13]，包括A组：T30/1，P10/1，P10/2，P40/1，T70/2，PA/2；B组：P30/1，P40/2，P30/2，T40/2，T40/1，TA/2；C组：LY2/LG，LY2/G，LY2/AA，LY2/GH，LY2/gCTL，LY2/gCT。

取(2.00±0.01) g样品于15 mL顶空瓶中，置于自动进样系统的低温托盘中(防止测定时间较长引起的变质，温度控制在4 ℃左右)。测定前在50 ℃金属浴中震摇600 s(保证样品的中心温度稳定在50 ℃)，进样器温度设置为60 ℃，进样体积2500 mL，1 s内注射到进样管路中，进样载气为干净的空气，流速150 mL/min，记录18根传感器在120 s内的最高响应值，用于后续分析。单个样品进样完毕后以干净空气吹扫10 min，防止上一个样品气味的残留，而后自动进行下一个样品的分析[14]。

1.3.7.2 电子舌测定

准确称取(5.00±0.01) g待测样品，加入50 mL超纯水，匀浆均质2 min，超声5 min，室温下静置30 min。取均质液于12000 r/min下4 ℃离心15 min，吸取上层清液，沉淀，再次用30 mL超纯水溶解，重复上述步骤，合并上清液。静置后取下层水溶液50 mL定容至100 mL待测。

该Astree电子舌系统配备了UMS、GPS、SWS、SRS、STS、SPS和BRS7根传感器，其中UMS、SRS和STS为3根专一性传感器，分别对鲜味、酸味和咸味具有专一相应，其余4根为特异性传感器，采用Ag/AgCl作为参比电极[15-17]。测定时每个样品的数据采集时间为120 s，记录第120 s时传感器的响应值，用于后续分析。

2 结果与分析

2.1 感官评定结果及分析

图2 不同时段柠檬果醋感官评定得分Fig.2 Sensory evaluation scores of lemona vinegar at different periods of time

由图2可知，随着时间的推移，柠檬果醋的感官评定得分呈上升趋势，且三月的柠檬果醋样品得分最高。随着发酵时间的加长，柠檬果醋的滋味逐渐变得柔和，由最初的难以接受到酸味调和；颜色更加鲜艳，且亮度有所提高；气味也变得醇厚起来，香味更加诱人；澄清度有所提升，果醋更加清澈。考虑到随着贮藏时间的推移，柠檬中的芳香性物质逐渐萃出，且果醋进行着一系列缓慢的反应，萃出的物质被逐渐溶解于果醋中，从而使果醋更为清澈且香味风味浓郁。

2.2 pH的变化

图3 pH值的变化Fig.3 The changes of pH values

pH值作为衡量果醋饮品的一个重要指标，本文采用PHS-25酸度计对不同时段的柠檬果醋进行测量，并做出比较。由图3可知，柠檬果醋的pH值在酿造不同阶段的样品中并未产生过大的变化，由最初的2.77下降到2.66，而后缓慢下降到2.63。表明其pH值的随储藏时间的推移而增大，酸性增强，表明柠檬果醋的口感逐渐变得醇厚起来。

2.3 总酸含量的变化

取0.500 g柠檬果醋试液加适量蒸馏水混匀，用酸碱滴定法测定柠檬果醋试液中的总酸含量，结果见表2。

表2 柠檬果醋中的总酸含量Table 2 Total acid content in lemon fruit vinegar

总酸含量作为衡量果醋饮品的另一个重要指标，本文采用酸碱滴定法测定不同时段的柠檬果醋的总酸度，并做出比较。由表2可知，本文中手工自制柠檬果醋的总酸含量总体较为稳定，随发酵时间的推移而逐渐有所升高，但幅度较小，并趋于稳定，可推断是由于柠檬中的有机酸被逐渐萃出导致。

2.4 色度的变化

表3 柠檬果醋的色度Table 3 The chrominance of lemon fruit vinegar

色度作为柠檬果醋的外在因素，很大一部分影响着柠檬果醋的售卖。对表3进行数据处理，计算得出ΔE21=2.01，ΔE32=0.22。可知酿造2个月的柠檬果醋较1个月的柠檬果醋的色差严重，而酿造3个月的样品较2个月的样品的色差可忽略不计。由此可推断出酿造时间超过3个月后，柠檬果醋的色度将不再有大幅度改变。可得柠檬果醋的L值随发酵时间的增加有递增趋势且趋于平稳，即亮度值不断增加，产品更加鲜艳。

2.5 可溶性固形物的测定

表4 柠檬果醋的可溶性固形物(20 ℃)Table 4 Soluble solids of lemon fruit vinegar (20 ℃)

由表4可知，随着柠檬果醋贮藏时间的推移，柠檬果醋的可溶性固形物含量不断增加，但到3个月时又有所下降。这是因为柠檬在贮藏过程中，柠檬中的有机物被部分萃取出来，但进入贮藏后期可溶性固形物又有所下降，可能是萃取出的部分有机物质被罐内的气体与醋酸所氧化，也可能是受到外界环境条件如光照的影响。

2.6 Vc含量的测定

表5 柠檬果醋中Vc含量的变化Table 5 Changes of Vc content in lemon fruit vinegar

Vc含量作为衡量柠檬果醋品质的又一重要指标，表明柠檬果醋的保健价值，本文通过紫外分光光度法测量柠檬果醋的Vc含量。由表5可知，柠檬果醋的Vc含量随发酵时间的推移而逐渐降低，但基本保持不变。推断可能是由于外界因素导致Vc含量的降低，如光照、温度等。

2.7 电子鼻、电子舌分析结果

2.7.1 电子鼻分析结果

图4 不同成熟度柠檬果醋气味的PCA图Fig.4 PCA charts of different ripeness degrees of lemonfruit vinegar with different flavors

注：A0为柠檬原液；A1为柠檬果醋酿造1个月的样品；A2为柠檬果醋酿造2个月的样品；A3为柠檬果醋酿造3个月的样品。

PCA是将电子鼻传感器的数据转换及降维，并对降维后的特征向量进行线性分类，从而最大程度体现不同样品之间的差异。判别指数(discrimination index，DI)是指进行PCA时样品区分程度的表征值，当DI在 80%～100%之间时说明区分有效。

DI值=100×[1-(面积A0+面积A1+面积A2+面积A3)/总面积]。

由图4可知，在不同成熟度柠檬果醋气味的PCA图中 ，第一主成分(PC1)的贡献率为80.121%，第二主成分(PC2)的贡献率为17.569%，两者之和高达97.69%，表明PC1和PC2的总贡献率几乎包含了样品的所有信息。DI值为94.3%，这表明不同成熟度的柠檬果醋可以用电子鼻区分，不同样品间的差异明显。柠檬原液落于第二象限，与不同时段柠檬果醋的中心相距较远，表明柠檬果醋与原液的芳香性物质已经有了很大变化。酿造1个月的样品位于第三象限，与酿造2个月、3个月的样品相距较远，能够明显区分开。酿造2个月与3个月的柠檬果醋都位于第四象限，且相距较近，说明它们的挥发性物质差距不大。

2.7.2 电子舌分析结果

图5 不同成熟度柠檬果醋滋味的PCA图Fig.5 PCA charts of different ripeness degrees of ripe lemon and fruit vinegar with different taste

由图5可知，在不同成熟度柠檬果醋滋味的PCA图中 ，第一主成分(PC1)的贡献率为96.219%，第二主成分(PC2)的贡献率为2.157%，两者之和高达98.376%，表明PC1和PC2的总贡献率几乎包含了样品的所有信息。DI值为89.6%，这表明不同成熟度的柠檬果醋可以用电子舌区分，彼此之间互不干扰。柠檬原液落于第一象限，与不同时段柠檬果醋的中心相距较远，表明柠檬果醋与原液的芳香性物质已经有了很大变化。酿造1个月的样品位于第二象限，与酿造2个月、3个月的样品相距较远，能够明显区分开。酿造2个月与3个月的柠檬果醋都位于第四象限，且相距较近，说明它们的滋味的相似性很高。

3 结论与展望

通过实验结果表明，随着时间的推移，柠檬果醋的气、味存在着一系列的变化。通过感官评定可知，柠檬果醋随时间的推移，气、味都有着正向的改变，且逐渐趋于稳定，更容易为消费者们所接受。在指标方面，柠檬果醋的pH逐渐降低,且趋于稳定，表明柠檬果醋的酸味更为柔和；总酸含量逐渐增加，表明柠檬中的有机酸被逐渐萃出，且逐渐趋于稳定；可溶性固形物，呈现先上升后下降，并趋于稳定，考虑是由于柠檬中的萃出物质逐渐增多后与产生的醋酸反应而溶于果醋之中；色度方面，酿造1个月的样品较之后样品差距较大，可直接分辨出，酿造2个月、3个月的样品差距不大，表明柠檬果醋的色度也趋于稳定；Vc含量有所下降，考虑是由于光照或温度等因素导致。通过结合电子鼻与电子舌技术，可知柠檬果醋较柠檬原液的气、味已有了很大的变化，且随着时间的推移，柠檬果醋的气、味也处于一个动态的变化过程，酿造1个月的样品与酿造2个月、3个月的样品的气、味差异较大，容易区分，酿造2个月、3个月的样品的气味差异较小，趋于稳定。这一结果与实验结果有着相当程度的匹配性，可以表明本文有着很高的正确性。

通过以上实验结果，可推断手工自制柠檬果醋的成品时间为3个月前后，此时的产品气、味达到一个高值，且色泽、澄清度等属性也较好，最容易被顾客接受。这表明电子舌、电子鼻能够不同成熟度柠檬果醋的风味物质是否存在差异，本实验结果可以为评价柠檬果醋的品质提供依据，有利于推进果醋产业进程。