邱晓曼，陈程鹏，洪厚胜

（1.南京工业大学 生物与制药工程学院，江苏 南京 211816；2.南京汇科生物工程设备有限公司，江苏 南京 210009）

果醋是以水果为主要原料，经酒精发酵和醋酸发酵而成的一种风味独特的新型饮品或酸性调味品，其富含多种有机酸、维生素、氨基酸以及微量元素等营养物质，兼具水果和食醋两者功能，具有缓解疲劳抗焦虑、促进肠道代谢、降低血脂和预防高血压和心脑血管疾病[1-3]等生理作用。

食品的风味物质是指能够让食品产生特殊气味和口感的化合物，果醋中这类化合物的种类高达几百种[4]。果醋的风味特征由风味成分的种类、数量、阈值及组分间的相互作用共同决定，是果醋感官品质评定的研究重点[5]。随着风味分析技术不断推陈出新并成功运用于果醋，果醋风味的研究也更加广泛深入，研究的果醋品种更多，不再局限于苹果醋和葡萄醋，研究的内容包括风味物质的化学组成和含量，风味物质的生成机理，风味物质之间的相互作用，发酵过程中特征或主要风味成分的变化规律，果醋成品中风味物质的安全性质量标准和阈值控制，以及风味物质的精确分析技术等[6]。

近年来我国多地发展特色林果业，水果资源日渐丰富，加上现代社会人们注重质量、崇尚健康，果醋相对于传统饮料满足了人们的新要求，越来越受到消费者的亲睐，市场非常广阔。该文对近年来果醋风味改良措施进行总结，旨在为果醋风味物质成分控制及感官理论体系建设提供依据。

1 果醋中主要风味物质

果醋中的风味物质种类颇多，成分复杂，主要有酯类、醇类、酸类、醛类、酮类、酚类以及杂环类等。这些物质共同协调、相互作用，成就果醋风味优良又独特，这也是其区别于食醋和勾兑醋的主要特征。

1.1 有机酸

有机酸是果醋的主要呈酸物质，决定着果醋的酸味质量。果醋中含有多种有机酸，可分为两类，一类是原料本身具有的，另一类是在发酵过程中产生的。发酵过程中有机酸主要有两个来源：①乙醇醋酸发酵产生乙酸，含量高且容易测定。②酒精发酵、醋酸发酵过程中代谢产生有机酸，这部分种类多、数量微、影响因素多且大部分为未知酸，测定较为困难。

不同品种的水果所含有的有机酸的组成和含量都是不同的，如苹果酸在苹果中含量为3.96 g/L[7]，在葡萄中含量为2.432 g/L[4]，而在枇杷中则为5.502 g/L[8]，部分水果所含有的有机酸成分见表1。水果中含有的有机酸部分属于不挥发性有机酸，香气爽快自然，可直接进入果醋成品，改变了果醋成品中不挥发酸和挥发酸的比例，使果醋刺激性酸味减弱变得柔和，从而提高果醋的口感质量。

表1 部分水果所含有机酸成分Table 1 Organic acid composition in some fruits

果醋中含有多种有机酸，这些有机酸共同决定着果醋的酸味质量，其富含的有机酸成分随着酿造原料的不同而不同，但大多富含醋酸、琥珀酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、乳酸以及富马酸。乙酸具有刺激性，乳酸有醇厚感，柠檬酸酸味圆润平和持久，琥珀酸有鲜甜味，富马酸和苹果酸味道爽快但有涩味，而葡萄糖酸爽快却柔和，特别是苹果酸、柠檬酸和琥珀酸可以调和乙酸的刺激性，提高醋的酸味平和性，使其酸味柔和、醇厚[14]。研究发现，五味子醋中含39种有机酸化合物[15]，红树莓果醋醋中含19种有机酸化合物[16]，苹果醋中含17种有机酸化合物[17]。

1.2 挥发性成分

果醋的挥发性成分包括酯、醇、酸、醛、酮、酚以及杂环类，其中酸、酯和芳香醇是果醋的主要嗅感物质，而其种类和阈值共同决定了果醋的风味。果醋的挥发性成分少部分来源于水果本身，大部分是在酒精发酵和醋酸发酵过程中形成的，每阶段主要风味物质都不相同[18]。通过测定相对气味活度值和主成分分析法就能够了解各香气成分对果醋总体风味的贡献，从而确定主要风味化合物[19]。

此外，不同种类甚至是同种不同品系的水果香气成分以及含量都会有所差别。王怡玢等[20]比较了新疆野苹果与富士苹果的挥发性香气物质，在新疆野苹果中鉴定出67种挥发性香气物质，含量＞0.1 μg/g 的共有27种，其中含12类酯、8类醛、4类醇、1类烃，且苯甲醛是其特有成分；而在富士苹果中检测出49种挥发性香气物质，含量＞0.1 μg/g 的香气挥发物共27种，其中含18种酯、4种醛、2种醇、1种酮，其特有成分是2-甲基丁酸丁酯。

研究表明，酯类、酚类、醚类和酮类物质表现为果香型，醇类和醛类物质表现为青香型，内酯类物质表现为甜香型，萜类物质表现为花香型[21]，部分果醋挥发性成分的香气以及阈值见表2[18]。

表2 果醋部分挥发性成分的阈值以及香气描述Table 2 Threshold and aroma description of some volatile components in fruit vinegar

阈值指一种化合物被人嗅觉器官感受到的所需的最小浓度值，每种成分都有其对应的阈值。一种嗅味物质对体系风味中的作用可用气味活性值来判断，它是风味物质成分的浓度与阈值的比值，如果气味活性值＜1，说明该物质对体系风味特征的影响是不明显的[22]。这也与Guadagni香气理论相对应，食品中浓度高而阈值低的香气成分很可能是食品中特征香气成分或主体香气成分[23]。阈值越小的成分存在感越强，反之，阈值越大的成分存在感越弱。例如，苹果酸阈值仅为0.027 mg/kg，但其能够轻而易举的被闻到。另外，果醋的香气并不是简单的由一种或两种化合物糅杂的效果，而是几十种挥发性成分共同作用的结果[24]，而风味阈值能体现该成分对果醋风味的贡献，故研究主要风味物质的阈值，对果醋风味改善有着深刻意义。

2 果醋中风味物质的分析检测

2.1 果醋中有机酸的分析检测

有机酸的检测方法有分光光度法、酶法、酸碱滴定法和色谱法[25]。考虑到实验结果的重复性、再现性以及精确性，现在研究者大都采用色谱法。薄层色谱法由于定量能力不足以及检测时间较长逐渐被舍弃，而气相色谱法本身测出的有机酸种类和数量较多，与质谱的联用进一步发挥了其长处。高效液相色谱法因其灵敏性好、准确度高、操作简便等优点使得其应用于果醋中有机酸的检测更为普遍[26]。现有研究中的绝大数都采用了反相高效液相色谱法，国家也发布了以此法来测定食品中有机酸的国家标准[27]，少数采用高效离子排斥色谱法或亲水作用力色谱法，农业部则发行了以离子色谱法测定水果中有机酸的行业标准[28]。

ZONG Y等[29]采用反相高效液相色谱结合紫外光电二极管同时测定了柠檬酸、乳酸、乙酸、琥珀酸、草酸5 种主要有机酸，检测条件是C18色谱柱（150 mm×4.6 mm，5 μm），以pH 2.80的甲醇-0.010 mol/L磷酸二氢钠缓冲液作流动相，温度23.0 ℃，流速0.80 mL/min，检测波长210 nm，结果证明样品分离效果较好，相关系数R＞0.99。SHI J Y等[30]利用最小二乘支持向量机模式（least-squares support vector machine，LS-SVM）的近红外光谱技术对醋的总酸含量进行测定，发现LS-SVM回归模型不仅可以无损失精准测定总酸含量，而且可以和傅里叶变换近红外光谱技术结合对醋进行分类，确定醋的质量。

2.2 果醋中香气成分的分析检测

果醋的香气组成非常复杂，既有原料本身的特征香气，又有发酵过程中形成的各种醇类、酸类、醛类、酯类等香气。果醋中香气成分一般通过气质联用法检测，通过峰面积归一法计算出样品中各香气成分的含量。

鉴于香气物质具有挥发性，所以要先提取后分析。香气成分的提取技术直接影响其定性和定量分析结果。香气物质提取方法颇多，国内外皆有大量的文献报道，比如溶液萃取法、超临界萃取[5]、静态顶空提取法[24]、水蒸气蒸馏法和顶空固相微萃取法[23]等。但传统的提取技术或多或少存在着一些缺点，特别是样品中挥发性成分化学结构产生变构或分解时，从而引起某些成分含量变化导致误差加剧，这是无法弥补的。

顶空固相微萃取法（headspace solid-phase microextrac tion，HS-SPME）是新型香气成分提取方法，克服了这些传统香气成分提取技术的缺点，具有简单、安全、高效等优点，将采样、萃取、浓缩、进样结合在一起，可最大程度上减少样品中香气成分的损失，并能与液相色谱仪、气相色谱-氢火焰检测器或气质联用仪联用，香气成分的分析水平进一步得到提升。目前，固相微萃取在果醋香气成分分析中已被广泛应用。郝红梅等[31]采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用法对山楂果醋易挥发性成分进行提取分析，得到了49 种化合物，研究结果表明对山楂果醋风味贡献顺序依次是：酯类＞酸类＞醇类＞酮类＞醛类，还确定山楂果醋的主要香气成分是乙酸、乙酸乙酯、乙醇、乙酸-3-甲基丁酯、苯甲酸乙酯、3-甲基丁醇、己酸乙酯、己酸、苯甲酸、2-丁醇、苯乙醇、辛酸、2-甲氧基-4-甲基苯酚。

此外还可以通过感官测试来评价果醋香气，但感官测试最明显的缺点是评价结果具有主观性。最近为了弥补这项不足，电子鼻和电子舌系统被开发用于食品的香气评价[32]。这类设备可以检测到香气阈值和气味活动值，分析每一种成分对食物风味的贡献，客观的评估果醋的质量[33]。

3 果醋风味改良措施

果醋风味是评价果醋品质的重要指标，同时也在果醋产品市场上占据着绝大影响力，因此风味改良是果醋发酵中时刻需关注的问题。从现有研究中发现，对果醋风味有影响的几个因素分别是发酵原料、发酵菌种、发酵方法、澄清方法以及陈酿[5]。

3.1 发酵原料的选择

水果的香气十分宜人，不同的水果由于有机酸和挥发性成分种类和含量的差异而具有独特的自然香气[26]，而这些差异直接使得最终的果醋风味各具特色。水果香气物质的形成是一个动态的过程。在果实成熟的过程中，青香型物质的浓度逐渐下降，而果香型物质如δ-癸内酯和芳樟醇等开始出现并积累，然后在果实成熟时达到最大值[34]。

发酵原料也就是水果的选择包括水果品种品系以及水果的成熟度等，加工果醋的原料应是高质量的经过挑选的新鲜的成熟果实，而落果和次果不适合加工。此外在果醋加工过程中，要尽量考虑到水果香气成分的保留。

3.2 发酵菌种的筛选

果醋的发酵过程中，原料中的部分糖和有机酸被酵母菌、醋酸菌和乳酸菌等微生物利用生成新的有机酸[35]。菌种不同，体内的酶系也会不相同，那么菌种的物质代谢途径会更加不同，导致发酵最终成品的风味各具特色。如酒石酸在嗜酸乳杆菌体内酶系作用下被降解成乳酸和乙酸，酿酒酵母体内的酵母酶系作用于果蔬汁会生成一些柠檬酸，但柠檬酸在乳酸菌的作用下又被转化成醋酸。

酒精发酵大多选用酵母菌，如酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）KWN[19]。醋酸发酵代表性菌种一般属于醋杆菌属（Acetobacter）和葡糖醋杆菌属（Gluconacetobacter），国外发酵菌株一般是欧罗巴葡糖醋杆菌（Gluconacetobacter europaeus）[36]，国内工厂发酵选用的菌种大都是巴氏醋杆菌（Acetobacter pasteurianus），如巴氏醋杆菌（Acetobacter pasteurianus）KSD5、巴氏醋杆菌（Acetobacter pasteurianus）JSTS以及沪酿1.01。国内为了改善产品风味，当前的工作集中在从自然界分离培养高效专一菌种或者是对现有菌种进行诱变选育。宋娟等[37]以酒精度为7%vol的苹果酒发酵醪液为驯化介质，对引进的醋酸杆菌20056进行驯化与诱变选育。采用紫外诱变的方法，确定最佳诱变条件为诱变时间40 s、诱变距离40 cm、菌液稀释度10-5，此时细胞致死率为82.15%。初步筛选出UV-3、UV-6、UV-11三株正突变菌株，产酸总量分别和诱变前的原菌株相比分别提高了20.45%、23.73%、24.61%，乙醇脱氢酶活性的峰值分别是原菌株的2.7、3.5、3.7倍。紫外诱变有效的提高了苹果酒发酵醪液中的酒精转化力，为优势醋酸菌的选育提供了简便、有效的育种手段。

单一菌种发酵的果醋风味欠佳，产品质量也不稳定，而多菌共酵可以有效改良产品风味，特别是利用生香酵母（aromatizing yeast）可增加风味物质的种类和含量，并提高产品风味的复杂性与稳定性。LIU Q等[7]在酒精发酵阶段采用热带假丝酵母（Candida tropicalis）和生香酵母（aromatizing yeast）进行混菌发酵，相比于热带假丝酵母（Candida tropicalis）单一发酵，混菌发酵的果醋总有机酸、总酯、总醇和总酚含量更高，且风味成分比单一发酵的多3种物质，混菌发酵有效提高了果醋的质量，鲜味和甜味。荣智兴[38]以蓝莓为原料对蓝莓果醋加工工艺进行了研究，通过引入乳酸菌发酵来改善蓝莓果醋风味和用天然材料固定醋酸菌发酵，提高醋酸发酵的效率。结果表明，多菌种混合发酵蓝莓醋的酒精发酵和乳酸发酵同时进行，再进行醋酸发酵，接种比例为1∶2（酵母菌为1×107个/mL，乳酸菌为0.5×107个/mL）产生的非挥发酸含量为2.25 g/100 mL，较传统发酵蓝莓醋高出1.77 g/100 mL；多菌种混合发酵的蓝莓醋的感官评分值也高于传统发酵的蓝莓醋。

3.3 发酵方法的选择

果醋发酵方法按照发酵状态可分为全固态发酵法、全液态发酵法和前液后固发酵法。固态发酵过程中，环境中的菌也会参与发酵，因此固态醋是多菌种和多酶系共同作用的结果，有机酸更丰富，风味更醇厚，但其生产周期较长[14]。而液态发酵可达到规模化和标准化生产果醋，有利于缩短生产周期，然而成品滋味平淡，风味欠佳[39]。

发酵方法对于不同水果的营养物质的利用率不同，原料的营养物质溶出率越高，果醋香气越浓郁，口感越柔和，风味越佳。西瓜醋液态醋酸发酵比固态醋酸发酵多15种挥发性成分，且含有2种固态醋酸发酵中没有的酮类物质，有效的保留了西瓜中的挥发性成分，因此液态发酵更适合西瓜醋的酿造[40]；而对于柿子来说，最佳发酵方法是固态发酵，固态发酵柿果醋挥发性成分较多，且总酸、黄酮、多酚、蛋白质、氨基酸总含量均显著高于液态静置发酵果醋，尤其是香气特征较明显的乙酸乙酯含量的增加，使得固态发酵柿果醋风味独特醇厚，具有柿子特有的清香和浓郁的醋香[41]。

此外发酵时间也影响着果实营养物质的溶出率。CHAI K F等[42]研究了不同发酵时间内红毛丹果实的营养物质溶出率，结果表明，发酵3 d后发酵液中糖分，有机酸和抗坏血酸含量较高。薛淑琴等[43]对适度发酵和完全发酵的苹果醋芳香物质进行分析，发现完全发酵苹果醋中总酚含量和挥发性香气成分种类明显低于适度发酵，适度发酵苹果醋在原果香风味成分的保留、特征风味成分种类、相对含量及相互之间的比例等方面比完全发酵的苹果醋更易于形成高质量的产品。

3.4 澄清方法与陈酿

以水果为原料制作的果醋，由于原料本身的组成成分以及制作过程的影响，发酵结束后的果醋液中含有果实碎片、发酵微生物的悬浮物、大分子物质如蛋白质、果胶、淀粉和植物纤维等，常常使得果醋颜色加深、液体浑浊，品质严重下降，此必须对果醋进行澄清处理[44]。果醋澄清方法较多，一般选择用澄清剂（如壳聚糖、果胶酶、明胶、硅藻土）或膜过滤[45]。壳聚糖性质稳定，可增强果醋促进胃蠕动和降低血脂的生理功效；果胶酶可以将果胶和纤维素分解为半乳糖醛酸和果胶酸，降低其对果醋品质的影响；而明胶对果醋风味则有不良影响[46]。

陈酿的本质是自然澄清，对果醋风味起着至关重要的作用。随着陈酿的开始，发酵液中的化学成分开始发生物理或化学反应，如醋酸的挥发，不饱和脂肪酸的氧化，酚类物质的变化、酯化反应的进行等，使得刺激酸冽的醋液色泽加深、质地浓稠，口味柔软协调，香气自然醇厚[47]。高质量的果醋需经过木桶的陈酿，如意大利的香醋，雪莉醋，陈酿时间越长，香气越浓郁。木桶可以引起果醋中酚类物质和挥发性成分的变化，加速果醋的成熟[48]。用于醋陈酿的木桶通常是橡木，有时也会用到槐木、樱桃木、桑树木、栗木等。在橡木木桶中的葡萄醋经检测发现了橡木内酯异构体，在樱桃木桶中的醋检测到了糠酸乙酯和安息香酸乙酯[49]。整体感觉上来看，樱桃木桶用于陈酿最好，但从经济价值上选择橡木木桶。

4 总结

我国人均醋类消费量远远低于欧美、日本等发达国家，对果醋风味的改良，可开发高品质果醋，极具市场潜力。果醋的风味主要由显酸和香气物质协同作用形成的，受到发酵原料、发酵菌种、发酵方法、澄清方法和陈酿的影响。本文主要对果醋风味组成成分、检测方法以及如何改善果醋风味进行了多方向的总结，以期能够为今后建设果醋的标准化生产体系，果醋感官评价及主要风味物质特征体系提供建设性意见。