发酵制品食醋的那些酸
食醋同酵素、酱油一样,
都是中国的传统发酵食品。
“醋”在中国古代被称为“酢”、“醯”、“苦酒”等,“酉”是“酒”字最早的甲骨文,同时把“醋”称之为“苦酒”。西洋醋诞生于公元前年,人们用椰树的树液、果汁以及葡萄干酿酒,再经发酵制成醋。
醋是日常生活中不可或缺的调味品,具有悠久的人文历史。同时它还具有保健、药用、医用等多种功能。醋作为餐桌上不可缺少的调味佳品,与人们的生活密切相关,据统计,年我国调味品产业的总产值近亿元,醋占调味品比例约为4.79%,产值大约亿元。我国食醋年产量约为万吨,且品种繁多,有米醋、麦醋、糖醋、曲醋、糟醋、果醋等等。目前,醋已被广泛应用于食品、医药、化妆品等行业中。
今天,我们就一起走进食醋的前世今生,了解食醋的原料、工艺和特性。
壹
食醋的历史
杜康是中国古代传说中的“酿酒始祖”,他儿子黑塔跟他学会了酿酒技术。有一次黑塔在酿酒时发酵过了头,至第21天酉时开缸时发现酒液已变酸,但香气扑鼻,且酸中带甜,颇为可口,于是黑塔便把“廿一日”加一“酉”字,给这种酸液起名为“醋”。虽然这只是个传说,但说明中国是世界上最早用谷物酿醋的国家。
公元前年周公所著的《周礼》中就有记载,周朝时朝廷设有管理醋政之官—“醯人”。南北朝时醋被视为奢侈品,有醋调味成为宴请档次的一条标准。唐宋时制醋业有了较大发展,醋进入了百姓之家。公元前年,晋阳(太原)城建立时就有一定规模的醋作坊(历史学家郝树侯经过对太原的考证后认为)。北魏大农学家贾思勰在《齐民要术》(年~年)中详尽叙述了23种制醋技术,其中谷物醋用糖化剂有根霉、米曲霉两类,原料糖化、酒化、醋化的复式发酵是中国独特的制醋技术。明清时期,酿醋技术进入高峰,醋的品种日益增多,有米醋、麦醋、曲醋、糠醋、葡萄醋等数十种风味各异的食醋。
随着人们生活水平的提高,人们对食品的需求已从温饱型转向营养型、保健型。20世纪90年代以来,人们开始对食醋的保健功能进行深入研究,由此各种保健醋开始盛行,如水果醋、蒜汁醋、蜂蜜醋、饮料醋等等,深受消费者的欢迎。此外,更出现了具有抗疲劳功能的恒顺醋胶囊保健品,中国的食醋市场呈现出需求不断上升的局面。
贰
食醋的发酵工艺
食醋的品种繁多,由于酿制原料和工艺条件不同,且风味各异,没有统一的分类方法。若按照工艺流程的不同,可将食醋分为酿造醋和人工合成醋。人工合成醋是以食用醋酸,添加水、酸味剂、调味料,香辛料、食用色素勾兑而成,其品质远远不如酿造醋。
酿造醋按照生产方法又主要分为固态发酵法和液态发酵法。固态发酵的产品,风味好但需要的辅料多、周期长、原料利用率低、劳动强度大;液态发酵相对固态发酵,产品香气较差、色泽较浅、理化指标不理想,但劳动强度低、生产周期短、原料利用率高,且产品澄清透明、沉淀少。两种发酵方法流程图如下图:
固态(a)和液态(b)发酵醋生产工艺流程
在液态酿醋技术中,主要的酿造方法有传统的表面静态发酵法、固定化醋酸菌发酵法和深层液态发酵法等。
叁
食醋的风味
食醋风味是由具有呈味特性的分子对人的嗅觉、味觉感官进行刺激,引起生理、心理反应。
气味
食醋气味物质主要为羧基类、羟基类、酯类、醛类、多环杂环类等。酸类在食醋气味成分中占比最大,其中醋酸有刺激性酸味,己酸有窖泥香味。醇类有花草、树木香,由酵母在无氧条件下代谢产生。酯类有水果成熟香味,由醇类和酸类物质经生化反应生成。醛类具有轻微的辣味,是负面气味物质,影响食醋品质。多环杂环类有烘焙、面包等香味,主要由羰胺反应产生。李攀恒等使用气相色谱-质谱串联仪研究四大名醋的气味成分。气味成分含有酸、酯、醇、酚、醛、酮和其他类物质,种类丰度山西老陈醋镇江香醋保宁醋永春老醋。四大名醋气味物质种类有差异,各自含有独有的气味物质,其中山西老陈醋6种,永春老醋2种,镇江香醋5种,保宁醋4种。
滋味
食醋含量较高的滋味成分为有机酸、氨基酸、碳水化合物等。食醋中有机酸分为易挥发性有机酸和难挥发性有机酸,前者包括醋酸、初油酸、酪酸、戊酸等,酸味刺激性与分子量呈反比,后者包括2-羟基丙酸、2-羟基丁二酸、柠檬酸、丁二酸、2,3-二羟基丁二酸、a-氧代丙酸等,酸味柔和。食醋中氨基酸按呈味分为鲜、甜、苦、酸四大类,使食醋滋味丰富。食醋中糖类产生的甜味可以调和食醋的酸味使食醋酸味绵柔,同时可以与氨基类化合物发生羰胺反应,产生类黑晶和独特香味物质,改善食醋的色泽和风味。
肆
食醋的功效成分
抑菌
食醋中含有丰富大量的有机酸,而有机酸有防腐功能,在食品工业中早有应用。
研究表明,有机酸抑菌机理主要为:有机酸导致细菌外膜糖脂质和蛋白质分开,抑制细胞膜正常生理功能;有机酸解离产生的质子破坏跨膜质子动力势能的平衡,胞内渗透压变大,破坏细胞膜;有机酸降低细胞内的pH值,影响酶的活性,抑制DNA的复制、转录以及蛋白质表达。Entani等发现醋酸、2-羟基丙酸、柠檬酸等有机酸可以抑制有害细菌生长。山西老陈醋由于独特的熏醅工艺产生大量类黑晶。类黑晶是羰胺反应终产物,一类咖啡色大分子聚合物,具有抑菌功效。郭李云等发现山西老陈醋中类黑晶对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌均有明显的阻碍细菌繁殖的效果。
降血糖
餐后血糖水平主要由葡萄糖进入血液速率和葡萄糖在体内消耗的速率决定。醋酸可以延缓胃排空,降低小肠吸收速率,从而降低血糖进入血液的速率。Hlebowicz等实验表明,苹果醋可使胃排空率降低。
醋酸可以阻碍二糖酶合成过程中由粗面内质网到高尔基器的运输过程,二糖酶合成效率降低,从而降低葡萄糖在体内消耗的速率。Nobumasa等研究表明,醋酸可以降低克隆结肠腺癌细胞(模拟小肠细胞)中二糖酶活性。Kiyoshi等通过人体实验表明,食醋可以延迟血液中葡萄糖达到最大值的时刻,减少胰激素分泌量,降低用餐后高血糖反应。
减肥
醋酸可以增加饱腹感、抑制脂质合成以及增加能量消耗。醋酸转化为乙酰CoA的过程中,激活腺苷酸通路,导致srebp-1基因表达,使胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白的浓度降低,同时抑制碳水化合物磷酸化合成脂肪酸过程中关键结合蛋白活性,从而抑制脂质的合成。
食醋中醋酸、柠檬酸、2-羟基丁二酸、丁二酸等有机酸、氨基酸和钾、钙等酶促因子,可以增加三羧酸循环速率,加强基础代谢,抑制脂肪积累。醋酸经小肠吸收进入人体,一部分与CoA结合生成乙酰CoA,另一部分与草酰乙酸反应生成柠檬酸。乙酰CoA和柠檬酸作为三羧酸循环的前端物质可以增大反应速率,消耗血液中多余的糖类物质,抑制脂肪在体内积累。武宝爱研究表明,饮用黑米醋可以降低人体胆甾醇和甘油三酯的浓度,促进新陈代谢,加速血液中脂质代谢。Kondo等的人体实验表明,食醋可以减少肥胖者体重以及脂肪、甘油三酯含量。
抗氧化
食醋中抗氧化物质主要为黄酮类、多酚类、维生素等。氧气参与生命活动产生氧游离基,游离基过多能氧化脂类、蛋白质和DNA,加速衰老,引发人体多种疾病。黄酮类物质的抗氧化机理:提供质子与含有过氧基的游离基反应生成惰性氢过氧化物,可以阻断与游离基相关的氧化反应;络合可以加速氧化反应的金属离子,形成配位化合物,降低氧化反应速率。多酚类物质可以捕获游离基,将其还原为惰性、稳态物质。维生素C还原性很强,可以还原羟基、羧基和单线态氧等游离基,代替人体细胞被氧化达到抗氧化效果。
Chen等研究表明,山西老陈醋含有原儿茶酸、对羟基苯甲酸、水杨酸、二氢芥子酸、对香豆酸、芥子酸、二氢阿魏酸、阿魏酸等多酚类物质。
多功能保健
川芎嗪是通过美拉德反应在食醋烘烤、蒸煮和陈酿等工艺中产生。Ren等发现,川芎嗪能有效改善血液循环,抑制血小板聚集和扩张血管。Wang等发现,川芎嗪可用于治疗脑血管疾病和心血管疾病。Matsui等发现,咖啡酰磷酸是从紫甘薯醋中提取的一种天然的α-葡萄糖苷酶抑制剂,可以降血糖。Shimoji等发现,二氢阿魏酸和二氢辛酸是从一种日本醋中分离出来的一类清除自由基成分。Inagaki等从日本黑豆醋中分离得到一种新型抗癌化合物3-吲哚乙醇。
另外,食醋还可美容、延缓衰老。食醋中的醋酸、乳酸、氨基酸、甘油和醛类等化合物,对人的皮肤有柔和的刺激作用,能使血管扩张,增加皮肤血液循环,使皮肤光润。醋酸可软化皮肤表面角质层,故将醋添加到各种化妆用品中,可使其所含的酯类渗透力强,将营养成分补充到皮肤深处。
伍
中国食醋产业的现状
发展现状
中国是食醋的生产大国,也是消费大国。为满足社会市场需求,液态酿醋技术被广泛运用于实际生产。其发酵过程具备周期短、利用率高等特点,为中国的食醋企业带来了巨大的经济效益。各地企业纷纷对液态发酵中使用的菌种、发酵工艺、设备及材料等进行了大量的研究,在维持快速发酵的同时,改善了发酵条件,提高了产品中的风味物质。
近年来,中国醋产业发展迅速。据中国调味品协会统计,目前全国谷物醋年产量已达万吨,生产企业超过家,其中品牌企业产量约占30%,醋在中国乃至世界调味品市场都占有重要地位。目前,醋产业已经步入了发展的快车道,正在成为中国酿造行业中的朝阳行业。国际市场有着更为广阔的发展空间。仅以消费大国日本来说,人均食醋消费量每年在8kg左右,是中国人的7~9倍。
随着酿醋技术研究的深入与开发,今后的酿醋设备更趋向于机械化、自动化、智能化,高效的连续化生产工艺也是未来酿醋技术前进的必然方向。目前,我国的酿醋技术与国外先进的酿醋技术相比还有一定的差距。随着国内研究的不断深入,必将推进高效菌种的改造,自动化生产设备的完善,检测与控制系统的开发与改进,使我国的食醋酿造工业进入世界先进行列。
存在问题
食醋企业规模小,行业集中度低,地域性限制现象依旧存在,极大地影响了企业和行业的竞争力
在中国的调味品行业中,食醋一直充当着一个不起眼的小角色,发展迟缓,长期以来,中国食醋企业较为零散,行业集中度相对低下。而且中国食醋企业的分布区域性特别强,基本上没有形成全国性的大企业,小而散是整个行业的一大特点。因此,中国醋业要做大做强、健康发展,必须进行资源整合,积极实施大公司、大集团战略,提高产业集中度,走上规模化、集约化、品牌化的现代工业发展之路。
食醋生产的资金与技术门槛低,业内存在无序竞争的混乱局面,市场不断出现假冒伪劣产品
食醋生产的资金与技术门槛较低,全国有数千家大大小小的食醋企业,那些投资少、技术低的小企业更是多如牛马。由于市场竞争的日益激烈,国内众多小醋厂为了追求经济利益的最大化,纷纷放弃了传统的酿醋技术,通过偷工减料制售劣质食醋,更有甚者,直接用冰醋酸勾兑制作假冒的食醋。假冒伪劣产品以较低的价格冲击着中国食醋市场,导致食醋市场竞争秩序出现严重混乱,使得同行企业声誉受损,食醋市场面临着巨大的威胁。为此,山西、镇江、福建、天津等地为保护自身品牌,申请了原产地域保护,并出台了相应的强制性国家标准,从制度上杜绝了假冒伪劣产品的生产。与此同时,政府应加强市场监督和管理,加大监管力度,采取严厉措施,查处和制止假冒伪劣产品的生产,维护中国食醋知名品牌的威望,为中国食醋的健康发展创造一个良好的环境。
生产技术能力落后,缺乏科学规范的管理,难以保证食醋的质量与安全
中国食醋生产已有几千年的历史,生产历史悠久,酿造技术相对落后,生产过程中的大多数技术指标主要靠的是一代代的传、帮、带,靠的是观察和口感,靠的是实践和经验的积累,对食醋生产过程中物质的变化情况一直没有搞清楚,对食醋技术的分析基本趋于空白。从事食醋科研人员的短缺,科技投入不足,缺乏科学规范的生产管理模式等问题严重影响了中国食醋技术水平的提高,是制约当前中国食醋产业发展的突出问题。因此,中国的醋企业应加大科研投入的力度,充分利用新技术,不断改进传统工艺,进行制醋生产设备的优化与研发,提高酿醋工业生产控制技术,实现发酵参数与过程的自动化管理。应积极引进国际先进的管理经验,逐步在原料、生产、加工、储运、销售等环节实行良好农业生产规范(GAP)、良好生产规范(GMP)、危害分析与关键控制点体系(HACCP)等先进管理体系,实现中国食醋“从原料到餐桌”的全过程管理体系,保证食醋的质量与安全。
陆
消费者选择产品提示
市场上的食醋类型、名称多样,在原料、生产工艺方面各具特色。其中,如陈醋、老醋主要是指经过长时间陈酿的谷物醋;香醋是以糯米等为原料采用固态发酵工艺生产的食醋;熏醋是固态发酵食醋生产过程中经过熏醅工序得到的食醋;米醋主要以谷物为原料采用液态法发酵生产;果醋是以水果为主要原料酿造而成,消费者可以根据使用需求选购不同食醋。
消费者购买食醋时,一定注意查看产品标签,只有标称为食醋名称的才是食醋(传统酿造食醋),不能与例如配制食醋、调味醋、液体调味汁等产品混淆,要注意科学识别和理性购买;还要注意比较产品配料。另外,还要看产品标准执行情况,在年12月21日之后的产品,一般会标注GB/T、GB或企业标准等。
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