山西老陈醋是以高粱为主要原料,以大曲为糖化发酵剂,以麸皮和谷壳为辅料,经过液态酒精发酵、固态醋酸发酵、熏蒸以及陈酿等工艺酿造而成,以绵、酸、香、甜、鲜五大特征著称于世。目前,关于食醋成分与功能的研究主要针对镇江香醋、意大利香醋(Balsamic)和日本黑醋(Kurosu),关于山西老陈醋的研究较少,关于其中主要成分的形成途径仍不清楚。本研究以山西老陈醋的传统酿造工艺为基础,采用高效液相法(High performance liquid chromatography)、氨基酸自动分析仪(Automatic amino acid anaylyzer)和顶空固相微萃取-气质联用色谱法(Headspace solid-phase microextraction/gas chromatography-mass spectrometry)等,首先对原辅料的主要成分进行了测定,然后重点分析了酒精发酵(第1-16 d)、醋酸发酵(第17～25 d)过程中,蛋白酶与淀粉酶活力、蛋白质、淀粉、总糖、总酸等的变化,以及山西老陈醋酿造过程(含熏蒸,第27～31 d)中的有机酸(Organic acids)、阿魏酸(Ferulic acid)、氨基酸(Aamino acids)、川芎嗪(Ligustrazin)及γ-氨基丁酸(γ- Aminobutyric acid)等含量的变化。在此基础上,以清除DPPH·自由基能力及还原力为评价指标,对不同陈酿年份的山西老陈醋中酚类提取物的抗氧化能力进行了分析,并对其中酚酸的种类和含量进行了测定。主要实验结果如下：1山西老陈醋的原辅料成分分析对原辅料中的淀粉、蛋白质、脂肪、多酚、黄酮、阿魏酸,以及大曲中的淀粉酶(Amylase)、糖化酶(Glucoamylase)、黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)和桔霉素(Citrinin)等进行了分析。结果表明,高粱和大曲中的淀粉含量较高,分别为71.05%和57.75%;麸皮和大曲中的蛋白质含量较高,分别为19.57%和20.92%;原辅料中的脂肪含量均较低,其中高粱中的脂肪含量最高仅为2.82%。多酚和黄酮主要存在于高粱中,含量分别为1.017g/100g和56.0 mg/100g;阿魏酸主要存在麸皮和谷壳中,其中麸皮中游离态与结合态阿魏酸的含量分别为0.70μg/g和1634μg/g。大曲中淀粉酶和糖化酶活力分别为1500 U/g和736 U/g;酸性和中性蛋白酶活力分别为152 U/g和78 U/g；AFB1和桔霉素在大曲中没有被检测到。2山西老陈醋酿造过程中主要成分变化规律的分析2.1酒精发酵与醋酸发酵过程中酶活力的变化酒精发酵过程中,淀粉酶和糖化酶活力分别在372～38.94 U/g和203.00～257.23 U/g之间,酸性和中性蛋白酶的活力分别在46.61～64.56 U/g和22.27～33.00 U/g之间；醋酸发酵过程中,糖化酶、淀粉酶、酸性和中性蛋白酶的活力均有所降低。2.2酿造过程中淀粉、总糖、总酸等含量的变化酒精发酵阶段,淀粉含量由64.05%降低至32.91%,而在醋酸发酵与熏蒸过程中继续降低至18.88%。对于总糖、还原糖的含量,酒精发酵阶段,分别由11.88%、9.78%降低至1.12%、0.81%；醋酸发酵阶段,分别由2.28%、4.70%增加至7.35%、8.54%；熏蒸结束又降低至5.89%、2.91%。酒精含量在酒精发酵过程(1-16d)中,从1.3°上升到5.7°,至第22d时降为0°。总酸含量从第1-22d由1.17%增加至10.23%,而从第23d-31d其含量变化不明显。2.3酿造过程中有机酸和氨基酸含量的变化分析了酿造过程中乳酸、乙酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸和琥珀酸的变化。在酒精发酵阶段(1-16d),乳酸含量由1.94 mg/g升高到60.60 mg/g,而在醋酸发酵与熏蒸过程(17-31d)中其含量变化较小；整个酿造过程中,醋酸含量明显增加,由1.03 mg/g(第1 d)增加至76.25 mg/g(第31 d)；在整个酿造过程中,酒石酸、苹果酸、柠檬酸和琥珀酸的含量较低且变化不明显。关于氨基酸的变化,在酒精发酵阶段,亮氨酸、缬氨酸、谷氨酸和丙氨酸的含量变化最为明显,分别由25.55、22.38、79.32和41.01 mg/100g增加至167.25、109.51、224.97和212.93 mg/100g。苯丙氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、丝氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸的含量有所增加,赖氨酸、组氨酸、酪氨酸和鸟氨酸的含量有所降低,苏氨酸和精氨酸的含量变化较小；在醋酸发酵过程中,赖氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、丙氨酸的含量有所降低,丝氨酸、精氨酸、谷氨酸的含量略有增加,苯丙氨酸、亮氨酸、苏氨酸、色氨酸、甘氨酸、组氨酸、牛磺酸、鸟氨酸的含量变化不明显；熏蒸过程中,各氨基酸的含量均有不同程度的降低。2.4挥发性风味成分的变化重点分析了醋醅(第25 d)和熏醅(第28 d和31 d)中酯类、醛类、酮类、杂环类化合物等的含量与变化。乙酸苯乙酯和醋酸异戊酯是醋醅中最主要的酯类物质,含量分别为1.92%和1.88%；醋醅中醛类、酮类和杂环类化合物的种类较少,含量较低。熏蒸过程中风味成分有较大的变化,庚酸含量增加,其它挥发性酸的含量均有所降低；苯乙醇含量由0.09%增加到0.83%,其它醇类含量变化不明显；酯类化合物的含量降低；醛类、酮类、杂环类物质的种类明显增加,其中糠醛和四甲基吡嗪的含量变化最明显,分别由0.74%、0.68%增加至23.53%、14.14%。2.5多酚和黄酮等功能性成分的变化多酚和黄酮的含量在各个阶段变化较小。酒精发酵阶段,其含量分别约为1.4g/100g和25.0 mg/100g;醋酸发酵过程中约为0.4g/100g和2.0 mg/100g；熏蒸阶段约为0.7g/100g和5.0 mg/100g。阿魏酸和川芎嗪的含量在发酵过程中变化非常明显。游离阿魏酸的含量从发酵第1d的9.34μg/g,降至第3d的0.59μg/g后,在酒精发酵(第3-16d)阶段含量几乎没有变化；而在随后的醋酸发酵与熏蒸过程中(第17-31d),游离阿魏酸的含量由19.49μg/g增加至66.54 μg/g。结合态阿魏酸的含量在酒精发酵、醋酸发酵和熏蒸过程中呈下降趋势。川芎嗪在第1～21 d均没有被检测到,第22 d开始有少量的川芎嗪产生(0.11μg/g),第25 d增加至0.13μg/g,而第31d时为5.26μg/g,故川芎嗪主要在熏蒸过程中产生。γ-氨基丁酸在酒精发酵过程中含量明显增加,由30.70 mg/100g(第1 d)增加至119.78μg/g(第16 d),在醋酸发酵和熏蒸过程中,其含量略有降低。3山西老陈醋产品中的酚酸及抗氧化性的分析首先比较了三氯甲烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲苯等几种有机溶剂对山西老陈醋产品中酚类化合物的提取效果,结果表明,乙酸乙酯对酚类化合物的萃取效果较好。研究发现,陈酿的时间越长,山西老陈醋中酚类化合物的含量越高,新醋中酚类化合物含量仅为267.4μg/mL,8年陈酿的山西老陈醋中为639.3μg/mL。以清除DPPH-自由基能力和还原力为评价抗氧化能力的指标,结果显示,陈酿时间越长,山西老陈醋萃取物清除DPPH-自由基的能力和还原力越强。进一步分析了山西老陈醋中酚酸的种类,结果表明,在老陈醋中至少存在阿魏酸、对香豆酸、对羟基苯甲酸、原儿茶酸和香草酸五种酚酸,而且随着陈酿时间的延长各酚酸的含量均有增加,新醋中原儿茶酸、香草酸、对羟基苯甲酸、阿魏酸和对香豆酸的含量分别为16.18、26.68、22.18、5.58和18.81 μg/mL,陈酿8年的分别为58.97、83.62、46.85、19.60和27.63μg/mK。在DPPH-体系中,各酚酸清除自由基的能力由大到小的顺序为：原儿茶酸>阿魏酸>香草酸>对香豆酸>对羟基苯甲酸；在还原力方面,原儿茶酸>香草酸>阿魏酸>对香豆酸>对羟基苯甲酸；但是在这两类抗氧化性评价体系中,上述五种酚酸之间没有明显的协同抗氧化作用。