市场上流通的陈醋类产品包装形式分为玻璃瓶、聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate，PET）壶、聚乙烯（polyethylene，PE）壶、PE吹塑薄膜、陶瓷罐等，不同材质的包装形式由于其密封性、透光性、耐酸性、耐热性等差异，对陈醋的质量和风味会产生一定的影响。
目前，关于各种包装材料对贮存期陈醋品质影响的研究较少，朱晨等[1]研究了铅、铜、锌、镉从陶瓷容器向食醋的迁移规律，结果发现，随着温度的升高，重金属迁移速度加快，且迁移量同食醋的酸度呈正相关；陈月[2]检测了市售塑料包装陈醋中邻苯二甲酸酯类（phthalic acid esters，PAEs）增塑剂的含量，检测出含量大于检出限的PAEs增塑剂主要有三种，分别是邻苯二甲酸二甲酯（dimethyl phthalate，DMP）、邻苯二甲酸二异丁酯（diisobutyl phthalate，DIBP）和邻苯二甲酸二丁酯（dibutyl phthalate，DBP）；殷丽燕等[3]研究了双酚A（bisphenol A，BPA）在金属食品包装容器涂层中的迁移规律，结果发现，在涂层制品中，BPA在醇类和酸性模拟物中容易迁移，并且迁移量与酸或醇的浓度呈正相关。据多地市场监督管理局关于不合格食品核查处置情况的通告可知[4-5]，在抽检过程中，PE吹塑薄膜包装陈醋总酸不合格现象频繁发生。
因此，本研究对PE吹塑薄膜包装陈醋在贮存期间（16个月）基础理化指标、氨基酸、有机酸及挥发性风味成分进行检测分析，旨在研究PE吹塑薄膜包装陈醋在贮存期间的质量和风味变化规律，为陈醋包装用袋膜材质改良及优化提供理论依据，为进一步研究不同材质包装容器对陈醋的理化指标及风味的影响提供研究基础。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 样品PE吹塑薄膜包装陈醋产品：山西XX醋厂，于留样室常温贮存16个月，分别于每月月底取样，共取3个样品。
1.1.2 试剂
甲醛、酒石酸钾钠、氢氧化钠（均为分析纯）：天津天利化学试剂有限公司；葡萄糖、硫酸铜、亚铁氢化钾、磷酸二氢钾、次甲基蓝（均为分析纯）：天津恒兴化学试剂有限公司；草酸、乳酸、苹果酸、丙酮酸、琥珀酸、乙酸、酒石酸、柠檬酸（均为色谱纯）：天津光复精细化工研究所。其他试剂均为国产分析纯。
1.2 仪器与设备
78-1磁力加热搅拌器：常州润华电器有限公司；PB-21酸度计、TD-114分析天平：北京赛多利斯天平有限公司；DF205电热鼓风干燥箱：北京医疗设备工厂；U-3000高效液相色谱（high performance liquidchromatography，HPLC）仪、Biochrom 30+氨基酸自动分析仪、Trace-1300气相色谱（gas chromatography，GC）-TraceISQ 质谱（mass spectrometry，MS）仪：赛默飞世尔科技（中国）有限公司；WGZ-3浊度计：上海昕瑞仪器仪表有限公司；0-10比重计：衡水创纪仪器仪表有限公司。
1.3 方法
1.3.1 理化指标的测定
pH的测定：采用pH计；浊度的测定：采用浊度计；波美度的测定：采用比重计；总酸、可溶性无盐固形物、不挥发酸、食盐含量的测定：参照国标GB 18187—2000《酿造食醋》；氨基酸态氮、总酯、还原糖含量的测定：参考国标GB 19777—2013《地理标志产品山西老陈醋》。
1.3.2 有机酸的测定
采用高效液相色谱法[6]测定。
1.3.3 氨基酸的测定
采用氨基酸自动分析仪[7]进行测定。
1.3.4 挥发性风味物质的测定
采用顶空固相微萃取（headspace solid phase microextraction，HS-SPME）-气相色谱-质谱联用法进行测定[8]。
顶空固相微萃取条件：将萃取纤维头于250 ℃下老化20 min，直至无干扰峰出现。取2.0 mL样品、6.0 mL去离子水加入样品瓶中，并加入1.0 g NaCl、1.0 μL 1.6 mg/mL辛醇（内标）和搅拌子，盖好后置于60 ℃的恒温水浴中。将萃取头插入样品瓶中，推出纤维头使之与醋液面保持2 cm的距离，萃取时间为40 min，搅拌速度为200 r/min，然后抽出纤维头，再将萃取纤维头插入气相色谱进样口于230 ℃解吸5 min。
气相色谱条件：HP-5-MS毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 mm）；载气为高纯氦气（He）（纯度99.999%），流速为1 mL/min，分流比为5，升温程序为起始温度40 ℃，以4 ℃/min升到150 ℃，然后以8 ℃/min升到250 ℃保持6 min。
质谱条件：电子电离（electronic ionization，EI）源，接口温度220 ℃，离子源温度230 ℃，电子能量70 eV，全扫描模式，质量扫描范围35～500 m/z。
定性、定量：采用美国国家标准技术研究所（National Institute of Standards and Technology，NIST）08谱库检索定性，采用内标法进行定量。
1.3.5 数据处理
每个试验重复3次，结果用“平均值±标准差”表示，采用Excel 2021进行试验数据的统计处理。
2 结果与分析
2.1 PE吹塑薄膜包装陈醋贮存期基础理化指标的动态变化
PE吹塑薄膜包装陈醋贮存期基础理化指标的变化见图1。总酸作为食醋滋味的基础，是评判食醋品质和特点的重要指标，不挥发酸是陈醋发酵过程中重要的风味物质之一，可缓冲刺激性酸味口感，使陈醋口感醇厚柔和[9]。由图1a可知，在贮存期，PE吹塑薄膜包装陈醋的总酸和不挥发酸含量呈下降趋势，总酸含量由贮存期第0月的5.32 g/100 mL下降至第16月的4.31 g/100 mL，不挥发酸含量由贮存期第0月的1.89 g/100 mL下降至第16月的1.21 g/100 mL。氨基酸态氮含量反映的是陈醋中氨基酸的含量，陈醋中的氨基酸大部分由豌豆、高粱、麸皮等原料中的蛋白质经酶解后产生，可为陈醋提升鲜甜感和醇厚感[10-11]。由图1b可知，在贮存期，氨基酸态氮含量在0～2个月呈下降趋势，后续呈波动但相对稳定的趋势，贮存16个月时，氨基酸态氮含量下降至0.14 g/100 mL。由图1b可知，还原糖含量在食醋酿造中可反映发酵程度，在醋液中残留一定量的还原糖，可使陈醋口感酸而不涩，略带甜味，缓和食醋的刺激性[12]。在贮存期，还原糖含量呈波动变化趋势，由贮存期第0月的1.10 g/100 mL上升至第16月的1.15 g/100 mL。酯类物质是食醋风味的重要香气成分之一，丰富的酯类物质赋予食醋独特浓郁的香味[13]。由图1c可知，总酯和食盐含量相对稳定，变化范围较小，总酯含量由贮存期第0月的2.13 g/100 mL上升至第16月的2.36 g/100 mL，食盐含量由贮存期第0月的0.99 g/100 mL下降至第16月的0.98 g/100 mL。由图1d可知，在贮存期，可溶性无盐固形物含量在1～15个月期间整体呈波动下降趋势，15～16个月呈上升趋势；pH值整体呈波动上升趋势，由贮存期第0月的3.56上升至第16月的3.81，反映了陈醋酸性减弱，与总酸和不挥发酸含量明显降低的结果相一致，互为印证。由图1e可知，在贮存期，浊度由第0月的373.00 NTU下降至第16月的334.30 NTU；波美度波动范围较小，在6.7～7.5°Bé之间波动，由第0月的7.30°Bé下降至第16月的6.78°Bé。通过对比PE吹塑薄膜包装陈醋在贮存期初、末的基础理化指标，发现总酸、不挥发酸、氨基酸态氮、食盐含量、浊度及波美度出现下降情况，总酯、还原糖、可溶性无盐固形物含量及pH值出现上升情况，其中，不挥发酸含量下降率最高为35.98%，总酯上升率最高为10.80%。这些指标的变化可能与PE吹塑薄膜的通透性和材质有关，降低了陈醋的质量和风味。
图1 聚乙烯吹塑薄膜包装陈醋贮存期基础理化指标的动态变化
Fig.1 Dynamic changes of basic physicochemical indexes of aged vinegar packaging with polyethylene blown film during storage period
2.2 PE吹塑薄膜包装陈醋贮存期有机酸含量的测定
有机酸是食醋中的重要呈酸物质，影响食醋风味的整体协调性[14]，食醋中的有机酸分为挥发性有机酸和不挥发性有机酸，乙酸是主要的挥发性有机酸，不挥发性有机酸有乳酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸等[15]。琥珀酸可提升食醋的鲜味，乳酸、琥珀酸、苹果酸、柠檬酸等可缓冲乙酸的刺激性，使食醋口感醇厚柔和[16]。据报道，有机酸具有消除炎症、抑菌、调节机体免疫功能、促进钙的吸收等功效[17-18]。可见有机酸对食醋的质量和风味影响很大，因此，考察PE吹塑薄膜包装陈醋贮存期主要有机酸含量的变化，结果见图2。由图2可知，在贮存期，PE吹塑薄膜包装陈醋的有机酸总量由第0月的9.89 g/100 mL下降至第16月的8.34 g/100 mL，下降率为15.72%。其中，草酸、琥珀酸、乙酸、苹果酸、乳酸、柠檬酸含量均出现下降情况，且柠檬酸下降率最高，为94.98%，酒石酸和丙酮酸含量出现上升情况，丙酮酸上升率最高，为78.90%；乳酸、乙酸是食醋中的主体有机酸[19]，两者总含量在贮存期初、末占比分别为76.71%和75.74%。
图2 聚乙烯吹塑薄膜包装陈醋贮存期有机酸含量的变化
Fig.2 Changes of organic acid contents of aged vinegar packaging with polyethylene blown film during storage period
2.3 PE吹塑薄膜包装陈醋贮存期氨基酸含量的测定
氨基酸主要来源于原料中蛋白的水解以及微生物代谢产生[20]。氨基酸是食醋重要的风味物质或风味前驱体，在酸的基础上提升食醋的鲜味、醇厚感和柔和感，增加食醋味觉层次的丰富度[21]。根据游离氨基酸的风味强度及风味特征，将氨基酸分为苦味氨基酸、鲜味氨基酸和甜味氨基酸[22]。丙氨酸作为一种甜味氨基酸，赋予山西老陈醋独特的口感[23]。因此，考察PE吹塑薄膜包装陈醋贮存期氨基酸含量的变化，结果见图3。由图3可知，在贮存期，PE吹塑薄膜包装陈醋的氨基酸总量由第0月的526.19 mg/100 mL下降至第16月的459.51 mg/100 mL，下降率为12.67%。所测17种氨基酸均出现不同程度的下降情况，其中，蛋氨酸下降率最大为49.47%，由第0月的12.37 mg/100 mL下降至第16月的6.25 mg/100 mL；酪氨酸下降率最小为0.66%，由第0月的6.08 mg/100 mL下降至第16月的6.04 mg100 mL。
图3 聚乙烯吹塑薄膜包装陈醋贮存期氨基酸含量的变化
Fig.3 Changes of amino acid contents of aged vinegar packaging with polyethylene blown film during storage period
2.4 PE吹塑薄膜包装陈醋贮存期挥发性风味物质的变化
采用GC-MS测定PE吹塑薄膜包装陈醋在贮存期初、末的挥发性风味物质，结果见表1。由表1可知，在贮存期，PE吹塑薄膜包装陈醋的挥发性风味物质种类由第0月的44种下降至第16月的29种，减少了15种。酯类、酸类、醇类、醛类、酮类及其他类物质种类均发生了不同程度下降，其中，酯类物质种类下降量最大，减少了7种。只有吡嗪类物质种类出现了上升情况，由第0月的1种上升至第16月的5种。由表1亦可知，挥发性风味物质总含量由第0月的12 657.32 μg/100 mL下降至第16月的10 290.46 μg/100 mL，降低了18.69%。酯类、醇类、醛类及其他类物质含量均发生了不同程度下降，其中，醛类物质含量下降量最大；酸类、酮类及吡嗪类物质含量出现了上升情况，其中，酸类物质含量上升量最大。
表1 聚乙烯吹塑薄膜包装陈醋贮存期挥发性风味物质含量的变化
Table 1 Changes of volatile flavor substance contents of aged vinegar packaging with polyethylene blown film during storage period
种类 化合物1,3-丙二醇二乙酸酯2-甲基丁基乙酸酯乙酸异戊酯丙二醇甲醚醋酸酯丙位壬内酯乙酸糠酯3-甲硫基丙醇乙酸酯亚油酸乙酯乙酸乙烯酯乙酸苯乙酯苯乙酸乙酯苯甲酸乙酯丁二酸二乙酯癸酸乙酯乙酸乙酯油酸乙酯棕榈酸乙酯乙酸异丁酯2-羟基-4-甲基戊酸乙酯乙酸仲丁酯酯类总量4-酮庚二酸乙酸苯甲酸2-甲基丁酸异戊酸己酸DL-O-甲基丝氨酸草酸4-甲基戊酸异丁酸酸类总量异戊醇3-甲硫基丙醇2,3-丁二醇糠醇含量/（μg·100 mL-1）第0月 第16月180.61±1.12 59.91±0.72 213.12±1.93 973.31±2.42 25.13±0.24 24.82±0.33 31.61±0.42 49.52±0.43—6.21±0.12 909.11±0.62 52.03±1.02————6.71±0.13 273.61±1.52酯类——酸类19.83±0.21 2.32±0.13—6.03±0.21 37.72±0.22—75.13±0.24—1 438.03±3.52—4 677.05±2.02 70.73±0.52 74.06±0.72 33.31±1.05 9.71±0.12——6.31±0.13 28.31±0.32 4 899.31±4.12醇类489.11±0.82 21.32±0.43 28.13±0.32 61.82±0.54 14.14±0.23 1 145.61±2.52 9.71±0.12 65.22±0.21 69.82±0.34 266.91±0.62 235.51±0.82 3 915.43±10.21 347.83±2.31 1 768.22±2.12 223.93±1.41 24.05±1.01 23.21±0.22 14.12±0.33 14.92±0.41 200.83±1.24—28.72±0.43 2 645.61±5.21 120.84±0.82 24.61±0.21 1 707.91±4.12 22.52±0.73——740.82±1.83—
续表
注：“—”表示未检出。
46.62±0.43 955.71±0.82 2 878.12±4.02 153.73±0.91 139.61±0.92 50.71±0.22 2 539.61±0.82 11.61±0.23 26.41±0.32 2 921.61±29.83—18.34±0.21 222.31±0.82 240.61±0.93含量/（μg·100 mL-1）第0月 第16月—种类 化合物桉叶油醇苯乙醇醇类总量5-甲基呋喃醛苯甲醛苯乙醛糠醛正己醛壬醛醛类总量3-羟基-2-丁酮苯基丙酮4-羟基-2-丁酮酮类总量2,3,5-三甲基-6-乙基吡嗪2,3-二甲基吡嗪2,5-二乙基吡嗪2,3,5,6-四甲基吡嗪2,3,5-三甲基吡嗪2-甲基-3-丙基吡嗪吡嗪类总量2-乙酰基呋喃4-乙基-2-甲氧基苯酚其他类总量香气物质总含量3.41±0.23 895.73±3.21—12.12±0.21 5.93±0.11醛类——酮类——24.51±0.22吡嗪类——18.05±0.33 1 867.41±1.92 12.21±0.43—1 879.61±1.63 10.42±0.21 7.81±0.12—640.06±0.63 650.52±1.61 2.71±0.13 1 311.41±1.52其他类24.52±0.23 17.41±0.21 14.05±0.41 31.43±0.32 12 657.32±46.31——10 290.46±9.81
酯类物质是山西老陈醋中的主要呈香物质，乙酸乙酯是特征性香气物质之一，赋予了山西老陈醋花果香等特征香气[24]。在贮存期，PE吹塑薄膜包装陈醋的酯类物质种类由第0月的18种下降至第16月的11种，减少了7种，但新增了亚油酸乙酯和乙酸乙烯酯；总量由第0月的3 915.43 μg/100 mL下降至第16月的1 438.03 μg/100 mL，降低了63.27%。18种酯类物质中仅有亚油酸乙酯、乙酸乙烯酯、丙位壬内酯3种酯类物质含量出现了上升情况，其中，乙酸乙烯酯上升量最大，由第0月的未检出上升至第16月的273.61 μg/100 mL，其他15种酯类物质含量均发生了不同程度降低，其中，乙酸乙酯含量下降量最大，乙酸苯乙酯次之。
酸类物质作为山西老陈醋香气的主要组成成分，决定了食醋的风味和质量[25-26]。在贮存期，PE吹塑薄膜包装陈醋的酸类物质的种类由第0月的9种减少至第16月的7种，减少了2种，但新增了4-甲基戊酸；总量由第0月的2645.61μg/100mL上升至第16月的4 899.31 μg/100 mL，上升了85.19%。己酸、DL-O-甲基丝氨酸、异丁酸、草酸、苯甲酸、4-酮庚二酸含量发生了不同程度下降，其中，4-酮庚二酸下降量最大，草酸次之。其他4种酸类物质含量发生了不同程度上升。
醇类物质也可起改善食醋风味的作用，如苯乙醇和2,3-丁二醇赋予食醋清甜柔和的玫瑰花和蜂蜜香气[27]。在贮存期，PE吹塑薄膜包装陈醋的醇类物质种类由第0月的6种减少至第16月的2种，减少了4种；总量由第0月的2 878.12 μg/100 mL降低至第16月的895.73 μg/100 mL，降低68.88%。所检测到的6种醇类物质均发生了不同程度降低，其中2,3-丁二醇下降量最大，苯乙醇次之。
醛类物质是由氨基酸降解或微生物发酵作用产生的，其中苯甲醛是工业上最常使用的具有杏仁香气的一种芳香醛；糠醛呈现的香气较为丰富，具有木香、甜香、焦糖香和面包香，并带有烘烤食品的气味[28]。在贮存期，PE吹塑薄膜包装陈醋的醛类物质种类由第0月的6种减少至第16月的2种，减少了4种；总量由第0月的2 921.61 μg/100 mL降低至第16月的18.05 μg/100 mL，降低99.38%。所检测到的6种醛类物质均发生了不同程度的降低，其中糠醛降低量最大，5-甲基呋喃醛次之酮类物质主要源自食醋发酵过程中氨基酸与不饱和脂肪酸的氧化降解，对食醋香气中的花香、果香香韵具有较好的提升作用[29]。在贮存期，PE吹塑薄膜包装陈醋的酮类物质总量由第0月的240.61 μg/100 mL上升至第16月的1 879.61 μg/100 mL。新增一种酮类物质为3-羟基-2-丁酮，3-羟基-2-丁酮是食醋中的重要酮类物质，具有奶油香气，是合成四甲基吡嗪的重要前体[30]。
吡嗪类物质不仅是食醋中具有熏香的风味物质，还具有多种功能活性，有行气活血、祛风止痛等功效[31]。在贮存期，PE吹塑薄膜包装陈醋的吡嗪类物质种类由第0月的1种上升至第16月的5种，增加了4种，且新增5种吡嗪类物质；总量由第0月的24.52 μg/100 mL上升至第16月的1 311.41 μg/100 mL。其中，仅有2,5-二乙基吡嗪含量发生了下降，其余5种吡嗪类物质均升高，2,3,5-三甲基吡嗪升高量最大，2,3,5,6-四甲基吡嗪次之。
在贮存期，PE吹塑薄膜包装陈醋的其他类物质种类由第0月的2种减少至第16月的0种，减少了2种；总量由第0月的31.43 μg/100 mL降低至第16月的未检出，4-乙基-2-甲氧基苯酚和2-乙酰基呋喃含量在第16个月均未检出。
3 结论
本研究对PE吹塑薄膜包装陈醋在贮存期间的基础理化指标、氨基酸、有机酸及挥发性风味物质进行测定，结果表明，PE吹塑薄膜包装对陈醋的质量和风味产生了明显的影响，PE吹塑薄膜包装陈醋在贮存期间，总酸和不挥发酸含量呈下降趋势，氨基酸态氮、还原糖、总酯、食盐、可溶性无盐固形物、pH值、浊度和波美度呈波动变化趋势；不挥发酸含量下降率最大，为35.98%，总酯含量上升率最大，为10.80%。草酸、苹果酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、琥珀酸含量均下降，其中，柠檬酸含量下降率最高为94.98%，酒石酸和丙酮酸含量上升，其中，丙酮酸含量上升率最高为78.90%。17种氨基酸均出现不同程度下降情况，其中，蛋氨酸含量下降率最多，为49.47%。大部分挥发性香气物质含量下降，挥发性香气物质总种类数下降15种，新增了亚油酸乙酯、乙酸乙烯酯、4-甲基戊酸、3-羟基-2-丁酮、2,3,5-三甲基-6-乙基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、2-甲基-3-丙基吡嗪9种挥发性风味物质；总含量下降18.69%，且大部分挥发性风味物质含量下降。本研究结果为陈醋包装材质改良及优化提供理论依据，为进一步研究不同材质包装容器对陈醋的理化指标及风味物质的影响提供了研究基础。后续可对陈醋与PE吹塑薄膜之间的反应机理进行深入研究，分析陈醋质量和风味发生变化的原因，从根源上解决PE吹塑薄膜包装陈醋产品质量和风味的稳定性问题。
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