Physicochemical indexes and flavor quality analysis of 4 commercial vinegars
酿造食醋是单独或混合使用各种含有淀粉、糖的物料或酒精，经微生物发酵酿制而成的液体调味品[1]。按发酵方式分为固态发酵和液态发酵食醋，其中固态发酵食醋较为知名的有山西老陈醋、永春老醋、保宁麸醋、镇江香醋等，而龙门米醋在北京地区也广为人知。目前市面上的大多数食醋采用的是熟料发酵制醋的方式，如山西老陈醋的“蒸、酵、熏、淋、陈”，镇江香醋的糯米浸泡沥干后蒸料发酵的工艺[2]，保宁醋以麸皮、大米为原料经药曲发酵后形成的特色醋，永春老醋以红曲拌糯米发酵制醋。从上世纪80年代开始，受能源和原料的影响，北京龙门醋厂研发了生料发酵制醋的方法[3]，是前稀后固的制醋工艺，与传统固态发酵食醋的区别是主粮不经过蒸煮，直接粉碎后进行发酵。目前，龙门米醋继续沿用生料制醋工艺，获得的终产品出品率高，质地“清如酒，亮如油”，风味独特。
食醋中含有丰富的有机酸、氨基酸、多酚、黄酮、维生素、微量元素等物质[4-6]。食醋的风味是影响其感官品质和是否被消费者接受的主要因素之一，其风味主要由发酵过程中酿造微生物交互作用形成[7-9]，食醋风味物质主要包括挥发性和非挥发性两大类化合物，挥发性风味物质是食醋香气的来源[10]，非挥发性风味物质是食醋滋味的来源。张慧如等[11]对四大名醋的理化指标和风味物质比较发现，保宁醋和山西陈醋有机酸含量较高，保宁醋总酚和总黄酮含量最高，山西陈醋吡嗪类物质含量最高。郭鑫磊等[12]研究结果表明，挥发性风味物质含量会随陈酿年份增加而增加。ZHANG X等[13]通过固相微萃取结合气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）对多种谷物醋挥发性风味物质分析发现，北京米醋中己酸乙酯、琥珀酸二乙酯、苯甲酸乙酯等酯类物质，与其他食醋存在显著差异。目前，鲜有对于生、熟料发酵制醋风味和感官的对比分析的研究报道。
本研究以4种市售食醋为研究对象，对其进行感官评价及理化指标分析，采用顶空固相微萃取（headspace solidphasemicroextraction，HS-SPME）结合气相色谱-质谱（GC-MS）法和高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）法分析其风味化合物，对其共有挥发性风味化合物进行聚类分析（CA），并采用偏最小二乘-判别分析（partial least squares discrimination analysis，PLS-DA）法分析感官评价与理化指标、风味物质的相关性。以期为食醋的品质控制及改良提供依据，为食醋工业化生产提供理论指导和数据支撑。
1.1.1 原料
熟料工艺食醋样品SV、BV、ZV、生料工艺食醋样品LV（总酸≥5.00 g/100 mL）：市售，具体原料及制作工艺见表1。
表1 4种食醋主要原料和制作工艺
Table 1 Main raw materials and production process of 4 kinds of vinegar
样品名称 主要原料 制作工艺SV 高粱、大麦、豌豆、麸皮、谷糠BV ZV LV麸皮、小麦、玉米、大米、高粱、荞麦糯米、麦麸、大米、大曲（小麦、大麦、豌豆）大米、麦麸、大曲（小麦、大麦、豌豆）高粱蒸煮熟化后酒精发酵，再拌入麸皮、谷糠等辅料进行醋酸发酵，发酵结束后熏醅淋醋，淋出的醋液根据生产要求进行不同时间的陈酿。以麸皮为主要原料，小麦、玉米、大米蒸熟，及多种中草药为辅料，拌入药曲加入酵母放至发酵池中，使糖化、酒化、醋化同时发生，后淋醋熬制陈酿得到成品。糯米蒸熟后拌入大曲，经固态分层发酵获得醋醅，后经过淋醋陈酿制得。大米打粉后，加入大曲、酵母酒精发酵，酒精发酵结束后拌入麸皮进行醋酸发酵，酸度不再增长时，封醅淋醋制得成品。
表2 4种食醋理化指标检测结果
Table 2 Determination results of physicochemical indexes of 4 kinds of vinegar
理化指标 SV BV ZV LV总酸/（g·100 mL-1）不挥发酸/（g·100 mL-1）盐/（g·100 mL-1）可溶性固形物/（g·100 mL-1）还原糖/（g·100 mL-1）5.33±0.1c 1.30±0.05b 1.12±0b 8.45±0.5b 0.90±0b 5.27±0.05b 2.23±0.10d 0.14±0a 8.87±0.3c 1.20±0c 5.21±0.03a 1.67±0.08c 2.08±0d 10.26±0.1d 1.90±0d 5.21±0.01a 0.97±0.02a 1.84±0c 4.57±0.2a 0.60±0a
1.1.2 试剂
氢氧化钠、葡萄糖（均为分析纯）：天津市光复科技发展有限公司；2-甲基-3-庚酮、没食子酸、芦丁、氨基酸、柠檬酸、酒石酸、丙酮酸、苹果酸、乳酸、乙酸（均为色谱纯）：美国Sigma公司。
JA5003电子天平：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；7890A/7000气相色谱质谱联用、1100型高效液相色谱仪：美国Agilent公司；50/30 μmCAR/PDMS/DVB萃取头：美国Supelco公司；DB-WAX色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）：美国J&W公司；L6紫外分光光度计：上海佑科仪器仪表有限公司。
1.3.1 感官评价
采用感官定量描述法进行感官评定，由经过感官品评培训并筛选出的12名成员组成品评组，在开展正式评价活动前进行了感官训练。评分采用10分制（0～9分），0表示无气味，9表示气味强烈，感官描述词参考文献[14]，评分标准参考文献[15]。
1.3.2 理化指标的测定
总酸、不挥发酸、可溶性固形物、盐：参照GB 18187—2000《酿造食醋》中的方法测定。
还原糖：参照GB 5009.7—2016《食品中还原糖的测定》中直接滴定法测定。
1.3.3 挥发性风味物质测定
采用顶空固相微萃取（HS-SPME）结合气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）测定挥发性风味物质。
HS-SPME条件：准确称取食醋样品5 mL至洁净无味的气相顶空瓶（20 mL），在顶空瓶中加入1 μL内标2-甲基-3-庚酮（质量浓度0.816 μg/μL），后迅速拧紧瓶盖并将其放置于MPS多功能进样器，60 ℃加热平衡25 min，自动插入吸附针头，在60 ℃富集40 min，将吸附针插入GC进样口，在230 ℃温度下解吸5 min。
GC条件：初始温度40 ℃，保持3 min，然后以4 ℃/min升温至150 ℃，再以5 ℃/min升温至230 ℃保持3 min后运行250 ℃。载气为高纯氦气（He），其恒定流速设为1 mL/min，进样口温度为230 ℃。分流比设为20∶1。
MS条件：采用电子电离（electron impact，EI）源，电子能量70 eV，传输线温度280 ℃，离子源温度为230 ℃，四极杆温度为150 ℃，溶剂延迟设定为4 min，质量扫描范围35～350 m/z。
定性定量分析：采用美国国家标准技术研究所（national institute of standards and technology，NIST）谱库检索和保留指数比较进行定性。采用内标法定量。计算公式如下：
式中：Cx表示目标化合物的质量浓度，μg/kg；Ax表示目标化合物的出峰面积；Ai表示内标物的峰面积；Ci表示内标物的质量浓度。
1.3.4 活性成分分析检测
总多酚的测定：采用Folin-Ciocalteu比色法[16]。以没食子酸质量浓度（x）为横坐标，吸光度值（y）为纵坐标，绘制标准曲线，获得标准曲线回归方程y=0.001 11x+0.036 1。
总黄酮的测定：采用GB/T 19777—2013《地理标志产品山西老陈醋》中的比色法测定。以芦丁质量浓度（x）为横坐标，吸光度值（y）为纵坐标，绘制标准曲线，获得标准曲线回归方程y=0.189 6x-0.000 2。
有机酸的测定：采用高效液相色谱法[17]；氨基酸的测定：采用柱前衍生化高效液相色谱法[14]。
1.3.5 数据处理
通过Microsoft Excel 2021、SPSS Statistics 17、Tbtools v2.119、SIMCA14.1进行数据处理、绘图、分析。
4种食醋气味和滋味感官评价结果见图1。
图1 4种食醋气味（a）和滋味（b）感官评价结果
Fig.1 Sensory evaluation results of odor (a) and taste (b) of 4 kinds of vinegar
由图1a可知，样品SV的烤香味、烟草味、焦糊味、咖啡味评分最高，分别是5.7分、5.3分、6.7分、4.5分。样品LV与ZV气味轮廓相似，除焦糖味外，其他6种气味基本一致。由图1b可知，样品ZV和BV的鲜味较好，分别为4.4分、4.0分，而在丰富度和回味上略有不足。鲜味主要源于醋中的氨基酸，使得食醋鲜香绵酸[18]。样品LV的甜味、咸味和可接受度评分最高，分别为3.6分、5.2分、5.6分，这与它整体的柔和度、平衡度有关，没有特别突出的气味和滋味，苦味最弱且同时具备酸、甜、咸等优点。样品LV苦味较弱甜味明显，可能是采用生料制醋且不经熏醅淋醋的原因[19]，综上分析，4种食醋感官评价结果不同，产生差异的原因主要来自产品的发酵和陈酿过程。
4种食醋的总酸含量范围为5.21～5.33 g/100 mL（均＞5 g/100 mL）；不挥发酸含量范围为0.97～2.23 g/100 mL，以样品BV的含量最高，根据GB 18187—2000《酿造食醋》中要求不挥发酸（以乳酸计）要高于0.5 g/100 mL，4种食醋均符合。可溶性固形物含量范围为4.57～10.26 g/100 mL，以样品ZV含量最高，其主要来源于有机酸、酯类、氨基酸类、糖类、淀粉类等成分[20]。还原糖的含量范围为0.6～1.9g/100mL，以样品ZV最高，可以反映食醋的发酵程度，一定的还原糖含量可以调节食醋的口感[21]。综上分析，在总酸含量相差不大的情况下，4种食醋产品在不挥发酸、可溶性固形物和还原糖方面存在差别。
2.3.1 4种食醋中的挥发性风味物质检测结果
通过GC-MS总离子流色谱图分析发现，4种食醋图谱的重叠率较高，其挥发性风味物质GC-MS分析结果见表3。
表3 4种食醋挥发性风味物质GC-MS分析结果
Table 3 Results of volatile flavor substances in 4 kinds of vinegar analyzed by GC-MS
序号 种类 化合物 保留指数 气味特征[22-27]含量/（μg·kg-1）SV BV ZV LV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 907 1 539无1 689 1 829 2 250 8 746.89±856.47乙酸乙酯乙酸糠酯3-羟基丁酸乙酯丁二酸二乙酯乙酸苯乙酯十六酸乙酯油酸乙酯（Z）-乙基亚油酸酯乙酸甲酯乳酸乙酯乙酸异戊酯丁酸庚酯乙酸异丙烯酯丙酸乙酯异丁酸乙酯乙酸丙酯乙酸仲丁酯丁酸乙酯异戊酸乙酯DL-2-羟基-4-甲基戊酸乙酯苯乙酸乙酯辛酸苯乙酯γ-壬内酯乙酸异丁酯戊酸乙酯氢化桂皮酸乙酯香叶酯己酸乙酯乙二醇二乙酸酯2-羟基异戊酸乙酯乙酸异龙脑酯苯甲酸乙酯亚油酸乙酯（E）-肉桂酸乙酯碳酸丙烯酯乙酸己酯2-甲基丁醛3-甲基丁醛糠醛苯甲醛--41.80±3.50 1 793.99±151.11 96.94±8.78无无无--11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 1 358 1 117 4 725.33±461.92 99.27±4.46 515.93±49.17 907.08±30.93 4 543.25±370.12 656.53±49.95 234.07±15.60-31.97±1.41 821.99±79.38 186.94±13.56 9 192.69±411.21-743.91±26.16 103.01±5.63 6 166.09±487.34 177.71±16.09 282.07±25.62-130.97±11.17 105.30±4.36 268.28±6.20无无488.15±47.92 82.68±8.25 769.92±75.92 35.33±3.44 730.66±72.46 781.15±70.47 220.33±17.61 93.27±0 21.27±2.11 16.87±1.20 39.52±0.50 16.78±0.90 951 955无无-- - - -18.38±0.84酯类1 028 1 060 1 547 1 763无2 042 1 015 1 133 1 906 1 895 1 220 63.24±5.42 233.48±13.69 322.41±27.63-32.61±2.57 145.16±12.17 25.95±1.99 711.62±70.68 44.35±20.92 82.73±8.06 92.47±7.58 121.58±11.44 273.03±24.35 42.83±0 983.73±93.27 64.20±6.30 71.56±0.62 77.24±7.14 91.65±0 25.59±0—— - - - - - -水果香绿色、香蕉皮绿色、水果、葡萄酒酒味、水果味花果香蜡味脂肪、牛油、蜡、奶制品脂肪、水果、油脂绿色、乙醚味、水果、朗姆酒水果味香蕉、果香绿色、梨、猕猴桃乳酸、葡萄皮、绿色菠萝甜味、香蕉水果、奶酪溶剂、水果、香蕉水果、甜味、苹果果香新鲜、黑莓蜂蜜、花香甜味、水果、奶油、花香椰子、桃子水果、苹果、香蕉酵母、水果玫瑰、蜂蜜、水果、朗姆酒绿色、水果、油性、草本苹果皮、水果绿色、花香、酯、酒精菠萝、草莓、茶、蜂蜜木质、樟脑、松脂、草本甜味、薄荷、水果油脂、水果花香、蜂蜜、香脂薄荷、辛辣、药物水果、药草花香、水果香麦芽味焦糖杏仁、焦糖-- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1 967.83±177.23 283.96±12.15-641.46±30.38 42.36±0.73 739.73±16.04 326.47±26.53-1 871.70±187.12 84.26±4.64-- - -无无无-- - - - - - --- - - - - -58.46±3.69 662.08±12.11--醛类1 648无2 097无1 270 912 910 1 455 1 495 33.16±2.02 113.05±3.46 16 847.4±1 400.80 906.24±89.71 166.43±14.07 359.88±22.74 35 182.89±2 560.62 459.73±26.10 56.20±2.52 29.90±2.69 17.32±0 62.00±2.59 903.23±48.7 409.47±20.37 22.42±0.79-92.35±8.88 347.62±11.13 31 274.50±1 349.88 1 745.16±148.50 6.26±0.66-222.84±14.39 33 135.83±2 124.02 4 502.68±54.00
续表
序号 种类 化合物 保留指数 气味特征[22-27]含量/（μg·kg-1）SV BV ZV LV 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 1 560 260.34±23.03 5-甲基糠醛3,4-二羟基苯甲醛肉桂丙烯醛可可丁烯醛2-吡咯甲醛香草醛3-（2-呋喃基）-2-苯基丙烯醛可可己烯醛苯乙醛5-羟甲基糠醛α-（2-甲基亚丙基）苯乙醛乙酸香草醛β-环柠檬醛壬醛月桂醛乙醇丙二醇糠醇苯乙醇异戊醇2,3-丁二醇3-吡啶甲醇2-丁醇丙醇异丁醇桧木醇2-萘基硫醇3-甲基-2-丁醇3-甲硫基丙醇甲基异戊烯醇己醇高薄荷醇山楂甲醇欧甾醇孜然醇2-丁酮乙偶姻糠醛丙酮丁酮乙酸乙偶姻苯乙酮4,6-二甲基-2-吡喃酮二氢香豆素丙酮苯丙酮双乙酰132.99±11.26无无——1 922无2 569无2 052 1 625 2 512 237.60±14.09 49.66±4.04 180.12±16.51 74.85±2.39 424.67±37.01 665.77±27.89 368.84±29.97 60.63±2.29 100.11±8.77 128.62±12.18-213.31±16.99 415.24±15.38 158.91±11.15 194.70±3.01 408.84±39.62杏仁、焦糖苦杏仁香辛料、肉桂、木本可可、蜂蜜、坚果霉味、咖啡甜香草、奶油暖香料可可、巧克力玫瑰、花香草本、干草、烟草花香、甜味、可可甜味、香草、奶油藏红花、草本、烟草脂肪、柑橘、绿色百合、脂肪、柑橘乙醇味甜味、微酒烧焦蜂蜜，香料，玫瑰醇香、香蕉香水果苦味、绿色甜杏酒精、泥土、发酵杂醇、威士忌酚类、木本、苔藓硫磺、烘焙、坚果霉味、蔬菜、苹果酒洋葱、大蒜、香肠、丁香、树脂、木质杂醇油、水果、甜味薄荷醇、清凉、薄荷甜味、坚果、山楂草本辛辣、孜然、草本乙醚酸奶甜味、坚果、香草乙醚甜味、奶油、黄油樱桃味、水果甜味、焦糖、绿色、甘草奶油、香草、肉桂、豆蔻溶剂、乙醚、苹果、梨山楂、丁香、樱桃、草本黄油1 519.52±131.52-170.60±11.52 55.79±4.92 112.28±8.39 123.56±5.31 548.61±49.27 196.58±11.88 52.60±1.36 154.14±12.69 23.06±1.26 92.93±7.83-- -169.08±13.71 234.66±21.64无无-- - - - --- -1 598 1 385 1 722 929无1 619 1 925 1 205 1 583无1 024 1 037 1 099-- --- - - -193.17±17.93 180.88±0 572.92±33.89 1 186.83±109.87 33.64±3.27 1 102.59±106.95 26.81±2.52 5.73±0 2 230.06±155.09-20.07±1.66 7 904.01±745.86 723.08±61.03 1 067.23±29.13-- - - - - - - - - - - -3 330.47±117.13 179.77±8.24-2 942.84±212.22 351.58±15.47 499.62±35.25-91.00±6.26 163.42±14.86 40.38±3.04 2 048.96±202.66 13.26±0 47.81±0 31.02±3.04 62.05±0 21.46±1.34 13.91±0.73-4 626.01±198.8-379.81±22.08 10 309.56±228.37 890.10±59.13 3 017.85±159.1-461.71±18.24-59.33±2.43-- -醇类62.92±4.28无无无-- -1 723无1 360-- - - -无无无-- - - - -12.84±0-42.82±1.92 17.29±0-- - -409.29±24.77-90.81±4.66 39.69±3.9 170.76±12.14-20.62±0 37.12±3.16 33.59±0-4 872.30±296.74 2 058 945 1 287无945 1 377 1 645 16.87±0 187.24±3.74 45.95±1.54 20.09±1.96 22.83±2.15 13.11±0 470.68±23.85 36.45±2.33-20.42±1.51-45.15±0 57.87±0--265.12±20.32酮类无无无无-- --- -970-- - - --- -101.27±4.06 186.21±8.83 136.72±0 1 529.14±97.89 63.95±4.41-
续表
注：“-”表示未检出。
序号 种类 化合物 保留指数 气味特征[22-27]含量/（μg·kg-1）SV BV ZV LV 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 22 169.95±1 419.46 62 326.08±6 072.53 83 391.54±2 924.91酸类28 516.32±217.7 198.75±13.6 69.23±1.96--390.82±0-- -烯烃类1 450 1 523无1 665 1 737 1 240无1 395 1 457 1 490—— -71.25±6.61乙酸丙酸乳酸异戊酸1,2-二氢-1,1,6-三甲基萘2,3-二甲基吡嗪6-甲基-2-乙基吡嗪三甲基吡嗪四甲基吡嗪乙酰呋喃2,2'-亚甲基二呋喃2-乙酰基-5-甲基呋喃2-乙酰基吡咯2,6-二甲基吡嗪三甲基恶唑3,5-二乙基-2-甲基吡嗪甲基吡嗪甲酚苯酚4-乙基-2-甲氧基苯酚2-乙基苯酚2,4-二叔丁基苯酚愈创木酚对愈创木酚香芹酚2,3,5-三甲基苯酚酸味甜香、酒香酸味汗味、酸味甘草坚果、花生酱、可可烤榛子烤土豆，可可坚果、土豆甜味、烤坚果浓郁、烘烤坚果、可可草香烤坚果、可可坚果绿色、坚果坚果、烘焙、霉味丁香、香料、药草酚味烟熏、花香、辛辣酚醛树脂丁香烟熏、药用酚类辛辣、草本、酚类、药用、木本烧焦、咖啡、木质-- - ---26.25±2.33 43.67±1.71 213.65±18.77 12.79±0-83.80±8.12 20.39±0-64.20±1.58 1 899.03±146.51杂环类无无--1 393 1 308 1 206 1 508 1 176 1 956 1 479 2 031 71.62±7.01-- - -23.42±0 36.21±2.05-- - - - - --- ---1 119.27±65.27 50.25±12.68 575.47±37.72 553.82±26.03-- - -无无-- -酚类-- -50.56±1.54 196.92±12.7 1 859 34.93±2.74 65.93±1.58 131.30±4.37 373.12±37.13 189.19±4.14 71.98±3.61 52.93±3.86 86.74±1.76 19.14±0 14.18±0 24.80±0-1 002.04±93.85 149.81±14.21 929.22±90.33 82.87±7.34 40.65±2.55 297.06±22.23无无无-- -37.59±2.92 43.03±0——85.44±0--- -16.36±0
由表3可知，4种食醋共检出112种挥发性风味物质，包括酯类36种、醛类19种、醇类20种、酮类11种、酸类4种、烯烃类1种、杂环类12种，酚类9种。样品BV、SV、ZV、LV分别检出挥发性风味物质66种、58种、57种、47种，含量分别为87.5 mg/kg、59.3 mg/kg、136.1 mg/kg、165.5 mg/kg。因此，挥发性化合物种类最多的是样品BV，其次是样品SV；挥发性化合物相对含量最高的是样品LV，其次是样品ZV。挥发性风味物质含量较高会使食醋的香气更为丰富、平衡，在嗅闻时能够呈现出多层次的嗅觉体验，共同构成食醋独特的风味轮廓。
酸类化合物中乙酸在4个样品中均被检出，酸类化合物含量占比较高。乙酸主要在醋酸发酵阶段由醋酸菌代谢产生[28]，对食醋风味贡献较大，带来刺激性酸味。乳酸、丙酸只在样品SV中检出，异戊酸只在样品BV中检出，其可以为食醋提供甜香和汗酸味，异戊酸的产生受到陈酿时间的影响[29]。综上分析，食醋以乙酸为主体，它既是呈香物质又是呈味物质，与丙酸、异戊酸和非挥发性有机酸等形成食醋的特殊风味。说明生料工艺发酵的食醋与熟料工艺发酵的食醋酸类物质含量相差不大。
酯类化合物中共有化合物包括乙酸乙酯、丁二酸二乙酯、乙酸苯乙酯等7种物质，由发酵过程中酸类和醇类物质经过酯化反应生成，具有挥发性高、阈值低等特性，对食品风味的组成起到重要作用[30]，主要赋予食醋果香味。乙酸乙酯和乙酸苯乙酯赋予食醋水果香和花果香[31]，相对含量分别为0.8%～10%、1.2%～3.7%，其分别在样品BV和LV中相对含量最高，2种食醋的水果香味可能是由原料中带来。乙酸乙酯和乙酸苯乙酯在4种食醋的酯类化合物中占比较高，可以呈现大部分酯类物质的效果。样品BV特有乙酸丙酯、丙酸乙酯等11种酯类化合物，样品ZV特有乙酸异龙脑酯、（E）-肉桂酸乙酯等5种酯类化合物，样品LV特有乙酸己酯，均呈现出水果、花香、药草等风味。由此可见，样品BV和LV中酯类化合物的相似度较好，含量、种类接近，生料制醋和熟料制醋在酯类化合物的风味上差异不大。
醇类化合物中共有的是乙醇、苯乙醇、异戊醇、2,3-丁二醇，主要是酒精发酵阶段微生物作用生成的[32]。苯乙醇的含量最多，具有玫瑰香气，这与鸭梨醋风味化合物的对比分析中对醇类物质的描述一致[23]。醇类化合物相对含量为样品ZV（14.6%）＞BV（11.2%）＞LV（7.4%）＞SV（5.6%）。样品ZV中苯乙醇、异戊醇、2,3-丁二醇含量最高，呈玫瑰、焦糖香气。研究表明，以糯米为原料酿造的食醋焦糖味较为突出[14]，能更好的刺激嗅觉细胞，增强感官体验。样品SV糠醇含量较高，在感官上呈焦糊味。样品SV中特有3-吡啶甲醇（苦味），样品BV中特有3-甲基-2-丁醇（苹果酒）、桧木醇（木本味）、甲基异戊烯醇（木质味）等5种醇类化合物，样品ZV中特有高薄荷醇（薄荷味），样品LV中特有欧甾醇（草本味）等，推测这些差异主要来源于食醋主粮原料和酿造工艺的不同。
乙偶姻和乙酸乙偶姻是酮类中的共有化合物，3-羟基-2-丁酮又称乙偶姻，具有酸奶香气，合成途径较多，可以通过丙酮酸转化生成或糖酵解、2,3-丁二醇氧化产生[33]。酮类化合物相对含量由高到低样品排序为LV（4.1%）＞BV（0.72%）＞ZV（0.71%）＞SV（0.51%）。样品LV中乙偶姻、乙酸乙偶姻、丙酮含量最高，可能因为生料发酵工艺分解出的糖类物质更有利于某些微生物的利用，因此这两种酮类化合物相对含量较高。熏醅会使酮类物质含量下降[34]，转化为酚类、酯类和有机酸类化合物。综上分析，酮类化合物在生料发酵食醋中相对含量较高，乙偶姻和乙酸乙偶姻可以作为样品LV区别于其他食醋的潜在标志物。
杂环类化合物由微生物发酵或者美拉德反应产生，一般有坚果香、焦香、烘烤香等香味。杂环类化合物相对含量由高到低样品排序为SV（1.8%）＞LV（1.2%）＞BV（0.5%）＞ZV（0.1%）。三甲基吡嗪在4种食醋中均被检出，在样品SV中相对含量最高，主要在其特殊的熏醅工艺阶段产生，其阈值较低，对山西老陈醋风味影响仅次于4-甲基吡嗪[35]。四甲基吡嗪是功能因子川芎嗪，在样品LV和SV中含量较高。由此可见，样品SV中杂环类化合物种类丰富是由于其特殊的熏醅工艺的原因，而生料工艺样品LV中杂环类化合物相对含量和种类也高于熟料工艺样品BV和ZV。因此，其主要差异由熏醅环节高温烘烤作用产生，与原料是否蒸煮熟化关系不大。
酚类化合物中甲酚在4种食醋中均被检出，其相对含量由高到低样品排序为SV（4.2%）＞LV（0.8%）＞BV（0.7%）＞ZV（0.5%）。其气味阈值很低，可以提供显著的木质烟熏香味[36]。酚类化合物形成过程较为复杂，样品SV中酚类化合物种类最丰富，说明以高粱为原料酿造的食醋有较强的烟熏味和酱香味[14]，其主要差异由原料不同造成[37]。
因此，4种食醋由于使用的原料、发酵剂和制作工艺不同，在挥发性化合物上存在一定差异性，这些物质共同构成其独特的风味[38]。而生料制醋虽然区别于熟料制醋，但风味与部分熟料制醋工艺的产品接近，米醋的清香也相对突出。
2.3.2 共有挥发性风味物质聚类分析
对4种食醋共有的22个挥发性风味化合物进行聚类分析，结果见图2。
图2 4种食醋的共有挥发性风味化合物聚类分析热图
Fig.2 Heat map of cluster analysis of common volatile flavor compounds of 4 kinds of vinegar
颜色由蓝到红表示风味化合物的含量由低到高。
由图2可知，LV所含有的乙酸甲酯、乙酸苯乙酯、苯甲醛、可可丁烯醛和乙偶姻5种化合物的相对含量在4种食醋中含量最高，对食醋的整体香气具有重要贡献。食醋中的酯类化合物由淀粉降解生成的醇类物质和蛋白质降解得到的有机酸通过酯化作用生成。其中以乳酸乙酯、乙酸甲酯为代表，果香味物质在食醋中不仅能起到柔和基底的作用，还能有效缓解食醋中的咸味。
样品BV总多酚类物质含量（1.553 mg/mL）显著高于样品SV（1.091 mg/mL），样品LV和ZV含量相近，分别为0.816 mg/mL、0.772 mg/mL，与陈怡等[39]的研究一致。总黄酮含量在样品ZV最高，为0.411 mg/mL，其次是样品BV（0.358 mg/mL）、LV（0.253 mg/mL）、SV（0.148 mg/mL）。多酚、黄酮在生产过程中会逐渐积累，原料及药曲的使用也会带入多酚化合物。食醋的陈酿过程也会产生黄酮类物质和单宁。熏醅期间醇、酯、酸等物质发生复杂的化学反应，生成多酚、类黑精、川芎嗪等多种物质，增强食醋的保健功能，是制作陈醋的关键工艺。
有机酸是食醋中主要的滋味物质，能够缓冲乙酸的刺激性，使食醋的酸味更柔和，味道更醇厚。柠檬酸含量最高的是样品SV（0.20 mg/mL），其次是样品LV（0.13 mg/mL）。样品BV的酒石酸、丙酮酸、苹果酸、乳酸含量最高，分别为0.14 mg/mL、0.14 mg/mL、0.7 mg/mL、18.45 mg/mL，与不挥发酸含量结果一致。总有机酸含量由高到低的排序为BV（19.54 mg/mL）＞SV（12.31 mg/mL）＞ZV（11.08 mg/mL）＞LV（5.64 mg/mL），食醋中有机酸的含量会受到食醋原料、发酵工艺、地域以及季节等不同因素的影响[5]。酒精厌氧发酵阶段积累乳酸，醋酸多边发酵阶段积累挥发酸[40]。
由表4可知，4中食醋中共检测出17种氨基酸，其中，7种为人类必需氨基酸。微生物的分解作用会产生游离氨基酸，能丰富食醋的营养组成，且对食醋的香味和口感有关键影响。总氨基酸含量由高到低的样品排序为BV＞LV＞ZV＞SV，食醋因熏醅和陈酿使得其氨基酸和还原糖发生美拉德反应而含量降低。必需氨基酸含量占比由高到低的样品排序为ZV（50%）＞LV（48%）＞SV（47%）＞BV（42%），其中主要是丙氨酸和亮氨酸。样品LV是生料制醋工艺，由未经蒸煮熟化的大米发酵而成，得到的总氨基酸含量高于用熟料制醋工艺的样品SV和ZV，必需氨基酸相对含量高于样品SV和BV。
表4 4种食醋活性成分检测结果
Table 4 Determination results of active ingredients in 4 kinds of vinegar
含量/（mg·mL-1）SV BV ZV LV抗氧化物质有机酸氨基酸种类 指标总多酚总黄酮柠檬酸酒石酸丙酮酸苹果酸乳酸天冬氨酸谷氨酸丝氨酸甘氨酸组氨酸精氨酸1.091 0.148 0.200 0.110 0.050 0.380 11.570 0.359 0.305 0.936 0.431 0.165 0.705 1.553 0.358 0.110 0.140 0.140 0.700 18.450 0.211 0.610 2.838 1.274 0.751 5.765 0.772 0.411 0.030 0.080 0.050 0.500 10.420 0.350 0.722 1.897 0.699 0.592 0.641 0.816 0.253 0.130 0.100 0.060 0.230 5.120 0.305 0.923 1.988 0.822 0.367 0.726
续表
注：“*”标记为必需氨基酸。
种类 指标苏氨酸*丙氨酸脯氨酸酪氨酸缬氨酸*甲硫氨酸*半胱氨酸异亮氨酸*亮氨酸*苯丙氨酸*赖氨酸*总氨基酸含量/（mg·mL-1）SV BV ZV LV 0.486 2.072 0.760 0.215 1.223 0.108 0.046 0.765 1.518 0.541 0.677 11.312 0.610 4.840 1.774 0.505 2.954 1.183 0.058 1.831 4.074 1.443 1.459 32.180 0.607 2.616 0.746 0.542 1.815 0.447 0.037 1.096 2.735 0.936 1.256 17.734 0.722 3.672 1.261 0.111 1.850 0.625 0.040 1.102 2.270 0.868 1.902 19.554
PLS-DA是一种将数据进行降维的数据处理方法，能够实现复杂数据的可视化分析及判别和预测[42]。通过该方法将4种食醋共有挥发性气味化合物、滋味化合物与感官评分相结合，对某一具体物质的贡献进行分析，结果见图3。
图3 基于4种食醋品质指标的偏最小二乘-判别分析（a）及变量重要性投影值（b）
Fig.3 Partial least squares-discriminant analysis (a) of 4 kinds vinegar based on quality indexes and variable importance in the projection values (b)
由图3可知，物质距离中心点越远表明其贡献越大，如糠醛、乙酸乙酯、三甲基吡嗪等物质贡献较大。样品BV的试剂味更突出，与不挥发酸、苹果酸、精氨酸、酪氨酸、丙酮酸、5-甲基糠醛呈正相关。样品ZV与丁二酸二乙酯呈正相关。样品LV与乙偶姻、乙酸、可可丁烯醛、苯甲醛、苯乙醛呈正相关。样品SV与三甲基吡嗪、焦糊味、烤香味、烟草味、咖啡味、苦味、酸味呈正相关。变量重要性投影（variable importance in the projection，VIP）值可以量化PLS-DA的每一个变量对分类的贡献度，VIP值越大，认为变量在不同食醋间差异越显著。以VIP值＞1为筛选标准，共筛选出16种差异挥发性风味化合物，包括糠醛、可可己烯醛、乙酸乙酯、乙酸苯乙酯、乙酸异戊酯、异戊醇、三甲基吡嗪、3-甲基丁醛、乙醇、乙酸、苯乙醇、乙酸甲酯、苯甲醛、可可丁烯醛、乙偶姻、十六酸乙酯。谷氨酸、苏氨酸、赖氨酸、丝氨酸、总黄酮、组氨酸、柠檬酸、苯丙氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、甘氨酸作为差异滋味化合物判别4种食醋。
感官评价结果表明，样品LV甜味、咸味和可接受度评分最高；样品ZV可溶性固形物、还原糖含量最高，分别为10.26 g/100 mL、1.9 g/100 mL；样品BV的不挥发酸含量最高为2.23 g/100 mL。GC-MS分析表明，挥发性化合物种类、相对含量分别在样品BV、LV中最高，分别为66种、165.5 mg/kg，主要为酸类、酯类化合物。CA表明，共有化合物中乙酸甲酯、乙酸苯乙酯等在样品LV中相对含量较高，使得食醋风味层次更加丰富。总多酚和总有机酸在样品BV中含量最高，分别为1.553 mg/mL、19.54 mg/mL，总黄酮在样品ZV中含量最高，为0.411 mg/mL。PLS-DA表明，样品BV、ZV、LV、SV分别与5-甲基糠醛、丁二酸二乙酯、乙偶姻、三甲基吡嗪等物质正相关，影响食醋风味的差异挥发性风味物质为乙酸乙酯、乙酸苯乙酯、糠醛等，可以以此来区分4种食醋。
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