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摘要：
醋作为中国历史最悠久的调味品之一，不仅气味香浓，口感丰富，而且具有抗炎杀菌，防癌降压的保健功效。几百年来，醋的制作工艺对其成分及性能有重要影响。本文以山西陈醋为例，通过介绍陈醋制作工艺与成分性能的关系，揭开食醋气味独特、健康保健的化学奥秘。
关键词：陈醋；陈化工艺；醋香；食品保健；吡嗪化合物
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一、引言
“早晨起来七件事，柴米油盐酱醋茶。”出自元曲作家武汉臣的《玉壶春》，形象地刻画了百姓日出而作，日入而息的生活状态，恬静而又充满烟火气。醋作为中国历史悠久调味品之一，经过中国厨师的巧思和匠心，总能赋予美食丰富的味道和更加独特的灵魂；“芽姜紫醋炙银鱼，雪碗擎来二尺余。”苏东坡笔下的西湖醋鱼鲜香肥美，醋香绵长，吃起来质嫩爽口；“小着盐醯助滋味，微加姜桂发精神。”陆游这一七言绝句描写出了醋溜芥菜丰富的层次和清爽的口感，让我们在品尝这些美味佳肴之余，不禁对醋这一中国传统的调味佳品中蕴含的智慧和奥妙产生无穷的好奇（图1）。
图1.陈醋 （左图拍摄于东湖醋园，右图来源于网络）
醋古称醯（xī），又可写作酢（cù）。醋的最早酿造时间记录于周朝：在《周礼》一书中有“醯人掌共醯物”的记载，距今已有3000多年的历史。根据史料记载，晋阳（今太原）是中国食醋的发源地，公元前八世纪晋阳城中便有醋坊[1]，到春秋时期醋坊已遍布城乡，从那时起，制醋、食醋已经成为国人生活中的一大产业。
得益于物产丰饶的中国大地，中国醋的种类也是多种多样，有以香味著名的江苏镇江醋，以色泽棕红著名的福建永春醋，以药用价值著名的四川阆中保宁醋，而知名度最高的当属以绵香悠长，酸而不烈，健康保健闻名天下的山西老陈醋。作为中国四大名醋之一的山西陈醋，不仅具有颜色黑亮、味道绵密、酸而不烈的独特优势，还具有抗菌、抗高血压、抗氧化、抗肥胖、抗衰老和抗癌等保健价值[2]。笔者作为山西陈醋发源地的求学者，将重点以山西陈醋的制作工艺为主线，对食醋酿造中所产生的独特的颜色和气味，以及产生高营养价值的原因做一科学的解读。
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二、陈醋的制作工艺
作为黄土高坡上古代劳动人民智慧的结晶，山西陈醋酿造的第一关——选料，就有着极其严格的标准。所选用的酿造原料——高粱，必须颗粒饱满、淀粉含量65%以上才符合陈醋的酿造标准。这种高粱的产地一般要求气候干燥、且有较大的昼夜温差，这样的环境更易于高粱中淀粉和蛋白质等营养物质的累积。而山西所在的黄土高原地区完美地符合了该种地理气候条件，因此在这片土地上收获的高粱是非常优良的酿醋原料。
原料备好后，下一步是制作发酵用的大曲。大曲主要提供如红曲霉、醋酸杆菌、乳酸菌等生产醋的活性菌种，主要用料是大麦和豌豆。大麦要求淀粉含量高，豌豆要选择上好的杂色豌豆，按照3:7的比例进行混合，再加入麸皮、谷糠（图2左），用石磨碾压粉碎，压制成砖型曲胚。麸皮保证了曲块一定的透气性，谷糠则让曲块有了一定的透湿性，在一定的温湿度下，曲胚表面和内部会生出霉菌群（俗称挂衣），尤其在大曲内部红曲霉大量生成并会释放红色素形成红心，俗称“红心曲”，红心的形成是判断大曲是否成熟，符合酿造条件的一个重要标志（图2右）。红心曲含有多种霉菌等微生物菌群，兼具曲香味和糖化发酵力。
图2.左为酿醋原料，右为红心曲图片（图片来源于网络）
从原料和大曲开始，一滴绵香酸甜的老陈醋一共要经历82道工序约四百多天的时间才能制成，总体概括为“蒸、酵、熏、淋、陈”五步（图3）。首先酿醋所用高粱需粉碎至6到8瓣，浸渍20小时，入甑蒸熟。接下来将蒸熟的高粱按照每100公斤添加60斤红心曲的比例搅拌均匀放入缸中，经过18天的厌氧发酵，再加入70公斤的麸皮和谷糠进行人工翻醅，使原料充分搅拌混合均匀。熏制过程需将醋醅放入甑中升温，人工控制温度与熏制时间，使内部发生酯化反应，在醋醅中产生“原醋”。由于醋醅吸附性较好，需要用水冲淋将“原醋”从醋醅中分离出来，装入醋缸放入晒醋棚中进行“夏伏晒、冬捞冰”的陈化工艺。晒醋棚四面封闭透光，棚内温度与外界相同，三伏天的酷暑日晒使醋液不断蒸发；三九天的寒冬将醋液中的水分冻结，通过捞冰使水分不断减少，醋液不断浓缩陈化，经过一年以上的陈酿，香气四溢口感绵密的山西老陈醋便制好了。
图3.陈醋制作工艺简图
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三、独特的陈化工艺铸就陈醋香气
一般来讲，醋的风味和口感来自于其主要成分为醋酸：在发酵过程中，谷物中含有的高分子碳水化合物经微生物无氧发酵后先被分解为乙醇，再经醋酸杆菌代谢产生醋酸。相较于醋酸浓烈刺激的其他地方醋，山西老陈醋所特有的酸而不烈、醋香独特柔和的风味，主要是因其独特的制造环节——陈化。
从食品科学的角度，食物的香味源自内部的挥发类成分。在对山西陈醋挥发类物质进行成分检测后发现，在山西陈醋的陈化阶段，除了产生醋酸以外，还产生其他挥发类成分：酮类、酯类、醇类和杂环类化合物[3]。其中杂环类化合物主要以吡嗪和糠醛类为主，吡嗪类物质具有烘烤香气；糠醛类化合物具有甜香、木香和焦糖香气。各种物质味道各不相同，相互融合搭配造就了老陈醋独特的香气。表1具体描述了陈醋中不同挥发性物质本身的风味。
表1.山西陈醋挥发性成分的风味描述表[4]
在山西陈醋陈酿的过程中，由于独特的“夏伏晒、冬捞冰”的陈化工序，陈醋中的醋酸不断挥发，陈醋颜色不断加深（图4），醋酸的刺激性味道会不断减弱，陈酿过程氨基酸经复杂转化产生的有坚果、咖啡样香气的吡嗪类化合物，与同样在陈酿中产生的糠醛、3-羟基-2-丁酮、丁二酮等具有清新香气的挥发性物质共同构成了山西老陈醋的独特香气[5]。
图4.不同年限陈醋颜色对比图
对比中国传统四大知名食醋的主要成分含量（表2），我们可以发现山西老陈醋中醋酸的含量明显低于其他三种醋，四甲基吡嗪含量最高，且含有最多的呈香物质，含有烤面包香气和坚果香气酯类和杂环类物质（尤其是吡嗪类物质）的种类和含量明显多于其他3种醋。山西老陈醋中醋酸的相对含量只有28%左右，这说明山西陈醋的香气体现更多来自于挥发类成分的协同作用，这使得山西老陈醋酸香浓郁，食之绵柔，醇厚不涩，相比其他醋更具有独特的口感[6]。
表2.中国四大名醋的成分对比 [7]
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四、熏淋过程赋予老陈醋药用价值
醋的保健功效最早见于《黄帝内经》。早在汉朝，华佗就已经开始用醋治疗蛔虫引起的腹痛。而在心脑血管病和癌症高发的当前，山西陈醋软化血管，清除自由基等功能被广泛关注[8]，其中蕴含的有关食品成分的奥秘也十分有趣。
在山西陈醋的诸多保健成分中，吡嗪类化合物占比最大，种类最多，为发挥保健功效的首要化合物，如2,3-二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、四甲基吡嗪、2，3，5-三甲基-6-乙基吡嗪等7种化合物[9]（图5）。尤其值得一提的是，四甲基吡嗪（Tetramethylpyrazine, TMP） 又叫川芎嗪，是中药川芎的主要功效成分，其本质上是一种活性生物碱。现代医学研究表明，四甲基吡嗪具有扩张血管、抑制血小板聚集、防止血栓形成、改善脑缺血等多种作用，临床上被广泛用于缺血性脑血管病的治疗并取得较好疗效[10]。在山西陈醋熏淋阶段，醋醅中的残余淀粉、半纤维素、蛋白质、菌体等物质在弱酸性和热环境中，缓慢水解成还原糖及氨基酸，这些物质通过美拉德反应使得吡嗪类化合物的含量不断提高。这些成分不仅为老陈醋提供了发酵香气，还赋予了老陈醋降血压、活血化瘀和清除自由基的保健价值[11]。
图5.陈醋中的吡嗪类分子
除了四甲基吡嗪，研究发现山西陈醋中的多种其他成分对人体也有保健功效，具体成分及对应的功效参考表3：
表3.陈醋成分及保健功效对比[12]
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五、结语
山西陈醋作为古代劳动人民智慧的结晶，给中华文明平平淡淡的生活添上了不一样的色彩。日复一日地夏晒冬捞，经年的陈化让陈醋有了独特的清香；高温熏淋的洗礼让陈醋有了多种保健功效。火红的高粱在经历了“蒸酵熏淋陈”五步后，终于凝聚成了颜色黑亮，口感绵长的老陈醋，而这也是中华民族历久弥新的智慧与创造力的集中体现。最后笔者想用原创的一首诗结束本篇文章：伏晒冬捞窖里藏，经年酿造出缸坊，且乐畅饮胜似酒，亦使游人醉晋乡。
此项目研究得到了国家自然科学基金项目(No. 21901179)和山西省健康科普课题(No. JKKP202106)资助。
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参考文献
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[2] Jingjing Liang,Jianchun Xie, Li Hou,et al.Aroma Constituents in Shanxi Aged Vinegar before and after Aging[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2016, 64(40): 7597−7605
[3]李慧, 韩建欣, 李婷, 等. 四大名醋挥发性香气成分的测定与比较分析[J]. 中国调味品, 2017, 42(4): 154-158.
[4]苗志伟, 刘玉平, 陈海涛, 等. 两种陈酿期山西老陈醋挥发性成分分析[J]. 食品科学, 2010 (24): 380-384.
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[12]陈树俊, 苏静, 张海英, 等. 山西老陈醋功效成分的研究进展[J]. 农产品加工: 创新版, 2009 (12): 45-49.
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