唐詩淼，羅慶，陳媛媛，趙今月，周夢舟，鐘曉凌，吳茜＊

（1.工業(yè)發(fā)酵湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，武漢 430068；2.湖北省食品發(fā)酵工程技術研究中心，發(fā)酵工程教育部重點實驗室，武漢 430068；3.湖北工業(yè)大學 生物工程與食品學院，武漢 430068；4.隨州市二月風食品有限公司，湖北 隨州 431518）

食醋，是生產(chǎn)歷史悠久、日常生活中應用非常廣泛的重要調味品。食醋的營養(yǎng)豐富，主要成分是醋酸，還包括琥珀酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸等有機酸，此外還有各種氨基酸、糖類、酯類、無機鹽以及維生素等物質［1］。關于食醋的使用，最早可以追溯到一萬年以前［2］。就我國而言，食醋具有三千年以上的歷史，其故鄉(xiāng)在山西的晉陽縣［3，4］。五千年以前，調味醋就作為商品生產(chǎn)和銷售。在10世紀的中國，人們就發(fā)現(xiàn)了用硫磺和醋作為洗手液以防止感染的方法［5］。18世紀，美國的醫(yī)療工作者用食醋治療包括皮疹、哮喘、胃痛、發(fā)燒以及水腫在內的疾病。

1 食醋的釀造與應用

傳統(tǒng)的食醋是用含有糖或者淀粉的原材料經(jīng)過兩個階段的發(fā)酵得到的：第一個階段是酒精發(fā)酵，第二個階段是醋酸發(fā)酵。一般情況下，傳統(tǒng)的食醋都要經(jīng)歷1個月的發(fā)酵過程，而且要使用天然醋作為發(fā)酵劑。工業(yè)上食醋一般花費1天就可以生產(chǎn)出來。食醋在釀造中由于多種微生物的共同作用，會有復雜的生化反應產(chǎn)生，從而形成多種多樣的呈味、呈香及營養(yǎng)物質［6－8］，但與此同時，對身體有害的物質也隨之產(chǎn)生。

食醋經(jīng)常被用于腌制水果或者蔬菜，然后用蛋黃醬、沙拉調味汁、芥末以及其他的食品調味品加以調味。雖然就風味和功能特性來講是很有用的食品成分，但是食醋各種各樣潛在的健康益處引導著研究者思索它在食品中更深層次的應用。許多營養(yǎng)領域的研究者都推崇定期攝取生物活性物質，而食醋的功能食品特性在各種科學雜志中也被廣泛報道。

食醋對人體的益處是毋庸置疑的，但是產(chǎn)生的生物胺也不容忽視。食醋的發(fā)酵過程會產(chǎn)生生物胺，一定范圍內生物胺能提升風味，可是一旦過量，就會對身體造成巨大的傷害。除此之外，食醋釀造的原料包括大麥、豌豆、高粱等高淀粉材料，熏醅過程的高溫處理使得食醋有可能產(chǎn)生丙烯酰胺，而國際癌癥機構（IARC）將丙烯酰胺劃分為有可能致癌的物質。

食醋的功能治療特性包含抗菌活性、降血壓、抗氧化活性、減少糖尿病的影響、預防心血管疾病等。食醋的有害成分則主要是生物胺以及丙烯酰胺。

2 食醋的功能特性

2.1 抗菌特性

食醋的抗菌特性使得它被廣泛應用。食醋可以用來清潔指甲真菌、頭虱，治療疣和耳部感染。消費者一般都會選擇自然的保藏方法抑制食源性疾病微生物的生長。主要有Acetobacter和Gluconobacter兩種醋酸菌被用于生產(chǎn)食醋［9］，食醋的有機酸主要是醋酸，它能穿透微生物的細胞膜從而導致細菌細胞的死亡［10，11］。細菌的類別、溫度、pH、酸濃度、離子強度能影響有機酸的抗菌活性。自然狀態(tài)下水果和發(fā)酵食品中存在大量的有機酸，包括醋酸、乳酸、抗壞血酸、檸檬酸、蘋果酸、丙酸、琥珀酸、酒石酸，這些酸的含量在一定的范圍內，對人類健康并沒有危害［12］。比較一下有機酸對食源性致病菌的殺滅效果就會發(fā)現(xiàn)，醋酸對大腸桿菌O157∶H7的效果最好，然后才是乳酸、檸檬酸、蘋果酸。此外，有研究表明食醋能有效預防小鼠的潰瘍性結腸炎［13］。

2.2 抗氧化特性

（活性氧簇，比如超氧化物、氫過氧化物、羥基自由基，據(jù)報道可以影響脂類、蛋白質以及DNA從而導致老化、癌癥、腦部退化的加速［14，15］）。最近的研究表明食品中的生物活性化合物可能會通過抗氧化作用減少這類疾病的發(fā)生［16－18］。各類食醋中的生物活性物質，比如多酚和維生素，因為它們高度的抗氧化活性因而能抵御氧化的壓力。此外，食醋還含有黃酮類化合物以及綠原酸等抗氧化物質［19，20］。有研究表明，相對于工業(yè)的葡萄酒醋而言，傳統(tǒng)的葡萄酒醋的綠原酸和丁香酸含量更高，但值得注意的是工業(yè)葡萄酒醋中兒茶素含量更高［21］。

日本米醋Kurosu的酚類化合物含量很高，這表示它是強力的抗氧化活性資源。柿子醋的抗氧化活性值比白葡萄酒醋和紅葡萄酒醋的都要高，而這是由于柿子醋的生產(chǎn)中應用了野生酵母菌株［22］。日本梅醋被用于鹽漬櫻花茶的生產(chǎn)，這種茶經(jīng)常在慶典活動中使用。在櫻花茶的準備過程中，櫻花會被浸泡在日本梅醋中以獲得提取物。據(jù)報道，櫻花的梅醋提取物擁有高度的超氧化物陰離子清除活性。經(jīng)過研究后就會發(fā)現(xiàn)矢車菊素－3－葡萄糖苷、矢車菊素－3－蕓香糖苷和咖啡酸都存在于提取物中，而這些物質是最有效的抗氧化成分［23］。傳統(tǒng)香醋的分析表明抗氧化活性主要是由于類黑精的存在。進一步研究后發(fā)現(xiàn)，在模擬肉在胃中消化時，傳統(tǒng)香醋的類黑精能防止亞鐵血紅素的吸收和氧化強化及細胞毒性作用［24］。

2.3 抗糖尿病特性

糖尿病的特征是餐前和餐后的血糖都處于偏高的水平。在Ⅰ型糖尿病中，由于胰島細胞的破壞使得胰島素含量不夠，從而導致高血糖。在Ⅱ型糖尿病中，雖然存在胰島素，但是組織會阻礙胰島素發(fā)揮作用，因而導致血糖濃度增加。Ⅱ型糖尿病和前驅糖尿病患者在服用食醋后，發(fā)現(xiàn)兩者都有一定比例人群的胰島素敏感度有所提升。動物和人體的研究都表明食醋能被用于糖尿病的治療［25］。

小鼠中，食醋對于血糖作用方面的研究也有了一定的進展。據(jù)報道，和正常飲食相比，消化淀粉后服用2%的醋酸溶液會讓血糖含量下降。人體中，消化蔗糖后飲用食醋，胰島素反應曲線下方的面積就會減小20%。很多使用安慰劑作對照的實驗都能證明食醋的降血糖作用，為了探究食醋對血糖濃度的影響，研究人員對幾個體系都進行了研究。通過加速胃排空或者增加組織對葡萄糖的吸收，食醋中的醋酸有可能阻止復雜碳水化合物完全消化，從而導致血糖水平下降。

2.4 抗癌癥、腫瘤特性

有研究表明食醋能降低食管癌的發(fā)生概率［26］。有趣的是，肝癌病人的睡眠質量也能通過食醋足浴加上音樂加以改善［27］。傳統(tǒng)的日本米醋Kurosu是酚類化合物最重要的來源之一，而酚類化合物能降低患癌癥的風險。Kurosu的乙酸乙酯提取物的抗氧化活性比白酒和蘋果醋的都要強。目前科研人員就Kurosu對人類癌細胞系的作用已經(jīng)展開了研究。癌細胞系包括結腸癌、肺癌、乳腺癌、膀胱癌以及前列腺癌細胞。研究表明，在一定劑量內，Kurosu能抑制癌細胞系的增殖［28］。Kibizu是產(chǎn)于日本的甘蔗醋，由于具有強大的自由基清除活性，Kibizu能抑制典型的人體白血病細胞的生長。

2.5 抗肥胖特性

食醋的攝入能通過滿足感減少總的食物攝取，從而降低餐后血糖。有研究者使用肥胖的抗胰島素小鼠模型評估ginsam 的抗高血糖和抗肥胖作用［29］，ginsam是人參中得到的食醋提取物，而人參是使用最廣泛的草藥之一。眾所周知，人參具有多種藥理學和生理學作用。相比于對照組，喂食了ginsam的小鼠體重、餐后血糖、血漿胰島素濃度都要偏低。

有研究發(fā)現(xiàn)，自由進食食物和水的情況下，人體每日攝入2湯匙的紅木莓醋，堅持4周體重就會減輕，如果攝入的是等量的蔓越莓汁，體重則是輕微程度的增重。根據(jù)醋酸的含量將食醋分為3個級別，健康的人群飲用這3個級別的食醋，同時進食1份白小麥面包，不飲用食醋的作為對照。結果發(fā)現(xiàn)，醋酸含量增加，人的滿足感增加。有人研究過不做處理，飲用1g的食醋，食用28.3g對滿足感的影響。研究中，攝入食醋和花生的參與者消耗其他食物的量會更少。每日消耗的卡路里的減少直接導致當月體重下降450g左右。研究表明，與對照組相比，高膽固醇飲食的小鼠發(fā)生了顯著的脂肪變性。相比于高膽固醇飲食的組別，食用蘋果醋后的小鼠脂肪變性的概率明顯降低［30］。

2.6 降膽固醇特性

心血管疾病是造成半數(shù)以上死亡率的元兇，而膽固醇、高血壓、吸煙、缺乏運動是心血管疾病的主要風險因素。通過減少體內的乳酸含量，降低血清的膽固醇含量，將乳酸排出體外以維持體液的堿性環(huán)境，就能防止動脈硬化［31］。動脈粥樣硬化會導致慢性疾病，它是低密度脂蛋白微粒在內皮下囤積而引起的慢性炎癥疾病。動脈粥樣硬化的發(fā)生和惡化主要是由于氧化低密度脂蛋白的氧化壓力和形成。很多流行病學研究表明，富含多酚的食品能降低心血管疾病的死亡率。攝入天然抗氧化劑多酚可減少氧化低密度脂蛋白在血液中形成的可能。

蘋果醋中富含多酚類物質綠原酸，它能抑制低密度脂蛋白的氧化，通過防止心血管疾病的發(fā)生從而提升人的健康狀況。血脂的含量和遺傳以及攝入高飽和脂肪的食物的飲食習慣相關。有研究發(fā)現(xiàn)，如果高膽固醇飲食的小鼠每日攝入飲食的0.3%的醋酸，就能減少血清膽固醇和甘油三酯的含量。在體內，醋酸能提升脂質的動態(tài)平衡以及降低膽固醇的含量。

如果給小鼠喂食包含1%膽固醇的飼料和醋酸，就會發(fā)現(xiàn)小鼠的血清總膽固醇、甘油三酯、肝臟ATP檸檬酸裂合酶活性、肝臟3－羥基－3－甲基戊二酰輔酶A含量都有所降低。另外，脂肪酸合成的肝臟mRNA水平、ATP裂合酶，結合了蛋白－1的固醇調控成分也在降低，小鼠的糞便膽汁酸含量升高。有研究表明，沙拉中油和食醋的攝入與致死性缺血心臟病風險的降低存在線性關系［32］。

2.7 抗高血壓特性

有人研究過食醋對降血壓的作用，這些研究都使用自發(fā)型高血壓易卒型小鼠探究了體外和體內情況下口服食醋對腎素－血管緊張素系統(tǒng)的作用。在自發(fā)型高血壓小鼠中，從米醋殘渣中提取的乙醇能抑制血管緊張素轉換酶的活性。也有研究表明，血壓調節(jié)系統(tǒng)中米醋殘渣能抑制血管緊張素轉換酶的活性。在傳統(tǒng)的意大利香脂醋的生產(chǎn)過程中，美拉德反應的最終階段生成了類黑精，這種物質有著包括抗高血壓活性在內的潛在的健康價值。雖然一些研究表明食醋中的次要成分和抗高血壓作用相關，但是根據(jù)報道，食醋中大量存在的醋酸也具有抗高血壓作用。食醋和醋酸的攝入能減少血漿腎素活性以及血漿醛固酮，而它們都和小鼠的血管收縮相關［33］。

3 食醋的有害物質

我國的食醋多數(shù)都是采取開放式發(fā)酵的辦法，因而部分雜菌以及一些物理化學的有害物質容易進入，這給食醋帶來較大的安全隱患。除此之外，食醋在釀造過程中自身也會產(chǎn)生有害物質，下面以生物胺和丙烯酰胺為例進行介紹。

3.1 生物胺

生物胺是指一類低分子量的含氮的有機化合物，包括尸胺、組胺、亞精胺、酪胺等，一般是由氨基酸脫去羧基形成的，在自然界中廣泛存在［34］。組胺是毒性最強的生物胺，能引起頭疼、心悸以及痙攣等中毒癥狀［35］。至于尸胺和腐胺，它們不僅能加強組胺的毒性，還會和亞硝酸鹽發(fā)生反應生成亞硝胺之類的致癌物。食醋的釀造過程中，由于能分泌脫羧酶的微生物的存在，產(chǎn)生大量的生物胺是極有可能的。

將四川醋、天津醋、鎮(zhèn)江醋、山西醋、福建醋對比后就會發(fā)現(xiàn)，鎮(zhèn)江醋的尸胺和亞精胺的含量偏高，四川醋的尸胺含量偏高［36］。毒性較強的組胺和酪胺則遠遠低于國家限量標準，食醋整體還是比較安全的，但是要注意生物胺潛在的風險，千萬不可過量。以我國四大名醋之一的福建永春老醋為例，用優(yōu)質糯米和高級紅曲為原料進行深層業(yè)態(tài)發(fā)酵制得的永春老醋，其前期由于酒精發(fā)酵利于微生物產(chǎn)生氨基酸脫羧酶，原料中蛋白質水解后產(chǎn)生游離的氨基酸，游離氨基酸因為氨基酸脫羧酶的作用而變?yōu)樯锇罚?7］。研究表明，紅曲酒類中存在包括組胺、酪胺、腐胺在內的生物胺，而且腐胺的檢出率是最高的。顯而易見，以紅曲黃酒作為基礎的醋產(chǎn)品，發(fā)酵中肯定會生成生物胺，這就無法避免地對人體有著潛在的風險。經(jīng)過測定后發(fā)現(xiàn)，永春老醋在醋酸發(fā)酵24h時總生物胺達到了18.066mg/dL，醋酸發(fā)酵過程中，永春老醋的主要生物胺是腐胺和尸胺，超過總生物胺的50%；陳釀過程中，永春老醋的主要生物胺則是腐胺和酪胺，超過總生物胺的60%［38］。

3.2 丙烯酰胺

以山西老陳醋為例，研究表明熏醅的溫度和時間都會對丙烯酰胺的產(chǎn)生造成影響。丙烯酰胺是在醋醅熏制的過程中逐漸產(chǎn)生的，160℃加熱2.5h時，丙烯酰胺達到最大生成量1.76μg/g醅。經(jīng)過丙烯酰胺的含量與褐色度的相關性分析后發(fā)現(xiàn)，丙烯酰胺可能由熏醅中的美拉德反應產(chǎn)生。升高溫度能加速美拉德反應，但考慮到丙烯酰胺的生成，熏醅的溫度低于100℃為宜［39］。加拿大衛(wèi)生部經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，還原糖與天冬酰胺加熱超過100℃時會產(chǎn)生丙烯酰胺。無論是傳統(tǒng)熏醅方式還是蒸汽熏醅方式，超過90℃熏醅時，都會產(chǎn)生丙烯酰胺，而且傳統(tǒng)比蒸汽熏醅更容易產(chǎn)生丙烯酰胺。

4 展望

釀造食醋的歷史非常悠久，毫無疑問，食醋具有很高的營養(yǎng)價值和多樣的功能特性，而且科技的發(fā)展將使得食醋的用途更為廣泛。但與此同時，食醋的有害物質也是我們不容忽視的問題，我們應當利用現(xiàn)代生物科學技術減少食醋的有害物質，進一步提升食醋的品質，深度開拓食醋的市場與發(fā)展前景。