酱中挥发性风味物质的研究进展

苗志伟，官 伟，刘玉平

(北京工商大学食品学院，食品风味化学北京市重点实验室，北京100048)

酱中挥发性风味物质的研究进展

苗志伟，官 伟，刘玉平*

(北京工商大学食品学院，食品风味化学北京市重点实验室，北京100048)

酱是日常生活中重要的调味品，风味是影响酱品质的重要指标之一。近年来对酱中挥发性风味成分的研究发展迅速，从提取、分离、鉴定、主要特征香气成分及其影响因素等方面对酱的挥发性风味物质进行综述，并对今后酱中挥发性风味成分的深入研究提出了一些建议。

酱，挥发性成分，提取，分析，研究进展

目前，酱的挥发性风味成分的提取方法有同时蒸馏萃取法(SDE)、固相微萃取法(SPME)和溶剂萃取(SE)等，其中SDE和SPME是两种常用的方法。提取方法的拓展将是今后人们研究的重点，比如溶剂辅助蒸发法(SAFE)、动态顶空提取法(DHS)等方法拓展了对酱中挥发性风味成分提取的可行性。

1.1 同时蒸馏萃取法(SDE)

同时蒸馏萃取法是集溶剂萃取和蒸汽蒸馏于一体的挥发性成分分析方法，是Likens和Nickerson两人设计的。该方法设备简单、操作方便、溶剂用量少、萃取回收率高，萃取液中无非挥发性成分，不会造成对色谱柱的污染，广泛应用于食品风味成分的提取与分析;但该方法的缺点是对强极性和亲水性成分萃取率低，萃取液具有蒸煮味，不适用于未经热加工或新鲜的植物性材料的香味提取［2－3］。

Seung－Joo Lee［4］等用SDE－GC－MS法对九种发酵豆制品中(包括韩国酱、豆酱、中国腐乳、日本豆酱等)挥发性成分进行了提取分析，共鉴定出91种化合物，并用PCA分析法对实验数据进行讨论分析;黄明泉［5］等也曾采用同时蒸馏萃取法提取郫县豆瓣酱中香气成分，选用了乙醚和二氯甲烷两种溶剂，分别提取了3、4、5h，并对结果进行了对比分析。石华治［6］等对北京六必居食品有限公司天源酱园生产的干黄酱中挥发性香气成分进行同时蒸馏萃取，提取的馏分经气质分析，共检测出73种化合物，并通过酱香基的调配确认3－甲基丁醛、2－甲基丁醛、苯乙醛、糠醛、糠醇、3，4－二甲氧基苯酚、5－甲基糠醛、3－甲硫基丙醛、2，5－二甲基－4－羟基－3(2H)－呋喃酮、3－甲基－1－丁醇等对干黄酱香气起到比较重要的作用。

1.2 固相微萃取法(SPME)

固相微萃取是近年来发展起来的提取食品中挥发性风味物质的新技术。它是根据挥发性成分在萃取头上纤维涂层和样品相之间分配平衡的原理而进行吸附浓缩挥发性成分，无需溶剂，操作简便，样品用量少，目前已逐渐成为最有前景的食品挥发性香成分提取方法［7－8］。

Jianxin Zhao［9］等将HS－SPME和GC－MS以及GC－O联用分析了人工发酵和自然发酵两种豆酱中挥发性成分，经对比发现，自然发酵豆酱中挥发性成分多于人工发酵豆酱;金华勇［10］等采用HS－SPME技术对湖北云梦、随州、大冶三个不同农村家庭自制的甜面酱中挥发性成分进行了提取分析，鉴定出对甜面酱风味有着重要作用的醇类、醛类和酯类等;乔鑫［11］等用响应面分析法对东北豆酱的SPME萃取条件进行了优化，得到最佳工艺条件为萃取温度56℃、萃取时间42min、基体中的无机盐添加量0.98g，在最优条件下用GC－MS鉴定出36种物质。

1.3 溶剂萃取(SE)

溶剂萃取是将溶剂加入样品中直接萃取香气成分的方法，它是根据相似相溶的原理，利用香气成分在溶剂相和样品相中的分配系数的不同来提取香气成分。该方法的优点是可以尽可能全面萃取所需香气成分，避免了因热分解、氧化和萃取物之间反应等化学反应而造成挥发性成分的损失;缺点是溶剂用量大、耗时费力、实验结果重现性差。孟鸳［12］等采用溶剂萃取、同时蒸馏萃取和顶空固相微萃取三种方法对甜面酱中挥发性香气成分进行了对比分析，发现采用乙醚作溶剂进行溶剂萃取对酸类物质的提取效果较好，同时蒸馏萃取对甜面酱中的高沸点化合物有较好的萃取效果，而顶空固相微萃取法有利于易挥发性成分的提取。

1.4 其他萃取方法拓展

溶剂辅助蒸发方法(SAFE)是德国WolfgangEngel［13］等人发明的，它在抽真空和低热条件下从溶剂萃取液中或者样品的水溶液中抽提出挥发性成分，适用于新鲜的植物或者高油脂的食品，经该方法处理后的萃取物具有样品原有的自然逼真香气，不含高沸点物和色素，可以直接进行GC－MS分析，缺点是装置复杂，清洗费时。目前，有人曾用SAFE对炒花生［14］、牛奶［15］、蛇果［16］、金华火腿［17］等食品中挥发性香气进行了提取分析，而该方法在提取酱类中挥发性香气成分的应用还未见报道，或许尝试用该方法可以更全面地分析出酱类中的风味物质。

动态顶空提取法(DHS)又称吹扫捕集法，采用高纯度的氮气或氦气将挥发性香气成分从样品中吹扫出来冷阱捕集;也可采用真空泵将样品上面的挥发性成分抽到捕集器上被吸附，然后通过溶剂洗涤可获得挥发性成分的溶液，或者采用热解吸器直接解吸。因该方法比蒸馏法和溶剂萃取法更温和，可提取一些对热敏感、易水解的成分，故在挥发性香气成分提取中得到广泛应用。Anupam Giri［18］等人曾采用此方法对鱼酱和豆酱中挥发性香气成分进行提取，并结合GC－O对各成分进行定性分析，共鉴定出123种化合物，其中16种被确认为关键性香气成分。

另外，微波辅助萃取(MAE)、超声辅助萃取(UAE)、超临界萃取(SCFE)等新型样品前处理技术都可应用于酱类挥发性成分的提取分析。

2 酱中挥发性风味物质的分析方法［19－22］

酱类风味物质的分析包括定性分析和定量分析两部分。

2.1 气相色谱法(GC)

气相色谱法是传统的色谱分离技术，具有高效能、高选择性、高灵敏度等优点。它对样品先分离后检测，可以得到样品中每一组分的定量结果。定量方法主要有归一化法、外标法和内标法等。相对定量分析来说，气相色谱的定性分析具有明显的局限性，若要准确定性，需要大量的标准样品和已知的保留指数做比较，新发现的物质也无法鉴定。

2.2 气质联用法(GC－MS)

气质联用将气相色谱的快速、高效分离与质谱在结构鉴定中的专一性、高灵敏性相结合，实现了对混合物中各组分的定性定量分析，是挥发性香味分析的必备仪器。与气相色谱相比，定量方法相似，定性方法除了保留指数定性和标准品定性外，还有质谱定性。

常用的定性和定量方法优缺点对比见表1。

2.3 其他分析方法

随着科学技术的发展，分析仪器的日益更新，风味成分分析可有多种途径选择，如全二维气质联用仪(GC×GCTOF)、气相色谱嗅闻仪(GC－O)、液相色谱－质谱联仪(LC－MS)和电子鼻，还有气相色谱和其他技术联机如气相色谱－红外联仪(GC－IR)，也可以使用紫外、核磁共振等技术，这些新型分析技术的运用可使分析结果更全面、更准确。

3 酱中挥发性风味物质及其来源

酱中风味物质的来源有:a.原料成分所产生的香气成分;b.微生物新陈代谢所产生的香气成分;c.酱醪发酵过程中化学反应产生。通过文献调研发现，酱类中主要的挥发性风味成分包括酯类、醇类、醛酮类、酚类，有机酸类、含硫类化合物，还有呋喃类、含氮杂环类化合物。部分酱中成分分析的文献报道的主要挥发性风味成分见表2。

酯类化合物阈值一般较低，是发酵食品风味的重要成分。酱中的酯类化合物主要是乙酸乙酯、异戊酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、苯乙酸乙酯等，这些化合物一般有两个来源:一是由发酵过程中微生物产生的酶催化生成;二是有机酸和醇类化合物非酶催化的酯化反应生成［23］。它们香气醇厚，是酱香的主体成分，赋予酱类产品甜香和果香。

醇类化合物主要由酵母菌发酵产生，常见的成分有乙醇、2，3－丁二醇、异戊醇、己醇、苯乙醇等。乙醇在酱中虽然含量较高但自身香气强度较弱，故对酱的风味贡献较小，更多的是扮演香味物质合成底物的角色，间接地对酱的风味有着重要影响;2，3－丁二醇、异戊醇等在酱中含量普遍不高，但二者阈值较低，是酱的重要呈香物质，赋予酱类产品果香和油脂香气;苯乙醇是酱的主要香气成分之一。

表1 不同的定性定量方法比较Table 1 The comparison of different methods of qualitative and quantitative analysis

表2 部分文献有关酱中的主要风味成分Table 2 The main flavor composition of sauce in some papers

续表

醛酮类物质多是发酵过程中放热引起不饱和脂肪酸的碳链氧化或者脱羧基而生成的［24］，主要含有异戊醛、2－甲基丁醛、可可醛、苯甲醛、苯乙醛、2，3－戊二酮等化合物，它们在酱中的含量不高，阈值较低，具有与许多其他物质重叠的风味效应，提供酱香和一定的坚果香和奶香，使酱整体风味更丰满醇厚。

在酱中分析出的酚类化合物较少，主要是愈创木酚、4－乙基愈创木酚、4－乙烯基愈创木酚、麦芽酚等成分，它们大都由原料中的糖类、木质素等为前体经霉菌、酵母发酵作用生成［25］。其中4－乙烯基愈创木酚是葡萄酒的特征香气成分之一，4－乙基愈创木酚是酱油的代表性香气成分，这类化合物都具有典型的烟熏风味，提供给酱烘烤香气，对酱香具有烘托点缀的作用。

有机酸类化合物多为微生物的发酵产物，对酱香气贡献较大的有乙酸、异戊酸、苯甲酸、苯乙酸等，这类化合物相对来说阈值较低，对酱类产品的整体风味起到提调透发的作用。

含硫类化合物主要由发酵过程中的硫胺素降解或者是含硫氨基酸的分解而形成［26］，这类化合物阈值很低，低浓度时就可产生愉悦的食品香气，对食品的特征香气有很大影响。在酱中分析出的含硫类化合物主要是3－甲硫基丙醛，它具有典型的酱香，是酱的特征香气成分。

杂环类化合物阈值较低，是酱类风味的主要体现者，它们由酱发酵过程中的蛋白质或氨基酸的Stretcher反应、糖与蛋白质或氨基酸的Maillard反应形成的，这可能是酱类风味形成的重要途径［27］。杂环化合物主要包括呋喃类和含氮杂环类化合物，常见的呋喃类化合物有糠醛、5－甲基糠醛、乙酰基呋喃、2－戊基呋喃等，含氮杂环类化合物主要有吡咯、2－乙酰基吡咯、四甲基吡嗪等。

4 影响酱中挥发性风味成分的主要因素

酱中挥发性风味成分是决定酱品质好坏的重要指标之一，它受原料种类、生产工艺、微生物种类等多种因素影响。原料方面，从传统的以大豆为原料拓展到以蔬菜、水果、海鲜等为原料，如韭菜酱、香菇酱、番茄酱、扇贝酱、绿豆酱等，还有用复合原料酿制的复合酱，如牛肉辣椒酱、水果韭菜酱等，这些酱风味各异，不但丰富了酱的种类，也满足了不同消费者的需求。生产工艺方面，不同的生产工艺流程会形成不同的风味，为了保证酱制品风味的一致性，厂家严格要求生产工艺参数。微生物种类方面，不同种类的微生物所具有的酶系不同，代谢产物就有所差异，这就导致酱的风味有所不同。杨进［36］等人选用了米曲霉和黑曲霉两种菌种，从制曲温度、接种孢子量、面粉添加的比例和制曲时间等方面对黄豆酱的制曲工艺进行了优化，通过研究确定了米曲霉的最佳制曲工艺为:制曲温度30℃，接种量为2.5×107个/g，面粉与黄豆的比例为2∶10(g∶g)，制曲时间为48h;黑曲霉的最佳制曲工艺:制曲温度为30℃，接种量为 0.5×106个/g，面粉与黄豆的比例为 1∶10 (g∶g)，制曲时间为54h。康旭［37］等曾从原料、制曲菌种、光照、发酵菌种四个因素研究了酿造工艺对甜面酱风味成分的影响，结果表明，微生物种类对酱中风味物质的生成影响最显著，混合菌种生成的风味物质多余单一菌种;光照对醛类物质的生成影响明显，有光照的样品相应的风味物质较多;与面粉比较，小麦作为原料更有利于酯类和醛类风味物质的生成。贡汉坤［38］等考察了传统酱类自然发酵过程的菌相变化规律、测定了不同发酵阶段的菌相种类和比例，进而研制适合的人工发酵剂，克服人工发酵酱制品的香气不足。

5 结论与展望

酱的品质取决于酱中挥发性风味成分，而酱中的风味成分又与酱的生产工艺紧密相关，研究酱中风味物质对评估酱的质量和完善酱的生产工艺有着重要意义。随着复合酱品种的增多和人们生活水平的提高，酱香香气越来越受欢迎，如炸酱面、酱爆羊肉、酱爆鸡丁等。因此，在今后酱香成分的研究中，我们不但要借鉴其他挥发性成分的提取方法，还要尝试新型的鉴定手段，使酱中风味成分得到更全面更准确地定性定量分析，为酱制品的生产工艺和风味调控提供有力的参考依据。还要进一步利用逐步稀释法(AEDE)、主成份分析法(PCA)和气味活度值(OVA)等方法从分析出来的成分中筛选出关键性风味物质，找出酱香所包含的基础香韵，调配出像真度较高的酱香基，这对丰富香料化学理论和弥补食品酱香不足都有着重要意义。

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Review on analysis of volatile flavour components in sauce

MIAO Zhi－wei，GUAN Wei，LIU Yu－ping*
(School of Food Science and Technology，Beijing Technology and Business University，Beijing Key Labaratory of Flavor Chemistry，Beijing 100048，China)

Sauce was a kind of important condiment in daily life，and its flavor was one of the important indexes which could impact the quality of sauce.Volatile flavour compounds of sauce were widely investigated in recent years.Extraction and identification methods of volatile flavour substances from sauce，main flavour compounds and main factors influencing aromatic substances in sauce were summarized.What’s more，some suggestions about the research of sauce flavor were put forward.

sauce;volatile constituents;extraction;analyze;research progress

TS264.2+4

A

1002－0306(2012)08－0390－06

酱是我国传统调味品中的一大类，古代最早出现的酱是肉酱，《周礼》中记载了不少动物肉酱的制作方法。关于豆酱的起源，最初记载始见于西汉。史游《急就篇》有“芜黄盐豉醯酢酱”，唐颜师古注“酱，以豆合面而为之也，以肉曰醢;以骨曰臡，酱之为言将也，食之有酱。”［1］酱的传统制作工艺是以富含蛋白质的豆类和富含淀粉的谷类及其副产品为主要原料，在微生物所产生的酶的催化作用下分解、熟化形成糊状调味品的过程。按原料不同和工艺差异可分为三类:一是豆酱，包括黄豆酱、蚕豆酱和杂豆酱;二是面酱，包括小麦面酱和杂面酱;三是复合酱，如辣面酱、五花酱等。随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，消费者对酱的品质要求与日俱增。食品风味是衡量食品品质的重要指标之一，研究酱的风味成分对酱的工艺完善和品质调控至关重要。近年来国内外对酱类风味成分的提取与分析方面的研究取得了一定的进展，本文从提取与分析鉴定、主要特征香气成分及其影响因素三方面对酱的风味物质进行归纳总结，这对从事酱类调味品等相关研究的人员有一定的参考价值。

1 酱中挥发性风味物质提取方法

2011－06－13 *通讯联系人

苗志伟(1986－)，男，硕士研究生，研究方向:香料香精。

北市市教育委员会科技计划面上项目(KM200910011003)。