13 种市售原酿本味酱油品质分析

钟小廷，李 可 ，吕 杰，张任虎，吴 茜，周煜栢，邬应龙

（1.四川新希望味业有限公司，四川成都 610000；2.四川农业大学，四川雅安 625014；3.四川省农业科学院农产品加工研究所，四川成都 610000）

酱油主要是以大豆和/或脱脂大豆、小麦和/或小麦粉或麦麸为主要原料，经微生物发酵制成的具有特殊色、香、味的液体调味品。在加工和食用过程中提升或增加食品色香味等质量、满足消费者感官和营养需求，增进人体健康是酱油最基本、最主要的功能属性。因此，酱油的风味是酱油最重要的品质，科学、深入地探究我国酿造酱油风味物质组成是了解酱油产品质量，指导提升酱油品质的基础与关键[1−4]。

酱油的风味包括气味和味道两个方面[5−6]，酱油的气味主要包括醇、酯、醛、酮、酸及吡嗪等类物质[7−10]，赋予酱油酱香、酯香等风味特征；酱油的味道主要由氯化钠、氨基酸、有机酸、糖、醇等构成的咸、鲜、酸、甜、苦等滋味特征[5,11−12]。目前研究普遍认为风味产生是由酱油发酵过程中的微生物代谢活动、酶促反应和非酶促反应等共同作用产生，受原料[13]、菌种[14−16]、生产工艺条件[17−18]及管理技术水平等影响[19−20]。因此，酱油风味物质的研究不仅有助于补充和完善酱油风味物质图谱、指导建立酱油品质优劣评判标准，还可以用于追溯评估生产工艺技术条件及指导实际生产。

原酿本味酱油即以非转基因的大豆和（或）非转基因的脱脂大豆（食用豆粕）、小麦和（或）小麦粉和或（麦麸）为主要原料，不添加味精、食品添加剂（食品工业用加工助剂外），经微生物发酵制成的具有特殊色、香、味的液体调味品[21]，是在绿色天然化、营养健康化总体发展趋势背景下的主流高端酱油产品，具有零添加的特点，其风味物质组成能够较真实地反应酿造酱油本味。本文以我国市场上主要的13 种原酿本味酱油为研究对象，采用电子鼻、GC-MS、氨基酸分析仪等对酱油常规理化指标、挥发性物质及氨基酸组成等风味指标进行解析，并结合感官评定，对比分析评判不同产品风味物质组成及差异性，为了解酱油风味、指导实际生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

13 种高盐稀态原酿本味酱油样品 均购自于超市，样品具体信息如表1；2.5 μmol/mL 氨基酸标准品、缓冲液B1、B2、B3、B4、B5 及茚三酮显色液 日本日立公司；其他化学试剂 均为分析纯，成都市科龙化工试剂厂。

表1 13 种市售原酿本味酱油信息表Table 1 Information table of thirteen kinds of high salt soy sauce

L-8900 氨基酸自动分析仪 日本日立公司；Agilent Intuvo 9000 气相色谱仪、5977B 质谱仪、DB-WAX 毛细管柱（50 m×0.25 mm×0.2 μm） 美国安捷伦科技有限公司；PEN 3 电子鼻 德国AIRSENSE 公司；855 型机器人全自动样品滴定系统 瑞士万通中国有限公司；FE28-Standard 型pH 计 瑞士梅特勒；722N 型分光光度计 天津特鲁斯科技有限公司；FA2004B 型电子天平 盛美达生物科技（海丰）有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 感官和常规理化指标 感官、总酸、氨基酸态氮、氯化钠、全氮参照GB 18186-2000 进行测定；总糖参照GB 5009.8-2016 第二法进行测定；乙醇采用分光光度法测定[22]。

1.2.2 电子鼻样品准备及测定方法 准确吸取5 g样品于40 mL 样品瓶中，室温下静置30 min 后，采用顶空抽样的方法用电子鼻进行检测。电子鼻参数设置：样品准备时间5 s，自动调零时间为5 s，样品测定检测1 s，测定时间120 s，清洗时间150 s，内部空气流速300 mL/min，进样流量300 mL/min。电子鼻不同传感器对应物质种类见表2。

表2 电子鼻不同传感器对应物质种类Table 2 Corresponding aroma types of different sensors of electronic nose

1.2.3 挥发性风味物质检测方法 样品准备：准确吸取5 mL 样品于20 mL 顶空固相微萃取瓶中，40 ℃平衡20 min，50 μm CAR/DVB/PDMS 萃取头萃取30 min。

GC 条件：柱子型号DB-5MS UI（30 m×0.25 mm×0.25 μm），载气为高纯氦气，载气流速为1 mL/min，进样口温度250 ℃，不分流进样，解吸时间5 min。升温程序：40 ℃保持3 min，以10 ℃/min 速率上升至180 ℃，以4 ℃/min 升温至220 ℃保持5 min，以4 ℃/min 速率升温至240 ℃保持3 min，最后以10 ℃/min 速率升温至250 ℃保持5 min。

MS 条件：接口温度280 ℃，EI 离子源，电离能量70 eV，离子源温度230 ℃，质量扫描范围m/z 35～500 u。

1.2.4 氨基酸样品前处理及测定方法 参照范霞等[9]的方法进行氨基酸样品前处理和测定。

样品前处理：吸取酱油样品2.00 mL，用1 mL 10%的磺基水杨酸沉淀蛋白，最后用水定容至25.00 mL的容量瓶中。取5 mL 摇匀的酱油溶液，在转速为10000 r/min 的条件下，离心10 min。然后吸取1 mL，用水稀释至25.00 mL 的容量瓶中，最后吸取1 mL经过膜过滤的溶液进样。

L-8900 氨基酸自动分析仪测定条件：日立钠离子交接树脂4.6 mm×60 mm；泵1 流速0.4 mL/min，泵2 流速0.35 mL/min，进样体积20 μL；柱温57 ℃，反应温度135 ℃；检测波长570 和440 nm。

1.3 数据分析

2 结果与分析

2.1 常规理化指标分析

原酿本味酱油的理化指标在一定程度和范围内反映了酱油的发酵水平，例如总酸、氨基酸态氮和全氮。总酸含量的高低反映了生产过程中微生物的控制水平，氨基酸态氮和全氮含量则反映了菌种性能、发酵工艺的水平[23−25]。

由表3 可知，13 个酱油样品基本理化指标除氨基酸态氮含量与全氮含量变化趋势较为一致外，其它各指标之间无规律性。13 个酱油产品中总酸含量在1.56～2.22 g/100 mL 之间，氨基酸态氮含量在0.82～1.25 g/100 mL 之间，全氮含量在1.53～2.00 g/100 mL之间，无盐固形物含量在17.88～21.54 g/100 mL，铵盐含量在0.19～0.30 g/100 mL（对应氨基酸态氮的百分占比为18.4%～25.5%）均达到GB18186-2000 国家一级酱油标准和T/CNFIA 114-2019 团体标准要求。总糖和乙醇含量差异较大，总糖含量在4.75～12.20 g/100 mL 之间，乙醇含量在0.65%～4.10%。

表3 13 种原酿本味酱油的常规理化指标（g/100 mL）Table 3 Routine indexes of thirteen kinds of natural plain fermented soy sauce (g/100 mL)

2.2 电子鼻分析

根据电子鼻测定的酱油气味信息，建立酱油PCA 识别模式，解析13 种酱油风味变化特征。由图1 可知PC1 和PC2 贡献率分别为98.87%和0.63%，合计贡献率为99.50%。所以这两个成分能够较好代表样品风味的主要信息特征。

由图1A 中可知，13 个酱油样品风味变化较大，根据不同酱油在PC1 轴上的分布，可大致分为三个区域即三种不同风味类型。S1 和S3 位于最左侧，两者95%置信区间略有重叠，但与其它11 个样品之间均能完全区分开。说明S1 和S3 样品风味较为接近，但与其它样品风味差异较大。S4、S5、S7、S9、S10、S11、S12 等7 个样品分布于中间位置，其中S4 与S7、S9、S12 之间风味差异较大，能被电子鼻区分，S5、S10、S11 与S4、S7、S12、S9 均有交叉，三者风味介于S4 和S7、S9、S12 之间。S2、S6、S8、S13 四个样品位于PC1 的最右侧，其中S6、S2 两个样品风味特征最为相似，S13 与S2、S6 及S8 之间均由重叠，风味介于二者之间，而S8 与S2、S6 差异较大，分布无重叠。由此可以看出，受原料、发酵菌种、发酵工艺等的影响，我国酱油产品风味存在着较大的差异性。

PCA 分析结果显示PC1 的贡献率为98.87%，而对PC1 影响较大的因子由载荷分析图1B 可知，W5S、W2S、W1W 三个传感器所捕获的信息与PC1 相关性较高，这三个传感器所对应的物质类型分别为对氮氧化合物、醇类及无机硫化物。对主成分2 贡献率较大的是W2S 和W1C，这两个传感器对应的分别为醇类和苯类芳香化合物。综合以上分析可知，乙醇等醇类物质、无机硫化物等是区分不同酱油产品之间的关键物质。

图1 13 个酱油样品电子鼻PCA 图及载荷图Fig.1 PCA analysis of electronic nose and load analysis of thirteen kinds of soy sauce

2.3 酱油中挥发性风味物质分析

采用GC-MS 对酱油挥发性物质进行进一步解析，并通过HEMI 软件绘制热图，根据欧氏距离相似度，按照Maximum-linkage 法进行聚类分析，以明确影响酱油风味的物质基础，结果如图2。

图2 13 个酱油样品挥发性风味物质组成及聚类分析Fig.2 Composition and cluster analysis of volatile flavor substances of thirteen kinds of soy sauce

由图2 可知，13 个样品聚类结果为在第一和第二分类水平上，同一产品能够聚集在同一分支，而第三分类水平上，样品之间即存在一定交叉，因此这13 种样品大致聚为3 类。S8 与S13 聚为第一类，从物质结构上看，与其他样品相比较，该类样品特点为乙醇含量高。与之相对应的第二类产品包括1 个样品S1，该样品特点为与其他样品相比较乙醇含量最低，同时通过比较S1 与S8、S13 之间物质组成发现，相较与S8 和S13，S1 样品特点还表现为呋喃甲醇含量高，异戊醇、环氧丙烷、4-甲基戊酸烯丙酯、2,3,5-三甲基-2-乙基吡嗪、丁二酸二乙酯、4-乙基愈创木酚、2-苯基-2-丁烯醛等物质含量低，其中4-乙基愈创木酚等为酱油重要的特征风味物质[26]。S2、S3、S4、S5、S6、S7、S9、S10、S11、S12 等10 个样品聚为一支，该支样品乙醇含量在第一类和第三类之间，且与第一、第二类有显著差异，而其他各指标无显差异。由此可知，乙醇是影响酱油风味差异性的主要物质，其次为酱油特征风味物质如4-乙基愈创木酚等，这两种物质的生成均主要受酵母菌种及发酵过程的影响[27−29]。因此，筛选和应用发酵性能优良的耐盐酵母是提升酱油风味品质的关键[30−32]。

结合电子鼻分析结果可知，基于物质组成的分类结果与电子鼻分析结果较为一致，两种分析结果均表明乙醇是影响酱油风味差异的主要因素。基于物质的结果与电子鼻结果略有差异，这种差异主要是由于酱油的风味形成依赖与物质的组成和含量。一方面是由于乙醇含量较高，本身具有较强的气味，同时乙醇挥发过程中也会使酱油中风味物质带出，从而间接影响酱油的风味特征。

2.4 酱油中游离氨基酸含量和组成分析

由表4 可知，13 种酱油中游离氨基酸总量以S4 样品含量最高为87.98，以S13 最低37.29，分布范围较广，多数分布在55%～75%之间。通过分析氨基酸组成可知，谷氨酸为不同产品中变化最为显著的游离氨基酸。S4 样品游离氨基酸组成较其他12 个样品差异最大，谷氨酸和脯氨酸均显著高于其它12 个样品，天冬氨酸等其它13 种游离氨基酸含量均低于其它12 个样品。结合表1 原料信息表可知，S4 氨基酸组成受原料影响较大。同样，S7 样品受玉米发酵酱添加的影响，谷氨酸的含量也较高，仅次于S4，且明显高于其它11 个样品。S5、S6 和S9 为同一厂家不同系列产品，三者谷氨酸含量较为接近，其余8 个样品谷氨酸含量均低于15 mg/mL，S13 谷氨酸含量最低为5.37 mg/mL。

表4 13 种酱油的游离氨基酸含量及呈味氨基酸TAV（mg/mL）Table 4 Contents of free amino acids and TAV of 13 kinds of soy sauce (mg/mL)

一般认为酿造酱油谷氨酸在18%～25%之间[9]，通过分析可知，S4、S5、S6、S7、S9 谷氨酸相对百分含量占比在31%～45%之间，而S3、S8、S10、S12、S13 谷氨酸相对百分含量在14%～17%之间，这些样品谷氨酸含量与传统酿造酱油有一定差异，与原料配比、发酵工艺及酵母抽提物的添加（原料中添加酵母抽提物的酱油为非添加酱油）等有关。通过分析可知，由于谷氨酸含量较大且呈味阈值低，谷氨酸对酱油鲜味具有非常重要的贡献，鲜味TAV 值与谷氨酸含量较为一致，S4 鲜味TAV 值最高为135.85，S13鲜味TAV 值最低为21.94。通过分析鲜、甜、苦TAV 值相对百分比可知，S4 样品甜味和苦味TAV最低，S5、S6、S7、S9 四个样品甜味和苦味TAV 略高于S4，其余8 个样品甜味和苦味TAV 值均比较高。

2.5 感官品评分析

原酿本味类产品不添加味精和食品添加剂（食品工业用加工助剂除外），所以其香气、口味主要依赖于其自身的发酵工艺和发酵水平，也就是原油质量在口味和香气上的贡献是最大的。

通过感官品评结果表5 可知，13 种酱油风味品质存在较大差异，大致可分为五组。S1 和S3 样品风味较差，主要为酯香、醇香等香气较弱的物质，该结果与电子鼻结果较为一致（图1），且乙醇含量较低（表3）。其余11 个样品可分为4 种类型，其中S4、S7、S10 三个样品酱香突出，S2、S11、S12 兼具酯香和酱香风味，S5、S6、S9 三个样品酯香突出且兼具醇香，而8 和13 主要以醇香突出。结合电子鼻和电子舌结果可知，13 个酱油样品感官评价结果与电子舌和挥发性风味物质分析结果较为一致（图1 和图2）。

表5 13 种原味本酿酱油感官品评表Table 5 Sensory evaluation form of thirteen kinds of natural plain fermented soy sauce

通过表5 中滋味感官评价结果可知，S2～S12 等11 个样品滋味均比较好，S1 和S13 样品滋味品质较差，主要特征为咸酸味较明显，鲜甜味差。由这两个样品氨基酸组成（表4）和常规理化指标（表3）可知，S1 和S13 样品中鲜味和甜味氨基酸含量均低于其他样品，且S1 样品糖/酸值也最小。同时，虽然S1 和S13 样品含盐含量与其它样品较为接近，但由于鲜、甜味氨基酸含量少，咸味也就相对较为突出。结合其余12 个样品理化指标和氨基酸组成可知，当样品氨基酸态氮≥1.00 g/100 mL，全氮≥1.80 g/100 mL，糖含量≥6.20 g/100 mL，糖/酸比值在3.40～5.80，游离氨基酸含量≥60 mg/mL，酱油风味品质最佳（不考虑氨基酸与其他物质之间的相互作用）。

3 结论

本研究系统比较了国内主要的原酿酱油非挥发性和挥发性风味物质，并进行感官评价。结果表明我国酱油风味存在着较大差异，受原料和发酵工艺等的影响，品质参差不齐。综上可知，各项理化指标之间无显著相关性，不同产品乙醇和总糖含量变化最为明显。乙醇、氮氧化合物及无机硫化物是造成酱油风味差异的主要物质基础。酱油游离氨基酸组成不仅对酱油鲜味特征有显著影响，同时直接或间接与糖、酸、全氮等共同影响酱油鲜、咸、甜、酸等滋味特征。综合比较认为：当样品的氨基酸态氮≥1.00 g/100 mL，全氮≥1.80 g/100 mL，糖含量≥6.0 g/100 mL，糖/酸比值在3.40～5.80，游离氨基酸含量≥60 mg/mL，时，酱油风味品质最佳。但是对于额外添加的酵母抽提、口蘑等物质对酱油品质（口感、风味）的影响需要进一步研究其作用机理。