贵州11种酸汤品质特性分析

舒亚非，廖伟先，杨丽娟，严红波，李刚凤

（铜仁学院 材料与化学工程学院，贵州 铜仁 554300）

酸汤是贵州当地苗族喜用的调味品，是一种经过发酵而得的制品。制作方法是以西红柿、红辣椒等为主要原料，加入适量食盐，密封自然发酵。贵州酸汤是苗家菜的基础，人们常用酸汤烹制各种美食。具有发酵的特殊风味，酸香丰富，味型独特，在贵州少数民族中已具有千年以上的食用历史[1-2]。贵州酸汤具有开胃健脾、增强食欲的功效，深受人们的喜爱，在贵州当地有着“三天不吃酸，走路打蹿蹿”的说法[3]。

目前，大部分研究者对酸汤的研究主要集中在酸汤中微生物的分离鉴定、发酵工艺优化、风味物质分析及酸汤动力学等方面[4-7]。邹大维[8]对凯里红酸汤中的营养成分进行了研究，发现凯里红酸汤营养成分优于其他类型酸汤；后立琼等[9]对米酸汤在发酵过程中品质变化及发酵动力学进行了研究，发现混合菌发酵米酸汤的乳酸、酒石酸、总酸、蛋白质、还原糖均高于自然发酵米酸汤。国内外的研究者对于不同类型的酸汤及酸汤抗氧化性的研究还鲜见报道。

为研究不同类型的酸汤的品质特性，本研究选取了贵州11种不同类型的酸汤，对营养成分及抗氧化性进行了综合评价，并通过相关性分析、主成分分析（principal component analysis，PCA）及聚类分析（cluster analysis，CA）。建立了酸汤品质特性鉴定模型，为酸汤品质评价及酸汤特色产品的进一步开发提供了数据参考和理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

11种贵州酸汤样品（编号为S1～S11）均购自于市场。

三氯化铁、三氯乙酸、铁氰化钾、无水甲醇、硫酸亚铁、邻二氮菲、没食子酸、碳酸钠等（均为分析纯）：国药化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

FW200 高速万能粉碎机、HH-S6电热恒温水浴锅：北京科伟永兴仪器有限公司；TC16K 高速离心机：长沙东旺实验仪器有限公司；DHG-9070A 电热鼓风干燥箱：常州普天仪器制造有限公司；721可见分光光度计：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；JP-030S超声波清洗机：深圳市浩盟清洗机设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 理化指标的测定

水分：参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》测定[10]；pH：参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准食品pH值的测定》测定[11]；总酸：参照GB/T 12456—2021《食品安全国家标准食品中总酸的测定》测定[12]；脂肪含量：参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》测定[13]；蛋白质含量：参照GB/T 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》测定[14]；总糖含量：参照GB/T 9695.31—2008《食品安全国家标准肉制品总糖含量测定》测定[15]；可溶性固形物含量：参照NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的测定折校法》测定[16]；维生素C（vitamin C，VC）含量：参照GB 5009.86—2016《食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》测定[17]。

1.3.2 总酚含量测定

总酚含量测定参照韩卫娟等[18]报道的方法，标准曲线绘制以没食子酸为标准品。精确称取待测样品，用无水乙醇稀释至1 mg/mL，取适量待测样品加入0.5 mL蒸馏水和125 μL的Folin-Ciocalteu试剂，反应6 min。依次加入4 mL碳酸钠溶液（质量分数为2%）和1 mL蒸馏水，混匀，避光反应90 min。于波长760 nm处测定吸光度值。各提取物总酚含量以没食子酸为标准进行定量，总酚含量以没食子酸当量（gallic acid equivalent，GAE）表示（mg GAE/g）。

1.3.3 羟自由基清除率测定

羟自由基含量的测定参照陈健等[19]报道的方法，吸取1 mL 0.75 mmol/L邻二氮菲溶液，加入2 mL磷酸盐缓冲液（pH 7.4）和1 mL蒸馏水，混匀，加入1 mL 0.75 mmol/L硫酸亚铁溶液和1 mL过氧化氢溶液（体积分数为0.01%），于37 ℃保温60 min后，于536 nm波长处测定吸光度值。按照公式（1）计算羟自由基清除率。

式中：As为1 mL抗坏血酸（VC）代替1 mL蒸馏水在波长536 nm处的吸光度值；Ap为样品在波长536 nm处的吸光度值；Ab为1 mL蒸馏水代替过氧化氢在波长536 nm处的吸光度值。

1.3.4 DPPH自由基清除率测定

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除率测定参照张玲等[20]报道的方法，吸取样液于10 mL离心管中，加入DPPH和甲醇，混匀，避光静置30 min，于517 nm波长处测定其吸光度值。同时以DPPH溶液与无水甲醇混合液为空白对照，测定吸光度值，测定0.5mL提取液与4.5mL无水甲醇混合液的吸光度值（A背景），按照公式（2）计算DPPH自由基清除率。

1.3.5 总还原力测定

总还原力测定参照KEFFOUS F等[21]报道的方法，取质量浓度为1 mg/mL、2 mg/mL、4 mg/mL、6 mg/mL、8 mg/mL、10 mg/mL的多肽溶液于离心管中，分别加入1 mL1%铁氰化钾溶液，1 mL 0.2 mol/L磷酸盐缓冲液（pH 6.6），于50 ℃水浴20 min，冰水冷却，快速加入1 mL10%三氯乙酸溶液终止反应，离心（3 000 r/min，10 min）。取上清液2 mL，同时加入2mL蒸馏水，1mL0.1%三氯化铁溶液，混匀，静置10min，于波长700nm处测定其吸光度值。同时用质量浓度0、0.04mg/mL、0.08 mg/mL、0.12 mg/mL、0.16 mg/mL、0.20 mg/mL的VC溶液作对照，按照公式（3）计算总还原力。

式中：A1为样品或VC溶液在波长700 nm处吸光度值；A0为空白对照在波长700 nm处吸光度值。

1.3.6 数据统计与分析

利用软件IBM SPSS Statistics 21和Excel 2019进行试验数据分析处理，将蛋白质、脂肪、总糖等12个指标作为变量进行主成分分析（PCA）及对所有指标进行聚类分析（CA），每个指标均平行测量三次，结果用“平均值±标准偏差”表示。根据不同类型酸汤的主成分特征值、方差贡献率和累计贡献率，对11种不同类型的酸汤的品质特性进行综合评价及排名。

2 结果与分析

2.1 酸汤基本营养成分及抗氧化性分析

2.1.1 酸汤的基本营养成分

水分含量、总糖含量、蛋白质含量、脂肪含量、维生素C含量是衡量酸汤营养成分的重要指标。蛋白质与糖接枝反应后期会形成聚合产物称为类黑精，类黑精类物质具有相同显著的抗氧化和消除活性氧等性能，其抗氧化强度可与食品中常用的抗氧化剂相当[22]。不同类型酸汤的基本营养成分见表1。由表1可知，酸汤中水分含量的变化范围为46.92%～89.07%，其中样品S11含量最低，为46.92%；样品S3含量最高，达到89.07%。蛋白质含量的变化范围为0.025 0～0.106 7 g/100 g，样品S5含量最低，为0.025 g/100 g；样品S9含量最高，为0.1067g/100g。维生素C含量的变化范围为0.30～7.83 mg/100 g，样品S10含量最低，为0.30 mg/100 g；样品S6含量最高，为7.83 mg/100 g。脂肪含量的变化范围为0.024～10.58 g/100 g，样品S1含量最低，为0.024 g/100 g；样品S11含量最高，为10.58 g/100 g。酸汤是由红辣椒和西红柿为主要原料经传统工艺自然发酵而成的，因此pH、总酸、可溶性固形物是评价酸汤品质好坏的重要指标。pH的变化幅度为3.38～5.01，其中样品S3最低，样品S10最高。总酸含量的变化幅度为4.12～11.13 g/100 g，样品S2含量最低，样品S7含量最高。可溶性固形物含量变化幅度为10.67～27.67 g/100 g，样品S5含量最低，样品S11含量最高。总糖含量的变化范围为0.01～0.17 g/100 g，样品S8含量最低，为0.01 g/100 g；样品S1含量最高，为0.17 g/100 g。这说明不同类型的酸汤在口感方面存在不同的差异，这可能是由于原料及工艺之间协同作用引起。

表1 不同类型酸汤的基本营养成分Table 1 Basic nutrient composition of different types of sour soup

2.1.2 酸汤的抗氧化性分析

DPPH自由基清除率、羟自由基清除率、总还原力、总酚含量是评价抗氧化性能力强弱的重要指标。具有还原性的物质可以还原脂质过氧化过程中产生的中间体，因此总还原力可以表现抗氧化活性的强弱[23]。不同类型的酸汤抗氧化性结果见表2。由表2可知，11种酸汤的总酚含量为0.092～0.283 mg/g，样品S9含量最高，样品S7含量最低。DPPH自由基清除率最强的是S9，达到了95.348%，最弱的是样品S1，只有50.175%。羟自由基清除率能力最强的是样品S5，达到了3.165%；总还原力中，样品S6最高，为1.039，样品S10最低，为0.161。羟自由基的清除率较低，其主要原因可能是酸汤中的酚类物质及维生素C的含量较低，自由基不能夺取更多的氢原子从而被清除，总体上样品S5抗氧化性较强。

表2 不同类型酸汤的抗氧化性Table 2 Antioxidant activity of different types of sour soup

2.2 相关性分析结果

参照文献[24-25]报道的方法对抗氧化相关性进行分析，结果见表3。由表3可知，水分含量与脂肪含量和可溶性固形物呈极显著负相关（P＜0.01），说明脂肪含量越高、可溶性固形物含量越高，水分含量越低；羟自由基清除率与蛋白质含量呈显著负相关（P＜0.05）；DPPH自由基清除率和总酸呈正相关（P＞0.05），总还原力与维生素C呈极显著正相关（P＜0.01），与脂肪含量、羟自由基清除率、DPPH自由基清除率呈正相关（P＞0.05）；总酸和pH呈正相关（P＞0.05）。

表3 不同产地酸汤营养及抗氧化性相关性分析结果Table 3 Results of nutrition and antioxidant activity of sour soup from different producing area

续表

综上所述，各指标间均表现出不同程度的相关性，说明11种类型的酸汤所得的数据信息存在重叠的现象，因此有必要通过对上述12项指标的分类与简化来提高综合评价的效率和准确率。

2.3 主成分分析结果

主成分的载荷矩阵经最大方差法旋转后载荷系数更接近0或者1，得到的主成分能更好地解释和命名变量[25]。酸汤的主成分方差贡献率结果见表4。由表4可知，将酸汤的13项指标转化为4个主成分，第一主成分的特征值为4.353，方差贡献率为36.276%，解释了酸汤品质特性的36.276%，是最主要的成分。第二主成分的特征值为2.691，累计方差贡献率为58.700%。第三主成分的特征值为1.821，累计方差贡献率为73.878%。第四主成分的特征值为1.545，累计方差贡献率为86.751%。前4个主成分的特征值均大于1，累计方差贡献率达到86.751%，大于85%，说明前4个主成分综合表达了主要品质指标的绝大部分信息，能综合反映不同类型酸汤整体情况。

表4 酸汤主成分方差贡献率Table 4 Variance contribution rate of principal components of sour soup

主成分因子对应的载荷矩阵见表5。由表5可知，第一主成分与脂肪含量、可溶性固形物含量有明显的正相关性，与水分含量有明显的负相关性。即在第一主成分正向区间，第一主成分越大，脂肪含量、可溶性固形物含量越高，水分含量越低。第二主成分与维生素C含量、总还原力有明显的正相关性。即在第二主成分正向区间，第二主成分越大，维生素C含量越高，总还原力越大。第三主成分与总酚含量、蛋白质含量有明显的正相关性，即在第三主成分正向区间，第三主成分越大，总酚含量、蛋白质含量越高。第四主成分与DPPH自由基清除率、总酸含量有明显的正相关性，即在第四主成分正向区间，第四主成分越多，DPPH自由基清除率越强，总酸含量越高。

表5 主成分因子对应的载荷矩阵Table 5 Loading matrix corresponding to principal component factors

将主成分的特征向量和标准化后的数据进行处理和分析，4个主成分的得分函数表达式（F1、F2、F3、F4代表公因子，X1～X12分别代表标准化后的水分含量、蛋白质含量、总酸含量、维生素C含量、脂肪含量、pH、可溶性固形物含量、总糖含量、DPPH自由基清除率、羟自由基清除率、总还原力、总酚12个品质指标）如下：

以4个主成分的方差贡献率为权重，对主成分得分进行加权平均，得到酸汤品质评价模型，表达式为：F综=0.363F1+0.224F2+0.152F3+0.129F4

由表6可知，各种类型酸汤样品营养成分及抗氧化性综合排名为：S9＞S6＞S8＞S10＞S11＞S7＞S5＞S4＞S2＞S3＞S1。

表6 不同类型酸汤的主成分得分及排名Table 6 Principal component scores and rankings of different types of sour soup

2.4 酸汤营养成分及抗氧化性聚类分析

聚类分析参照文献[26-28]报道的方法，采用SPSS 21软件对11种不同类型的酸汤样品进行聚类分析，结果见图1。由图1可知，在聚类水平D2=10时，11种不同类型酸汤被分为四大类，S2、S3、S1、S4、S7、S5这几种酸汤样品为一类，S8、S10、S11这三种酸汤样品为一类，样品S9和S6各为一类，S9和S6两种酸汤品质特性较接近，与其他几种酸汤在品质特性方面差异比较大。这与主成分分析得出的结果一致。

图1 不同产地酸汤营养及抗氧化性聚类分析树状图Fig.1 Cluster analysis dendrogram of nutritional and antioxidant properties of sour soup from different producing area

3 结论

本研究通过探讨贵州11种不同类型的酸汤的品质特性，经试验结果得出：在营养成分方面，11种酸汤水分含量均较高，总糖和蛋白含量低，其中脂肪含量最高的是样品S11，为10.58 g/100 g，维生素含量最高的是样品S6，为7.83 mg/100 g。在抗氧化性方面，羟自由基清除率与蛋白质含量呈显著负相关，与水分含量和维生素C呈正相关；总还原力与维生素C呈极显著正相关，与脂肪含量、羟自由基清除率、DPPH自由基清除率呈正相关。主成分分析及聚类分析得出，酸汤样品S9和S6营养成分含量高，抗氧化能力强。