冯拓,单培,盛明健,王泽建,王博,张智宏,高献礼*
(1.江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江 212013)(2.湖州老恒和酿造有限公司,浙江湖州 313000)(3.华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室,上海 200237)
酱油是以大豆/豆粕、小麦/面粉、麸皮、食盐等为原料,原料经预处理、制曲、酱醪发酵、淋油及加热配制等程序酿制而成的液态调味品[1-3]。酱油特有的香气、滋味和色泽不仅能够改善菜肴的风味,还能赋予菜肴特有的色泽[3-5],经过发酵产生的小分子肽等物质则更有利于人体的吸收与代谢[6-9]。大量研究表明,酱油具有抗癌作用[10-13]、抗氧化活性[3,8,14]、抗过敏活性和低致敏性[15]和抗菌活性[16]等。因此,酱油是一种具有保健活性的重要调味品。
黑豆和黄豆同属豆科蝶形花亚科大豆属,都含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、矿物质、膳食纤维等营养物质,不同的是黄豆中含有少量的胡萝卜素,而黑豆中含有大量黑色素等花色苷类物质[11-13]。黄豆中粗蛋白的含量约为 34%~40%,而黑豆蛋白含量可达49.8%,明显高于黄豆,黑豆中所含的人体必须氨基酸更加均衡,是优质的膳食蛋白质[13]。黑豆中脂肪含量约16%,不饱和脂肪酸含量70%以上[11,13],且含有一定量黄豆所不具备的磷脂,有助于降低血液中胆固醇含量[11]。黑豆中的铁和硒含量也高于黄豆[11,12]。因此,相比于黄豆,黑豆的营养价值更高。此外,《本草纲目》记载“黑豆有补肾养血、清热解毒、活血化瘀、乌发明目、延年益寿功效”,表明黑豆还具备药用功效。
农学著作《齐民要术》(公元420-589年)中记载中国最早的酱油是以黑豆为主要原料制成的[17]。目前,在中国、日本、韩国和东南亚国家,酱油主要是以大豆或脱脂豆粕为主要原料生产的,根据生产工艺、含盐量、发酵时间的不同可分成不同的种类[17]。近年来,随着人们对黑豆营养和功能活性的深入认识及健康意识和生活水平的提高,以黑豆为主要原料生产的黑豆酱油已成为高端酱油市场的新宠。与黄豆酱油相比,国内外对黑豆酱油的研究和报道较少。最近,Gao等[17]对黑豆酱油关键香气活性化合物进行了分离、鉴定和验证,共从黑豆酱油中鉴定出41种关键香气化合物,其中40种与黄豆酱油中的关键香气化合物相同,但两种酱油中部分关键香气化合物的含量存在显著差异,这是导致两种酱油香气存在差异的主要原因。前期研究表明黄豆酱油具有显著的清除 DPPH、ABTS自由基的能力及良好的金属离子螯合力和还原力[14],但有关黑豆酱油抗氧化活性的研究很少见到系统报告。
因此,本研究首先系统分析了黑豆酱油和黄豆酱油的活性成分和抗氧化活性,然后对酱油的活性成分和抗氧化活性进行相关性分析以阐明酱油中抗氧化活性物质与抗氧化活性之间的内在关系,最后采用聚类分析和主成分分析来对 5种酱油的综合品质进行评价,以期为酱油抗氧化机制的深入研究和消费者选择合适的酱油提供数据支撑。
黑豆酱油、黄豆生抽、黄豆老抽、太油和无盐酱油,均由湖州老恒和酿造有限公司提供,具体样品信息见表1。
福林酚、三氯乙酸、2,2-联苯基-1-苦基肼基(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl,DPPH)、2,2′-联氨-双二 胺 盐 ( 2,2′-azino-bis (3-ethyl-benzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt,ABTS)、没食子酸、铁氰化钾、菲咯嗪、芦丁和奎诺二甲基丙烯酸酯(水溶性维生素 E,6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid,Trolox),购自美国Sigma公司;其他化学药品为分析纯,购自国药集团有限公司。
表1 酱油样品信息Table 1 Information of soy sauce samples
EX223型电子天平,奥豪斯仪器(上海)有限公司;电热鼓风干燥箱,上海一恒科学仪器有限公司;HWS26型电热恒温水浴锅,上海一恒科学仪器有限公司;电子万用炉,通州实验仪器厂;MD SpectraMax M2型多功能酶标仪,Molecular Devices;pH计,METTLER TOLEDO;高效液相色谱仪,美国Agilent公司;78-1型磁力加热搅拌器,常州国华电器有限公司。
1.3.1 基本活性成分的测定
1.3.1.1 总酚的测定
参照Xu等[18]的方法略作修改用以测定酱油中的总酚含量。使用没食子酸作为标准品,并根据没食子酸标准曲线计算酱油中的总酚含量,该结果以 μg gallic acid equivalent/mL酱油(μg GAE/mL酱油)表示。
1.3.1.2 总黄酮的测定
使用芦丁作为标准品,采用亚硝酸钠-硝酸铝显色法测定酱油中总黄酮的含量。根据芦丁标准曲线计算酱油中的总黄酮含量,该结果以μg rutin equivalent/mL酱油(μg RE/mL酱油)表示。
1.3.1.3 氨基酸态氮与总酸的测定
氨基酸态氮与总酸的测定方法参照 GB/T 5009.40-2003。
1.3.1.4 还原糖的测定
还原糖的测定方法参照GB/T 5009.7-2003。
1.3.1.5 总糖的测定
取一定量的酱油于 250 mL锥形瓶中,加水 10 mL,6 mol/L HCl 2 mL,70 ℃水浴加热15 min。冷却后加入甲基红指示液2~3滴,用NaOH溶液(5 mol/L)滴定至红色消失,冷却后备用。其他步骤参照还原糖的测定方法。
1.3.1.6 色深物质的测定
根据Gao等[14]的方法略作修改以测定酱油中色深物质的相对含量,用蒸馏水将酱油样品稀释100倍及以上,再用0.45 μm孔径的微孔过滤器过滤后,于420 nm处测定其吸光度A420nm,稀释倍数为k,以A420nm×k来表示酱油中色深物质的相对含量。
1.3.1.7 无盐固形物的测定
无盐固形物的测定方法参照 GB 18186-2000方法,将酱油样品置于烘箱中,在105 ℃下烘干至恒重,计算出酱油样品的总固形物含量,将总固形物含量减去酱油中所含的氯化钠含量即为无盐固形物的含量。
1.3.1.8 游离氨基酸的测定
根据Gao等[7]的方法来测定游离氨基酸。将酱油样品用10 g/100 mL三氯乙酸等体积稀释,再用0.45 μm孔径的微孔过滤器过滤,通过柱前衍生化后上机分析。采用 PICO·TAG 氨基酸分析柱(3.9 mm×150 mm),测定波长为254 nm,温度为38 ℃,洗脱液流速为1.0 mL/min,进样量为10 μL,用氨基酸标准样品来定量。
1.3.2 抗氧化活性的测定
1.3.2.1 DPPH自由基清除能力
在Brand-Williams等[19]的方法基础上稍加修改用以测定酱油对DPPH自由基清除能力。并使用以下公式计算酱油对DPPH自由基清除能力:
式中:
A0——仅含DPPH的空白溶液的吸光度;
A1——含DPPH的酱油的吸光度;
As——不含DPPH的酱油的吸光度。
1.3.2.2 ABTS自由基清除能力
参照 Lee等[20]的方法略作修改用以测定酱油对ABTS自由基清除能力,使用Trolox为标准品,该结果以μmol Trolox equivalent/mL酱油(μmol TE/mL酱油)表示。
1.3.2.3 还原力测定
根据 Tchabo等[21]的方法稍加修改用以测定酱油的还原力,使用抗坏血酸为标准品,该结果以 μg ascorbic acid equivalent/mL酱油(μg AAE/mL酱油)表示。
1.3.2.4 金属离子螯合能力测定
参照Zheng等[22]的方法稍加修改用以测定酱油的金属离子螯合能力,使用乙二胺四乙酸(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid,EDTA)为标准品,该结果以μg EDTA equivalent/mL酱油(μg EE/mL酱油)表示。
所有实验数据均测定 3次,以平均值±标准偏差的形式表示各测定数据。运用SPSS 18.0软件(SPSS公司,美国)进行单因素方差分析、相关性分析(相关系数为Pearson)、聚类分析(采用的聚类方法为组间联接;度量标准下区间采用的平方Euclidean距离)以及主成分分析(采用因子分析)。
2.1.1 总酚和总黄酮
总酚分析结果如表2所示,各酱油样品的总酚含量范围为 4.69 mg GAE/mL(无盐酱油)~16.23 mg GAE/mL(黑豆酱油),且各样品间均有显著差异(p<0.05)。张欢欢等[23]研究表明经过150 d的发酵,黑豆酱油的总酚含量能够达到550.75 mg/100 mL,黄豆酱油的总酚含量为344.22 mg/100 mL,两种酱油的总酚含量均低于本研究所测酱油的多酚含量,而Gao等[14]也测定了发酵酱油中的总酚含量,结果发现未经过超声处理与经过超声处理的酱油的总酚含量分别为1.61、2.04 mg GAE/mL,同样也低于本研究所测酱油的总酚含量,一方面可能因为本研究所选择的是工厂所生产的产品酱油,而张欢欢等[23]与Gao等[14]所用的是在实验室条件下所酿造的酱油,成曲条件、不同的大曲盐水比例以及酿造环境等可能会影响豆类中总酚物质的溶出率,另一方面可能由于本研究所选择的酱油中有更多除酚类化合物外含酚羟基的物质,例如酪氨酸,从而导致采用Folin-Ciocalteu法测得的酱油总酚含量更高[23]。
总黄酮分析结果如表2所示,各酱油样品的总黄酮含量范围为0.31 mg RE/mL(无盐酱油)~1.25 mg RE/mL(黑豆酱油),除黄豆老抽与黄豆生抽间无显著差异(p>0.05)外,其余各样品间均有显著差异(p<0.05)。Gao等[14]测定的未经过超声处理与经过超声处理的酱油的总黄酮含量分别为 0.17、0.19 mg rutin/mL,明显低于本研究所测酱油的总黄酮含量,而张欢欢等[23]测定的黑豆酱油与黄豆酱油的总黄酮含量分别为57.32、38.21 mg/100 mL,显著高于本研究所测酱油的总黄酮含量,3项研究所测酱油的总黄酮含量差异性显著,造成这一现象的原因在于较长的发酵周期、较高的温度以及光照等因素容易使黄酮类化合物趋于不稳定,继而降解[24]。
2.1.2 色深物质
色深物质分析结果如表2所示,各样品的色深物质范围为33.61(无盐酱油)~160.68(黑豆酱油),除太油与黄豆老抽间无显著差异(p>0.05)外,其余各样品间均有显著差异(p<0.05)。黑豆酱油的色深物质显著多于其他酱油,甚至于黄豆老抽酱油,一方面可能是因为在发酵中后期,黑豆酱油中含有更多的氨基化合物和羰基化合物,它们通过羰胺反应生成了更多的棕色、黑色的美拉德反应产物,使酱油的颜色加深,另一方面可能在于黑豆含有远高于黄豆的花色苷类物质[11-13],并且黑豆的主要着色成分是矢车菊素-3-半乳糖苷,属于黑豆红色素的其中一种(另外两种分别为矢车菊素-3-葡萄糖苷、飞燕草素-3-葡萄糖苷),而花色苷作为一类水溶性色素,能够在一定程度上使酱油的颜色加深[25,26]。
2.1.3 氨基酸态氮、还原糖、总糖和总酸
氨基酸态氮分析结果如表2所示,各样品的氨基酸态氮范围为1.23 g/100 mL(黄豆生抽)~1.71 g/100 mL(黑豆酱油),均高于酿造酱油的特级酱油标准(0.80 g/100 mL),除黑豆酱油与太油、黄豆老抽与黄豆生抽间无显著差异(p>0.05)外,其余各样品间均有显著差异(p<0.05)。还原糖分析结果如表2所示,各样品的还原糖范围为2.53 g/100 mL(太油)~6.43 g/100 mL(黑豆酱油),除无盐酱油与黄豆老抽、黄豆生抽与太油间无显著差异(p>0.05)外,其余各样品间均有显著差异(p<0.05)。总糖分析结果如表2所示,各样品的总糖范围为3.80 g/100 mL(黄豆生抽)~8.85 g/100 mL(黑豆酱油),除黄豆老抽与太油间无显著差异(p>0.05)外,其余各样品间均有显著差异(p<0.05)。总酸分析结果如表2所示,各样品的总酸范围为0.88 g/100 mL(太油)~2.93 g/100 mL(黑豆酱油),除黄豆生抽与黄豆老抽间无显著差异(p>0.05)外,其余各样品间均有显著差异(p<0.05)。
吴星茹等[27]对其所挑选的 26种老抽酱油样品进行了各种理化指标的测定,结果发现各样品的氨基酸态氮含量范围为0.28 ~1.00 g/100 mL,还原糖含量范围为2.20 ~9.64 g/100 mL,总酸含量范围为0.78 ~1.80 g/100 mL,可以很明显发现黑豆酱油在氨基酸态氮、还原糖和总酸等基本活性成分方面均优于其他酱油样品,根据张欢欢等[23]的研究结果发现,在制曲阶段,相同条件下黑豆成曲中的中性蛋白酶活约为黄豆成曲的1.28倍,淀粉酶活约为黄豆成曲的1.11倍,更高的蛋白酶活及淀粉酶活更有利于大分子蛋白质和淀粉向小分子肽、氨基酸、寡糖、单糖等小分子物质转化,另外,黑豆中更多的蛋白质和淀粉为各种蛋白酶和淀粉酶提供更多的作用底物,从而使黑豆酱油中氨基酸态氮、还原糖和总糖含量显著高于其他以黄豆为原料酿造的酱油。另外,黑豆酱油的总酸含量显著高于其他酱油样品,可能原因是在发酵中后期,黑豆酱油中有机酸类物质的生成速度是要快于其转化为醇等其他物质的速度。
2.1.4 无盐固形物
表2 5种酱油活性成分的比较Table 2 Comparison of active ingredients in five kinds of soy sauces
表3 5种酱油游离氨基酸组成的比较Table 3 Comparison of free amino acid compositions in five kinds of soy sauces
无盐固形物分析结果如表2所示,各样品的无盐固形物范围为25.06(无盐酱油)~29.11 g/100 mL(黑豆酱油),除黑豆酱油,太油与黄豆老抽、黄豆老抽与黄豆生抽、黄豆生抽与无盐酱油间无显著差异(p>0.05)外,其余各样品间均有显著差异(p<0.05)。吴星茹等[27]测定 26种酱油样品的可溶性无盐固形物含量范围为15.16~44.89 g/100 mL,本研究所测5种酱油样品的无盐固形物含量均在其中,即与吴星茹等[27]研究结果不冲突。另外,无盐固形物主要包括酱油中蛋白质、氨基酸、肽、糖类等基本营养成分,除去人为加入的添加剂,无盐固形物含量越高,酱油的综合品质也就越高,如表2所示,无盐固形物含量的顺序依次为黑豆酱油>太油>黄豆老抽>黄豆生抽>无盐酱油,据此大体可以判断出这5种酱油的品质顺序依次为黑豆酱油>太油>黄豆老抽>黄豆生抽>无盐酱油。
2.1.5 游离氨基酸
5种酱油游离氨基酸组成如表3所示,黑豆酱油、黄豆生抽、黄豆老抽、太油和无盐酱油中的总游离氨基酸含量分别为47.89、39.70、39.19、46.85和42.21 mg/mL,黑豆酱油的总游离氨基酸含量高于其他酱油,原因可能在于制曲阶段黑豆大曲中更高的蛋白酶活[23]以及黑豆含有更多可用于蛋白酶作用的底物-蛋白质[13],使得更多的蛋白质被酶活更高的蛋白酶快速降解成更多的氨基酸。冯云子等[28]研究了日式酱油和中式酱油(特级酿造酱油味极鲜)的游离氨基酸组成,结果显示日式酱油和中式酱油的总游离氨基酸含量分别为5579.69 mg/100 mL和394.54 mg/100 mL,与本研究的结果有所差异,可能原因在于尽管这些酱油样品都是采用高盐稀态工艺酿造出来的,但是不同厂家对于酿造原料(黄豆/脱脂豆粕、面粉/小麦等)的选择与要求大体上是不同的,酿造工艺上的细分之处(酿造温度、盐水比例、酱丕制作等)可能也不尽相同。
DPPH自由基清除能力分析结果如表4所示,在所有酱油样品均稀释1600倍的情况下,DPPH自由基的清除能力在9.23%(无盐酱油)~36.60%(黑豆酱油)之间,除黄豆老抽与太油间无显著差异(p>0.05)外,其余各样品间均有显著差异(p<0.05)。Gao等[14]测定了发酵酱油对DPPH自由基的清除能力,结果发现稀释100倍后未经过超声处理与经过超声处理的酱油对DPPH自由基的清除能力分别为63.20%、72.61%,与本研究结果存在显著差异,可能原因是在测试过程中对酱油的稀释倍数不同,但黄豆老抽对DPPH自由基的清除能力显著高于黄豆生抽,这与李莹等[29]研究结果相符。
ABTS自由基清除能力分析结果如表4所示,各酱油样品的 ABTS自由基清除能力的范围为 98.72 μmol TE/mL(无盐酱油)~278.87 μmol TE/mL(黑豆酱油),除黄豆老抽与黄豆生抽间无显著差异(p>0.05)外,其余各样品间均有显著差异(p<0.05)。李莹等[29]测定了41种酱油样品的ABTS自由基清除能力,结果发现各酱油样品对ABTS自由基清除能力的范围为102.55~636.76 mmol trolox/mL,这与本研究结果存在显著差异,可能是由于两项研究对于ABTS自由基清除能力的计算标准不同,从而导致最终的结果差异显著。另外,黄豆老抽与黄豆生抽在ABTS自由基清除能力方面没有显著差异,这与李莹等[29]研究结果相符;黑豆酱油对ABTS自由基清除能力显著高于其余黄豆酱油,这与张欢欢等[23]研究结果相符。
还原力分析结果如表4所示,各酱油样品的还原力的范围为4.39 mg AAE/mL(无盐酱油)~12.08 mg AAE/mL(黑豆酱油),除黄豆老抽与黄豆生抽、黄豆生抽与无盐酱油等样品间无显著差异(p>0.05)外,其余各样品间均有显著差异(p<0.05)。黑豆酱油的还原力显著高于其余黄豆酱油,这与张欢欢等[23]研究结果相符。Gao等[14]也研究了超声处理酱油对酱油还原力的影响,结果表明经过超声处理的酱油还原力显著高于未作超声处理的酱油,且经过超声处理与未经超声处理的酱油还原力分别为 2783.97、2239.87 μg AAE/mL酱油,与本研究结果有所差异,可能原因是所测试的酱油种类不同,还原力也会有所差异。
金属离子螯合能力分析结果如表4所示,各酱油样品的金属离子螯合能力的范围为 53.61 μg EE/mL(无盐酱油)~3433.24 μg EE/mL(太油),且各样品间均有显著差异(p<0.05)。太油的金属离子螯合能力最强,约为黑豆酱油的1.35倍,黄豆老抽的6.12倍,黄豆生抽的12.10倍,无盐酱油的64.04倍,这可能要归因于恒和太油特殊的酿造工艺,太油一般需要经过长达五年时间的精心酿造,每年将上一年酿造出来的头伏酱油替代盐水加到新一年的酱丕中,重新酿造,如此反复四次后方能灌瓶出厂,长时间的酿造及特殊的工艺使恒和太油富含具有强金属离子螯合能力的物质,从而使恒和太油的金属离子螯合能力显著高于其他酱油样品。黑豆酱油的金属离子螯合能力仅次于太油,是黄豆老抽的4.55倍,黄豆生抽的8.99倍,无盐酱油的47.59倍,黑豆酱油能够具备如此优异的金属离子螯合能力可能要归因于其含有远高于黄豆的花色苷类物质,袁利鹏等[30]研究表明南方地区的黑豆总花色苷含量比黄豆高42.5倍,北方地区的黑豆总花色苷含量比黄豆高57.8倍,并且曹柏营等[31]通过优化黑豆花青素提取工艺条件使黑豆花青素得率达到了 1.101 mg/g,同时测定了黑豆花青素的体外抗氧化活性,结果表明当黑豆花青素浓度为50 μg/mL时,其对铁离子螯合能力能够达到93.09%,对DPPH自由基的清除能力能够达到84.32%,综合上述研究,黑豆含有更多具备优异铁离子螯合能力和强DPPH自由基清除能力的花青素等花色苷类物质,以致于黑豆酱油在金属离子螯合能力和DPPH自由基的清除能力方面显著高于其他黄豆酱油。
表4 5种酱油抗氧化活性的比较Table 4 Comparison of antioxidant activities in five kinds of soy sauces
大量研究表明,多酚类化合物具有较好的抗氧化活性以及清除各种自由基的能力[23],大豆异黄酮具有较强的抗氧化能力,且游离型的异黄酮强于糖苷型的异黄酮[3]。李莹等[32]研究结果表明,对41种市售酱油样品的抗氧化活性起主要贡献的两个指标是酱油总固形物和褐变指数,Gao等[14]研究表明在酱醪发酵过程中,进行超声处理释放的更多游离氨基酸显著增强了酱油对DPPH自由基的清除能力(尤其是丙氨酸、亮氨酸和苏氨酸)和金属离子螯合能力(尤其是精氨酸、亮氨酸和赖氨酸)。综合上述研究结果,本研究选用总酚、总黄酮、色深物质和游离氨基酸作为5种不同酱油中的主要抗氧化活性成分。
对5种酱油样品的抗氧化活性[DPPH自由基清除能力(DPPH radical scavenging activity,DRSA)、ABTS自由基清除能力(ABTS radical scavenging activity,ARSA)、还原力(reducing power,RP)和金属离子螯合能力(metal ion chelating activity,MICA)]与抗氧化活性成分(总酚、总黄酮、色深物质和游离氨基酸)之间进行相关性分析,结果见表5所示。
由表5可知,5种酱油中总酚含量与DRSA、ARSA和RP呈极显著性正相关(p<0.01),相关系数分别为0.972、0.995和0.992。总黄酮含量与ARSA和RP呈极显著性正相关(p<0.01),相关系数分别为 0.953、0.984、0.960;与DRSA呈显著性正相关(p<0.05),相关系数为0.953。色深物质含量与DRSA呈极显著性正相关(p<0.01),相关系数为0.968;与ARSA和RP呈显著性正相关(p<0.05),相关系数分别为0.933、0.909。仅游离氨基酸含量与DRSA、ARSA和RP均无显著相关性。表5结果表明酱油中总酚、总黄酮和色深物质是造成5种酱油抗氧化活性存在显著差异的主要原因,影响大小的顺序依次为总酚>总黄酮>色深物质,并且总酚和色深物质具有极强的DPPH自由基清除能力,总酚和总黄酮具有极强的ABTS自由基清除能力和还原力,而游离氨基酸仅与4种抗氧化活性呈正相关性,与Gao等[14]的研究结果有所不同,可能原因在于Gao等[14]主要研究了超声处理对酱油抗氧化活性的影响,结果表明超声处理显著促进了游离氨基酸和总酚的释放,而对总黄酮的释放和色深物质的生成没有显著影响,所以游离氨基酸和总酚是造成经超声处理与未经超声处理酱油的抗氧化活性存在显著差异的主要原因,与本研究的研究结果不冲突。另外,对于酱油中具备极强金属离子螯合能力的具体物质尚不明确,还有待进一步的研究。
表5 酱油中抗氧化活性成分与抗氧化活性之间的相关性Table 5 Correlation between antioxidant components and antioxidant activities in soy sauces
对 5种酱油样品的 4种抗氧化活性(DRSA、ARSA、RP和MICA)和4种抗氧化活性成分(总酚、总黄酮、色深物质和游离氨基酸)进行系统的聚类分析,采用平方Euclidean距离为度量准则,得到聚类分析如图1所示。
当距离大于5小于25时,可将5种酱油样品很好地分为2大类,其中黑豆酱油和太油为第1类,黄豆老抽、黄豆生抽和无盐酱油为第2类。结合具体数据与分析所得可知,根据综合的抗氧化能力和抗氧化活性成分进行排序为:第1类>第2类,也即黑豆酱油和太油这两种酱油的综合抗氧化能力较好,综合抗氧化活性成分较多。
对测定所得到的包括抗氧化活性(DRSA、ARSA、RP和MICA)和抗氧化活性成分(总酚、总黄酮、色深物质和游离氨基酸)这8个变量的原始数据进行主成分分析,为了保证信息的完整性和可靠性,累计方差贡献率应该达到80%以上,结果见表6、表7、表8。
由表6可知,第1个主成分的特征值大于1,方差贡献率达到了 86.603%,其余主成分的特征值均小于1。毫无疑问,第1主成分(PC1)是最重要的,特征值是6.928,解释了86.603%的变异。如表7所示,总酚、总黄酮、色深物质、游离氨基酸、DRSA、ARSA、RP、MICA在PC1上有较高的载荷,说明第1主成分基本反映了这些指标的信息。由于提取第1个主成分可以基本反映全部指标的信息,因此决定用1个新变量(PC1)来代替原来的8个变量(总酚、总黄酮、色深物质、游离氨基酸、DRSA、ARSA、RP、MICA)。通过计算得出PC1得分,也即综合得分,如表8所示,结果表明,黑豆酱油综合得分排名第一,其次是太油、黄豆老抽、黄豆生抽、无盐酱油。
表6 主成分的初始特征值及累积方差贡献率Table 6 Initial eigenvalue and cumulative variance contribution rate of principal components
表7 第1主成分的变异来源Table 7 Source of variation for the first principal component(PC1)
表8 酱油样品主成分得分和综合得分Table 8 Main component score and comprehensive score of soy sauce samples
本研究通过对5种酱油进行活性成分和抗氧化活性测定,发现除氨基酸态氮、无盐固形物、游离氨基酸外,黑豆酱油的总酚、总黄酮、色深物质、还原糖、总糖和总酸等活性成分含量均显著高于其余4种黄豆酱油(p<0.05);除金属离子螯合能力外,黑豆酱油的DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力和还原力等抗氧化活性均显著高于其余 4种黄豆酱油(p<0.05);相关性分析结果表明酱油中总酚、总黄酮和色深物质是造成5种酱油抗氧化活性存在显著差异的主要原因,其影响抗氧化活性大小的顺序依次为总酚>总黄酮>色深物质,并且总酚和色深物质具有极强的DPPH自由基清除能力,总酚和总黄酮具有极强的ABTS自由基清除能力和还原力;聚类分析结果和主成分分析结果均表明黑豆酱油的综合品质高于其余 4种黄豆酱油。本研究证明了黑豆酱油的抗氧化能力和活性成分基本都显著高于其余4种黄豆酱油,并阐明了5种酱油的抗氧化活性成分与抗氧化活性之间的内在关系,可为黑豆酱油抗氧化活性的深入研究和消费者选择合适的酱油提供数据支撑和科学依据。