兩種膜過濾生產的純生醬油風味物質比較

馮杰, 詹曉北＊, 周朝暉, 張麗敏, 鄭志永, 吳劍榮

(1.江南大學工業生物技術教育部重點實驗室,江蘇無錫 214122;2.廣東珠江橋生物科技股份有限公司,廣東廣州 528415)

兩種膜過濾生產的純生醬油風味物質比較

馮杰1, 詹曉北＊1, 周朝暉2, 張麗敏1, 鄭志永1, 吳劍榮1

(1.江南大學工業生物技術教育部重點實驗室,江蘇無錫 214122;2.廣東珠江橋生物科技股份有限公司,廣東廣州 528415)

利用有機膜和無機膜對生醬油進行膜過濾實驗獲得純生醬油。利用固相微萃取-氣質聯用技術對兩種純生醬油的風味成分進行分析,通過譜圖檢索,共鑒定了70種物質,其中醇類18種,酚類5種,酯類13種,醛類13種,酮類5種,酸類2種,雜環化合物類8種,烴類6種。主體風味成分為醇類、酚類、醛類、酮類、雜環化合物,這為提高和改進傳統發酵醬油的風味提供了依據。

有機膜;無機膜;純生醬油;固相微萃取;氣相色譜-質譜聯用;風味物質

醬油是我國傳統的釀造調味品,早在周朝就已經開始制作并食用[1],至今已有3000多年的歷史。醬油香氣成分主要由醬油中的一些風味物質組成。香氣成分在醬油中含量極微,成分極為復雜卻十分重要。對醬油的香氣成分的剖析,為進一步豐富和改善醬油風味、改進發酵工藝、提高產品質量提供研究依據。與國外先進水平相比,特別是與日本相比,在風味成分研究上我國還有很大差距。因此,當對蛋白質和淀粉質的利用達到一定程度后,對風味成分進行研究是十分必要的。

2016年月均用電量比2015年減少10萬kW·h，年節省用電量約100多萬元/kW·h，節能效果明顯。

膜分離技術是一種常溫處理、無相變、操作簡單的新型分離技術,采用膜技術對生醬油進行除菌和澄清處理,可以不損害醬油的原有風味,在常溫下有效地去除細菌、酶等物質以及其它懸浮物[2-3],獲得味道豐滿圓潤的醬油,同時省去硅藻土過濾工序,簡化工藝流程[4]。日本在20世紀80年代已將超濾應用于醬油生產[5],并且取得了很好的研究成果,而國內采用微濾或超濾技術過濾醬油方面的研究還較少。

作者以固態發酵醬油的原油為對象,采用中空纖維微濾膜(有機膜)和陶瓷微濾膜(無機膜)進行過濾實驗,運用固相微萃取-氣質聯用技術對其香氣成分進行分析,通過檢索NIST和Wiley質譜圖庫,對各香氣組分進行定性分析。重點研究了膜過濾前后醬油中的風味成分,同時與傳統的熱滅菌技術進行了比較。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

2.3 酚類物質

風味物質分析設備:Trace GC-MS氣質聯用儀(Finnigan,USA);15 mL帶聚四氟乙烯瓶蓋的樣品瓶;TurboMatrix TD熱脫附進樣器(Perkin Elmer,USA);85μm PA(聚丙烯酸酯)萃取纖維頭。

醬油:由國內某醬油廠提供的原油。

1.2 實驗方法

1.2.1 過濾方法 采用錯流過濾技術[7]。采用中空纖維膜柱和陶瓷膜柱對國內某醬油廠提供的原油進行了可濾性實驗,料液處理量為2～3 L,錯流過濾操作溫度為31～33℃。過濾結束后先用冷水沖洗系統至回流液無色,接著用60℃熱水循環清洗10 min,然后用60℃的1 g/dL NaOH和0.2 g/ dL H2O2混合溶液循環清洗30 min。

1.2.2 膜材料和膜孔徑的選擇 中空纖維微濾膜(有機膜:聚偏二氟乙烯材質;孔徑分別為0.1、0.2、 0.45μm;膜外徑分別為2.2、3.9、2.0 mm;膜壁厚分別為0.8,1.3,0.9 mm,膜件過濾面積分別為0.12、0.08、0.1 m2;水通量分別為15,8,29 L/(m2·h)。陶瓷微濾膜(無機膜:氧化鋯材質;孔徑分別為0.05,0.1,0.2,0.8μm;膜內徑均為7 mm;膜壁厚為0.6～0.9 mm;膜件過濾面積均為0.005 m2;水通量分別為32,28,37,65 L/(m2·h)。

HPLC法同時測定消癌平片中通關藤苷A和通關藤苷I的含量 ……………………………………………… 王祁民等（13）：1790

1.2.3 固相微萃取方法 準確吸取10 mL醬油樣品置于15 mL頂空瓶中,在磁力攪拌器上在50℃加熱平衡15 min,將老化好的85μm PA萃取頭插入樣品瓶頂空部分,推出纖維頭,于50℃頂空吸附30 min,吸附后的萃取頭取出后插入氣相色譜進樣口,于250℃解吸3 min。

1.3 分析方法

醫生落實知情同意制度不到位， 自費項目無“知情同意”。有些醫生沒有按照醫保政策執行自費項目知情確認制度，全自費的藥品、醫療材料、檢查、治療項目，沒有跟患者或家屬溝通征得其同意并簽字，沒能確保患者“知情同意”。究其原因，醫生專注于疾病本身的診治，對醫保政策不重視，忽視了費用方面的“知情同意”及“自費告知”，或不了解自費項目內容而忽略。導致患者醫保結算時對費用不滿，是患者投訴的主要因素。

采用美國瓦里安公司氣相色譜串聯質譜聯用儀1200L GC/MS-MS。

Key words: the educational resources system of colleges and universities; the strategy of ecological construction

質譜條件:接口溫度為250℃;離子源溫度200℃;離子化方式EI;電子能量70 eV;檢測電壓,350 V;發射電流200μA。

近些年來，現代信息技術和互聯網技術的深入發展，對社會各個領域的發展都產生了很大的影響，分析來看，互聯網技術具有開放性、及時性、廣泛性等特點，作為一種新的信息技術，在經濟社會中逐漸滲透和應用，“互聯網+”的發展，對我國教育教學活動也帶來了很大的影響。

色譜條件:色譜柱為DB-WAX,30 m×0.25 mm×0.25μm毛細管柱;載氣為He氣;流量0.8 mL/min,不分流進樣。程序升溫:起始溫度40℃,保持4 min,以6℃/min的速率升至160℃,再以10℃/min的速率升至220℃,保持6 min。

實驗數據處理由Xcalibur軟件系統完成,未知化合物經計算機檢索,同時與NIST譜庫和Wiley質譜庫相匹配進行定性[8],采用峰面積歸一化法進行相對定量。

2 結果與討論

2.1 實驗結果

膜過濾前后及熱滅菌處理的醬油風味成分的總離子流色譜圖見圖1。固相微萃取-氣質聯用技術分離鑒定出的醬油中風味物質及其峰面積和相對峰面積分數見表1所示。

圖1 生醬油和經不同方式處理后的醬油中風味成分的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatograms of volatile flavor components from different treatment methods

表1 生醬油和經不同方式處理后的醬油中風味成分固相微萃取—氣質聯用技術分析結果Tab.1 Flavor components of raw soy sauce and different treatment by SPME-GC-MS

續表1

續表1

從表1中可以看出,用固相微萃取-氣質聯用技術對不同處理方法的醬油風味成分進行了分析,通過譜圖檢索并結合有關文獻,鑒定出醇類18種,酚類5種,酯類13種,醛類13種,酮類5種,酸類2種,雜環化合物類8種和烴類6種,共8大類物質。

2.2 醇類物質

1.3統計學方法研究所得兩組治療前后VAS、ODI評分情況均屬于計量資料,經±s表示;兩組不良反應屬于計數資料,經n(%)表示,數據傳入SPSS.19軟件并實施相應檢驗(t、X2),若P<0.05則提示相關數據差異存統計學意義。

2.4 酯類物質

膜過濾裝置:由PALL過濾器(北京)有限公司廣州分公司提供的中空纖維小試系統(PALL Oenoflow系統)和陶瓷膜小試系統(XLAB3可濾性實驗裝置),膜為PALL公司產的中空纖維膜(聚偏二氟乙烯材質)和陶瓷膜(Membralox)。

4）濾波器的時延特性隨溫度的變化基本一致，為防止溫度變化由頻飄引入的時延波動惡化，應適當地拓寬通頻帶，并且保證在同一溫度條件下測試比對。

2.6 酸類物質

第三，企業審計人員憑借自己的專業知識和工作經驗無法準確界定被審計企業的經濟責任時，要咨詢這方面的權威專家，這樣可以提高企業經濟責任審計結果的準確性與合理性。

式(10)中，利用分布式壓縮感知算法進行重構時，在尋找每個支撐集位置時考慮了所有N組方位向回波的聯合稀疏信息，因此大大增加了重構的準確性，此時可得到更為精確的方位向聯合重構結果δ=[δ1，δ2…,δN].

實驗檢出的酯類化合物是以乙酸乙酯、乳酸乙酯及長鏈脂肪酸酯為代表,其本身就是水果、飲料、煙草中廣泛存在的風味物質,在醬油中起著香甜、濃郁而柔和的基底作用,可以增強其他如苯乙醇等風味化合物的氣味,同時可以起到緩沖醬油中咸味的作用。酯香具有香味清、散逸快、遠、易感覺到的特點。其中十四烷酸乙酯、十五烷酸乙酯和十六烷酸乙酯都是豆類等在發酵過程中產生的,具有典型的果香味,使醬油的香氣更濃厚、平衡、融合、協調。

2.5 醛酮類物質

醛呈辛辣刺激性氣味,在醬油香氣中起調和的作用。醛類化合物一般可與醇類發生反應,產生與本身不同的香氣,使醬油的風味更加復雜化[12]。其中,糠醛由五碳糖經微生物發酵生成,具有焦香氣味和甜樣焦糖氣味。酮呈果香、甜樣的焦糖氣味[13]。

在檢出的5種酚類物質中,愈創木酚特有甜香香氣,微帶酚的氣息,典型的煙熏風味化合物,存在于咖啡、酒和干酪中。4-乙基愈創木酚(4-EG)具有典型的醬香和煙熏氣味,口感有發酵醬油特有的滋味,這種成分的香氣特征明顯,香氣活性強,對風味貢獻大,并對形成醬油豐滿的風味有較大貢獻,是提高香氣特征的關鍵[11]。可以認為它是醬油風味中有代表性的化合物之一,同時它還具有中和調節醬油中鹽分的成味的作用[9]。

通常酸類物質在醬油中含量很少,因為它有刺激性氣味、一般只起調和作用。一些酸可能是氨基酸降解后并經氧化或還原生成的產物,也可能是飽和脂肪酸氧化降解形成的,實驗檢出的長鏈脂肪酸是弱極性化合物,這些不飽和脂肪酸對醬油的味感平衡具有調節作用[14]。

2.7 雜環化合物類物質

實驗共檢出18種醇類物質。醇是以乙醇為代表,它產生使人愉快的氣味,這是糖類物質在耐鹽酵母作用下生成的。另外,檢出的苯乙醇和1-辛烯-3-醇對醬油風味也起重要作用,苯乙醇特有的玫瑰樣的香氣,先苦后甜的桃子樣的味道,以游離態或酯化結合態存在于某些天然產物中,在發酵酒類中也曾檢出[9]。1-辛烯-3-醇被報道為具有強烈的愉快的壤香香氣,帶有濃重藥草香韻,近似于薰衣草、玫瑰和干草的香氣,甜的藥草似的味道[10]。呋喃醇具有特殊的苦辣氣味。3-甲硫基丙醇有很強的刺激氣味,在濃度很低時具有強烈的芬芳的肉或肉湯樣的香氣和味道。醇類還對其他物質具有調香作用。

從醬油香氣成分中檢出8種雜環化合物,以呋喃類和吡咯類化合物為主,對醬油的香氣成分貢獻很大。2-乙酰呋喃具有強烈的香酯、甜香氣息,通常存在于蘆筍、加熱的牛肉、啤酒、白蘭地、朗姆酒、紅酒、可可和咖啡中;2-乙酰基吡咯具堅果味、帶些微香豆素的香氣,還有茶味香味,味甜[15]。吡啶類化合物體現青香和堅果香[16-17]。吡嗪類化合物是含有1,4-二氮雜苯母環的一類化合物的總稱,這類化合物具有強烈的香氣,而且其香氣透散性好,極限濃度極低,具有堅果、水果、豌豆、芝麻、花生、胡椒等香味,烷基吡嗪類化合物體現一種烤香,類似堅果香和烘香的風味特征[13,16,18],呈堅果的焙烤香氣,是許多烘烤制品。

2.8 烴類物質

烴類物質本身并不是風味物質,其在醬油風味中的作用還有待進一步研究。

2.9 不同處理方法的風味成分比較

實驗中分別對原油,有機膜過濾液、無機膜過濾液和熱滅菌醬油中的醇類、酚類、酯類、醛類、酮類、酸類、雜環類、烴類和其他類化合物的含量進行比較,結果見圖2。

調控溫度是發菌期“重中之重”。以暖棚保溫宜，發菌期控溫要嚴，在保證菌絲體生長的前提下，盡量降低溫度。出菇期，要提供足夠的溫度刺激。

信息化技術應用是數據信息化發展的必然趨勢，互聯網應用、企業信息管理都是大量數據共享的成果，隨著企業應用對數據的依賴性增加，數據的存儲需求越來越重要，基于網絡的分布式數據存儲模式應用越來越多，利用HDFS的大數據文件的分布式管理功能，設計云盤系統實現用戶對數據實時性、共享性的應用。

圖2 生醬油和經不同方式處理后的醬油中各類化合物的相對質量分數Fig.2 The relative content of compounds from different treatment methods in soy sauce and raw soy sauce

由表1和圖2可以得到,醇類物質在兩種過濾液中有少量損失,其中,有機膜過濾液有3種醇類物質未被檢出,分別是辛醇、3-庚醛-1-醇和(s)-(-)-對-1-烯-8-醇;無機膜過濾液有3種醇類物質未被檢出,分別是辛醇、3-庚醛-1-醇和5-十九烯-1-醇。酚類物質在兩種過濾液中損失也較少,其中無機膜過濾液的酚類物質含量損失少于無機膜過濾液。其他類化合物的兩種膜處理后的純生醬油其損失量也較少。對于醬油風味形成的關鍵物質,像4-乙基愈創木酚、愈創木酚、3-甲硫基丙醇、乙酸乙酯和乳酸乙酯等物質的含量損失較少甚至無損失,可見膜過濾對于保持醬油的原有口味有很好的作用。有機膜過濾液中的醇類、酚類和雜環類物質比無機膜過濾液中對應的物質種類損失要多,可能是由于有機膜對于這幾類物質的吸附具有一定的偏好性。而對于熱滅菌醬油,其各種類的化合物損失量均遠大于膜過濾。其中,熱滅菌醬油風味物質的檢出種類也少于膜過濾液的種類,甚至在熱滅菌醬油中沒有檢測出酸類和烴類物質,說明熱滅菌技術處理醬油使醬油風味物質的損失較大。另外,與國內同類研究分析結果進行比較和分析,首次檢出了形成醬油風味的主體成分1-辛烯-3-醇、3-甲硫基丙醇、4-乙基愈創木酚、愈創木酚、十四烷酸乙酯、十五烷酸乙酯、十六烷酸乙酯等。

3 結 語

1)運用固相微萃取-氣質聯用技術對不同處理方法的醬油風味成分進行了比較分析,通過檢索NIST和Wiley質譜圖庫共鑒定了醇、酚、酯、醛、酮、酸、雜環化合物和烴8類共70種物質。形成醬油風味的主體成分是乙醇、苯乙醇、4-乙基愈創木酚、愈創木酚、3-甲硫基丙醇、乙酸乙酯和乳酸乙酯等。其他成分的組成與含量的不同是形成不同風味醬油的原因。因此,醬油風味是多組分共同作用的結果,揮發性成分的組成不同,決定了不同發酵工藝醬油的風味的不同。

2)從實驗結果可知,膜過濾用于生產純生醬油,能很好的保持了原有發酵醬油的原風味,與傳統的熱滅菌技術相比,具有理想的發展前景。

3)通過對不同生產方法的醬油風味成分進行的檢測結果為我國醬油風味成分組成的探明提供了初步數據,還為工廠如何改善醬油風味及醬油釀造工藝提供有關理論參考。并且也可以找出國產醬油風味成分與國外醬油風味組成的差別。

4)膜技術用于醬油過濾,由于設備及運行成本高,在國內仍然沒有普及,如果能夠進一步提高膜的過濾能力和使用壽命及降低運行成本,則膜過濾在純生醬油的生產中必將實現產業化應用。

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(責任編輯:李春麗)

Comparative Analysis of Flavor Compounds in Draft Soy Sauce Origin from Two Different Membranes

FENGJie1, ZHAN Xiao-bei＊1, ZHOU Zhao-hui2, ZHANGLi-min1, ZHENG Zhi-yong1, WU Jian-rong1
(1.Key Laboratory of Industrial Biotechnology,Ministry of Education,Jiangnan University,Wuxi 214122,China;
2.Guangdong PRB Bio-tech Co.,Ltd,Guangzhou 528415,China)

In this manuscript,two different membranes,namely organic membrane and inorganic membrane were used for raw-soy sauce filtration to obtain draft soy sauce.Solid phase microextraction(SPME)and GC-MS were applied to analyze the flavor compounds of the draft soy sauce.Totally 70 compounds were identified from those two samples.These compounds included alcohols(18 kinds),phenols(5 kinds),esters(7 kinds),aldehydes(13 kinds),ketones(5 kinds),acids(2 kinds),heterocyclics(8 kinds)and hydrocarbon(6 kinds).Among of them, the main flavor compounds were alcohols,phenols,aldehydes,ketones heterocyclic.The results of this study provided evidence for the improvementand enhancement ofthe traditional fermentation of soy sauce.

organic membrane,inorganic membrane,draft soy sauce,solid phrase microextraction(SPME),gas chromatography-mass spectrum(GC-MS),flavor compounds

TQ 620.72

:A

1673-1689(2010)01-0033-07

2009-02-16

國家科技支撐計劃重點項目(2008BAI63B06,2007BAK36B03),國家重點基礎研究發展計劃項目(2007CB714303)。

＊通訊作者:詹曉北(1962-),男,北京人,美國博士,教授,博士生導師,主要從事生化工程與反應器等研究。Email:xbzhan@yahoo.com