有機酸對醬油品質的影響

于江，劉永軒，于貞*

(1.煙臺大學 生命科學學院，山東 煙臺 264005；2.山東魯花生物科技有限公司，山東 萊陽 265200)

醬油是起源于中國的傳統發酵調味品，已經有兩千多年歷史，由于其獨特的風味以及豐富的營養價值，已成為世界人民飲食生活中不可或缺的調味品[1]。釀造醬油是以來自大豆和小麥的植物蛋白及碳水化合物為主要原料，經過微生物酶或細胞作用釀造而成。發酵過程中蛋白質水解生成20多種氨基酸，且含有人體必需的8種氨基酸[2],以小分子的糖類、多種醇、有機酸等為基礎，經過發酵過程中復雜的生物化學變化，形成具有特殊色澤、香氣、口感的調味品醬油[3,4]。醬油中的有機酸種類很多，比如草酸、乳酸、乙酸、琥珀酸、酒石酸、甲酸、蘋果酸、檸檬酸，但含量很少，有機酸除了調節醬油的酸味之外，它們還是形成酯類必不可缺少的成分，由此可見，有機酸不但關系到醬油的風味，而且是關系到醬油質量優劣的關鍵因素[5，6]。

本文采用液相色譜法對醬油中的有機酸進行了檢測，并跟蹤了醬油發酵過程中的有機酸含量，對成熟醬油進行了感官品評，利用主成分分析法將有機酸含量與醬油品質進行關聯，以期找到對醬油品質影響較大的有機酸。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與儀器

醬油：山東魯花生物科技有限公司。

草酸、乳酸、丁二酸、檸檬酸、丙酮酸、酒石酸、蘋果酸、甲酸和乙酸(均為AR)：天津市瑞金特化學品有限公司；硫酸(AR)：萊陽開發區精細技術化工廠；娃哈哈飲用純凈水：杭州娃哈哈集團有限公司；0.45 μm膜：上海興亞凈化材料廠。

LC-210A HT高效液相色譜儀 日本島津公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 溶液配制

1.2.1.1 有機酸標準混合溶液配制

精確稱取二水合草酸1.5417 g，丁二酸1.0379 g，蘋果酸1.0524 g，乳酸0.6071 g，一水合檸檬酸0.5174 g，酒石酸0.2478 g，丙酮酸0.1016 g，甲酸0.1304 g，乙酸0.3204 g；用純凈水溶解并定容至100 mL，得到草酸11.012 g/L，丁二酸10.379 g/L，蘋果酸10.524 g/L，乳酸6.071 g/L，檸檬酸4.7305 g/L，酒石酸2.478 g/L，丙酮酸1.016 g/L，甲酸1.304 g/L，乙酸3.204 g/L的有機酸標準混合酸原液。

以原液為1號，分別準確移取原液7，4，1，0.8 mL到10 mL比色管內定容，得到梯度系列的混合酸標準溶液，記為2，3，4，5號。

1.2.1.2 醬油處理

醬油原液稀釋不同的倍數后，膜過濾后直接進樣。

1.2.2 色譜條件

采用Aminex HPX-87H(300 mm×7.8 mm)有機酸柱，流動相為0.5 mmol/L H2SO4溶液，流速為0.6 mL/min，進樣量為10 μL，紫外檢測波長為210 nm，柱溫為30 ℃。

1.2.3 發酵過程中有機酸含量的測定

成曲入罐發酵后，每個月取樣壓榨一次，測定醬油發酵過程中有機酸含量的變化。

1.2.4 成熟醬油的感官品評

醬油發酵成熟后進行壓榨，經專家進行感官品評。

1.3 數據處理

利用SPSS 22.0軟件對測定數據進行主成分分析。

2 實驗結果

2.1 有機酸標準混合溶液色譜圖

有機酸標準混合溶液色譜圖見圖1。

圖1 有機酸標準混合溶液色譜圖Fig.1 Chromatogram of standard mixed solutionof organic acids

注：圖1中1～9號峰分別為：草酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、丙酮酸、丁二酸、乳酸、甲酸、乙酸。

2.2 醬油中各有機酸色譜圖

醬油中各有機酸色譜圖見圖2。

圖2 醬油中各有機酸色譜圖Fig.2 Chromatogram of organic acids in soy sauce

2.3 發酵時間對有機酸含量的影響

將發酵過程中取得樣品醬油進行色譜分析，得到發酵時間對各有機酸濃度的影響結果，見圖3～圖8。

圖3 發酵時間對草酸含量的影響Fig.3 Effect of fermentation time on the content of oxalic acid in soy sauce

圖4 發酵時間對檸檬酸含量的影響Fig.4 Effect of fermentation time on the content of citric acid in soy sauce

圖5 發酵時間對酒石酸含量的影響Fig.5 Effect of fermentation time on the content of tartaric acid in soy sauce

圖6 發酵時間對蘋果酸含量的影響Fig.6 Effect of fermentation time on the content of malic acid in soy sauce

圖7 發酵時間對乳酸含量的影響Fig.7 Effect of fermentation time on the content of lactic acid in soy sauce

圖8 發酵時間對乙酸含量的影響Fig.8 Effect of fermentation time on the content of acetic acid in soy sauce

由圖3～圖8可知，醬油中未檢出丙酮酸、甲酸；酒石酸出現在發酵初期，發酵后期醬油中的酒石酸濃度為0；丁二酸在發酵初期的醬油中未檢出，但在某些醬油的后期出現，并且濃度較高。檸檬酸、蘋果酸、乳酸和丁二酸的含量較高，草酸和乙酸的含量較低。

由圖3～圖8可知，草酸在發酵過程中變化不是很大，而檸檬酸和蘋果酸含量隨著發酵時間的延長而增加，酒石酸和乳酸含量隨著發酵時間的延長而下降，乙酸含量大致有先增加后下降的趨勢。

2.4 成熟醬油中有機酸含量與感官品評結果

10個成熟醬油樣品的有機酸檢測結果見表1。

表1 成熟醬油樣本中有機酸濃度Table 1 Concentration of organic acids in mature soy sauce samples g/L

10個樣品的感官品評結果見表2。

表2 成品醬油感官品評結果Table 2 Results of sensory evaluation of finished soy sauce

續 表

利用SPSS主成分分析法獲得醬油各項感官指標和濃度的相關矩陣，其中醬油色澤與有機酸含量的關系見表3。

表3 成熟醬油色澤與有機酸濃度的相關矩陣Table 3 Correlation matrix of color and organic acids concentration of finished soy sauce

由表3可知，色澤特征值為1時，草酸的相關系數絕對值為0.116，檸檬酸的相關系數絕對值為0.641，酒石酸的相關系數絕對值為0，蘋果酸的相關系數絕對值為0.706，丙酮酸的相關系數絕對值為0，丁二酸的相關系數絕對值為0.664，乳酸的相關系數絕對值為0.635，甲酸的相關系數絕對值為0，乙酸的相關系數絕對值為0.492。

乳酸為負相關，其他均為正相關，其中蘋果酸、檸檬酸、丁二酸、乳酸對其影響較大，蘋果酸、檸檬酸、丁二酸對色澤有正面影響，乳酸對色澤有負面影響。

同樣的處理方式，各種有機酸同感官品嘗的具體指標的關系如下：

體態：乳酸為正相關，其他均為負相關，其中檸檬酸和乳酸對體態影響較大，乳酸有正面影響而檸檬酸產生負面影響。

香氣：檸檬酸與乳酸為負相關，其他均為正相關，乳酸與丁二酸對其影響最大，乳酸對其有負面影響，丁二酸具有正面影響。

咸：草酸與乳酸為負相關，其余為正相關，相關系數最大的為檸檬酸，蘋果酸、丁二酸也有較大的正面影響，乳酸、草酸對咸口感產生不大的負面影響。

香：乳酸為負相關，對醬油香氣有較大的負面作用，檸檬酸、蘋果酸均對香氣有較大的正面影響。

甜：乳酸為正相關其余均為負相關，其中蘋果酸對醬油甜味影響最大，為負面影響，草酸、檸檬酸、丁二酸均有較大的負面影響。

綿：乳酸為正相關，其余為負相關，檸檬酸與蘋果酸的相關系數最高且均為負面影響，草酸、丁二酸、乙酸均對綿口感有較小的正面影響。

鮮：草酸與乳酸為正相關，其余為負相關，其中乳酸對其影響最大且具有正面影響，其他有機酸對鮮味影響較小。

酸：乳酸為負相關，其余均為正相關，檸檬酸、蘋果酸、丁二酸產生不可忽視的正面影響，同時乳酸對酸口味產生較大負面影響。

澀：乳酸為負相關，其余均為正相關，且乳酸對減少貢獻最大，蘋果酸及丁二酸相關值分別位居第一和第二，極大限度增加了醬油澀的口感。

苦：乳酸為負相關，其余均為正相關，且乳酸的相關系數最大，有較大的負面影響，但檸檬酸、蘋果酸、丁二酸有較小的正面影響。

有機酸對感官品評的相關性見表4。

表4 有機酸與感官品評指標的相關性Table 4 Correlation between organic acids and sensory evaluation indexes

注：“+”表示正相關，“-”表示負相關，“*”表示影響較大。

綜合以上分析，乳酸、檸檬酸和蘋果酸對醬油的品質影響最大，同時這3種有機酸也是醬油中含量較高的酸，這與畢麗君等[7]的研究結果相一致。這3種有機酸對感官的各項指標既有正面的影響，也有負面的影響，所以應該有一個合理的水平。

由于本次實驗只關注了3個樣本在發酵過程中的有機酸變化規律，樣本數量不足，得出的結論有待于進一步確認。