13 種市售原釀本味醬油品質分析

鐘小廷，李 可 ，呂 杰，張任虎，吳 茜，周煜栢，鄔應龍

（1.四川新希望味業有限公司，四川成都 610000；2.四川農業大學，四川雅安 625014；3.四川省農業科學院農產品加工研究所，四川成都 610000）

醬油主要是以大豆和/或脫脂大豆、小麥和/或小麥粉或麥麩為主要原料，經微生物發酵制成的具有特殊色、香、味的液體調味品。在加工和食用過程中提升或增加食品色香味等質量、滿足消費者感官和營養需求，增進人體健康是醬油最基本、最主要的功能屬性。因此，醬油的風味是醬油最重要的品質，科學、深入地探究我國釀造醬油風味物質組成是了解醬油產品質量，指導提升醬油品質的基礎與關鍵[1?4]。

醬油的風味包括氣味和味道兩個方面[5?6]，醬油的氣味主要包括醇、酯、醛、酮、酸及吡嗪等類物質[7?10]，賦予醬油醬香、酯香等風味特征；醬油的味道主要由氯化鈉、氨基酸、有機酸、糖、醇等構成的咸、鮮、酸、甜、苦等滋味特征[5,11?12]。目前研究普遍認為風味產生是由醬油發酵過程中的微生物代謝活動、酶促反應和非酶促反應等共同作用產生，受原料[13]、菌種[14?16]、生產工藝條件[17?18]及管理技術水平等影響[19?20]。因此，醬油風味物質的研究不僅有助于補充和完善醬油風味物質圖譜、指導建立醬油品質優劣評判標準，還可以用于追溯評估生產工藝技術條件及指導實際生產。

原釀本味醬油即以非轉基因的大豆和（或）非轉基因的脫脂大豆（食用豆粕）、小麥和（或）小麥粉和或（麥麩）為主要原料，不添加味精、食品添加劑（食品工業用加工助劑外），經微生物發酵制成的具有特殊色、香、味的液體調味品[21]，是在綠色天然化、營養健康化總體發展趨勢背景下的主流高端醬油產品，具有零添加的特點，其風味物質組成能夠較真實地反應釀造醬油本味。本文以我國市場上主要的13 種原釀本味醬油為研究對象，采用電子鼻、GC-MS、氨基酸分析儀等對醬油常規理化指標、揮發性物質及氨基酸組成等風味指標進行解析，并結合感官評定，對比分析評判不同產品風味物質組成及差異性，為了解醬油風味、指導實際生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

13 種高鹽稀態原釀本味醬油樣品 均購自于超市，樣品具體信息如表1；2.5 μmol/mL 氨基酸標準品、緩沖液B1、B2、B3、B4、B5 及茚三酮顯色液 日本日立公司；其他化學試劑 均為分析純，成都市科龍化工試劑廠。

表1 13 種市售原釀本味醬油信息表Table 1 Information table of thirteen kinds of high salt soy sauce

L-8900 氨基酸自動分析儀 日本日立公司；Agilent Intuvo 9000 氣相色譜儀、5977B 質譜儀、DB-WAX 毛細管柱（50 m×0.25 mm×0.2 μm） 美國安捷倫科技有限公司；PEN 3 電子鼻 德國AIRSENSE 公司；855 型機器人全自動樣品滴定系統 瑞士萬通中國有限公司；FE28-Standard 型pH 計 瑞士梅特勒；722N 型分光光度計 天津特魯斯科技有限公司；FA2004B 型電子天平 盛美達生物科技（海豐）有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 感官和常規理化指標 感官、總酸、氨基酸態氮、氯化鈉、全氮參照GB 18186-2000 進行測定；總糖參照GB 5009.8-2016 第二法進行測定；乙醇采用分光光度法測定[22]。

1.2.2 電子鼻樣品準備及測定方法 準確吸取5 g樣品于40 mL 樣品瓶中，室溫下靜置30 min 后，采用頂空抽樣的方法用電子鼻進行檢測。電子鼻參數設置：樣品準備時間5 s，自動調零時間為5 s，樣品測定檢測1 s，測定時間120 s，清洗時間150 s，內部空氣流速300 mL/min，進樣流量300 mL/min。電子鼻不同傳感器對應物質種類見表2。

表2 電子鼻不同傳感器對應物質種類Table 2 Corresponding aroma types of different sensors of electronic nose

1.2.3 揮發性風味物質檢測方法 樣品準備：準確吸取5 mL 樣品于20 mL 頂空固相微萃取瓶中，40 ℃平衡20 min，50 μm CAR/DVB/PDMS 萃取頭萃取30 min。

GC 條件：柱子型號DB-5MS UI（30 m×0.25 mm×0.25 μm），載氣為高純氦氣，載氣流速為1 mL/min，進樣口溫度250 ℃，不分流進樣，解吸時間5 min。升溫程序：40 ℃保持3 min，以10 ℃/min 速率上升至180 ℃，以4 ℃/min 升溫至220 ℃保持5 min，以4 ℃/min 速率升溫至240 ℃保持3 min，最后以10 ℃/min 速率升溫至250 ℃保持5 min。

MS 條件：接口溫度280 ℃，EI 離子源，電離能量70 eV，離子源溫度230 ℃，質量掃描范圍m/z 35～500 u。

1.2.4 氨基酸樣品前處理及測定方法 參照范霞等[9]的方法進行氨基酸樣品前處理和測定。

樣品前處理：吸取醬油樣品2.00 mL，用1 mL 10%的磺基水楊酸沉淀蛋白，最后用水定容至25.00 mL的容量瓶中。取5 mL 搖勻的醬油溶液，在轉速為10000 r/min 的條件下，離心10 min。然后吸取1 mL，用水稀釋至25.00 mL 的容量瓶中，最后吸取1 mL經過膜過濾的溶液進樣。

L-8900 氨基酸自動分析儀測定條件：日立鈉離子交接樹脂4.6 mm×60 mm；泵1 流速0.4 mL/min，泵2 流速0.35 mL/min，進樣體積20 μL；柱溫57 ℃，反應溫度135 ℃；檢測波長570 和440 nm。

1.3 數據分析

2 結果與分析

2.1 常規理化指標分析

原釀本味醬油的理化指標在一定程度和范圍內反映了醬油的發酵水平，例如總酸、氨基酸態氮和全氮。總酸含量的高低反映了生產過程中微生物的控制水平，氨基酸態氮和全氮含量則反映了菌種性能、發酵工藝的水平[23?25]。

由表3 可知，13 個醬油樣品基本理化指標除氨基酸態氮含量與全氮含量變化趨勢較為一致外，其它各指標之間無規律性。13 個醬油產品中總酸含量在1.56～2.22 g/100 mL 之間，氨基酸態氮含量在0.82～1.25 g/100 mL 之間，全氮含量在1.53～2.00 g/100 mL之間，無鹽固形物含量在17.88～21.54 g/100 mL，銨鹽含量在0.19～0.30 g/100 mL（對應氨基酸態氮的百分占比為18.4%～25.5%）均達到GB18186-2000 國家一級醬油標準和T/CNFIA 114-2019 團體標準要求。總糖和乙醇含量差異較大，總糖含量在4.75～12.20 g/100 mL 之間，乙醇含量在0.65%～4.10%。

表3 13 種原釀本味醬油的常規理化指標（g/100 mL）Table 3 Routine indexes of thirteen kinds of natural plain fermented soy sauce (g/100 mL)

2.2 電子鼻分析

根據電子鼻測定的醬油氣味信息，建立醬油PCA 識別模式，解析13 種醬油風味變化特征。由圖1 可知PC1 和PC2 貢獻率分別為98.87%和0.63%，合計貢獻率為99.50%。所以這兩個成分能夠較好代表樣品風味的主要信息特征。

由圖1A 中可知，13 個醬油樣品風味變化較大，根據不同醬油在PC1 軸上的分布，可大致分為三個區域即三種不同風味類型。S1 和S3 位于最左側，兩者95%置信區間略有重疊，但與其它11 個樣品之間均能完全區分開。說明S1 和S3 樣品風味較為接近，但與其它樣品風味差異較大。S4、S5、S7、S9、S10、S11、S12 等7 個樣品分布于中間位置，其中S4 與S7、S9、S12 之間風味差異較大，能被電子鼻區分，S5、S10、S11 與S4、S7、S12、S9 均有交叉，三者風味介于S4 和S7、S9、S12 之間。S2、S6、S8、S13 四個樣品位于PC1 的最右側，其中S6、S2 兩個樣品風味特征最為相似，S13 與S2、S6 及S8 之間均由重疊，風味介于二者之間，而S8 與S2、S6 差異較大，分布無重疊。由此可以看出，受原料、發酵菌種、發酵工藝等的影響，我國醬油產品風味存在著較大的差異性。

PCA 分析結果顯示PC1 的貢獻率為98.87%，而對PC1 影響較大的因子由載荷分析圖1B 可知，W5S、W2S、W1W 三個傳感器所捕獲的信息與PC1 相關性較高，這三個傳感器所對應的物質類型分別為對氮氧化合物、醇類及無機硫化物。對主成分2 貢獻率較大的是W2S 和W1C，這兩個傳感器對應的分別為醇類和苯類芳香化合物。綜合以上分析可知，乙醇等醇類物質、無機硫化物等是區分不同醬油產品之間的關鍵物質。

圖1 13 個醬油樣品電子鼻PCA 圖及載荷圖Fig.1 PCA analysis of electronic nose and load analysis of thirteen kinds of soy sauce

2.3 醬油中揮發性風味物質分析

采用GC-MS 對醬油揮發性物質進行進一步解析，并通過HEMI 軟件繪制熱圖，根據歐氏距離相似度，按照Maximum-linkage 法進行聚類分析，以明確影響醬油風味的物質基礎，結果如圖2。

圖2 13 個醬油樣品揮發性風味物質組成及聚類分析Fig.2 Composition and cluster analysis of volatile flavor substances of thirteen kinds of soy sauce

由圖2 可知，13 個樣品聚類結果為在第一和第二分類水平上，同一產品能夠聚集在同一分支，而第三分類水平上，樣品之間即存在一定交叉，因此這13 種樣品大致聚為3 類。S8 與S13 聚為第一類，從物質結構上看，與其他樣品相比較，該類樣品特點為乙醇含量高。與之相對應的第二類產品包括1 個樣品S1，該樣品特點為與其他樣品相比較乙醇含量最低，同時通過比較S1 與S8、S13 之間物質組成發現，相較與S8 和S13，S1 樣品特點還表現為呋喃甲醇含量高，異戊醇、環氧丙烷、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-乙基愈創木酚、2-苯基-2-丁烯醛等物質含量低，其中4-乙基愈創木酚等為醬油重要的特征風味物質[26]。S2、S3、S4、S5、S6、S7、S9、S10、S11、S12 等10 個樣品聚為一支，該支樣品乙醇含量在第一類和第三類之間，且與第一、第二類有顯著差異，而其他各指標無顯差異。由此可知，乙醇是影響醬油風味差異性的主要物質，其次為醬油特征風味物質如4-乙基愈創木酚等，這兩種物質的生成均主要受酵母菌種及發酵過程的影響[27?29]。因此，篩選和應用發酵性能優良的耐鹽酵母是提升醬油風味品質的關鍵[30?32]。

結合電子鼻分析結果可知，基于物質組成的分類結果與電子鼻分析結果較為一致，兩種分析結果均表明乙醇是影響醬油風味差異的主要因素。基于物質的結果與電子鼻結果略有差異，這種差異主要是由于醬油的風味形成依賴與物質的組成和含量。一方面是由于乙醇含量較高，本身具有較強的氣味，同時乙醇揮發過程中也會使醬油中風味物質帶出，從而間接影響醬油的風味特征。

2.4 醬油中游離氨基酸含量和組成分析

由表4 可知，13 種醬油中游離氨基酸總量以S4 樣品含量最高為87.98，以S13 最低37.29，分布范圍較廣，多數分布在55%～75%之間。通過分析氨基酸組成可知，谷氨酸為不同產品中變化最為顯著的游離氨基酸。S4 樣品游離氨基酸組成較其他12 個樣品差異最大，谷氨酸和脯氨酸均顯著高于其它12 個樣品，天冬氨酸等其它13 種游離氨基酸含量均低于其它12 個樣品。結合表1 原料信息表可知，S4 氨基酸組成受原料影響較大。同樣，S7 樣品受玉米發酵醬添加的影響，谷氨酸的含量也較高，僅次于S4，且明顯高于其它11 個樣品。S5、S6 和S9 為同一廠家不同系列產品，三者谷氨酸含量較為接近，其余8 個樣品谷氨酸含量均低于15 mg/mL，S13 谷氨酸含量最低為5.37 mg/mL。

表4 13 種醬油的游離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)

一般認為釀造醬油谷氨酸在18%～25%之間[9]，通過分析可知，S4、S5、S6、S7、S9 谷氨酸相對百分含量占比在31%～45%之間，而S3、S8、S10、S12、S13 谷氨酸相對百分含量在14%～17%之間，這些樣品谷氨酸含量與傳統釀造醬油有一定差異，與原料配比、發酵工藝及酵母抽提物的添加（原料中添加酵母抽提物的醬油為非添加醬油）等有關。通過分析可知，由于谷氨酸含量較大且呈味閾值低，谷氨酸對醬油鮮味具有非常重要的貢獻，鮮味TAV 值與谷氨酸含量較為一致，S4 鮮味TAV 值最高為135.85，S13鮮味TAV 值最低為21.94。通過分析鮮、甜、苦TAV 值相對百分比可知，S4 樣品甜味和苦味TAV最低，S5、S6、S7、S9 四個樣品甜味和苦味TAV 略高于S4，其余8 個樣品甜味和苦味TAV 值均比較高。

2.5 感官品評分析

原釀本味類產品不添加味精和食品添加劑（食品工業用加工助劑除外），所以其香氣、口味主要依賴于其自身的發酵工藝和發酵水平，也就是原油質量在口味和香氣上的貢獻是最大的。

通過感官品評結果表5 可知，13 種醬油風味品質存在較大差異，大致可分為五組。S1 和S3 樣品風味較差，主要為酯香、醇香等香氣較弱的物質，該結果與電子鼻結果較為一致（圖1），且乙醇含量較低（表3）。其余11 個樣品可分為4 種類型，其中S4、S7、S10 三個樣品醬香突出，S2、S11、S12 兼具酯香和醬香風味，S5、S6、S9 三個樣品酯香突出且兼具醇香，而8 和13 主要以醇香突出。結合電子鼻和電子舌結果可知，13 個醬油樣品感官評價結果與電子舌和揮發性風味物質分析結果較為一致（圖1 和圖2）。

表5 13 種原味本釀醬油感官品評表Table 5 Sensory evaluation form of thirteen kinds of natural plain fermented soy sauce

通過表5 中滋味感官評價結果可知，S2～S12 等11 個樣品滋味均比較好，S1 和S13 樣品滋味品質較差，主要特征為咸酸味較明顯，鮮甜味差。由這兩個樣品氨基酸組成（表4）和常規理化指標（表3）可知，S1 和S13 樣品中鮮味和甜味氨基酸含量均低于其他樣品，且S1 樣品糖/酸值也最小。同時，雖然S1 和S13 樣品含鹽含量與其它樣品較為接近，但由于鮮、甜味氨基酸含量少，咸味也就相對較為突出。結合其余12 個樣品理化指標和氨基酸組成可知，當樣品氨基酸態氮≥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，游離氨基酸含量≥60 mg/mL，醬油風味品質最佳（不考慮氨基酸與其他物質之間的相互作用）。

3 結論

本研究系統比較了國內主要的原釀醬油非揮發性和揮發性風味物質，并進行感官評價。結果表明我國醬油風味存在著較大差異，受原料和發酵工藝等的影響，品質參差不齊。綜上可知，各項理化指標之間無顯著相關性，不同產品乙醇和總糖含量變化最為明顯。乙醇、氮氧化合物及無機硫化物是造成醬油風味差異的主要物質基礎。醬油游離氨基酸組成不僅對醬油鮮味特征有顯著影響，同時直接或間接與糖、酸、全氮等共同影響醬油鮮、咸、甜、酸等滋味特征。綜合比較認為：當樣品的氨基酸態氮≥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，游離氨基酸含量≥60 mg/mL，時，醬油風味品質最佳。但是對于額外添加的酵母抽提、口蘑等物質對醬油品質（口感、風味）的影響需要進一步研究其作用機理。