醬油鮮味的研究進展

李丹鳳，馬云標

上海太太樂食品有限公司（上海 201812）

隨著人們生活水平的提高，餐桌上美食越來越豐富，眾多食品加工工業中，廣泛使用醬油為原材料賦香、增鮮，以達到提高風味的目的。醬油是一種營養較高的人們日常生活中不可缺少的調味品，俗稱豉油，主要由大豆、淀粉、小麥、食鹽經過制油、發酵等程序釀制而成。醬油的成分比較復雜，除食鹽的成分外，還有多種氨基酸、糖類、有機酸、色素及香料成分。醬油不同風味、香氣的產生和形成，主要來源與它不同的生產釀造工藝及原料、配方、原料處理和生產過程中微生物作用的好壞，由于微生物的協同作用使之發生一系列的生化反應，把原料中的不溶性高分子物質，分解成低分子化合物，這些物質的相互結合形成種類繁多的呈味物質[1]。這些呈味物質主要是氨基酸。醬油作為調味品，其感官質量應具有色香味體的評價，并以鮮味為主要感官指標。鮮味是區別于酸、甜、苦和咸4種基本滋味的第5種滋味，對食品的滋味、可口性及可接受性起著重要作用[2]。谷氨酸含量較高與醬油呈現的鮮味有一定關系[3]。市售醬油氨基酸態氮雖然達到國家標準，但不能僅以此衡量醬油的品質。為了保護消費者的權益，需要對其來源進行鑒別，可對其氨基酸組分進行分析。研究表明[4]，釀造醬油中的必需氨基酸占總氨基酸比例＞35%，添加增鮮劑或植物蛋白水解液則不能達到此值。因此認為同一工藝條件下釀造醬油中氨基酸的組成較穩定，而人為添加非發酵氨基酸，就會引起氨基酸組成的變化，據此可以判定該醬油是否為釀造醬油。

1 醬油中的鮮味物質

1.1 氨基酸

氨基酸態氮是醬油的營養和質量指標，也是釀造醬油中大豆蛋白水解率高低的特征性指標，一般情況下，氨基酸態氮含量越高，醬油的質量越好，鮮味也就越濃。

釀造醬油的鮮味是在發酵過程中，微生物分解原料中的蛋白質自然產生，比起其他同類產品，如配制醬油、酸水解植物蛋白液等鮮得自然。釀造醬油的鮮味成分主要是氨基酸，約20種，其中尤以谷氨酸和天門冬氨酸的鮮味最大。氨基酸是由釀造醬油所用的脫脂大豆經霉菌產生酶的分解作用而得。氨基酸的含量越高，醬油的鮮味也就越濃。不同釀造工藝生產的醬油，所含氨基酸種類不同，呈現的鮮味也有所不同。我國釀造醬油工藝主要有高鹽稀態釀造工藝和低鹽固態釀造工藝2種，高鹽稀態醬油工藝主要是以脫脂大豆和小麥為原料，經微生物在適溫下發酵120 d制取醬油。由于發酵的溫度適宜，發酵周期長，各種有益微生物可以充分分解原料中的蛋白質等物質，產生大量、種類豐富的氨基酸，從而使醬油呈現較濃的鮮味。低鹽固態醬油是以脫脂大豆和麩皮為原料，經微生物在55 ℃下發酵20 d左右制得的醬油。由于發酵溫度較高，多種有益微生物在高溫下無法生存，直接分解成氨基酸，其鮮味成分遠不如前者[5]。

醬油中的鮮味來源于蛋白質分解產物游離氨基酸，不同游離氨基酸的呈味特性[6]如表1所示，其中以谷氨酸含量最高，鮮味強烈，是構成整體鮮味特性的重要物質。其中，谷氨酸-天門冬氨酸、谷氨酸-絲氨酸在釀造過程中生成的一些低級肽也具有鮮味[7]。醬油生產過程中的游離氨基酸是經過微生物不斷作用產生的，氨基酸的種類和數量在一定程度上決定醬油的品質。

表1 不同氨基酸的呈味特性

1.2 核苷酸

醬油的鮮味物質還包括核苷酸。核苷酸包括肌苷酸（IMP）、鳥苷酸（GMP）、三磷酸腺苷（ATP）、二磷酸腺苷（ADP）、腺苷酸（AMP）、次黃嘿呤（Hx）、次黃嘌呤核苷（HxR）等。有研究[8]認為，在醬油發酵過程中，微生物中普遍存在降解核苷酸的酶系。該酶系將ATP降解至IMP，IMP可能變為AMP或無鮮味的腺苷、肌苷，如HxR，而后導致呈現苦味的Hx。而AMP與Hx在醬油產品中基本有不同程度的存在，HxR也在一些醬油中少量檢出。在醬油發酵過程中，酵母、霉菌及細菌等微生物、酵母和細菌菌體自溶后會產生的核酸經核酸酶水解一部分，會生成IMP和GMP等核苷酸，它們能起到助鮮作用。醬油成品中往往添加有谷氨酸鈉和一定比例的呈味核苷酸（IMP+GMP），能顯著提高醬油產品的口感、增加醬油濃厚風味并提高鮮度[9]。谷氨酸鈉和IMP+GMP的混合能使醬油的鮮味提高數倍至10余倍[10]。隨著食品行業科學技術的不斷發展，食品添加劑的使用日趨普遍，其中呈味核苷酸作為一種新型食品添加劑，被廣泛應用于食品調味行業中。將一些呈味核苷酸作為助鮮劑添加到醬油發酵過程中，促使醬油鮮味顯著提高，從而改善其呈味的品質，成為中國生產優質風味醬油的重要手段之一[11]。

1.3 呈鮮味肽

Ogasawara等[12]對大豆蛋白水解液中分子質量在1 000～5 000 Da的肽進行研究，結果發現這些分子量的肽能夠具有鮮味或延長鮮味的特性。Rhyu等[13]研究大豆提取液中的小分子肽，結果發現分子質量500～1 000 Da的肽具有最強的鮮味。Lioe等[14]將日本醬油經過超濾分成不同組分，結果發現小分子組分的鮮味和咸味比其他組分更加強烈。Apriyantono等[15]探討印度尼西亞醬油，結果發現低于500 Da組分的呈味效果最好，且推測醬油中的肽是印度尼西亞醬油呈鮮味的物質基礎。因此，呈鮮味的肽存在于醬油中，且對醬油的總體味道起一定作用。這些研究表明醬油呈味肽的探討和研究具有深遠意義。

2 鮮味強度的判定方法

研究鮮味的方法有多種，最有效的方法是研究樣品中某一物質的鮮味強度，去掉該物質后，再與原先的樣品進行對比，但這一方法對技術及試驗設備要求較高，較難實現[16]。一般的方法是以水或者醇為鮮味物質的溶劑，提取樣品中的全部鮮味物質并進行檢測，分析所有鮮味物質含量，通過人工復配的方法，獲得與之相類似的復配液，達到模擬原樣品鮮味的效果，通過減缺和添加試驗并感官檢測各有效呈現組分的呈味功能[17]。評價鮮味強度的方法有以下幾種[18-20]。

2.1 感官評價

由經培訓的感官員對樣品的鮮味進行評判，以判定該樣品的鮮味強度，包括三角檢驗法、強度稀釋法、打分法等。

2.2 滋味活性值（taste activity value，TAV）

食品中的呈鮮成分較為復雜，較難直接求出樣品的鮮味強度，國內外學者一般根據其TAV[21-23]大致估算該樣品的鮮味強度值。滋味活性值是指呈味物質濃度與其閾值之間的比值，按式（1）計算，可以評價樣品中某一組分對鮮味強度的影響。通常認為，TAV大于1時，該物質對樣品有重要影響。

2.3 滋味稀釋分析（taste dilution analysis，TDA）

Hofmann等[24-25]在2001年建立一種測定苦味活性物質的方法，把人的舌頭作為生物感受器，檢測食品中存在的滋味化合物的閾值，通過（2）計算其TAV與滋味稀釋值（taste dilution，TD）評價其滋味貢獻。

式中：總TD稀釋值指混合物溶解于1 mL水中，按1∶1體積比稀釋，采用3點測定進行評定，當某個稀釋水平的溶液與2個空白之間的滋味差異剛好能被識別出來時的稀釋倍數。

2.4 減除試驗

減除試驗是通過感官試驗比較混合物和缺少其中一種成分的混合物的感官特性，從而確定某一成分對整體風味的貢獻。此方法主要包括4個關鍵步驟：確定食品水提物的濃度、合成混合物的建立、感官驗證建立的合成混合物、感官評價減除試驗并最終選擇可減除的化合物。減除試驗考慮到滋味活性物質和食品基質間的相互作用，從而建立成分與感官性狀之間的關系。

2.5 味精當量

由于核苷酸二鈉與谷氨酸鈉具有協同增效作用，通過由Yamaguchi等[26]提出的味精當量公式（式3），將其混合溶液所呈現的鮮味強度轉化為等價的谷氨酸鈉（即味精）濃度，用于量化混合溶液的鮮味強度。

式中：EUC為味精當量，g MSG/100 g；ai和aj分別為鮮味氨基酸（Asp或Glu）和鮮味核苷酸（5’-IMP，5’-GMP，5’-AMP，5’-XMP）濃度，均為g/100 g；bi和bj分別為鮮味氨基酸的相對呈鮮系數（Glu為1；Asp為0.077）和鮮味核苷酸的相對呈鮮系數（5’-IMP為1；5’-GMP為2.3；5’-AMP為0.18；5’-XMP為0.61）；1 218為協同作用常數。

2.6 檢測儀器

通過電子舌等具有生物電子膜的特異性傳感器對樣品呈鮮組分進行專一性響應，以其響應值判定該樣品的鮮味強度，并與其他鮮味物質進行區分。

在探究鮮味物質的相互作用時，現有手段都存在一定缺陷，TAV是個比較客觀的評價方法，被廣泛應用于各種食品風味的研究，但其缺陷在于只能片面反映一組分在呈鮮物質中所起的作用，無法進行量化，也沒有考慮到各個物質之間的相互影響關系，如協同效應和相抵作用等。TDA分析方法雖然能較好地計算出滋味活性物質對風味的貢獻，但它是基于滋味強度是風味物質濃度的線性函數為假設，并未考慮食品基質和風味物質的相互作用。味精當量的鮮味量化只考慮谷氨酸鈉和核苷酸之間的協同作用，卻忽略無機離子和其他呈味物質在其中的作用。儀器檢測可以區分不同鮮味強度，但難于比較兩者間鮮味的強弱。只有感官評價能較為合理地比較鮮味的強弱，但感官評價需要以完全的復配溶液去復原檢測物質，并且需要大量試驗人員以減少由于個體差異所帶來的試驗誤差。

3 結語與展望

現有設備仍無法對醬油風味物質的呈味類型和強度進行分析，無法直接鑒定哪些分子和分子之間協調作用可以產生諸如酸、甜、苦、辣、鮮等不同風味類型。現有的氣相色譜、氣質聯用色譜雖然可以鑒別傳統醬油中近300種物質，但仍無法區分各單體對風味的貢獻大小。國內外對食品中的關鍵風味物質的研究多集中于鮮味物質的含量檢測方面，對其中呈味物質間的相互作用的研究較少。

醬油鮮味的呈現不止是各個鮮味物質之間鮮味的疊加，未來可以通過建立數學模型，將醬油中鮮味物質之間的作用關聯，擬合一個醬油鮮味綜合評價指數。通過電子舌技術對6種單一鮮味物質（氨基酸類的L-谷氨酸鈉、L-天門冬氨酸鈉，核苷酸類的5’-肌苷酸二鈉、5’-鳥苷酸二鈉、5’-呈味核苷酸二鈉，有機酸類的琥珀酸二鈉）進行電子舌響應，建立濃度與鮮味強度之間的響應曲線，探究不同鮮味物質在電子舌上響應的規律性；通過電子舌技術分析鮮味物質與酸味、甜味、苦味、咸味4種味覺物質的相互作用，探究鮮味物質與不同味感物質之間的作用規律，旨在為通過電子舌預測醬油鮮味強度提供理論依據，并通過增大樣品量采集大量數據，建立醬油鮮味量化的數學模型，為醬油的鮮味量化及產品開發奠定基礎。