典型廣式醬油與日式醬油的風(fēng)味物質(zhì)差異研究

朱新貴，李學(xué)偉，曾小波

典型廣式醬油與日式醬油的風(fēng)味物質(zhì)差異研究

朱新貴，李學(xué)偉，曾小波

（李錦記（新會）食品有限公司，廣東 江門 529156）

廣式醬油和日式醬油在原料、微生物和工藝均有極大的差異。通過比較研究，廣式醬油醬香、豉香濃郁，而日式醬油醇香、酯香和甜味更加突出。在氨基酸分析中，廣式醬油的總游離氨基酸為5.220 g/100 mL，而日式醬油則為5.903 g/100 mL，但兩者氨基酸種類的相對百分含量沒有顯著的差異（P＞0.05）。氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）鑒定出揮發(fā)性化合物134種，其中廣式醬油的主要揮發(fā)性化合物為酯類（25.39%）、醇類（25.23%）、酸類（13.51%）、酮類（4.24%）、醛類（2.57%）、酚類（0.31%）和烷烴類（28.75%），而日式醬油主要為酯類（56.02%）、醇類（21.11%）、酸類（5.92%）、酮類（3.42%）、醛類（0.69%）、酚類（0.15%）和烷烴類（12.69%），醬油揮發(fā)性化合物的種類、含量及比例構(gòu)成是引起兩種醬油風(fēng)味獨特差異的重要原因。

廣式醬油；日式醬油；風(fēng)味物質(zhì)；氣相色譜-質(zhì)譜法

醬油起源于我國，迄今已有二千多年的歷史，是我國及日本、韓國、東南亞地區(qū)國家人民飲食生活中不可或缺的調(diào)味品。醬油風(fēng)味物質(zhì)十分復(fù)雜，其主要來源為原料、微生物分解代謝，以及釀造過程的生物化學(xué)形成的產(chǎn)物，包括氨基酸、糖、有機酸、酯類、醇類、酮類、酚類、醛類等，這些物質(zhì)使得醬油產(chǎn)生其獨特風(fēng)味和調(diào)味效果［1-4］。醬油中揮發(fā)性香氣成分很多，呈香機制復(fù)雜，已檢出醬油的香氣成分的有300余種，其中有些香氣物質(zhì)在醬油的組成中含量極微，但由于口味閾值低，對醬油的風(fēng)味影響很大［1，5-9］。

傳統(tǒng)醬油原料和工藝受歷史傳承、地域資源和人民飲食習(xí)慣的影響，地域差異化特點明顯，形成各具特色的不同流派。廣式醬油是中國傳統(tǒng)釀造醬油的一個重要流派，形成于以廣東為主的華南地區(qū)。該類醬油以全大豆和面粉為主要原料，經(jīng)3個月以上的日曬夜露天然釀造而成，風(fēng)味獨特，調(diào)味效果好，因此越來越受消費者歡迎，是國內(nèi)產(chǎn)銷量最大的一類醬油。日式醬油起源于中國，但經(jīng)歷了漫長的歷史演變和發(fā)展，逐步形成具有自身特點的日式流派。其中，以脫脂大豆和炒小麥為主要原料，采用醬油曲霉、產(chǎn)香酵母和乳酸菌為發(fā)酵菌種，經(jīng)6個月以上的高鹽稀態(tài)控溫發(fā)酵的本釀造醬油是典型日式醬油，這種醬油與中式醬油具有明顯風(fēng)味差異，是國際市場上產(chǎn)銷量最大的一類醬油［1，4，10-12］。

本研究將對比分析典型廣式醬油和日式醬油的原料及工藝，對兩種醬油的常規(guī)指標(biāo)進行了測定，并利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）對醬油揮發(fā)性成分進行分析，闡明兩種釀造醬油的風(fēng)味差異，為提高釀造醬油的品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

典型廣式醬油和日式醬油：本公司提供。

氫氧化鈉、甲醛、鹽酸、葡萄糖、重鉻酸鉀等：中國醫(yī)藥（集團）上?；瘜W(xué)試劑公司。

1.2儀器與設(shè)備

UV1100紫外可見光分光光度計：北京萊伯泰科儀器有限公司；PAL-α Brix計：日本ATAGO公司；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州普天儀器制造有限公司；794全自動滴定儀：瑞士萬通（中國）有限公司；Sykam全自動氨基酸分析儀：德國Sykam公司；GC-MS-QP2020氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、毛細管柱Rtx-wax（30 m×0.25 mm×0.25 μm）：日本島津公司。

1.3試驗方法

1.3.1醬油常規(guī)指標(biāo)測定

氨基酸態(tài)氮（amino acid nitrogen，AAN）、總氮、總酸、氯化鈉、pH值、色澤A530nm（稀釋10倍）均按GB 18186—2000《釀造醬油》規(guī)定測定；還原糖按GB/T 5009.7—2008《食品中還原糖的測定》測定；固形物采用Brix計測定。

1.3.2氨基酸的測定—柱前衍生法

參考《實用食物營養(yǎng)成分分析手冊》中柱前衍生法測定醬油里的氨基酸［13］。

1.3.3醬油揮發(fā)性成分測定

固相微萃?。喝悠?0 mL密封于100 mL頂空樣品瓶，置于40℃水浴中電磁攪拌，固相微萃取纖維頂空萃取40 min，250℃解吸3 min后進樣。

氣相色譜分析條件：島津毛細管柱Rtx-wax（30 m× 0.25 mm×0.25 μm）；載氣He，流速1.0 mL/min；程序升溫，起始溫度45℃保持5min，升溫速率5℃/min，溫度至200℃，保持15 min，升溫速度10℃/min，最終溫度220℃，保持5 min；汽化室溫度220℃，進樣量0.8 μL。

質(zhì)譜分析條件：電子電離源，電子能量70 eV，發(fā)射電流200 μA，電子倍增器電壓350 V，離子源溫度200℃，質(zhì)量掃描范圍35～335 amu。

數(shù)據(jù)處理：試驗數(shù)據(jù)處理由島津solution軟件完成，在NIST譜庫（107 000個化合物的數(shù)據(jù)）和Wiley譜庫（320 000個化合物的數(shù)據(jù)，Version6.0）對未知化合物進行檢索并計算匹配度，只有當(dāng)正反匹配度均大于800（最大值為1 000）時才能確證該物質(zhì)。

2　結(jié)果與分析

2.1廣式醬油與日式醬油常規(guī)指標(biāo)測定分析

廣式醬油和日式醬油在原料、菌種和工藝上均有非常大的差別。典型的廣式醬油的原料主要以黃豆和面粉為主，而典型的日式醬油則以脫脂大豆和炒小麥為主；利用微生物方面，廣式醬油利用米曲霉進行制曲，并在天然露曬發(fā)酵過程中利用天然微生物進行釀造，而日式醬油則利用醬油曲霉進行制曲，釀造過程需添加魯氏酵母、球擬酵母等產(chǎn)香酵母和乳酸菌進行后期發(fā)酵；釀造周期方面，廣式醬油曬露天然發(fā)酵，發(fā)酵時間90 d以上；而日式醬油則進行控溫發(fā)酵，前期低溫后期中溫，發(fā)酵時間通常150 d以上［1，10-11］。原料、微生物和工藝有著明顯差異，釀造出的醬油風(fēng)味也顯著的差異。

醬油釀造結(jié)束后，測定醬油的常規(guī)指標(biāo)，廣式醬油和日式醬油的常規(guī)指標(biāo)分析見表1。

表1　廣式醬油和日式造醬油常規(guī)指標(biāo)比較Table 1 Comparison of physiochemical properties of Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce

由表1可知，廣式醬油和日式醬油在總酸、氨基酸態(tài)氮、總氮、pH值、色澤A530nm、可溶性固形物含量和還原糖之間均存在顯著差異（P＜0.05）。由于日式醬油的原料配比中，淀粉質(zhì)原料含量比例高，使得日式醬油的還原糖含量高達5.9 g/100 mL，是廣式醬油的3.5倍左右。對比醬油色澤，日式醬油顏色略深，與其還原糖和氨基酸含量高有關(guān)。氨基酸和還原糖在發(fā)酵釀造過程中以及后處理時容易產(chǎn)生美拉德反應(yīng)，并生成褐色或黑色素物質(zhì)［1］。日式醬油總酸含量較廣式醬油高，與釀造后期添加耐鹽乳酸菌進行了乳酸發(fā)酵有關(guān)［1，5］。對廣式醬油和日式醬油進行吸收光譜掃描分析（圖1），兩者的光譜圖也存在較大的差異，尤其是紫外區(qū)間。此外，在相同波長下，日式醬油均有較高的吸光度絕對值。吸收光譜的差異與醬油中物質(zhì)構(gòu)成差異有關(guān)。

圖1　廣式醬油和日式醬油的光譜掃描圖Fig.1 Spectrogram analysis of Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce

經(jīng)感官鑒評，廣式醬油與日式醬油風(fēng)味各具特色。日式醬油由于其氨基酸態(tài)氮、糖分和總酸較高，而使其咸味不突出，甜味較明顯。廣式醬油具有典型的醬香、豉香，而日式醬油醇香、酯香突出。

2.2廣式醬油與日式醬油的氨基酸成分組成分析

在國標(biāo)中，氨基酸態(tài)氮的含量是衡量醬油等級的關(guān)鍵指標(biāo)。不同的氨基酸具有不同的呈味特性，如谷氨酸和天冬氨酸具有鮮味，甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸等具有甜味，而酪氨酸、組氨酸等具有苦味［1，14］。在醬油釀造過程中，氨基酸是蛋白水解酶蛋白質(zhì)原料的產(chǎn)物，其構(gòu)成及含量是影響醬油滋味和品質(zhì)的重要因素。因此，通過比較游離氨基酸的組成，有助于分析廣式醬油和日式醬油的的滋味差異，廣式和日式醬油的游離氨基酸組成結(jié)果見表2。

表2　廣式醬油和日式醬油的游離氨基酸組成Table 2 Compositions of amino acids in Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce

廣式醬油的總游離氨基酸含量為5.220 g/100 mL，而日式醬油的總游離氨基酸含量為5.903g/100mL。在氨基酸各組分的對比中，除了賴氨酸、組氨酸、精氨酸、絡(luò)氨酸和胱氨酸外，其他13種氨基酸在日式醬油中均有較高的含量。由表3可知，廣式醬油和日式醬油氨基酸種類的相對百分含量沒有顯著差異（P＞0.05），說明2種醬油的氨基酸種類含量比例是一致的，而日式醬油各氨基酸含量較高，原因與其原料、微生物、曲料與鹽水比例和釀造工藝有關(guān)。由于日式醬油以脫脂大豆為原料，已有研究認為在曲霉蛋白酶的作用下，脫脂大豆的全氮利用率高，可獲得氨基酸態(tài)氮濃度高的醬油［1］。

表3　廣式醬油和日式醬油中呈味氨基酸的相對百分含量Table 3 Relative contents of amino acids in Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce

2.3廣式醬油和日式醬油主要揮發(fā)性成分比較

采用固相微萃取技術(shù)分別對廣式醬油和日式醬油揮發(fā)性成分進行提取，并應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜法進行測定，廣式醬油和日式醬油的主要揮發(fā)性風(fēng)味成分的總離子流色譜圖見圖2。

圖2　廣式醬油（A）和日式醬油（B）的主要揮發(fā)性風(fēng)味成分的GC-MS分析總離子流色譜圖Fig.2 Total ion chromatograms of GC-MS analysis of main volatile flavor compounds of the Cantonese-style soy sauce（A）and Japanese-style soy sauce（B）

由圖2可知，廣式醬油主要揮發(fā)性成分較豐富，對物質(zhì)的含量進行定性，含量差異（峰面積歸一法）見表4。

由表4可知，本試驗共鑒定出揮發(fā)性物質(zhì)134種，其中醇類28種，酯類45種，酮類12種，酸類15種，醛類13種，酚類4種，烷烴類16種?？傮w上，廣式醬油揮發(fā)性物質(zhì)較豐富，但日式醬油的酯類物質(zhì)相對更加豐富。

表4　廣式醬油和日式醬油主要揮發(fā)性成分比較分析Table 4 Comparison of the main volatile flavor components of Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce

續(xù)表

續(xù)表

醬油中醇類的來源主要有兩個方面，一是原料的成分降解，二是發(fā)酵過程所形成的，是形成釀造醬油香氣成分的重要來源［1］。對比2種釀造醬油，廣式醬油檢測到23種醇類物質(zhì)，而日式醬油則有16種。高級醇類物質(zhì)在日式醬油中有較高的含量，但廣式醬油的種類更加豐富。有研究認為，添加酵母、乳酸菌的醬醪中高級醇的含量較高。另外，多元醇的定量值因醬醪及發(fā)酵時期的不同而有很大的差異［1］。廣式醬油含有較多的脂肪醇，可能與廣式醬油使用全大豆釀造有關(guān)，大豆油脂的降解能生成脂肪醇等小分子物質(zhì)［15］。

檢測到的酯類物質(zhì)種類最多，共檢測到45種，其中廣式醬油25種，而日式醬油則35種，酯類物質(zhì)的種類和含量在兩種醬油中存在非常大的差異，日式醬油含有較豐富的酯類物質(zhì)，尤其是高級酯類。酯類物質(zhì)不但具有果香并使醬油呈濃郁的酯香，而且能夠掩蓋其他化合物散發(fā)出來的不良香氣［16-17］。乳酸菌進行乳酸發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，乳酸可使醬油口感柔和，而且能生成酯類物質(zhì)，是構(gòu)成醬油香味的重要來源［1］。廣式醬油成曲中的酵母菌和乳酸菌是由環(huán)境帶入，其數(shù)量和種類不確定。而日式醬油的酵母菌和乳酸菌為人工添加，并進行控溫發(fā)酵管理。因此，日式醬油的乙醇、乳酸及其衍生的酯類物質(zhì)應(yīng)有較高的含量。醬油釀造原料全大豆和脫脂大豆均含有一定量的油脂，跟據(jù)脂質(zhì)的一般氧化規(guī)律，這些油脂類成分在醬醪中可被微生物產(chǎn)的脂肪酶系或在自然氧化的條件下分解成游離的脂肪酸，并進一步與發(fā)酵液中的醇類物質(zhì)重新發(fā)生酯化反應(yīng)生成新的酯類物質(zhì)［16-19］。

醬油中的酮類物質(zhì)是醬油香氣成分的重要物質(zhì)，尤其是呋喃（酮）類化合物和雜環(huán)類化合物一般被認為是醬油特有的香氣成分［1］。醬油中共檢測12種酮類物質(zhì)，除了4種成分外，其他成分在廣式醬油均有較高的含量。呋喃（酮）化合物具有焦糖色香氣，主要由酵母代謝及美拉德反應(yīng)形成的產(chǎn)物［5，17］。表5的結(jié)果表明，以全大豆為原料的廣式醬油，更有利于呋喃（酮）類化合物和雜環(huán)類化合物的生成。

醬油的酸味是以乳酸、乙酸為主的有機酸類，它們不僅是呈味成分，而且關(guān)系到醬油的香氣，也是形成酯類物質(zhì)的重要成分［1］。與日式醬油比較，廣式醬油含有較豐富的揮發(fā)性酸類物質(zhì)，尤其是脂肪酸類。用于釀造廣式醬油的全大豆含有大量的油脂，這是引起廣式醬油脂肪酸類物質(zhì)較豐富的原因［5，19］，但由于釀造時間相對短和成酯微生物缺乏，這些酸類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的酯類物質(zhì)沒有明顯增加。

酚類化合物是在發(fā)酵過程中通過曲霉降解和酵母發(fā)酵生成，是醬油的重要風(fēng)味成分。其中愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚和4-乙基苯酚均是天然發(fā)酵醬油中產(chǎn)生醬香的關(guān)鍵香氣物質(zhì)［1］。對比兩種醬油，愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚和4-乙基苯酚在廣式醬油中均有較高的含量，但日式醬油中含有4-乙基-2-甲氧基-苯酚。由表4的峰面積可知，廣式醬油中的酚類物質(zhì)含量是日式醬油的1.25倍。由此可說明，廣式醬油的釀造工藝更有利于酚類物質(zhì)的形成。

釀造醬油中的醛類物質(zhì)主要來自氨基酸降解、微生物的轉(zhuǎn)化作用和油脂的氧化降解，有些醛類物質(zhì)本身不是呈味成分，但在復(fù)雜的醬油釀造中可與其他成分生成醬油特有的香氣成分，如苯乙醛具有類似風(fēng)信子的香氣，低濃度具水果的甜香氣，甲硫基丙醛具強烈的洋蔥和肉香樣香氣等［1，5］。由表4可知，廣式醬油中的醛類物質(zhì)被檢出13種，而日式醬油8種。對于醬油中的烷烴類物質(zhì)，一般認為由大豆油脂分解而成，雖不直接構(gòu)成醬油的風(fēng)味成分，但其進一步分解生成的小分子物質(zhì)也是構(gòu)成醬油復(fù)雜風(fēng)味成分的來源。

表5　廣式醬油和日式醬油中不同風(fēng)味成分種類的相對含量比較Table 5 Relative contents of flavor compounds in different constituents of Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce

由表5可見，兩種醬油各成分種類的相對含量差異非常大，醇類、酮類、酸類、醛類、酚類和烷烴類在廣式醬油中均有較高的含量比例，而日式醬油中的酯類相對含量非常高，占比達56.02%。主要原因是日式醬油在后發(fā)酵期添加酵母菌和乳酸菌，是形成酯類物質(zhì)的重要來源。此外，日式醬油發(fā)酵時間達150 d以上，這也是促進酯化反應(yīng)的重要因素。對于廣式醬油，其釀造工藝主要是日曬夜露天然發(fā)酵，各成分相對含量比較均衡，形成其醬油獨特的風(fēng)味。

3　結(jié)論

廣式醬油和日式醬油在原料、微生物和釀造工藝上均有極大的差異，醬油風(fēng)味明顯不同。通過對比分析，廣式醬油醇香、醬香、豉香濃郁，而日式醬油醇香、酯香、酸味和甜味更加突出。此外，日式醬油由于全氮、總酸、氨基酸態(tài)氮和糖分相對較高，其醬油咸味不明顯。在氨基酸分析中，廣式醬油的總游離氨基酸含量為5.220 g/100 mL，而日式醬油的總游離氨基酸含量為5.903 g/100 mL，但兩者氨基酸種類的相對百分含量沒有顯著的差異（P＞0.05）。

兩種醬油共鑒定出揮發(fā)性化合物134種，其中醇類28種，酯類45種，酮類12種，酸類15種，醛類13種，酚類4種，烷烴類16種。分析表明，廣式醬油揮發(fā)性物質(zhì)較豐富，而且其醇類、酮類、酸類、醛類、酚類和烷烴類均有較高的含量比例，但日式醬油的酯類物質(zhì)相對含量達56.02%。因此，兩種醬油揮發(fā)性化合物的種類、含量及比例構(gòu)成是引起廣式醬油和日式醬油風(fēng)味獨特差異的重要原因。

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Difference of flavor compounds in Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce

ZHU Xingui，LI Xuewei，ZENG Xiaobo
（Lee Kum Kee（Xinhui）Foods Co.，Ltd.，Jiangmen 529156，China）

There were significant differences in raw material，microorganism and brewing technology between Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce.The correlation of the physicochemical properties and sensory evaluation was analyzed in detail.Results showed that the typical flavor of fermented soybean was rich in Cantonese-style soy sauce，whereas the aromatics of ester and alcohol and sweet were dominant in Japanese-style soy sauce.The analysis of amino acids showed that the free amino acids content in Japanese-style soy sauce（5.903 g/100 ml）was higher than that in Cantonese-style soy sauce（5.220 g/100 ml），but no significant difference of relative contents of amino acids was observed（P＞0.05）. Furthermore，134 aroma compounds were identified in soy sauce by GC-MS，the main aroma compounds in Cantonese-style soy sauce were esters 25.39%，alcohols 25.23%，acids 13.51%，ketones 4.24%，aldehydes 2.57%，phenols 0.31%and alkanes 28.75%，whereas the main aroma compounds in Japanese-style soy sauce were esters 56.02%，alcohols 21.11%，acids 5.92%，ketones 3.42%，aldehydes 0.69%，phenols 0.15%and alkanes 12.69%.The types and quantities of aroma compounds created the flavor discrepancy of Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce.

Cantonese-style soy sauce；Japanese-style soy sauce；flavor compounds；GC-MS

TS264.2

0254-5071（2016）07-0030-06

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.07.007

2016-05-17

朱新貴（1967-），男，副教授，博士，研究方向為調(diào)味品科學(xué)與技術(shù)。