北京豆汁感官特性分析

劉文營，孫佳琦，成曉瑜,，李 享，賈曉云，王 樂

（1.中國肉類食品綜合研究中心，肉類加工技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國家肉類加工工程技術(shù)研究中心，北京 100068；2.北京十一學(xué)校，北京 100039）

我國北京地區(qū)擁有悠久的豆汁生產(chǎn)和消費(fèi)歷史，豆汁在遼、宋代就成為民間大眾化小吃，并相傳于1753年成為清宮廷御膳。時(shí)至今日，豆汁仍是北京市民最為喜愛的小吃之一，同時(shí)也是北京地區(qū)傳統(tǒng)飲食文化的重要載體[1]。

綠豆是制備豆汁的主要原料，豆汁加工大致要經(jīng)歷挑選除雜、泡制、磨漿、分離、發(fā)酵、熬制等工序[2-3]。在豆汁發(fā)酵過程中，起主要作用的是乳酸菌和酵母菌，包括乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）、彎曲乳桿菌（Lactobacillus curvatus）、西方畢赤酵母（Pichiaoccidentalis）以及乳酸鏈球菌（Streptococcus lactis）等[4-5]。制備食品的原料品質(zhì)和工藝差異會(huì)對產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響，如羊肉品質(zhì)會(huì)因生產(chǎn)方式不同而有差異[6]、研磨對不同稻米麩皮營養(yǎng)的損害不同[7]、不同品種豬肉制備的臘肉具有差異顯著的理化和感官特征[8]。而對于生產(chǎn)豆汁的綠豆來說，不同品種綠豆或者不同熱加工方式處理的淀粉凝膠特性[9-10]、直鏈淀粉含量、分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和體外消化率也有差異[11]。在豆汁生產(chǎn)上，盡管豆汁加工工藝較為相似，但是不同商家采用的工藝會(huì)略有不同，包括采用綠豆的品質(zhì)也會(huì)有所差異，其制備的產(chǎn)品也會(huì)具有不同的風(fēng)味和滋味特征，風(fēng)格各異的豆制產(chǎn)品一方面滿足了不同消費(fèi)者的喜好需求，另一方面也豐富了豆汁產(chǎn)品的多樣性。

目前，豆汁已成為本地居民和外地游客到訪北京必品嘗的風(fēng)味小吃之一，盡管已有對豆汁的風(fēng)味物質(zhì)[12-13]、熬制過程中的揮發(fā)性風(fēng)味成分[14]、菌群及優(yōu)勢菌群[4-5,15]等的研究，對豆汁加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了積極推動(dòng)作用，但仍未形成系統(tǒng)化的技術(shù)體系，尚不能為生產(chǎn)者、消費(fèi)者提供足夠的科學(xué)參考，也難以有效支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此，開展豆汁感官屬性分析，量化產(chǎn)品的品質(zhì)參數(shù)及不同產(chǎn)品之間的參數(shù)差異，將有助于獲取更多有關(guān)豆汁的信息。為了量化豆汁產(chǎn)品的風(fēng)味和滋味品質(zhì)，本實(shí)驗(yàn)選取市場份額較大的10 種豆汁進(jìn)行分析，考察不同豆汁的主體風(fēng)味特征、味覺特性、游離氨基酸組分、氨基酸組分和揮發(fā)性有機(jī)物組分等參數(shù)，旨在為豆汁加工和深入研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

共采集6 家市場銷量較大小吃店的10 種產(chǎn)品，其中牛街4 家小吃店在北京傳統(tǒng)居民消費(fèi)者中具有較高的選擇性，磁器口和錦馨豆汁小吃店具有相對較高比例的外地游客和傳統(tǒng)居民消費(fèi)者，即采集的樣品能夠一定程度代表北京豆汁的總體情況。

表1 樣品信息Table 1 Information about the samples tested in this study

鹽酸、檸檬酸鈉、氫氧化鈉、氯化鈉、乙酸、氫氧化鋰（均為分析純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；2-甲基-3-庚酮（99.9%，CAS號(hào)13019-20-0） 美國Sigma Aldrich公司；氯化鉀（30 mmol/L、3.33 mol/L）、酒石酸溶液（0.3 mmol/L）、飽和AgCl溶液、正極清洗液、負(fù)極清洗液 日本Insent公司；氧氣（99.999%）、氮?dú)猓?9.9%） 北京如源如泉科技有限公司；茚三酮顯色液（貨號(hào)：299-70501） 日本和光純藥工業(yè)株式會(huì)社。

1.2 儀器與設(shè)備

FSP-625電子干燥箱 日本東洋產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社；Cascada BIO純水機(jī)、0.22μm微濾膜 美國Pall公司；BSA822-CW天平 賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；F6/10-10G超細(xì)勻漿器 上海Fluko流體機(jī)械制造有限公司；PEN3電子鼻 德國Airsense公司；TS5000Z味覺分析系統(tǒng) 日本Insent公司；L-8900高速全自動(dòng)氨基酸分析儀 日本日立公司；TG-Wax MS極性柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）、GC-MS聯(lián)用儀 美國賽默飛世爾科技（中國）有限公司；TDS半自動(dòng)熱脫附進(jìn)樣器 德國Gerstel公司。

1.3 方法

1.3.1 主體風(fēng)味特征差異分析

表2 電子鼻感應(yīng)電極Table 2 Electronic nose sensors responding to different flavor compounds

如表2所示，電子鼻內(nèi)含有10 組化學(xué)傳感器，不同傳感器會(huì)針對不同的物質(zhì)產(chǎn)生響應(yīng)，根據(jù)傳感器接收信號(hào)的強(qiáng)度差異，可以對豆汁的主體風(fēng)味特征進(jìn)行差異性分析。

參考文獻(xiàn)[16-17]方法，取2.0 g均勻豆汁置于樣品瓶內(nèi)，4 ℃留存?zhèn)溆谩?/p>

電子鼻工作條件：加熱倉溫度為50 ℃，振動(dòng)2 min，數(shù)據(jù)采集時(shí)長為90 s，選取70 s時(shí)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.3.2 滋味特性差異分析

電子舌探頭矩陣由不同材料制成，能夠識(shí)別出液體的不同味覺特征[18-19]。參考文獻(xiàn)[20-21]方法，取20.0 g豆汁，按照體積比1∶5加入純水，均質(zhì)混勻后8 000 r/min離心5 min，上清液過濾后取50 mL上機(jī)測試。

1.3.3 揮發(fā)性有機(jī)物分析

參考文獻(xiàn)[22]方法，略有修改。取2.0 g豆汁裝入測試瓶，50 ℃正壓富集30 min，用熱脫附-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析。

程序條件：風(fēng)味物質(zhì)富集程序：50 ℃、0.05 MPa、30 min；熱脫附程序：初始溫度40 ℃，分別延遲和保持1 min，然后40 ℃/min升溫至210 ℃，保持5 min；冷進(jìn)樣系統(tǒng)程序：初始溫度－100 ℃，保持1 min，然后10 ℃/min升溫至215 ℃，分流比20∶1。

氣相色譜-質(zhì)譜條件：TG-Wax MS極性柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序：40 ℃，保持3 min，然后5 ℃/min升溫至200 ℃，保持1 min，再以10 ℃/min升溫至220 ℃，保持3 min；載氣為氦氣，流速1.0 mL/min；質(zhì)譜傳輸線溫度260 ℃；離子源溫度280 ℃；質(zhì)量掃描范圍40～600 u。

1.3.4 游離氨基酸和總氨基酸含量分析

參考文獻(xiàn)[23-25]方法，采用氨基酸自動(dòng)分析儀進(jìn)行氨基酸組分分析。

檢測條件：2622SC-PH離子交換分離柱（4.6 mm×60 mm）；柱溫57 ℃；檢測波長分別為440 nm和570 nm；緩沖液流速0.4 mL/min；反應(yīng)液為茚三酮試劑，流速0.35 mL/min；進(jìn)樣量20 μL，反應(yīng)單位溫度140 ℃。

1.4 數(shù)據(jù)處理

在進(jìn)行豆汁主體風(fēng)味分析時(shí)，隨機(jī)進(jìn)行5 個(gè)平行；在進(jìn)行豆汁味覺特性、氨基酸、游離氨基酸和揮發(fā)性有機(jī)物含量分析時(shí)，隨機(jī)進(jìn)行3 個(gè)平行，結(jié)果以±s表示。運(yùn)用Winmuster軟件進(jìn)行產(chǎn)品風(fēng)味的主成分分析（principal component analysis，PCA）和線性判別分析（linear discriminant analysis，LDA）；在對揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析時(shí)，均勻取2.0 mL混合樣品進(jìn)行測試，依據(jù)揮發(fā)性成分的CAS號(hào)進(jìn)行化學(xué)物質(zhì)檢索分析（http://www.chemindex.com/）。

數(shù)據(jù)均由SPSS 9.1進(jìn)行誤差性分析（F=0.05），由Origin 8.0進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 豆汁主體風(fēng)味特征差異

不同豆汁的主體風(fēng)味特征如圖1和表3所示，10 種產(chǎn)品在PC1和PC2上的總方差貢獻(xiàn)率為93.3%，高于85%，即產(chǎn)品均具有良好的主體風(fēng)味特征。由圖1B可知，不同樣品LDA方差貢獻(xiàn)率為59.933%，低于85%，即通過LDA不能對所有樣品進(jìn)行有效區(qū)分，而由表3可知，不同豆汁之間的區(qū)分能力有很大差異，表現(xiàn)在MJsheng與JX之間的區(qū)分能力為0.498，BXQsheng與MJsheng之間的區(qū)分力為0.347，BXQsheng與JX之間的區(qū)分力為0.411，均具有較低的區(qū)分能力，即這些產(chǎn)品主體風(fēng)味特征較為相似，不能對這些樣品進(jìn)行差異性區(qū)分；BXQsheng與BJshu之間的區(qū)分力為0.929，BXQsheng與HJshu之間的區(qū)分力為0.919，BJshu與HJsheng之間的區(qū)分力為0.889，BJshu與HJshu之間的區(qū)分力為0.598，BJshu與JX之間的區(qū)分力為0.939，BJshu與MJsheng之間的區(qū)分力為0.949，表現(xiàn)為有一定程度相似，僅能夠進(jìn)行初步鑒別分析；其他豆汁之間的區(qū)分能力均高于0.950，能夠進(jìn)行豆汁樣品之間的差異區(qū)分，與圖1A結(jié)果一致，即不同豆汁樣品均具有獨(dú)特的風(fēng)味特征，且部分樣品之間具有較高的相似度。

圖1 不同豆汁產(chǎn)品的揮發(fā)性物質(zhì)的PCA（A）和LDA（B）Fig.1 Principal component analysis (A) and linear discriminant analysis (B) of volatile substances in different Douzhi samples

表3 不同豆汁主體風(fēng)味的區(qū)分能力Table 3 Discernibility ability of main flavor characteristics of different Douzhi samples

來源于同一制作工藝樣品中，除HJsheng與HJshu之間能夠勉強(qiáng)區(qū)分外，BXQsheng與BXQshu、MJsheng與MJshu、BJsheng與BJshu之間均能良好區(qū)分，即豆汁熱處理可能會(huì)顯著影響豆汁主體風(fēng)味。

2.2 豆汁滋味特性

圖2 不同豆汁產(chǎn)品的滋味特征Fig.2 Taste characteristics of different Douzhi samples

由圖2可知，不同豆汁在PC1和PC2上的總方差貢獻(xiàn)率為89.71%，產(chǎn)品均具有獨(dú)特的主體滋味特征，且各產(chǎn)品在PC1和PC2上的交叉較少。與2.1節(jié)結(jié)果相比，盡管MJshu與BXQshu之間主體風(fēng)味的區(qū)分能力為0.999，但兩者在滋味上具有一定的相似性，即產(chǎn)品滋味和風(fēng)味特征可能具有獨(dú)立性。

如表4所示，BJsheng具有最高的酸味和澀味值（P＜0.05），HJshu擁有最高的苦味值（P＜0.05），CQK擁有最高的澀味回味值（P＜0.05）。在其他滋味特性上，BJshu擁有較高的咸味值，BXQshu擁有較高的豐富度（P＞0.05）。HJshu酸味值最低（P＜0.05），JX苦味值最低（P＜0.05），BXQsheng澀味值最低（P＜0.05），BJshu和HJsheng的苦味回味值較低（P＞0.05），BXQsheng澀味回味值最低（P＜0.05）。

對于來源于同一小吃店的豆汁，熟制后產(chǎn)品的酸味值均呈現(xiàn)下降趨勢；澀味回味值均為持平或者上升的趨勢；豆汁的鮮味均為持平或下降的趨勢；除BXQshu的豐富度明顯高于BXQsheng以外，其他樣品的豐富度差異不顯著。即不同制作工藝或消費(fèi)方式的豆汁會(huì)呈現(xiàn)不同的味覺和氣味特征，消費(fèi)者會(huì)有不同的消費(fèi)體驗(yàn)。

2.3 豆汁游離氨基酸和總氨基酸含量

必需氨基酸組分在味覺特征呈現(xiàn)上起重要作用[25-27]，尤其是在高蛋白產(chǎn)品中更為明顯[28]。如表5、6所示，在呈甜味氨基酸含量方面，除MJshu與BXQsheng之間呈甜味氨基酸含量差異顯著外（P＜0.05），其他樣品，以及兩者與其他樣品之間均無顯著差異（P＞0.05）；在呈苦味氨基酸含量方面，除BXQsheng低于BXQshu外，其他在生制品中的含量均高于熟制品，即加熱可能有助于苦味的降低；在呈鮮味氨基酸含量方面，總體呈現(xiàn)為熟制品中的呈鮮味氨基酸含量低于相應(yīng)生制品中的含量，其中BJsheng中呈鮮味氨基酸含量最高（P＜0.05），HJsheng與HJshu中呈鮮味氨基酸含量最低，但兩者之間差異不顯著；對于呈現(xiàn)不愉悅味覺特性氨基酸，除BXQsheng與BXQshu差異不顯著外，其他樣品生制品的含量均高于其在熟制品的含量，且HJsheng和BJsheng中呈現(xiàn)不愉悅味覺特性氨基酸含量較高；對于呈現(xiàn)愉悅味覺特性的氨基酸，除MJshu中的含量明顯高于BXQsheng外（P＜0.05），其他樣品之間，以及兩者與其他樣品之間的含量差異均不顯著；而對于豆汁中的總游離氨基酸，來源相同的樣品之間差異不顯著，BJsheng和BJshu游離氨基酸含量高于其他樣品。

對于豆汁總氨基酸，呈甜味氨基酸含量、不愉悅氨基酸含量、呈苦味氨基酸含量、呈鮮味氨基酸含量、總氨基酸含量和愉悅氨基酸含量均呈加熱后降低的趨勢，即加熱不僅弱化了苦味等不愉悅特征，對其他滋味特征也有負(fù)面影響，總體表現(xiàn)為滋味強(qiáng)度的降低，與2.2節(jié)結(jié)果一致。生制品中，BJsheng、HJsheng、MJsheng、BXQsheng中總氨基酸含量依次降低；熟制品中，MJshu、HJshu、CQK、BXQshu、BJshu和JX中總氨基酸含量依次降低，BJsheng和BJshu總氨基酸含量差異較大。

在豆類產(chǎn)品發(fā)酵過程中，蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的肽和氨基酸對產(chǎn)品滋味的呈現(xiàn)具有重要作用，強(qiáng)疏水的肽和氨基酸呈現(xiàn)苦味特征[29]，而甜味肽、鮮味肽等會(huì)使苦味得到弱化，同時(shí)與呈現(xiàn)不同味覺特性的氨基酸共同構(gòu)成了豆制品復(fù)雜滋味特征[30]。

表4 不同豆汁的滋味特征Table 4 Taste characteristics of different Douzhi samples%

表5 豆汁游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異Table 5 Free amino acid contents in Douzhi samples%

表6 豆汁總氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異Table 6 Total amino acid contents in Douzhi samples%

表7 豆汁揮發(fā)性物質(zhì)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 7 Volatile components of Douzhi samples%

續(xù)表7

續(xù)表7

續(xù)表7

2.4 豆汁揮發(fā)性有機(jī)物成分

如表7所示，豆汁中共檢測到223 種揮發(fā)性有機(jī)物，其中葉醇、乙醇、正己醇、甲基環(huán)戊烷、2,5-二甲基-3-己酮、2-肉豆蔻?；核貫楣灿谐煞帧?/p>

由2.1節(jié)可知，豆汁樣品均具有顯著的風(fēng)味特征，且部分樣品之間具有較高的相似度。豆汁中不同揮發(fā)性物質(zhì)組分占比見圖3，醇類物質(zhì)、酮類物質(zhì)和酯類物質(zhì)含量較高。MJsheng、BXQsheng與JX在PC1和PC2方向上具有較高的重合度，三者在醇類、酯類和酮類物質(zhì)含量上均無顯著差異（P＞0.05）；HJsheng、BJshu和HJshu在PC1和PC2方向上具有較高的重合度，三者也在醇類、酯類和酮類物質(zhì)含量上均無顯著差異（P＞0.05），即豆汁風(fēng)味的主要成分為醇類、酯類和酮類物質(zhì)。盧曉丹等[12]研究也顯示醇類含量較高，其次是酸類物質(zhì)，而本實(shí)驗(yàn)中為酮類物質(zhì)或酯類物質(zhì)，結(jié)果與已有報(bào)道即有相同又有差異，說明豆汁中揮發(fā)性有機(jī)物成分具有較大的分散性。

不同豆汁醇類、酸類、酮類、芳香族類、酯類、酚類物質(zhì)含量差異不顯著（P＞0.05）；MJsheng中烷烴類物質(zhì)含量顯著高于其他樣品（P＜0.05），且其他樣品之間差異不顯著（P＞0.05）；HJsheng中醛類物質(zhì)含量較高，BJsheng中醚類等物質(zhì)含量較高；相比于來源相同的生豆汁，MJshu、BXQJshu、BJshu和HJshu四種熟豆汁中均未檢出酚類物質(zhì)，JX樣品亦未檢出酚類物質(zhì)，但CQK樣品中含有少量的揮發(fā)性酚類物質(zhì)。

圖3 豆汁不同揮發(fā)性物質(zhì)組分含量差異Fig.3 Contents of different classes of volatile substances in Douzhi samples

苗志偉等[14]在豆汁熬煮過程中共檢測到38 種揮發(fā)性成分，同樣檢出了乙醇（酒精味）、2-丁醇（葡萄酒味）、己醇（果香）、3-己烯-1-醇（青草香）、1-庚醇（清香、甜香、堅(jiān)果香）、己醛（果香）、2-己烯醛（綠葉香、水果香）、苯甲醛（苦杏仁味）、2-丁酮（辛辣甜味）、乙酸乙酯（水果香）、丙酸乙酯（清香）、硫代乙酸甲酯（芳香味）、二甲基二硫醚（洋蔥味）和4-乙基-苯酚（藥香、果香）；盧曉丹等[12-13]也在不同生熟豆汁中檢出26～39 種揮發(fā)性物質(zhì)，同樣檢測到二甲基二硫醚、4-乙基-苯酚、乙醇、苯甲醛、2-丁醇、2-己烯醛、3-己烯-1-醇和己醇，說明有些風(fēng)味成分在豆汁中的存在較為普遍。

而在豆汁特征性的“臭味”呈現(xiàn)上，二甲基二硫醚、二甲基三硫醚等含量化合物起到重要作用[14,31]；具有汁青香、堅(jiān)果香和脂肪香特征，且閾值較低的己醛、2-己烯醛、壬醛、苯甲醛等也為豐富豆汁風(fēng)味起到重要作用[12]。

3 結(jié) 論

從北京市場采集的10 種市場體量較大的豆汁產(chǎn)品，均具有獨(dú)特的風(fēng)味特征，除寶記生豆汁、北新橋53號(hào)熟豆汁、磁器口熟豆汁或馬記熟豆汁能夠通過主成分與其他產(chǎn)品進(jìn)行區(qū)分外，其他產(chǎn)品均不能進(jìn)行有效區(qū)分。尤其以馬記生豆汁、北新橋53號(hào)生豆汁和錦馨熟豆汁主體風(fēng)味特征較為相似，洪記生豆汁、洪記熟豆汁和寶記熟豆汁主體風(fēng)味特征較為相似。

主體風(fēng)味和滋味特征具有獨(dú)立性，主體風(fēng)味較為相似的產(chǎn)品在味覺特征呈現(xiàn)上具有較大差異，除北新橋熟豆汁和馬記熟豆汁滋味特征在PC1和PC2上不能區(qū)分外，其他產(chǎn)品均具有較大的分散性。即主體風(fēng)味相似的產(chǎn)品在味覺特征上可能有差異，而部分主體風(fēng)味明顯不同的產(chǎn)品反而在味覺特征上可能比較相似，來源于同一制備工藝的產(chǎn)品在主體風(fēng)味和味覺特征上可能也會(huì)不同。

綠豆發(fā)酵產(chǎn)生的蛋白肽和氨基酸產(chǎn)物是豆汁味覺呈現(xiàn)的基礎(chǔ)物質(zhì)，豆汁熟制后游離氨基酸總量保持持平或者增加，以寶記豆汁、馬記熟豆汁和錦馨熟豆汁含量較高（P＞0.05），北新橋53號(hào)生豆汁含量較低（P＞0.05）；但氨基酸總量會(huì)在加熱處理后明顯降低，以馬記生豆汁氨基酸含量最高（P＜0.05）、錦馨熟豆汁氨基酸含量最低（P＜0.05），即不同豆汁產(chǎn)品中氨基酸總量差異較大，但游離氨基酸含量較為穩(wěn)定。

從10 種豆汁中共檢測到223 種揮發(fā)性有機(jī)物，以醇類、酮類和酯類物質(zhì)含量較高，即為豆汁風(fēng)味的主成分。

4 討 論

在前期研究[2-5,14]中圍繞豆汁加工工藝、微生物菌株及發(fā)酵性能、風(fēng)味物質(zhì)及煮制過程中的變化等開展了研究工作，取得了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，極大促進(jìn)了人們對豆汁的認(rèn)識(shí)和了解。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果在一定程度上支持了現(xiàn)有數(shù)據(jù)，但又存在一定差異，可能的原因是豆汁復(fù)雜的加工工藝，諸如綠豆原料品質(zhì)、加工工藝參數(shù)、生產(chǎn)季節(jié)、微生物菌相變化、環(huán)境微生物狀況、貯藏條件、熟制方式等，任何因素改變都可能影響到豆汁產(chǎn)品品質(zhì)。

基于目前獲得的有關(guān)豆汁的信息，開展針對豆汁的深層研究，除對豆汁加工工藝與品質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行分析外，還需要考慮發(fā)酵過程中蛋白肽和氨基酸組分的變化趨勢、豆汁的營養(yǎng)和功能屬性變化，以及培育和開發(fā)適應(yīng)性產(chǎn)品，以提升豆汁的生產(chǎn)能力、擴(kuò)大豆汁的消費(fèi)基礎(chǔ)和產(chǎn)品活力。