豆制調(diào)味汁的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及飲食開發(fā)工藝研究

呂新河，許志誠(chéng)

(1.南京旅游職業(yè)學(xué)院，南京 211100；2.揚(yáng)州大學(xué)，江蘇 揚(yáng)州 225000)

豆制調(diào)味汁是一種在日常生活中使用范圍較廣且較為重要的調(diào)味品，被譽(yù)為我國(guó)古代四大食品發(fā)明之一，是人們生活中不可或缺的組成部分，也是我國(guó)最為珍貴的民族遺產(chǎn)之一[1-2]。最早的豆制調(diào)味汁起源于周朝時(shí)期，距今已有2000多年的歷史。在我國(guó)古代的重要農(nóng)工百科全書《齊民要術(shù)》中，描述過利用米曲霉制作醬料的方法和技術(shù)，并使用“豆醬清”等詞匯作為此種醬料的名稱。通過對(duì)歷史古籍進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，“豆醬清”就是醬油的前身，可見豆制調(diào)味汁歷史之久遠(yuǎn)。

豆制調(diào)味汁的發(fā)展過程共經(jīng)歷了3個(gè)階段:豆制調(diào)味汁的發(fā)展初期到20世紀(jì)中葉，被稱為豆制調(diào)味汁的自然釀造技術(shù)時(shí)期，此時(shí)的調(diào)味汁釀造技術(shù)較為原始;20世紀(jì)中葉至今,被稱為傳統(tǒng)生物技術(shù)時(shí)期，此階段多采用固態(tài)低鹽發(fā)酵法制取調(diào)味汁;隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，當(dāng)前被稱為豆制調(diào)味汁的現(xiàn)代生物工程時(shí)期，近年來(lái)主要使用現(xiàn)代科技手段提升豆制調(diào)味汁的發(fā)酵速度。隨著豆制調(diào)味汁釀造技術(shù)的不斷發(fā)展，其內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)也在不斷加劇[3-4]。為提升自身競(jìng)爭(zhēng)力，大部分調(diào)味汁生產(chǎn)企業(yè)通過研究豆制調(diào)味汁營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的方式，制定更為科學(xué)的飲食開發(fā)工藝。因此，在此次研究中將進(jìn)行豆制調(diào)味汁的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及飲食開發(fā)工藝分析，為日后的豆制調(diào)味汁生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與儀器

此部分將主要對(duì)此次研究中使用的儀器、設(shè)備和材料進(jìn)行選擇，并對(duì)樣本處理方法和實(shí)驗(yàn)室控制過程展開設(shè)定。

1.1 試驗(yàn)材料

液態(tài)豆制調(diào)味汁樣本：日本萬(wàn)字牌醬油、淘大黃豆醬油、燕京老抽王、加加醬油、珍極醬油、龍菲醬油、燕京生抽、燕京鐵強(qiáng)化醬油、燕京紅燒醬油。

固態(tài)豆制調(diào)味汁樣本：海天黃豆醬、巧媳婦黃豆醬、寶泉大豆大醬、東北香其醬、六必居黃醬。

此次研究中選取的醬油與黃豆醬均采用大豆作為原料釀制而成。

1.2 試劑選擇

此次研究中選定的試劑：硝酸(分析純)、重鉻酸鉀(分析純)、仲丁醇(色譜純)、異戊醇(色譜純)、異丁醇(色譜純)、正丁醇(色譜純)、乳酸乙醇(色譜純)、丙醇(色譜純)、糠醛(色譜純)、氫氧化鈉(分析純)、硫酸(分析純)、異戊醛(色譜純)、甲醇(色譜純)、丙酮(分析純)、無(wú)水乙醇(分析純)、乙酸(分析純)。將上述選定的實(shí)驗(yàn)試劑存放到合適的容器中，為后續(xù)的測(cè)定環(huán)節(jié)做準(zhǔn)備。在存放的過程中，注意試劑密封效果，避免出現(xiàn)試劑污染。

1.3 主要儀器

本次研究中主要應(yīng)用的設(shè)備型號(hào)：721E型可見分光光度計(jì)、FZ102型植物粉碎機(jī)、TU-1900雙光束紫外可見分光光度計(jì)、TD數(shù)顯恒溫水浴機(jī)、KQ-SOOVDE雙頻數(shù)控超聲波清洗器、SHZ-D(III)循環(huán)水式真空泵、LHS-80HC-I恒溫恒濕培養(yǎng)箱、DHG-9123A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、GC-2010氣相色譜儀、R-205型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、電子萬(wàn)用爐、ZDX-35B1高壓消毒鍋、BCM-1000超凈工作臺(tái)微量進(jìn)樣器、FJ-200高速分散均質(zhì)機(jī)和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器。上述儀器為此次研究中需要使用的設(shè)備，將其陳列于實(shí)驗(yàn)室中，為后續(xù)的測(cè)定環(huán)節(jié)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。在儀器使用前，進(jìn)行高溫滅菌，確保測(cè)定結(jié)果的有效性。

2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

2.1 氨基酸含量測(cè)定

抽取5 mL樣品放入50 mL容量瓶中，注入蒸餾水定容，搖勻，放置室溫中靜置30 min，提取上清液備用。抽取100 μL樣本溶液放于1.5 mL EP管中，注入150 μL緩沖試劑，100 mg/mL乙腈溶液100 μL，混合均勻，放置于恒溫水浴鍋中避光處理60 min，設(shè)定水浴溫度為85 ℃。在此部分處理完成后，加入15%(V/V)乙酸50 μL，將溶液的pH值調(diào)節(jié)為中性，注入蒸餾水，定容為1.00 mL，混合均勻，提取上清液待用。

對(duì)色譜柱進(jìn)行調(diào)試，流動(dòng)相A為乙腈溶液，流動(dòng)相B為乙酸溶液，加入0.15%三乙胺；設(shè)定柱溫為40 ℃，檢測(cè)波長(zhǎng)為350 nm，流動(dòng)相流量為0.5 mL/min，進(jìn)樣量為15 μL，洗脫程序見表1。

表1 梯度洗脫程序Table 1 The gradient elution procedures

在此測(cè)定中，采用20種氨基酸作為測(cè)定對(duì)照組，具體樣本見表2。

表2 氨基酸樣本Table 2 The amino acid samples

分別稱取適量的氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品，在10 mL的容量瓶中添加0.1 mol/L HCl定容，得到濃度為500 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)液。而后，將氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)液分別稀釋為不同濃度的溶液，使用衍生方法進(jìn)行測(cè)定。抽取5 mL的樣本放入3個(gè)容量瓶中，分別注入5%的三氯乙酸和0.1 mol/L HCl，與蒸餾水定容至50 mL?；旌暇鶆?，室溫靜置30 min，提取上清液，進(jìn)行色譜分析。

2.2 異黃酮含量測(cè)定

在此環(huán)節(jié)中，選定TU-1900型雙光束紫外可見分光光度計(jì)作為主要處理儀器，使用此儀器對(duì)樣本進(jìn)行波長(zhǎng)掃描，確定異黃酮最大吸收值。使用電子天平稱取5.00 g樣本，放入干凈的容量瓶中，加入乙醚對(duì)樣本進(jìn)行脫脂與褪色。靜置揮發(fā)后，加入100 mL 80%乙醇進(jìn)行超聲處理。此環(huán)節(jié)結(jié)束后進(jìn)行溫度為80 ℃、時(shí)長(zhǎng)為3 h的熱回流處理[5]，使用濾紙過濾處理后的溶液，收集乙醇提取液，進(jìn)行減壓處理使其干燥，加入0.01 mol/L NaOH溶解定容到200 mL，制成樣本溶液。吸取1.00 mL定容液到30 mL容量瓶中，用雙光束紫外可見分光光度計(jì)進(jìn)行吸光度測(cè)試。

在此成分的研究中，將異黃酮得率的計(jì)算過程設(shè)定為：

(1)

式中：A表示樣本中的異黃酮總量，mg/g；B表示測(cè)定試劑中的異黃酮濃度，μg/mL；mi表示樣本中的重量，g。

2.3 蛋白質(zhì)與其他營(yíng)養(yǎng)素消化率測(cè)定

在此部分測(cè)定中，將以胃蛋白酶-胰蛋白酶兩步消化法[6]作為測(cè)定藍(lán)本，并針對(duì)此次研究目的做出相應(yīng)的修改。將樣本溶液與蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)結(jié)合后，注入10%三氯乙酸進(jìn)行處理，使用凱氏定氮法[7-8]測(cè)定蛋白質(zhì)的含量。消化過程中的氮釋放量可采用下式計(jì)算：

(2)

式中：E表示消化率；Na表示樣本中的不溶性氮含量；Nb表示消化過程中的不溶性氮含量；Nall表示蛋白樣本中的氮元素總含量。

在上述處理結(jié)束后，使用掃描電鏡對(duì)樣本的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，得到樣本的微觀結(jié)構(gòu)觀測(cè)結(jié)果。

2.4 營(yíng)養(yǎng)素回收測(cè)定

在此次研究中對(duì)大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定分析，在測(cè)定完成后，對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的回收情況進(jìn)行分析，以此保證測(cè)定結(jié)果的精度符合研究需求。

2.5 豆制調(diào)味汁開發(fā)工藝測(cè)定

將樣本與水的混合比例設(shè)定為1∶2、1∶4和1∶6，混合均勻后備用。選取10名評(píng)分人員，依據(jù)感官指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樣本進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體分值設(shè)定為1～3分，獲取評(píng)分結(jié)果。同時(shí)，將測(cè)定溫度設(shè)定為80 ℃與100 ℃，并在30 min和10 min 2個(gè)條件下對(duì)樣本溶液進(jìn)行處理，選取加工溫度、時(shí)間和配料比例作為單因素分析結(jié)果，完成營(yíng)養(yǎng)成分正交試驗(yàn)分析過程。

在此環(huán)節(jié)中使用的沉淀率公式設(shè)定如下：

(3)

式中：U表示沉淀率；j0表示處理前總質(zhì)量；j1表示沉淀后質(zhì)量。

2.6 數(shù)據(jù)處理

此次研究中，將使用SPSS Statistics[9]作為數(shù)據(jù)分析軟件。同時(shí)，使用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SEM)的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并應(yīng)用Origin 8.5軟件[10]繪制數(shù)據(jù)分析圖像。

3 結(jié)果與分析

3.1 氨基酸含量測(cè)定分析

將樣本劃分為液態(tài)與固態(tài)兩部分，由表3可知，豆制調(diào)味汁中氨基酸的種類較為豐富。文獻(xiàn)研究結(jié)果表明，構(gòu)成人體蛋白質(zhì)必需的氨基酸共有8種。其中，賴氨酸在此8種氨基酸中占首要位置。由數(shù)據(jù)分析可知，兩種樣本中均含有此8種必需氨基酸，且含有大量的賴氨酸成分，豆制調(diào)味汁是人體必需氨基酸的主要來(lái)源之一。目前，由于飲食結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，人們對(duì)于谷物的攝入量不斷增加，但谷物中的賴氨酸成分較為匱乏，易造成人體的損傷，因此可以使用豆制調(diào)味汁彌補(bǔ)谷物中缺乏的賴氨酸成分。綜合上述數(shù)據(jù)可知，在日常生活中,豆制調(diào)味汁是補(bǔ)充人體氨基酸的重要途徑之一，通過食用調(diào)味汁的形式，滿足人體所需氨基酸的平衡，從而達(dá)到飲食結(jié)構(gòu)的均衡性。

表3 不同來(lái)源樣本氨基酸含量Table 3 The amino acid content of samples from different sources

3.2 異黃酮含量測(cè)定結(jié)果分析

近年來(lái)，大豆異黃酮成為豆制調(diào)味汁營(yíng)養(yǎng)成分研究的熱點(diǎn)。其作為一種雌激素，具有提升更年期婦女免疫力、抗氧化、降血脂的作用。由圖1可知，在270 nm處具有吸收峰值，由此可以判定樣本的最大吸收波長(zhǎng)為270 nm。分析樣本大豆異黃酮含量可以看出，豆制調(diào)味汁中含有的大豆異黃酮成分較高。對(duì)固態(tài)調(diào)味汁與液態(tài)調(diào)味汁的異黃酮含量進(jìn)行分析，具體數(shù)據(jù)見表4。

圖1 異黃酮含量測(cè)定結(jié)果Fig.1 The determination results of isoflavone content

表4 樣本大豆異黃酮含量Table 4 The content of soybean isoflavone in samples

由表4可知，固體樣本中含有的大豆異黃酮含量高于液體樣本中含有的大豆異黃酮含量，這主要是因?yàn)榇蠖巩慄S酮主要集中分布在大豆的子葉和胚軸中。在液體樣本的制備過程中，將具有膳食纖維的大豆外皮脫去，起到了將大豆異黃酮濃縮的作用。

3.3 蛋白質(zhì)與其他營(yíng)養(yǎng)素消化率測(cè)定結(jié)果分析

由圖2可知，隨著消化時(shí)間的增加，兩種豆制調(diào)味汁的氮釋放量逐步增加，特別是在胃部消化階段的前30 min，兩種樣本的消化情況呈線性增長(zhǎng)。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到120 min時(shí)，兩種樣本的氮釋放量分別達(dá)到了70.5%與67.8%。在進(jìn)入胰蛋白酶消化階段后，兩種樣本的氮釋放量呈現(xiàn)出小幅度增長(zhǎng)的情況。在消化反應(yīng)結(jié)束后，兩種樣本的最終氮釋放量分別為75.9%和71.2%。對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析可以發(fā)現(xiàn)，由于豆制調(diào)味汁的釀造過程較為復(fù)雜并將大豆原有的內(nèi)部結(jié)構(gòu)打破，使其與消化液的接觸面積增加，提升了反應(yīng)的速度，加速了豆制調(diào)味汁與蛋白酶的水解消化速度。由此可以初步判定，豆制調(diào)味汁中富含的大豆蛋白可得到良好的吸收。同時(shí)，使用微觀結(jié)果驗(yàn)證上述結(jié)論的正確性，具體圖像見圖3。

圖2 豆制調(diào)味汁蛋白體外消化率Fig.2 The in vitro digestibility of soy sauce protein

(a)液態(tài)樣本微觀結(jié)構(gòu)

(b)固態(tài)樣本微觀結(jié)構(gòu)

由圖3可知，固態(tài)樣本呈干癟狀，部分結(jié)構(gòu)破裂表面具有相應(yīng)的空隙。液態(tài)樣本顆粒大于固態(tài)樣本，顆粒同樣呈現(xiàn)出干癟狀，但表面較為光滑。從營(yíng)養(yǎng)學(xué)的角度進(jìn)行分析可知，原料顆粒的尺寸與消化道吸收之間存在著一定的關(guān)聯(lián)性，顆粒大小與消化道的接觸面積具有重要的聯(lián)系。將大豆釀造成豆制調(diào)味汁可有效提升消化道對(duì)原料營(yíng)養(yǎng)成分的消化率，在一定程度上提升原料的可利用度。

3.4 營(yíng)養(yǎng)素回收率測(cè)定結(jié)果分析

由表5可知，依據(jù)各營(yíng)養(yǎng)素在樣本中的含量，在此部分測(cè)定中各營(yíng)養(yǎng)素的回收率均達(dá)到相關(guān)要求。說(shuō)明在此次研究中得到的營(yíng)養(yǎng)素測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠，測(cè)定結(jié)果具有較高的可信度。

表5 營(yíng)養(yǎng)素回收率測(cè)定結(jié)果Table 5 The determination results of nutrient recovery rate

3.5 豆制調(diào)味汁開發(fā)工藝測(cè)定結(jié)果分析

由表6可知，對(duì)豆制調(diào)味汁營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)揮發(fā)程度的影響因素排序?yàn)锽>C>A。在豆制調(diào)味汁飲食加工過程中，加工溫度對(duì)其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)揮發(fā)的影響最大，其次為加工時(shí)間，最后是調(diào)味汁水溶比。對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以看出，加工溫度提升時(shí)，樣本的營(yíng)養(yǎng)揮發(fā)性得到提升；加工溫度下降時(shí)，樣本的營(yíng)養(yǎng)揮發(fā)性隨之下降。對(duì)加工時(shí)間進(jìn)行對(duì)比也可以看出，隨著時(shí)間的不斷增加，調(diào)味汁的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量不斷下降，調(diào)味汁水溶比對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的揮發(fā)并未起到?jīng)Q定性作用。綜合考慮上述3個(gè)因素對(duì)豆制調(diào)味汁的影響，確定加工溫度80 ℃、加工時(shí)間10 min、豆制調(diào)味汁水溶比1∶4為最佳飲食加工工藝。

表6 豆制調(diào)味汁開發(fā)工藝正交試驗(yàn)結(jié)果Table 6 The results of orthogonal test for the development technology of soy sauce

4 結(jié)論

此次研究以豆制調(diào)味汁作為研究對(duì)象，對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，豆制調(diào)味汁富含多種人體必需氨基酸且異黃酮含量較高。與此同時(shí)，將大豆制成豆制調(diào)味汁可有效提升大豆中蛋白質(zhì)與其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率。多輪測(cè)定結(jié)果表明，豆制調(diào)味汁具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，對(duì)人體健康具有一定的幫助。使用正交試驗(yàn)的形式確定加工溫度80 ℃、加工時(shí)間10 min、豆制調(diào)味汁水溶比1∶4為最佳飲食加工工藝，希望根據(jù)此研究結(jié)果為豆制調(diào)味汁制作工藝的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。