貴州11種酸湯品質(zhì)特性分析

舒亞非，廖偉先，楊麗娟，嚴(yán)紅波，李剛鳳

（銅仁學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，貴州 銅仁 554300）

酸湯是貴州當(dāng)?shù)孛缱逑灿玫恼{(diào)味品，是一種經(jīng)過發(fā)酵而得的制品。制作方法是以西紅柿、紅辣椒等為主要原料，加入適量食鹽，密封自然發(fā)酵。貴州酸湯是苗家菜的基礎(chǔ)，人們常用酸湯烹制各種美食。具有發(fā)酵的特殊風(fēng)味，酸香豐富，味型獨特，在貴州少數(shù)民族中已具有千年以上的食用歷史[1-2]。貴州酸湯具有開胃健脾、增強(qiáng)食欲的功效，深受人們的喜愛，在貴州當(dāng)?shù)赜兄叭觳怀运?，走路打躥躥”的說法[3]。

目前，大部分研究者對酸湯的研究主要集中在酸湯中微生物的分離鑒定、發(fā)酵工藝優(yōu)化、風(fēng)味物質(zhì)分析及酸湯動力學(xué)等方面[4-7]。鄒大維[8]對凱里紅酸湯中的營養(yǎng)成分進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)凱里紅酸湯營養(yǎng)成分優(yōu)于其他類型酸湯；后立瓊等[9]對米酸湯在發(fā)酵過程中品質(zhì)變化及發(fā)酵動力學(xué)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)混合菌發(fā)酵米酸湯的乳酸、酒石酸、總酸、蛋白質(zhì)、還原糖均高于自然發(fā)酵米酸湯。國內(nèi)外的研究者對于不同類型的酸湯及酸湯抗氧化性的研究還鮮見報道。

為研究不同類型的酸湯的品質(zhì)特性，本研究選取了貴州11種不同類型的酸湯，對營養(yǎng)成分及抗氧化性進(jìn)行了綜合評價，并通過相關(guān)性分析、主成分分析（principal component analysis，PCA）及聚類分析（cluster analysis，CA）。建立了酸湯品質(zhì)特性鑒定模型，為酸湯品質(zhì)評價及酸湯特色產(chǎn)品的進(jìn)一步開發(fā)提供了數(shù)據(jù)參考和理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

11種貴州酸湯樣品（編號為S1～S11）均購自于市場。

三氯化鐵、三氯乙酸、鐵氰化鉀、無水甲醇、硫酸亞鐵、鄰二氮菲、沒食子酸、碳酸鈉等（均為分析純）：國藥化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FW200 高速萬能粉碎機(jī)、HH-S6電熱恒溫水浴鍋：北京科偉永興儀器有限公司；TC16K 高速離心機(jī)：長沙東旺實驗儀器有限公司；DHG-9070A 電熱鼓風(fēng)干燥箱：常州普天儀器制造有限公司；721可見分光光度計：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；JP-030S超聲波清洗機(jī)：深圳市浩盟清洗機(jī)設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 理化指標(biāo)的測定

水分：參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》測定[10]；pH：參照GB 5009.237—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品pH值的測定》測定[11]；總酸：參照GB/T 12456—2021《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中總酸的測定》測定[12]；脂肪含量：參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測定》測定[13]；蛋白質(zhì)含量：參照GB/T 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》測定[14]；總糖含量：參照GB/T 9695.31—2008《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)肉制品總糖含量測定》測定[15]；可溶性固形物含量：參照NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定折校法》測定[16]；維生素C（vitamin C，VC）含量：參照GB 5009.86—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中抗壞血酸的測定》測定[17]。

1.3.2 總酚含量測定

總酚含量測定參照韓衛(wèi)娟等[18]報道的方法，標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品。精確稱取待測樣品，用無水乙醇稀釋至1 mg/mL，取適量待測樣品加入0.5 mL蒸餾水和125 μL的Folin-Ciocalteu試劑，反應(yīng)6 min。依次加入4 mL碳酸鈉溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%）和1 mL蒸餾水，混勻，避光反應(yīng)90 min。于波長760 nm處測定吸光度值。各提取物總酚含量以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定量，總酚含量以沒食子酸當(dāng)量（gallic acid equivalent，GAE）表示（mg GAE/g）。

1.3.3 羥自由基清除率測定

羥自由基含量的測定參照陳健等[19]報道的方法，吸取1 mL 0.75 mmol/L鄰二氮菲溶液，加入2 mL磷酸鹽緩沖液（pH 7.4）和1 mL蒸餾水，混勻，加入1 mL 0.75 mmol/L硫酸亞鐵溶液和1 mL過氧化氫溶液（體積分?jǐn)?shù)為0.01%），于37 ℃保溫60 min后，于536 nm波長處測定吸光度值。按照公式（1）計算羥自由基清除率。

式中：As為1 mL抗壞血酸（VC）代替1 mL蒸餾水在波長536 nm處的吸光度值；Ap為樣品在波長536 nm處的吸光度值；Ab為1 mL蒸餾水代替過氧化氫在波長536 nm處的吸光度值。

1.3.4 DPPH自由基清除率測定

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除率測定參照張玲等[20]報道的方法，吸取樣液于10 mL離心管中，加入DPPH和甲醇，混勻，避光靜置30 min，于517 nm波長處測定其吸光度值。同時以DPPH溶液與無水甲醇混合液為空白對照，測定吸光度值，測定0.5mL提取液與4.5mL無水甲醇混合液的吸光度值（A背景），按照公式（2）計算DPPH自由基清除率。

1.3.5 總還原力測定

總還原力測定參照KEFFOUS F等[21]報道的方法，取質(zhì)量濃度為1 mg/mL、2 mg/mL、4 mg/mL、6 mg/mL、8 mg/mL、10 mg/mL的多肽溶液于離心管中，分別加入1 mL1%鐵氰化鉀溶液，1 mL 0.2 mol/L磷酸鹽緩沖液（pH 6.6），于50 ℃水浴20 min，冰水冷卻，快速加入1 mL10%三氯乙酸溶液終止反應(yīng)，離心（3 000 r/min，10 min）。取上清液2 mL，同時加入2mL蒸餾水，1mL0.1%三氯化鐵溶液，混勻，靜置10min，于波長700nm處測定其吸光度值。同時用質(zhì)量濃度0、0.04mg/mL、0.08 mg/mL、0.12 mg/mL、0.16 mg/mL、0.20 mg/mL的VC溶液作對照，按照公式（3）計算總還原力。

式中：A1為樣品或VC溶液在波長700 nm處吸光度值；A0為空白對照在波長700 nm處吸光度值。

1.3.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

利用軟件IBM SPSS Statistics 21和Excel 2019進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)分析處理，將蛋白質(zhì)、脂肪、總糖等12個指標(biāo)作為變量進(jìn)行主成分分析（PCA）及對所有指標(biāo)進(jìn)行聚類分析（CA），每個指標(biāo)均平行測量三次，結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示。根據(jù)不同類型酸湯的主成分特征值、方差貢獻(xiàn)率和累計貢獻(xiàn)率，對11種不同類型的酸湯的品質(zhì)特性進(jìn)行綜合評價及排名。

2 結(jié)果與分析

2.1 酸湯基本營養(yǎng)成分及抗氧化性分析

2.1.1 酸湯的基本營養(yǎng)成分

水分含量、總糖含量、蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、維生素C含量是衡量酸湯營養(yǎng)成分的重要指標(biāo)。蛋白質(zhì)與糖接枝反應(yīng)后期會形成聚合產(chǎn)物稱為類黑精，類黑精類物質(zhì)具有相同顯著的抗氧化和消除活性氧等性能，其抗氧化強(qiáng)度可與食品中常用的抗氧化劑相當(dāng)[22]。不同類型酸湯的基本營養(yǎng)成分見表1。由表1可知，酸湯中水分含量的變化范圍為46.92%～89.07%，其中樣品S11含量最低，為46.92%；樣品S3含量最高，達(dá)到89.07%。蛋白質(zhì)含量的變化范圍為0.025 0～0.106 7 g/100 g，樣品S5含量最低，為0.025 g/100 g；樣品S9含量最高，為0.1067g/100g。維生素C含量的變化范圍為0.30～7.83 mg/100 g，樣品S10含量最低，為0.30 mg/100 g；樣品S6含量最高，為7.83 mg/100 g。脂肪含量的變化范圍為0.024～10.58 g/100 g，樣品S1含量最低，為0.024 g/100 g；樣品S11含量最高，為10.58 g/100 g。酸湯是由紅辣椒和西紅柿為主要原料經(jīng)傳統(tǒng)工藝自然發(fā)酵而成的，因此pH、總酸、可溶性固形物是評價酸湯品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)。pH的變化幅度為3.38～5.01，其中樣品S3最低，樣品S10最高?？偹岷康淖兓葹?.12～11.13 g/100 g，樣品S2含量最低，樣品S7含量最高?？扇苄怨绦挝锖孔兓葹?0.67～27.67 g/100 g，樣品S5含量最低，樣品S11含量最高?？偺呛康淖兓秶鸀?.01～0.17 g/100 g，樣品S8含量最低，為0.01 g/100 g；樣品S1含量最高，為0.17 g/100 g。這說明不同類型的酸湯在口感方面存在不同的差異，這可能是由于原料及工藝之間協(xié)同作用引起。

表1 不同類型酸湯的基本營養(yǎng)成分Table 1 Basic nutrient composition of different types of sour soup

2.1.2 酸湯的抗氧化性分析

DPPH自由基清除率、羥自由基清除率、總還原力、總酚含量是評價抗氧化性能力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。具有還原性的物質(zhì)可以還原脂質(zhì)過氧化過程中產(chǎn)生的中間體，因此總還原力可以表現(xiàn)抗氧化活性的強(qiáng)弱[23]。不同類型的酸湯抗氧化性結(jié)果見表2。由表2可知，11種酸湯的總酚含量為0.092～0.283 mg/g，樣品S9含量最高，樣品S7含量最低。DPPH自由基清除率最強(qiáng)的是S9，達(dá)到了95.348%，最弱的是樣品S1，只有50.175%。羥自由基清除率能力最強(qiáng)的是樣品S5，達(dá)到了3.165%；總還原力中，樣品S6最高，為1.039，樣品S10最低，為0.161。羥自由基的清除率較低，其主要原因可能是酸湯中的酚類物質(zhì)及維生素C的含量較低，自由基不能奪取更多的氫原子從而被清除，總體上樣品S5抗氧化性較強(qiáng)。

表2 不同類型酸湯的抗氧化性Table 2 Antioxidant activity of different types of sour soup

2.2 相關(guān)性分析結(jié)果

參照文獻(xiàn)[24-25]報道的方法對抗氧化相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果見表3。由表3可知，水分含量與脂肪含量和可溶性固形物呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），說明脂肪含量越高、可溶性固形物含量越高，水分含量越低；羥自由基清除率與蛋白質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；DPPH自由基清除率和總酸呈正相關(guān)（P＞0.05），總還原力與維生素C呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與脂肪含量、羥自由基清除率、DPPH自由基清除率呈正相關(guān)（P＞0.05）；總酸和pH呈正相關(guān)（P＞0.05）。

表3 不同產(chǎn)地酸湯營養(yǎng)及抗氧化性相關(guān)性分析結(jié)果Table 3 Results of nutrition and antioxidant activity of sour soup from different producing area

續(xù)表

綜上所述，各指標(biāo)間均表現(xiàn)出不同程度的相關(guān)性，說明11種類型的酸湯所得的數(shù)據(jù)信息存在重疊的現(xiàn)象，因此有必要通過對上述12項指標(biāo)的分類與簡化來提高綜合評價的效率和準(zhǔn)確率。

2.3 主成分分析結(jié)果

主成分的載荷矩陣經(jīng)最大方差法旋轉(zhuǎn)后載荷系數(shù)更接近0或者1，得到的主成分能更好地解釋和命名變量[25]。酸湯的主成分方差貢獻(xiàn)率結(jié)果見表4。由表4可知，將酸湯的13項指標(biāo)轉(zhuǎn)化為4個主成分，第一主成分的特征值為4.353，方差貢獻(xiàn)率為36.276%，解釋了酸湯品質(zhì)特性的36.276%，是最主要的成分。第二主成分的特征值為2.691，累計方差貢獻(xiàn)率為58.700%。第三主成分的特征值為1.821，累計方差貢獻(xiàn)率為73.878%。第四主成分的特征值為1.545，累計方差貢獻(xiàn)率為86.751%。前4個主成分的特征值均大于1，累計方差貢獻(xiàn)率達(dá)到86.751%，大于85%，說明前4個主成分綜合表達(dá)了主要品質(zhì)指標(biāo)的絕大部分信息，能綜合反映不同類型酸湯整體情況。

表4 酸湯主成分方差貢獻(xiàn)率Table 4 Variance contribution rate of principal components of sour soup

主成分因子對應(yīng)的載荷矩陣見表5。由表5可知，第一主成分與脂肪含量、可溶性固形物含量有明顯的正相關(guān)性，與水分含量有明顯的負(fù)相關(guān)性。即在第一主成分正向區(qū)間，第一主成分越大，脂肪含量、可溶性固形物含量越高，水分含量越低。第二主成分與維生素C含量、總還原力有明顯的正相關(guān)性。即在第二主成分正向區(qū)間，第二主成分越大，維生素C含量越高，總還原力越大。第三主成分與總酚含量、蛋白質(zhì)含量有明顯的正相關(guān)性，即在第三主成分正向區(qū)間，第三主成分越大，總酚含量、蛋白質(zhì)含量越高。第四主成分與DPPH自由基清除率、總酸含量有明顯的正相關(guān)性，即在第四主成分正向區(qū)間，第四主成分越多，DPPH自由基清除率越強(qiáng)，總酸含量越高。

表5 主成分因子對應(yīng)的載荷矩陣Table 5 Loading matrix corresponding to principal component factors

將主成分的特征向量和標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，4個主成分的得分函數(shù)表達(dá)式（F1、F2、F3、F4代表公因子，X1～X12分別代表標(biāo)準(zhǔn)化后的水分含量、蛋白質(zhì)含量、總酸含量、維生素C含量、脂肪含量、pH、可溶性固形物含量、總糖含量、DPPH自由基清除率、羥自由基清除率、總還原力、總酚12個品質(zhì)指標(biāo)）如下：

以4個主成分的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，對主成分得分進(jìn)行加權(quán)平均，得到酸湯品質(zhì)評價模型，表達(dá)式為：F綜=0.363F1+0.224F2+0.152F3+0.129F4

由表6可知，各種類型酸湯樣品營養(yǎng)成分及抗氧化性綜合排名為：S9＞S6＞S8＞S10＞S11＞S7＞S5＞S4＞S2＞S3＞S1。

表6 不同類型酸湯的主成分得分及排名Table 6 Principal component scores and rankings of different types of sour soup

2.4 酸湯營養(yǎng)成分及抗氧化性聚類分析

聚類分析參照文獻(xiàn)[26-28]報道的方法，采用SPSS 21軟件對11種不同類型的酸湯樣品進(jìn)行聚類分析，結(jié)果見圖1。由圖1可知，在聚類水平D2=10時，11種不同類型酸湯被分為四大類，S2、S3、S1、S4、S7、S5這幾種酸湯樣品為一類，S8、S10、S11這三種酸湯樣品為一類，樣品S9和S6各為一類，S9和S6兩種酸湯品質(zhì)特性較接近，與其他幾種酸湯在品質(zhì)特性方面差異比較大。這與主成分分析得出的結(jié)果一致。

圖1 不同產(chǎn)地酸湯營養(yǎng)及抗氧化性聚類分析樹狀圖Fig.1 Cluster analysis dendrogram of nutritional and antioxidant properties of sour soup from different producing area

3 結(jié)論

本研究通過探討貴州11種不同類型的酸湯的品質(zhì)特性，經(jīng)試驗結(jié)果得出：在營養(yǎng)成分方面，11種酸湯水分含量均較高，總糖和蛋白含量低，其中脂肪含量最高的是樣品S11，為10.58 g/100 g，維生素含量最高的是樣品S6，為7.83 mg/100 g。在抗氧化性方面，羥自由基清除率與蛋白質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與水分含量和維生素C呈正相關(guān)；總還原力與維生素C呈極顯著正相關(guān)，與脂肪含量、羥自由基清除率、DPPH自由基清除率呈正相關(guān)。主成分分析及聚類分析得出，酸湯樣品S9和S6營養(yǎng)成分含量高，抗氧化能力強(qiáng)。