電滲析技術(shù)在廣式醬油減鹽中的應(yīng)用研究

摘要：應(yīng)用電滲析技術(shù)對廣式醬油進(jìn)行減鹽研究，以醬油的減鹽率、氨基酸態(tài)氮保持率和總酸保持率為綜合評價(jià)指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)結(jié)合正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對減鹽工藝進(jìn)行優(yōu)化，建立最優(yōu)的廣式醬油減鹽工藝，并對比醬油減鹽前后的風(fēng)味指標(biāo)差異，分析電滲析減鹽技術(shù)對醬油品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，最佳減鹽工藝條件為處理壓力14 V、處理時(shí)間15 min、流速比1∶1（淡化室液體流速∶鹽室液體流速），在此條件下減鹽率達(dá)到37.52%，氨基酸態(tài)氮保持率達(dá)到90.90%，總酸保持率達(dá)到94.51%。對優(yōu)化工藝制備的減鹽醬油進(jìn)行分析，還原糖含量前后差異不明顯，游離氨基酸損失率約為1.28%，主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)保持率達(dá)到90%以上；減鹽醬油風(fēng)味濃郁，除了咸味減弱外，其他各項(xiàng)感官評價(jià)指標(biāo)均與原廣式醬油差異不大。該研究可為廣式醬油的減鹽工藝和產(chǎn)品開發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞：廣式醬油；電滲析；減鹽；風(fēng)味

中圖分類號：TS264.21""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"" ""文章編號：1000-9973（2024）12-0159-07

Study on Application of Electrodialysis Technology in Desalination of Cantonese Soy Sauce

LI Xue-wei1， MIAO Chun-lei1， ZHU Ya-yuan1， ZHU Xin-gui1，2*

（1.Lee Kum Kee （Xinhui） Foods Co.， Ltd.， Jiangmen 529156， China; 2.College of Food Science，

South China Agricultural University， Guangzhou 510642， China）

Abstract： Electrodialysis technology is applied for the desalination of Cantonese soy sauce. Taking the desalination rate， the amino acid nitrogen （AAN） retention rate and the total acid （TA） retention rate of soy sauce as the comprehensive evaluation indexes， the desalination process is optimized by single factor test combined with orthogonal test design. The optimal desalination process of Cantonese soy sauce is established， and the differences of flavor indexes of soy sauce before and after desalination are compared， in order to study the effect of electrodialysis desalination technology on the quality of soy sauce. The results show that the optimal desalination process conditions are treatment voltage of 14 V， treatment time of 15 min and flow velocity ratio of 1∶1 （the flow velocity of desalination chamber liquid∶the flow velocity of salt chamber liquid）. Under these conditions， the desalination rate reaches 37.52%， the AAN retention rate reaches 90.90% and the TA retention rate reaches 94.51%.The desalinated soy sauce prepared by optimized process is analyzed. It is found that there are no significant differences in the content of reducing sugar， the loss rate of free amino acids is about 1.28%， and the retention rate of main volatile flavor substances is more than 90%. The desalinated soy sauce has a strong flavor， except for the decrease of saltiness， the other sensory evaluation indexes are not significantly different from the original Cantonese soy

sauce. This study can provide references for the desalination process and product development of Cantonese soy sauce.

Key words： Cantonese soy sauce; electrodialysis; desalination; flavor

收稿日期：2024-06-03

基金項(xiàng)目：廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2020B020226006）

作者簡介：李學(xué)偉（1981—），男，高級工程師，碩士，研究方向：食品釀造及調(diào)味品開發(fā)。

*通信作者：朱新貴（1967—），男，副教授，博士，研究方向：調(diào)味品科學(xué)與技術(shù)。

廣式醬油是中國傳統(tǒng)釀造醬油的一個(gè)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(gè)月以上的日曬夜露天然釀造而成，是國內(nèi)產(chǎn)銷量最大的一類釀造醬油。廣式醬油風(fēng)味獨(dú)特，食鹽含量一般在17%～20%［1-3］。據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查的數(shù)據(jù)，全球人均每天食鹽攝入量為9～12 g甚至更高，高鈉攝入作為高血壓的重要誘因，會進(jìn)一步誘發(fā)心腦血管疾病并提升死亡的風(fēng)險(xiǎn)，還會增加慢性腎臟病、骨質(zhì)疏松和老年人認(rèn)知障礙等其他疾病的風(fēng)險(xiǎn)［4-6］。減少鹽攝入量已被全球公認(rèn)為是改善人口健康最有效的措施之一，我國在《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》引領(lǐng)下，對食品的營養(yǎng)和健康提出了更高要求：到2030年全國人均每天食鹽攝入量降低20%。目前，低鈉的膳食習(xí)慣越來越被關(guān)注和重視，減鹽消費(fèi)已成為全球市場新趨勢。因此，在全民控鹽的大趨勢下，調(diào)味品市場也相繼出現(xiàn)眾多減鹽的相關(guān)醬油產(chǎn)品，鹽含量減少25%～35%（對比傳統(tǒng)醬油鹽含量）的減鹽醬油品類占比最大，但減鹽醬油鹽含量越低，其整體風(fēng)味明顯不足。

目前減鹽醬油生產(chǎn)技術(shù)主要有發(fā)酵法［7］、電滲析法［8-10］、離子交換法和膜分離技術(shù)［11-12］等，而電滲析法應(yīng)用最廣泛。電滲析法是在直流電場的作用下，利用離子交換膜的選擇透過性能，使陰陽離子發(fā)生定向遷移，從而達(dá)到電解質(zhì)的分離［13-14］。據(jù)研究報(bào)道，利用電滲析技術(shù)對醬油進(jìn)行脫鹽處理生產(chǎn)減鹽醬油時(shí)，也會導(dǎo)致醬油中其他風(fēng)味物質(zhì)出現(xiàn)不同程度的損失［8-10］，但這些研究較多關(guān)注減鹽前后醬油中的鹽分、氨基酸態(tài)氮等常規(guī)理化指標(biāo)的變化，對醬油整體風(fēng)味變化差異缺少深入和系統(tǒng)性的研究［15-16］。雖然有學(xué)者應(yīng)用電滲析技術(shù)對大豆醬油進(jìn)行脫鹽處理，但工藝上對醬油pH進(jìn)行了改變，顯然對醬油的天然品質(zhì)產(chǎn)生了影響［17］。醬油的呈味成分十分復(fù)雜，主要包括鹽、氨基酸、糖、肽、有機(jī)酸、酯類、醇類、酮類、酚類、醛類等，這些物質(zhì)使得醬油產(chǎn)生獨(dú)特風(fēng)味和調(diào)味效果［18-21］。在這些成分中，食鹽屬于強(qiáng)電解質(zhì)物質(zhì)，在水溶液中以離子形式存在；而氨基酸則是兩性電解質(zhì)，在水溶液中以兼性離子或偶極離子的形式存在。由于大部分有機(jī)物為弱電解質(zhì)，在水溶液中隨pH的變化可分為分子態(tài)、離子態(tài)和混合態(tài)（離子態(tài)和分子態(tài)的混合物），這3種形態(tài)的有機(jī)物在電滲析過程中呈現(xiàn)不同的遷移特征［22-24］。通過電滲析技術(shù)對醬油進(jìn)行減鹽處理時(shí)，理論上醬油中的一些關(guān)鍵風(fēng)味成分也產(chǎn)生不同程度的遷移而損失，導(dǎo)致制備的減鹽醬油風(fēng)味強(qiáng)度有所下降。鑒于此，在電滲析減鹽過程中，既要保證醬油品質(zhì)穩(wěn)定又要保證醬油風(fēng)味損失較低是迫切需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。因此，本文應(yīng)用電滲析技術(shù)對廣式醬油進(jìn)行減鹽工藝研究，在控制減鹽（33±5）%的條件下，通過精準(zhǔn)工藝設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品減鹽而不減風(fēng)味，為制備風(fēng)味良好的減鹽廣式醬油提供了技術(shù)參考，對釀造醬油減鹽加工技術(shù)的快速發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

廣式醬油：由李錦記（新會）食品有限公司提供。

1.2 試劑

氫氧化鈉、無水乙醇、甲醛、鹽酸、葡萄糖、鉻酸鉀等（均為分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑上海有限公司。

1.3 主要儀器與設(shè)備

794型全自動(dòng)滴定儀 瑞士萬通（中國）有限公司；S-433D全自動(dòng)氨基酸分析儀 德國Sykam公司；N4紫外可見分光光度計(jì) 上海儀電分析儀器有限公司；PAL-α Brix計(jì) 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；GCM-E-10電滲析系統(tǒng) 國初科技（廈門）有限公司；57328-U固相微萃取纖維頭DVB/CAR/PDMS（50/30 μm） 美國Supelco公司；7820A-5977B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS，配DB-WAX UI毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm）） 美國安捷倫公司。

1.4 方法

1.4.1 電滲析技術(shù)對廣式醬油減鹽的單因素試驗(yàn)

應(yīng)用電滲析技術(shù)對廣式醬油進(jìn)行減鹽處理，電滲析設(shè)備中的淡化室為原醬油（廣式醬油），鹽室為蒸餾水，減鹽處理時(shí)原醬油與蒸餾水的體積相同。分別以處理電壓、處理時(shí)間和流速比（淡化室液體流速（L/min）∶鹽室液體流速（L/min））進(jìn)行單因素試驗(yàn)。利用電滲析技術(shù)對醬油進(jìn)行脫鹽處理生產(chǎn)減鹽醬油時(shí)，通常脫鹽程度越高，醬油的風(fēng)味損失越大［8-10］，鑒于目前市面上減鹽醬油減鹽率在25%～35%之間（對比鹽含量約19%的醬油），因此，本文原醬油減鹽率（鹽含量的減少比例）控制在（33±5）%，以減鹽醬油的減鹽率、氨基酸態(tài)氮（amino acid nitrogen，AAN）保持率為評價(jià)指標(biāo)，比較各因素對減鹽工藝的影響。

減鹽率（%）=原醬油鹽含量（%）－減鹽醬油鹽含量（%）原醬油鹽含量（%）×100%。

氨基酸態(tài)氮（AAN）保持率（%）=減鹽醬油AAN含量（%）原醬油AAN含量（%）×100%。

1.4.1.1 處理電壓對減鹽醬油的影響

量取原醬油500 mL，設(shè)定處理時(shí)間為13 min，流速比為1∶1，分別在處理電壓為8，10，12，14，16 V的條件下進(jìn)行減鹽處理，以減鹽率和AAN保持率為綜合評價(jià)指標(biāo)。

1.4.1.2 處理時(shí)間對減鹽醬油的影響

量取原醬油500 mL，設(shè)定處理電壓為14 V，流速比為1∶1，分別在處理時(shí)間為9，11，13，15，17 min的條件下進(jìn)行減鹽處理，以減鹽率和AAN保持率為綜合評價(jià)指標(biāo)。

1.4.1.3 流速比對減鹽醬油的影響

量取原醬油500 mL，設(shè)定處理電壓為14 V，處理時(shí)間為13 min，分別在流速比為1.4∶1、1.2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1的條件下進(jìn)行減鹽處理，以減鹽率和AAN保持率為綜合評價(jià)指標(biāo)。

1.4.2 電滲析技術(shù)對廣式醬油減鹽的正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以處理電壓（A）、處理時(shí)間（B）、流速比（C）為3個(gè)因素，設(shè)計(jì) L9（33）正交試驗(yàn)，在減鹽率為（33±5）%的范圍內(nèi)，為了獲得最佳的減鹽率和醬油風(fēng)味保持效果，本文在以減鹽率和AAN保持率為評價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，增加總酸（total acid，TA）保持率作為綜合評價(jià)指標(biāo)，以確定廣式醬油最優(yōu)的電滲析減鹽處理工藝。

綜合評分標(biāo)準(zhǔn)：本文將減鹽率、AAN保持率和TA保持率作為綜合評價(jià)指標(biāo)，采用綜合加權(quán)評分法進(jìn)行評分［25-26］。因氨基酸態(tài)氮是釀造醬油的重要質(zhì)量指標(biāo)，所以氨基酸態(tài)氮保持率權(quán)重?cái)M定系數(shù)為0.4，減鹽率和總酸保持率的權(quán)重?cái)M定系數(shù)均為0.3。醬油減鹽最佳工藝的綜合加權(quán)評分計(jì)算公式如下：

總酸（TA）保持率（%）=減鹽醬油TA含量（%）原醬油TA含量（%）×100%。

綜合加權(quán)評分（%）=（樣品減鹽率（%）9個(gè)樣品中最高減鹽率（%）×0.3+

樣品TA保持率（%）9個(gè)樣品中TA最高保持率（%）×0.3+樣品AAN保持率（%）9個(gè)樣品中最高AAN保持率（%）×

0.4）×100%。

1.4.3 醬油常規(guī)指標(biāo)的測定

醬油中的氨基酸態(tài)氮、總酸、氯化鈉、pH值、A530 nm（稀釋10倍）均按照GB 18186—2000《釀造醬油》中的方法測定；還原糖按照GB 5009.7—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中還原糖的測定》中的方法測定；固形物采用Brix計(jì)測定。

1.4.4 氨基酸的測定——柱前衍生法

參考《實(shí)用食物營養(yǎng)成分分析手冊》中的柱前衍生法測定醬油中的氨基酸［27］。

1.4.5 醬油揮發(fā)性成分的提取與測定

固相微萃?。喝悠? mL密封于頂空樣品瓶中，加入1 g NaCl使溶液飽和，置于50 ℃水浴中，固相微萃取纖維頭于250 ℃活化5 min后，置于樣品瓶中頂空萃取30 min，萃取結(jié)束后立刻進(jìn)樣檢測。

氣相色譜-質(zhì)譜條件：安捷倫DB-WAX UI毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm）；載氣He，流速1.0 mL/min，不分流。升溫程序：起始溫度40 ℃，保持5 min；以升溫速度2 ℃/min升溫至150 ℃，保持0 min；再以升溫速度5 ℃/min升溫至240 ℃，保持10 min。質(zhì)譜采用電子電離方式，電離能為70 eV，檢測器電壓為857 V，掃描速度為2.00 scans/s，掃描范圍（m/z）為20～350 amu；進(jìn)樣口溫度和離子源溫度分別為250 ℃和230 ℃。

物質(zhì)定性和定量：圖譜數(shù)據(jù)處理由安捷倫MassHunter軟件完成，在NIST譜庫和Wiley譜庫對未知化合物進(jìn)行檢索并計(jì)算匹配度，當(dāng)匹配度大于80%（最大值為100%）時(shí)才能定性該物質(zhì)；通過物質(zhì)組分的峰面積歸一化法進(jìn)行相對含量計(jì)算。

1.4.6 感官評價(jià)

由10 位在醬油風(fēng)味鑒評方面具有豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員對減鹽醬油樣品進(jìn)行盲評，以原廣式醬油作為對照樣，分別從鮮味、咸味、甜味、酸味、醇厚、醬香、綜合口感7個(gè)維度對樣品進(jìn)行評分，最高分為10分，取各維度評分的平均值，采用Microsoft Office Excel繪制雷達(dá)圖。

1.4.7 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以SPSS 13.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，每組試驗(yàn)重復(fù)3次，取其平均值，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理電壓對廣式醬油電滲析減鹽的影響

應(yīng)用電滲析技術(shù)對廣式醬油進(jìn)行減鹽處理，在其他條件一致的情況下，分別以處理電壓為8，10，12，14，16 V進(jìn)行處理，以減鹽率和AAN保持率為評價(jià)指標(biāo)，測定結(jié)果見圖1。

由圖1可知，在不同處理電壓條件下，脫鹽率和AAN保持率均有顯著性差異（Plt;0.05），減鹽率隨著處理電壓的增加而增大，AAN保持率先升高后降低。在處理電壓為14 V時(shí)，AAN保持率最大，達(dá)到（90.27±0.11）%，此處理電壓下氨基酸損失最小。在直流電場中，電壓與電流呈正相關(guān)，電壓越大，電流越大，一般陰陽離子定向遷移能力越強(qiáng)，但氨基酸屬于兩性弱電解質(zhì)，醬油中肽類物質(zhì)也屬于弱電解質(zhì)，它們在溶液中存在平衡狀態(tài)。因此，醬油的減鹽率控制在（33±5）%，同時(shí)AAN保持率獲得最優(yōu)值，處理電壓的合適范圍為12～16 V。

2.2 不同處理時(shí)間對廣式醬油電滲析減鹽的影響

應(yīng)用電滲析技術(shù)對廣式醬油進(jìn)行減鹽處理，設(shè)定處理電壓為14 V和流速比為1∶1，分別在處理時(shí)間為9，11，13，15，17 min進(jìn)行處理，以減鹽率和AAN保持率為評價(jià)指標(biāo)，測定結(jié)果見圖2。

由圖2可知，在不同處理時(shí)間條件下，減鹽率和AAN保持率均有顯著差異（Plt;0.05），醬油減鹽率隨著處理時(shí)間的增加而增大，當(dāng)處理時(shí)間為11 min時(shí)，減鹽率達(dá)到（25±0.12）%，17 min時(shí)，減鹽率達(dá)到（39.32±0.13）%；醬油中AAN保持率整體呈下降趨勢，但處理時(shí)間超過15 min后，醬油中AAN保持率出現(xiàn)小幅升高后再降低。結(jié)果表明，隨著處理時(shí)間的延長，離子通過膜的速率降低，可能是淡化室和鹽室的離子濃度差變小或膜污染導(dǎo)致電阻增加，造成離子定向遷移能力變?nèi)酰?8］。后期AAN保持率出現(xiàn)階段小幅增加，可能是鹽室離子濃度增加或pH降低導(dǎo)致氨基酸等弱電解質(zhì)通過膜的速率和方向產(chǎn)生變化，也可能是離子從淡化室透過離子交換膜時(shí)攜帶部分水造成淡化室水減少所致 ［29］。因此，醬油的減鹽率控制在（33±5）%，同時(shí)AAN保持率獲得最優(yōu)值，處理時(shí)間的合適范圍為11～15 min。

2.3 不同流速比對廣式醬油電滲析減鹽的影響

應(yīng)用電滲析技術(shù)對廣式醬油進(jìn)行減鹽處理，設(shè)定處理電壓為14 V和處理時(shí)間為13 min，分別在流速比為1.4∶1、1.2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1的條件下進(jìn)行處理，以減鹽率和AAN保持率為綜合評價(jià)指標(biāo)，測定結(jié)果見圖3。

由圖3可知，在不同流速比條件下，醬油減鹽率約為26.66%～29.89%，AAN保持率約為89.36%～92.11%，減鹽率和AAN保持率均無顯著差異（Pgt;0.05）。結(jié)果表明，淡化室與鹽室中液體流速比對離子遷移程度的影響不大，這與張建友等［17］研究得出的脫鹽率并沒有隨流速增大而持續(xù)增大的結(jié)論一致。但根據(jù)Mohammadi等［30］的研究結(jié)果，低流速容易使膜結(jié)垢，加重膜污染。另外，過高的流速會增加電滲析處理的能耗。因此，在滿足低能耗和減低膜污染的條件下，實(shí)現(xiàn)較高醬油減鹽率和AAN保持率，流速比的合適范圍為1.2∶1～0.8∶1。

2.4 廣式醬油電滲析減鹽的正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取處理電壓、處理時(shí)間、流速比3個(gè)因素設(shè)計(jì)L9（33）正交試驗(yàn)，以醬油的減鹽率、TA保持率和AAN保持率為指標(biāo)，優(yōu)化減鹽工藝，試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平見表1。

對廣式醬油減鹽處理的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)取平均值，正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表2，線性回歸分析見表3。

應(yīng)用電滲析技術(shù)對廣式醬油進(jìn)行減鹽處理，既要實(shí)現(xiàn)高效的減鹽率，又要避免醬油中的AAN和TA等風(fēng)味成分損失過多。由表2可知，在上述因素水平范圍內(nèi)，影響因素的主次順序?yàn)樘幚黼妷海咎幚頃r(shí)間＞流速比。廣式醬油減鹽最佳工藝條件為A3B3C2，即處理壓力為14 V，處理時(shí)間為15 min，流速比為1∶1。在此條件下進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，減鹽率達(dá)到37.52%，AAN保持率達(dá)到90.90%，TA保持率達(dá)到94.51%。對比張建友等［17］對大豆醬油電滲析工藝的研究結(jié)果，雖然其脫鹽率為81.6%，但AAN損失率高達(dá)19.4%，而且脫鹽時(shí)間長達(dá)50 min。因此，本文對醬油進(jìn)行減鹽處理時(shí)，既達(dá)到了減鹽的目的，又避免了AAN和TA等醬油風(fēng)味成分的嚴(yán)重?fù)p失，使風(fēng)味成分保持率達(dá)到90%以上。

由表3可知，以處理電壓（A）、處理時(shí)間（B）和流速比（C）作為自變量，以綜合評分作為因變量進(jìn)行線性回歸分析，上述條件下的模型公式：綜合評分=83.271+2.758A+2.428B-0.062C，模型的R2為0.962。對模型進(jìn)行F檢驗(yàn)（F=41.984，P=0.001lt;0.05），說明A、B和C中至少一項(xiàng)對綜合評分產(chǎn)生影響，另外，針對模型的多重共線性進(jìn)行檢驗(yàn)，模型的VIF值均小于5，表明模型不存在共線性；此外，D-W值在2附近，說明模型不存在自相關(guān)性，樣品數(shù)據(jù)之間沒有關(guān)聯(lián)性，模型較好。對因素A、B和C的回歸系數(shù)顯著性P值進(jìn)行分析，處理電壓和處理時(shí)間對綜合評分產(chǎn)生極顯著的正向影響，而流速比對綜合評分不產(chǎn)生顯著影響。

2.5 廣式醬油減鹽前后氨基酸組成分析

醬油中氨基酸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［3］。通過對比最優(yōu)工藝獲得的減鹽醬油與原醬油中的氨基酸組成差異，分析電滲析技術(shù)對減鹽醬油氨基酸組成的影響，相關(guān)結(jié)果見表4。

由表4可知，經(jīng)過上述最佳工藝減鹽處理后，由原廣式醬油的總游離氨基酸含量由4.13 g/100 mL下降至4.04 g/100 mL，其含量減少了0.09 g/100 mL，整體損失率約為2.25%。數(shù)據(jù)表明，上述電滲析減鹽工藝制備的減鹽醬油的游離氨基酸損失率非常低，含量基本接近原醬油水平。另一方面，對比各游離氨基酸的損失情況，親水性氨基酸因其相對更易電離，總體上比疏水性氨基酸損失相對較多。研究結(jié)果表明，兩性弱電解質(zhì)的氨基酸在此電場作用下遷移能力非常弱，與其他強(qiáng)電解質(zhì)產(chǎn)生陰陽離子定向遷移的能力顯著不同，這與孫金玲等［29］應(yīng)用電滲析對魚露脫鹽研究時(shí)的氨基酸遷移變化結(jié)果比較相似。綜合分析，本文建立的廣式醬油電滲析減鹽工藝對醬油中游離氨基酸含量的影響非常小，使氨基酸在減鹽醬油中得到很好的保留。

2.6 廣式醬油減鹽前后主要揮發(fā)性成分差異分析

應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜法對原廣式醬油和最優(yōu)工藝獲得的減鹽醬油的主要揮發(fā)性成分進(jìn)行測定和分析，差異結(jié)果見表5。

由表5可知，應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜法對原廣式醬油減鹽前后20種主要揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行檢測，經(jīng)減鹽處理后其含量均出現(xiàn)了不同程度的變化。在醇類物質(zhì)中，乙醇、2-甲基-1-丙醇、正丁醇、異戊醇、3-甲基-1-丁醇、甲硫基丙醇等低級醇出現(xiàn)少量下降，但苯乙醇、糠醇等高級醇類物質(zhì)減鹽前后含量差異不大，其中糠醇甚至略有增加；乙酸是醬油的主要酸類物質(zhì)，醬油經(jīng)減鹽處理后，其含量有所下降；在酚類物質(zhì)中，4-乙基愈創(chuàng)木酚和4-乙基苯酚的含量略有下降；其他醛類、酯類等揮發(fā)性物質(zhì)前后差異較小。結(jié)果表明，廣式醬油中的低級醇類、酸類和酚類物質(zhì)在電滲析減鹽處理過程中受電場的影響較大，這類物質(zhì)比醬油中其他醛類、酮類和酯類等揮發(fā)性物質(zhì)相對更容易產(chǎn)生電離，以致受電場的作用而產(chǎn)生較強(qiáng)的定向遷移，最終導(dǎo)致其含量下降明顯。相關(guān)研究也表明，利用電滲析技術(shù)可以對有機(jī)酸和酚類物質(zhì)進(jìn)行分離制備［22-23］；此外，醬油中的2，3-丁二醇、糠醇和乳酸丁酯等成分在減鹽醬油中的含量有所增加，原因可能是頂空固相微萃取過程中各風(fēng)味成分與固定相存在平衡分配過程，當(dāng)減鹽醬油中一些風(fēng)味物質(zhì)含量下降時(shí)，另外一些含量變化不大的風(fēng)味物質(zhì)在所有揮發(fā)性物質(zhì)中的含量比例則相對增加，導(dǎo)致這些物質(zhì)萃取比例相對提高。綜合數(shù)據(jù)分析，通過上述電滲析減鹽工藝獲得的減鹽醬油，除了乙醇、乙酸和4-乙基愈創(chuàng)木酚外，其他成分的損失率均低于8%，甚至變化差異極小。結(jié)果表明，上述電滲析減鹽最佳工藝制備的減鹽醬油中主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的保持率均達(dá)到90%以上。

2.7 廣式醬油減鹽前后理化指標(biāo)和感官評價(jià)差異分析

應(yīng)用電滲析減鹽最佳工藝對廣式醬油進(jìn)行減鹽處理，醬油減鹽前后理化指標(biāo)結(jié)果見表6。除了鹽分和固形物含量外，其他指標(biāo)仍有90%以上的保持率。此外，還原糖減鹽前后差異不大，說明電滲析處理對還原糖的影響不明顯。

由圖4可知，與原廣式醬油相比，減鹽醬油的咸味下降明顯，而鮮味、醬香、醇厚、綜合口感和酸味差異不大；由于醬油中鹽分降低，醬油的甜味相對突出。綜合分析表明，廣式醬油經(jīng)上述電滲析工藝處理后，可實(shí)現(xiàn)鹽分有效降低，而醬油品質(zhì)指標(biāo)保持良好，醬油風(fēng)味濃郁。

3 結(jié)論

本文應(yīng)用電滲析技術(shù)對廣式醬油進(jìn)行減鹽約35%的工藝研究，通過對比減鹽前后醬油的理化指標(biāo)、游離氨基酸、主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)、感官評分等重要指標(biāo)，研究電滲析減鹽技術(shù)對醬油品質(zhì)的影響。通過正交試驗(yàn)，利用線性回歸分析得到廣式醬油減鹽的最佳工藝條件為處理壓力14 V、處理時(shí)間15 min、流速比1∶1，醬油減鹽率達(dá)到37.52%，醬油中AAN和TA等物質(zhì)含量的保持率均達(dá)到90%以上，通過構(gòu)建線性回歸模型進(jìn)行分析，處理電壓和處理時(shí)間對綜合評分產(chǎn)生極顯著的正向影響，而流速比對綜合評分無顯著影響。與原廣式醬油比較，減鹽醬油除了鹽分和固形物含量外，其他理化指標(biāo)和感官風(fēng)味差異不大，其中游離氨基酸損失率約為1.28%，主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)保持率達(dá)到90%以上。該工藝制備的減鹽醬油能快速實(shí)現(xiàn)鹽分有效降低，而其他風(fēng)味物質(zhì)損失非常少，醬油濃郁風(fēng)味保持良好，達(dá)到減鹽而不減風(fēng)味的效果。其減鹽工藝簡單，實(shí)際操作性強(qiáng)，可為廣式醬油減鹽工藝和產(chǎn)品開發(fā)提供應(yīng)用依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

［1］黃持都，魯緋，紀(jì)鳳娣，等.醬油研究進(jìn)展［J］.中國釀造，2009，28（10）：7-9.

［2］朱莉，許長華.醬油關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)及其功能與發(fā)酵工藝研究進(jìn)展［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2018，44（6）：287-292.

［3］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［J］.中國釀造，2016，35（7）：30-35.

［4］NAKAMURA M， AOKI N， YAMAD T， et al. Feasibility and effect on blood pressure of 6-week trial of low sodium soy sauce and miso （fermented soybean paste）［J］.Circulation Journal，2003，67（6）：530-534.

［5］李園，駱蓉，張普洪.減鹽防控慢性病進(jìn)展［J］.中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2018，52（7）：757-761.

［6］洪洋，姜華，孟丑拴，等.高食鹽攝入對人體健康的影響［J］.食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)，2021，12（7）：2618-2623.

［7］宋小焱，陳豐，曾小波，等.液體發(fā)酵中以乙醇代鹽生產(chǎn)低鹽醬油的研究［J］.中國釀造，2007（10）：36-38.

［8］劉賢杰，陳福明.電滲析技術(shù)在醬油脫鹽中的應(yīng)用［J］.中國調(diào)味品，2004（4）：17-21.

［9］彭文博，章小同，李新慧，等.醬油脫鹽新工藝的研究［J］.中國調(diào)味品，2020，45（2）：129-132.

［10］MARCELLO F， MAURO M， ANTONIO C， et al. Soy sauce desalting by electrodialysis［J］.Journal of Food Engineering，2012，110（2）：175-181.

［11］LUO J Q， DING L H， CHEN X R， et al. Desalination of soy sauce by nanofiltration［J］.Separation and Purification Technology，2009，3（3）：429-437.

［12］秦倚天，王永福.低鹽醬油趨勢及膜分離用于醬油脫鹽研究進(jìn)展［J］.食品工業(yè)，2023，44（4）：292-296.

［13］熊能，陳濤，孫自立，等.電滲析技術(shù)在氨基酸分離中的應(yīng)用進(jìn)展與趨勢［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2019，45（16）：286-292.

［14］潘海如，陳廣洲，高雅倫，等.電滲析技術(shù)在高含鹽廢水處理中的研究進(jìn)展［J］.應(yīng)用化工，2021，50（10）：2886-2891.

［15］MARCELLO F， MAURO M， ANTONIO C， et al. Modelling of soy sauce desalting by electrodialysis［J］.Food and Bioprocess Technology，2013，6（7）：1681-1695.

［16］CHUNG J H， MOK C K， LIM S B， et al. Desalination of traditional soy sauce using electrodialysis［J］.Korean Journal of Food Science amp; Technology，2002，34（5）：811-817.

［17］張建友，王芳，周垚，等.大豆醬油電滲析脫鹽工藝參數(shù)對其脫鹽率及品質(zhì)的影響［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，32（17）：287-293.

［18］NOBUTAKE N， MASAOKI S， TAMOTSU Y. Shoyu （soy sauce） flavor components： neutral fraction［J］.Agricultural and Biological Chemistry，2014，48（7）：1753-1762.

［19］NOBUTAKE N， MASAOKI S， TAMOTSU Y. Shoyu （soy sauce） flavor components： acidic fractions and the characteristic flavor component［J］.Agricultural and Biological Chemistry，2014，44（2）：339-351.

［20］童星，彭勃.醬油的風(fēng)味物質(zhì)及其研究進(jìn)展［J］.中國調(diào)味品，2018，43（10）：195-200.

［21］馮云子，周婷，吳偉宇，等.醬油風(fēng)味與功能性成分研究進(jìn)展［J］.食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2021，39（4）：14-28.

［22］ZHANG X， LI C R， WANG Y M， et al. Recovery of acetic acid from simulated acetaldehyde wastewaters： bipolar membrane electrodialysis processes and membrane selection［J］.Fuel and Energy Abstracts，2011，379（1）：184-190.

［23］馮雅萌，田秉暉，夏佰欽，等.水溶液中苯酚電離形態(tài)表征及電滲析過程遷移特征［J］.環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2018，12（9）：2466-2474.

［24］WANG M， KUANG S P， WANG X T， et al. Transport of amino acids in soy sauce desalination process by electrodialysis［J］.Membranes，2021，11（6）：408-422.

［25］馮子芳，袁曉航，陳曉偉，等.多指標(biāo)正交試驗(yàn)優(yōu)選葆腎合劑最佳提取工藝［J］.中國藥業(yè)，2020，29（17）：43-46.

［26］胡雨，高波，羅川，等.多指標(biāo)權(quán)重分析法結(jié)合正交試驗(yàn)優(yōu)選鹽補(bǔ)骨脂的工藝研究［J］.廣州化工，2021，49（10）：67-69，101.

［27］楊月欣.實(shí)用食物營養(yǎng)成分分析手冊［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2002：47-52.

［28］FARRELL S， HESKETH R P， SLATER C S.Exploring the potential of electrodialysis［J］.Chemical Engineering Education，2003，37（1）：52-59.

［29］孫金玲，甘忠宏，陳瑜珠，等.電滲析脫鹽對魚露氨基酸和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成的影響［J］.現(xiàn)代食品科技，2017，33（10）：133-141，44.

［30］MOHAMMADI T， MOHEB A， SADRZADEH M， et al. Separation of copper ions by electrodialysis using Taguchi experimental design［J］.Desalination，2004，169（1）：21-31.