传统发酵和工业生产黄豆酱中风味物质的差异分析_张晓.pdf

现代食品现代食品XIANDAISHIPIN217217/分析检测分析检测 Analysis and Testingdoi:10.16736/41-1434/ts.2022.24.057传统发酵和工业生产黄豆酱中风味物质的 差异分析Differences Between Traditionally Fermented and Industrially Produced Soybean Paste 张晓1,3，葛谦2,3，贾航3，曾雪君3，岳田利3,4，袁亚宏3,4（1.苏州农业职业技术学院食品科技学院，江苏苏州215008；2.宁夏农产品质量标准与检测技术研究所，宁夏银川750002；3.西北农林科技大学食品科学与工程学院，陕西杨凌712100；4.西北大学食品科学与工程学院，陕西西安710069）ZHANG Xiao1,3,GE Qian2,3,JIA Hang3,ZENG Xuejun3,YUE Tianli3,4,YUAN Yahong3,4(1.Faculty of Food Science and Technology,Suzhou Polytechnic Institute of Agriculture,Suzhou215008,China;2.Ningxia Research Institute of Quality Standards and Testing Technology of Agricultural Products,Yinchuan750002,China;3.College of Food Science and Engineering,Northwest A&F University,Yangling712100,China;4.College of Food Science and Technology,Northwest University,Xian710069,China)摘 要：为了探究传统发酵黄豆酱特殊风味的来源，提高工业生产黄豆酱的风味品质，采集了东北地区传统发酵和工业生产黄豆酱样品共 49 份，采用高效液相色谱和固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对样品中的有机酸、氨基酸及挥发性风味物质进行测定，并通过正交偏最小二乘法判别分析获得对两类样品差异有主要影响的风味物质。结果表明，传统发酵黄豆酱中的有机酸和挥发性风味物质含量显著高于工业生产黄豆酱，且种类更加丰富，而氨基酸含量略低于工业生产黄豆酱；乳酸、乙酸、苹果酸、谷氨酸、丙氨酸、醇类、酯类和酸类可能是导致两类样品风味差异的主要物质。研究结果为工业生产黄豆酱风味多样化及品质提高提供了方向。关键词：黄豆酱；有机酸；氨基酸；挥发性风味物质；差异分析Abstract：In order to explore the material sources of the special flavor of traditionally fermented soybean paste and improve the flavor quality of industrially produced soybean paste,49 samples collected from Northeast China were involved in this research.High performance liquid chromatography and solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry were used to analyse the organic acid,amino acid and volatile flavor compound in the samples.The flavor compounds that had a major impact on the differences soybean paste were significantly higher than those in industrially produced soybean paste,and a wider variety of flavor compounds was found in traditionally fermented soybean paste.Whereas,the amino acid content was lower in traditionally fermented soybean between traditionally fermented and industrially produced soybean pastes were obtained by the orthogonal partial least squares discriminant analysis.The results showed that the contents of organic acid and volatile flavor compound in traditionally fermented paste than that in industrially produced soybean paste.Lactic acid,acetic acid,malic acid,glutamic acid,alanine,alcohols,esters,and acids may be the main compounds responsible for the flavor differences between traditionally fermented and industrially produced soybean pastes.The results of this study provide 作者简介：张晓（1989），女，博士，研究方向为食品质量安全及品质控制。通信作者：袁亚宏（1970），女，博士，教授，研究方向为食品高新技术与食品质量安全控制。E-mail：。现代食品现代食品XIANDAISHIPIN218218/分析检测分析检测Analysis and Testing黄豆酱在我国已经有 3 000 多年的历史，因其在烹饪中可以显著提高食品的鲜味，在东亚和东南亚国家深受消费者喜爱1。黄豆酱不仅含有丰富的有机酸、氨基酸、矿物质和微生物等营养物质2，还具有抗炎3、抗肥胖4和抗癌的功效5。生产豆酱的原料、种曲、发酵条件及加工工艺对最终产品的风味和品质都有重要影响6。传统发酵黄豆酱是以黄豆、淀粉为主要原料，采用自然接种的方式进行制醅，经过 2 3 个月自然发酵成熟7。工业生产黄豆酱多采用人工接种、控温发酵的方式进行，生产周期短，产品一致性较高，但由于发酵菌种单一、发酵时间短，存在风味单一、滋味浓厚度不足等问题。有机酸、氨基酸、核苷酸、脂肪酸等相对分子量较低的非挥发性化合物是构成黄豆酱特殊风味的重要味觉因子8，这些化合物部分来源于生产黄豆酱所使用的原料（如大豆、小麦、曲霉等），另一部分来源于生产过程中的酶促反应和热降解。同时，发酵和贮存过程中微生物代谢、原料水解产生的有机酸和氨基酸是醇类、酯类和醛类等挥发性风味物质的前体，对黄豆酱独特的风味及口感形成有重要作用9。为了探究不同加工工艺对黄豆酱品质的影响，本研究采集了东北地区家庭传统发酵和工业生产黄豆酱样品共 49份，采用高效液相色谱和固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对其有机酸、氨基酸和挥发性风味物质含量进行测定，并通过统计分析获得导致其品质差异的主要物质，为进一步探究传统发酵黄豆酱特殊风味的来源及工业生产黄豆酱品质提高提供参考。1 材料与方法1.1 材料与试剂试验所用的 49 份黄豆酱样品均采自东北地区，其中 13 份采自工厂（编号 C1-C13），其余 36 份样品采自农户（编号 T1-T36），样品分布地区和类型如表 1所示。所有样品均由黄豆及小麦粉作为主要原料制成，样品在分析前保存在 4 冰箱。色谱乙腈、甲醇，美国天地公司；磷酸、磷酸铵、三氯乙酸、盐酸，色谱纯，上海生工；磷酸氢二钠、四硼酸钠，分析纯，上海阿拉丁；有机酸标准品，上海源叶；氨基酸标准品，日本岛津。表 1 黄豆酱样品采集地区分布及数量表地区工业生产黄豆酱/份传统发酵黄豆酱/份辽宁省512吉林省315黑龙江省59总计13361.2 仪器与设备LC-20A 高效液相色谱，日本岛津；QP2010 气相色谱质谱联用仪，日本岛津；GTR 16-2 高速冷冻离心机，北京时代北利离心机有限公司；超纯水机，南京轩科仪器公司。1.3 试验方法1.3.1 有机酸含量的测定样品预处理。取破碎均匀的样品 5 g，加蒸馏水定容至50 mL，超声提取10 min，10 000g离心10 min，取上清液 2 mL，加入 1 molL-1磷酸 0.08 mL，蒸馏水定容到 4 mL。仪器测定。采用高效液相色谱法进行测定，色谱柱为 Shimi-pack VP-DOS C18分析柱（250 mm4.6 mm，4.5 m，日本岛津）。分析条件：流速 0.7 mLmin-1，温度 40，流动相 0.01 molL-1磷酸铵（磷酸调节 pH 值至 2.7），PDA 检测器检测10。1.3.2 氨基酸含量的测定样品预处理。取破碎均匀的样品 5 g，加蒸馏水定容至 50 mL，超声提取 10 min，10 000g 离心10 min，取上清液进行进一步分析。仪器测定。采用高效液相色谱按照日本岛津氨基酸分析试剂盒（PN:AJS-01）的方法进行分析11。取样品滤液2 mL，加入 5%三氯乙酸溶液 5 mL，混匀，静置 60 min，蒸馏水定容至 10 mL，离心 5 min，上清液用 0.22 m滤膜过滤，进行高效液相色谱分析。日本岛津高效液相色谱系统，配有 LC-20AD 泵，SIL-20A 自动进样器，CTO-20A 柱箱，SPD-M20A 紫外/可见检测器，Durashell AA 分析柱（150 mm4.6 mm，3 m），柱温 50。流动相 A 为 0.45%Na2HPO412H2O 和 0.475%Na2B4O710H2O，用 36%盐酸调节 pH 值为 8.2；流动directions for flavor diversification and quality improvement of industrially produced soybean paste.Keywords：soybean paste;organic acid;amino acid;volatile flavor compound;differential analysis中图分类号：TS264.2现代食品现代食品XIANDAISHIPIN219219/分析检测分析检测 Analysis and Testing相B为甲醇-乙腈-去离子水(454510，vvv)。梯度洗脱程序见表 2，所有样品进样量均为 2 L。紫外检测波长为 338 nm 和 262 nm，检出限均为 1 mgL-1。表 2 氨基酸 HPLC 分析梯度洗脱程序表时间/min泵 B 浓度/%总流速/mLmin-1021.66.0101.68.0101.610.0161.323.0401.024.04325.01.630.0451.632.5501.633.01001.636.01001.637.051.61.3.3 挥发性物质分析采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对所有大豆酱样品进行挥发性成分分析10。将 2 g 黄豆酱样品放入20 mL玻璃小瓶中，加入40 L的2-辛醇（最终浓度 4.09104 gL-1）作为内标。采用固相微萃取取样器，采用 carboxen/二乙烯基苯/聚二甲基硅氧烷纤维（美国色谱科公司），将挥发性化合物在相同温度下富集 15 min 后，在顶空 40 萃取 20 min。将进样器插