酱油的感官特性及其提升技术研究进展

蒋孟如，刘昌树，王赛

(佳格投资(中国)有限公司，上海，201103)

酱油是一种以大豆(或脱脂大豆)、小麦(或面粉或麸皮)为原料，经微生物发酵制成的具有特殊色、香、味的液体调味料。酱油的感官特性直接影响消费者的购买欲，目前，对酱油的感官特性多侧重于风味物质的萃取和成分的鉴定[1-3]，发酵工艺及其过程中风味的变化[4-5]，以及营养特性[6]和功能性[7]。但缺乏系统性的全面阐述提升酱油感官特性的研究。

本文主要介绍了酱油感官特性成分的主要来源和产生的机理以及品质提升的相应手段。

1 影响感官的成分分析

1.1 色泽来源及成分

酱油的颜色多为红褐色或红棕色，主要来源于酱油发酵过程中的美拉德反应，主要是指酱醪或酱醅中的蛋白质和淀粉原料以及其分解产物氨基酸和糖类在一定的条件下反应生成呈色物质的过程。酱油中的氨基与羰基缩合生成席夫碱，席夫碱经环化、Amadori重排形成Amadori化合物，Amadori化合物在酸性条件下发生1,2-烯醇化反应，生成的活性中间体与氨基化合物经过如环合、脱氢、ret ro-Aldol反应、重排、异构化等反应，进一步缩合形成含氮聚合物或共聚物类黑素[8]。

其次色泽的来源也可通过酶促褐变产生。低盐固态发酵酱醅中的蛋白质经酶解生成氨基酸，在有氧的环境中及酚羟基和多酚氧化酶的催化作用下，其中酪氨酸经过氧化、环合、重排及聚合等一系列反应，最后生成棕色和黑色素[9]。

色泽还有少部分是在发酵过程或者杀菌过程中发生的焦糖化反应产生，主要是糖类在无水及无氨基化合物条件下加热或高浓度时以稀酸处理，可发生焦糖化反应。采用低盐固态发酵法的发酵温度一般为40～45 ℃，有部分糖类脱水生成焦糖色。另外，发酵后的酱油需要经过高温灭菌处理，部分糖类在高温下也会发生焦糖化反应生成焦糖色。

1.2 气味来源及成分

酱油中的气味主要来源于原料成分、菌种的代谢产物以及非酶化学反应。由于酱油酿造过程中原料配比、选用菌种及发酵工艺的不同，所产生的气味也会有差异。但大体上可分为醇、酯、酸、醛、酚、有机酸和呋喃酮类。

乙醇等醇类物质是由六碳糖经酵母菌发酵产生的，具有酒香味。戊醇和异戊醇是由酵母分解亮氨酸和异亮氨酸生成的。其中1-辛烯-3-醇具有蘑菇香味，且带有甜的药草味。苯乙醇带有清淡的玫瑰花的香气。

醛类是在发酵中由糖及相应的醇类氧化而成的。酱油中常见的醛类物质有乙醛、丙醛、异丁醛、异戊醛、苯乙醛(花香)、癸醛、3-甲基丁醛(麦芽香)、甲硫基丙醛(土豆香)等。

酯类是由酸与相应的醇类在发酵过程中由曲霉和酵母菌的酯化酶酯化而成的，主要为芳香气味。如乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁二酸二乙酯、苯乙酸乙酯、乙酸苯乙酯等。

酚类主要是由小麦及其胚芽、麸皮在加热处理及制曲过程中产生的酚类物质(香草酸、阿魏酸等)，经曲霉及球似酵母转化而成。其中4-乙基愈创木酚具有酱香和烟熏气味，并具有中和盐分的作用。

有机酸类是在发酵中由醇类和醛类氧化而成的。如甲酸、乙酸、丙酸、异戊酸、香草酸、琥珀酸等，具有刺激性气味。

呋喃酮类主要有4-羟基-2(5)-乙基-5(2)-甲基-3(2H)呋喃酮)(HEMF)、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮(HDMF)及4-羟基-5-甲基-3(2H)-呋喃酮(HMMF)。其中HEMF(焦糖香)是酵母的代谢产物，HDMF和HMMF是非酶促褐变的产物。

姬晓悦[2]研究了市售4种酱油中的挥发性成分，结果表明，4种酱油中均含有醇类、酯类、酸类、醛类、酮类、酚类，此外还含有烷烃类和杂环类化合物，其中乙醇和苯乙醇含量最高，但含量差异较大。李杨等[10]研究了不同发酵阶段中酱油的挥发性成分，结果表明，发酵5 ～42 d，以 1-辛烯-3-醇，乙酸及4-乙烯基愈创木酚为特征组分，而发酵42～59 d时，以苯乙醛为主要组分。由此可知，酱油风味是由不同的化合物组成的，且不同的发酵阶段不同种类的酱油挥发性成分不同。

1.3 滋味来源及成分

酱油的滋味主要由咸味、鲜味、酸味、甜味和苦味组成。其中以鲜味为主，其他4味与其互补，形成酱油独特的滋味。

酱油的鲜味主要来源于蛋白质分解产生的氨基酸，其中主要是谷氨酸，一般纯酿造酱油中谷氨酸含量占总氨基酸含量的18%～25%，若超出此范围，则认为其配料中额外添加谷氨酸钠来增鲜。梁寒峭等[11]研究了市售的3种酱油，其3个样品的氨基酸种类分布基本一致，亮氨酸、赖氨酸、脯氨酸、缬氨酸和异亮氨酸含量分布在9%～11%，是酿造酱油中的主要氨基酸；丙氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸和苏氨酸、甘氨酸含量分别分布在6%～9%和3%～6%；胱氨酸、组氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和精氨酸含量较少。

酱油中的甜味主要来源于淀粉经酶解而成的葡萄糖、双糖及五碳糖等多糖。郭壮等[12]选取了市售酱油17个品牌共33个样品，其还原糖含量差异较大，可能是因为选用原料及工艺不同所致。

酱油中的酸性成分由挥发性有机酸和不挥发性有机酸组成。不挥发性有机酸以乳酸为主，其次是琥珀酸。乳酸味缓和而柔长，部分乳酸还可以与醇类物质结合成酯类，产生香味。挥发性有机酸有乙酸、甲酸、丙酸等，其含量甚微，新的国标将取消对总酸的要求。王丹丹等[13]研究了25个生抽酱油，发现酱油中草酸对其滋味产生负面影响，因此，酱油中应该降低草酸的含量。酱油中的咸味主要来源于发酵过程和后续调配中添加的NaCl，适量的咸味和甜味结合，可以凸显出鲜味。

1.4 酱油的体态

酱油的体态首先以澄清、无沉淀为先，但企业在生产时由于生产工艺等原因使产品会有少量沉淀，产生沉淀的原因有很多种，主要有原料蒸煮不彻底，蛋白质没有达到适度变性而产生的不溶性蛋白质、制曲条件控制不当使得原料分解不完全、制曲时大量的细菌污染造成细菌性浑浊以及酱油后续加热过程中产生的沉淀。

2 生产工艺的优化

生产工艺的优化主要从原辅料、发酵工艺、菌种的选择等方面加以分析，探究改善酱油色、香、味、体的方法。

2.1 对色泽的调节

从原料选择上，五碳糖上色较快，呈棕褐色，六碳糖上色呈红褐色，而麸皮中含有较多的五碳糖，淀粉中含有较多的六碳糖，若想生产颜色较深的酱油(如老抽)，在原料配比上麸皮含量应多一些，若生产浅色(如生抽)酱油，小麦含量应较多。王春玲等[14]比较了单糖对酱油褐变的影响，研究发现，不同单糖不同浓度对酱醪褐变程度不同，且木糖的反应强度大于阿拉伯糖。

从发酵工艺选择上，低盐固态发酵工艺的颜色较高盐稀态深。发酵温度及时间通过影响美拉德反应来影响色泽，提高温度和延长发酵时间均可以增加酱油的色泽，但是一味的增加温度又会造成氨基酸损失，因此企业应根据产品的需求来调整发酵工艺。发酵过程其实就是酶解过程，因此在该过程中，水是必不可少的，水分越多，蛋白酶解程度越高，氨基酸溶出越多，全氮利用率高，但美拉德反应的速度随水分的增加而降低，因此，水分越多，酱油颜色越浅，在实际生产中应综合考虑酱油的品质来选取合适的工艺。赵娜等[15]研究表明，当成熟发酵液的pH值约为6.5时，酱油的红色指数和黄色指数分别提高9.76%和7.25%(较发酵液pH值约为5.4时)。

从杀菌和调配上考虑，在后续的杀菌上由于发生美拉德反应会使酱油颜色加深；另外，若想让酱油上色较好，一般会加入焦糖色。因此，企业需根据产品特点及需求合理的控制生产工艺。

2.2 对气味和滋味的调节

酱油的气味和滋味一般都与原料种类及配比、菌种和发酵工艺有关，因此两者是相辅相成的。

从原料选择上，可以采用全大豆与面粉、小麦或者麸皮结合，也可以在发酵过程中外加糖源等来提高酱油的风味。此外，也可对原料进行特殊处理。

李学伟等[16]对全大豆与脱脂大豆酿造出来的酱油进行差异分析，结果表明，全大豆酿造酱油较脱脂大豆整体滋味协调，醇香、酱香浓郁，酸味较低。凌红妹等[17]研究了以不同发芽天数的豆芽为原料酿造酱油对酱油品质的影响，结果表明，使用豆芽较大豆酿造的酱油全氮和氨基酸态氮含量高，鲜味和甜味明显增加，苦味明显降低；使用发芽4 d的豆芽为原料在发酵60 d时，呈味肽比相同发酵条件下以大豆为原料的酱油增加了10%。

赵谋明等[18]利用顶空-固相微萃取(HS-SPME)和液液萃取(LLE)结合气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对比了不同淀粉质原料(面粉、麸皮)对高盐稀态酱油香气的影响，其中采用面粉为淀粉基质酿造的酱油中酸类、醛类、醇类、含硫化合物类的比例较高，酸香、麦芽香、土豆香也较明显，而采用麸皮酿造的酱油较弱；采用麸皮为淀粉基质酿造的酱油中酮类、酚类、呋喃(酮)类、杂环类化合物为主，焦糖香、焦烤香、烟熏香较强。许瑜[19]研究了在发酵过程中额外添加木糖和葡萄糖对酱油风味的影响，实验表明，添加木糖可以提升酱油的焦糖香和烟熏香，提高酱油的咸味；添加葡萄糖则可以增强酱油的麦芽香和土豆香，提高酱油的鲜味，酸味和甜味较弱，此外，葡萄糖的添加可显著提高酱油中总氮、总酸、氨基酸态氮和游离氨基酸的含量以及酱醪中乳酸菌数量和细菌数量。TOMINA等[20]和KIJIMA等[21]分别进行了谷氨酰胺酶添加物对酱油发酵体系影响的研究。实验组酱油中的谷氨酸和含谷氨酰基的肽与对照相比明显提高，同时谷氨酸盐和聚谷氨酸含量减少，明显提高了酱油的鲜味。邢冠五等[22]通过对豆粕进行膨化处理，当豆粕加水量为25%，膨化温度前区110 ℃、中区130 ℃、后区150 ℃，产品与对照相比具有酱香浓郁、口感纯正，鲜咸适口，且原料蛋白质利用率提高13%，氨基酸态氮提高了0.1 g/100mL。

从菌种选择上，可以选择多菌种酿造工艺和对菌种进行改良以提升酱油的品质。耿娜[23]采用米曲霉和黑曲霉以3∶1的比例添加，然后在酱坯入罐7 d时添加1%乳酸菌，10 d时添加0.5%球拟酵母，然后在酱坯pH为5.1～5.2时加入0.5%的鲁氏酵母，该发酵工艺较对照组品质较高，风味和色泽得到提升，挥发性物质较丰富。李荔等[24]采用米曲霉AS3.042 和酱油曲霉Aspergillussojae2以4∶1的比例结合，所得氨基酸态氮生成率较采用米曲霉AS3.042菌株单独制曲提高了5.37%，L-谷氨酸生成率提高了25.41%，酱油风味得到明显提升。周传云等[25]对酱油用菌粉经分离、纯化、紫外诱变及控温处理后的菌株进行发酵生产，所得酱油的风味明显优于变异前菌株酿造的酱油。

从发酵工艺上，发酵温度和时间对酱油的香气和滋味有重要的影响。一般来说，发酵时间越长，酶解越充分，酱油的风味越好，但颜色也会较深。发酵温度与所用菌种的最适温度有关，因此需根据所选用的菌种合理设置发酵温度。NGUYEN等[26]通过单因素和响应面实验研究了发酵时间、发酵温度和盐水浓度对酱油品质的影响。随着发酵时间和发酵温度的增加，总氮、氨基酸态氮、总酸、还原糖增加，pH值降低，随着盐水浓度的增加，总氮、氨基酸态氮无明显变化，总酸和还原糖升高，通过响应面实验得出：当温度为40.6 ℃，发酵时间为4.6 d，盐水浓度为10%时，可达到台湾一级酱油的标准。尹文颖等[27]研究表明,酱油在25 ℃下发酵较35 ℃下氨基酸态氮含量高，可能是低温有利于氨基酸的积累。赵谋明等[28]分别研究了发酵池与发酵罐不同醅层挥发性物质的区别，结果表明对于发酵池而言，酱油部分优势的关键香气活性物质，如 2-甲基丙醇，3-甲基丁醇，2-甲基丁醇，苯乙醇，苯乙醛，3-甲基丁酸，2-甲基丁酸，4-乙基苯酚，4-乙基愈创木酚和愈创木酚在表层酱醅含量高于下层酱醅，而对于发酵罐酱油的优势香气物质 1-辛烯-3-醇和 3-甲硫基丙醛在下层酱醅含量高于表层酱醅，这些物质的差异表明，酱醅表面积会影响酱油香气物质形成，而表层酱醅美拉德反应程度更强烈、下层酱醅酵母菌和乳酸菌更加活跃是引起表层酱醅和下层酱醅香气物质差异的重要原因。酱油的发酵过程其实就是一个生物转化的过程，米曲霉在发酵体系中通过分泌多种酶，如蛋白酶、淀粉酶等，将蛋白质、葡萄糖等进一步酶解，从而形成酱油原有的风味。而这些酶的作用条件与pH值密切相关，因此，发酵液的pH值对酱油的风味也有影响。赵娜等[15]研究了pH值对成熟期小麦酱油理化指标的影响，结果表明，酱油发酵过程中pH值稳定在6.5左右，谷氨酰胺酶酶活力提高约30%，当发酵70 d后，小麦酱油中游离谷氨酸含量升高38.56%，但总氮和氨基酸态氮含量略有降低，酱油品评后，鲜味和苦味增强，甜味和酸味下降。因此，工业化生产时需根据需求合理调整pH值。

在发酵过程中若添加其他原料和改变固形物浓度也可改善酱油的风味。杨明泉[29]研究了在酱油发酵过程中添加酵母抽提物对发酵原油的影响，当添加量为0.05%时可显著提高酱醪中蛋白酶的活力，原油中氨基酸态氮含量的增加，其中鲜味氨基酸和苦味氨基酸会增加，甜味氨基酸减少，感官品评原油鲜味和甜味增加，苦味和咸味降低。詹超群等[30]研究表明,添加适量鱿鱼骨粉对微生物生长及酶系分泌有一定促进效应，实验组中酵母数量、孢子数量、蛋白酶及淀粉酶活力及固形物含量等均高于对照组，其中鱿鱼骨粉添加量为1.3%的实验组在36 h时曲料外观、色泽、香气较好；且成曲中挥发性成分达到36.31%，显著高于对照组的32.73%。尹文颖[31]研究表明，通过降低盐水的添加量，提高固形物浓度对酱油中关键滋味成分的形成具有促进作用，使酱油香气更加均衡。

从杀菌工艺上，杀菌的温度及时间对酱油的风味具有重要的影响。加热可以调和酱油的香气，破坏酶类，使酱油的风味趋于稳定；另外，加热可以达到杀菌的目的，使酱油符合国家的标准。若灭菌不够则会使酱油微生物不达标，若灭菌过度则会使酱油氨基酸态氮损失严重，色泽加深，甚至产生焦糊味[32]。因此，灌装前的杀菌温度及时间尤为重要。谢媛利等[33]研究了杀菌设备及杀菌条件对酱油品质的影响，确定了最佳酱油灭菌操作是采用板式灭菌器加热至70～80 ℃,保温30 min。康文丽等[34]采用高温瞬时杀菌即在120 ℃条件下维持15 s，比较杀菌前后酱油风味物质的变化，结果表明，杀菌后的酱油头香中豆的青香和甜香，以及体香和基香中的酱香与焦甜均较未灭菌样品的强，且留存时间较长。刘文鹏等[35]研究表明，当杀菌温度为90 ℃，维持10～20 min时，酱油既可以达到卫生标准，又可以防止色泽加深，减少香气的流失。邓岳等[36]研究表明，酱油在加热后风味物质数量减少，但挥发性物质中醇、醛、酮、吡嗪、呋喃、含硫化合物含量显著上升，酸与其他类化合物含量显著下降，表明杀菌过程对先市酱油的整体香味物质结构影响较大，并且使得酱油的香味物质结构变得更加均匀。此外，也可通过后面外加原料进行调配，如甜味剂(三氯蔗糖，甜菊糖苷)、增味剂(谷氨酸钠，呈味核苷酸二钠)，酸水解植物蛋白、酵母抽提物等。

2.3 对体态的调节

酱油的体态是指酱油的整体外观状态，主要是以无沉淀、澄清较好。而澄清度又与酱油的生产工艺(如原料处理、制曲、发酵、消毒和添加剂等)有关。

原料蛋白质若变性不够，会产生未变性蛋白，在酱油中是1种不溶性蛋白，这种酱油用水稀释后就会出现浑浊并产生沉淀，因此在原料处理阶段要控制好蒸煮压力、时间以及润水量，使原料达到适度变性。

制曲的目的是通过培养微生物而获得以蛋白酶为主的各类酶系，蛋白酶将蛋白质分解成多肽，然后肽酶将多肽分解成氨基酸，正常酱油含有4%～15%的高级肽，而部分高级肽在酱油加热后会产生沉淀。因此，如果成曲没有长好而过早的下池，不仅原料利用率低且原料分解不完全，会造成酱油浑浊，产生沉淀，因此，要等成曲长好后再下池发酵。

若在制曲时被大量的细菌污染，会造成酱油细菌性浑浊，因此在制曲时要注意保持清洁卫生。对于沉淀一般企业多采用硅藻土过滤和板框过滤机进行过滤。

3 总结

本文主要对酱油的感官来源，尤其是风味物质(气味和滋味)进行了归纳、总结，从中分析出对酱油感官影响重要的成分。感官特性的形成受原料、发酵菌种、发酵工艺及后期调配过程的影响，因此从以上方面进行工艺的优化。酱油的香气主要通过提高酯、醇、酚、呋喃酮类化合物的含量来提升酱油香气。酱油滋味上的优化主要是为了使其更加鲜美，而咸、甜、酸适中，主要是提高产品中氨基酸态氮的含量。

因此，可在此基础上建立酱油的提升品质体系，控制酱油产品品质，为酱油产品的生产及质量控制提供依据，为酱油行业的健康发展提供借鉴意义。