有机酸对酱油品质的影响

于江，刘永轩，于贞*

(1.烟台大学 生命科学学院，山东 烟台 264005；2.山东鲁花生物科技有限公司，山东 莱阳 265200)

酱油是起源于中国的传统发酵调味品，已经有两千多年历史，由于其独特的风味以及丰富的营养价值，已成为世界人民饮食生活中不可或缺的调味品[1]。酿造酱油是以来自大豆和小麦的植物蛋白及碳水化合物为主要原料，经过微生物酶或细胞作用酿造而成。发酵过程中蛋白质水解生成20多种氨基酸，且含有人体必需的8种氨基酸[2],以小分子的糖类、多种醇、有机酸等为基础，经过发酵过程中复杂的生物化学变化，形成具有特殊色泽、香气、口感的调味品酱油[3,4]。酱油中的有机酸种类很多，比如草酸、乳酸、乙酸、琥珀酸、酒石酸、甲酸、苹果酸、柠檬酸，但含量很少，有机酸除了调节酱油的酸味之外，它们还是形成酯类必不可缺少的成分，由此可见，有机酸不但关系到酱油的风味，而且是关系到酱油质量优劣的关键因素[5，6]。

本文采用液相色谱法对酱油中的有机酸进行了检测，并跟踪了酱油发酵过程中的有机酸含量，对成熟酱油进行了感官品评，利用主成分分析法将有机酸含量与酱油品质进行关联，以期找到对酱油品质影响较大的有机酸。

1 材料与方法

1.1 实验材料与仪器

酱油：山东鲁花生物科技有限公司。

草酸、乳酸、丁二酸、柠檬酸、丙酮酸、酒石酸、苹果酸、甲酸和乙酸(均为AR)：天津市瑞金特化学品有限公司；硫酸(AR)：莱阳开发区精细技术化工厂；娃哈哈饮用纯净水：杭州娃哈哈集团有限公司；0.45 μm膜：上海兴亚净化材料厂。

LC-210A HT高效液相色谱仪 日本岛津公司。

1.2 实验方法

1.2.1 溶液配制

1.2.1.1 有机酸标准混合溶液配制

精确称取二水合草酸1.5417 g，丁二酸1.0379 g，苹果酸1.0524 g，乳酸0.6071 g，一水合柠檬酸0.5174 g，酒石酸0.2478 g，丙酮酸0.1016 g，甲酸0.1304 g，乙酸0.3204 g；用纯净水溶解并定容至100 mL，得到草酸11.012 g/L，丁二酸10.379 g/L，苹果酸10.524 g/L，乳酸6.071 g/L，柠檬酸4.7305 g/L，酒石酸2.478 g/L，丙酮酸1.016 g/L，甲酸1.304 g/L，乙酸3.204 g/L的有机酸标准混合酸原液。

以原液为1号，分别准确移取原液7，4，1，0.8 mL到10 mL比色管内定容，得到梯度系列的混合酸标准溶液，记为2，3，4，5号。

1.2.1.2 酱油处理

酱油原液稀释不同的倍数后，膜过滤后直接进样。

1.2.2 色谱条件

采用Aminex HPX-87H(300 mm×7.8 mm)有机酸柱，流动相为0.5 mmol/L H2SO4溶液，流速为0.6 mL/min，进样量为10 μL，紫外检测波长为210 nm，柱温为30 ℃。

1.2.3 发酵过程中有机酸含量的测定

成曲入罐发酵后，每个月取样压榨一次，测定酱油发酵过程中有机酸含量的变化。

1.2.4 成熟酱油的感官品评

酱油发酵成熟后进行压榨，经专家进行感官品评。

1.3 数据处理

利用SPSS 22.0软件对测定数据进行主成分分析。

2 实验结果

2.1 有机酸标准混合溶液色谱图

有机酸标准混合溶液色谱图见图1。

图1 有机酸标准混合溶液色谱图Fig.1 Chromatogram of standard mixed solutionof organic acids

注：图1中1～9号峰分别为：草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、丙酮酸、丁二酸、乳酸、甲酸、乙酸。

2.2 酱油中各有机酸色谱图

酱油中各有机酸色谱图见图2。

图2 酱油中各有机酸色谱图Fig.2 Chromatogram of organic acids in soy sauce

2.3 发酵时间对有机酸含量的影响

将发酵过程中取得样品酱油进行色谱分析，得到发酵时间对各有机酸浓度的影响结果，见图3～图8。

图3 发酵时间对草酸含量的影响Fig.3 Effect of fermentation time on the content of oxalic acid in soy sauce

图4 发酵时间对柠檬酸含量的影响Fig.4 Effect of fermentation time on the content of citric acid in soy sauce

图5 发酵时间对酒石酸含量的影响Fig.5 Effect of fermentation time on the content of tartaric acid in soy sauce

图6 发酵时间对苹果酸含量的影响Fig.6 Effect of fermentation time on the content of malic acid in soy sauce

图7 发酵时间对乳酸含量的影响Fig.7 Effect of fermentation time on the content of lactic acid in soy sauce

图8 发酵时间对乙酸含量的影响Fig.8 Effect of fermentation time on the content of acetic acid in soy sauce

由图3～图8可知，酱油中未检出丙酮酸、甲酸；酒石酸出现在发酵初期，发酵后期酱油中的酒石酸浓度为0；丁二酸在发酵初期的酱油中未检出，但在某些酱油的后期出现，并且浓度较高。柠檬酸、苹果酸、乳酸和丁二酸的含量较高，草酸和乙酸的含量较低。

由图3～图8可知，草酸在发酵过程中变化不是很大，而柠檬酸和苹果酸含量随着发酵时间的延长而增加，酒石酸和乳酸含量随着发酵时间的延长而下降，乙酸含量大致有先增加后下降的趋势。

2.4 成熟酱油中有机酸含量与感官品评结果

10个成熟酱油样品的有机酸检测结果见表1。

表1 成熟酱油样本中有机酸浓度Table 1 Concentration of organic acids in mature soy sauce samples g/L

10个样品的感官品评结果见表2。

表2 成品酱油感官品评结果Table 2 Results of sensory evaluation of finished soy sauce

续 表

利用SPSS主成分分析法获得酱油各项感官指标和浓度的相关矩阵，其中酱油色泽与有机酸含量的关系见表3。

表3 成熟酱油色泽与有机酸浓度的相关矩阵Table 3 Correlation matrix of color and organic acids concentration of finished soy sauce

由表3可知，色泽特征值为1时，草酸的相关系数绝对值为0.116，柠檬酸的相关系数绝对值为0.641，酒石酸的相关系数绝对值为0，苹果酸的相关系数绝对值为0.706，丙酮酸的相关系数绝对值为0，丁二酸的相关系数绝对值为0.664，乳酸的相关系数绝对值为0.635，甲酸的相关系数绝对值为0，乙酸的相关系数绝对值为0.492。

乳酸为负相关，其他均为正相关，其中苹果酸、柠檬酸、丁二酸、乳酸对其影响较大，苹果酸、柠檬酸、丁二酸对色泽有正面影响，乳酸对色泽有负面影响。

同样的处理方式，各种有机酸同感官品尝的具体指标的关系如下：

体态：乳酸为正相关，其他均为负相关，其中柠檬酸和乳酸对体态影响较大，乳酸有正面影响而柠檬酸产生负面影响。

香气：柠檬酸与乳酸为负相关，其他均为正相关，乳酸与丁二酸对其影响最大，乳酸对其有负面影响，丁二酸具有正面影响。

咸：草酸与乳酸为负相关，其余为正相关，相关系数最大的为柠檬酸，苹果酸、丁二酸也有较大的正面影响，乳酸、草酸对咸口感产生不大的负面影响。

香：乳酸为负相关，对酱油香气有较大的负面作用，柠檬酸、苹果酸均对香气有较大的正面影响。

甜：乳酸为正相关其余均为负相关，其中苹果酸对酱油甜味影响最大，为负面影响，草酸、柠檬酸、丁二酸均有较大的负面影响。

绵：乳酸为正相关，其余为负相关，柠檬酸与苹果酸的相关系数最高且均为负面影响，草酸、丁二酸、乙酸均对绵口感有较小的正面影响。

鲜：草酸与乳酸为正相关，其余为负相关，其中乳酸对其影响最大且具有正面影响，其他有机酸对鲜味影响较小。

酸：乳酸为负相关，其余均为正相关，柠檬酸、苹果酸、丁二酸产生不可忽视的正面影响，同时乳酸对酸口味产生较大负面影响。

涩：乳酸为负相关，其余均为正相关，且乳酸对减少贡献最大，苹果酸及丁二酸相关值分别位居第一和第二，极大限度增加了酱油涩的口感。

苦：乳酸为负相关，其余均为正相关，且乳酸的相关系数最大，有较大的负面影响，但柠檬酸、苹果酸、丁二酸有较小的正面影响。

有机酸对感官品评的相关性见表4。

表4 有机酸与感官品评指标的相关性Table 4 Correlation between organic acids and sensory evaluation indexes

注：“+”表示正相关，“-”表示负相关，“*”表示影响较大。

综合以上分析，乳酸、柠檬酸和苹果酸对酱油的品质影响最大，同时这3种有机酸也是酱油中含量较高的酸，这与毕丽君等[7]的研究结果相一致。这3种有机酸对感官的各项指标既有正面的影响，也有负面的影响，所以应该有一个合理的水平。

由于本次实验只关注了3个样本在发酵过程中的有机酸变化规律，样本数量不足，得出的结论有待于进一步确认。