洛阳传统绿豆酸浆营养成分分析与品质多样性

李璇，韩四海*，李鑫玲，潘春蕊，陶玉欣，刘建学

1(河南科技大学 食品与生物工程学院，河南 洛阳，471023)2(食品加工与安全国家级实验教学示范中心，河南 洛阳，471023) 3(河南省食品原料工程技术研究中心，河南 洛阳，471023)

浆面条也称“浆饭”，其酸味独特，老少皆宜，是洛阳的特色传统面食。浆面条因其味美而受到人们的喜爱，洛阳有俗语“浆饭热三遍，拿肉都不换”。煮面条时用一种发酵的绿豆酸浆，而不是清水，酸浆的品质决定了浆面条的味道和质量。

绿豆酸浆的制作一般采用家庭作坊式，通常是自然发酵。制作酸浆时，用石磨把用水浸泡至膨胀的绿豆磨成粗浆，再过滤去除豆渣放入缸内。等待2 d左右，浆水自然发酵变酸，就可以用来煮浆面条了。浆面条的制作技艺也入选了洛阳市非物质文化遗产[1-2]。

绿豆酸浆的历史虽然悠久，但由于其生产方式陈旧、工艺落后，生产仍处于初级阶段，对自然条件和人工操作依赖较大，其产品品质既不稳定、也较难提高。洛阳绿豆酸浆的相关研究内容还是空白。本实验主要对洛阳绿豆酸浆中的营养成分进行分析和评价，以期为绿豆酸浆产品的开发，以及具有地方特色的传统制作工艺的继承和发扬提供科学的依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

4种洛阳绿豆酸浆样品,于2019年3月分别购于张记浆坊(洛阳敦志街13号)、连生街6号浆坊、顺城东街5号浆坊和南关浆坊(洛阳市老城区滨河北路与凤化街交叉口附近)。

洛阳绿豆酸浆的制作工艺是将绿豆加水浸泡12 h左右，浸泡后的绿豆用石磨或磨浆机磨成粗浆，用箩筛或纱布过滤去渣，将滤渣反复加水研磨并过滤3～4遍后，放入发酵缸内，最终绿豆与水的质量比为1∶20左右。用老浆接种或自然发酵，2 d左右制成酸浆。

1.2 仪器与设备

SX2-10-12N马弗炉，上海一恒科技有限公司；GZX-9420MBE电热恒温鼓风干燥箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；J-110001电子天平，上海精密科学仪器有限责任公司；pH计，北京华科仪科技股份有限公司；K9840自动凯氏定氮仪，山东欧莱德仪器有限公司；Optima 8000DV电感耦合等离子发射光谱仪，美国PerkinElmer公司；A300全自动氨基酸分析仪，德国MembraPure公司。

1.3 实验方法

依据GB 5009.3—2016中的直接干燥法[3]测定了样品的水分含量。依据GB/T 12456—2008中的pH电位法[4]测定了样品的总酸含量，并以乳酸计。依据GB5009.4—2016的方法[5]测定了样品的灰分含量。依据GB5009.7—2016中的直接滴定法[6]测定了样品的还原糖含量。依据GB5009.9—2016中的酸水解法[7]测定了样品的淀粉含量。依据GB5009.6—2016中的酸水解法[8]测定了样品的脂肪含量。用pH计测定pH值。用自动凯氏定氮仪测定蛋白质含量。

7种矿物元素Ca、Mg、Zn、Fe、Se、Mn和Cu的含量依据GB 5009.268—2016的电感耦合等离子发射光谱法 (inductively coupled plasma optical emission spectrometry,ICP-OES)[9]进行测定，样品采用湿式消解法处理。

依据GB 5009.124—2016的方法[10]测定了样品中氨基酸的含量。

1.4 数据分析

每个样品做3次平行实验。用统计软件SPSS 25.0对试验数据进行One-Way ANOVA的单因素方差分析，并进行Duncan′s多重比较，结果以“平均值±标准误”表示，差异显著性水平为P<0.05，差异极显著性水平为P<0.01。

2 结果与分析

2.1 基本营养成分分析

豆汁儿是北京特色的传统风味饮品，也是比较著名的绿豆发酵食品。它是以绿豆为原料，经浸泡、磨浆、沉淀，取上层澄清液进行发酵和熬制的一种以酸味为主，掺杂着些许臭味的糊状流体食品[11-12]。据报道，北京豆汁儿的水分含量为95.9%(质量分数)[13]，在其加工过程中，生、熟豆汁儿的还原糖含量分别是0.05 mg/mL和0.02 mg/mL，淀粉含量都是5.95 mg/mL，粗蛋白含量分别是12.69 mg/mL和12.46 mg/mL[11]。

对同是绿豆发酵制得的洛阳绿豆酸浆这一传统地方特色食品的基本营养成分进行检测和分析。如表1所示，洛阳绿豆酸浆中水分含量较高，达到95.56～98.75 g/100 g样品，与北京豆汁儿相近。绿豆酸浆的灰分含量为0.16～0.22 g/100 g样品。还原糖含量为0.21～0.37 g/100 g样品，淀粉含量为1.62～1.74 g/100 g样品，脂肪含量为0.11～0.15 g/100 g样品，蛋白质含量为0.66～1.40 g/100 g样品。洛阳绿豆酸浆的还原糖和淀粉含量都高于北京豆汁儿，而蛋白质含量相近。

表1 洛阳绿豆酸浆基本营养成分 单位：g/100g

由图1可知，不同作坊生产的绿豆酸浆中pH值在4.19～4.83，总酸(以乳酸计)为0.35～0.67 g/100 mL样品。张记浆坊生产的绿豆酸浆的总酸(0.67 g/100 mL)显著高于其他作坊(P<0.05)，最低为南关浆坊，其总酸含量为0.35 g/100 mL样品。北京豆汁儿在发酵21 h左右，pH降至最低4.02，在发酵18 h左右，总酸最高为0.39%[11-12]，洛阳绿豆酸浆的pH值高于北京豆汁儿，而总酸含量高于或与北京豆汁儿相近。

图1 洛阳绿豆酸浆的pH值和总酸含量Fig.1 pH values and total acid of of Luoyang mung bean sour liquid注：不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母者表示差异极显著(P<0.01)

洛阳绿豆酸浆和北京豆汁儿都是传统的以绿豆为原料，经过发酵制得的酸味食品。但在制作工艺上，北京豆汁儿是在绿豆研磨和淀粉沉淀后，取上层澄清液进行发酵；而洛阳绿豆酸浆是在绿豆研磨后直接发酵，在发酵和分层后，可获得酸浆和淀粉。发酵工艺和地方传统发酵微生物菌群的不同，使得绿豆酸浆和北京豆汁儿都具有地方特色和多样性。

2.2 矿物元素含量分析

应用ICP-OES 法测定洛阳绿豆酸浆中7种矿物质元素Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Se和Zn的含量，结果如表2所示。洛阳绿豆酸浆中Ca含量最高，达到144.17～319.42 mg/L，Mg含量次之，为86.58～118.33 mg/L。洛阳绿豆酸浆的微量元素中，Zn含量较高，为6.25～11.00 mg/L；Fe含量为2.75～3.42 mg/L，Cu含量为0.75～1.67 mg/L，Mn含量为0.25～0.50 mg/L。在顺城东街5号浆坊和张记浆坊中检测出Se元素，含量分别为1.67 mg/L和0.33 mg/L。洛阳绿豆酸浆中各矿物元素含量较为丰富，不同浆坊的样品矿物质元素的差别，可能源于绿豆原料的品种，制浆用水的来源和发酵微生物群落的差异等。

表2 洛阳绿豆酸浆中的矿物元素 单位：mg/L

2.3 氨基酸成分分析

2.3.1 氨基酸种类和含量分析

典型的洛阳绿豆酸浆的氨基酸分离谱图如图2所示，各个氨基酸分离效果较好。表3为4家洛阳绿豆酸浆样品中游离氨基酸含量的定量结果。4个样品中含量最多的均为谷氨酸。张记浆坊、连生街6号浆坊和顺城东街5号浆坊的绿豆酸浆中含量较高的氨基酸还有天冬氨酸、脯氨酸和亮氨酸。南关浆坊的样品中氨基酸含量较高的还有亮氨酸和脯氨酸，较低的是天冬氨酸。张记浆坊的总氨基酸含量为1 042.36 mg/100 mL，是4家洛阳绿豆酸浆样品中最多的，其次为连生街6号浆坊和顺城东街5号浆坊，分别为901.29 mg/100 mL和859.50 mg/100 mL，含量最少的是南关浆坊。洛阳绿豆酸浆的总氨基酸含量略低于乔太生等[13]报道的北京豆汁中的1 351.9 mg/100 mL。绿豆[14]和北京豆汁儿[13]中氨基酸含量较多也是谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸和精氨酸等。

表3 洛阳绿豆酸浆中的氨基酸含量Table 3 The amino acids content in Luoyang mung bean sour liquid

图2 典型的洛阳绿豆酸浆的氨基酸分离谱图Fig.2 Typical chromatograms of amino acids in Luoyang mung bean sour liquid注：此样品来自张记浆坊

氨基酸含量的差异与食品原料、发酵菌种和发酵方式等都有一定联系[15]。4家洛阳绿豆酸浆样品中必需氨基酸含量占总氨基酸含量的38.4%～49.4%，南关浆坊样品中的必需氨基酸所占比重最大，为49.4%，但其总氨基酸含量低；而其他3家浆坊的样品中必需氨基酸占总氨基酸含量比例都接近40%，即绿豆酸浆中的蛋白质比例与WHO/FAO规定的EAA/TAA=40%和EAA/NAA=60%的理想蛋白质标准[15]较接近。

2.3.2 呈味氨基酸组成分析

对滋味有作用的氨基酸可以分为三类：(1)包括天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)在内的酸味和鲜味氨基酸(sour and MSG-like amino acids，SMAA)；(2)包括苏氨酸(Thr)、丝氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)和脯氨酸(Pro)在内的甜味氨基酸(sweet amino acids，SAA)；(3)包括缬氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、苯丙氨酸(Phe)、组氨酸(His)、赖氨酸(Lys)和精氨酸(Arg)在内的苦味氨基酸(bitter amino acids，BAA)[15-16]。

滋味活性值(taste active value，TAV)是指各种氨基酸的含量与其在水中的呈味阈值的比值，结果如表4所示。当氨基酸的TAV>1时，认为其对呈味有作用，而氨基酸的TAV>1时，认为其对呈味没有作用。谷氨酸、缬氨酸和赖氨酸的TAV值在4家洛阳绿豆酸浆样品中均较高，说明这3种氨基酸对绿豆酸浆的滋味起的作用较大。张记浆坊样品中谷氨酸(6.44)、缬氨酸(1.89)、赖氨酸(1.42)和天冬氨酸(1.12)这4种氨基酸TAV较高，对滋味起作用的氨基酸种类最多。连生街6号浆坊和顺城东街5号浆坊样品中对滋味有贡献的氨基酸都是3种，南关浆坊样品中对滋味有贡献的氨基酸只有1种即谷氨酸(2.07)。其中谷氨酸和天冬氨酸起酸味和鲜味的作用，缬氨酸和赖氨酸起苦味的作用，在4家浆坊的样品中，谷氨酸的TAV明显高于其他氨基酸，可能是绿豆酸浆具有酸味和鲜味的原因。因张记浆坊的样品中对滋味起作用的氨基酸种类较多且TAV较大，推测其在滋味上比其他3家更丰富。除南关浆坊外，苦味氨基酸虽在其他3家浆坊样品中均起滋味作用，但是可能与滋味间的相互作用有关，酸浆中鲜有苦味感。由洛阳绿豆酸浆样品的各种呈味氨基酸的TAV可看出其味道较复杂，主要以酸味和鲜味为主，形成了洛阳绿豆酸浆独特的酸香味。

表4 洛阳绿豆酸浆中游离氨基酸的呈味分析Table 4 The flavor analysis of free amino acids in Luoyang mung bean sour liquid

2.4 洛阳绿豆酸浆品质的多样性分析

为分析洛阳绿豆酸浆品质的多样性，对4家洛阳绿豆酸浆样品的还原糖、淀粉、脂肪、总酸、蛋白质和氨基酸含量采用主成分分析(principal component analysis，PCA)法进行降维处理，旋转后因子载荷、特征值及因子贡献率如表5所示。前2个主成分因子的累计贡献率达88.911%，基本上包含了6个指标的大部分信息，因此选择前2个主成分作为指标对其品质进行综合评价。第1主成分因子贡献率达63.223%，主要代表还原糖、总酸、脂肪、氨基酸、淀粉和蛋白质，反映了各营养物质对绿豆酸浆的第1主成分因子均有贡献；第2主成分因子贡献率达25.688%，主要代表蛋白质、氨基酸和总酸，可能与营养和口感相关。

表5 旋转后因子载荷矩阵、特征值及贡献率Table 5 Rotated factor loading, eigenvalues and variance contribution rates of principal components

4家洛阳绿豆酸浆的因子得分和综合得分如表6所示，张记浆坊和顺城东街5号浆坊的样品在第1因子上得分最高，张记浆坊和连生街6号浆坊的样品在第2因子上得分较高，说明4家洛阳绿豆酸浆样品在营养与口感上具有多样性。以不同因子贡献率为权重，根据每个样品前2个主因子得分与相应权重乘积的相加得到绿豆酸浆品质的综合得分，4家洛阳绿豆酸浆样品品质和口感具有多样性，传统的发酵和制作工艺的继承和发展，形成了其丰富多样的品质和各自独特的风味。

表6 洛阳绿豆酸浆因子得分及品质综合得分Table 6 Component score and quality comprehensive score of Luoyang mung bean sour liquid

3 结论

绿豆作为绿豆酸浆的发酵原料，其营养成分较全面，有着高蛋白、中淀粉和低脂肪的特点，也含有维生素、矿物质、膳食纤维等。近年来研究发现，绿豆中还含有酚酸类和黄酮类等酚类化合物、超氧化物歧化酶和植物甾醇等多种活性物质等[17]。以绿豆浆水为发酵原料的北京豆汁儿，已经从营养与制作工艺[12, 18-19]、微生物多样性与分离鉴定[20-22]、风味物质鉴定[23-26]等多方面进行了研究。

浆面条是洛阳的特色传统面食，因其酸香味美而受到人们的喜爱。但洛阳绿豆酸浆的营养成分和价值的相关研究还是空白。对4家浆坊的洛阳绿豆酸浆的还原糖、淀粉、蛋白质、脂肪、氨基酸和矿物质元素等含量进行检测和分析，表明洛阳绿豆酸浆含有较丰富的营养物质，且不同浆坊生产的酸浆品质多样。样品中谷氨酸、缬氨酸和赖氨酸的TAV较高，主要以酸味和鲜味为主，形成了洛阳绿豆酸浆独特的酸香味。

分析洛阳绿豆酸浆的常规营养成分，发现不同浆坊对传统的发酵和制作工艺的继承和发展，形成了其丰富多样的品质、口感和风格。对绿豆酸浆营养成分研究为继承和发扬具有地方特色的洛阳绿豆酸浆的传统制作工艺提供科学的依据。