酱中挥发性风味物质的研究进展

郭峰，刘永国，田红玉，杨绍祥

(北京工商大学 轻工科学技术学院，北京 100048)

发酵酱是人类饮食的重要组成部分，也是许多国家传统文化的重要组成部分。发酵酱一般由原料本身或周围环境中各种天然存在的微生物对原料进行发酵而产生[1]。根据原料的不同，酱可被分为以下几类：一是大豆酱，例如东北大酱、韩国大酱、日本味噌等；二是蚕豆酱，例如郫县豆瓣酱、胡玉美蚕豆酱等；三是辣椒酱，例如永丰辣酱、四川辣椒酱等；四是小麦酱，例如槐茂甜面酱、六必居甜面酱等，还有用其他原料制备的发酵酱，例如蘑菇酱、泰国咸虾酱等。由于原料和生产工艺的差异，不同地区的酱具有各自独特的味道和香气，这些味道和香气是评价酱品质的重要指标之一，研究酱的挥发性成分对于酱生产质量的管控和产品工艺的优化具有重要的意义。近年来，国内外对酱的挥发性成分研究取得了一些成果，调研近10年文献发现，目前酱的挥发性风味成分的提取方法有吹扫捕集法(动态顶空提取法，DHS)[2]、固相微萃取(SPME)[3]、同时蒸馏萃取(SDE)[4]等，其中HS-SPME是最常用的提取方法；酱的挥发性成分的分离分析方法基本上以气相色谱仪(GC)为基础，包含GC、气质联用法(GC-MS)、气相色谱-嗅闻技术(GC-O)[5]、气相色谱-质谱-嗅闻耦合技术(GC-MS-O)、二维气相色谱-飞行时间质谱法(GC×GC-TOFMS)[6]、气相-离子迁移谱联用(GC-IMS)[7]等。本文将按照酱的主要原料进行分类，归纳总结其风味物质研究进展，将为从事与酱相关的研究人员提供一定的参考。

1 大豆酱

大豆酱，在中国和韩国被称为大酱，在日本被称为味噌，在泰国被称为Thua nao，因其可以提供独特的鲜味，在世界范围内特别是在东亚国家广受欢迎。在韩国，发酵豆酱仅使用大豆生产，而在中国和日本，有的则使用添加了少量小麦或大麦粉的大豆生产。

Zhang等采用SPME-GC-MS方法研究了天然和人工接种的发酵大豆酱发酵过程中风味化合物的变化。在发酵过程中共监测了36种挥发性化合物的变化，包含2种酸类、5种醇类、8种醛类、10种酯类、3种酮类、3种吡嗪类、2种萜烯类、2种含硫化合物和1种其他化合物。与人工发酵豆酱样品相比，自然发酵豆酱样品中鉴定出更多的芳香化合物，其中2-甲基丁酸甲酯(水果香)、2-丙烯基己酸酯(水果香)、2,6-二甲基吡嗪(烘烤香、坚果香)、2,3,5-三甲基吡嗪(烧焦香)、2,3,5,6-四甲基吡嗪(烧焦香)、二甲基二硫(烧焦香)和吲哚(花香)7种香气化合物仅在自然发酵过程中检测到，表明通过自然发酵法产生的香气化合物可能更加多样化。 An等[8]也使用此方法研究了采用传统方法制作的中国东北地区天然发酵大豆酱发酵过程中挥发性成分的变化。在大酱中检测出10 种主要的挥发性风味化合物，包括2种醇类、3种酯类、2种酸类、3种醛酮类化合物。

李拂晓等[9]采用HS-SPME-GC-MS方法研究了γ-氨基丁酸大豆酱样品和9个市售的大豆酱样品中的挥发性成分，并用气味活度值(OAV)和主成分分析(PCA)结合的方法确定关键挥发性成分，共检测到144种挥发性化合物，其中41种挥发性化合物是10种豆酱共有的，包含7种醛酮类、14种酯类、8种醇类、7种杂环类、1种酸类、3种芳香类及1种其他类化合物。OAV>1和PCA结果表明，2-甲基丁醛(可可香、杏仁香)、3-甲基丁醛(麦芽香)、苯乙醛(山楂香、蜂蜜香及甜香)、二甲基三硫(白菜味、硫味及鱼香)和4-乙基愈创木酚(丁香、香料香)对豆酱风味贡献较大，且10个大豆酱样品的挥发性化合物在种类和含量方面存在一定的差异。

李俊杰等[10]采用SPME-GC-MS方法研究了云南昭通大豆酱中的挥发性成分，在6组豆酱样品中(原料预处理工艺不同)共检测到111 种挥发性化合物，包含44种烯烃类、22种醇类、20种酯类、5种醚类、5种醛类、4种酮类、3种酚类和8种其他化合物。其中12 种化合物为6个样品共有的，共同作用形成了昭通豆酱的基础风味，其中茴香脑(茴香、香辛料香、甘草香)在各组样品中相对含量最大，对昭通豆酱风味贡献最大，芳樟醇(香柠檬香)、苯乙醇(玫瑰花香)和乙酸芳樟酯(似橙叶、生梨、薰衣草清香)等化合物相对含量次之。

Jang等[11]使用描述性感官分析和微室/热提取器结合热解吸器-气相色谱-质谱法(μ-CTE-TD-GC-MS)对韩国大酱进行了综合香气分析，分析了4种大酱样品(传统制作的大酱、商业生产的大酱、按照传统方法商业生产的大酱以及以“传统风格”销售的大酱)的挥发性成分，共鉴定出38种挥发性化合物，包含5种酸类、8种醇类、5种醛类、8种酯类、5种酮类、3种酚类、4种吡嗪类化合物。样品与样品之间的感官香气特征存在明显差异。传统制作的大酱带有肉酱、鱼露和烤豆香味，它的Strecker醛浓度最高，提供坚果香气，包含2-甲基丙醛、2-甲基丁醛和3-甲基丁醛。3-羟基-2-丁酮(黄油香)、2-羟基-3-戊酮(松露香、土香)和丁酸(汗味、干酪香)3种化合物仅在传统大酱中发现，这些化合物的存在可能会影响其典型香气特征。其他通过商业化方法生产的大酱样品具有相似的酒精、梨味芳香剂和牛肉提取物粉末芳香剂特征，商业化生产的大酱样品具有高酒精度和果味芳香剂。Han等[12]为了研究韩国传统发酵豆酱的一般发酵特征，采用HS-SPME-GC-MS方法研究了制备的11种不同大酱的挥发性成分,发现大酱样品中存在酸类、酯类、吡嗪类、芳香族、醇类、醛类和呋喃类化合物，其中酸类、酯类和吡嗪类化合物含量丰富。

Inoue等采用SDE方法提取大豆味噌中的挥发性成分，采用GC-MS-O/芳香提取物稀释测定法(AEDA)鉴定其中的关键气味物质。在煮熟的大豆味噌中共鉴定出66种化合物。使用AEDA确定样品中强效气味剂的风味稀释(FD)因子，鉴定出41种香气活性化合物，其中大豆味噌的关键芳香化合物(FD=4 096)包含2-甲基丁醛和3-甲基丁醛(呈现麦芽香气)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(呈现绿色香气)、4-羟基-2-乙基-5-甲基-3(2H)-呋喃酮(HEMF)(呈现甜香)。2-甲氧基苯酚呈现烟熏香气，二甲基三硫化物呈现硫磺香气。1-辛烯-3-酮呈现蘑菇味,甲硫氨酸呈现煮熟的土豆香。最终麦芽香、绿色香气、烘烤香和硫磺香被确定为特征香气。

2 蚕豆酱

蚕豆酱是一种以蚕豆为主要原料的发酵酱[13]，其中以郫县豆瓣酱最为出名，独特的酿造技术赋予其迷人的辛辣风味，与味噌、大酱、辣椒酱等其他发酵豆酱形成鲜明对比，使郫县豆瓣酱广泛运用于川菜，被誉为“川菜的灵魂”。

Lu等[14]采用HS-SPME-GC-MS-O和PCA研究了豆瓣酱生产中3个发酵阶段关键挥发性风味化合物的演变。结果表明，豆瓣酱中有22种关键风味化合物(OAV>1和FD>10的化合物)。其中，(E)-2-壬烯醛、壬醛和3-甲基-1-丁醇主要来自辣椒，1-辛烯-3-醇主要来自蚕豆。癸酸乙酯和芳樟醇主要在辣椒发酵过程中形成，而异丁酸乙酯、苯乙醇和苯乙醛则与蚕豆制豆过程密切相关。与辣椒酱和蚕豆酱的混合发酵有关的化合物有13 种，包含2-甲基-1-丁醇、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、异戊酸乙酯、己酸乙酯、苯甲酸乙酯(洋甘菊香)、苯乙酸乙酯、愈创木酚、4-乙基苯酚、4-乙基愈创木酚、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮(HDMF)、HEMF和3-甲硫基丙醛。Lu等采用GC×GC-TOF/MS、GC-MS-O和PCA继续研究了豆瓣酱生产中3个发酵阶段关键挥发性风味化合物的演变。在3种样品中共鉴定出748种挥发物，通过Fisher比、OAV和AEDA鉴别出其中69种挥发物是影响产品风味的关键化合物，包含12种醇类、9种醛类、4种酮类、5种有机酸类、16种酯类、4种酚类、6种含硫化合物和13 种杂环类化合物。它们在成熟过程中的演变赋予了豆瓣酱不同的香气。在早熟阶段(3个月)，一些关键的醛类出现，使豆瓣酱具有麦芽味和辛辣味。经过12个月的成熟，豆瓣酱中的一些关键醇类、酯类和杂环类化合物产生了果香和花香。成熟24个月的产品具有烟熏香、焦香和焦糖香，富含一些关键的酚类和杂环类化合物。

Yang等[15]为了表征传统郫县豆瓣酱的风味特征，对4种不同厂家生产的豆瓣酱的挥发性化合物采用4种方法进行鉴定和定量，这些方法包括不同的预处理模式(DVB/CAR/PDMS、Carbon WR/PDMS和搅拌棒吸附萃取(SBSE)-Twisters)以及3种检测模式(GC-MS、GC-MS-MS和TOF-MS)。4种样品共鉴定出286 种挥发物，包含醇类、酯类、酚类、醛类、酮类、酸类、吡嗪类和萜类化合物。4种样品中主要化合物的比例相似。5种挥发物可以作为区分传统郫县豆瓣酱和其他东方传统发酵酱如味噌、大酱等的指标，包含棕榈酸乙酯(蜡香和奶油香)、γ-cis-himachalene、月桂酸乙酯(叶香、芳香)、(+)-瓦伦烯、β-紫罗兰酮(浓郁花香)。

Ding等采用HS-SPME-GC-MS-O方法对工业发酵和传统发酵豆瓣酱的挥发性成分进行表征。在传统发酵和工业发酵豆瓣酱中分别鉴定出42种和50种挥发性化合物。与传统发酵豆瓣酱相比，工业发酵豆瓣酱中醇类和酯类的多样性和浓度更高。通过GC-O在两个样品中共检出32种香气活性化合物，包括9种醇类、6种醛类、11种酯类、2种酸类、3种酚类和1种杂环类化合物。通过OAV的综合分析，最终分别确定了10种和12种挥发性化合物为传统发酵豆瓣酱和工业发酵豆瓣酱中的主要香气活性化合物。其中8种香气化合物在两个豆瓣酱样品中均被检出，分别是3-甲基-1-丁醇(酸味、麦芽香)、1-辛烯-3-醇(蘑菇香)、芳樟醇(薰衣草、花香)、3-甲硫基丙醛(酱油香、烤土豆香)、苯乙醛(蜂蜜香、水果香)、己酸乙酯(果香、甜香)、苯乙酸乙酯(玫瑰香、甜香)和2-甲基丁酸(甜香、奶酪香)。愈创木酚(烟熏味、辣味)和2-乙酰吡咯(煮熟的土豆香)仅存在于传统发酵豆瓣酱中，而苯乙醇(玫瑰香、甜香)、庚酸乙酯(果香)、辛酸乙酯(果香)和亚油酸乙酯(油脂香)仅在工业发酵豆瓣酱中发现。

Tan等[16]采用HS-SPME-GC×GC-TOFMS研究了天然酿造法和温控酿造法生产的豆瓣酱的挥发性化合物。在两组样品中共鉴定出356种挥发物，包含酯类、醇类、酸类、醛类、酮类、酚类、吡嗪类、呋喃类、杂环类、含硫类和其他类化合物。使用GC-MS-O在两组样品中鉴定出30种芳香化合物且比例相似。基于FR和PCA方法，其中12种挥发性化合物对天然酿造豆瓣酱的风味有显著贡献，包括7种酯类、3种醇类和2种酚类化合物。其中，苯甲酸乙酯(洋甘菊香)和4-乙基-2-甲氧基-苯酚(煮熟的土豆香)被确定为特征风味成分。同样的，37 种挥发性化合物对温控酿造豆瓣酱有贡献，包括5种酯类、1种醇类、4种酸类、4种醛类、6种酮类、1种酚类、6种吡嗪类、4种呋喃类、1种杂环类、4 种含硫化合物和1种其他化合物。特别是2,6-二甲基吡嗪(烤坚果、可可香)和1-(2-呋喃基)-乙酮(烧烤香、烟熏香)被确定为特征风味成分。

3 辣椒酱

辣椒是一种在世界范围内广泛种植的重要作物。因其果实具有典型的颜色、刺激性的味道和独特的香气而常用于食品中。而发酵辣椒酱是辣椒制品中很受欢迎的一类产品，且其营养价值丰富，研究表明，发酵辣椒酱可以防止脂肪堆积，降低血脂水平并提供其他生理功能。

赵驰等[17]采用HS-SPME-GC-MS方法研究了四川辣椒酱中的挥发性物质，选用4种不同盐度的四川辣酱为研究对象。在4个样品中共检测出33种挥发性物质，包含醇类、酸类、酯类、醚类和其他类化合物。其中9种化合物为4种样品共有的，包含乙醇、3-甲基-1-丁醇(辛辣味)、2-甲基丙醇、乙酸(刺鼻的醋酸味)、异丁醇、丁酸(刺激性气味)、4-甲基-1-戊醇、丙酸芳樟酯(甜香)、乙酸乙酯(微带果香)，且各物质在不同盐度下的相对含量差异较大。

丁诗瑶等[18]采用HS-SPME-GC-MS方法研究了永丰辣酱的挥发性物质，选用4种不同品牌的永丰辣酱为研究对象，在4个样品中共检测到120种挥发性化合物，包含烃类、醇类、酮类、酯类、酸类、醛类和其他类化合物，其中永丰辣酱最主要的挥发性物质为酯类化合物。α-雪松烯(木香)、β-石竹烯(辛香、木香、柑橘香、樟脑香)、芳樟醇(木香、柑橘香、花香)、亚油酸甲酯(蜡香和甜香)、棕榈酸甲酯(蜡香和甜香)、棕榈酸乙酯(蜡香和甜香)、苯乙醛(花香和果香)、苯甲醛(杏仁香、焦糖香)8 种物质为4个样品共有。

陈杰等采用HS-SPME-GC-IMS方法研究了4种来自粤师傅调味食品有限公司的辣椒酱的风味物质，在4种辣椒酱中共检测到62种挥发性化合物，包含烯烃类、醇类、醛类、吡嗪类、酮类、酯类、含硫化合物、酸类和其他类化合物，且不同种辣椒酱检测到的挥发性风味物质的种类和相对含量差异较大。其中25 种化合物为4种辣椒酱共有，包含反式-2-戊烯、2-甲基丁醛(苹果香)、戊醛(刺激性气味)、2-丙酮、2-戊酮、乙酸乙酯(微带果香的酒香)、甲基烯丙基硫醚(蒜臭味)、二烯丙基硫醚(大蒜味)、二烯丙基二硫等。

Kang等[19]采用吹扫捕集、SDE、HS-SPME 3种方法提取韩国辣椒酱的挥发性成分，采用GC-MS-O/AEDA鉴定关键气味物质。通过吹扫捕集-AEDA检测到19种香气活性化合物，其中二烯丙基二硫化物(辣味)和3-异丁基-2-甲氧基吡嗪(甜椒味)是最强烈的香气活性化合物(log3FD=5)；通过SDE-AEDA检测到28种芳香活性化合物。2-辛烯醛(绿色香气)和甲硫氨酸(煮熟的土豆香)的FD最大，分别为38和37；通过HS-SPME-GC-O鉴定出12种香气活性化合物，其中甲硫氨酸(煮熟的土豆香)、二烯丙基二硫化物(辛辣味)和3-异丁基-2-甲氧基吡嗪(灯笼椒香气)是最强烈的香气活性化合物。以上物质均是影响韩国辣椒酱的重要挥发性风味物质。

Apichartsrangkoon等[20]为了研究超高压和热处理的泰国青辣椒酱中挥发性化合物的稳定性，对加压、巴氏杀菌和未经处理的泰国青辣椒酱每隔2周使用SPME提取挥发性成分，并通过GC-MS进行鉴定。结果表明，未经处理的泰国青椒酱中存在的主要挥发物是硫化物、烃类和酯类化合物，其他挥发性化合物如呋喃类、醛类、酮类、吡嗪类、醇类和酸类化合物存在较少。加压样品中的理想挥发物(包括醇类、醛类和酯类化合物)比热处理样品存在更高的保留率，但是大多数挥发性化合物在储存时都会不同程度地减少甚至丢失。

4 小麦酱

小麦酱是一种以小麦或面粉为主要原料，蒸煮后在多种微生物及其酶的共同作用下发酵制得的调味品[21]，因其咸中带甜、滋味鲜美而被广泛食用，如北京烤鸭的蘸酱等。

Zhang等[22]采用SDE-GC-MS-O方法研究了采用中国传统方法制得的发酵面酱中的挥发性成分，共检测出84种挥发性化合物，包含醛类、酸类、酯类、杂环类、烃类和其他痕量化合物。通过GC-O和AEDA研究香气化合物，共发现27个嗅觉区域，确定了18种香气提取物，其中6种香气化合物被GC-O鉴定为具有较高的风味稀释因子(FD≥32)，包含异戊醛(青草、麦芽香和苹果香)、糠醛、戊酸、2-乙酰呋喃、1-辛烯-3-醇(蘑菇香)和苯乙醛。

魏艳丽等[23]采用HS-SPME-GC-MS方法研究了槐茂甜面酱的挥发性成分，共鉴别出81种挥发性化合物，包含醇类、醛类、酮类、酯类、酸类、酚类、杂环类、含硫和其他类化合物。其中醛类化合物含量最高，酯类和醇类化合物含量次之，酮类、酚类和含硫化合物的含量相对较低。

左勇等[24]采用HS-SPME-GC-MS方法分析了采用保温发酵方法生产甜面酱发酵过程中不同时间段的挥发性成分，共检测出49种挥发性化合物，包含20种酯类、9种醇类、10种醛类、2种酚类、1种酮类、2种呋喃类、2种烷烃类和3种其他类化合物，酯类化合物相对含量最高，是主要的风味物质。左勇等[25]采用同样的方法对保温发酵不同时间后晒露成熟的甜面酱进行了研究，共检测出33种挥发性风味物质，包含3种醇类、14种酯类、9种醛类、1种酚类、3种烷烃类和3种其他化合物。

5 其他种类的酱

酱的原料种类不局限于大豆、蚕豆、小麦、辣椒，菌类、海鲜、肉类等经过发酵都可以制作出具有各自特色风味的酱。

Zhu等[26]采用HP-SPME-GC-MS方法分析了不同发酵和贮藏时间的虾酱的挥发性成分，共检测出89种挥发性化合物，包含15种醛类、8种酮类、6种醇类、5种芳香族、3种酯类、3种酸类、22种含氮、7种磺基类、17种烃类和3种其他类化合物。虾酱中的挥发性化合物主要由醛类、酮类和醇类化合物组成，由于它们的阈值低，在产品气味特征中起着重要作用。发酵贮藏2年的虾酱风味更佳。电子鼻和电子舌检测区分不同样品香气特征的结果与GC-MS分析得到的结果具有很好的一致性。

粟立丹等[27]采用HP-SPME-GC-MS方法分析了自制羊肚菌牛肉酱的挥发性成分。检测出65种挥发性化合物，包含9种醇类、15种醛类、17种烃类、6种酮类、5种酯类、5种杂环类和8种其他类化合物。醇类、醛类和烃类化合物对样品风味贡献大。与不添加羊肚菌的牛肉酱相比，在羊肚菌牛肉酱中检测到11种特征性风味物质，包含2-庚烯醛(蘑菇香)、正戊醇、2-壬烯醛(蘑菇香)、2-戊酮、正辛烷(汽油味)、4-异丙基-2-环己烯-1-酮、3-蒈烯(果香)、3-甲基呋喃、烯丙硫醇(烤葱香)、乙酰基吡咯和2-甲基吡嗪。

6 展望

酱的风味成分与酱的生产工艺紧密相关，是酱品质的重要指标。研究酱中风味物质对评估酱的质量和完善酱的生产工艺有着重要意义。根据酱的风味成分研究进展分析发现，大多数研究者通过GC-O评价和采用AEDA确定酱的气味活性成分，今后还需要开发更精确的定性定量手段，如稳定同位素稀释法对酱的风味物质进行精确定量。部分食品的风味研究已经到了香气重组和风味缺失的深度。酱的风味研究有待进一步深入，关键风味物质的精确定量对于酱的生产工艺研究具有重要的意义。