典型廣式醬油與日式醬油的風味物質差異研究

朱新貴，李學偉，曾小波

典型廣式醬油與日式醬油的風味物質差異研究

朱新貴，李學偉，曾小波

（李錦記（新會）食品有限公司，廣東 江門 529156）

廣式醬油和日式醬油在原料、微生物和工藝均有極大的差異。通過比較研究，廣式醬油醬香、豉香濃郁，而日式醬油醇香、酯香和甜味更加突出。在氨基酸分析中，廣式醬油的總游離氨基酸為5.220 g/100 mL，而日式醬油則為5.903 g/100 mL，但兩者氨基酸種類的相對百分含量沒有顯著的差異（P＞0.05）。氣相色譜-質譜法（GC-MS）鑒定出揮發性化合物134種，其中廣式醬油的主要揮發性化合物為酯類（25.39%）、醇類（25.23%）、酸類（13.51%）、酮類（4.24%）、醛類（2.57%）、酚類（0.31%）和烷烴類（28.75%），而日式醬油主要為酯類（56.02%）、醇類（21.11%）、酸類（5.92%）、酮類（3.42%）、醛類（0.69%）、酚類（0.15%）和烷烴類（12.69%），醬油揮發性化合物的種類、含量及比例構成是引起兩種醬油風味獨特差異的重要原因。

廣式醬油；日式醬油；風味物質；氣相色譜-質譜法

醬油起源于我國，迄今已有二千多年的歷史，是我國及日本、韓國、東南亞地區國家人民飲食生活中不可或缺的調味品。醬油風味物質十分復雜，其主要來源為原料、微生物分解代謝，以及釀造過程的生物化學形成的產物，包括氨基酸、糖、有機酸、酯類、醇類、酮類、酚類、醛類等，這些物質使得醬油產生其獨特風味和調味效果［1-4］。醬油中揮發性香氣成分很多，呈香機制復雜，已檢出醬油的香氣成分的有300余種，其中有些香氣物質在醬油的組成中含量極微，但由于口味閾值低，對醬油的風味影響很大［1，5-9］。

傳統醬油原料和工藝受歷史傳承、地域資源和人民飲食習慣的影響，地域差異化特點明顯，形成各具特色的不同流派。廣式醬油是中國傳統釀造醬油的一個重要流派，形成于以廣東為主的華南地區。該類醬油以全大豆和面粉為主要原料，經3個月以上的日曬夜露天然釀造而成，風味獨特，調味效果好，因此越來越受消費者歡迎，是國內產銷量最大的一類醬油。日式醬油起源于中國，但經歷了漫長的歷史演變和發展，逐步形成具有自身特點的日式流派。其中，以脫脂大豆和炒小麥為主要原料，采用醬油曲霉、產香酵母和乳酸菌為發酵菌種，經6個月以上的高鹽稀態控溫發酵的本釀造醬油是典型日式醬油，這種醬油與中式醬油具有明顯風味差異，是國際市場上產銷量最大的一類醬油［1，4，10-12］。

本研究將對比分析典型廣式醬油和日式醬油的原料及工藝，對兩種醬油的常規指標進行了測定，并利用氣相色譜-質譜聯用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）對醬油揮發性成分進行分析，闡明兩種釀造醬油的風味差異，為提高釀造醬油的品質提供理論依據。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

典型廣式醬油和日式醬油：本公司提供。

氫氧化鈉、甲醛、鹽酸、葡萄糖、重鉻酸鉀等：中國醫藥（集團）上海化學試劑公司。

1.2儀器與設備

UV1100紫外可見光分光光度計：北京萊伯泰科儀器有限公司；PAL-α Brix計：日本ATAGO公司；HH-4數顯恒溫水浴鍋：常州普天儀器制造有限公司；794全自動滴定儀：瑞士萬通（中國）有限公司；Sykam全自動氨基酸分析儀：德國Sykam公司；GC-MS-QP2020氣相色譜-質譜聯用儀、毛細管柱Rtx-wax（30 m×0.25 mm×0.25 μm）：日本島津公司。

1.3試驗方法

1.3.1醬油常規指標測定

氨基酸態氮（amino acid nitrogen，AAN）、總氮、總酸、氯化鈉、pH值、色澤A530nm（稀釋10倍）均按GB 18186—2000《釀造醬油》規定測定；還原糖按GB/T 5009.7—2008《食品中還原糖的測定》測定；固形物采用Brix計測定。

1.3.2氨基酸的測定—柱前衍生法

參考《實用食物營養成分分析手冊》中柱前衍生法測定醬油里的氨基酸［13］。

1.3.3醬油揮發性成分測定

固相微萃取：取樣品30 mL密封于100 mL頂空樣品瓶，置于40℃水浴中電磁攪拌，固相微萃取纖維頂空萃取40 min，250℃解吸3 min后進樣。

氣相色譜分析條件：島津毛細管柱Rtx-wax（30 m× 0.25 mm×0.25 μm）；載氣He，流速1.0 mL/min；程序升溫，起始溫度45℃保持5min，升溫速率5℃/min，溫度至200℃，保持15 min，升溫速度10℃/min，最終溫度220℃，保持5 min；汽化室溫度220℃，進樣量0.8 μL。

質譜分析條件：電子電離源，電子能量70 eV，發射電流200 μA，電子倍增器電壓350 V，離子源溫度200℃，質量掃描范圍35～335 amu。

數據處理：試驗數據處理由島津solution軟件完成，在NIST譜庫（107 000個化合物的數據）和Wiley譜庫（320 000個化合物的數據，Version6.0）對未知化合物進行檢索并計算匹配度，只有當正反匹配度均大于800（最大值為1 000）時才能確證該物質。

2　結果與分析

2.1廣式醬油與日式醬油常規指標測定分析

廣式醬油和日式醬油在原料、菌種和工藝上均有非常大的差別。典型的廣式醬油的原料主要以黃豆和面粉為主，而典型的日式醬油則以脫脂大豆和炒小麥為主；利用微生物方面，廣式醬油利用米曲霉進行制曲，并在天然露曬發酵過程中利用天然微生物進行釀造，而日式醬油則利用醬油曲霉進行制曲，釀造過程需添加魯氏酵母、球擬酵母等產香酵母和乳酸菌進行后期發酵；釀造周期方面，廣式醬油曬露天然發酵，發酵時間90 d以上；而日式醬油則進行控溫發酵，前期低溫后期中溫，發酵時間通常150 d以上［1，10-11］。原料、微生物和工藝有著明顯差異，釀造出的醬油風味也顯著的差異。

醬油釀造結束后，測定醬油的常規指標，廣式醬油和日式醬油的常規指標分析見表1。

表1　廣式醬油和日式造醬油常規指標比較Table 1 Comparison of physiochemical properties of Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce

由表1可知，廣式醬油和日式醬油在總酸、氨基酸態氮、總氮、pH值、色澤A530nm、可溶性固形物含量和還原糖之間均存在顯著差異（P＜0.05）。由于日式醬油的原料配比中，淀粉質原料含量比例高，使得日式醬油的還原糖含量高達5.9 g/100 mL，是廣式醬油的3.5倍左右。對比醬油色澤，日式醬油顏色略深，與其還原糖和氨基酸含量高有關。氨基酸和還原糖在發酵釀造過程中以及后處理時容易產生美拉德反應，并生成褐色或黑色素物質［1］。日式醬油總酸含量較廣式醬油高，與釀造后期添加耐鹽乳酸菌進行了乳酸發酵有關［1，5］。對廣式醬油和日式醬油進行吸收光譜掃描分析（圖1），兩者的光譜圖也存在較大的差異，尤其是紫外區間。此外，在相同波長下，日式醬油均有較高的吸光度絕對值。吸收光譜的差異與醬油中物質構成差異有關。

圖1　廣式醬油和日式醬油的光譜掃描圖Fig.1 Spectrogram analysis of Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce

經感官鑒評，廣式醬油與日式醬油風味各具特色。日式醬油由于其氨基酸態氮、糖分和總酸較高，而使其咸味不突出，甜味較明顯。廣式醬油具有典型的醬香、豉香，而日式醬油醇香、酯香突出。

2.2廣式醬油與日式醬油的氨基酸成分組成分析

在國標中，氨基酸態氮的含量是衡量醬油等級的關鍵指標。不同的氨基酸具有不同的呈味特性，如谷氨酸和天冬氨酸具有鮮味，甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸等具有甜味，而酪氨酸、組氨酸等具有苦味［1，14］。在醬油釀造過程中，氨基酸是蛋白水解酶蛋白質原料的產物，其構成及含量是影響醬油滋味和品質的重要因素。因此，通過比較游離氨基酸的組成，有助于分析廣式醬油和日式醬油的的滋味差異，廣式和日式醬油的游離氨基酸組成結果見表2。

表2　廣式醬油和日式醬油的游離氨基酸組成Table 2 Compositions of amino acids in Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce

廣式醬油的總游離氨基酸含量為5.220 g/100 mL，而日式醬油的總游離氨基酸含量為5.903g/100mL。在氨基酸各組分的對比中，除了賴氨酸、組氨酸、精氨酸、絡氨酸和胱氨酸外，其他13種氨基酸在日式醬油中均有較高的含量。由表3可知，廣式醬油和日式醬油氨基酸種類的相對百分含量沒有顯著差異（P＞0.05），說明2種醬油的氨基酸種類含量比例是一致的，而日式醬油各氨基酸含量較高，原因與其原料、微生物、曲料與鹽水比例和釀造工藝有關。由于日式醬油以脫脂大豆為原料，已有研究認為在曲霉蛋白酶的作用下，脫脂大豆的全氮利用率高，可獲得氨基酸態氮濃度高的醬油［1］。

表3　廣式醬油和日式醬油中呈味氨基酸的相對百分含量Table 3 Relative contents of amino acids in Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce

2.3廣式醬油和日式醬油主要揮發性成分比較

采用固相微萃取技術分別對廣式醬油和日式醬油揮發性成分進行提取，并應用氣相色譜-質譜法進行測定，廣式醬油和日式醬油的主要揮發性風味成分的總離子流色譜圖見圖2。

圖2　廣式醬油（A）和日式醬油（B）的主要揮發性風味成分的GC-MS分析總離子流色譜圖Fig.2 Total ion chromatograms of GC-MS analysis of main volatile flavor compounds of the Cantonese-style soy sauce（A）and Japanese-style soy sauce（B）

由圖2可知，廣式醬油主要揮發性成分較豐富，對物質的含量進行定性，含量差異（峰面積歸一法）見表4。

由表4可知，本試驗共鑒定出揮發性物質134種，其中醇類28種，酯類45種，酮類12種，酸類15種，醛類13種，酚類4種，烷烴類16種。總體上，廣式醬油揮發性物質較豐富，但日式醬油的酯類物質相對更加豐富。

表4　廣式醬油和日式醬油主要揮發性成分比較分析Table 4 Comparison of the main volatile flavor components of Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce

續表

續表

醬油中醇類的來源主要有兩個方面，一是原料的成分降解，二是發酵過程所形成的，是形成釀造醬油香氣成分的重要來源［1］。對比2種釀造醬油，廣式醬油檢測到23種醇類物質，而日式醬油則有16種。高級醇類物質在日式醬油中有較高的含量，但廣式醬油的種類更加豐富。有研究認為，添加酵母、乳酸菌的醬醪中高級醇的含量較高。另外，多元醇的定量值因醬醪及發酵時期的不同而有很大的差異［1］。廣式醬油含有較多的脂肪醇，可能與廣式醬油使用全大豆釀造有關，大豆油脂的降解能生成脂肪醇等小分子物質［15］。

檢測到的酯類物質種類最多，共檢測到45種，其中廣式醬油25種，而日式醬油則35種，酯類物質的種類和含量在兩種醬油中存在非常大的差異，日式醬油含有較豐富的酯類物質，尤其是高級酯類。酯類物質不但具有果香并使醬油呈濃郁的酯香，而且能夠掩蓋其他化合物散發出來的不良香氣［16-17］。乳酸菌進行乳酸發酵產生乳酸，乳酸可使醬油口感柔和，而且能生成酯類物質，是構成醬油香味的重要來源［1］。廣式醬油成曲中的酵母菌和乳酸菌是由環境帶入，其數量和種類不確定。而日式醬油的酵母菌和乳酸菌為人工添加，并進行控溫發酵管理。因此，日式醬油的乙醇、乳酸及其衍生的酯類物質應有較高的含量。醬油釀造原料全大豆和脫脂大豆均含有一定量的油脂，跟據脂質的一般氧化規律，這些油脂類成分在醬醪中可被微生物產的脂肪酶系或在自然氧化的條件下分解成游離的脂肪酸，并進一步與發酵液中的醇類物質重新發生酯化反應生成新的酯類物質［16-19］。

醬油中的酮類物質是醬油香氣成分的重要物質，尤其是呋喃（酮）類化合物和雜環類化合物一般被認為是醬油特有的香氣成分［1］。醬油中共檢測12種酮類物質，除了4種成分外，其他成分在廣式醬油均有較高的含量。呋喃（酮）化合物具有焦糖色香氣，主要由酵母代謝及美拉德反應形成的產物［5，17］。表5的結果表明，以全大豆為原料的廣式醬油，更有利于呋喃（酮）類化合物和雜環類化合物的生成。

醬油的酸味是以乳酸、乙酸為主的有機酸類，它們不僅是呈味成分，而且關系到醬油的香氣，也是形成酯類物質的重要成分［1］。與日式醬油比較，廣式醬油含有較豐富的揮發性酸類物質，尤其是脂肪酸類。用于釀造廣式醬油的全大豆含有大量的油脂，這是引起廣式醬油脂肪酸類物質較豐富的原因［5，19］，但由于釀造時間相對短和成酯微生物缺乏，這些酸類物質轉化為相應的酯類物質沒有明顯增加。

酚類化合物是在發酵過程中通過曲霉降解和酵母發酵生成，是醬油的重要風味成分。其中愈創木酚、4-乙基愈創木酚和4-乙基苯酚均是天然發酵醬油中產生醬香的關鍵香氣物質［1］。對比兩種醬油，愈創木酚、4-乙基愈創木酚和4-乙基苯酚在廣式醬油中均有較高的含量，但日式醬油中含有4-乙基-2-甲氧基-苯酚。由表4的峰面積可知，廣式醬油中的酚類物質含量是日式醬油的1.25倍。由此可說明，廣式醬油的釀造工藝更有利于酚類物質的形成。

釀造醬油中的醛類物質主要來自氨基酸降解、微生物的轉化作用和油脂的氧化降解，有些醛類物質本身不是呈味成分，但在復雜的醬油釀造中可與其他成分生成醬油特有的香氣成分，如苯乙醛具有類似風信子的香氣，低濃度具水果的甜香氣，甲硫基丙醛具強烈的洋蔥和肉香樣香氣等［1，5］。由表4可知，廣式醬油中的醛類物質被檢出13種，而日式醬油8種。對于醬油中的烷烴類物質，一般認為由大豆油脂分解而成，雖不直接構成醬油的風味成分，但其進一步分解生成的小分子物質也是構成醬油復雜風味成分的來源。

表5　廣式醬油和日式醬油中不同風味成分種類的相對含量比較Table 5 Relative contents of flavor compounds in different constituents of Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce

由表5可見，兩種醬油各成分種類的相對含量差異非常大，醇類、酮類、酸類、醛類、酚類和烷烴類在廣式醬油中均有較高的含量比例，而日式醬油中的酯類相對含量非常高，占比達56.02%。主要原因是日式醬油在后發酵期添加酵母菌和乳酸菌，是形成酯類物質的重要來源。此外，日式醬油發酵時間達150 d以上，這也是促進酯化反應的重要因素。對于廣式醬油，其釀造工藝主要是日曬夜露天然發酵，各成分相對含量比較均衡，形成其醬油獨特的風味。

3　結論

廣式醬油和日式醬油在原料、微生物和釀造工藝上均有極大的差異，醬油風味明顯不同。通過對比分析，廣式醬油醇香、醬香、豉香濃郁，而日式醬油醇香、酯香、酸味和甜味更加突出。此外，日式醬油由于全氮、總酸、氨基酸態氮和糖分相對較高，其醬油咸味不明顯。在氨基酸分析中，廣式醬油的總游離氨基酸含量為5.220 g/100 mL，而日式醬油的總游離氨基酸含量為5.903 g/100 mL，但兩者氨基酸種類的相對百分含量沒有顯著的差異（P＞0.05）。

兩種醬油共鑒定出揮發性化合物134種，其中醇類28種，酯類45種，酮類12種，酸類15種，醛類13種，酚類4種，烷烴類16種。分析表明，廣式醬油揮發性物質較豐富，而且其醇類、酮類、酸類、醛類、酚類和烷烴類均有較高的含量比例，但日式醬油的酯類物質相對含量達56.02%。因此，兩種醬油揮發性化合物的種類、含量及比例構成是引起廣式醬油和日式醬油風味獨特差異的重要原因。

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Difference of flavor compounds in Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce

ZHU Xingui，LI Xuewei，ZENG Xiaobo
（Lee Kum Kee（Xinhui）Foods Co.，Ltd.，Jiangmen 529156，China）

There were significant differences in raw material，microorganism and brewing technology between Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce.The correlation of the physicochemical properties and sensory evaluation was analyzed in detail.Results showed that the typical flavor of fermented soybean was rich in Cantonese-style soy sauce，whereas the aromatics of ester and alcohol and sweet were dominant in Japanese-style soy sauce.The analysis of amino acids showed that the free amino acids content in Japanese-style soy sauce（5.903 g/100 ml）was higher than that in Cantonese-style soy sauce（5.220 g/100 ml），but no significant difference of relative contents of amino acids was observed（P＞0.05）. Furthermore，134 aroma compounds were identified in soy sauce by GC-MS，the main aroma compounds in Cantonese-style soy sauce were esters 25.39%，alcohols 25.23%，acids 13.51%，ketones 4.24%，aldehydes 2.57%，phenols 0.31%and alkanes 28.75%，whereas the main aroma compounds in Japanese-style soy sauce were esters 56.02%，alcohols 21.11%，acids 5.92%，ketones 3.42%，aldehydes 0.69%，phenols 0.15%and alkanes 12.69%.The types and quantities of aroma compounds created the flavor discrepancy of Cantonese-style soy sauce and Japanese-style soy sauce.

Cantonese-style soy sauce；Japanese-style soy sauce；flavor compounds；GC-MS

TS264.2

0254-5071（2016）07-0030-06

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.07.007

2016-05-17

朱新貴（1967-），男，副教授，博士，研究方向為調味品科學與技術。