中日兩國醬油香味與滋味差異

趙佳豪，周韜，劉爽，石磊，王春玲*

1(天津科技大學 食品科學與工程學院，天津，300457)2(天津市利民調料有限公司，天津，300308)

隨著我國食品行業整體水平的提高，醬油產量增長迅速，在2016年達到了1 000 萬t，雖然產量大，但相較于日本醬油在國際市場的價格，中國醬油價格更低[1]。原因是日本醬油整體質量水平比中國高，并在長期的生產過程中形成了各個類型的醬油，如濃口醬油、淡口醬油、溜醬油、白醬油等，且各具特色[2]。由于醬油的風味主要來源于微生物和復合生物酶的協同作用所產生的可溶性小分子物質，因此在醬油生產過程中從原料到生產工藝，都會導致醬油風味的改變[3]。因此對比中日兩國醬油風味差異，對提高中國醬油在國際市場競爭力具有重要意義。

醬油的風味由滋味和香味組成，滋味包括酸、甜、苦、咸、鮮5個方面。酸味主要來源于乳酸、乙酸等有機酸；甜味主要來源于原料中淀粉等大分子糖類物質的水解以及甜味游離氨基酸；苦味主要來自于蛋白質分子水解產生的苦味氨基酸和食鹽中的MgSO4、MgCl2等；咸味主要來自于添加的食鹽，鮮味主要來源于鮮味氨基酸和醬油中的鮮味肽，分子質量在1 000～5 000 Da的美拉德肽能夠提升風味，提升醬油的鮮味、厚重感[4]。馮云子等[5]的研究表明，中日兩國醬油在非揮發性成分以及感官特性上具有顯著性差異，各種理化指標的差異是導致中式和日式醬油在鮮味、厚味和甜味上差異的物質基礎。香味主要由揮發性風味物質貢獻，從醬油中已經分離、鑒定出近300種風味化合物。它們主要來源于曲霉發酵、酵母菌發酵、乳酸菌發酵和美拉德反應。同時，醬油中香氣組成也取決于釀造原料、生產工藝以及參與發酵的微生物等因素，并且環境溫度、光照、壓力及環境污染物也會影響醬油香氣成分組成[6]。在中國醬油中起著關鍵作用且貢獻較大的特征性風味成分主要是4-乙基愈創木酚、4-羥基-2(5)-乙基-5(2)-甲基-3(2H)呋喃、3-甲硫基丙醇等。3-甲基丁烷、3-羥基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮、2-甲基丁烷、3-甲硫基丙醛被認為是日本醬油中最重要的香氣成分，3-乙基-1,2-環戊二酮和2’-氨基苯乙酮在日本醬油中也被鑒定出[7]。通過比較中國醬油與日本醬油滋味和香味上的差異，有利于提高中國醬油整體品質。

1 材料與方法

1.1 實驗原料

分別在日本和中國超市購買4瓶日本醬油和3瓶中國醬油(7瓶醬油均是高鹽稀態工藝，且都達到特級醬油等級)。

1.2 試劑

草酸、乳酸、琥珀酸、檸檬酸、丙酸、酒石酸、蘋果酸、富馬酸、甲酸和乙酸(均為AR)，天津市瑞金特化學品有限公司；混合氨基酸標準液(2.5 mol/mL)，Wako公司。

1.3 儀器與設備

GCMS-QP 2010 Ultra氣相色譜-質譜聯用儀，日本島津公司；KDN-O8B定氮儀，上海新家儀器有限公司；MULTISKAN GO酶標儀，賽默飛世爾科技公司；LC-20A型高效液相色譜儀，日本島津公司；L-8900氨基酸分析儀，日本日立公司。

1.4 實驗方法

1.4.1 常規理化指標檢測

氨基酸態氮測定使用甲醛滴定法[8]；總酸、鹽度的測定方法依據GB/T 5009.39—2003；還原糖的測定方法根據GB 5009.7—2016。

全氮測定：稱0.2 g的CuSO4，3.0 g K2SO4和10 mL的濃H2SO4并加入10 mL 稀釋10倍的樣品液于消化管中，調節儀器溫度至260 ℃保持75 min,再將溫度調節至420 ℃保持135 min,直到反應體系冷卻澄清，使用自動凱氏定氮儀蒸餾5 min，餾出液用0.10 mol/L的HCl標準液滴定，直至顏色由藍變粉紅視為滴定結束，同時做空白的對照。

1.4.2 游離氨基酸的測定

食品中氨基酸的測定參考GB 5009.124—2016。

1.4.3 有機酸的測定

采用高效液相色譜分析醬油中的有機酸組成。色譜柱:C18;流動相:質量分數0.1% H3PO4溶液,流速0.6 mL/min;檢測波長210 nm;進樣體積10 μL;柱溫 30 ℃;外標峰面積定量。

1.4.4 揮發性風味物質的測定

醬油中風味物質的測定采用固相微萃取-氣質聯用(solid phase microextraction-gas chromatograph-mass spectrometry,SPME-GC-MS)的方法[9]。

1.5 分析方法

利用SPSS 18.1和SIMCA軟件對數據進行分析，利用Origin軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 醬油理化指標測定結果

氨基酸態氮是評價醬油質量的重要指標之一。由表1可以看出，中國醬油氨基酸態氮含量顯著高于日本醬油(P<0.05)。在日式發酵工藝中，淀粉質的原料比例要高于中式發酵，而淀粉酶能將淀粉質原料分解成單糖、雙糖和五碳糖，因而增加了日本醬油中還原糖的含量[10-12]。鹽度、pH、總酸、全氮和還原糖在兩國醬油中沒有顯著差異。

表1 醬油常規理化指標Table 1 General physical and chemical indexes of soy sauce

2.2 醬油中有機酸測定

有機酸也是評價醬油質量的指標之一，其種類和含量直接影響醬油的品質。有機酸能夠調節醬油pH和抑制有害微生物生長，并且能對醬油口感起到緩沖作用。由表2可知，7瓶醬油中除草酸、富馬酸、丙酸外，其他7種有機酸均有檢出。乳酸和乙酸是主要的2種酸類物質，其含量之和能占到有機酸總量的35%以上[13]。乳酸能夠使醬油口感滑潤綿長，乙酸可以調和醬油中食鹽的咸味，讓其變得更爽口，并且乳酸與乙酸的比值越大，醬油的口感就越柔和[14-15]。表2可以看出，蘋果酸和檸檬酸含量較高，兩者同時存在時，可以使醬油口感更豐滿協調，并且二者對醬油香味方面也有正面影響[16]。

表2 醬油中的有機酸測定結果 單位：g/100 mLTable 2 The content of organic acids in soy sauce

2.3 醬油中游離氨基酸測定

游離氨基酸對醬油的滋味起著決定性作用，其主要是由蛋白酶和肽酶水解原料產生的[17]。由圖3可知，7瓶醬油中共檢測出16種游離氨基酸，其中包含人體必需氨基酸6種。根據世界衛生組織規定，食物中人體必需氨基酸總量與總氨基酸的比值越接近40%越具有營養價值，中國醬油的比值為34.33%，日本醬油為33.55%。

中國與日本醬油中谷氨酸、甘氨酸、賴氨酸、精氨酸的含量存在顯著性差異(P<0.05)。谷氨酸是提供醬油鮮味的主要氨基酸，也是醬油樣品中含量最多的氨基酸之一，在天然釀造醬油中的占比約為18%～25%，其在兩國醬油中占比分別為25.34%和22.96%，因此可推斷醬油樣品中均未添加谷氨酸鈉增鮮劑[18]，與配料表相一致。甘氨酸和賴氨酸是呈甜味的氨基酸，能夠在一定程度上掩蓋不被接受的苦味。精氨酸、組氨酸異亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和纈氨酸屬于苦味氨基酸，在兩國醬油中苦味氨基酸總量占到總氨基酸的29.93%和35.28%，雖然含量相對較高，但高鹽稀態醬油還是以鮮味和咸味為主，原因是醬油中的鹽、還原糖以及有機酸遮蓋了苦味的呈現，并且有些苦味氨基酸滋味閾值較高(如異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸)[5]，而且通過味覺重建實驗，蛋氨酸和纈氨酸也被證明對醬油的鮮味具有一定貢獻[19]，因此苦味的呈現不明顯。

表3 醬油中的游離氨基酸測定結果 單位：g/100 gTable 3 The content of free amino acids in soy sauce

2.4 醬油揮發性風味物質結果分析

由圖1可知，日本醬油中醛、酸、酯、呋喃吡嗪和烴的種類多于中國醬油,其中,烴類物質明顯多于中國醬油。烴是由原料中的不飽和脂肪酸在脂肪酶、脂肪氧化酶等作用下生成的，烴類物質雖然對醬油的風味影響很小，但其進一步分解成的小分子物質是醬油復雜風味的來源[20]。

圖1 中日醬油揮發性風味物質種類Fig.1 Types of volatile flavor compounds in Chinese and Japanese soy sauce

由圖2可知，中國醬油(樣品1、2、3)分布在第二、三象限，而日本醬油(樣品4、5、6、7)分布在第一、四象限，表明中國醬油和日本醬油的揮發性風味物質存在明顯差異。

圖2 中日醬油風味物質PCA圖Fig.2 PCA diagrams of flavor compounds in Chinese and Japanese soy sayce

由圖3可知，苯乙醇、乙醇、鄰二甲苯、1,3-二乙基-苯是兩國醬油樣品的主要差異揮發性風味物質。在高鹽稀態醬油中，乙醇主要是酵母菌代謝產生[21]，苯乙醇則是由苯丙氨酸降解產生[22]，鄰二甲苯和1,3-二乙基-苯等芳香烴是由原料中的不飽和脂肪酸在脂肪酶、脂肪氧化酶等作用下生成。進一步對其進行200次假設驗證，得到VIP(Var IDPrimary)預測值>1的差異揮發性風味物質共17個(表4)。中國醬油與日本醬油的差異揮發性風味物質是由原料、發酵菌種及工藝的差異造成的。

圖3 中日醬油風味物質OPLS-DA圖Fig.3 OPLS-DA diagrams of flavor compounds in Chinaese and Japanses soy sance

表4 差異揮發性風味成分氣味分類Table 5 Odor classification of different volatile flavor components

由表4可知，差異揮發性風味物質共17個，包括3種酯類、6種醇類、1種醛類和7種烴類。香氣活性值(odor activity value, OAV)是評價香氣化合物重要性的指標之一，OAV值>1則對樣品香氣組成有貢獻，OAV值越大，該香氣化合物貢獻越大。很多文獻也使用香味抽提物系數分析法(AEDA)方法來檢測香氣稀釋因子(flavor dilution factor，FD)，從而鑒定醬油中關鍵致香化合物，FD值越大對香氣貢獻越大。在差異揮發性風味物質中乙酸乙酯、2-苯乙醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、乙醇、2-甲基-1-丁醛在許多文獻中被證實具有很高的OAV和FD值，可為醬油提供花香、果香、酒香和麥芽香等氣味，因此這些物質是造成兩國醬油香味差異的關鍵成分。

3 結論

通過對中日兩國具有代表性的7瓶醬油樣品的檢測分析發現,中國醬油和日本醬油均都達到特級醬油標準，且中國醬油中氨基酸態氮明顯高于日本醬油；兩國醬油中的有機酸種類含量不盡相同，其中草酸、富馬酸、丙酸在中日醬油中均未檢出，酒石酸在2瓶中國醬油里也未檢出；游離氨基酸中的谷氨酸、甘氨酸、賴氨酸、精氨酸在中國與日本醬油中的含量存在顯著性差異，以上奠定了滋味差異的物質基礎；差異揮發性風味物質共17種，其中乙酸乙酯、2-苯乙醇、3-甲基-1-丁醇、乙醇、2-甲基-1-丁醛和2-甲基-1-丁醇是造成兩國醬油香味差異的關鍵成分。