實驗探究醬油的氨基酸總含量

王明瑞,侯彥喜

(1.開封大學,河南 開封 475000;2.開封市發酵食品工程技術研究中心,河南 開封 475000)

醬油是以大豆(脫脂大豆)、小麥(小麥粉、麥麩)為主要原料,經過微生物發酵制成的調味品。醬油是有特殊色、香、味的液體，含有300多種芳香成分，集鮮、咸、香、甜、微酸等味道于一體，是地地道道的中國味道。在餐桌上，使用醬油可以使飯菜提味、生鮮、增香、上色，同時還能補充人體不能合成的一些氨基酸。

盡管時代變遷，然而醬油依然是人民大眾餐桌上最主要的調味品之一。醬油含有多種氨基酸、食鹽、糖類、有機酸以及色素、香料等成分。醬油的鮮味主要來自谷氨酸和天冬氨酸。雞肉、魚肉、蘑菇、雞蛋等食品的鮮味，來自其所含的豐富的氨基酸。食品的氨基酸含量可以用“氨基酸態氮”來表示。根據國家標準，醬油的氨基酸含量的測定方法有酸度計法和比色法。酸度計法是利用甲醛固定氨基酸中氨基,用堿液滴定羧基,以酸度計指示滴定終點的方法。因為使用儀器簡單，操作方法簡便，所以酸度計法已經被廣泛采用。

本研究對市場上12種不同種類、不同品牌的醬油進行氨基酸態氮含量檢測，以期進一步樹立食品營養和安全的理念，為人們選擇食用醬油提供科學參考。

1 實驗部分

1.1 實驗用品

儀器：磁力攪拌器、滴定臺、100 mL容量瓶、100 mL量筒、200 mL燒杯、堿式滴定管、PHS-3C酸度計(上海儀電科學儀器有限公司)。

試劑：蒸餾水、鄰苯二甲酸氫鉀(緩沖溶液)、Na2HPO4+KH2PO4(緩沖溶液)、甲醛(36%溶液)、NaOH標準溶液(0.050 mol/L)。

試樣：醬油樣品(市售)。

1.2 酸度計校準及維護

打開酸度計，需要預熱30 min。校準時，先將“選擇”旋鈕調到pH檔，用“溫度”旋鈕調節對應溶液溫度，將“斜率”旋鈕調到100%位置。用去離子水多次沖洗復合電極，用濾紙把復合電極擦拭干凈。將復合電極插入緩沖溶液中，測混合磷酸鹽(pH=6．86，25 ℃)標準緩沖溶液pH值。此時，調節“定位”旋鈕，使酸度計讀數為6.86，直到穩定不變。然后，用復合電極測鄰苯二甲酸氫鉀(pH=4.00，25 ℃)標準緩沖溶液pH值，調節儀器“斜率”旋鈕，使酸度計讀數為4.00，直到穩定。校準完成后，“定位”旋鈕、“斜率”旋鈕不能再旋轉調動。用蒸餾水清洗復合電極并用濾紙擦干，將復合電極浸沒在待測樣品溶液中，待酸度計讀數穩定后，酸度計讀數即待測溶液的pH值。

pH復合電極前端有一保護瓶。瓶內裝有適量電極浸泡溶液，用來保護復合電極。當發現保護瓶中的浸泡保護液有混濁或者發霉現象時，應當及時清洗電極和保護瓶，并重新配制電極保護浸泡液。

1.3 實驗原理

在醬油樣品溶液中，首先加入NaOH溶液，調到pH=8.2，中和樣品中原有的游離酸。然后，利用氨基酸的兩性，加入36%甲醛溶液固定氨基酸中氨基的堿性，使氨基酸中羧基的酸性呈現出來。接著，用NaOH標準溶液滴定加入甲醛后的樣品溶液，在pH=9.2時達到滴定終點。從開始滴定到pH=8.2停止，此階段消耗的NaOH反映了醬油中酸性物質的量。加入甲醛溶液固定氨基后，加入堿液，pH值從8.2增加到9.2，此階段消耗的NaOH對應的是醬油樣品的氨基態氮含量。

加入甲醛后消耗的n(NaOH)=n(羧基)，根據氨基酸性質可知，n(N)=n(氨基)=n(羧基)=n(NaOH)。具體反應如圖1所示。

圖1 氨基酸態氮滴定基本原理

1.4 實驗內容與步驟

1.4.1 樣品處理，中和游離酸

精確吸取5.0 mL醬油樣品于100 mL容量瓶中，加水稀釋搖勻，定容到刻度線。在200 mL燒杯中，準確移取20.0 mL稀釋溶液，再加入蒸餾水60 mL，用酸度計測量溶液的pH，打開磁力攪拌器攪拌溶液，用0.050 mol/L NaOH 標準溶液滴定樣品溶液。當溶液的pH= 8.2時停止滴定，記錄NaOH標準溶液滴定過程消耗的體積(mL)，可以計算出醬油樣品中的酸性物質含量。

1.4.2 甲醛固定氨基，酸堿滴定測定羧基

向pH=8.2樣品溶液中準確加入甲醛溶液10.0 mL，搖勻。用0.050 mol/L NaOH標準溶液繼續滴定，注意觀察溶液pH值變化。當酸度計指示燒杯中被滴定的溶液pH=9.2時停止滴定，記錄此階段消耗NaOH標準溶液的體積V1(mL)。

1.4.3 試劑空白試驗

在另一個200 mL潔凈燒杯中，加入80 mL蒸餾水，滴加0.050 mol/L的NaOH標準溶液數滴，將溶液的pH值調整為8.2。再加入10.0 mL甲醛溶液，用0.050 mol/L NaOH標準溶液滴定。當被滴定的溶液pH=9.2時停止滴定，記錄滴入甲醛后NaOH標準溶液消耗的體積V2(mL)。

1.4.4 實驗數據處理

醬油樣品中氨基酸態的氮含量計算公式為：

X——醬油樣品中氨基酸態氮的含量(g/100 mL)；V1——試樣加入甲醛后消耗NaOH標準滴定溶液的體積(mL)；V2——蒸餾水加入甲醛后消耗NaOH標準滴定溶液的體積(mL)；0.050——c(NaOH)=0.050 mol/L；0.014——NaOH標準滴定溶液1 mmol對應的氮元素的質量(g)；5.00——吸取試樣的體積(mL)；20.0——試樣稀釋液的取用量(mL)；100.0——醬油樣品稀釋定容到100.0 mL；100——100 mL醬油樣品。

2 測定結果

根據酸度計法對市場上12種醬油中的氨基酸含量進行測定，醬油的品牌、規格、等級及測定結果如表1所示。

表1 醬油樣品氨基酸態氮測定結果

表1數據表明，實驗中醬油樣品的氨基酸態氮含量均達到國家規定的標準，標簽標注含量合格。同時，醬油分級中表示氨基酸態氮含量高低的營養等級，與生產工藝中的衛生等級概念不同，例如在三級醬油中也有衛生等級高、可以用于佐餐涼拌類的醬油。

3 實驗注意事項及小結

3.1 空白試驗及其他影響條件

在滴定過程中，蒸餾水和甲醛溶液也會消耗少量的NaOH溶液，所以要在不加醬油樣品、其他條件均保持不變的情況下進行測定消耗NaOH的空白試驗。在計算樣品溶液中的氨基酸態氮時需要扣除試劑空白。研究表明，對于不同批的蒸餾水、不同瓶的甲醛而言，空白試驗的數據是不同的。如果空白試驗結果不準確，檢測結果就會有誤差，有可能將不合格的產品誤判為合格。

如果樣品含有銨鹽，那么加入甲醛，銨根也會被強化，釋放出氫離子。用NaOH滴定時，同樣會消耗堿液，導致樣品中氨基酸態氮測定結果偏高，因此試樣中要避免銨鹽的引入。

3.2 酸度計指示滴定終點

對于無色的酒類、醋類食品樣品，可以用雙指示劑(中性紅：6.8～8.0由紅色變為琥珀色；百里酚酞：9.4～10.6由無色變為藍色)指示滴定終點。因為醬油本身的顏色較深，所以用酸堿指示劑通過溶液顏色變化指示終點有困難，有些實驗在活性炭脫色后再測定，誤差較大。選用pH計指示滴定終點，測定可以不受樣品溶液體系混濁和色深因素影響。此方法可以快速測定滴定結果，已經被國家標準制定者采用。

3.3 氨基酸態氮測定應用

在醋、酵素等發酵類食品和各種酒水中，均存在蛋白質水解產生的游離氨基酸。氨基酸含量也是衡量保健食品及酒類飲料的重要質量指標。使用甲醛固定氨基、酸堿滴定測定羧基的方法可以測定食品類樣品中的游離的氨基酸含量。可以利用此方法進行食品品質檢驗和質量控制。例如，氨基酸態氮含量是發酵食品發酵程度的特性指標，可以根據氨基酸態氮含量調整、控制生產工藝參數，優化生產工藝。

另外，現在已經有利用氨基酸來清除生活環境中的甲醛等有毒氣體的應用案例。

4 實驗探究啟示

根據不同生產工藝流程，醬油曾經被分為釀造和配制兩大類。釀造醬油利用微生物發酵、釀制而成；配制醬油是以釀造醬油為基礎，添加蛋白調味液、其他食品類助劑后進一步配制后形成。配制醬油容易被摻假，因此配制醬油逐漸退出人民的生活。最新的國家標準《食品安全國家標準 醬油》已經于2019年12月份實施，規定只有采用傳統釀造工藝生產出來的才是“醬油”，從此以后調配的“醬油”只能稱作“復合調味料”。

根據烹飪需要，醬油可分為老抽和生抽。生抽咸香，可以提鮮；老抽味淡色重，可以上色。醬油外包裝的標簽上會標注“佐餐醬油”或“烹飪醬油”。佐餐醬油的衛生程度高,可以直接生吃；烹調醬油衛生指標低，需要在烹調過程中進一步消毒殺菌。用佐餐醬油烹調菜肴是可行的，而烹調醬油直接入口則有一定的安全隱患。生抽提鮮，老抽上色，佐餐醬油涼拌，用途各不相同。從安全衛生角度來說，居家烹飪時最好備齊烹調生抽、烹調老抽和佐餐醬油。

在現實生活中，人們對醬油選用還存在一些誤區：一是醬油顏色越深越好；二是醬油味道越鮮越好；三是醬油價格高就是品級高；四是所有醬油都可以用來炒菜或涼拌；五是調味汁、醬汁也屬于醬油；六是不能吃鹽的人可以使用醬油調味。這些誤區不但降低人們的生活質量，而且存在安全隱患。例如，現階段市場上已有兒童專用的醬油，在選擇兒童醬油時，一定要關注醬油的食鹽含量。只有進行科學普及，使更多的人熟悉化學知識，才能減少錯誤和偏見。