中國釀造醬油風味輪構建及感官定量描述分析

張海偉，江飛鴻，楊 歐，戴 瑤，李梅青，程江華

（1.安徽農業大學茶與食品科技學院，安徽省農產品加工工程實驗室，安徽 合肥 230036；2.安徽省農業科學院農產品加工研究所，安徽 合肥 230001）

醬油是我國食用歷史悠久的傳統調味品之一，不僅具有明亮棕紅色的顏色，濃郁的醬香、醇香、焦糖香等香氣，鮮味、咸味、甜味、濃厚味等綜合味感，能改善食物的色、香、味[1]，還富含類黑精、呋喃類化合物、異黃酮類化合物、大豆多肽等多種功能性活性物質，具有一定的抗氧化、降血壓和提高免疫力等生理功能[2]，現已成為世界性的大宗調味品。

我國釀造醬油是以大豆和/或脫脂大豆、小麥和/或麩皮為主要原料，經蒸煮、曲霉菌制曲后與鹽水混合成稀醪或固態醬醅，再經微生物（如霉菌、酵母菌、細菌、乳酸菌等）發酵制成[3]。根據醬油中的可溶性無鹽固形物、全氮和氨基酸態氮含量，將醬油分為4 個級別，即特級、一級、二級和三級[4]。作為調味品，醬油的風味是決定醬油品質的重要指標，更是影響消費者購買行為的關鍵要素。近些年來，關于中國釀造醬油中揮發性關鍵風味物質和滋味化合物的研究有很多[5-8]，然而單一的化合物并不能與香氣或滋味簡單地對應，因為食品的感官特征是多種化合物在人嗅覺和味覺受體上反應的綜合感受，因此感官分析不可替代，且在產品質量評價中具有重要的作用。

風味輪是一種可用于描述產品不同風味特征的可視化實用工具，通過對具體感官屬性描述詞的收集、分類、歸納和整理，形成產品的風味特征[9]。風味輪可以讓生產者、銷售者、消費者等方便地認識、研究和應用產品的風味性質，在產品研發、質量控制、風味營銷等方面發揮著重要的作用[10]。許多具有特色的嗜好食品已有公認的“風味輪”，如咖啡[11]、白酒[12]、葡萄酒[13]、香辛料[14]等。風味輪構建的關鍵步驟是產生典型或代表性樣品的感官屬性客觀描述詞匯表，這些詞匯能形成產品感官特性的永久記憶，也是感官描述分析獲得準確且具有重現性結果的基本保證[15]。

Park等[16]對6 個產自韓國的發酵醬油進行描述分析，8 個評價員共產生了11 個香氣描述詞，10 個風味描述詞和1 個口感詞；經過方差與主成分分析（principal component analysis，PCA），確定基本滋味和發酵/化學是描述發酵醬油樣品差異的主要感官特征。Chung等[17]利用來自韓國和日本的2 個描述評價小組，分別對4 個韓國醬油和4 個日本醬油進行描述分析，結果分別產生了48 個和36 個感官描述詞。Cherdchu等[18]報道分別在美國、泰國的2 個評價小組，共同對20 種醬油樣品進行感官描述分析，雖然大部分描述詞具有相似的定義和參比樣，但還是產生了不相同或互相不理解的詞匯。這些跨文化的感官分析研究結果表明，文化背景與對樣品的熟悉程度嚴重影響著評價員的感覺和對某些屬性的理解。Imamura[19]采用定量描述分析方法對149 個醬油樣品進行描述詞開發，共產生了88 個描述詞，分為香氣、滋味、風味和質構4 個范疇，并形成了風味輪。但是這些醬油樣品有126 個產自日本，只有8 個樣品來自中國，此醬油風味輪不能涵蓋中國醬油的感官特征。

因為跨文化的影響，已建立的醬油風味輪，有些詞匯并不能理解，而且風味輪的構建采用的樣品也不是以我國釀造醬油樣品為主體。國內學者雖然也對醬油的感官品質進行研究，周莉[20]采用Napping法對中國傳統露曬醬油、廣式醬油、日式醬油的香氣進行描述分析，確定了煮土豆、酸、奶酪、焦糖、調味品、堅果、烘焙、煙熏等9 個香氣描述詞，魏永義[21]、呂傳萍[22]等通過對醬油定量描述分析得到了色澤、透明度、酯香、醬香、蝦香味、腥味等描述詞，但是這些感官分析樣品數量只有3～13 個，不具有代表性。

本研究選擇有代表性的不同級別、不同產地、不同品牌的48 種釀造醬油樣品，繪制中國釀造醬油風味輪，建立釀造醬油主要感官屬性詞匯表，并在此基礎上對不同等級、不同產地市售釀造醬油樣品進行定量描述分析，通過方差分析、PCA以及判別分析等方法分析不同類別醬油樣品的風味特性，為準確地描述和區分不同感官特征的釀造醬油樣品提供科學的評價方法。

1 材料與方法

1.1 醬油樣品

釀造醬油樣品均隨機從市場購買，且均采用高鹽稀態發酵工藝。開發醬油感官描述詞所用樣品共48 個（表1），包括我國釀造醬油的主要品牌，代表了中國釀造醬油的主要特色。感官定量描述分析所使用醬油樣品共20 種（表2），涵蓋了不同等級、不同產地的各類釀造醬油樣品。

表1 開發醬油感官描述詞所使用醬油樣品Table 1 Soy sauce samples used for developing sensory descriptors

表2 定量描述分析醬油樣品Table 2 Soy sauce samples used for quantitative descriptive analysis

1.2 方法

1.2.1 感官評價小組的建立與培訓

按照GB/T 16291.1—2012《感官分析 選拔、培訓與管理評價員一般導則 第1部分：優選評價員》[23]的要求，在安徽農業大學食品專業學生中招募（調查問卷）、篩選（基本味覺和嗅覺敏感度測試、差別型檢驗及氣味描述檢驗等）出20 位評價員。對20 位評價員進一步培訓，包括食品感官基本屬性、醬油感官屬性、感官分析基本方法、定量描述方法等；每次培訓時間1.5～2.0 h，共20 次；通過多次測試與考核，選出12 位評價員組成醬油感官評價小組。評價小組成員，4 男8 女，年齡21～25 歲，均選修過《食品感官評定與實驗》課程。

1.2.2 醬油樣品制備

評價醬油香氣時，量取25 mL醬油放入一次性帶蓋品評杯（50 mL）中。由于醬油的咸度較高，不適合直接品評，因此評價醬油風味、滋味和口感時，用純凈水將醬油進行2 倍稀釋，然后放入品評杯中。所有樣品均采用三位數隨機編碼。每次隨機呈送2 個樣品給評價員，樣品輪次之間間隔10 min。

1.2.3 醬油描述詞產生與刪減

隨機選出18 個醬油樣品，包括4 個等級、9 個品牌，先讓評價小組成員從香氣、風味、基本味道、口感4 個方面初步給出醬油描述詞，然后根據GB/T 16861—1997《感官分析 通用多元分析方法鑒定和選擇用于建立感官剖面的描述詞》[24]將得到的描述詞進行初篩，再采用5 點標度（0-無、l-弱、2-稍弱、3-平均、4-稍強、5-強）對48 種醬油樣品的描述詞（初篩后）進行強度評價，最后按下式計算幾何平均（M）值對描述詞進行排序和進一步刪減。

式中：F為描述詞實際被述及的次數占該描述詞所有可能被述及總次數的比率；I為評價小組實際給出的一個描述詞的強度和占該描述詞最大可能所得強度的比率。

1.2.4 醬油風味輪構建方法

將2 次刪減后的描述詞進行分類、分級、匯總，并繪制風味輪，以香氣與風味為一級術語，相似歸類詞匯為二級術語，具體描述詞為三級術語。

1.2.5 醬油感官品質定量描述分析方法

在已整理好的市售釀造醬油風味輪基礎上，通過小組討論，得到意見統一、具有代表性的高頻描述詞。評價小組采用一致性方法對所有描述詞進行定義，確定其參照物，采用15 點線性標度，通過配制不同濃度或采用具有描述詞相似特征的市售產品而獲得1～3 個參比強度，最終得到醬油感官屬性詞匯表（表3）。樣品提前30 min制備，香氣評定時，將25 mL醬油樣品分別倒入50 mL帶蓋標準品評杯中，并蓋上杯蓋；滋味評定時，先將醬油樣品用純凈水稀釋2 倍后，再將樣品倒入標準品評杯中。每個樣品均采用三位數隨機編碼，于常溫下評定。評價員在獨立的感官評價隔間內，根據詞匯表對20 個醬油樣品（表2）進行定量描述分析。為降低評價員感官疲勞，要求評價員在評價樣品之間間隔2～3 min，每輪次之間間隔10 min。每個樣品重復檢測2 次。

表3 市售釀造醬油感官描述詞匯Table 3 Glossary of sensory descriptors for commercially available brewed soy sauce

1.3 統計分析

采用感官分析與消費者測試軟件（APPsense）統計描述詞的頻次和強度。采用Microsoft Office Excel 2019軟件進行數據記錄、平均值、變異系數計算等統計分析；采用SPSS 26.0統計軟件對定量描述分析數據進行方差分析，并采用Duncan進行多重比較檢驗，P＜0.05表示差異顯著，同時進行判別分析并作圖；采用XLSTAT 20192.2軟件進行PCA及風味輪作圖。

2 結果與分析

2.1 市售釀造醬油感官描述詞的產生與刪減

隨機提供包括4 個等級的18 種市售釀造醬油樣品給評價員，評價小組分別從香氣、風味、基本味道、口感4 個方面，共產生149 個描述詞。由于描述詞數目太大，且有些不適宜，故對這些描述詞進行初步整理[25]，刪除快感術語，例如臭味，香味；刪除定量術語，如淡焦糖味、淡蒸煮味；刪除用產品名稱描述產品的術語，如醬油味；合并刪除重復描述的術語，如白豆腐干味和豆腐干味，白酒味、米酒味和黃酒味，巧克力味和可可粉味，黃豆味與泡水黃豆味等；刪除只有少部分評價員識別到的術語，如蘋果味、茉莉香、茶葉香、蛋黃醬味、豆沙味等。通過初步整理，得到了43 個香氣描述詞，28 個風味描述詞，5 個基本味和5 個口感描述詞，共81 個描述詞。

分別對48 種市售醬油樣品的81 個感官描述詞進行強度評價，并計算每個描述詞的M值。根據M值的排序，篩選出55 個描述詞，其M值均大于0.2（表4）。M值較大的香氣描述詞有豆瓣醬香、熟黃豆香、燒焦氣、甜香等26 個描述詞匯；風味描述詞有熟黃豆味、干果味、醋酸味、乙醇味等20 個風味描述詞；基本味道有咸味、鮮味、酸味、甜味和苦味5 個描述詞；口感有辛辣的、澀味、刺痛感和金屬味4 個描述詞。從M值上看，醬油的風味具有咸、鮮、酸、豆瓣醬香、熟黃豆香/味、燒焦氣等特征，這與我國醬油的加工原料、發酵工藝有關[26]。

表4 市售釀造醬油感官描述詞的幾何平均值MTable 4 Geometric mean M of sensory descriptors of commercially available brewed soy sauce

2.2 中國市售釀造醬油風味輪的繪制

通過對市售釀造醬油感官描述詞的整理、刪減，將確定的55 個描述詞進行分級、分類，構建市售醬油感官風味輪（圖1）。內層分為香氣與風味兩個維度，風味包括后鼻腔識別到的氣味、基本味和口感3 類。中層香氣包括發酵大豆香、谷物香、酸香、果香、油香、藥香、煙氣、腐敗氣、泥土的；風味包括大豆味、烘烤味、發酵味、甜味、海產品味、發霉的等；口感包括收斂感和刺激的。最外層描述詞55 個。中國釀造醬油風味輪圖與國外構建的醬油風味輪既有相似性又有差異[19,27]，如在香氣屬性上，谷物香、甜香、藥香、土味的等為相似屬性，但具體描述詞不同。本實驗中增加了負面描述詞：腐敗的，包括餿味、霉味及魚腥味。由于生產原料與生產工藝的不同，中國釀造醬油的豆瓣醬香、豆豉香、中草藥香、陳醋香、酒糟氣、土腥的等香氣特征，豆豉味、鍋巴味、熏烤味、香料味等風味為中國釀造醬油的獨特風味特征（表4）。

圖1 中國市售釀造醬油風味輪Fig.1 Flavor wheel of commercial available Chinese brewed soy sauce

2.3 代表性市售釀造醬油定量描述分析

2.3.1 定量描述分析結果

依據上述研究結果，評價小組對20 個不同等級、不同產地、不同品牌的市售代表性醬油進行定量描述分析（quantitative descriptive analysis，QDA），并對結果進行變異系數、方差分析等統計分析。從表5可以看出，豆瓣醬香是市售釀造醬油最強烈的香氣特征，平均強度達到9.60，且其在特級醬油（J1、J2、J3、J4、J5）中表現更突出；其次是咸味、鮮味、中草藥香、熟黃豆香，平均強度都超過5.0，感受程度中等以上；而土腥的、乙醇味、苦味等強度較低。變異系數可以反映數據的離散程度，數據表明醬油的甜味、焦糖味、苦味、燒焦氣、酸氣、醋酸味的變異系數較大，均在0.15以上，說明市售釀造醬油在這些感官特性方面差異較大。方差分析結果表明，除了香氣特征干果香、中草藥香和甜香，風味特征熟黃豆味、乙醇味，醬油樣品的其他感官屬性都具有顯著性差異（P＜0.05）。醬油的原料、產地、發酵條件、發酵菌種以及發酵時間的不同都會導致醬油風味成分發生變化而影響醬油的感官品質[28]。本實驗定量描述分析的20 個醬油樣品包括5 個等級、13 個品牌及多個產地，故在多個感官屬性上都存在顯著差異。

表5 市售釀造醬油感官品質定量描述分析統計結果Table 5 Statistical analysis of quantitative sensory description of commercially available brewed soy sauce

2.3.2 市售釀造醬油感官指標PCA

進一步對20 個醬油樣品QDA數據進行PCA，以檢驗這些描述語能否有效地表征和區分不同醬油樣品的基本感官特征（圖2）。結果表明，前2 個PC共解釋了50.40%的總變異，根據PC1，可以看出大多數的負面感官屬性（如土腥的、苦味、酸氣以及焦糊味等）位于圖2A右側，而大多數正面感官屬性（如焦糖味、甜味以及熟黃豆味等）位于圖2A左側。圖2A更多地解釋了樣品之間的差異，不同等級醬油樣品基本能區分開，尤其是特級樣品（J1、J2、J3、J5）與三級樣品（J16、J17、J18、J19、J20）差異較大，分別位于PC2的正向上半軸和負向下半軸。一級、二級醬油則位于兩者之間，說明市售釀造醬油的質量等級與感官屬性之間存在較大的相關性，同時也表明這些描述語在區分醬油感官特征上非常有效。從感官數據分析可知特級醬油的鮮味、豆瓣醬香、熟黃豆味以及燒焦氣等感官特征較強，而三級醬油咸味、土腥味強度較高。

圖2 市售釀造醬油樣品（A）與感官描述詞（B）PCA得分圖Fig.2 PCA score plots of commercially available brewed soy sauce samples (A) and sensory descriptors (B)

2.3.3 醬油樣品等級與感官屬性之間的關系

在PCA中顯示了市售釀造醬油的質量等級與感官屬性之間存在較強的相關性，因此根據不同等級對市售釀造醬油的感官屬性進行多重比較，發現共有9 個描述詞存在顯著性差異（P＜0.05），其中豆瓣醬香、燒焦氣、熟黃豆味及鮮味的平均強度隨著醬油級別的升高而增大，而風味土腥的則相反（圖3）。醬油的等級一般是由淋油次數的不同導致，比如首次淋取的稱為頭抽或頭道油[29]。特級、一級醬油往往是頭道油、二道油；而二級、三級醬油一般都是復釀后的三道油、甚至四道油。因此雖然樣品的原料、產地、工藝、發酵環境可能不盡相同，但僅淋取次數的差異就導致了不同等級醬油之間風味成分、營養物質含量的較大差異，從而影響醬油的感官品質。一般高等級醬油中的4-乙基愈創木酚、4-羥基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮、甲基麥芽酚等風味物質以及鮮味氨基酸、鮮味肽等呈鮮味的物質含量較高[30]，所以呈現出較強的豆瓣醬香、燒焦氣及鮮味等。

圖3 不同質量等級市售釀造醬油感官屬性平均強度Fig.3 Average intensities of sensory properties of commercially available brewed soy sauce of different quality grades

2.3.4 醬油樣品產地與感官屬性之間的關系

對20 種醬油樣品的產地進行地理位置劃分，大致可分為中部醬油、南方醬油和北方醬油3 類（表2）。將醬油樣品的QDA數據根據產地進行判別分析（圖4），結果表明，3 個產地醬油能明顯分開，其中北方醬油與其他產地醬油距離較遠，說明北方醬油與其他產地醬油差異較大，而南方醬油與中部醬油感官品質較為相似。通過PCA可以看出，北方醬油乙醇香、乙醇味、燒焦氣、豆瓣醬香以及酸氣等感官屬性強度較高，南方醬油甜香、鮮味、甜味以及咸味等感官屬性強度較高，而中部醬油則以干果風味、干果香以及熟黃豆味為顯著特征（圖5）。

圖4 市售釀造醬油感官指標根據產地判別分析得分圖Fig.4 DA score plot of sensory indexes of commercially available brewed soy sauce from different geographical origins

圖5 不同產地市售釀造醬油樣品與感官屬性PCA雙標得分圖Fig.5 PCA bi-plot of sensory properties and geographical origins of commercially available brewed soy sauce

不同產地醬油樣品感官差異較大，原因可能與地域環境溫度、日照時間和強度、醬油所使用的原料、生產工藝、菌種等不同有關。從原料選擇上，不同淀粉質原料所生產的醬油，其香氣也會有一定差異。趙謀明等[31]、歐陽珊[32]分別對比了不同淀粉質原料（面粉、麩皮）、焙炒原料（面粉、小麥）對高鹽稀態醬油香氣的影響，研究發現采用面粉為淀粉基質釀造的醬油中酸類、醛類、醇類、含硫化合物類的比例較高，酸香、麥芽香、土豆香較明顯，而采用麩皮釀造的醬油中酮類、酚類、呋喃（酮）類、雜環類化合物為主，焦糖香、焦烤香、煙熏香較強。在發酵階段，南方醬油采用日曬夜露的方法，其陽光帶來的風味特征明顯；北方醬油多采用先低溫、后常溫的日式高鹽稀態發酵，同時生產過程中添加酵母菌和乳酸菌，使得其產品的乙醇含量高[33]。

3 結論

本研究通過組建醬油感官評價小組對市售48 種釀造醬油進行感官評定，獲得了中國釀造醬油較為全面的感官特征描述詞，繪制了中國釀造醬油的風味輪。在此基礎上，本研究選用20 個高頻描述詞，對20 種不同類別市售釀造醬油進行定量描述分析，發現醬油的豆瓣醬香、咸味、鮮味、中草藥香、熟黃豆香等感官屬性強度較高，通過PCA及判別分析，這些描述詞能很好地區分不同等級、不同產地的醬油樣品，同時得到不同類別醬油的感官特征。

本研究構建的中國市售釀造醬油風味輪及特征描述詞，能為中國釀造醬油的感官品質研究提供一定的基礎數據，為醬油生產企業優化工藝、控制產品質量提供一定的科學指導。此外，本研究并沒有包括所有的釀造醬油種類，因此仍需在實踐中不斷充實、修改和完善。