潘季紅，秦禮康*，文安燕，楊周潔，劉娜

(1.貴州大學(xué) 釀酒與食品工程學(xué)院，貴陽 550025；2.貴州大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，貴陽 550025)

紅酸湯，作為貴州最具有代表性的“酸食”之一，主要以新鮮紅辣椒和西紅柿為原料經(jīng)傳統(tǒng)工藝自然發(fā)酵而成，因其色澤紅亮、酸味醇厚、清香適口的特點，倍受當(dāng)?shù)厝嗣窈蛧鴥?nèi)外食客青睞。近年來，隨著貴州紅酸湯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，涌現(xiàn)了如“玉夢”、“亮歡寨”、“老凱里”等名冠全國的紅酸湯品牌。但因各個紅酸湯企業(yè)存在原料、發(fā)酵工藝及環(huán)境的差異，導(dǎo)致市面上不同品牌的紅酸湯品質(zhì)參差不齊。

由于紅酸湯生產(chǎn)及消費的地域局限，國外尚無關(guān)于紅酸湯的研究報道，而國內(nèi)對酸湯的研究主要集中于紅酸湯的營養(yǎng)成分分析、發(fā)酵微生物區(qū)系的分離鑒定[1]、發(fā)酵工藝的改進(jìn)等方面[2]。經(jīng)微生物發(fā)酵的紅酸湯，既富含多種有機酸、礦物質(zhì)、維生素、氨基酸等，又保留了原料中辣椒素、番茄紅素、多酚和黃酮等功能活性物質(zhì)[3]。近年來，諸多學(xué)者對貴州紅酸湯的研究結(jié)果顯示，貴州紅酸湯均含有乳酸、檸檬酸、乙酸、酒石酸、蘋果酸等，其中乳酸含量最高[4,5]，貴州紅酸湯有機酸具有顯著的抗氧化能力，并與含量成正相關(guān)關(guān)系[6]；諶小立等[7]和余越等[8]分別對貴州紅酸湯辣椒堿和全反式番茄紅素的提取進(jìn)行工藝優(yōu)化及含量測定，發(fā)現(xiàn)辣椒堿含量為406.15～628.35 μg/g(md)，全反式番茄紅素含量為75.32～2963.10 μg/g(md)；魯楊等[9]對比了作坊和工業(yè)化生產(chǎn)的貴州紅酸湯各類成分的差異，發(fā)現(xiàn)工業(yè)化產(chǎn)品營養(yǎng)價值優(yōu)于作坊產(chǎn)品。

基于貴州紅酸湯的品質(zhì)研究僅限于基礎(chǔ)營養(yǎng)素分析，而對市售主流貴州紅酸湯的品質(zhì)差異及呈味分析鮮有報道。因此，本試驗以7種市售主流貴州紅酸湯產(chǎn)品為研究對象，對其主要理化指標(biāo)、礦物質(zhì)、功能性成分(辣椒素、二氫辣椒素、番茄紅素、多酚、黃酮)、有機酸、游離氨基酸及其呈味特征等進(jìn)行比較，并采用電子舌對紅酸湯的滋味品質(zhì)進(jìn)行評價，以期明確貴州紅酸湯的營養(yǎng)品質(zhì)與呈味特征，為貴州紅酸湯的品質(zhì)評價及綜合開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

7種供試紅酸湯樣品，為5個貴州企業(yè)生產(chǎn)的同類型紅酸湯，發(fā)酵原料均為辣椒和西紅柿，要求發(fā)酵工藝相似(自然發(fā)酵)和生產(chǎn)日期相近，詳細(xì)信息見表1。

表1 7種貴州紅酸湯樣品詳細(xì)信息Table 1 The details of seven kinds of Guizhou commercial red acid soup

酒石酸、蘋果酸、乳酸、檸檬酸、乙酸、琥珀酸、番茄紅素、辣椒素、二氫辣椒素等標(biāo)準(zhǔn)品：Sigma公司；甲醇、乙腈(色譜純)：北京百靈威公司；甲醇、磷酸、苯酚、鹽酸、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、甲基紅、丙酮和磷酸二氫鉀等試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

1260高效液相色譜儀 美國安捷倫公司；TS-500Z電子舌味覺分析系統(tǒng) 日本Insent公司；L8800氨基酸自動分析儀 日立公司；SER148脂肪測定儀 嘉盛(香港)科技有限公司；JK9870全自動凱氏定氮儀、JKX-20S恒溫加熱消煮爐 濟南精密科學(xué)儀器儀表有限公司；pH-25型pH計 上海今邁儀器儀表有限公司；SCIENTZ-18N冷凍干燥機 寧波新芝生物科技股份有限公司；H2-16KR臺式高速冷凍離心機 湖南可成儀器設(shè)備有限公司；L5S紫外可見分光光度計 上海儀電分析儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 常規(guī)理化指標(biāo)測定

食鹽含量的測定參照GB 5009.42—2016《食鹽指標(biāo)的測定》；總酸含量的測定參照GB 12456—2008《食品中總酸的測定》；氨基酸態(tài)氮含量的測定參照GB 5009.235—2016《食品中氨基酸態(tài)氮的測定》；粗蛋白質(zhì)含量的測定參照GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測定》；粗脂肪的測定參照GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》；還原糖含量的測定參照GB 5009.7—2016《食品中還原糖的測定》；礦物質(zhì)元素的測定采用GB/T 23375—2009《蔬菜及其制品中銅、鐵、鋅、鈣、鎂、磷的測定》中的火焰原子吸收法。

1.3.2 有機酸測定

有機酸的測定參照熊瑛等的方法略作修改。色譜條件：甲醇∶磷酸二氫鉀溶液(0.01 mol/L)為98∶2；柱溫：30 ℃；檢測波長：210 nm；進(jìn)樣量：10 μL；流速：1 mL/min。

1.3.3 游離氨基酸測定

采用磺基水楊酸法[10]：稱取1 g紅酸湯，用50 mL 0.01 N鹽酸浸提30 min，搖勻后過濾，準(zhǔn)確吸取濾液2 mL于試管中；加入8%磺基水楊酸2 mL，搖勻，靜置15 min，以10000 r/min離心10 min，取上清。如果有油脂和色素，則繼續(xù)在上清液中加入乙醚，搖勻靜置，待分層后避開油脂層取樣。上清液過0.45 μm膜進(jìn)行氨基酸分析儀檢測。

1.3.4 功能成分測定

總酚的測定采用Folin-Ciocalteu法[11]。以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品，總酚含量以mg沒食子酸當(dāng)量(gallic acid equivalents，GAE)/100 g，即mg GAE/100 g表示；總黃酮的測定采用氯化鋁-亞硝酸鈉比色法[12]。以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，黃酮含量以mg蘆丁當(dāng)量(rutin equivalents，RE)/100 g，即mg RE/100 g表示；辣椒素和二氫辣椒素的測定參照王旭等[13]的方法；番茄紅素的測定參照王延平等[14]的方法。

1.3.5 呈味物質(zhì)的呈味貢獻(xiàn)分析

味道強度值(taste activity value，TAV)定義為滋味物質(zhì)的濃度與該物質(zhì)呈味閾值的比值。TAV反映了單一化合物對整體滋味的貢獻(xiàn)，TAV小于1表示該物質(zhì)未對樣品滋味有貢獻(xiàn)；TAV大于1表示該物質(zhì)對樣品滋味有貢獻(xiàn)，且數(shù)值越大，貢獻(xiàn)越大[15]。TAV按下式計算：

式中：C為滋味物質(zhì)的絕對含量(mg/100 g)，T為滋味物質(zhì)的味道閾值(mg/100 g)。

1.3.6 電子舌的測定分析

準(zhǔn)確稱取25.00 g紅酸湯定容至250 mL，經(jīng)過濾后取澄清液直接倒入電子舌專用燒杯中(每杯樣品量體積為25 mL)，在室溫條件下測定。電子傳感器置于清洗液中清洗90 s，然后進(jìn)入第一參比液清洗120 s，再進(jìn)入第二參比液清洗120 s。清洗完畢后傳感器于平衡位置歸零30 s后，進(jìn)入樣品杯測試30 s。測試完畢后，分別依次進(jìn)入兩個參比液中清洗3 s。每個樣品設(shè)置10個平行，摒除前3個周期的數(shù)據(jù)，采用后7個周期的響應(yīng)數(shù)據(jù)為特征值。

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 紅酸湯主要理化指標(biāo)測定結(jié)果

表2 貴州紅酸湯主要理化指標(biāo)測定結(jié)果 Table 2 The determination results of main physical and chemical indexes of Guizhou red acid soup %

注：同列不同小寫字母表示品種之間差異顯著(p<0.05)。

由表2可知，不同紅酸湯的pH在3.13～3.68之間，總酸含量分布在1.17%～2.12%之間，與張東亞研究的自制和市售紅酸湯總酸含量(1.76%～2.75%)相近。氨基酸態(tài)氮是發(fā)酵產(chǎn)品的重要指標(biāo)之一，能夠在一定程度上反映發(fā)酵產(chǎn)品的老化程度和風(fēng)味特點[16]，不同紅酸湯氨基酸態(tài)氮含量分布在0.24%～0.43%之間。還原糖(0.11%～1.48%)、蛋白質(zhì)(1.96%～3.68%)和脂肪(1.54%～14.44%)的含量差異主要源于原料、輔料及發(fā)酵過程中微生物的作用[17]。例如，貴州紅酸湯在發(fā)酵時會添加一定比例甜酒釀，甜酒釀中的還原糖類可在紅酸湯發(fā)酵后期參與美拉德等反應(yīng)，形成紅酸湯特有的香味[18]。食鹽在發(fā)酵食品中不僅影響食品中營養(yǎng)物質(zhì)的蛋白質(zhì)和脂肪代謝過程，而且影響發(fā)酵過程中微生物代謝，另外還賦予發(fā)酵食品咸味；本研究紅酸湯食鹽含量為4.26%～5.39%，這是貴州紅酸湯具有一定保質(zhì)期的保證。

2.2 紅酸湯礦物質(zhì)含量測定結(jié)果

表3 貴州紅酸湯礦物質(zhì)元素含量Table 3 The content of mineral elements of Guizhou red acid soup mg/kg

注：同列不同小寫字母表示品種之間差異顯著(p<0.05)。

7種紅酸湯的Ca、Mg、P含量相對較高，含量分別在156.55～428.49 mg/kg、151.85～269.45 mg/kg和253.94～634.25 mg/kg之間，結(jié)果見表3，這與湯慶莉等、魯楊等的研究結(jié)果一致。Ca、P含量分別是凱里紅酸湯地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定含量(Ca≥100 mg/kg，P≥120 mg/kg)的1.50～4.20倍和2.10～5.30倍。有研究顯示，人體中Ca、Mg與高血壓呈負(fù)相關(guān)性，提高Ca、Mg的攝入量對預(yù)防高血壓有一定積極作用[19]。此外，紅酸湯屬于高鉀低鈉型食品，Na、K含量分別在1378.83～2305.42 mg/kg和2301.17～2695.50 mg/kg之間。大量的動物和臨床研究及流行病學(xué)調(diào)查都證實，高鉀低鈉飲食具有降血壓、保護(hù)組織器官的作用[20-22]，長期高鉀低鈉飲食可降低心血管疾病死亡率[23-25]。綜上可知，紅酸湯理論上是一種健康食品。

2.3 紅酸湯有機酸含量測定結(jié)果

表4 貴州紅酸湯有機酸含量Table 4 The content of organic acids of Guizhou red acid soup g/kg

注：同列不同小寫字母表示品種之間差異顯著(p<0.05)；“-”表示樣品中未檢出。

大分子物質(zhì)水解以及微生物的發(fā)酵產(chǎn)生大量有機酸，為發(fā)酵食品提供了獨特的風(fēng)味[26]。由表4可知，7種紅酸湯樣品均以乳酸含量最高，這可能是紅酸湯在發(fā)酵后期，發(fā)酵體系中的乳酸菌為優(yōu)勢菌群，利用原料中的糖產(chǎn)生大量乳酸。其中N1乳酸含量最高(11.50 g/kg)，是其他紅酸湯的1.21～2.30倍，M1最低(5.07 g/kg)。熊瑛、湯慶莉、鄒大維[ 27]分別對貴州酸湯的有機酸進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)有機酸均以乳酸為主，推斷乳酸為發(fā)酵型酸湯的特征成分。檸檬酸、蘋果酸均以N2含量最高，分別是其他紅酸湯的1.05～6.26倍和1.31～2.62倍，為5.38 g/kg和2.36 g/kg；M1最低，分別為0.86 g/kg和0.90 g/kg；L1乙酸含量最高(3.51 g/kg)；N1酒石酸含量最高(2.66 g/kg)；M1琥珀酸含量最高(1.87 g/kg)；G1中未檢出檸檬酸；Y2、L1、G1中未檢出琥珀酸。

2.4 紅酸湯功能性成分測定結(jié)果

7種貴州紅酸湯功能性成分含量見圖1。

圖1 貴州紅酸湯功能性成分(A)辣椒素、二氫辣椒素、番茄紅素和(B)多酚、黃酮含量Fig.1 The functional components including (A) capsaicin, dihydrocapsaicin and lycopene，(B) polyphenols and flavonoids of Guizhou red acid soup

辣椒素、二氫辣椒素和番茄紅素含量分別為3.36～12.91 mg/100 g、0.97～3.10 mg/100 g、6.14～13.05 mg/100 g，結(jié)果略低于諶小立和余越測定的4種市售貴州紅酸湯，其差異可能與紅酸湯原料有關(guān)。多酚和黃酮含量分別為59.52～92.86 mg GAE/100 g和14.31～58.99 mg RE/100 g，其中Y2和N2黃酮含量明顯高于其余5種酸湯，推測可能與其添加的輔料木姜子有關(guān)[28]。研究發(fā)現(xiàn)，不同發(fā)酵辣椒、番茄制品的功能性成分含量均有差異，且較新鮮原料含量均有降低[29,30]。一方面，與原料本身的品質(zhì)密切相關(guān)；另一方面，紅酸湯在自然條件下發(fā)酵，作為混菌發(fā)酵體系，微生物之間有相互競爭作用，且隨著發(fā)酵中有機酸含量增加，環(huán)境pH值降低，可能影響發(fā)酵體系中微生物及胞外酶的活性，從而影響發(fā)酵過程中紅酸湯功能性成分的變化。

2.5 紅酸湯游離氨基酸測定結(jié)果

游離氨基酸不僅能增加發(fā)酵品的滋味，也為后續(xù)香氣物質(zhì)的形成提供基礎(chǔ)，是風(fēng)味的重要組成物[31]。游離態(tài)氨基酸按呈味特性可分為四類，鮮味氨基酸(Glu、Asp)、甜味氨基酸(Thr、Gly、Ala、Pro、Ser)、苦味氨基酸(His、Met、Arg、Val、Leu、Ile、Tyr、Phe)、無味氨基酸(Lys、Cys)[32]。

表5 貴州紅酸湯游離氨基酸含量測定結(jié)果Table 5 The determination results of free amino acids content in Guizhou red acid soup mg/100 g

續(xù) 表

注：“▲”表示必需氨基酸；“-”表示樣品中未檢出；同行肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)。

由表5可知，7種紅酸湯共檢出17種游離氨基酸，包含7種必需氨基酸，總游離氨基酸含量在160.04～1761.15 mg/100 g范圍內(nèi)，總游離氨基酸含量由高到低依次為Y2>N2>Y1>G1>N1>M1>L1。Y2的總游離氨基酸較其他紅酸湯高2～8倍，其中鮮味氨基酸含量高達(dá)1514.87 mg/100 g，推斷與其在調(diào)配過程中外源輔料谷氨酸鈉的添加密切相關(guān)。天冬氨酸同樣具有鮮味，但僅在Y1、Y2中檢出，含量分別為2.23 mg/100 g和3.47 mg/100 g，說明谷氨酸為紅酸湯的主要鮮味氨基酸。甜味氨基酸中，G1含量最高，為160.04 mg/100 g，除N1、Y2外，其他紅酸湯含量差異均顯著(p<0.05)。甜味氨基酸中甘氨酸提供清香甜味，可減少苦味，除去食物中不愉快的口味[33]。苦味氨基酸由于含量較低且受紅酸湯中酸和氯化鈉的抑制，對紅酸湯的滋味影響較小。無味氨基酸在各紅酸湯樣品中含量均較低，但可通過強化從味覺受體到大腦的信號傳導(dǎo)，進(jìn)而增強其他呈味氨基酸味覺感受強度。

2.6 紅酸湯呈味特性及TAV分析結(jié)果

表6 貴州紅酸湯呈味氨基酸TAV值計算結(jié)果Table 6 The calculation results of taste activity values of flavor amino acids in Guizhou red acid soup

注：“ND”表示閾值未查到；“-”表示樣品中未檢出；閾值以mg(氨基酸)/mL表示。

各游離氨基酸對食品滋味的貢獻(xiàn)不僅與含量有關(guān)，與閾值也有密切關(guān)系[34]。由表6可知，7種紅酸湯中大部分氨基酸的TAV值小于1，只有谷氨酸和丙氨酸的TAV值大于1，說明兩者對紅酸湯的呈味有顯著影響。除G1外，其余紅酸湯中谷氨酸的TAV值均大于1，且遠(yuǎn)高于其他氨基酸，Y2的TAV值最高，達(dá)到50.38，表明Y2的鮮味最強。丙氨酸呈甜味，當(dāng)它與谷氨酸和鳥苷酸等滋味物質(zhì)并存時，可增強食品的鮮味[35]，除L1外，其余紅酸湯中丙氨酸的TAV值均大于1?？辔栋被嶙鳛?種紅酸湯中種類最多的呈味氨基酸，雖然其TAV值均小于1，但研究表明，當(dāng)苦味氨基酸含量低于其閾值時，可增強其他呈味氨基酸的呈味作用[36]。綜上可知，不同游離氨基酸協(xié)同作用構(gòu)成了紅酸湯獨特的滋味，其中谷氨酸是紅酸湯鮮味的主要貢獻(xiàn)者，丙氨酸是紅酸湯甜味的主要貢獻(xiàn)者，這也是紅酸湯具有非常強烈的鮮酸味以及口感回甜的重要原因。

2.7 電子舌傳感器信號響應(yīng)值

食物的呈味是一個復(fù)雜的過程，單純的呈味物質(zhì)含量不足以體現(xiàn)食物整體呈味特點，故以電子舌對不同品牌紅酸湯的整體滋味特點進(jìn)行評價。提取電子舌傳感器的響應(yīng)值，結(jié)果見表7。

表7 貴州紅酸湯電子舌響應(yīng)值結(jié)果Table 7 The results of electronic tongue response values of Guizhou red acid soup

注：同列不同小寫字母表示品種之間差異顯著(p<0.05)。

就信號響應(yīng)強度而言，酸味信號強度最高，其次依次為苦味回味、苦味和咸味，鮮味和甜味相當(dāng)，然而，在紅酸湯消費過程中，表現(xiàn)出與此不同的滋味特征譜，即酸味為主，伴隨著咸、鮮味。這可能是因為紅酸湯滋味特征取決于不同呈味物質(zhì)之間的協(xié)同和相互作用[37]。其中，主導(dǎo)優(yōu)勢的咸味主要是因為紅酸湯發(fā)酵時添加的高濃度食鹽，鮮味得益于紅酸湯中較豐富的谷氨酸和天冬氨酸，苦味則主要是苦味氨基酸、鈣離子所引起的。紅酸湯中苦味響應(yīng)值雖較大，但實際上味蕾只感受到輕微或未能感受的苦味，這可能與鮮味、甜味、咸味等滋味成分的消除或掩蓋作用有關(guān)[38]；就紅酸湯樣品而言，G1酸味響應(yīng)值最大，M1最??；Y2咸味響應(yīng)值最大，N1最小，且各樣品在酸味和咸味傳感器上的響應(yīng)值與上述理化指標(biāo)中總酸和食鹽含量的測定結(jié)果一致。此外，Y1苦味響應(yīng)值最大與其苦味氨基酸含量最高的結(jié)果相符，Y2鮮味響應(yīng)值最大與其鮮味氨基酸含量最高的結(jié)果相符，表明電子舌對紅酸湯樣品具有較準(zhǔn)確客觀的滋味評價能力。

3 結(jié)論

本研究以7種主流的貴州紅酸湯為材料，從基礎(chǔ)營養(yǎng)、礦物質(zhì)、功能性成分、有機酸、游離氨基酸及其呈味特征等方面進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究，結(jié)果表明：7種貴州紅酸湯總酸、氨基酸態(tài)氮、還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)含量差異顯著(p<0.05)；紅酸湯屬高鉀低鈉食品，且鈣、鎂、磷含量相對較高。7種紅酸湯有機酸均以乳酸(5.07～11.50 g/kg)含量最高；紅酸湯功能性成分豐富，辣椒素、二氫辣椒素、番茄紅素、多酚和黃酮含量分別為3.36 ～12.91 mg/100 g、0.97～3.10 mg/100 g、6.14～13.05 mg/100 g、59.52～92.86 mg GAE/100 g和14.31～58.99 mg RE/100 g。7種貴州紅酸湯共檢出17種游離氨基酸，其中以Y2樣品中總游離氨基酸含量最高(1761.15 mg/100 g)。呈味氨基酸以鮮味和甜味氨基酸占優(yōu)勢，主要呈味貢獻(xiàn)為谷氨酸和丙氨酸。電子舌分析發(fā)現(xiàn)，紅酸湯的酸味、咸味和苦味響應(yīng)值較大，與上述理化指標(biāo)中總酸和食鹽含量以及苦味氨基酸含量的測定結(jié)果一致。綜上所述，這些結(jié)果可為貴州紅酸湯的品質(zhì)評價和綜合開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。