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4種釀造工藝醬油的品質(zhì)分析

2023-03-25 06:31李舒粵潘培蓓張海蕓葉海青
當(dāng)代化工研究 2023年4期
關(guān)鍵詞:氨基丁酸木桶釀造

*李舒粵 潘培蓓 張海蕓 葉海青

(吉林大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 吉林 130062)

醬油是我國傳統(tǒng)調(diào)味品,含有氨基酸、有機(jī)酸、糖類等多種營養(yǎng)物質(zhì)和生理活性成分,這些物質(zhì)賦予醬油抗氧化、抗癌、降血脂、促進(jìn)胃液分泌、增強(qiáng)食欲等多種功能[1]。

香味物質(zhì)作為醬油特征風(fēng)味重要元素,含量少但作用極大。我國香味物質(zhì)研究起步相對較晚,成果也較少。氨基酸是醬油中重要的營養(yǎng)成分,其含量高低可反映醬油質(zhì)量的優(yōu)劣。

醬油的釀造工藝不同,生產(chǎn)出的醬油品質(zhì)則不同。釀造工藝的發(fā)展中既要傳承傳統(tǒng)工藝,也要重視優(yōu)化生產(chǎn)工藝。但現(xiàn)在少有文章研究分析不同釀造工藝醬油的品質(zhì)。

本文基于氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、全自動(dòng)氨基酸分析儀、紫外分光光度計(jì)等研究天然日曬、低鹽固態(tài)移池淋油、室溫發(fā)酵原池澆淋、木桶釀造4種不同釀造工藝醬油的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)、氨基酸以及γ-氨基丁酸,為人們依據(jù)需求選擇不同工藝的醬油提供了切實(shí)的數(shù)據(jù)支持,為醬油釀造工藝優(yōu)化提供理論依據(jù)。

1.材料與方法

(1)材料。4種釀造醬油:天然日曬醬油;低鹽固態(tài)移池淋油醬油;室溫發(fā)酵原池澆淋醬油;木桶釀造醬油,以上實(shí)驗(yàn)樣品均由松濱老醋有限責(zé)任公司提供。

(2)儀器。57330-U型固相微萃取手動(dòng)進(jìn)樣手柄:美國Supelco公司;6890-5973型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀:美國Agilen公司;L-8900全自動(dòng)氨基酸分析儀:日本日立公司;UV759CRT紫外分光光度計(jì):上海佑科公司。

(3)揮發(fā)性物質(zhì)的測定。參照朗鑫崧[2]的方法,稱取8.00g樣品,放入20mL頂空進(jìn)樣瓶中,加蓋密封,經(jīng)過60℃水浴,將老化的探頭伸入頂空進(jìn)樣瓶中,推出纖維探頭。利用固相微萃取針萃取40min后取出纖維探頭,立即插入氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)樣口,在260℃條件下進(jìn)行熱解析,重復(fù)三次。

氣相色譜條件:DB-35MS彈性石英毛細(xì)管柱,載氣為氦氣,載氣流量1mL/min,進(jìn)樣口溫度280℃;升溫程序?yàn)橹鯗?0℃,維持1min,以8℃/min升溫至280℃,維持10min。

質(zhì)譜條件:離子源溫度240℃,四極桿溫度150℃,傳輸線溫度260℃。

(4)游離氨基酸的測定。參考陳杰等[3]的方法。取2.00mL醬油樣品,加1mL 15%的磺基水楊酸沉淀蛋白,然后用水定容至25.00mL的容量瓶中。取5.00mL醬油液體置于離心管中,10000r/min離心10min,再吸取上清液1.00mL稀釋至25.00mL的容量瓶中,然后加水定容,最后取1.00mL壓濾進(jìn)樣。

色譜柱為ZORBAX SB-Aq柱(4.6mm×250mm);流速0.4mL/min,0.35mL/min;檢測波長570nm和440nm;柱溫57℃;進(jìn)樣體積20μL;反應(yīng)溫度135℃,分析時(shí)間35min。

(5)γ-氨基丁酸的測定。參考鄭立軍等人[4]的方法測量γ-氨基丁酸。準(zhǔn)確稱取0.2mg、0.7mg、1.2mg、1.7mg、2.2mg、2.7mg的γ-氨基丁酸于5mL的離心管內(nèi),加入5mL的去離子水,制備成標(biāo)準(zhǔn)溶液。按順序依次加入0.5mL標(biāo)準(zhǔn)溶液,0.2mL硼酸緩沖溶液(0.2mol/L,pH=9),1mL重蒸苯酚溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%),0.5mL次氯酸鈉溶液(體積分?jǐn)?shù)為7.0%),用渦旋振蕩器混勻后置于100℃沸水中反應(yīng)10min,待溶液呈現(xiàn)藍(lán)綠色,立即放入搖床冰浴震蕩5min后取出,加入2mL乙醇(60%),結(jié)束反應(yīng)后在645nm處測定吸光值,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線。同理,分別測定4種醬油脫色后的吸光度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出γ-氨基丁酸的含量。

(6)數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)采用Xcalibur軟件(版本2.0),SPSS18.0(IBM)和Excel軟件進(jìn)行分析處理。

2.結(jié)果與分析

(1)揮發(fā)性物質(zhì)

通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,對4種醬油進(jìn)行檢測,共檢出91種揮發(fā)性物質(zhì),包含醇類8種、酚類3種、酯類16種、醛酮類14種、酸類28種、雜環(huán)化合物7種及烴類物質(zhì)15種。本文對4種釀造工藝醬油中醇、酯、酸、醛、酮、酚、雜環(huán)類和烴類化合物的相對含量分別進(jìn)行了對比分析,見表1。

表1 4種釀造工藝醬油中揮發(fā)性物質(zhì)相對含量

醇類與香氣的組成關(guān)系密切。4種醬油中共檢出10種醇類物質(zhì)。主要的醇類有乙醇,苯乙醇和3-甲基-1-丁醇。其中乙醇具有醇和的酒香味,也是多種有機(jī)酸的前體物質(zhì),而且可以進(jìn)一步與氨基酸、有機(jī)酸等生成酯香類物質(zhì)。每種醬油中均檢測到乙醇,增加了醇香風(fēng)味,其中木桶釀造醬油中乙醇含量最高(51.45%),室溫發(fā)酵原池澆淋醬油次之(28.00%)。苯乙醇是醬油的重要的風(fēng)味物質(zhì),具有玫瑰樣香氣。乙醇的積累對苯乙醇的產(chǎn)生有很大的協(xié)同抑制作用[5]。在木桶釀造醬油中乙醇相對含量近似為室溫發(fā)酵原池澆淋醬油的2倍,但二者檢測出苯乙醇含量差距并不大(0.94%和0.85%),推測可能是木桶釀造醬油中乙醇含量過高而抑制了苯乙醇的產(chǎn)生。

酚類物質(zhì)的香氣特征顯著、香氣活性強(qiáng),是醬油香氣的關(guān)鍵。其中4-乙基愈創(chuàng)木酚(4-Ethyl-2-methoxy-phenol,4-EG)屬醬香型香料,沸點(diǎn)高,具有煙熏及辛香味。世界釀造行業(yè)公認(rèn)其作為醬油關(guān)鍵風(fēng)味成分,具有緩和咸味作用[6]。在4種釀造醬油中,木桶釀造醬油中4-EG的含量檢出為1.20%,而在其他3種醬油中均沒有檢出。Yasuhiko等[7]研究表明在醬油中,代謝合成4-EG的途徑主要是以阿魏酸為前體,通過阿魏酸脫羧酶和4-乙烯基愈創(chuàng)木酚還原酶合成4-EG。是否產(chǎn)生4-EG與阿魏酸含量,阿魏酸脫羧酶和4-EG還原酶活性有關(guān)。木桶釀造醬油的制造工藝為低溫前酵,常溫后酵,上述酶活性可能在該溫度下活性較高,從而產(chǎn)生4-EG。

醛、酮類物質(zhì)在各醬油中相對含量都較少,4種醬油中醛、酮類相對含量在0.5%~4.5%。短鏈酮類物質(zhì)具有果香的焦糖味,醛類物質(zhì)能調(diào)和醬油香氣。其中,2-甲基丁醛和3-甲基丁醛是醬油麥芽香的重要來源,讓醬油風(fēng)味更飽滿[8]。2/3-甲基丁醛在低鹽固態(tài)移池淋油醬油中相對含量最高(3.87%),其次是室溫發(fā)酵原池澆淋醬油和天然日曬醬油,分別為0.60%、0.48%,木桶釀造醬油含量最低(0.01%)。從相對含量看,麥芽香可歸屬于低鹽固態(tài)移池淋油醬油的特征香味。醛類物質(zhì)主要產(chǎn)生于微生物的轉(zhuǎn)化作用、油脂的氧化降解和氨基酸降解[3]。低鹽固態(tài)移池淋油醬油發(fā)酵時(shí)間較短,在此期間隨著發(fā)酵進(jìn)行,部分氨基酸、油脂不斷降解為醛類揮發(fā)性物質(zhì),醛類物質(zhì)含量升高。而其他三種醬油發(fā)酵時(shí)間相對較長,可能導(dǎo)致生成的醛類化合物與醇類等物質(zhì)反應(yīng)導(dǎo)致醛類物質(zhì)種類減少,含量降低。

(2)氨基酸

①必需氨基酸組成分析。4個(gè)樣品中必需氨基酸占總氨基酸的比例均超過36%。其中低鹽固態(tài)移池淋油醬油必需氨基酸占比最高達(dá)到43.49%,室溫發(fā)酵原池澆淋醬油最低為36.80%。必需氨基酸和總氨基酸含量比(E/T)和必需氨基酸與非必需氨基酸的含量比(E/N)是評價(jià)氨基酸營養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)。低鹽固態(tài)移池淋油醬油的E/T和E/N最高,分別為43.49%和76.98%,最低為室溫發(fā)酵原池澆淋醬油分別為36.80%和58.21%。根據(jù)WHO/FAO提出的理想蛋白質(zhì)中E/T為40%左右,E/N在60%以上的要求[9],它們質(zhì)量高低順序?yàn)槭覝匕l(fā)酵原池澆淋醬油>木桶釀造醬油>天然日曬醬油>低鹽固態(tài)移池淋油醬油。

表2 4種釀造工藝醬油中8種必需氨基酸含量(g/100mL)

②醬油中γ-氨基丁酸的分析。γ-氨基丁酸(γaminobutyric acid,GABA)是一種天然存在的功能性氨基酸,是一種重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì),具有很多重要的生理功能,如降血壓、治療癲癇、調(diào)節(jié)激素分泌、控制哮喘,改善脂質(zhì)代謝、防止動(dòng)脈硬化、改善糖尿病等。

由表3可知,γ-氨基丁酸的含量在低鹽固態(tài)移池淋油醬油中最高達(dá)到1048.611±55.452mg/L,在木桶釀造醬油的最低為634.954±0.000mg/L。γ-氨基丁酸主要由L-谷氨酸脫羧而成,有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)能在醬油發(fā)酵過程中篩選出高產(chǎn)γ-氨基丁酸的乳酸菌[10],根據(jù)以上分析推測4種釀造醬油中γ-氨基丁酸含量的差異可能是由于不同發(fā)酵工藝所需溫度不同,而引起乳酸菌分解L-谷氨酸產(chǎn)γ-氨基丁酸的能力不同造成的。

表3 4種釀造工藝醬油γ-氨基丁酸的含量

3.結(jié)論與討論

在4種釀造工藝生產(chǎn)的醬油中,共鑒定出91種揮發(fā)性物質(zhì),其中木桶釀造醬油含有的醇類化合物種類和含量最多,低鹽固態(tài)移池淋油醬油中酯類化合物的種類和含量最多,天然日曬醬油含酸類化合物最多。4種釀造工藝醬油均富含豐富的氨基酸,其中天然日曬醬油最優(yōu)。γ-氨基丁酸的含量在低鹽固態(tài)移池淋油醬油中最高,在木桶釀造醬油中最低。

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