随着现代生活方式的改变,高盐饮食已成为全球范围内普遍存在的问题。但过量摄入食盐不仅会导致血压升高,增加心血管疾病的风险[1-2],还可能引发胃癌、骨质疏松、肾结石等疾病[3]。因此,食品减盐已成为改善公共健康的重要措施之一。世界卫生组织(World Health Organization, WHO)建议成人每天的食盐摄入量不超过5.00 g[4],许多国家也已经制定了相关的减盐政策和目标,中国计划到2030年将加工食品的平均钠含量降低约10%～20%,推动食品工业向更健康、更可持续的方向发展。

玉米发酵酱粉是以玉米为原料,经专用菌种发酵制成的增鲜提香型风味增强剂[5],具有显著的减盐潜力。其主要成分包括多种氨基酸和有机酸,这些成分能够在不增加钠含量的前提下赋予食品丰富的鲜味,从而有效降低食盐用量,但其呈味机理及其在减盐场景中的应用规律尚未明确。因此,本研究对3种不同型号的玉米发酵酱粉中的关键滋味成分(游离氨基酸、有机酸和5′-核苷酸)进行测定,并计算其滋味强度值(taste activity value, TAV),以评估各成分对整体滋味的贡献度,并借助感官评价探究这些关键呈味物质的增咸效果,运用S型曲线分析法验证其增咸作用,旨在为玉米发酵酱粉在减盐领域的推广应用提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

玉米发酵酱粉YP1000、YP1002、YP1005,宁夏伊品生物科技股份有限公司;超纯水,屈臣氏集团(香港)有限公司;纯净水,杭州娃哈哈集团有限公司;食品级食盐(中盐精致食用盐),中国盐业股份有限公司;食品级天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、丝氨酸、丙氨酸、脯氨酸、甘氨酸、苏氨酸、组氨酸、酪氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、胱氨酸、丙酮酸、抗坏血酸、乳酸、焦谷氨酸、琥珀酸、柠檬酸,河南万邦化工科技有限公司;分析级5′-GMP、5′-CMP、5′-AMP、5′-IMP,上海源叶生物科技有限公司;色谱级甲醇、乙腈,飞赛尔科技(中国)有限公司。

1.2 仪器与设备

1260高效液相色谱仪,美国安捷伦科技有限公司;TSQ Quantis液相色谱-质谱联用仪、iCAP RQ电感耦合等离子体质谱仪,赛默飞世尔科技(中国)有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 评估人员的确定

参与感官评估的人员年龄分布在22～26岁,且无味觉异常报告。在正式实验开始之前,通过基本味觉实验、差异性实验和排序实验对评估人员进行初步筛选和培训[6]。

1.3.1.1 三角实验

配制2份质量浓度为2.00 g/L和1份质量浓度为2.50 g/L的盐溶液,分别标记为A、B和C。随后,对这3个样品采用3位数的随机数字进行编号,确保随机分配,并同步展示给评估人员,预先告知评估人员其中有2个样品质量浓度相同。评估人员需依照样品展示的顺序进行感官评价,并选出不同的样品[7]。

1.3.1.2 排序实验

按照浓度梯度从1.00～10.00 g/L配制盐溶液(分度值为1.00 g/L),把待品尝的样品以均衡的方式呈递给评估人员,同时要求他们依照递增或者递减的顺序对这些样品进行排列。实验重复3次,若3次的排序结果均正确,则评估人员可进入下一阶段的评估实验[6]。

1.3.2 不同型号玉米发酵酱粉的感官滋味及减盐效果

将3种不同型号玉米发酵酱粉YP1000、YP1002、YP1005分别配制成质量浓度为1.00 g/L样品溶液,通过定量描述性感官分析(quantitative discriptive analysis, QDA)对其酸味、甜味、苦味、咸味、鲜味以及整体滋味属性进行评价(见表1)。在品尝样品过程中感知到的酸、甜、苦、咸、鲜的综合感觉即为整体滋味。

有研究表明,消费者对5.00 g/L盐溶液的喜好度较高[8],因此以该浓度作为基准,将3种玉米发酵酱粉分别与食盐复配,制备减盐比例为10%、20%、30%、40%和50%的溶液,两者具体添加量如表2所示。依据GB/T 19547—2004《感官分析 方法学 量值估计法》进行感官评价。减盐实验咸味感知评分标准:2.00 g/L盐溶液为1分,4.00 g/L盐溶液为5分,6.00 g/L盐溶液为9分。

1.3.3 游离氨基酸的测定

玉米发酵酱粉中游离氨基酸的含量测定按照GB/T 30987—2020《植物中游离氨基酸的测定》进行。

1.3.4 有机酸的测定

玉米发酵酱粉中有机酸的含量测定按照GB 5009.157—2016《食品安全国家标准 食品中有机酸的测定》进行。

1.3.5 核苷酸的测定

玉米发酵酱粉中核苷酸的含量测定按照GB 5413.40—2016《食品安全国家标准 婴幼儿食品和乳品中核苷酸的测定》进行。

1.3.6 金属离子的测定

玉米发酵酱粉中的Na+、Mg2+、K+和Ca2+含量测定按照GB 5009.268—2025《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》进行。

1.3.7 TAV的计算

TAV是衡量呈味物质在食品中实际风味贡献的一个重要指标,TAV越高,说明该呈味物质在食品中对风味的贡献越显著[9],其计算如公式(1)所示:

(1)

式中:TAV,滋味强度值;C,呈味物质的绝对浓度值,mg/g;T,呈味物质的阈值,mg/g。

1.3.8 玉米发酵酱粉中关键滋味物质的增咸效果验证

将1.00 g的呈味物质溶解于5.00 g/L的盐溶液中,配制成1.00 g/L的呈味物质溶液。依据GB/T 19547—2004《感官分析 方法学 量值估计法》,对样品溶液的咸味强度进行感官评价,筛选出具有增咸效果的关键物质。

1.3.9 关键增咸物质的增咸作用机制研究

将筛选出的关键增咸物质与食盐按1∶1的质量比混合,于纯水中溶解,制备成2.00 g/L的混合溶液,随后用纯水按1∶1的体积比稀释。在此阶段采用三角测试法进行感官评估,要求评估人员从高浓度向低浓度进行感官评价,并记录无法区分样品溶液与纯水溶液差异的稀释浓度,以探究其增咸作用机制。所有实验均重复进行3次。通过计算评估人员的正确识别概率A,结合公式(2)进行校正。

(2)

式中:P,正确识别概率的校正值;A,实际测得的正确识别概率值。

以lg(浓度)为横坐标,正确识别概率的校正值P为纵坐标,绘制S型曲线。应用公式(3)将数据进行拟合。当纵坐标P=0.5时,对应的横坐标浓度为溶液阈值[10]。其计算如公式(3)所示:

(3)

1.3.10 数据处理

实验数据采用Excel软件进行整理,并运用SPSS 17.0软件进行显著性差异分析,通过GraphPad Prism 10软件对感官评价与呈味物质进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同型号玉米发酵酱粉的感官滋味与减盐效果

3种不同型号玉米发酵酱粉YP1000、YP1002、YP1005的感官评价结果如表3所示,玉米发酵酱粉YP1000的咸味感知强度最低,玉米发酵酱粉YP1002的酸味感知强度最低,表现出强烈的鲜味特性,整体滋味感知显著高于玉米发酵酱粉YP1000和YP1005。玉米发酵酱粉YP1005的甜味感知强度、苦味感知强度和酸味感知强度最高,鲜味感知强度最低,整体滋味感知打分最低。

对玉米发酵酱粉与食盐复配样品进行感官评价,样品在质量浓度5.00 g/L的食盐替代比例分别为10%、20%、30%、40%和50%。减盐效果如图1所示,结果表明当食盐替代率为10%时,玉米发酵酱粉YP1005的咸味感知强度仅为5.8,而YP1000在相同替代率下的咸味感知强度为7.1。此外,YP1002在20%食盐替代率下仍保持7.3的咸味感知强度。结果表明,YP1005的减盐效果未达到10%,而YP1000可实现10%的减盐目标,玉米发酵酱粉YP1002可减盐20%。玉米发酵酱粉中含有游离氨基酸、5′-核苷酸等提供鲜味的成分[5],这些鲜味物质能够与咸味物质产生协同作用,增强咸味感受[11],使得在较低的盐浓度下,食品的咸味仍然能够被感知。

2.2 游离氨基酸的测定

游离氨基酸作为食品中关键的呈味成分,其独特的滋味特性对食品整体风味的形成具有重要影响。根据其呈味特征,可大致分为鲜味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸、芳香族氨基酸[9]。3种玉米发酵酱粉中的游离氨基酸含量及TAV如表4所示。玉米发酵酱粉YP1000、YP1002、YP1005中的谷氨酸的含量分别占游离氨基酸总含量的92.93%、94.06%和70.44%,明显高于其他游离氨基酸的含量,且TAV>100,均为最高,丙氨酸的TAV均为第二,说明这2种鲜味氨基酸对玉米发酵酱粉滋味的贡献最为显著。玉米发酵酱粉YP1002中有5个TAV>1的氨基酸,YP1000中仅有4个TAV>1的氨基酸,而玉米发酵酱粉YP1005中共有15个TAV>1的氨基酸,表明玉米发酵酱粉YP1005中对滋味贡献度较大的氨基酸种类较多,但其鲜味氨基酸含量少于YP1000和YP1002,苦味氨基酸含量较高,与其苦味感知强度最高、鲜味感知强度最低的感官结果相符。

2.3 有机酸的测定

有机酸广泛存在于水果、蔬菜、发酵食品、肉类等食品中,能够通过与味觉受体的相互作用,增强咸味感知[11],调节食品中的味觉平衡[14]。3种玉米发酵酱粉中的有机酸含量与TAV如表5所示,在3种玉米发酵酱粉中,琥珀酸的TAV均为最高,远高于其他有机酸,且在YP1000中的TAV>1 000,表明琥珀酸对玉米发酵酱粉的滋味贡献度最高。乳酸在YP1000中TAV仅低于琥珀酸,说明其对玉米发酵酱粉YP1000的滋味贡献度较高。柠檬酸在3种玉米发酵酱粉中的TAV>1,且在YP1005中TAV仅次于琥珀酸,对玉米发酵酱粉的滋味贡献度也较高。从总体来看,YP1002的有机酸总含量仅有7.37 mg/g,低于YP1000和YP1005,与其呈现出最低酸味感知强度的感官结果相符合。

2.4 核苷酸的测定

核苷酸是重要的鲜味物质,在减盐过程中通过添加适量的核苷酸,可以在减少食盐用量的同时保持食品的鲜味,从而提高消费者的接受度。3种玉米发酵酱粉中的核苷酸含量如表6所示,5′-CMP在3种玉米发酵酱粉中的TAV均为最低,且TAV<1,对滋味的影响最小,而5′-IMP、5′-GMP和5′-AMP的TAV>1,并且5′-GMP的TAV均为最高,说明5′-GMP对玉米发酵酱粉的滋味贡献最大。SUN等[15]探究不同鲜味载体下的咸度差异阈值,发现鲜味载体在不同浓度的盐溶液中具有有效的盐分增强作用,鲜味分子能够赋予咸味并增加其他味觉强度[16]。

2.5 金属离子的测定

金属离子可以影响鲜味物质的呈味特性,增强咸味感知,同时有助于调节体内电解质平衡和降低血压,改善食品的营养价值。检测不同玉米发酵酱粉中的4种金属离子Na+、Mg2+、K+和Ca2+,结果如表7所示。市售食用盐的Na+含量约为389.50 mg/g,因此采用玉米发酵酱粉替代食盐可以有效减少Na+的摄入。Na+和K+是玉米发酵酱粉中含量最高的2种金属离子,对滋味贡献最大,BERNARDO等[17]发现用K+代替Na+可以起到减盐效果,且不会影响食品的感官特性或安全性[18]。玉米发酵酱粉YP1005中的Na+含量最低,因此在感官评价中其减盐效果不足10%。YP1002中Na+、Mg2+含量最高,与其感官评价的减盐效果最佳相符。

2.6 玉米发酵酱粉中关键滋味物质的增咸效果的验证

对玉米发酵酱粉中TAV>1的关键呈味物质进行增咸效果验证,结果如图2所示,在5.00 g/L盐溶液条件下,天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸均有增咸作用,且谷氨酸增咸效果尤为显著,而其他的游离氨基酸未体现出增咸效果。苹果酸、乳酸、琥珀酸、柠檬酸、5′-IMP、5′-GMP和5′-AMP都具有增咸效果,其中琥珀酸、柠檬酸、5′-GMP 的咸味增强效果较突出。

从实验结果可以看出咸味与鲜味之间具有十分紧密的关联。WANG等[19]发现天冬氨酸和谷氨酸等氨基酸不仅仅是鲜味肽的关键氨基酸,同时也是咸味肽的重要组成成分。CHEUNG等[20]的研究表明,鲜味与咸味的感知程度呈正相关,人们更容易将鲜味和咸味联系起来。在鲜味氨基酸为主导的环境下,鲜味和咸味的增强会让人难以区分。而Glu-Asp/Asp-Glu、Asp-Ala/Ala-Asp这一类含鲜味氨基酸的多肽也被多次报道具有咸味或潜在的咸味增强作用。有机酸通过刺激口腔味蕾细胞,能够有效弥补因食盐含量降低而减弱的咸味感知强度。将有机酸与低钠盐进行复配可掩盖苦味,提升咸味感知[21]。

根据上述结果,选择谷氨酸、琥珀酸、柠檬酸、5′-GMP共4个关键滋味物质通过S型曲线法进行研究,以验证其减盐效果的准确性。呈味化合物之间的相互作用可通过实验检测阈值与理论检测阈值的比值(R)进行评估。当比值R>1时,2种化合物之间存在“掩盖”作用,即一种化合物会减弱另一种化合物的味觉感知强度;当R=1时,2种化合物之间无显著的相互作用,其味觉效应相互独立;当0.5<R<1时,2种化合物表现出加成作用,其联合味觉效应相当于各自单独效应的总和;当R≤0.5时,表明2种化合物之间存在协同作用,其联合味觉效应显著高于各自单独效应的总和。

S型曲线图如图3所示,关键参数如表8所示。谷氨酸-盐、琥珀酸-盐、柠檬酸-盐、5′-GMP-盐的R值分别为0.76、0.90、0.73、0.58,表明这4种呈味物质与盐之间存在显著的咸味协同效应。基于S型曲线分析,关键增咸物质谷氨酸、琥珀酸、柠檬酸和5′-GMP可通过协同作用显著增强咸味感知强度。

3 结论

玉米发酵酱粉具有增味减盐的效果,其中YP1002表现出最佳的减盐潜力。在5.00 g/L的盐溶液水平下,玉米发酵酱粉YP1000可减盐10%,玉米发酵酱粉YP1002可减盐20%。呈味物质分析表明YP1002中游离氨基酸、Na+含量高于YP1000与YP1005,与感官结果即YP1002的咸味、鲜味感知强度均为最高一致。在玉米发酵酱粉中共检测17种游离氨基酸、6种有机酸、4种核苷酸,并通过感官验证其中10种呈味物质具有增咸作用,谷氨酸、琥珀酸、柠檬酸、5’-GMP 4种呈味物质具有显著增咸减盐作用,S型曲线分析显示,这些关键呈味物质与食盐之间存在协同作用,进一步增强了咸味感知。本研究为玉米发酵酱粉在减盐食品中的应用提供理论依据,并为其在食品工业中的推广提供科学支持。

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Identification of taste-active compounds in corn fermentation sauce powder and analysis of their salt-reducing effects

WANG Siying1,2, LI Jian1,2, SUN Yixuan1,2, XIONG Zheng3, PANG Qiufang3, WANG Hengzhi3, MA Shiyu3, ZHANG Wentao1,2*

1(School of Food and Health, Beijing Technology and Business University, Key Laboratory of Green and Low-carbon Processing Technology for Plant-based Foods, China National Light Industry, Beijing 100048, China)

2(School of Food and Health, Beijing Technology and Business University, Beijing Engineering Technology Research Center of Food Additives, Beijing 100048, China)

3(Ningxia Yipin Biotechnology Co. Ltd., Yinchuan 750000, China)

ABSTRACT To analyze the salt-reducing effects of corn fermentation sauce powder, sensory analysis was conducted on three types of corn fermentation sauce powders (YP1000, YP1002, and YP1005). HPLC was used to detect the contents of free amino acids, organic acids, nucleotides, and other taste-active compounds, and their taste activity values (TAV) were calculated.The S-shaped curve analysis was employed to investigate the salt-enhancing mechanisms of key taste-active compounds and their potential for salt reduction.Sensory evaluation results showed that YP1002 had higher saltiness and umami taste compared to YP1000 and YP1005.In a 5.00 g/L sodium chloride solution, YP1005 achieved less than 10% salt reduction, YP1000 achieved 10% salt reduction, and YP1002 achieved 20% salt reduction.Analysis of taste-active compounds revealed that glutamic acid, succinic acid, citric acid, and 5′-GMP were key substances with significant salt-enhancing effects, which could reduce the perception threshold of saltiness to achieve salt reduction.S-shaped curve analysis further indicated that these taste-active compounds had synergistic effects with sodium chloride, enhancing the perception of saltiness.

Key words corn fermentation sauce powder;HPLC;tasting substances;taste activity values;salt reduction

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.042515

引用格式：王斯颖,李健,孙艺轩,等.玉米发酵酱粉中呈味物质的鉴定及其减盐作用分析[J].食品与发酵工业,2026,52(1):145-151.WANG Siying, LI Jian, SUN Yixuan, et al.Identification of taste-active compounds in corn fermentation sauce powder and analysis of their salt-reducing effects[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(1):145-151.

第一作者：硕士研究生(张文涛副教授为通信作者,E-mail:zhangwentao_14@126.com)

基金项目：宁夏伊品生物科技股份有限公司-北京工商大学合作项目(19000732838)

收稿日期：2025-02-25,改回日期:2025-05-01