微波膨化预处理对酿造酱油品质和呈鲜显味的影响

王焱森1,刘晓兰1,2*,李冠龙1,2,佟佳潞1,郑喜群3*

1(齐齐哈尔大学 食品与生物工程学院,黑龙江 齐齐哈尔,161006)2(黑龙江省玉米深加工理论与技术重点实验室,黑龙江 齐齐哈尔,161006)3(黑龙江八一农垦大学 食品学院,黑龙江 大庆,163319)

摘 要 为了探究微波膨化预处理对大豆酿造酱油呈鲜显味的影响,采用液相色谱-质谱法和气相色谱-质谱法对膨化和未膨化预处理大豆酿造酱油中的非挥发性物质和挥发性风味物质分别进行分析。液质联用分析发现,与未膨化预处理的酿造酱油相比,膨化大豆酿造酱油中分子质量<500 Da的肽组分占比显著提高(P<0.05),其中含谷氨酸等呈鲜氨基酸的多肽含量显著提升。气质联用结果表明,与未膨化预处理的酿造酱油相比,膨化大豆酿造酱油中风味物质的种类与含量显著增加(P<0.05),尤其是与呈鲜显味相关的挥发性组分。其中苯乙醛、苯甲醛、3,4-二甲基苯甲醛、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、2,4-二叔丁基苯酚和2-羟基-3-苯基丙酸甲酯为典型特征挥发性风味物质,分别赋予酱油坚果香、花果香、焦糖香、烘烤香特征。上述结果表明微波膨化预处理提高了酱油中呈鲜显味物质含量,改善其风味特征。该研究为开发高品质鲜味酱油提供了新思路,对调味品行业技术创新具有重要应用价值。

关键词 微波膨化;膨化大豆;酿造酱油;呈鲜显味;风味物质

酱油作为日常生活中不可或缺的调味品,在食品调味、提鲜及着色等方面具有重要作用。随着人们生活水平的日益提高,消费者对调味品要求也在不断升高,因此通过技术创新提升酱油呈鲜显味及品质非常必要。传统酱油生产以大豆为原料,经蒸煮、制曲、发酵等工艺制成,目前工艺已经较为完善[1]。通过对原料大豆的预处理改性,可以有效提高微生物对原料的利用度,促进发酵动力学反应进程,是提高酱油品质的一种有效手段。

目前,已有研究将蒸煮、挤压膨化技术应用在酱油生产原料预处理改性中[2-3]。孙言等[4]以面粉为原料进行挤压膨化,研究挤压膨化参数对白汤酱油成曲糖化酶活力的影响,发现挤压膨化预处理显著改善了酱油的风味。何媛媛等[5]以豆粕和面粉为原料进行挤压膨化,研究挤压膨化豆粕发酵工艺参数对酱油全氮利用率的影响,发现挤压膨化预处理与传统蒸煮工艺相比,酱油的全氮利用率提高了6.1%。这些结果表明通过有效的原料预处理,可以明显改善酱油的品质及风味。微波膨化技术在酱油酿造中的应用,尚未见相关文献报道。微波膨化作为一种新型加工技术,由于其受热时间短、营养损失少等特点,被广泛应用于食品加工领域[6-7]。大豆经微波膨化处理后,高温作用促使蛋白质空间构象改变及淀粉糊化,同时有效破坏其抗营养因子,提高微生物对大豆原料的生物利用率,从而有效地改善食品的风味和质地[8]。魏淑萍等[9]使用不同膨化条件对哈密瓜干进行微波膨化处理,发现在微波时间为24 s和微波火力为40%时,能较大限度保存产品中的营养素含量,产品的色泽和口感最佳。沈秋霞等[10]采用微波膨化技术,以鱼糜与甘薯泥为主要原料,添加植物油、糯米粉、小苏打和碳酸氢铵,在500 W功率下微波膨化120 s,制得的甘薯鱼糜脆片感官得分最高,外观完整,色泽均匀,口感酥脆。焦昆鹏等[11]以山药全粉、预混粉和低筋面粉组成的混合粉总质量为基准,切片厚度1 mm、预干燥时间30 min、微波功率450 W、微波时间70 s,在此条件下制备的山药脆片综合评分最高,色泽较均匀,口感酥脆,具有山药特有的清香。张锐等[12]以猪背皮为原料,采用微波膨化工艺制作膨化食品调味料,通过单因素试验和正交试验,确定了最佳工艺参数,即膨化功率600 W、膨化时间7 min,在此条件下制得的产品具有酥松多孔、口感香脆、鲜咸微辣的特点。ZHANG等[13]采用连续微波膨化对蓝靛果零食的质地品质进行了研究,结果表明,微波强度低于10 W/g,可以获得理想的质地质量,并具有合适的硬度和脆性。由此可见,采用微波膨化技术处理可以显著改善食品的风味及品质。

鉴于此,本研究对整粒大豆进行微波膨化预处理,以膨化大豆为原料,采用米曲霉固态发酵技术制备酱油。通过液相色谱-质谱联用和气相色谱-质谱联用技术,从非挥发性物质(多肽)和挥发性物质2个角度探究膨化预处理对酱油呈鲜显味的影响。以期为提高酱油等发酵调味品的呈鲜显味提供研究理论基础,为酿造行业原料预处理提供新的方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大豆、面粉均为市售;米曲霉曲粉,山东沂水锦润生物科技有限公司。

1.2 主要仪器与设备

G25型凝胶色谱仪,GE公司;PC/PLC-LD-53型冷冻干燥机,美国MILLROCK公司;Easy-nLC 1200/QExactive型液相色谱-质谱联用仪,Thermo Fisher Scientific公司;7890B-7000D型气相色谱-质谱联用仪,Agilent公司。

1.3 实验方法

1.3.1 膨化大豆的制备

选用颗粒大小接近、完整无黑点的大豆10 g,将大豆在功率400 W条件下膨化处理90 s,膨化处理后晾凉,作为后续酿造酱油的主要原料。

1.3.2 大豆酿造酱油的制备

种曲的制作:将膨化大豆和面粉分别灭菌后,摊凉。使膨化大豆与面粉的按质量比5∶1混匀后与0.2%(质量分数)米曲霉菌粉接种混合制曲,翻拌均匀后摊开放在有孔眼的竹盘上,用4层纱布覆盖,在32 ℃恒温培养箱中培养60 h。培养过程中观察种曲菌丝生长情况,至种曲生长大量绿色孢子,即为制曲成功。

酱醪的制作:将种曲与质量分数12%的盐水按1∶1.5的质量比混合搅匀,置于发酵缸内压实,表面覆4层提布。在42 ℃持续发酵20 d,发酵过程中每隔2 d翻拌酱醪。

酱油的制作:发酵结束后,酱醪称重,加入1倍85 ℃左右的蒸馏水充分混合浸泡后,搅拌均匀,使其自然沉降,过滤除渣后得到膨化大豆酿造酱油。

未膨化大豆同样按照上述工艺制作,得到未膨化大豆酿造酱油。

1.3.3 酱油感官评价

感官评价;建10人专业感官评价小组(5男5女,25~35岁),在控制温度[(23±2) ℃]的标准化感官实验室开展实验,进行滋味感官评价。每轮品评后以纯净水漱口消除余味干扰。数据经雷达图可视化处理,揭示不同原料发酵酱油的滋味特征差异。该方法通过规范化的感官参比体系与量化评分机制,显著提升评价结果的客观性与可重复性。相关操作流程符合GB/T 13868—2009《感官分析 建立感官分析实验室的一般导则》感官分析实验室技术要求。

1.3.4 液相色谱-质谱法测定酿造酱油中多肽序列结构

采用Nano LC-MS/MS液质联用分别测定膨化与未膨化大豆酿造酱油中的多肽序列结构。样品分别经过还原、烷基化、脱盐处理后进行上机分析,得到质谱原始结果,经过与大豆蛋白数据库比较分析后,得到酿造酱油中多肽序列结构。

1.3.5 气相色谱-质谱法测定酿造酱油中挥发性风味物质

采用GC-MS/MS气质联用分别对膨化与未膨化大豆酿造酱油进行风味物质分析。样品分别经色谱柱处理后进行上机分析,得到质谱结果。结合保留指数(retention index,RI)与NIST数据库对酱油中的风味物质进行定性与定量分析。

1.3.6 数据处理

每个样品独立检测3次,本实验的所有数据通过SPSS Statistics 26进行统计学分析(ANOVA),用Duncan法进行数据间的差异显著性分析,显著性水平为P<0.05,结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 膨化与未膨化大豆酿造酱油的品质分析

在前期预试验中,选择微波功率(240、320、400、480、560 W)、时间(30、60、90、120、150 s),通过控制变量法对大豆微波膨化处理。以感官评价(口感、香味、色泽)和蛋白溶解率为指标,发现在微波功率400 W,微波时间90 s时,膨化大豆呈现酥脆质地最好、豆香味最浓郁且色泽焦黄,蛋白的溶解率最高。较高的蛋白溶解率为后续发酵过程中蛋白酶酶解释放鲜味小肽奠定基础。此外,进一步通过傅里叶红外光谱、紫外光谱和内源荧光光谱对上述试验组的蛋白质空间结构进行了分析,发现在微波功率400 W,微波时间90 s时,大豆蛋白的空间结构最为舒展,更有利于后续微生物的发酵利用。因此,选定此条件为原料大豆的最佳膨化条件,并基于此制备了以膨化大豆为原料的酿造酱油。将未膨化大豆重复相同发酵过程,制备了未膨化大豆酿造的酱油。分析了膨化大豆与未膨化大豆酿造酱油的各项理化指标,结果如表1所示。

表1 膨化与未膨化大豆酿造酱油的各项理化指标
Table 1 Physicochemical indicators of soy sauce brewed from puffed and unpuffed soybeans

样品氨基酸态氮/(g/100 mL)多肽/(mg/mL)可溶性无盐固形物/(g/100 mL)全氮/(g/100 mL)还原糖/(g/100 mL)铵盐含量/(g/100 mL)膨化大豆酿造酱油1.89±0.05a24.13±0.08a14.87±0.81a2.37±0.02a2.34±0.04a0.29±0.04b未膨化大豆酿造酱油1.58±0.11b20.65±0.47b12.45±0.73b2.08±0.01b1.96±0.07b0.37±0.08a

注:不同小写字母代表组间差异显著(P<0.05)(下同)。

从表1可以看出,微波膨化预处理显著改变了大豆酿造酱油的各项理化指标。与未膨化组相比,膨化大豆酿造酱油的氨基酸态氮含量显著提高了19.6%。微波膨化破坏了大豆细胞壁的纤维素-半纤维素网络,促使贮藏蛋白热变性并暴露更多酶解位点[14],从而增强蛋白酶(碱性、中性和酸性蛋白酶)的水解效率,增加了酱油中氨基酸态氮的含量。与未膨化组相比,可溶性无盐固形物提升了19.4%。微波膨化处理破坏了细胞壁结构,促进蛋白质变性和淀粉糊化,使多肽、寡糖等可溶性成分在发酵过程溶出更高效。张玉丹等[15]以发酵制备的菠萝皮膳食纤维为原料,研究微波处理对其活性的影响,同样发现微波处理可以显著提高其可溶性固形物含量。与未膨化组相比,酱油中还原糖含量提高了19.4%。微波处理使淀粉有序结构逐渐遭到破坏,进而导致淀粉糊化,同时,微波可引起淀粉降解[16]。由于微波引发淀粉颗粒氢键断裂,不可逆糊化显著提高淀粉酶解效率,为物质合成提供碳源。此外,膨化组铵盐含量较未膨化组降低21.6%,这是由于膨化瞬时高温灭活大豆原料中耐热杂菌,破坏其孢子结构,抑制脱氨酶活性。同时多孔结构促进米曲霉的繁殖,减少氨基酸异常降解。综上,微波处理对酱油的各项理化指标均有显著影响,使酱油品质得到提升。

2.2 膨化大豆酿造酱油的感官评价

将膨化大豆酿造酱油(90y)和未膨化大豆酿造酱油(0y)鲜味、咸味、甜味、果香味、焦香味、苦味进行感官评价,并对相应的感官指标打分,结果如表2和图1所示。

a-感官评价图;b-膨化与未膨化大豆酿造酱油图

图1 膨化大豆酿造酱油与未膨化大豆酿造酱油的感官评价图
Fig.1 Sensory evaluation of puffed soy sauce and unpuffed soy sauce

注:90y为膨化大豆酿造酱油,0y为未膨化大豆酿造酱油(下同);左酱油为90y,右酱油为0y。

表2 膨化大豆酿造酱油和未膨化大豆酿造酱油的感官评价 单位:分

Table 2 Sensory evaluation of puffed soy sauce and unpuffed soy sauce

样品鲜味咸味苦味果香味甜味焦香味膨化大豆酿造酱油(90y)8.6±0.08a7.4±0.12a2.5±0.17b7.5±0.05a6.5±0.16a5.5±0.04b未膨化大豆酿造酱油(0y)7.7±0.24b7.0±0.14b2.7±0.16a6.8±0.17b6.0±0.05b5.7±0.30a

膨化大豆酿造酱油(90y),除焦香味和苦味外,鲜味、咸味、果香味、甜味感官评分均高于大豆膨化酿造酱油(0y)。其中鲜味强度评分达(8.6±0.08)分(满分10分),高于对照组(7.7±0.24)分,这表明90y的风味及口感方面均优于0y。感官评价结果与后续挥发性风味化合物测定结果相符,即微波处理后90y组风味化合物种类丰富、含量提高,酱油呈鲜显味更为明显。此外,与0y组相比,90y组颜色更好,外观感官提高。

2.3 膨化对大豆酿造酱油中多肽组成的影响

2.3.1 膨化对大豆酿造酱油的多肽分子质量分布的影响

微波膨化作为大豆预处理工艺,通过微波加热作用显著改变大豆的物理化学结构,进而影响酱油发酵过程中肽的形成与释放。膨化过程中大豆细胞壁发生破裂,细胞结构松散化,使得原本被束缚的蛋白质充分暴露,蛋白质分子间的疏水相互作用减弱,空间结构更易被蛋白酶识别和酶解[17-18]。这一过程不仅提升了蛋白质的溶出率,还促进了大分子蛋白质向小分子多肽的转化。这些生成的多肽由于其独特的氨基酸组成,可以为酱油提供呈鲜显味功效,进而提高酱油品质。膨化大豆酿造酱油(90y)和未膨化大豆酿造酱油(0y)的多肽分子质量分布如图2所示。

图2 膨化和未膨化大豆酿造酱油的肽分子质量分布图
Fig.2 Peptide molecular weight distribution of puffed and unpuffed soy sauce brewed from soybeans

注:不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)(下同)。

在90y和0y中,分子质量<500 Da的肽组分均是样品中的主要成分,分别为75.81%和65.26%,且90y中的占比明显高于0y。研究发现分子质量<500 Da的小分子肽被认为是鲜味的主要贡献者,其分子质量小、结构简单,能够高效结合鲜味受体,从而提高酱油的品质[19]。大分子肽段因空间位阻效应鲜味活性较弱,甚至可能抑制鲜味感知[20]。LIOE等[21]研究发现印度尼西亚酱油中分子质量<500 Da的肽组分呈鲜味效果最好,该组分是印度尼西亚酱油中贡献鲜味的主要肽段。在本研究中,与0y相比,90y中分子质量<500 Da的多肽含量显著增加。结合感官评价结果,小分子多肽含量的增加可能是风味提升的主要原因之一。基于此,对分子质量<500 Da的肽组分进一步分析。

微波处理使大豆中的极性分子剧烈振动摩擦,产生瞬时高温导致内部水分汽化。这些高压蒸汽冲破细胞壁,使细胞结构被破坏,细胞内部孔隙形成蜂窝状网络结构,物料整体结构更为舒展,这种变化为后续发酵过程中米曲霉对底物的充分利用提供有利环境。同时维持蛋白质三级结构的氢键、疏水相互作用、离子键等非共价键遭到破坏,使原来紧密折叠的蛋白结构变得更为舒展。此外,微波处理后的蛋白质从有序结构转变为无规则卷曲构象,蛋白质的内部结构充分暴露,增加蛋白酶的作用位点[22-23]。总而言之,微波处理显著改善了大豆的结构,在酱油发酵过程中,增加的酶与底物的接触位点使米曲霉产生的蛋白酶更加充分地降解原料大豆蛋白,加速蛋白质的酶解进程,并使其酶解的更彻底,释放更多的小分子多肽,提高了酱油的品质及呈鲜显味特性。

2.3.2 从非挥发性多肽氨基酸组成角度分析其对酱油风味提升的作用

研究发现,游离氨基酸和特定氨基酸序列的多肽(2~6肽)均可以产生呈鲜显味效果,且与氨基酸序列结构有关[24]。一些游离氨基酸已被证明具有呈鲜显味的作用,如Glu、Asp、Gln和Asn,其中谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)对鲜味的影响更显著[25-27]。谷氨酸是小肽呈现鲜味的重要因素,其呈味机制是通过其侧链上的羧基与味蕾细胞表面的谷氨酸受体结合,通过信号传导传递到大脑,产生鲜味感觉。贾蓉等[28]研究发现,EE二肽的鲜味强度可达谷氨酸单体的1.5倍。由此可见,相比于游离氨基酸,小肽的呈鲜作用更为显著。

如表3所示,本试验采用液质联用分析了膨化大豆酿造酱油(90y)和未膨化大豆酿造酱油(0y)的全部肽序列。经过与大豆蛋白数据库比对,90y样品中共鉴定得到842条多肽序列,0y样品中共鉴定得到997条多肽序列,90y样品中多肽总含量显著高于0y样品,表明微波膨化处理促进了米曲霉对底物蛋白的分解作用,释放了更多的多肽组分。分别选取各样品中含量占比前100且含有呈味氨基酸(谷氨酸或天冬氨酸)的多肽序列进行分析,结果如表3所示。90y样品中的肽序列为23条,0y样品中的肽序列为21条。相比于未膨化组(0y),90y样品的中含呈味氨基酸的多肽序列种类及含量明显增加,其中EVF含量是0y的4.25倍,EII含量是0y的1.65倍。综上所述,膨化处理提高了酱油中具有呈鲜显味功能多肽的种类和含量,从而提升酱油的风味。

表3 膨化和未膨化大豆酿造酱油肽序列的含量分析
Table 3 Content analysis of peptide sequences in brewed soy sauce from puffed and unpuffed soybeans

肽段序列分子质量/Da相对含量/%膨化大豆酿造酱油(90y)未膨化大豆酿造酱油(0y)EII373.223.171.92EIF407.213.102.60EVF393.191.700.40DIF393.191.622.05DL246.121.471.16EH284.111.171.00DII359.211.121.33EIP357.191.001.07IEI373.221.000.99IEF407.210.750.63EP244.110.750.66PEF391.180.600.24DSP317.120.520.30ET248.100.340.34EFI407.210.280.57NE261.101.760DYP393.150.870EVI359.210.280EPI357.190.280VEF393.190.270MEI391.180.260EFF441.190.240ADT305.120.220IDF393.1902.25FDI393.1900.61NEP358.1500.28GSEP388.1600.28EPF391.1700.24SESGP475.1900.23

注:此表展示90y和0y中峰面积最大的前100条肽序列中分子质量<500 Da且含有谷氨酸或天冬氨酸的组分;相对含量为该组分占其所在酱油中多肽总组分之和的百分比。

目前已报道的鲜味肽序列中,EF、GGGE有鲜味增强作用,DL能通过协同作用增强鲜味[29]。在本研究中90y样品中检测出了肽段EFGGGEDL,而在0y样品中仅检测出了肽段EFDL,且含量显著低于90y样品,表明微波膨化能促进呈鲜肽段生成,增强酱油鲜味。已报道的鲜味肽EEI(Glu-Glu-Ile)的谷氨酸残基能通过氢键增强与鲜味受体之间的亲和力[30]。在90y和0y样品中,肽段EII(Glu-Ile-Ile)与此结构类似,推测其可能也可以增强与鲜味受体之间的亲和力。

2.4 膨化对大豆酿造酱油挥发性风味物质组成及协同作用的影响

2.4.1 膨化和未膨化大豆酿造酱油中风味物质种类及含量分析

感官评价结果表明,膨化预处理显著改善了酱油的风味。因此,通过气相色谱-质谱联用法分析了2种酱油样品中的挥发性风味成分。膨化和未膨化大豆酿造酱油样品的总离子流色谱图分别见图3和图4,酱油样品风味种类及总百分含量如表4所示。

图3 膨化大豆酿造酱油的总离子图
Fig.3 The total ion of soy sauce brewed from puffed soybeans

图4 未膨化大豆酿造酱油的总离子图
Fig.4 The total ion of soy sauce brewed from unpuffed soybeans

表4 酱油样品风味种类及总百分含量
Table 4 Flavor types and total percentage content of soy sauce samples

风味物质样品膨化大豆酿造酱油(90y)未膨化大豆酿造酱油(0y)种类数总含量/%种类数总含量/%酯类2127.651825.12醛类526.69733.39酚类411.44410.08酸类714.8576.19含氮杂环类化合物188.311313.74酮类114.2651.61醇类72.3842.84碳氢类91.4910.13醚类20.48ND0含硫类20.6131.38含氧杂环类化合物10.3941.47其他21.4464.06

注:ND表示未测出。

由图3和图4总离子流色谱图可知,膨化大豆酿造酱油(90y)的挥发性风味物质种类明显多于未膨化大豆酿造酱油(0y)。从表4来看,膨化大豆酿造酱油90y的总挥发性化合物种类为89种,未膨化大豆酿造酱油0y的总挥发性化合物种类为72种,90y在酯类、酮类、酚类、醚类和酸类的含量上均高于0y。

酯类是酱油果香和花香的主要来源,90y的酯类含量高达27.65%,高于0y的25.12%。研究表明,酯类含量提升可增强风味的甜润感[31]。此外,90y的酯类物质种类多于0y,可能通过协同作用形成更复杂的果香调性,其高含量可能赋予90y更柔和、甜香的风味。酮类物质常与奶油和焦糖香相关[32],其含量提升可增强风味的圆润感,其在90y中占比4.26%,是0y(1.61%)的2.6倍。90y的酸类含量为14.85%,显著高于0y的6.19%,酸类有助于鲜味和酸味的平衡,提升整体风味的醇厚度,不仅可调节pH值,还能与氨基酸协同作用产生鲜味[33-35]。这种平衡可能使90y的鲜味更为突出。相比之下,0y在醛类和环类化合物上更具优势,但醛类过量可能产生刺激性气味[36]。此外,90y的碳氢类和含硫类含量较低,这可能会减少异味风险。含硫化合物虽能赋予酱油特征香气,但过量会产生硫磺味,影响感官品质[37]。综合来看,90y在关键风味成分的平衡性上更具优势。

2.4.2 膨化对大豆酿造酱油中挥发性成分的影响分析

进一步分析了膨化和未膨化大豆酿造酱油挥发性风味物质组成。膨化大豆酿造酱油与未膨化大豆酿造酱油的挥发性成分分析如附表1(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.043158)所示。膨化大豆酿造酱油(90y)中酯类化合物的种类与相对含量高于未膨化大豆酿造酱油(0y)。2-羟基-3-苯基丙酸甲酯呈现果香,在90y中的相对含量为6.951%,较0y(3.685%)提升近88.63%,其可通过抑制脂质氧化间接稳定其他香气成分。此外,90y中独有的苯甲酸乙烯酯(0.68%)和甘氨酸乙酯(0.167%)的独特果香味,增强了酱油的清新感。值得注意的是,月桂酸甲酯和十四酸甲酯的油脂味为中性[38-39],其疏水结构可能延缓挥发性香气成分的逸散,延长整体风味的持久性。醛类化合物也是含量较高的一类化合物,为样品提供坚果香和水果香[40-41]。90y中的苯乙醛(15.095%)含量略低于0y(17.798%),但其甜味与花香味在90y中通过其他化合物的协同作用得以平衡。90y中,苯甲醛(5.776%)、3,4-二甲基苯甲醛(3.978%)的苦杏仁味与α-亚乙基-苯乙醛(1.58%)的花香味形成层次感。酮类化合物中,4-甲基-5,6-二氢吡喃-2-酮(0.231%)的水果香与焦糖香,以及异佛尔酮(0.154%)的草木香,共同构建了90y的复杂香气轮廓。研究报道膨化工艺能促进美拉德反应,从而加速醛酮类物质前体即还原糖与氨基酸的转化,增加风味多样性[42]。和0y相比,90y中含氮杂环化合物如3-乙酰基吡咯(0.158%)的果香与花香增强,以及川芎嗪(0.172%)的泥土味减弱,提升了风味的纯净度。酚类化合物中,4-乙烯基-2-甲氧基苯酚(3.354%)的烘烤味与2,4-二叔丁基苯酚(6.621%)的焦糖味较0y增强。此外,吲哚作为一种重要的原料,广泛用于医药、香料、食品添加剂等领域[43]。在90y中检测出吲哚(0.174%)为淡香味,进一步优化了感官体验,而0y未检出该成分。酸类化合物中,若酸浓度高时,呈现出刺激性的气味,浓度适中时呈现出酸味[44]。辛酸(0.405%)的酸败刺激性气味在90y中含量降低。0y中的甲硫代环氧丙烷(0.656%)呈刺激性气味,在90y中未检测到此成分,表明膨化工艺抑制了刺激性气味前体的积累。含硫化合物中,二甲硫基甲烷(0.527%)的菜香味在90y中占优,而0y中的甲基苯乙基亚砜(0.624%)的臭味在90y中被有效消除。

总而言之,与0y相比,90y中的酯类、醛酮类、酚类及含氮杂环化合物含量提高,提升了香气的层次感。90y在风味增强方面表现出较高优势,为膨化工艺在酱油酿造中的应用提供了理论依据。

3 结论和展望

与未膨化预处理的大豆酿造酱油相比,膨化大豆酿造酱油中分子质量<500 Da的肽组分占比显著提高(P<0.05),其中含谷氨酸等呈鲜氨基酸的小肽含量显著提升,说明微波膨化能促进呈鲜肽段生成,增强酱油鲜味。同时,膨化大豆酿造酱油中酯类、醛类、酚类等风味物质种类及含量显著增加,味道更丰厚,风味层次更立体,感官评价鲜味强度显著优于未膨化大豆酿造酱油,进一步说明膨化后大豆酿造酱油鲜味更强。总之,微波膨化处理可以显著改变大豆酿造酱油的呈鲜显味,提高其品质。后续将进一步从多肽与风味物质结合互作角度分析呈鲜显味机制,以及微波膨化处理对酱油品质的长期影响,为制备高品质酱油奠定理论基础。

参考文献

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Effects of microwave puffing pretreatment on quality and umami and flavor enhancement of brewed soy sauce

WANG Yansen1, LIU Xiaolan1,2*, LI Guanlong1,2, TONG Jialu1, ZHENG Xiqun3*

1(College of Food and Biological Engineering, Qiqihar University, Qiqihar 161006, China)2(Key Laboratory of Corn Deep Processing Theory and Technology of Heilongjiang Province, Qiqihar University, Qiqihar 161006, China)3(College of Food Science, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China)

ABSTRACT To explore the influence of microwave puffing pretreatment on the umami and flavor enhancement of soy sauce brewed from soybeans, liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) were used to analyze the non-volatile substances and volatile flavor substances in soy sauce brewed from soybeans with puffed and unpuffed pretreatment, respectively.LC-MS analysis revealed that compared with brewed soy sauce without puffed pretreatment, the proportion of peptide components with a molecular weight <500 Da in puffed soy sauce was significantly increased (P<0.05), among which the content of polypeptides containing fresh amino acids, such as glutamic acid, was significantly increased.The results of GC-MS indicated that compared with the brewed soy sauce without puffed pretreatment, the types and contents of flavor substances in the puffed soy sauce were significantly increased (P<0.05), especially the volatile components related to the umami and flavor enhancement.Among them, phenylacetaldehyde, benzaldehyde, 3,4-dimethylbenzaldehyde, 4-vinyl-2-methoxyphenol, 2,4-di-tert-butylphenol, and methyl 2-hydroxy-3-phenylpropionate were typical characteristic volatile flavor substances, which respectively endow soy sauce with the characteristics of nutty aroma, floral and fruity aroma, caramel aroma, and roasting aroma.The above results indicated that microwave puffing pretreatment increased the content of umami and flavor enhancing substances in soy sauce and improved its flavor characteristics.This research provides new ideas for the development of high-quality umami soy sauce and has significant application value for technological innovation in the condiment industry.

Key words microwave puffing;puffed soybean;brewed soy sauce;umami and flavor enhancement;flavor substance

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.043158

引用格式:王焱森,刘晓兰,李冠龙,等.微波膨化预处理对酿造酱油品质和呈鲜显味的影响[J].食品与发酵工业,2026,52(5):204-212.WANG Yansen, LIU Xiaolan, LI Guanlong, et al.Effects of microwave puffing pretreatment on quality and umami and flavor enhancement of brewed soy sauce[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(5):204-212.

第一作者:硕士研究生(刘晓兰教授和郑喜群教授为共同通信作者,E-mail:liuxiaolan001@126.com;zhengxiqun@126.com)

基金项目:中央引导地方科技发展专项(ZY23QY06)

收稿日期:2025-04-28,改回日期:2025-07-03