豆制调味汁的营养价值及饮食开发工艺研究

吕新河，许志诚

(1.南京旅游职业学院，南京 211100；2.扬州大学，江苏 扬州 225000)

豆制调味汁是一种在日常生活中使用范围较广且较为重要的调味品，被誉为我国古代四大食品发明之一，是人们生活中不可或缺的组成部分，也是我国最为珍贵的民族遗产之一[1-2]。最早的豆制调味汁起源于周朝时期，距今已有2000多年的历史。在我国古代的重要农工百科全书《齐民要术》中，描述过利用米曲霉制作酱料的方法和技术，并使用“豆酱清”等词汇作为此种酱料的名称。通过对历史古籍进行研究可以发现，“豆酱清”就是酱油的前身，可见豆制调味汁历史之久远。

豆制调味汁的发展过程共经历了3个阶段:豆制调味汁的发展初期到20世纪中叶，被称为豆制调味汁的自然酿造技术时期，此时的调味汁酿造技术较为原始;20世纪中叶至今,被称为传统生物技术时期，此阶段多采用固态低盐发酵法制取调味汁;随着科学技术的不断进步，当前被称为豆制调味汁的现代生物工程时期，近年来主要使用现代科技手段提升豆制调味汁的发酵速度。随着豆制调味汁酿造技术的不断发展，其内部竞争也在不断加剧[3-4]。为提升自身竞争力，大部分调味汁生产企业通过研究豆制调味汁营养价值的方式，制定更为科学的饮食开发工艺。因此，在此次研究中将进行豆制调味汁的营养价值及饮食开发工艺分析，为日后的豆制调味汁生产提供理论基础。

1 材料与仪器

此部分将主要对此次研究中使用的仪器、设备和材料进行选择，并对样本处理方法和实验室控制过程展开设定。

1.1 试验材料

液态豆制调味汁样本：日本万字牌酱油、淘大黄豆酱油、燕京老抽王、加加酱油、珍极酱油、龙菲酱油、燕京生抽、燕京铁强化酱油、燕京红烧酱油。

固态豆制调味汁样本：海天黄豆酱、巧媳妇黄豆酱、宝泉大豆大酱、东北香其酱、六必居黄酱。

此次研究中选取的酱油与黄豆酱均采用大豆作为原料酿制而成。

1.2 试剂选择

此次研究中选定的试剂：硝酸(分析纯)、重铬酸钾(分析纯)、仲丁醇(色谱纯)、异戊醇(色谱纯)、异丁醇(色谱纯)、正丁醇(色谱纯)、乳酸乙醇(色谱纯)、丙醇(色谱纯)、糠醛(色谱纯)、氢氧化钠(分析纯)、硫酸(分析纯)、异戊醛(色谱纯)、甲醇(色谱纯)、丙酮(分析纯)、无水乙醇(分析纯)、乙酸(分析纯)。将上述选定的实验试剂存放到合适的容器中，为后续的测定环节做准备。在存放的过程中，注意试剂密封效果，避免出现试剂污染。

1.3 主要仪器

本次研究中主要应用的设备型号：721E型可见分光光度计、FZ102型植物粉碎机、TU-1900双光束紫外可见分光光度计、TD数显恒温水浴机、KQ-SOOVDE双频数控超声波清洗器、SHZ-D(III)循环水式真空泵、LHS-80HC-I恒温恒湿培养箱、DHG-9123A电热恒温鼓风干燥箱、GC-2010气相色谱仪、R-205型旋转蒸发器、电子万用炉、ZDX-35B1高压消毒锅、BCM-1000超净工作台微量进样器、FJ-200高速分散均质机和旋转蒸发器。上述仪器为此次研究中需要使用的设备，将其陈列于实验室中，为后续的测定环节提供物质基础。在仪器使用前，进行高温灭菌，确保测定结果的有效性。

2 试验方案设计

2.1 氨基酸含量测定

抽取5 mL样品放入50 mL容量瓶中，注入蒸馏水定容，摇匀，放置室温中静置30 min，提取上清液备用。抽取100 μL样本溶液放于1.5 mL EP管中，注入150 μL缓冲试剂，100 mg/mL乙腈溶液100 μL，混合均匀，放置于恒温水浴锅中避光处理60 min，设定水浴温度为85 ℃。在此部分处理完成后，加入15%(V/V)乙酸50 μL，将溶液的pH值调节为中性，注入蒸馏水，定容为1.00 mL，混合均匀，提取上清液待用。

对色谱柱进行调试，流动相A为乙腈溶液，流动相B为乙酸溶液，加入0.15%三乙胺；设定柱温为40 ℃，检测波长为350 nm，流动相流量为0.5 mL/min，进样量为15 μL，洗脱程序见表1。

表1 梯度洗脱程序Table 1 The gradient elution procedures

在此测定中，采用20种氨基酸作为测定对照组，具体样本见表2。

表2 氨基酸样本Table 2 The amino acid samples

分别称取适量的氨基酸标准品，在10 mL的容量瓶中添加0.1 mol/L HCl定容，得到浓度为500 mg/L的混合标准液。而后，将氨基酸混合标准液分别稀释为不同浓度的溶液，使用衍生方法进行测定。抽取5 mL的样本放入3个容量瓶中，分别注入5%的三氯乙酸和0.1 mol/L HCl，与蒸馏水定容至50 mL。混合均匀，室温静置30 min，提取上清液，进行色谱分析。

2.2 异黄酮含量测定

在此环节中，选定TU-1900型双光束紫外可见分光光度计作为主要处理仪器，使用此仪器对样本进行波长扫描，确定异黄酮最大吸收值。使用电子天平称取5.00 g样本，放入干净的容量瓶中，加入乙醚对样本进行脱脂与褪色。静置挥发后，加入100 mL 80%乙醇进行超声处理。此环节结束后进行温度为80 ℃、时长为3 h的热回流处理[5]，使用滤纸过滤处理后的溶液，收集乙醇提取液，进行减压处理使其干燥，加入0.01 mol/L NaOH溶解定容到200 mL，制成样本溶液。吸取1.00 mL定容液到30 mL容量瓶中，用双光束紫外可见分光光度计进行吸光度测试。

在此成分的研究中，将异黄酮得率的计算过程设定为：

(1)

式中：A表示样本中的异黄酮总量，mg/g；B表示测定试剂中的异黄酮浓度，μg/mL；mi表示样本中的重量，g。

2.3 蛋白质与其他营养素消化率测定

在此部分测定中，将以胃蛋白酶-胰蛋白酶两步消化法[6]作为测定蓝本，并针对此次研究目的做出相应的修改。将样本溶液与蛋白质等营养物质结合后，注入10%三氯乙酸进行处理，使用凯氏定氮法[7-8]测定蛋白质的含量。消化过程中的氮释放量可采用下式计算：

(2)

式中：E表示消化率；Na表示样本中的不溶性氮含量；Nb表示消化过程中的不溶性氮含量；Nall表示蛋白样本中的氮元素总含量。

在上述处理结束后，使用扫描电镜对样本的微观结构进行观察，得到样本的微观结构观测结果。

2.4 营养素回收测定

在此次研究中对大量的营养物质进行测定分析，在测定完成后，对营养素的回收情况进行分析，以此保证测定结果的精度符合研究需求。

2.5 豆制调味汁开发工艺测定

将样本与水的混合比例设定为1∶2、1∶4和1∶6，混合均匀后备用。选取10名评分人员，依据感官指标评分标准对样本进行评价，具体分值设定为1～3分，获取评分结果。同时，将测定温度设定为80 ℃与100 ℃，并在30 min和10 min 2个条件下对样本溶液进行处理，选取加工温度、时间和配料比例作为单因素分析结果，完成营养成分正交试验分析过程。

在此环节中使用的沉淀率公式设定如下：

(3)

式中：U表示沉淀率；j0表示处理前总质量；j1表示沉淀后质量。

2.6 数据处理

此次研究中，将使用SPSS Statistics[9]作为数据分析软件。同时，使用平均值±标准差(mean±SEM)的形式对数据进行分析，并应用Origin 8.5软件[10]绘制数据分析图像。

3 结果与分析

3.1 氨基酸含量测定分析

将样本划分为液态与固态两部分，由表3可知，豆制调味汁中氨基酸的种类较为丰富。文献研究结果表明，构成人体蛋白质必需的氨基酸共有8种。其中，赖氨酸在此8种氨基酸中占首要位置。由数据分析可知，两种样本中均含有此8种必需氨基酸，且含有大量的赖氨酸成分，豆制调味汁是人体必需氨基酸的主要来源之一。目前，由于饮食结构的优化，人们对于谷物的摄入量不断增加，但谷物中的赖氨酸成分较为匮乏，易造成人体的损伤，因此可以使用豆制调味汁弥补谷物中缺乏的赖氨酸成分。综合上述数据可知，在日常生活中,豆制调味汁是补充人体氨基酸的重要途径之一，通过食用调味汁的形式，满足人体所需氨基酸的平衡，从而达到饮食结构的均衡性。

表3 不同来源样本氨基酸含量Table 3 The amino acid content of samples from different sources

3.2 异黄酮含量测定结果分析

近年来，大豆异黄酮成为豆制调味汁营养成分研究的热点。其作为一种雌激素，具有提升更年期妇女免疫力、抗氧化、降血脂的作用。由图1可知，在270 nm处具有吸收峰值，由此可以判定样本的最大吸收波长为270 nm。分析样本大豆异黄酮含量可以看出，豆制调味汁中含有的大豆异黄酮成分较高。对固态调味汁与液态调味汁的异黄酮含量进行分析，具体数据见表4。

图1 异黄酮含量测定结果Fig.1 The determination results of isoflavone content

表4 样本大豆异黄酮含量Table 4 The content of soybean isoflavone in samples

由表4可知，固体样本中含有的大豆异黄酮含量高于液体样本中含有的大豆异黄酮含量，这主要是因为大豆异黄酮主要集中分布在大豆的子叶和胚轴中。在液体样本的制备过程中，将具有膳食纤维的大豆外皮脱去，起到了将大豆异黄酮浓缩的作用。

3.3 蛋白质与其他营养素消化率测定结果分析

由图2可知，随着消化时间的增加，两种豆制调味汁的氮释放量逐步增加，特别是在胃部消化阶段的前30 min，两种样本的消化情况呈线性增长。当反应时间达到120 min时，两种样本的氮释放量分别达到了70.5%与67.8%。在进入胰蛋白酶消化阶段后，两种样本的氮释放量呈现出小幅度增长的情况。在消化反应结束后，两种样本的最终氮释放量分别为75.9%和71.2%。对上述数据进行综合分析可以发现，由于豆制调味汁的酿造过程较为复杂并将大豆原有的内部结构打破，使其与消化液的接触面积增加，提升了反应的速度，加速了豆制调味汁与蛋白酶的水解消化速度。由此可以初步判定，豆制调味汁中富含的大豆蛋白可得到良好的吸收。同时，使用微观结果验证上述结论的正确性，具体图像见图3。

图2 豆制调味汁蛋白体外消化率Fig.2 The in vitro digestibility of soy sauce protein

(a)液态样本微观结构

(b)固态样本微观结构

由图3可知，固态样本呈干瘪状，部分结构破裂表面具有相应的空隙。液态样本颗粒大于固态样本，颗粒同样呈现出干瘪状，但表面较为光滑。从营养学的角度进行分析可知，原料颗粒的尺寸与消化道吸收之间存在着一定的关联性，颗粒大小与消化道的接触面积具有重要的联系。将大豆酿造成豆制调味汁可有效提升消化道对原料营养成分的消化率，在一定程度上提升原料的可利用度。

3.4 营养素回收率测定结果分析

由表5可知，依据各营养素在样本中的含量，在此部分测定中各营养素的回收率均达到相关要求。说明在此次研究中得到的营养素测定结果准确可靠，测定结果具有较高的可信度。

表5 营养素回收率测定结果Table 5 The determination results of nutrient recovery rate

3.5 豆制调味汁开发工艺测定结果分析

由表6可知，对豆制调味汁营养物质挥发程度的影响因素排序为B>C>A。在豆制调味汁饮食加工过程中，加工温度对其营养物质挥发的影响最大，其次为加工时间，最后是调味汁水溶比。对上述数据进行分析可以看出，加工温度提升时，样本的营养挥发性得到提升；加工温度下降时，样本的营养挥发性随之下降。对加工时间进行对比也可以看出，随着时间的不断增加，调味汁的营养物质含量不断下降，调味汁水溶比对营养物质的挥发并未起到决定性作用。综合考虑上述3个因素对豆制调味汁的影响，确定加工温度80 ℃、加工时间10 min、豆制调味汁水溶比1∶4为最佳饮食加工工艺。

表6 豆制调味汁开发工艺正交试验结果Table 6 The results of orthogonal test for the development technology of soy sauce

4 结论

此次研究以豆制调味汁作为研究对象，对其营养价值进行分析发现，豆制调味汁富含多种人体必需氨基酸且异黄酮含量较高。与此同时，将大豆制成豆制调味汁可有效提升大豆中蛋白质与其他营养物质的消化率。多轮测定结果表明，豆制调味汁具有较高的营养价值，对人体健康具有一定的帮助。使用正交试验的形式确定加工温度80 ℃、加工时间10 min、豆制调味汁水溶比1∶4为最佳饮食加工工艺，希望根据此研究结果为豆制调味汁制作工艺的发展提供理论基础。