豆制調味汁的營養價值及飲食開發工藝研究

呂新河，許志誠

(1.南京旅游職業學院，南京 211100；2.揚州大學，江蘇 揚州 225000)

豆制調味汁是一種在日常生活中使用范圍較廣且較為重要的調味品，被譽為我國古代四大食品發明之一，是人們生活中不可或缺的組成部分，也是我國最為珍貴的民族遺產之一[1-2]。最早的豆制調味汁起源于周朝時期，距今已有2000多年的歷史。在我國古代的重要農工百科全書《齊民要術》中，描述過利用米曲霉制作醬料的方法和技術，并使用“豆醬清”等詞匯作為此種醬料的名稱。通過對歷史古籍進行研究可以發現，“豆醬清”就是醬油的前身，可見豆制調味汁歷史之久遠。

豆制調味汁的發展過程共經歷了3個階段:豆制調味汁的發展初期到20世紀中葉，被稱為豆制調味汁的自然釀造技術時期，此時的調味汁釀造技術較為原始;20世紀中葉至今,被稱為傳統生物技術時期，此階段多采用固態低鹽發酵法制取調味汁;隨著科學技術的不斷進步，當前被稱為豆制調味汁的現代生物工程時期，近年來主要使用現代科技手段提升豆制調味汁的發酵速度。隨著豆制調味汁釀造技術的不斷發展，其內部競爭也在不斷加劇[3-4]。為提升自身競爭力，大部分調味汁生產企業通過研究豆制調味汁營養價值的方式，制定更為科學的飲食開發工藝。因此，在此次研究中將進行豆制調味汁的營養價值及飲食開發工藝分析，為日后的豆制調味汁生產提供理論基礎。

1 材料與儀器

此部分將主要對此次研究中使用的儀器、設備和材料進行選擇，并對樣本處理方法和實驗室控制過程展開設定。

1.1 試驗材料

液態豆制調味汁樣本：日本萬字牌醬油、淘大黃豆醬油、燕京老抽王、加加醬油、珍極醬油、龍菲醬油、燕京生抽、燕京鐵強化醬油、燕京紅燒醬油。

固態豆制調味汁樣本：海天黃豆醬、巧媳婦黃豆醬、寶泉大豆大醬、東北香其醬、六必居黃醬。

此次研究中選取的醬油與黃豆醬均采用大豆作為原料釀制而成。

1.2 試劑選擇

此次研究中選定的試劑：硝酸(分析純)、重鉻酸鉀(分析純)、仲丁醇(色譜純)、異戊醇(色譜純)、異丁醇(色譜純)、正丁醇(色譜純)、乳酸乙醇(色譜純)、丙醇(色譜純)、糠醛(色譜純)、氫氧化鈉(分析純)、硫酸(分析純)、異戊醛(色譜純)、甲醇(色譜純)、丙酮(分析純)、無水乙醇(分析純)、乙酸(分析純)。將上述選定的實驗試劑存放到合適的容器中，為后續的測定環節做準備。在存放的過程中，注意試劑密封效果，避免出現試劑污染。

1.3 主要儀器

本次研究中主要應用的設備型號：721E型可見分光光度計、FZ102型植物粉碎機、TU-1900雙光束紫外可見分光光度計、TD數顯恒溫水浴機、KQ-SOOVDE雙頻數控超聲波清洗器、SHZ-D(III)循環水式真空泵、LHS-80HC-I恒溫恒濕培養箱、DHG-9123A電熱恒溫鼓風干燥箱、GC-2010氣相色譜儀、R-205型旋轉蒸發器、電子萬用爐、ZDX-35B1高壓消毒鍋、BCM-1000超凈工作臺微量進樣器、FJ-200高速分散均質機和旋轉蒸發器。上述儀器為此次研究中需要使用的設備，將其陳列于實驗室中，為后續的測定環節提供物質基礎。在儀器使用前，進行高溫滅菌，確保測定結果的有效性。

2 試驗方案設計

2.1 氨基酸含量測定

抽取5 mL樣品放入50 mL容量瓶中，注入蒸餾水定容，搖勻，放置室溫中靜置30 min，提取上清液備用。抽取100 μL樣本溶液放于1.5 mL EP管中，注入150 μL緩沖試劑，100 mg/mL乙腈溶液100 μL，混合均勻，放置于恒溫水浴鍋中避光處理60 min，設定水浴溫度為85 ℃。在此部分處理完成后，加入15%(V/V)乙酸50 μL，將溶液的pH值調節為中性，注入蒸餾水，定容為1.00 mL，混合均勻，提取上清液待用。

對色譜柱進行調試，流動相A為乙腈溶液，流動相B為乙酸溶液，加入0.15%三乙胺；設定柱溫為40 ℃，檢測波長為350 nm，流動相流量為0.5 mL/min，進樣量為15 μL，洗脫程序見表1。

表1 梯度洗脫程序Table 1 The gradient elution procedures

在此測定中，采用20種氨基酸作為測定對照組，具體樣本見表2。

表2 氨基酸樣本Table 2 The amino acid samples

分別稱取適量的氨基酸標準品，在10 mL的容量瓶中添加0.1 mol/L HCl定容，得到濃度為500 mg/L的混合標準液。而后，將氨基酸混合標準液分別稀釋為不同濃度的溶液，使用衍生方法進行測定。抽取5 mL的樣本放入3個容量瓶中，分別注入5%的三氯乙酸和0.1 mol/L HCl，與蒸餾水定容至50 mL?；旌暇鶆?，室溫靜置30 min，提取上清液，進行色譜分析。

2.2 異黃酮含量測定

在此環節中，選定TU-1900型雙光束紫外可見分光光度計作為主要處理儀器，使用此儀器對樣本進行波長掃描，確定異黃酮最大吸收值。使用電子天平稱取5.00 g樣本，放入干凈的容量瓶中，加入乙醚對樣本進行脫脂與褪色。靜置揮發后，加入100 mL 80%乙醇進行超聲處理。此環節結束后進行溫度為80 ℃、時長為3 h的熱回流處理[5]，使用濾紙過濾處理后的溶液，收集乙醇提取液，進行減壓處理使其干燥，加入0.01 mol/L NaOH溶解定容到200 mL，制成樣本溶液。吸取1.00 mL定容液到30 mL容量瓶中，用雙光束紫外可見分光光度計進行吸光度測試。

在此成分的研究中，將異黃酮得率的計算過程設定為：

(1)

式中：A表示樣本中的異黃酮總量，mg/g；B表示測定試劑中的異黃酮濃度，μg/mL；mi表示樣本中的重量，g。

2.3 蛋白質與其他營養素消化率測定

在此部分測定中，將以胃蛋白酶-胰蛋白酶兩步消化法[6]作為測定藍本，并針對此次研究目的做出相應的修改。將樣本溶液與蛋白質等營養物質結合后，注入10%三氯乙酸進行處理，使用凱氏定氮法[7-8]測定蛋白質的含量。消化過程中的氮釋放量可采用下式計算：

(2)

式中：E表示消化率；Na表示樣本中的不溶性氮含量；Nb表示消化過程中的不溶性氮含量；Nall表示蛋白樣本中的氮元素總含量。

在上述處理結束后，使用掃描電鏡對樣本的微觀結構進行觀察，得到樣本的微觀結構觀測結果。

2.4 營養素回收測定

在此次研究中對大量的營養物質進行測定分析，在測定完成后，對營養素的回收情況進行分析，以此保證測定結果的精度符合研究需求。

2.5 豆制調味汁開發工藝測定

將樣本與水的混合比例設定為1∶2、1∶4和1∶6，混合均勻后備用。選取10名評分人員，依據感官指標評分標準對樣本進行評價，具體分值設定為1～3分，獲取評分結果。同時，將測定溫度設定為80 ℃與100 ℃，并在30 min和10 min 2個條件下對樣本溶液進行處理，選取加工溫度、時間和配料比例作為單因素分析結果，完成營養成分正交試驗分析過程。

在此環節中使用的沉淀率公式設定如下：

(3)

式中：U表示沉淀率；j0表示處理前總質量；j1表示沉淀后質量。

2.6 數據處理

此次研究中，將使用SPSS Statistics[9]作為數據分析軟件。同時，使用平均值±標準差(mean±SEM)的形式對數據進行分析，并應用Origin 8.5軟件[10]繪制數據分析圖像。

3 結果與分析

3.1 氨基酸含量測定分析

將樣本劃分為液態與固態兩部分，由表3可知，豆制調味汁中氨基酸的種類較為豐富。文獻研究結果表明，構成人體蛋白質必需的氨基酸共有8種。其中，賴氨酸在此8種氨基酸中占首要位置。由數據分析可知，兩種樣本中均含有此8種必需氨基酸，且含有大量的賴氨酸成分，豆制調味汁是人體必需氨基酸的主要來源之一。目前，由于飲食結構的優化，人們對于谷物的攝入量不斷增加，但谷物中的賴氨酸成分較為匱乏，易造成人體的損傷，因此可以使用豆制調味汁彌補谷物中缺乏的賴氨酸成分。綜合上述數據可知，在日常生活中,豆制調味汁是補充人體氨基酸的重要途徑之一，通過食用調味汁的形式，滿足人體所需氨基酸的平衡，從而達到飲食結構的均衡性。

表3 不同來源樣本氨基酸含量Table 3 The amino acid content of samples from different sources

3.2 異黃酮含量測定結果分析

近年來，大豆異黃酮成為豆制調味汁營養成分研究的熱點。其作為一種雌激素，具有提升更年期婦女免疫力、抗氧化、降血脂的作用。由圖1可知，在270 nm處具有吸收峰值，由此可以判定樣本的最大吸收波長為270 nm。分析樣本大豆異黃酮含量可以看出，豆制調味汁中含有的大豆異黃酮成分較高。對固態調味汁與液態調味汁的異黃酮含量進行分析，具體數據見表4。

圖1 異黃酮含量測定結果Fig.1 The determination results of isoflavone content

表4 樣本大豆異黃酮含量Table 4 The content of soybean isoflavone in samples

由表4可知，固體樣本中含有的大豆異黃酮含量高于液體樣本中含有的大豆異黃酮含量，這主要是因為大豆異黃酮主要集中分布在大豆的子葉和胚軸中。在液體樣本的制備過程中，將具有膳食纖維的大豆外皮脫去，起到了將大豆異黃酮濃縮的作用。

3.3 蛋白質與其他營養素消化率測定結果分析

由圖2可知，隨著消化時間的增加，兩種豆制調味汁的氮釋放量逐步增加，特別是在胃部消化階段的前30 min，兩種樣本的消化情況呈線性增長。當反應時間達到120 min時，兩種樣本的氮釋放量分別達到了70.5%與67.8%。在進入胰蛋白酶消化階段后，兩種樣本的氮釋放量呈現出小幅度增長的情況。在消化反應結束后，兩種樣本的最終氮釋放量分別為75.9%和71.2%。對上述數據進行綜合分析可以發現，由于豆制調味汁的釀造過程較為復雜并將大豆原有的內部結構打破，使其與消化液的接觸面積增加，提升了反應的速度，加速了豆制調味汁與蛋白酶的水解消化速度。由此可以初步判定，豆制調味汁中富含的大豆蛋白可得到良好的吸收。同時，使用微觀結果驗證上述結論的正確性，具體圖像見圖3。

圖2 豆制調味汁蛋白體外消化率Fig.2 The in vitro digestibility of soy sauce protein

(a)液態樣本微觀結構

(b)固態樣本微觀結構

由圖3可知，固態樣本呈干癟狀，部分結構破裂表面具有相應的空隙。液態樣本顆粒大于固態樣本，顆粒同樣呈現出干癟狀，但表面較為光滑。從營養學的角度進行分析可知，原料顆粒的尺寸與消化道吸收之間存在著一定的關聯性，顆粒大小與消化道的接觸面積具有重要的聯系。將大豆釀造成豆制調味汁可有效提升消化道對原料營養成分的消化率，在一定程度上提升原料的可利用度。

3.4 營養素回收率測定結果分析

由表5可知，依據各營養素在樣本中的含量，在此部分測定中各營養素的回收率均達到相關要求。說明在此次研究中得到的營養素測定結果準確可靠，測定結果具有較高的可信度。

表5 營養素回收率測定結果Table 5 The determination results of nutrient recovery rate

3.5 豆制調味汁開發工藝測定結果分析

由表6可知，對豆制調味汁營養物質揮發程度的影響因素排序為B>C>A。在豆制調味汁飲食加工過程中，加工溫度對其營養物質揮發的影響最大，其次為加工時間，最后是調味汁水溶比。對上述數據進行分析可以看出，加工溫度提升時，樣本的營養揮發性得到提升；加工溫度下降時，樣本的營養揮發性隨之下降。對加工時間進行對比也可以看出，隨著時間的不斷增加，調味汁的營養物質含量不斷下降，調味汁水溶比對營養物質的揮發并未起到決定性作用。綜合考慮上述3個因素對豆制調味汁的影響，確定加工溫度80 ℃、加工時間10 min、豆制調味汁水溶比1∶4為最佳飲食加工工藝。

表6 豆制調味汁開發工藝正交試驗結果Table 6 The results of orthogonal test for the development technology of soy sauce

4 結論

此次研究以豆制調味汁作為研究對象，對其營養價值進行分析發現，豆制調味汁富含多種人體必需氨基酸且異黃酮含量較高。與此同時，將大豆制成豆制調味汁可有效提升大豆中蛋白質與其他營養物質的消化率。多輪測定結果表明，豆制調味汁具有較高的營養價值，對人體健康具有一定的幫助。使用正交試驗的形式確定加工溫度80 ℃、加工時間10 min、豆制調味汁水溶比1∶4為最佳飲食加工工藝，希望根據此研究結果為豆制調味汁制作工藝的發展提供理論基礎。