胡航偉,段秋虹,劉凌霄,張金寶,朱玲,常騰騰,劉云國(guó)
(1.鄭州科技學(xué)院 食品科學(xué)與工程學(xué)院,鄭州 450064; 2.臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,山東 臨沂 276000;3.豆黃金食品有限公司,山東 臨沂 273400; 4.臨沂大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,山東 臨沂 276000)
大豆(Glycinemax(L.) Merr.)是世界上重要的經(jīng)濟(jì)作物之一,由于其優(yōu)良的產(chǎn)量和豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),已被加工成許多不同種類(lèi)的豆制品[1-2]。在諸多豆制品加工實(shí)踐中,微生物發(fā)酵是一種簡(jiǎn)單且廉價(jià)的技術(shù),可以顯著改善大豆的營(yíng)養(yǎng)、質(zhì)地和風(fēng)味,從而使其成為在全世界范圍內(nèi)流行的消費(fèi)食品和調(diào)味品。傳統(tǒng)發(fā)酵豆制品由于其獨(dú)特的風(fēng)味和改善健康的益處,已成為人們飲食結(jié)構(gòu)中的重要組成部分[3]。在發(fā)酵過(guò)程中,大豆中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過(guò)微生物分泌的酶類(lèi)自然催化而發(fā)生一系列生化反應(yīng),并伴隨著諸多具有功能性和生物活性物質(zhì)的產(chǎn)生,如生物活性肽、不飽和脂肪酸、游離大豆異黃酮等,使發(fā)酵豆制品在營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味和健康方面的優(yōu)勢(shì)更明顯[4-5]。
隨著消費(fèi)者的理念向安全、營(yíng)養(yǎng)和健康飲食方面轉(zhuǎn)變,傳統(tǒng)發(fā)酵豆制品仍以其獨(dú)特的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)功能滿(mǎn)足了消費(fèi)群體日益多樣化的飲食需求。本文系統(tǒng)地總結(jié)了揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析的基本思路及相關(guān)技術(shù),重點(diǎn)歸納了4種很受歡迎的傳統(tǒng)發(fā)酵豆制品豆豉、大醬、腐乳和醬油的揮發(fā)性風(fēng)味成分研究狀況,旨在為傳統(tǒng)發(fā)酵豆制品的品質(zhì)提升、技術(shù)創(chuàng)新提供新的思路。
食品中香氣物質(zhì)的相對(duì)分子量較小,揮發(fā)性較強(qiáng),而且它們具有成分復(fù)雜、含量極少、穩(wěn)定性差等特點(diǎn)。因此,選擇一種合適的提取方法來(lái)獲取樣品中的有效香氣成分十分必要。以下幾種提取方法已被廣泛用于從食品樣品基質(zhì)中提取和濃縮揮發(fā)性化合物,包括無(wú)溶劑萃取技術(shù)和溶劑萃取技術(shù)。前者主要是固相微提取、頂空進(jìn)樣、攪拌棒吸附萃取等;后者包括液-液萃取、溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)和同時(shí)蒸餾萃取等[6]。
頂空分析主要包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)頂空分析,通常用于分析無(wú)溶劑樣品的香氣成分。其中,頂空-固相微萃取(headspace solid-phase microextraction,HS-SPME)是靜態(tài)頂空最流行的一種技術(shù),它被廣泛用于從非揮發(fā)性食品基質(zhì)中快速提取和濃縮揮發(fā)物。SPME過(guò)程主要包括兩個(gè)步驟:揮發(fā)物從樣品基質(zhì)中“逃逸”并吸附到外部涂有固定相的熔融SiO2纖維中;將吸附物轉(zhuǎn)移到氣相色譜(gas chromatography,GC)系統(tǒng)中。動(dòng)態(tài)頂空進(jìn)樣(dynamic headspace sampling,DHS)首先使載氣通過(guò)液體樣品,然后在吸附劑上捕獲揮發(fā)性分析物,并在GC上發(fā)生解吸[7]。與HS-SPME技術(shù)相比,DHS特別適合測(cè)定各種濃度的揮發(fā)性化合物,它具有靈活的采樣條件,如平衡溫度、吹掃時(shí)間等。SPME是目前食品揮發(fā)性風(fēng)味分析中最常用的提取技術(shù)之一,在較低溫度下(通常在40~60 ℃之間),樣品中的揮發(fā)性分析物便被直接吸附到纖維涂層中。SPME技術(shù)可與GC、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)等結(jié)合使用,具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、樣品量小、可捕獲多種香氣化合物的突出優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是需要溫度嚴(yán)格、依靠極性來(lái)提取化合物等,污染成分的存在也會(huì)對(duì)儀器產(chǎn)生一定的負(fù)面影響,因此只能用于提取揮發(fā)性成分[8]。
HS-SPME技術(shù)關(guān)注于樣品表面熱孵育處于氣態(tài)的化合物,并使用吸附劑保證它們被吸附富集。隨著提取技術(shù)的創(chuàng)新,可將吸附劑直接放置在液態(tài)食品樣品中,例如攪拌棒吸附萃取(stir bar sorption extraction,SBSE),其能夠在攪拌過(guò)程中將特定的化合物吸附在涂層上,現(xiàn)已成功應(yīng)用于食品風(fēng)味分析的前處理中。相比SPME,SBSE展現(xiàn)出吸附能力強(qiáng)、萃取容量高、固定相體積大、無(wú)需外加攪拌子、可避免競(jìng)爭(zhēng)性吸附、自身攪拌的同時(shí)便實(shí)現(xiàn)萃取和富集等顯著優(yōu)勢(shì)[9-10]。
1999年,Engel等[11]報(bào)道一種揮發(fā)物提取的新方法,稱(chēng)作溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)(solvent-assisted flavor evaporation,SAFE)。在此方法中,由于高真空(10-2~10-3Pa)蒸發(fā)和極低溫(-196 ℃)冷阱裝置,實(shí)現(xiàn)了揮發(fā)物的蒸發(fā)、提取和冷凝過(guò)程在較低溫度(<50 ℃)下進(jìn)行。SAFE技術(shù)是一種很好的揮發(fā)性萃取技術(shù),它能夠從復(fù)雜的基質(zhì)中成功分離揮發(fā)性化合物,即使是高沸點(diǎn)的物質(zhì),也能夠達(dá)到較高的回收率。此方法既可避免色素、油脂等成分混入餾出液中,又能夠減少氧化或水解產(chǎn)物的生成,也不會(huì)對(duì)基質(zhì)中的其他成分(如氨基酸、有機(jī)酸和酚酸)產(chǎn)生任何副作用,所收集的萃取物香氣自然、純正,適用于新鮮水果、蔬菜等香氣成分的分析[12]。
溶劑萃取是指通過(guò)攪拌、混合或離心,將風(fēng)味化合物從食品基質(zhì)中轉(zhuǎn)移到有機(jī)溶劑或超臨界流體中,以分離和富集風(fēng)味成分,包括液-液微萃取(liquid-liquid microextraction,LLME)、超臨界流體萃取(supercritical fluid extraction,SFE)等。其中,同時(shí)蒸餾萃取(simultaneous distillation extraction,SDE)與傳統(tǒng)的液-液萃取、水蒸氣蒸餾萃取不同,能夠?qū)]發(fā)物的濃縮與分離相結(jié)合。該技術(shù)的重復(fù)性好、萃取量高,是一種有效的前處理方式。當(dāng)前,SDE技術(shù)在食品分析、香精香料、藥物化學(xué)、發(fā)酵制品等方面的應(yīng)用廣泛[13]。SFE是一種替代傳統(tǒng)萃取技術(shù)的新手段,它具有萃取效率高、選擇性好、無(wú)溶劑殘留、溶劑密度可調(diào)等顯著優(yōu)勢(shì)[14]。由于其特性類(lèi)似于氣體,超臨界流體比液體具有更好的滲透和溶劑能力,進(jìn)而在待萃取物料中快速擴(kuò)散。其選擇性和溶劑溶解能力可以很容易地通過(guò)溫度或壓力的細(xì)微變化來(lái)控制[15]。最后,通過(guò)釋放壓力,超臨界流體返回到氣態(tài)并蒸發(fā),留下無(wú)溶劑的提取物[16]。因此,通過(guò)SFE獲得樣品中的芳香提取物是可行的。
MS與GC耦合可以追溯到1959年,該技術(shù)很快在各個(gè)學(xué)科分支中流行,包括食物分析。GC-MS的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于使用70 eV的電離能,現(xiàn)在幾乎所有設(shè)備都使用[17]。從而,化合物的裂解以相同的方式發(fā)生,這使得能夠創(chuàng)建包含多種化合物裂解模式信息的數(shù)據(jù)庫(kù),如NIST文庫(kù)[18]??紤]到分析的每個(gè)階段都應(yīng)該減少可能引起結(jié)論有用信息的損失,因此,在改進(jìn)GC-MS方法時(shí),著重關(guān)注以下方面:選擇合適的色譜柱(一維GC-MS)或一對(duì)色譜柱(二維GC×GC-MS)、合適的溫度程序、適合樣品引入的進(jìn)樣器和MS類(lèi)型(四級(jí)桿、飛行時(shí)間、離子阱和串聯(lián)形式)。其中,飛行時(shí)間-質(zhì)譜技術(shù)(time of flight-mass spectrometry,TOF-MS)是自20世紀(jì)90年代以來(lái)應(yīng)用最廣泛的質(zhì)譜技術(shù)之一。首先,帶電離子在電場(chǎng)中通過(guò)一定的距離獲得固定的動(dòng)能,然后不同的離子以相同的動(dòng)能移動(dòng)一定的距離。由于離子的質(zhì)荷比不同,它們會(huì)顯示出不同的漂移時(shí)間,以達(dá)到分離效果的目的。TOF-MS的優(yōu)勢(shì)尤其明顯,分辨率高、靈敏度高、檢測(cè)范圍寬,可以在每個(gè)采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)以更高的采集頻率來(lái)收集完整的質(zhì)譜信息[19]。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品揮發(fā)物分析中的基本流程[20]見(jiàn)圖1。
圖1 氣相色譜-質(zhì)譜分析食品中揮發(fā)性和非揮發(fā)性物質(zhì)流程圖Fig.1 Flow chart of volatile and non-volatile substances in food analyzed by GC-MS
氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜(gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry,GC-O-MS)由GC-O和GC-MS兩個(gè)工作單元組成,并將二者的特性組合為一個(gè)集成儀器,成為研究食品中香氣成分的強(qiáng)有力工具[21]。需要注意的是,通常質(zhì)譜儀在真空條件下工作,而嗅覺(jué)檢測(cè)器則是在常壓下工作,因此,兩個(gè)部件的保留時(shí)間可能存在差異(一般質(zhì)譜儀較短)。GC-O測(cè)定以人鼻作為檢測(cè)器,對(duì)檢測(cè)潛在的香氣化合物具有很高的靈敏度[22-23]。目前,GC-O-MS應(yīng)用于食品工業(yè)的兩大主流趨勢(shì):一是快速分析香氣化合物,二是鑒定關(guān)鍵香氣活性物質(zhì)。常用的檢測(cè)方法可以檢測(cè)揮發(fā)物的濃度和類(lèi)型,但大多數(shù)食品中只有有限數(shù)量的香氣活性成分可以促進(jìn)整體的香氣表達(dá),進(jìn)而引入了感官評(píng)價(jià)[24]。
離子遷移譜法(ion mobility spectrometry,IMS)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù),能夠檢測(cè)不同基質(zhì)中揮發(fā)性和半揮發(fā)性微量有機(jī)化合物。在常壓條件下,就能夠根據(jù)離子在中性緩沖氣體中的遷移率來(lái)表現(xiàn)出快速響應(yīng)和高靈敏度。IMS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括電離源和漂移管,其中,漂移管是IMS系統(tǒng)的核心部分,由電離區(qū)和分離區(qū)組成[25]。樣品首先被加熱和汽化,通過(guò)載氣轉(zhuǎn)移到電離區(qū)。接著,樣品分子和載氣分子被離子源電離,在分離區(qū)形成具有不同漂移時(shí)間的各種產(chǎn)物離子。隨之在電場(chǎng)的作用下離子發(fā)生移動(dòng),因漂移物具有不同的遷移率,它們?cè)诓煌臅r(shí)間被檢測(cè)到,這將提供分析物類(lèi)型和含量的有關(guān)信息[26]。GC-IMS兼?zhèn)銰C的高分離能力和IMS的快速響應(yīng)能力,是一種新興的氣相分離和檢測(cè)技術(shù),已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,其中,在食品新鮮度、產(chǎn)地溯源、摻偽檢測(cè)、加工制作過(guò)程中品質(zhì)評(píng)價(jià)等方面取得很好的實(shí)踐效果[27-32]。
醬油在中國(guó)已有3 000多年的歷史,作為一種傳統(tǒng)的發(fā)酵調(diào)味品,其味道會(huì)直接影響醬油的質(zhì)量和消費(fèi)者的偏好。醬油中已鑒定出近300種芳香化合物,如苯乙醛、2,3-二乙基吡嗪、2-苯乙醇、糠醇、丁二醇[33]。其中,發(fā)酵階段的微生物菌群代謝活動(dòng)是醬油特征風(fēng)味物質(zhì)形成的重要時(shí)期。作為有機(jī)氮來(lái)源,酵母提取物中的氨基酸可被細(xì)菌直接利用,是影響生物量形成的主要成分,同樣,微生物對(duì)氨基酸的利用具有一定的選擇性。Zhou等[34]采用HS-SPME-GC-MS技術(shù)研究添加不同氨基酸的酵母提取物對(duì)醬油香氣品質(zhì)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,酵母提取物加入組形成更明顯的麥芽味、更高的花香和果香識(shí)別度。值得注意的是,4-乙基苯酚含量增加了43.26%,酯類(lèi)含量增加了42.83%。猴頭菇是一種具有許多健康益處的可食用蘑菇,可被用于醬油制作來(lái)改善其品質(zhì)。Zhao等[35]比較了添加和不添加猴頭菇在醬油釀造過(guò)程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化的情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn),添加猴頭菇的醬油樣品中酯類(lèi)和醇類(lèi)物質(zhì)的含量明顯增加,而酮類(lèi)、醛類(lèi)、吡嗪類(lèi)物質(zhì)的含量有所降低,這為通過(guò)改變?cè)铣煞謥?lái)調(diào)節(jié)醬油的品質(zhì)提供了新的思路。小麥?zhǔn)轻u油釀造過(guò)程中廣泛使用的原料之一,但它缺乏某些生物活性物質(zhì)。萌發(fā)處理是一種廣泛應(yīng)用于提高種子營(yíng)養(yǎng)特性的方法。Shi等[36]比較發(fā)芽和未發(fā)芽處理小麥對(duì)醬油釀造風(fēng)味特征的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),小麥萌發(fā)組酯類(lèi)、醇類(lèi)和酮類(lèi)物質(zhì)的含量增加,特別是添加小麥萌發(fā)24 h的原料,可以在提高醬油中生物活性物質(zhì)含量的同時(shí),進(jìn)一步增強(qiáng)其風(fēng)味。
腐乳也稱(chēng)作發(fā)酵豆腐、發(fā)霉豆腐、東方奶酪等,是一種典型的傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵豆制品,其不僅有著濃郁的風(fēng)味和柔軟的奶酪狀等感官屬性,也含有一些促進(jìn)健康和降低抗?fàn)I養(yǎng)因子的生物活性成分[37-38]。腐乳的制作主要包括豆腐生產(chǎn)、初步發(fā)酵、酸洗和后發(fā)酵[39-40],這個(gè)過(guò)程通常需要至少2~3個(gè)月才能達(dá)到理想的味道。根據(jù)使用發(fā)酵劑種類(lèi)的不同,腐乳可分為霉菌發(fā)酵型(Mucorwutongqiao,Actinomucorelegans或Mucorrouxianus)、細(xì)菌發(fā)酵型(Micrococcus或Bacillus)和酶促發(fā)酵型3類(lèi)[41]。由于其獨(dú)特的風(fēng)味和豐富的營(yíng)養(yǎng),已成為餐桌上廣受消費(fèi)者歡迎的調(diào)味品。盡管它可以直接食用,但通常被用作調(diào)味料來(lái)改善其他食物的味道[42]。Chen等[43]研究添加不同發(fā)酵劑對(duì)腐乳制作過(guò)程中微生物菌群、理化性質(zhì)和揮發(fā)性風(fēng)味化合物的動(dòng)態(tài)變化影響。結(jié)果表明,對(duì)照組(Rhizopusoligosporus)樣品中醇類(lèi)、醛類(lèi)和酯類(lèi)是主要的揮發(fā)性風(fēng)味化合物,而MSC-B、MSC-A混菌發(fā)酵處理分別以醛類(lèi)、醇類(lèi)化合物為主。在預(yù)發(fā)酵階段,不同的發(fā)酵劑會(huì)產(chǎn)生不同的優(yōu)勢(shì)風(fēng)味化合物。比較不同發(fā)酵劑的揮發(fā)性風(fēng)味特性,將為開(kāi)發(fā)新的混合發(fā)酵劑提供重要的理論參考。Li等[44]研究茶陵紅腐乳在后發(fā)酵不同時(shí)期微生物菌群和風(fēng)味成分的變化。結(jié)果表明,在后發(fā)酵過(guò)程中形成了苯乙醛、芳樟醇、2-戊基呋喃等一系列揮發(fā)性化合物。并首次發(fā)現(xiàn)茶陵紅腐乳中呈奶油乳香味的壬酸與紅酵母菌屬(Rhodotorula)呈強(qiáng)正相關(guān)。陳卓等[45]采用HS-SPME-GC-MS技術(shù)檢測(cè)紅腐乳后發(fā)酵過(guò)程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),共鑒定出50種化合物,其中,以酯類(lèi)和醇類(lèi)物質(zhì)為主。結(jié)合氣味活度值,確定15種揮發(fā)性風(fēng)味成分對(duì)紅腐乳香氣的貢獻(xiàn)程度高。Wang等[46]研究了王致和紅腐乳樣品在發(fā)酵過(guò)程中揮發(fā)性風(fēng)味圖譜的動(dòng)態(tài)變化,并比較4種典型商業(yè)紅腐乳的揮發(fā)性化合物組成,進(jìn)一步確定了商業(yè)紅腐乳的關(guān)鍵呈香物質(zhì)。結(jié)果表明,酚類(lèi)和醇類(lèi)在模塑階段和鹽漬階段占優(yōu)勢(shì),而酯類(lèi)和醇類(lèi)在后發(fā)酵階段積累更多。這些發(fā)現(xiàn)將為傳統(tǒng)發(fā)酵豆制品風(fēng)味形成機(jī)理的深入解析提供新的見(jiàn)解。后續(xù),還需要進(jìn)一步研究來(lái)揭示基于產(chǎn)品數(shù)量和微生物生長(zhǎng)參數(shù)的核心微生物與風(fēng)味成分之間的實(shí)時(shí)相關(guān)性。
豆豉是東亞和東南亞的傳統(tǒng)發(fā)酵食品之一,通??煞譃榍剐?Aspergillus-type)、細(xì)菌型(Bacterial-type)、毛霉型(Mucor-type)、根霉型(Rhizopus-type)四大類(lèi)。豆豉的主要原料是大豆或黑豆,它的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富,富含脂肪酸、酯類(lèi)和氨基酸,如亞油酸乙酯[47]。微生物在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的蛋白酶和淀粉酶可以有效分解大豆中蛋白質(zhì)和淀粉,產(chǎn)生新的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和調(diào)味劑。豆豉不僅是一道菜肴,而且可用于烹飪過(guò)程,在人們的日常生活中起著重要的作用。值得注意的是,毛霉型豆豉含有更多的酸類(lèi)、醇類(lèi)、醛類(lèi)和酯類(lèi)物質(zhì),而曲霉型豆豉含有更多的吡嗪類(lèi)和酚類(lèi)物質(zhì)[48]。永川豆豉具有獨(dú)特的風(fēng)味,是毛霉型豆豉的代表,其香氣強(qiáng)烈而持久,呈深褐色,質(zhì)地柔和,深受廣大消費(fèi)者的青睞[49]。Wang等[50]采用GC-O和GC-MS技術(shù)對(duì)永川豆豉的關(guān)鍵香氣化合物進(jìn)行了表征,共鑒定出49種芳香化合物,進(jìn)一步通過(guò)香氣提取稀釋分析和定量分析手段篩選出20種高風(fēng)味稀釋因子和氣味活性值大于1的芳香化合物。其中,2,3-丁二酮(黃油、奶酪味)、二甲基三硫化物(類(lèi)似大蒜味)、乙酸(辛辣味)、乙酰吡嗪(類(lèi)似爆米花味)、3-甲基戊酸(汗味)、4-甲基戊酸(汗味)、2-甲基苯酚(煙熏味)、麥芽糖(焦糖味)、γ-壬內(nèi)酯(椰子味)、丁香酚(木質(zhì)味)和苯乙酸(花木味)對(duì)風(fēng)味整體的貢獻(xiàn)程度更高。索化夷等[51]采用HS-SPME-GC-MS技術(shù)對(duì)不同發(fā)酵階段永川豆豉香氣成分進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)酯類(lèi)和烯類(lèi)化合物數(shù)量增加明顯,以乙酸乙酯、苯甲酸乙酯、3-辛酮、苯乙醇、苯甲醛等揮發(fā)性物質(zhì)為主。瀏陽(yáng)豆豉是典型的曲霉型豆豉,起源于中國(guó)的漢代,歷史悠久。其工藝主要包括真菌固態(tài)發(fā)酵,然后是清洗和成熟。Chen等[52]采用HS-GC-IMS和HS-SPME-GC-MS技術(shù),研究了瀏陽(yáng)豆豉發(fā)酵過(guò)程中揮發(fā)性有機(jī)化合物的變化,共鑒定出115種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),大部分是在渥堆過(guò)程中積累的。有趣的是,大多數(shù)醇類(lèi)和酸類(lèi)物質(zhì)隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而減少,而酯類(lèi)、酮類(lèi)、吡嗪類(lèi)和酚類(lèi)在渥堆過(guò)程中增加?;诨瘜W(xué)計(jì)量學(xué)分析,初步確定己醇、己醛、丙酸作為發(fā)酵前的特征標(biāo)記物產(chǎn)生豆腥味和青草味;1-辛烯-3-醇和3-辛酮作為豆豉發(fā)酵3~9 d的特征標(biāo)記物呈蘑菇味;而酯類(lèi)和吡嗪類(lèi),特別是乙酸乙酯和2,6-二甲基吡嗪賦予成熟豆豉濃郁的水果味、堅(jiān)果味和可可香。文鶴等[53]通過(guò)HS-SPME-GC-MS技術(shù)探究快速工藝制作下曲霉型豆豉不同發(fā)酵階段揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的演替規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn),后發(fā)酵階段的揮發(fā)性香氣成分含量和種類(lèi)明顯增加,這與微生物菌群的代謝活動(dòng)密切相關(guān),這將為縮短傳統(tǒng)發(fā)酵時(shí)間和調(diào)控豆豉品質(zhì)提供新的思路。
大醬(Dajiang)呈玫瑰色,黏度適中,新鮮醇厚,在我國(guó)東北地區(qū)作為一種傳統(tǒng)的天然發(fā)酵豆醬廣受歡迎。大醬主要由大豆、面粉、食鹽和水在適宜的溫度和濕度條件下通過(guò)混合自發(fā)發(fā)酵而生成,同時(shí)保證發(fā)酵過(guò)程在不導(dǎo)致其變質(zhì)的情況下進(jìn)行[54]。通常,它被用作調(diào)味品,具有抗氧化、降膽固醇、抗癌和降血壓作用[55]。大醬的傳統(tǒng)發(fā)酵過(guò)程可分為制曲和制醬2個(gè)階段,獲得的大醬中含有大量的細(xì)菌和真菌。這種復(fù)雜的微生物菌群通過(guò)多種生化反應(yīng),導(dǎo)致初級(jí)代謝產(chǎn)物(有機(jī)酸和氨基酸)和次級(jí)代謝產(chǎn)物(生育酚、異黃酮和皂苷)的產(chǎn)生,而發(fā)酵過(guò)程的厭氧和高溫條件有利于細(xì)菌的快速繁殖,微生物菌群的動(dòng)態(tài)變化對(duì)大醬的品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響,并賦予了大醬獨(dú)特的風(fēng)味。但由于原料類(lèi)型、發(fā)酵條件和加工工藝等不同,產(chǎn)品的風(fēng)味差異很大[56-57]。An等[58]采用高通量測(cè)序、HS-SPME-GC-MS和氨基酸組分分析,解析了中國(guó)東北大醬的微生物菌群和代謝物譜的時(shí)間依賴(lài)性變化關(guān)系,確定了10種對(duì)大醬風(fēng)味貢獻(xiàn)程度高的揮發(fā)性化合物。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)乳酸菌屬(Lactobacillus)和四聯(lián)球菌屬(Tetragenococcus)是影響色度和揮發(fā)性風(fēng)味的核心屬。Ling等[59]研究不同貯藏年份大醬的微生物多樣性和揮發(fā)性有機(jī)化合物之間的差異,結(jié)果發(fā)現(xiàn),厚壁菌門(mén)和放線菌門(mén)在門(mén)水平上占主導(dǎo)地位,共鑒定出51種揮發(fā)性化合物,大部分香氣物質(zhì)存在于早期貯藏階段。大多數(shù)酯類(lèi)和醇類(lèi)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而減少,而酸類(lèi)和吡嗪類(lèi)在貯藏后期明顯積累,這有助于更好地揭示大醬中微生物菌群和揮發(fā)性有機(jī)化合物的形成機(jī)理。大醬的規(guī)?;I(yè)生產(chǎn)依賴(lài)于單一的純種發(fā)酵菌株,與傳統(tǒng)工藝相比,縮短了生產(chǎn)周期,提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性,但明顯降低了味道、風(fēng)味和適口性[60]。Zhang等[61]為了闡明商業(yè)大醬(CSP)和傳統(tǒng)大醬(TSP)的風(fēng)味差異,對(duì)收集的49份樣品(13個(gè)CSP,36個(gè)TSP)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。采用電子鼻、氣相色譜-質(zhì)譜結(jié)合香氣提取稀釋分析對(duì)CSP和TSP樣品的香氣活性化合物進(jìn)行挖掘,在搜集的CSP、TSP樣品中分別有23,19種風(fēng)味物質(zhì)被確定為關(guān)鍵香氣化合物。其中,酸類(lèi)和酯類(lèi)對(duì)傳統(tǒng)大醬的整體香氣貢獻(xiàn)程度更大,而醇類(lèi)、醛類(lèi)、萜烯類(lèi)和含硫化合物在商業(yè)大醬的風(fēng)味中起著至關(guān)重要的作用,這將有助于全面了解傳統(tǒng)和商業(yè)大醬中的關(guān)鍵香氣化合物,并為改善工業(yè)產(chǎn)品的風(fēng)味提供一定的幫助。
近年來(lái),發(fā)酵豆制品因其更好的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、廣泛的生物活性(抗氧化、降血壓、抗腫瘤等)、獨(dú)特的風(fēng)味和質(zhì)地而成為科學(xué)研究者和消費(fèi)者關(guān)注的熱點(diǎn)。食品風(fēng)味科學(xué)中提取、分離、檢測(cè)和鑒定等先進(jìn)技術(shù)可以確定數(shù)百種復(fù)雜的揮發(fā)性有機(jī)化合物和香氣活性物質(zhì),使我們對(duì)各種傳統(tǒng)發(fā)酵豆制品的香氣組成有了深入和全面的了解。然而,每種傳統(tǒng)發(fā)酵豆制品都有其獨(dú)特的香氣和味道,并受到發(fā)酵過(guò)程中不同的工藝步驟、原料、發(fā)酵劑類(lèi)型和發(fā)酵技術(shù)等因素的影響。
為了進(jìn)一步提升發(fā)酵豆制品的品質(zhì),未來(lái)可以圍繞以下3個(gè)方面展開(kāi)深層次的研究:首先,努力開(kāi)發(fā)多元化發(fā)酵豆制品,綜合利用大豆和豆類(lèi)加工副產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和功能成分。其次,深入研究發(fā)酵過(guò)程中功能生物活性成分的變化也將成為未來(lái)的新趨勢(shì)。最后,為了生產(chǎn)高質(zhì)量、安全的傳統(tǒng)特色發(fā)酵豆制品,還有待改進(jìn)發(fā)酵工藝和參數(shù),尋找適合工業(yè)化發(fā)酵的優(yōu)良菌株,并明確其發(fā)酵機(jī)制。