木桶发酵酱油挥发性风味物质
研究及体外降压活性分析
01 实验设计与目的
酱油在中国历史的长河中流长久远，由于中国人民生活习惯大相径庭，在酿造酱油所使用的原料及加工工艺上也都大不相同，甚至因为地域不同也能在产品的品质方面感受到差异。天然发酵酱油中各种化合物超300种，而其中挥发性香气成分占比90%左右，对酱油风味贡献之大。
“延边大学”利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用仪以及电子鼻分析酱油中挥发性风味物质，比较不同发酵容器发酵酱油在功能性方面的差异，旨在生产具有良好香气和口感的优质酱油、或功能性酱油提供参考数据。
02 实验设备与测定
■ 德国AIRSENSE电子鼻PEN 3作为行业推荐仪器在调味料风味检测中的应用优势
1、快速高效，实时检测
无需复杂前处理，可直接对挥发性风味物质进行快速分析（通常仅需几分钟），大幅提升检测效率，适合生产线上的实时质量控制。
2、高灵敏度与广谱性
传感器阵列可检测多种挥发性有机化合物（VOCs），覆盖醛类、酮类、醇类、硫化物等调味料关键风味成分（如酱油的酱香、香辛料的辛辣成分）。对微量成分（如ppb级）敏感，能区分不同工艺或储存条件导致的细微风味差异。
3、客观化与数字化分析
避免人工感官评价的主观性，通过PCA（主成分分析）、LDA（线性判别分析）等算法将风味转化为可视化数据，实现标准化评价。可建立风味指纹图谱，用于调味料品牌鉴别或配方优化。
4、区分复杂风味混合物
调味料多为多组分混合物（如复合香辛料、发酵酱类），电子鼻可通过多传感器协同响应，解析复杂风味轮廓，区分不同产地、等级或掺假产品。
5、非破坏性检测
无需研磨或化学提取，保持样品完整性，适合珍贵或小批量调味料的分析。
6、低成本与易操作性
相比大型仪器，维护成本低，操作简单，适合企业或研究机构常规使用。
03 实验结果与探讨
■ 实验检测样品
木桶发酵酱油由好记食品酿造股份有限公司提供（代号S1，白松木桶发酵）。
其余5种均购于延吉市百货大楼超市（代号分别为S2、S3、S4、S5、S6，玻璃纤维发酵罐）。
■ 酱油嗅觉成分的分析
6组供试酱油的PCA分析结果见图1。在相关性矩阵模式下，第1主成分区分贡献率为96.724%。除S2与S6外，其余4组均可被电子鼻显著区分。这说明试样之间具有各自的特性，使得酱油试样具有各自不同的香气特色，并且电子鼻可根据这些酱油试样之间的不同香气特点将其区分开来。通过Loadings分析PCA在相关性矩阵模式图中6号传感器W1S对第1主成分区分贡献率最大，8号传感器W2W对第2主成分区分贡献率最大。由图1可知，6组样品在PC轴的距离很近，差异不大，而在PC轴上的距离较远，在PC轴上距离由远及近依次是S5、S3、S6、S2、S4、S1。说明样品的主要嗅觉成分差异体现在第1主成分上。
由电子鼻采集6组酱油115s时10个传感器的电阻比值如表4所示，可以看出不同酱油10个传感器的电阻比值不一致。6组酱油试样的2，6，7和8号传感器G/G0值相对其他传感器电阻比值高，说明6组酱油中挥发物中含氮氧化合物、甲基类化合物、无机硫化物、醇醛酮类化合物相比其他化合物含量较高。分析表明，醇类及甲基类化合物是鉴别酱油品质的重要物质。
■ 结论与探讨
不同发酵容器的得到的酱油试样之间具有各自香气特色，电子鼻可根据这些酱油试样之间的不同香气特点将其区分开来。另外在体外降血压的研究中，6组供试酱油对ACE酶都有一定抑制作用，但在测定浓度范围内，木桶发酵酱油S1对ACE的抑制效果显著高于其他5组，ICso值为10.23mg/mL。
总之，PEN 3电子鼻为调味料行业提供了一种高效、客观的风味分析工具，尤其在快速筛查和大规模样本分析中优势突出。
■ 典型应用场景
质量控制：监测批次一致性，识别变质或异常风味。
工艺优化：对比不同发酵时间、温度对风味的影响。
产品开发：评估新配方与传统配方的风味差异。
真伪鉴别：识别掺假或劣质调味料（如假八角、勾兑酱油）。
文章来源
《木桶发酵酱油挥发性风味物质研究及体外降压活性分析》
延边大学农学院
■ 北京盈盛恒泰
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