引言
酱油是一种在全球广泛使用的调味品,由小麦和大豆经微生物发酵制成,具有独特的风味特征。尽管各国的生产工艺不尽相同,但酱油发酵过程普遍包含两个阶段:制曲(koji)和醪(moromi)发酵(Feng et al., 2015)。传统酱油(TSS)发酵工艺的特点是使用竹编簸箕进行薄层制曲,并使用陶缸(100–500 kg)进行醪发酵(≥ 6个月),这在提高生产效率的同时牺牲了风味,从而获得了风味浓郁的产品。随着工业的进步,机械化程度和规模稳步提升。现代酱油(MSS)工艺采用旋转式自动制曲设备(直径约10–25 m)和60–200吨的大型发酵罐进行发酵,这大大提高了效率和质量的稳定性,并形成了标准化的风味特征,在行业中日益普及。然而,许多酱油生产商仍坚持采用传统发酵工艺,因为人们普遍认为TSS的风味比MSS更丰富、更优越。然而,这两种市售酱油之间的确切差异仍不明确。
近年来,研究人员对传统酱油进行了一些研究,并在表1中总结了14项相关研究。研究沿着两个主要途径进行:区域和时间动态研究(7项研究)以及TSS-MSS比较分析(7项研究)。具体而言,不同区域的研究主要集中在韩国酱油上(样本数量分别为5、17、36),结果表明颜色、蛋白酶活性、总多酚含量、氨基酸态氮和抗氧化能力受地区影响很大(Byeon et al., 2023; Lee, Jeong, Yim, & Yu, 2015; Park et al., 2015)。同时,考察不同发酵时长的研究主要调查了一或两种中国TSS工艺在发酵过程中代谢流和微生物群落的动态变化(Deng, Liang, Chi, & Sun, 2022; Sun, 2022; Zhu et al., 2022)。
第二类(TSS和MSS的比较研究)主要研究了韩国、日本和中国的酱油。其中,关于韩国酱油的研究通常采用较大的样本量(多为8–22个样本)来比较理化性质(Choi, Chung, Choi, Kim, & Cho, 2013; Jeonghee, 2022; Kim, Park, Hong, & Dong, 2017)。中国和日本关于TSS和MSS的研究通常比较感官特征和挥发性风味轮廓,然而,它们采用的样本量较小(通常为每个类别3–5个样本)(Zhou, 2020; Wang et al., 2022; Wang et al., 2024; Xie, Zhou, Chen, & Xu, 2024)。基于这些比较研究,观察到了相似的感官结果:TSS和MSS的风味存在显著差异,TSS表现出更强烈的坚果香和烘焙香气。然而,关于挥发性化合物的组成,这些研究仅在醇类(MSS中更丰富)、呋喃(酮)和吡嗪类(TSS中更丰富)方面显示出相似的结果,而其他类别的分布趋势则不一致。例如,Xie等人(2024)指出,中国MSS中醛类和酮类的平均含量较高,而Wang, Xie, Feng, Huang, and Zhao (2024)则显示出了相反的结果,即这些类别在TSS中更为丰富。
目前比较研究结论的不一致性可能归因于样本量不足、地理覆盖面不足和原料差异所导致的代表性局限。此外,大多数研究仅采用了顶空固相微萃取(SPME)和相对定量,这可能会导致忽略低挥发性化合物,并且由于缺乏绝对浓度数据而阻碍了对它们香气贡献的准确评估。此外,验证实验很少,这使得很难真正确认这些差异化合物对整体香气的贡献。因此,有必要进一步扩大样本量,覆盖更广泛的生产地区,进行系统性的定量和验证研究。
因此,本研究对不同品牌和地区的31个市售酱油样本(包括21个传统酱油(TSS)和10个现代酱油(MSS))进行了感官评价、理化和代谢组学分析,以系统揭示TSS与MSS之间香气差异的分子基础。此外,通过结合定量分析、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)和补充验证实验,明确了影响TSS和MSS香气的主要差异代谢物,从而为酱油风味调控奠定了理论基础。