《食品科学》：广东省农业科学院唐道邦研究员等：乳酸菌接种发酵对牛肉黄豆复合酱品质的影响

豆酱是我国传统的发酵调味品，以其独特的色、香、味受到人们的喜爱。近年来，为了合理利用食品资源，提高豆酱产品品质，研究者们以不同原料与大豆混合发酵开发了具有不同风味的复合型豆酱。

复合型豆酱的制备参照了传统豆酱的制作方法，包括原料预处理、制曲、后发酵3个阶段。在制曲和后发酵过程中，微生物对蛋白质和脂肪等物质的代谢过程是豆酱产品滋味、风味物质以及品质形成的关键。因此常通过人工接种菌种的方式来改善豆酱产品的品质。乳酸菌是发酵食品中常见的一种益生菌，已被证实具有提升食品风味，改善食品品质的作用，在发酵蔬菜、豆制品和肉制品中具有很大的应用潜力。牛肉黄豆酱是一种以牛肉和黄豆为主要原料混合发酵而来的复合型豆酱，推测

Lp

Pp

可能在改善牛肉黄豆复合酱的品质中同样具有良好作用。

广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所的邹金浩、沈虹妘、唐道邦*等以自然发酵为对照（CK），在牛肉黄豆复合酱的后发酵阶段分别接种Lp、Pp以及乳酸菌复配菌（

Lp-Pp

，体积比1∶1），探究不同乳酸菌接种发酵对牛肉黄豆复合酱pH值、总酸、氨基酸态氮、还原糖、游离氨基酸和挥发性风味物质的影响，并通过相对气味活性值（ROAV）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）进一步分析样品中关键差异性风味物质的变化，旨在为高品质豆酱产品的开发提供理论依据。

1 乳酸菌接种发酵对牛肉黄豆酱色泽的影响

颜色是消费者感受食品品质最直观的属性，黄豆酱的色泽一般要求呈黄/红褐色，且有光泽。从表1可以看出，不同接种发酵方式对牛肉黄豆酱色泽的影响显著（

P

＜0.05）。

L

a

b

*值分别表示样品的亮度、红度、黄度。相比于CK组，接种Pp发酵显著提升了牛肉黄豆酱的L*值和WH值，分别为52.1、47.26，且其

a

*值最小，仅为7.76。接种Lp发酵显著提升了牛肉黄豆酱的

a

*值和

b

*值，分别为10.18、22.98，且

Lp-Pp

组的

b

*值显著高于CK组（

P

＜0.05）。这些结果表明，接种植物乳杆菌和戊糖片球菌发酵有望改善牛肉黄豆酱的色泽。

2 乳酸菌接种发酵对牛肉黄豆酱理化性质的影响

发酵调味酱中pH值、总酸、氨基酸态氮和还原糖含量等理化性质是反映其品质的重要指标。从表2可以看出，不同牛肉黄豆酱发酵属于酸性发酵，成品酱的pH值在4.24～4.84之间。乳酸菌接种发酵对发酵牛肉黄豆酱pH值的影响显著（

P

＜0.05），其中

Lp-Pp

组的pH值最低，为4.24，这说明乳酸菌接种发酵降低了成品牛肉黄豆酱的pH值，与马艳莉等的研究结果一致。乳酸菌能够发酵糖类并产生乳酸，从而影响产品中的pH值和总酸含量。

Pp

组和

Lp-Pp

组的总酸含量较高，分别为50.73 mg/g和65.25 mg/g，而

Lp

组的总酸含量仅为42.69 mg/g，显著低于CK组（

P

＜0.05），这可能是由于植物乳杆菌在发酵过程中的产酸能力较戊糖片球菌弱，而未接种乳酸菌发酵样品中也可能存在可以产生有机酸的微生物。

氨基酸态氮和还原糖含量分别反映了豆酱中微生物对发酵基料中蛋白质和碳水化合物的分解代谢情况[6]。GB/T 24399—2009《黄豆酱》中规定，黄豆酱的氨基酸态氮含量需不低于0.50 g/100 g。从表2可以看出，不同发酵牛肉黄豆酱的氨基酸态氮含量在1.49～1.70 g/100 g，均符合国标规定。相比于CK组，接种乳酸菌发酵组的氨基酸态氮含量均较低，其中Lp-Pp组的氨基酸态氮含量最低，为1.49 g/100 g，这可能是由于pH值的下降影响了发酵时中性蛋白酶的活性，导致蛋白质分解作用减弱。以往对米曲霉酶系的研究表明，酱油成曲中的主要酶是中性蛋白酶。接种乳酸菌发酵降低了牛肉黄豆酱的氨基酸态氮含量，这说明在后发酵阶段，乳酸菌的繁殖可能抑制了米曲霉生长，使发酵体系里中性蛋白酶活力降低。此外，接种乳酸菌发酵提高了牛肉黄豆酱中的还原糖含量，其中Lp-Pp组的还原糖含量显著高于其他组（

P

＜0.05），说明乳酸菌接种发酵促进了糖化酶对发酵体系中碳水化合物的分解。

3 乳酸菌接种发酵对牛肉黄豆酱游离氨基酸组成的影响

游离氨基酸组成是影响高蛋白发酵食品营养和滋味的关键指标。从表3可以看出，不同牛肉黄豆酱中共检测出29种游离氨基酸，包括7种必需氨基酸和22种非必需氨基酸。相比于传统发酵豆酱（4.51～9.48 mg/g），不同牛肉黄豆酱的总游离氨基酸含量（60.57～67.88 mg/g）增加了数倍，这可能是由于牛肉的添加以及接种的不同发酵剂。接种乳酸菌发酵明显降低了牛肉黄豆酱中多种蛋白氨基酸（如天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、赖氨酸、亮氨酸等）的含量（

P

＜0.05），这与氨基酸态氮反映的结果一致，说明乳酸菌可能抑制发酵体系中蛋白质的降解。此外，由于氨基酸是风味物质形成的前体物质，乳酸菌接种发酵组中多种蛋白氨基酸含量降低的原因可能还与乳酸菌对氨基酸的消耗有关。如史梅莓等研究表明，不同乳酸菌发酵泡白菜中游离氨基酸总量均随发酵时间延长而呈下降趋势，其中尤其是植物乳杆菌组消耗氨基酸更多。尽管如此，乳酸菌接种发酵似乎改善了牛肉黄豆酱中游离氨基酸的组成。相比于CK组，接种

Lp-Pp

发酵显著增加了牛肉黄豆酱中的苏氨酸、丝氨酸、精氨酸、牛磺酸、

-氨基异丁酸、氨基己二酸、

-丙氨酸含量（

P

＜0.05）。

Pp

组的

-氨基丁酸显著高于其他组（

P

＜0.05）。此外，

Lp-Pp

组的牛肉黄豆酱的必需氨基酸比例显著大于其他组（

P

＜0.05），说明乳酸菌复合接种发酵有望提高牛肉黄豆酱的营养价值。

4 乳酸菌接种发酵对牛肉黄豆酱呈味氨基酸及其TAV的影响

呈味氨基酸是发酵豆酱中最主要的滋味物质。参照魏依兰等的方法将牛肉黄豆酱各呈味氨基酸分为甜鲜味、鲜酸味、苦甜味、苦味和咸味氨基酸5 类。从图1A可以看出，不同牛肉黄豆酱中含量较高的为鲜酸味氨基酸，其次是苦味氨基酸。其中，接种乳酸菌发酵组的牛肉黄豆酱中鲜酸味氨基酸、苦甜味氨基酸、苦味氨基酸含量均显著低于CK组（

P

＜0.05），

Lp-Pp

组的甜鲜味氨基酸含量显著高于其他组（

P

＜0.05），说明乳酸菌接种发酵促进了牛肉黄豆酱中甜鲜味氨基酸的形成。从图1B可以看出，

Lp-Pp

组的甜鲜味氨基酸占比、苦甜味氨基酸占比以及苦味氨基酸占比显著高于CK组（

P

＜0.05），

Lp

组的鲜酸味氨基酸占比显著高于CK组，说明乳酸菌接种发酵有望改善牛肉黄豆酱中呈味氨基酸的组成。

TAV反映了呈味氨基酸对发酵酱滋味的贡献度，TAV越高，则对滋味的贡献越大。从图2可以看出，不同牛肉黄豆酱中共有14种氨基酸的TAV＞1，其中天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、赖氨酸、缬氨酸、组氨酸的TAV＞5，可以认为这6种游离氨基酸为牛肉黄豆酱中关键的滋味物质。相比于CK组，接种乳酸菌发酵组降低了这6种呈味氨基酸的TAV，说明乳酸菌接种发酵对牛肉黄豆酱的滋味具有较大影响。此外，接种

Lp-Pp

发酵使牛肉黄豆酱中丝氨酸和精氨酸的TAV由小于1升高至大于1，可能也会对牛肉黄豆酱的滋味造成一定影响。

5 乳酸菌接种发酵对牛肉黄豆酱挥发性风味物质的影响

5.1牛肉黄豆酱中挥发性风味物质种类和相对含量分析

挥发性风味物质的组成及含量是决定发酵食品风味的重要物质基础。从图3A可以看出，不同牛肉黄豆酱中共检测出59种挥发性风味物质，其中酯类的种类最多，为21种，其次是醇类，为9种，此外，还检测出3种酮类、7种酸类、6种醛类、3种烷烯烃类、4种芳香烃类、4种杂环类以及2种酚类挥发性风味物质。Wang Shuo等研究表明，日本传统发酵豆酱的酯类和醇类种类较多，与本研究结果一致，说明牛肉黄豆酱同样具有浓郁的酯香和醇香。此外，不同牛肉黄豆酱共同检测出的挥发性风味物质有19种，其中包括2种酸类（壬酸、3-甲基丁酸）、3种醛类（苯乙醛、苯甲醛、异戊醛）、4种醇类（麦芽醇、1-辛烯-3-醇、2-甲基丁醇、苯乙醇）、5种酯类（苯乙酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、棕榈酸乙酯）、2种烷烃（十三烷、十二烷）以及甲苯、2-正戊基呋喃和愈创木酚。

过相对挥发性化合物含量（RVC）表示挥发性风味物质的相对含量，其中图3中颜色越趋于红色表示值越高，反之越趋于蓝色则表示值越低，可以发现接种乳酸菌发酵使牛肉黄豆酱的挥发性风味物质组成及相对含量都发生了变化，具体表现为：1）

Lp-Pp

组含有最多种（16种）的酯类物质，且乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸异戊酯的相对含量明显高于其他组，说明接种

Lp-Pp

发酵促进了牛肉黄豆酱中酯类物质的形成，对牛肉黄豆酱的风味提升具有一定的作用。2）醇类物质中，1-辛烯-3-醇被认为是豆基发酵食品中主要的挥发性风味物质。接种乳酸菌发酵使牛肉黄豆酱中新增了3-甲硫基丙醇、异辛醇、糠醇此醇类物质，且接种

Lp-Pp

发酵提高了牛肉黄豆酱中1-辛烯-3-醇、麦芽醇的相对含量，这说明接种乳酸菌发酵对牛肉黄豆酱中醇类物质的形成也具有积极作用。3）醛类物质中，苯乙醛、苯甲醛是传统发酵豆酱中常见的风味物质。

Lp

Pp

发酵组中苯甲醛的相对含量明显低于CK组，而

Lp-Pp

组的苯甲醛和苯乙醛含量明显高于CK组，这说明

Lp

Pp

可能存在协同作用，混合接种发酵可以促进牛肉黄豆酱中醛类物质的形成。此外，异戊醛和3-甲硫基丙醛在各组牛肉黄豆酱中的相对含量比较也有类似情况，同样证实了这种协同作用的存在。4）除酯类、醇类和醛类外，牛肉黄豆酱中的酮类、烷烯烃类、芳香烃类、酚类和其他6种挥发性风味物质也发生了不同的变化。值得注意是，接种乳酸菌发酵后2-丁酮未检测到，

Lp

组中苯乙烯的相对含量明显提高以及

Lp

Lp-Pp

组中新增了邻二甲苯、对二甲苯2种芳香烃。

5.2挥发性风味物质的OAV及ROAV分析

为了能更清晰地分析乳酸菌接种发酵对牛肉黄豆酱整体风味的影响，通过OAV反映各挥发性风味物质对牛肉黄豆酱风味的贡献程度。由图3B可知，4个牛肉黄豆酱样品中共有45种挥发性风味物质的OAV＞1，说明这45种物质对牛肉黄豆酱风味起到了主要贡献。1-辛烯-3-醇具有蘑菇的特征香气，是食用菌中典型的特征挥发性风味物质。此外，1-辛烯-3-醇也广泛存在于各类发酵豆基调味品和牛肉制品中，在本研究中1-辛烯-3-醇的OAV最高，因此可被认为是牛肉黄豆酱中典型的特征挥发性风味物质。

为了更客观地评价各挥发性风味物质对样品风味的贡献，以1-辛烯-3-醇为参比，计算其他风味物质的ROAV，若ROAV＞1，则认为该物质为样品中关键的香气成分，ROAV＞1的挥发性风味物质如表4所示。不同牛肉黄豆酱中共筛选出21种关键的挥发性风味物质，其中各样品共有且ROAV＞1的有10种，分别为1-辛烯-3-醇、2-甲基丁醇、苯乙醇、3-甲基丁酸、苯乙醛、苯甲醛、异戊醛、辛酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯和愈创木酚。接种乳酸菌发酵使牛肉黄豆酱中关键挥发性风味物质的ROAV发生了改变，从而导致样品的风味变化，主要表现有：1）相比于CK组，

Lp-Pp

组中醇类物质（苯乙醇、2-甲基丁醇）和酸类物质（3-甲基丁酸、2-甲基丁酸）的ROAV降低，酯类物质（辛酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸仲丁酯、2-甲基丁基乙酸酯、丁酸乙酯）的ROAV增加，说明接种Lp-Pp发酵可能促进了醇类和酸类进一步反应得到酯类物质。一般C 1 ～C1 0 的酯类具有果香味，而长链酯类具有更多油脂的味道。3个乳酸菌接种组中丁酸乙酯（苹果、黄油、奶酪香）的ROAV较高，说明接种乳酸菌发酵促进了牛肉黄豆酱果香风味的发展。2）醛类物质一般具有坚果香、果香，其阈值较低，对豆酱整体香气贡献较大。相比于CK组，接种乳酸菌发酵使得苯乙醛（青香、玫瑰、花香）的ROAV增加，说明乳酸菌接种发酵提升了醛类物质对样品的风味贡献，从而丰富了样品的香味。验证这一观点的结果还包括Pp组中糖醛（面包香、焦糖香）的ROAV最高达60.96，

Lp-Pp

组中苯甲醛（杏仁香气、果香）、异戊醛（苹果果香）、3-甲硫基丙醛（洋葱、肉类香气）的ROAV明显高于CK组。3）接种乳酸菌发酵还使样品中苯乙酮（木香、紫罗兰香）、苯乙烯（香油味）、邻二甲苯（类似甲苯的气味）、愈创木酚（辛辣味、烟熏味）的ROAV发生了变化，其中

Pp

Lp-Pp

组中愈创木酚的ROAV明显比CK组低，说明接种

Pp

Lp-Pp

发酵减弱了样品中的辛辣味和烟熏味。

6 基于OPLS-DA的不同牛肉黄豆酱关键挥发性风味物质分析

为进一步区分乳酸菌接种发酵带来的牛肉黄豆酱关键挥发性风味物质差异，基于2.5.2节得到的10种关键挥发性风味物质的含量进行OPLS-DA，结果如图4所示。模型中自变量拟合指数为0.988，因变量拟合指数为0.928，模型预测指数（

Q

2 ）为0.792，

R

2 和

Q

2 均大于0.5，表示模型拟合结果良好。从图4A可以看出，经过200 次置换检验，

Q

2 回归线与纵轴的相交点小于零，说明模型不存在过拟合，模型验证有效，因此认为这10种挥发性化合物对可用于对样品的区分。从图4B可以看出，

Lp

组与CK组距离较近，说明它们的风味特征相近。而

Lp-Pp

组、

Pp

组、CK组3 组之间的相互距离较远，说明了乳酸菌接种发酵改变了牛肉黄豆酱的风味特征，且接种

Lp-Pp

与接种

Pp

发酵的效果不同。结合载荷图（图4C）和热图（图4D）来看，辛酸乙酯、异戊醛、苯甲醛、苯乙醛与

Lp-Pp

组的距离较近，且在

Lp-Pp

组中的含量高于其他组，是其代表性香气物质。结合这些物质的香气特征来看，接种植物乳杆菌与戊糖片球菌混合发酵有助于牛肉黄豆酱浓郁的坚果香气和水果香气的形成。

结 论

比较了自然发酵与乳酸菌接种（

Lp

Pp

Lp-Pp

）发酵的牛肉黄豆复合酱的pH值、总酸、氨基酸态氮、还原糖含量、游离氨基酸和挥发性风味物质组成，结果表明，乳酸菌接种发酵使得牛肉黄豆酱的pH值降低，总酸和还原糖含量升高，其中

Lp-Pp

组的pH值最低，总酸和还原糖含量最高。接种乳酸菌组牛肉黄豆酱中的氨基酸态氮含量和总游离氨基酸含量明显低于CK组，这可能与发酵基质酸化抑制了体系内中性蛋白酶的活力和乳酸菌产生的酶系从而促进了氨基酸消耗转化为挥发性风味物质有关。通过ROAV分析得出，1-辛烯-3-醇、2-甲基丁醇、苯乙醇、3-甲基丁酸、苯乙醛、苯甲醛、异戊醛、辛酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、愈创木酚10种物质是样品中共有的关键风味物质。进一步进行OPLS-DA得出，乳酸菌接种发酵改变了牛肉黄豆酱的风味特征，其中接种Lp-Pp发酵促进了辛酸乙酯、异戊醛、苯甲醛、苯乙醛的产生，有助于牛肉黄豆酱浓郁的坚果香气和水果香气的形成。本研究为高品质豆酱产品的开发提供了理论依据。后续可通过微生物组学、代谢组学等方法深入研究乳酸菌对发酵体系中微生物菌群以及代谢产物的影响，挖掘乳酸菌调节产品风味的潜在机制。

作者简介

通信作者：

唐道邦，研究员，广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所畜禽加工研究室主任，先后兼任广东省现代农业产业技术体系岗位专家、中国畜产品加工研究会理事、广东省畜牧业标准化委员会委员。1996年至2002年在上市公司唐人神集团工作，从事肉制品研发与管理；2005年7月到广东省农业科学院从事科研工作，2015年4月至2016年3月，兼任广东宝桑园健康食品有限公司总经理。

致力于广东传统食品加工机制与工艺研究、果蔬功能食品研发、畜禽肉制品加工研究等，主要研究范围包括凉果、果干、果蔬活性物质提取与功能评价、传统腊肠腊肉加工工艺机制与提升、生物技术在肉制品中的应用研究及新产品开发。主持国家、省市级课题20多项；参与国家、省重点项目30多项；获省科技进步一等奖2 项、二等奖2 项、三等奖2 项；获广东省农业技术推广奖一等奖3 项；第一发明人获授权专利8 项；发表论文100多篇，其中第一作者（通信作者）发表论文30多篇。

第一作者：

邹金浩，助理研究员，博士研究生。2020年毕业于湖南农业大学农产品加工及贮藏工程专业，取得硕士学位；2020—2024年在广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所参加工作；2024年9月进入中南林业科技大学食品科学与工程学院攻读博士学位，研究方向为发酵调味品与肉制品加工。获广东省农业技术推广奖二等奖1 项；第一发明人获授权专利1 项；以第一作者发表论文12 篇，其中SCI论文4 篇，EI论文2 篇。

本文《乳酸菌接种发酵对牛肉黄豆复合酱品质的影响》来源于《食品科学》2024年45卷第23期93-101，作者：邹金浩，沈虹妘，龙正玉，杨怀谷，唐道邦*。DOI : 10.7506/spkx1002-6630-20240519-128。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：林安琪；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

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