《食品科学》：重庆工商大学刘文俊博士等：川渝地区豆瓣的常规理化和挥发性风味物质及细菌群落分析

豆瓣酱是中国传统的发酵豆制品，以蚕豆、辣椒为原料，再以小麦粉、食盐等作为辅料经制曲、发酵、后熟等工艺加工而成。豆瓣酱可分为传统豆瓣和红油豆瓣，传统的豆瓣发酵时间长、香味浓郁、形态黏稠，色泽为红褐色，在发酵过程中不添加油脂；而红油豆瓣发酵周期短，除发酵的豆瓣外还额外添加植物油、香辛料及防腐剂等，因此其红润油亮、水分含量高，与传统豆瓣相比形态稀薄。

重庆工商大学食品科学与工程学院的屠大伟、刘文俊*和重庆万标检测技术有限公司的马宏能等以9 种不同 厂家生产的豆瓣酱 为研究对象，采用理化分析、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（HS-SPME-GCMS）、高通量测序等方法对川渝地区豆瓣酱的水分、食盐、总酸、氨基酸态氮、挥发性成分、细菌群落结构等进行分析，结合气味活度值（OAV）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）探究豆瓣中特征挥发性风味物质和优势细菌群落之间的相关性，以期为川渝地区豆瓣酱的生产提供技术依据。

01

理化指标分析

食盐是酿造酱类重要的原料，不仅能在发酵过程中保证豆瓣酱的安全发酵，还能起到防腐的作用。由图1a可知， 9 种豆瓣酱（重庆市（记为S1～S6）和四川省（记为S7～S9））的食盐 质量分数在12.49%～16.90%之间，其中S6的食盐质量分数最高，为16.90%，S2最低（12.49%），S1和S2之间无显著差异，其余样品之间均存在显著差异（

P

水分含量过高时容易引起微生物的繁殖生长。由图1b可知，9 种豆瓣酱水分质量分数在54.33%～70.46%之间，S6与其他样品之间有显著差异（

P

总酸是衡量食品酸度的指标，也是评价豆瓣质量的重要指标。由图1c可知，不同豆瓣酱产品的总酸质量分数在0.44%～1.46%之间，均有显著差异（P＜0.05），其中，S6的总酸质量分数最低（0.44%），S7次之（0.66%），S4的总酸质量分数（1.46%）显著高于其他组。有研究表明，在豆瓣酱发酵过程中乳酸菌等微生物利用酱醅中的碳水化合物生成有机酸，分解蛋白质生成氨基酸，因此，随着发酵时间的延长，总酸含量增加。但过高的总酸含量会使得产品的酸味过重，产品中的微生物菌群也容易失衡，进而导致产品质量不达标。

氨基酸态氮体现了豆瓣酱中氨基酸及多肽小分子的总体水平，由微生物分解蛋白质而获得，可以反映豆瓣酱的发酵程度，因此也是评价豆瓣酱质量的重要指标。如图1d所示，不同豆瓣酱产品的氨基酸态氮质量分数在0.17%～0.41%之间，其中S4样品中的氨基酸态氮质量分数（0.41%）显著高于其他样品（

P

02

挥发性成分分析

2.1 挥发性化合物组成分析

如图2a所示，9 种豆瓣酱共检出74 种挥发性风味物质，包括醇类（12 种）、醛类（11 种）、酮类（5 种）、酯类（25 种）、烯烃类（13 种）、其他类（8 种）。其中S5的化合物种类最多（40 种），S4次之（38 种），S6的化合物种类最少（27 种），表明9 种豆瓣酱产品挥发性风味较为丰富。如图2b所示，S4检测到的风味物质含量最多（29.61 mg/kg），S1的风味物质含量最少（4.94 mg/kg）。S1、S4、S6、S7和S8样品中醇类物质含量最高，分别为2.53、20.75、3.15、9.15、12.91 mg/kg；S2、S3、S5、S9样品中酯类物质含量最高，分别为2.28、10.44、5.60、10.93 mg/kg，说明醇类和酯类是川渝地区豆瓣酱产品中主要的风味物质。

为了进一步分析不同豆瓣酱产品中挥发性风味物质含量差异，对豆瓣酱产品进行热图聚类分析。如图3所示，9 个豆瓣酱产品中，S5和S7分别单独为一类，S8和S4聚为一类，S3和S9聚为一类，S1、S2和S6聚为一类。总体来看，S4、S5、S7、S8、S9的挥发性风味物质含量高于S1、S2和S6。其中，S1中芳樟醇、

L

Z

醇类是豆瓣酱中具有特征风味的一类重要化合物，是酯化反应的重要前体物质，具有令人愉快的香甜味，可以被氧化成醛类和酸类。苯乙醇和乙醇是豆瓣酱中含量最高的2 种醇类物质，这与罗静等研究郫县豆瓣酱后发酵时期挥发性呈香物质的结果一致。

酯类也是豆瓣酱中重要的一类化合物，主要由醇类和酸类的酯化反应生成，具有令人愉快的香甜味，同时还可以掩盖游离脂肪酸带来的不愉快气味。乙酸乙酯、月桂酸乙酯和苯甲酸乙酯是豆瓣酱中含量最高的酯类，乙酸乙酯为豆瓣酱提供了香甜味和芳香味，由于月桂酸乙酯是大分子酯类物质，可以为豆瓣酱提供略带油脂味的花香和果香味。

醛类物质中苯甲醛和苯乙醛的含量较高，是发酵豆制品中常见的2 种醛类，苯甲醛在豆瓣中呈现类似酱油的咸香和酱香味，苯乙醛呈现花香和蜂蜜香味。川渝地区豆瓣酱中的酚类物质仅检测到4-乙基愈创木酚和4-乙基苯酚，这与曾雪晴测定发酵90 d豆瓣酱中酚类物质的结果基本相同。

2.2 豆瓣酱的特征香气分析

挥发性化合物对豆瓣酱的香气是否有显著贡献取决于其浓度及其气味阈值，因此采用OAV评估挥发性化合物对豆瓣酱香气的贡献。一般来说，OAV≥1的化合物被认为是关键的芳香化合物，对样品香气具有贡献作用，且OAV与香气贡献程度呈正比。本研究在川渝地区豆瓣酱中发现32 种OAV≥1的关键香气物质，结果如表2所示，这些物质赋予了豆瓣酱特殊的香气。

选取至少在5 个样品中检出且OAV＞10的挥发性物质为川渝地区豆瓣酱的特征挥发性化合物，共筛选出12 种，包括异戊醇、芳樟醇、苯乙醇、异戊醛、2-甲基丁醛、苯乙醛、苯乙酸乙酯、月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、异戊酸、4-乙基苯酚和4-乙基愈创木酚，这些物质为豆瓣酱提供了花香、果香、麦芽香、酱香及烟熏味。苯乙醛在所有样品中均存在，其OAV较大，对豆瓣酱香气贡献也较大，赋予豆瓣酱花香和果香味，这与鲍奕达等和黄湛的研究结果一致。芳樟醇和苯乙醇是川渝地区豆瓣酱中含量较高且OAV较大的物质，芳樟醇具有甜嫩新鲜的花香；苯乙醇有明显的甜香味及玫瑰香，并且有研究表明苯乙醇与蚕豆醅有密切的关系。芳樟醇是辣椒中典型的特征物质，因此推测豆瓣酱中的芳樟醇主要来源于辣椒。4-乙基愈创木酚和4-乙基苯酚是由原料中的糖类、木质素等经霉菌、酵母等微生物发酵产生，是发酵豆制品的重要特征风味物质。4-乙基愈创木酚呈酱香味、烟熏味。黄湛研究发现4-乙基愈创木酚是一级郫县豆瓣的特征风味物质，而本研究中4-乙基愈创木酚的含量相对较少，这可能是与豆瓣酱发酵时间较短有关；另外，苯乙醛、苯乙醇、芳樟醇和4-乙基愈创木酚是一级郫县豆瓣的特征风味物质，这与本研究的结果一致。

2.3 多元统计分析

为了更直观地筛选关键挥发性化合物，以检出的74 种化合物为自变量，建立OPLS-DA模型。如图4a所示，川渝地区的豆瓣酱可以很好地区分，S1、S2和S6距离较近，S7与S1、S2和S6位于第1象限；S5和S8距离较近，且与S4共同位于第2象限；S3和S9虽位于第4象限，但距离S1、S2和S6较近。在挥发性化合物模型中，

R

R

y

Q

Q

通过OPLS-DA模型可以获得每个化合物的变量投影重要性（VIP）值。VIP值越大，说明该化合物对区分群体的贡献越大。如图4c所示，VIP值＞1的挥发性化合物共有29 种，其中酯类化合物10 种、醛类化合物6 种，4-乙基苯酚的VIP值最大，为1.26。

1以OAV＞1且VIP值＞1为条件，将筛选出的挥发性化合物作为川渝地区豆瓣酱关键挥发性化合物，共有11 种，包括芳樟醇、异戊醛、苯甲醛、水杨酸甲酯、异戊酸、4-乙基苯酚、4-乙基愈创木酚、癸醛、乙酸乙酯、乙酸芳樟酯和(+)-柠檬烯。

3

微生物群落分析

3.1

3.2 细菌群落物种组成

由图6a可知，门水平上川渝地区的9 种豆瓣酱共有9 种菌门，其中厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和蓝藻门（Cyanobacteria）占主导地位（相对丰度＞1%），这与杨帆等的研究结果一致。S1、S4、S6和S8样品中厚壁菌门的相对丰度最高，S7和S9样品中变形菌门的相对丰度最高，S2、S3和S5样品中蓝藻门的相对丰度最高。

由图6b可知，属水平上川渝地区的9 种豆瓣酱共鉴定出28 种菌属，每个样品的菌属相对丰度差异较大，其中S3和S5样品的蓝藻门占比较高，因此在属水平上有很多未被分类和其他菌属。在S1和S4样品中芽孢杆菌属（

Bacillus

Pseudomonas

Staphylococcus

Oceanobacillus

Lactobacillus

Enterobacter

Staphylococcus

Bacillus

Staphylococcus

Bacillus

Enterobacter

Bacillus

4

豆瓣酱中微生物与理化指标和挥发性化合物之间的相关性分析

为探究豆瓣酱中细菌群落与理化指标、挥发性风味物质的相关性，利用检测出的理化指标结果及通过OPLS-DA及OAV方法筛选出的关键挥发性化合物，结合属水平的细菌群落相对丰度进行Spearman分析，结果如图7所示。川渝地区不同豆瓣酱中的优势菌属与其品质指标存在较为复杂的相关性。食盐含量、水分含量与葡萄球菌属（

Staphylococcus

P

Oceanobacillus

P

Bacillus

P

P

Bacillus

P

Staphylococcus

P

P

Pseudomonas

P

Bacillus

Staphylococcus

结论

本实验以川渝地区9 种豆瓣酱为研究对象，分析其理化特性、挥发性风味物质和细菌群落，对豆瓣酱的品质、风味和微生物结构进行评价。结果显示，9 种豆瓣酱的食盐质量分数在12.49%～16.90%之间，水分质量分数在54.33%～70.46%之间，S4样品中的总酸及氨基酸态氮质量分数明显高于其他豆瓣酱。采用HS-SPME-GC-MS检测出74 种挥发性风味物质，其中醇类和酯类是川渝地区豆瓣酱的主要风味物质，异戊醇、芳樟醇、苯乙醇、异戊醛、2-甲基丁醛、苯乙醛、苯乙酸乙酯、月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、异戊酸、4-乙基苯酚和4-乙基愈创木酚是川渝地区豆瓣产品的特征风味物质，为豆瓣产品提供了花香、果香、麦芽香、酱香及烟熏味。9 种豆瓣酱的细菌菌群结构存在差异，优势菌属包括芽孢杆菌属、假单胞菌属、葡萄球菌属、海洋芽孢杆菌属、乳杆菌属和肠杆菌属。通过Spearman分析发现，理化指标和特征风味物质与优势菌属的代谢活动有关，在调控豆瓣酱的发酵过程时，适当增加芽孢杆菌属（

Bacillus

Staphylococcus

作者简介

第一作者：

屠大伟 正高级工程师

重庆工商大学食品科学与工程学院 教师

国家“三新”食品行政许可评审专家、重庆市食品安全地方标准专业委员会委员、重庆市分析测试学会副理事长、重庆市调味品协会监事、重庆市调味品标准化专业技术委员会主任委员、重庆市检验检测机构资质认定主任评审员。先后在重庆市计量质量检测研究院、重庆市食品药品检验检测研究院等单位工作，并承担全国食品生产许可证注册审查员、全国食品相关产品生产许可证审查员、西南大学兼职硕士导师等社会职务。现主要从事食品检测和分析等方面的教学与科研工作，在食品检测和分析等方面积累了丰富的专业知识、实践经验。先后主持或参与多项国家或省部级科研项目6项。同时，在食品安全标准制定方面也做了大量工作，近些年共完成20余项标准的制修订。在《Food Analytical Methods》《European Food Research and Technology》《食品科学》等国内外各级刊物发表科研论文20余篇。

本文《川渝地区豆瓣的常规理化和挥发性风味物质及细菌群落分析》来源于《食品科学》2025年46卷03期，作者：屠大伟，马宏能，李佳，康峻菡，刘文俊。DOI：10.7506/spkx1002-6630-20240625-182。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：彤禾；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

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