生抽酱油成分指标的评价

本文作者：陈志锋 单位：佛山市海天调味食品股份有限公司

酿造酱油起源于我国，迄今已有2000多年的历史，由于其滋味鲜美、口感淳厚、酱香浓郁而成为使用最为广泛的调味品之一，目前国内年产量已超过500万t，同时也是我国重要的出口食品之一[1]。按照产品用途和特性，酿造酱油可分为生抽酱油、老抽酱油以及特色专用酱油。其中，生抽酱油具有味道鲜美、豉香浓郁、口感醇厚，颜色金黄或褐中显红，有开胃消食之功效、诱导食欲等特点[2]，适用于日常炒菜、烹煮和佐餐，对食材的提鲜和调味作用突出。生抽酱油的生产和销售以往主要集中在南方区域，但近十年来生抽酱油逐渐在全国范围内得到更多消费者的接受和欢迎，市场份额日益增大，众多北方酱油生产企业纷纷研发和推出各自的生抽酱油产品。在日趋激烈的生抽酱油市场竞争中，品质持续提升和新产品开发是赢取市场份额的关键，而客观、准确的品质评价则是产品改良和开发中的一项重要工作。目前有关酿造酱油或生抽酱油的品质评价研究中，主要是依据相关国家标准制定的理化或卫生指标对相关样品进行单指标的比较或简单的汇总分析[3-7]，采用统计学方法进行生抽酱油品质综合评价的研究鲜有报道。主成分分析法（PCA）是一种考察多个变量间相关性的多元统计方法，由皮尔逊（K.Pearson）率先提出并使用。该方法将原来指标重新组成一组新的互相无关的几个综合指标来代替原来指标的一种统计方法，通过空间的坐标旋转，得到的主成分是原始变量的线性组合[8]。该方法的优点是在保证数据信息损失最小的前提下，经线性变换、筛选和舍弃一小部分信息，将高维变量空间进行降维处理，以少数综合变量取代原始采用的多数变量，以客观确定的权数防止主观随意性，能够对各处理的优缺点进行科学评价和度量[9-10]。目前主成分分析在生物科学、医学、气象、经济、心理学、教育学、管理科学等领域有着广泛的应用。本研究对30份特级生抽酱油的总酸、氨基酸态氮、全氮、可溶性无盐固形物、还原糖等8个品质指标进行研究，并采用主成分分析方法建立综合评价模型，以期为生抽酱油的综合评价提供理论基础和方法参考。

1材料与方法

1.1材料本试验所用酱油样品为2011年5月至9月购买收集的广东、山东、湖南、河北等8个省、市、省、直辖市，共计22家生产企业生产的30份特级生抽酱油（高盐稀态发酵酱油）样品。

1.2仪器设备809型万通自动电位滴定仪：瑞士万通公司；PL403电子天平：梅特勒-托利多仪器上海有限公司；KND-2C型定氮仪：上海纤检仪器有限公司；LabMaster-aw水分活度检测仪：瑞士NOVASINA公司。

1.3分析方法参照GB18186-2000和GB/T5009.39-2003的检测方法进行总酸、氨基酸态氮、可溶性无盐固形物含量、铵盐含量的测定：参照GB5009.5-2010的检测方法进行全氮含量测定；参照GB/T4789.2-2010的检测方法进行细菌总数的测定；参照GB/T500.7-2008进行还原糖含量的测定。

1.4数据处理参考文献[11]的主成分分析方法，由30份特级生抽酱油样品的标准化品质指标数据构成主成分分析的相关矩阵，根据主成分分析后确定的不同主分量的线性组合与方差贡献率之积的和来排序不同的样本，进行生抽酱油的综合品质评价。分析过程中使用SPSS18.0和Excel2007等软件进行数据统计分析和处理。

2结果与讨论

2.1生抽酱油品质指标分析以市场采购收集的30份生抽酱油样品为研究对象，测定了总酸、氨基酸态氮、全氮等8个品质指标，检测结果及统计结果如表1和表2所示。由表2可知，样品的氨基酸态氮、全氮、可溶性无盐固形物平均含量分别为1.09g/100mL，1.78g/100mL和23.3g/100mL，分别超过GB18186-2000特级高盐稀态发酵酱油要求的36%、19%和55%，铵盐比例和细菌总数仅为17.1%和2090cfu/mL，说明本次收集的特级生抽酱油样品整体质量理想，明显优于了现有酿造酱油国家标准的要求。从变异系数看，细菌总数的变异程度最大，变异系数为281.5%；还原糖次之，变异系数为30.0%，30份样品中还原糖含量最小的仅为1.1g/100mL，最大的达到5.1g/100mL；铵盐比例、总酸、氨基酸、全氮和可溶性无盐固形物的变异系数较大，均大于10%；而水分活度在样品间的变异程度最小，变异系数为2.5%。

2.2生抽酱油品质综合评价的主成分分析

2.2.1指标的标准化12个品质指标有不同的量纲和数量级，为了避免量纲和数量级的影响，对指标数据进行标准化处理[12-13]，将各指标数据转化成均值为0、标准差为1的无量纲数据。标准化方法为每一变量值与其平均值之差除以该变量的标准差，由于细菌总数、水分活度、铵盐比例等三个指标与生抽酱油品质高低成反比，故在计算中采用倒数。

2.2.2主成分分析利用SPSS18.0对标准化品质指标进行统计检验和主成分分析。统计检验结果（见表3）显示，KMO值为0.638（KMO>0.6），Bartlett球体检验值为93.958，p=0.000小于0.01，表明各指标之间具有较高相关性，适用于主成分分析。主成分分析计算出相关系数矩阵的特征值、方差贡献率和累计方差贡献率，结果如表4所示。根据表4结果，选取前4个主成分，其累计方差贡献率达到84.631%，说明前4个主成分作为特级生抽酱油品质的综合评价因素基本保留了原8个品质指标的数据信息。表4相关系数矩阵的特征值、方差贡献率和累计方表5为前4个主成分相应的特征向量。结果显示：决定第1主成分的主要是氨基酸态氮、可溶性无盐固形物和全氮，是生抽酱油中呈鲜物质和有效固形物含量的综合反映；决定第2主成分的主要是总酸、水分活度和还原糖，是生抽酱油中酸味物质、甜味物质含量和天然防腐能力的综合反映；决定第3和第4主成分的分别是总酸、全氮和铵盐比例，是对第1主成分和第2主成分的补充。

2.3生抽酱油品质综合评价结果及讨论根据表5的主成分特征向量与标准化品质指标，可计算出30特级生抽酱油样品前4个主成分的主成分得分，计算式如下。按照上述综合评价模型计算出30份生抽酱油的综合评级得分，计算及排名结果如表6所示。综合得分最高的是6号样品，其次是1号和2号样品，这3个样品氨基酸态氮和全氮含量已达到1.30g/100mL和2.1g/100mL，且可溶性无盐固形物和还原糖含量较高，而铵盐比例、细菌总数和水分活度较低，因此这三个样品的综合品质排名居前。得分较低的是四川省的28号和山东省的25号生抽酱油样品，其中28号样品氨基酸态氮和全氮刚好达到国标要求的0.80g/100mL和1.50g/100mL，且细菌总数高达28000cfu/mL，而25号样品氨基酸态氮也仅为0.80g/100mL，全氮和可溶性无盐固形物含量偏低且铵盐比例相对较高，因此28号和25号样品在综合排名中靠后。此外，在综合得分排名中前五的样品全部来源于广东省，这在一定程度上说明广东省作为我国的酱油生产大省，其生产的生抽酱油质量具有较明显的品质优势。目前酿造酱油是依据氨基酸态氮、全氮和可溶性无盐固形物的含量进行等级划分的，而本文中的评价模型是在上述3个指标的基础上，还综合考虑了总酸、还原糖、水分活度和细菌总数等关系酿造酱油品质的质量指标[4]，并通过各主成分得分及相应的方差贡献率作为权重进行综合评价得分计算和排序，有效避免了人为赋予权重造成的主观影响[12]，其评价结果更为直观、全面和客观。

3结论

对30份特级生抽酱油样品进行了总酸、氨基酸态氮、全氮等8个品质指标的检测和分析，结果显示本次收集的特级生抽酱油整体质量理想，整体水平均明显优于相应的国家标准要求，其中氨基酸态氮、全氮、可溶性无盐固形物等关键品质指标的平均值高出国标要求15%以上。在生抽酱油品质综合评价中，利用降维的思想，应用主成分分析方法从8个品质指标中提取出4个主成分，其中决定第1主成分的主要是氨基酸态氮、可溶性无盐固形物和全氮，是生抽酱油中呈鲜物质和有效固形物含量的综合反映；决定第2主成分的主要是总酸、水分活度和还原糖，是生抽酱油中酸味物质、甜味物质含量和天然防腐能力的综合反映。由此建立的生抽酱油品质综合评价模型，有效保留了原品质指标的大部分数据信息（84.631%），能够更为直观、全面地评定生抽酱油品质，有助于酱油生产企业更加深入的掌握产品综合品质，为今后生抽酱油的工艺研究、品质提升和新产品开发提供科学依据和方法参考。本研究的综合评价模型是基于总酸、氨基酸态氮、全氮等8个品质指标建立的，而生抽酱油品质还受到其香气成分、呈味氨基酸组成、色泽等指标的影响，故该模型具有一定的局限性，有必要进一步筛选并补充与生抽酱油品质相关的其他重要指标，并增加测试样品数量，以为提高综合评价模型的通用性和适用性；在此基础上，还可结合感官评定结果对综合评价模型进行检验，从而指导综合评价模型的指标筛选及计算方法的优化。