實(shí)驗(yàn)探究醬油的氨基酸總含量

王明瑞,侯彥喜

(1.開封大學(xué),河南 開封 475000;2.開封市發(fā)酵食品工程技術(shù)研究中心,河南 開封 475000)

醬油是以大豆(脫脂大豆)、小麥(小麥粉、麥麩)為主要原料,經(jīng)過微生物發(fā)酵制成的調(diào)味品。醬油是有特殊色、香、味的液體，含有300多種芳香成分，集鮮、咸、香、甜、微酸等味道于一體，是地地道道的中國味道。在餐桌上，使用醬油可以使飯菜提味、生鮮、增香、上色，同時(shí)還能補(bǔ)充人體不能合成的一些氨基酸。

盡管時(shí)代變遷，然而醬油依然是人民大眾餐桌上最主要的調(diào)味品之一。醬油含有多種氨基酸、食鹽、糖類、有機(jī)酸以及色素、香料等成分。醬油的鮮味主要來自谷氨酸和天冬氨酸。雞肉、魚肉、蘑菇、雞蛋等食品的鮮味，來自其所含的豐富的氨基酸。食品的氨基酸含量可以用“氨基酸態(tài)氮”來表示。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，醬油的氨基酸含量的測定方法有酸度計(jì)法和比色法。酸度計(jì)法是利用甲醛固定氨基酸中氨基,用堿液滴定羧基,以酸度計(jì)指示滴定終點(diǎn)的方法。因?yàn)槭褂脙x器簡單，操作方法簡便，所以酸度計(jì)法已經(jīng)被廣泛采用。

本研究對(duì)市場上12種不同種類、不同品牌的醬油進(jìn)行氨基酸態(tài)氮含量檢測，以期進(jìn)一步樹立食品營養(yǎng)和安全的理念，為人們選擇食用醬油提供科學(xué)參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)用品

儀器：磁力攪拌器、滴定臺(tái)、100 mL容量瓶、100 mL量筒、200 mL燒杯、堿式滴定管、PHS-3C酸度計(jì)(上海儀電科學(xué)儀器有限公司)。

試劑：蒸餾水、鄰苯二甲酸氫鉀(緩沖溶液)、Na2HPO4+KH2PO4(緩沖溶液)、甲醛(36%溶液)、NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.050 mol/L)。

試樣：醬油樣品(市售)。

1.2 酸度計(jì)校準(zhǔn)及維護(hù)

打開酸度計(jì)，需要預(yù)熱30 min。校準(zhǔn)時(shí)，先將“選擇”旋鈕調(diào)到pH檔，用“溫度”旋鈕調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)溶液溫度，將“斜率”旋鈕調(diào)到100%位置。用去離子水多次沖洗復(fù)合電極，用濾紙把復(fù)合電極擦拭干凈。將復(fù)合電極插入緩沖溶液中，測混合磷酸鹽(pH=6．86，25 ℃)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液pH值。此時(shí)，調(diào)節(jié)“定位”旋鈕，使酸度計(jì)讀數(shù)為6.86，直到穩(wěn)定不變。然后，用復(fù)合電極測鄰苯二甲酸氫鉀(pH=4.00，25 ℃)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液pH值，調(diào)節(jié)儀器“斜率”旋鈕，使酸度計(jì)讀數(shù)為4.00，直到穩(wěn)定。校準(zhǔn)完成后，“定位”旋鈕、“斜率”旋鈕不能再旋轉(zhuǎn)調(diào)動(dòng)。用蒸餾水清洗復(fù)合電極并用濾紙擦干，將復(fù)合電極浸沒在待測樣品溶液中，待酸度計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后，酸度計(jì)讀數(shù)即待測溶液的pH值。

pH復(fù)合電極前端有一保護(hù)瓶。瓶內(nèi)裝有適量電極浸泡溶液，用來保護(hù)復(fù)合電極。當(dāng)發(fā)現(xiàn)保護(hù)瓶中的浸泡保護(hù)液有混濁或者發(fā)霉現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)清洗電極和保護(hù)瓶，并重新配制電極保護(hù)浸泡液。

1.3 實(shí)驗(yàn)原理

在醬油樣品溶液中，首先加入NaOH溶液，調(diào)到pH=8.2，中和樣品中原有的游離酸。然后，利用氨基酸的兩性，加入36%甲醛溶液固定氨基酸中氨基的堿性，使氨基酸中羧基的酸性呈現(xiàn)出來。接著，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定加入甲醛后的樣品溶液，在pH=9.2時(shí)達(dá)到滴定終點(diǎn)。從開始滴定到pH=8.2停止，此階段消耗的NaOH反映了醬油中酸性物質(zhì)的量。加入甲醛溶液固定氨基后，加入堿液，pH值從8.2增加到9.2，此階段消耗的NaOH對(duì)應(yīng)的是醬油樣品的氨基態(tài)氮含量。

加入甲醛后消耗的n(NaOH)=n(羧基)，根據(jù)氨基酸性質(zhì)可知，n(N)=n(氨基)=n(羧基)=n(NaOH)。具體反應(yīng)如圖1所示。

圖1 氨基酸態(tài)氮滴定基本原理

1.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟

1.4.1 樣品處理，中和游離酸

精確吸取5.0 mL醬油樣品于100 mL容量瓶中，加水稀釋搖勻，定容到刻度線。在200 mL燒杯中，準(zhǔn)確移取20.0 mL稀釋溶液，再加入蒸餾水60 mL，用酸度計(jì)測量溶液的pH，打開磁力攪拌器攪拌溶液，用0.050 mol/L NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定樣品溶液。當(dāng)溶液的pH= 8.2時(shí)停止滴定，記錄NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過程消耗的體積(mL)，可以計(jì)算出醬油樣品中的酸性物質(zhì)含量。

1.4.2 甲醛固定氨基，酸堿滴定測定羧基

向pH=8.2樣品溶液中準(zhǔn)確加入甲醛溶液10.0 mL，搖勻。用0.050 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液繼續(xù)滴定，注意觀察溶液pH值變化。當(dāng)酸度計(jì)指示燒杯中被滴定的溶液pH=9.2時(shí)停止滴定，記錄此階段消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V1(mL)。

1.4.3 試劑空白試驗(yàn)

在另一個(gè)200 mL潔凈燒杯中，加入80 mL蒸餾水，滴加0.050 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液數(shù)滴，將溶液的pH值調(diào)整為8.2。再加入10.0 mL甲醛溶液，用0.050 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。當(dāng)被滴定的溶液pH=9.2時(shí)停止滴定，記錄滴入甲醛后NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積V2(mL)。

1.4.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

醬油樣品中氨基酸態(tài)的氮含量計(jì)算公式為：

X——醬油樣品中氨基酸態(tài)氮的含量(g/100 mL)；V1——試樣加入甲醛后消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積(mL)；V2——蒸餾水加入甲醛后消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積(mL)；0.050——c(NaOH)=0.050 mol/L；0.014——NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液1 mmol對(duì)應(yīng)的氮元素的質(zhì)量(g)；5.00——吸取試樣的體積(mL)；20.0——試樣稀釋液的取用量(mL)；100.0——醬油樣品稀釋定容到100.0 mL；100——100 mL醬油樣品。

2 測定結(jié)果

根據(jù)酸度計(jì)法對(duì)市場上12種醬油中的氨基酸含量進(jìn)行測定，醬油的品牌、規(guī)格、等級(jí)及測定結(jié)果如表1所示。

表1 醬油樣品氨基酸態(tài)氮測定結(jié)果

表1數(shù)據(jù)表明，實(shí)驗(yàn)中醬油樣品的氨基酸態(tài)氮含量均達(dá)到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)簽標(biāo)注含量合格。同時(shí)，醬油分級(jí)中表示氨基酸態(tài)氮含量高低的營養(yǎng)等級(jí)，與生產(chǎn)工藝中的衛(wèi)生等級(jí)概念不同，例如在三級(jí)醬油中也有衛(wèi)生等級(jí)高、可以用于佐餐涼拌類的醬油。

3 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及小結(jié)

3.1 空白試驗(yàn)及其他影響條件

在滴定過程中，蒸餾水和甲醛溶液也會(huì)消耗少量的NaOH溶液，所以要在不加醬油樣品、其他條件均保持不變的情況下進(jìn)行測定消耗NaOH的空白試驗(yàn)。在計(jì)算樣品溶液中的氨基酸態(tài)氮時(shí)需要扣除試劑空白。研究表明，對(duì)于不同批的蒸餾水、不同瓶的甲醛而言，空白試驗(yàn)的數(shù)據(jù)是不同的。如果空白試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，檢測結(jié)果就會(huì)有誤差，有可能將不合格的產(chǎn)品誤判為合格。

如果樣品含有銨鹽，那么加入甲醛，銨根也會(huì)被強(qiáng)化，釋放出氫離子。用NaOH滴定時(shí)，同樣會(huì)消耗堿液，導(dǎo)致樣品中氨基酸態(tài)氮測定結(jié)果偏高，因此試樣中要避免銨鹽的引入。

3.2 酸度計(jì)指示滴定終點(diǎn)

對(duì)于無色的酒類、醋類食品樣品，可以用雙指示劑(中性紅：6.8～8.0由紅色變?yōu)殓晟?；百里酚酞?.4～10.6由無色變?yōu)樗{(lán)色)指示滴定終點(diǎn)。因?yàn)獒u油本身的顏色較深，所以用酸堿指示劑通過溶液顏色變化指示終點(diǎn)有困難，有些實(shí)驗(yàn)在活性炭脫色后再測定，誤差較大。選用pH計(jì)指示滴定終點(diǎn)，測定可以不受樣品溶液體系混濁和色深因素影響。此方法可以快速測定滴定結(jié)果，已經(jīng)被國家標(biāo)準(zhǔn)制定者采用。

3.3 氨基酸態(tài)氮測定應(yīng)用

在醋、酵素等發(fā)酵類食品和各種酒水中，均存在蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的游離氨基酸。氨基酸含量也是衡量保健食品及酒類飲料的重要質(zhì)量指標(biāo)。使用甲醛固定氨基、酸堿滴定測定羧基的方法可以測定食品類樣品中的游離的氨基酸含量。可以利用此方法進(jìn)行食品品質(zhì)檢驗(yàn)和質(zhì)量控制。例如，氨基酸態(tài)氮含量是發(fā)酵食品發(fā)酵程度的特性指標(biāo)，可以根據(jù)氨基酸態(tài)氮含量調(diào)整、控制生產(chǎn)工藝參數(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝。

另外，現(xiàn)在已經(jīng)有利用氨基酸來清除生活環(huán)境中的甲醛等有毒氣體的應(yīng)用案例。

4 實(shí)驗(yàn)探究啟示

根據(jù)不同生產(chǎn)工藝流程，醬油曾經(jīng)被分為釀造和配制兩大類。釀造醬油利用微生物發(fā)酵、釀制而成；配制醬油是以釀造醬油為基礎(chǔ)，添加蛋白調(diào)味液、其他食品類助劑后進(jìn)一步配制后形成。配制醬油容易被摻假，因此配制醬油逐漸退出人民的生活。最新的國家標(biāo)準(zhǔn)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 醬油》已經(jīng)于2019年12月份實(shí)施，規(guī)定只有采用傳統(tǒng)釀造工藝生產(chǎn)出來的才是“醬油”，從此以后調(diào)配的“醬油”只能稱作“復(fù)合調(diào)味料”。

根據(jù)烹飪需要，醬油可分為老抽和生抽。生抽咸香，可以提鮮；老抽味淡色重，可以上色。醬油外包裝的標(biāo)簽上會(huì)標(biāo)注“佐餐醬油”或“烹飪醬油”。佐餐醬油的衛(wèi)生程度高,可以直接生吃；烹調(diào)醬油衛(wèi)生指標(biāo)低，需要在烹調(diào)過程中進(jìn)一步消毒殺菌。用佐餐醬油烹調(diào)菜肴是可行的，而烹調(diào)醬油直接入口則有一定的安全隱患。生抽提鮮，老抽上色，佐餐醬油涼拌，用途各不相同。從安全衛(wèi)生角度來說，居家烹飪時(shí)最好備齊烹調(diào)生抽、烹調(diào)老抽和佐餐醬油。

在現(xiàn)實(shí)生活中，人們對(duì)醬油選用還存在一些誤區(qū)：一是醬油顏色越深越好；二是醬油味道越鮮越好；三是醬油價(jià)格高就是品級(jí)高；四是所有醬油都可以用來炒菜或涼拌；五是調(diào)味汁、醬汁也屬于醬油；六是不能吃鹽的人可以使用醬油調(diào)味。這些誤區(qū)不但降低人們的生活質(zhì)量，而且存在安全隱患。例如，現(xiàn)階段市場上已有兒童專用的醬油，在選擇兒童醬油時(shí)，一定要關(guān)注醬油的食鹽含量。只有進(jìn)行科學(xué)普及，使更多的人熟悉化學(xué)知識(shí)，才能減少錯(cuò)誤和偏見。