香气特征是评价高盐稀态酱油品质的重要指标,而微量的挥发性成分是构成其独特香气特征的物质基础。明晰高盐稀态酱油香气的化学本质及形成规律,是实现其香气特征调控的前提,对提升我国高盐稀态酱油产品品质和增强国际竞争力具有十分重要的意义。但现有对我国高盐稀态酱油香气的研究还不够系统和深入。本课题研究了我国传统发酵食品——高盐稀态酱油的挥发性成分及香气活性物质,系统地建立了挥发性物质的分析方法,并探讨了它们在不同发酵工艺生产的酱油产品中的香气贡献情况。系统的研究了四大发酵关键点对高盐稀态酱油香气的影响,明确了香气成分的主要生成阶段,并结合制曲与酱醪发酵过程中非挥发性物质的变化规律,探讨了关键香气成分的形成和调控途径。论文主要研究内容和结果如下:(1)利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)对同时蒸馏萃取(SDE)法溶剂、料水比、离子浓度和萃取时间进行筛选,得到最佳萃取条件:100 m L样品与100 m L饱和食盐水混合,以50 m L二氯甲烷同时蒸馏萃取2 h。采用GC-MS联用无溶剂萃取直接嗅闻技术(D-GC-O)对固相微萃取(SPME)的萃取头、时间、温度和离子强度条件进行了优化:采用CAR/PDMS萃取8 m L样品,0.72 g氯化钠,放入20 m L顶空瓶中,45°C恒温萃取30 min,重现性良好。最后结合GC-MS和感官分析对比了SDE、SPME和液液萃取(LLE)对酱油香气的提取效果,结果表明,SPME对于高挥发性的含硫化合物提取效果明显,LLE法提取的呋喃酮和酸类物质浓度较高,而SDE中则以醛类物质为主。(2)研究分析了我国14种不同品牌和等级的商品高盐稀态酱油,共鉴定出114种挥发性化合物,其中共有成分38种,而有12种化合物在酱油中首次检出。醇、酸和酯类为高盐稀态酱油中较为主要的色谱峰,分别占总峰面积的38%、16%、13%。随后,针对SPME的无溶剂特征,对SPME-AEDA稀释法进行了对比优化,并采用多方法联用策略结合GC-O/MS(AEDA法),首次分析了高盐稀态酱油的香气活性物质,共探嗅到61处香气活性区域,鉴定化合物60种,其中4种化合物是第一次在酱油中被嗅闻到。结果表明,高盐稀态酱油主要由15大类香韵的香气活性物质构成,其中焦糖香、烤香、果香、麦芽香物质种类最为丰富。综合考虑三种方法的AEDA稀释因子,确定苯乙醇、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、异丁酸乙酯、3-甲硫基丙醛、苯乙醛、麦芽酚、HEMF(2个互变异构体)、sotolone、HDMF和愈创木酚等为高盐稀态酱油的关键香气活性化合物。(3)针对酱油香气化合物性质差异大、含量跨度广的特点,联合两种检测技术(SPME和LLE法)对三大主流工艺发酵的27种商业酱油的香气活性物质进行定量分析。利用香气活性值(OAVs)、香气重组、缺失实验明确了单个化合物的贡献及功能,并用多元数据的主成分分析法(PCA),分析不同工艺酱油的香气差异。结果表明:日式浓口酱油醇、酯香突出,低盐固态酱油以酸香、麦芽香和烟熏香为主,而高盐稀态酱油集低盐固态和日式酱油风味之所长,且市售产品香气组成相对更稳定。不同工艺发酵的酱油关键香气成分、种类差异不大,但化合物浓度高低却大相径庭,是决定酱油整体香气特征的关键。香气组分浓度范围为0.01μg/kg至5.2×103mg/kg,OAVs表明23种香气化合物在酱油中的平均浓度均高于阈值,且有8种香气物质在所有酱油样品中都有香气活性(OAV>1),分别是:3-甲基丁醛、乙酸乙酯、2-甲基丁醛、3-甲基-1-丁醇、3-甲硫基丙醛、2-甲基-1-丁醇、苯乙醛、二甲基三硫,它们是形成酱油特征香气的基础。(4)研究了高盐稀态酱油四个关键酿造工艺对其风味物质的影响,并进一步针对关键香气物质探讨了它们在制曲与酱醪发酵阶段的形成和变化情况。结果表明,蒸煮、制曲、酱醪发酵、巴氏杀菌都将引起风味物质的变化,特别是在制曲与酱醪发酵前后,挥发性成分具有显著性差异。制曲阶段以醛类的积累为主,而酱醪发酵阶段酯、酸、呋喃酮类物质显著增加,其风味比例更加协调。此外,巴氏杀菌则会引起酯和醇类的减少以及酚类的增加。通过对关键香气化合物在酿造过程中的变化规律分析,发现与蛋白质和糖类代谢相关的香气物质在整个酿造过程中不断生成,而与脂类代谢相关的香气化合物主要在制曲阶段积累,随后在酱醪发酵过程中代谢变化为其他物质。(5)研究了制曲与酱醪发酵过程中非挥发性物质,特别是油脂与蛋白质的代谢规律,通过初步的代谢调控和反应模型,探讨了香气物质的形成机理。结果表明,甘油三酯与磷脂均在制曲过程中有降解,甘油三酯中以LLn Ln与LLP的降解最为明显,相比之下,制曲过程中磷脂更易释放游离脂肪酸,其代谢调控是酱油风味提升的有效途径。亚油酸(C18:2)是油脂中含量最大的组分,在制曲过程被米曲霉优先利用,其代谢速率与C8挥发性化合物的生成速率呈一定相关性。可溶性氮和氨氮在制曲阶段均有显著增加,为酱醪发酵初期总氮和氨氮的快速增长提供了物质基础和酶系储备。疏水性氨基酸Leu、Lys、Ile、Val、Phe等在酱醪发酵过程释放较多,为Strecker醛等关键香气化合物的形成提供了重要前体。实验结果证明成曲不仅自身为酱油贡献部分香气物质,同时也为后续发酵提供各类酶和香气化合物前体物质,极大地影响酱油特征香气的形成。