不同凝固剂对豆腐品质的影响

2019-05-07江振桂王秋普张一震赵良忠范柳孙孟京刘海宇邓雅欣谢春平

食品与发酵工业 2019年7期

江振桂，王秋普，张一震，赵良忠，4*，范柳，孙孟京，刘海宇，邓雅欣，谢春平

1(邵阳学院食品与化学工程学院，湖南邵阳，422000) 2(豆制品加工技术湖南省应用基础研究基地，湖南邵阳，422000) 3(安徽省味之源生物科技有限公司，安徽池州，247100) 4(湖南省果蔬清洁加工工程技术研究中心，湖南邵阳，422000)

“健康长寿，不可一日无豆。”大豆作为历史悠久的经济作物之一，被称为“土壤中的蛋白肉”[1]，其中豆腐是大豆营养最完美的食品表现形式之一，市场上90%的大豆蛋白质是以豆腐产品的形式进行消费，其是用合适的凝固剂将大豆蛋白质凝固后得到具有一定质构的食品[2]。不同凝固剂的作用机理和生产工艺不同，对豆腐的微观结构影响也不同[3]，导致产品产量、质构特性及风味特征各不相同。

风味是食品的重要品质属性，也是人们选择食品的重要参考依据[4]。前人对大豆蛋白[5-7]、豆奶[8]、豆酱[9-10]和酱油[11-13]等大豆食品的风味进行了大量研究。伴随着豆腐加工从传统的家庭式作坊向机械化、工业化、规模化方向的转变，研究人员在对豆腐得率、营养素等理化特性进行广泛研究的基础上，也开始注重对豆腐风味特性的分析与评价。崔晓红[14]对成熟红豆腐进行电子鼻分析、GC-MS分析得出不同菌种发酵红豆腐的气味存在一定的差异，其中共鉴定出126种挥发性风味物质；王勃等[15]通过电子鼻测试贮藏期间干豆腐气味变化情况；李晶等[16]应用同时蒸馏萃取和固相微萃取技术分析了卤水干豆腐挥发性成分，但在不同凝固剂对豆腐风味特性的影响方面鲜有报道。同时，质构特性也是影响食品口感品质的一个重要指标，但是目前对豆腐质构特性的研究却鲜有报道。本研究拟采用质构仪和电子鼻等先进分析仪器，研究不同凝固剂对豆腐的理化性质、质构特性和风味特性的影响，并比较不同凝固剂生产的豆腐的品质差异，为豆腐生产时凝固剂的选择提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大豆：加拿大非转基因豆，岳阳市万越进出口贸易有限公司；豆清发酵液(纯种发酵)：豆制品加工技术湖南省应用基础研究基地提供。

MgCl2、石膏、消泡剂均为食品级；其他试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

物性测定仪(LS-5型)，美国阿美特克(AMETEK)有限公司；电子鼻,上海瑞玢国际贸易有限公司；台式冷冻离心机(VELOCITY18R型)，澳大利亚达卡米公司；阿贝折射仪(ATC型)，上海淋誉贸易有限公司；磨浆机(JYL-CO12型);九阳豆浆机，九阳股份公司；电子天平(DJ-3002型)，福州华志科学仪器有限公司；电热鼓风干燥箱(GZX-9140MBE型)，上海博迅实业有限公司医疗设备厂。

1.3 工艺流程

大豆→挑选→清洗→浸泡→热水磨浆→煮浆→过滤→点浆→蹲脑→压榨成型→豆腐

1.4 豆腐试样的生产

1.4.1 制浆

参照谢灵来的方法并稍加改进[17]。挑选200 g大豆清洗干净，按干豆与水的比例为1∶4(g∶mL)加水，20 ℃浸泡11 h，去离子水漂洗后，以干豆与水的比例为1∶6加入烧开的去离子水进行磨浆，磨浆时先用质量分数75%的去离子水磨浆，再用质量分数25%的去离子水与所产生的豆渣混合，缓慢喂入磨浆机内，将2次所得豆浆混合，加热至95 ℃时保温10 min，过滤，制得熟豆浆。

1.4.2 豆腐生产

参照栾菲[18]、张伟[19]和谢灵来[20]的方法并稍做改进。分别以CaSO4(石膏)、MgCl2(卤水)和豆清发酵液为凝固剂生产豆腐，每个试样重复3次。其中，CaSO4(石膏)豆腐的点脑温度为85 ℃，凝固剂添加量为豆浆体积的0.3%，CaSO4先用少量温水(15～20 mL)溶解，蹲脑15 min，压榨30 min；MgCl2(卤水)豆腐的点浆温度为80 ℃，凝固剂添加量为豆浆体积的0.3%，MgCl2用7倍的去离子水溶解，蹲脑15 min，压榨30 min；豆清发酵液豆腐点浆温度为85 ℃，豆清发酵液总酸为4.5 g/L，温度为55 ℃，添加量为豆浆体积的30%，蹲脑15 min，压榨30 min。

1.5 豆腐得率的测定

参照CAI[21]的方法，即将新鲜的豆腐在室温下静置5 min后，称量，计算每100 g干大豆所得湿豆腐的质量，即为湿豆腐得率。

1.6 豆腐保水性的测定

参照PUPPO等[22]的方法并稍加修改。精确称取2～3 g(精确到0.000 1 g)豆腐，置于底部有脱脂棉的50 mL离心管中，以1 000 r/min转速离心10 min后称重并记录(W1)，并于105 ℃下干燥至恒重(W0)。

(2)

式中：WHC，豆腐的保水性，%；W0，干燥至恒重的质量，g；W1，豆腐离心后的质量，g。

1.7 感官评价

邀请10名食品专业学生(5名男性、5名女性)分别对豆腐的色泽、风味、口感及组织状态进行评定，感官评定的标准根据GB 2712—2014[23]，采用百分制，具体的感官评价标准见表1。

1.8 质构测定(texture profile analysis,TPA)

P35圆柱型平底探头测定豆腐，分别取豆腐上、中、下部位，高度为1 cm，设定测前、中、后速度分别为40、30和40 mm/s，下压距离为40%，中间停留时间为5 s，触发力为0.05 N。每个样品取3个不同部位进行测定，取其平均值[24]。

表1 豆腐感官评价标准

1.9 电子鼻检测

将电子鼻传感器预热0.5 h以上，使其达到工作温度，称取3.0 g样品于玻璃进样瓶中，加盖密封待检。待进样瓶中的样品达到液-气两相平衡后(1 h以后)，进行样品数据采集，设置采样时间为60 s，气体流量为0.3 L/min，等待时间为10 s，清洗时间为120 s，每个样品重复5次。

1.10 数据处理

用SSPS 22.0与Excel 2003软件进行数据处理与统计分析，所有试验结果取其平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 豆腐得率与保水性结果分析

豆腐保水性对豆腐得率和消费者购买行为有一定的影响，因此，豆腐保水能力的强弱和得率的高低是衡量凝固剂是否适用于豆腐加工的重要依据之一，它直接反映凝固剂的应用价值。由表2可知， 3种凝固剂生产的豆腐的得率差异极显著(P<0.01)，在相同的压榨条件下，豆腐得率平均值约为188.15%，其变幅在123.95%～266.45%之间。其中石膏豆腐得率最高为266.45%，豆清发酵液次之,为174.04%，MgCl2最低为123.95%。豆腐保水性能力的强弱主要体现在豆腐物理状态的软硬程度上，保水性能力强的豆腐，表面光滑软嫩，组织细腻，断面均匀，内部孔隙小且均匀一致，反之则组织粗燥，断面孔隙不均，大小不一。3种凝固剂生产的豆腐保水性差异极显著(P<0.01)，豆腐保水性平均值约为73.08%，其变幅在67.75%～77.71%之间。其中石膏豆腐保水性最高为77.71%;豆清发酵液豆腐次之,为73.79%;MgCl2豆腐最低,为67.75%。石膏属迟效性凝固剂，其凝固的速度慢，有利于凝固剂与大豆蛋白的作用形成网络结构，将水分保持于网络内，使豆腐水分含量大，保水性强，得率高；而MgCl2反应速度快，不利于空间网络结构的形成，使蛋白质与水结合的能力下降，在压榨成型时大量的水被挤出，从而使豆腐的保水性下降，得率降低；豆清发酵液则是采用纯种发酵产酸、产酶，使大豆蛋白在酸酶协同作用下形成结构致密的空间网络结构，有利于对水的束缚，提高豆腐的保水性和得率。

表2 不同凝固剂生产豆腐的得率和保水性

注：同一列中不同字母表示差异极显著(P<0.01)。

2.2 豆腐感官结果分析

由图1可知，不同凝固剂所生产的豆腐感官评分存在显著性差异(P<0.05)。在豆腐色泽方面，以石膏和MgCl2为凝固剂所生产的豆腐色泽光亮呈白色,接受度高，豆清发酵液呈金黄色,所生产的豆腐色泽淡黄接受度较低；在风味上，豆清发酵液豆腐豆香味浓厚和谐，石膏和MgCl2则豆香味不足；在口感上，豆清发酵液豆腐细腻柔软、弹性适中、无粗糙的渣感，石膏次之，MgCl2则口感粗燥；在组织状态上，豆清发酵液生产的豆腐组织细腻、断面均匀、弹性适中，石膏次之，MgCl2则断面粗糙、内部孔隙不均匀。总体感官评分以豆清发酵液为凝固剂生产的豆腐最好。

图1 不同凝固剂生产豆腐的感官评分

Fig.1 Sensory scores of tofu produced with different kinds of coagulant注：不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

2.3 质构结果分析

用质构仪分别对不同凝固剂生产的豆腐的黏结性、弹性、硬度、韧性、耐嚼性、胶黏性及弹力这7个方面进行质构分析。由表3可知，不同凝固剂制得的豆腐的硬度、韧性、耐嚼性和胶黏性这四者之间差异显著(P<0.05)。MgCl2豆腐的硬度、韧性、耐嚼性及胶黏性分别高达188.44 gf、188.44 gf、81.02 gf、85.31 gf，均高于其他凝固剂生产的豆腐。这4个指标过高则表明豆腐口感不够细腻，质地较硬，难以咀嚼。豆清发酵液所生产的豆腐除弹力外，其余各项指标均处于石膏和MgCl2之间，而石膏豆腐除黏结性高于MgCl2和豆清发酵液豆腐，其他各项质构指标均最低。由此可以看出硬度、韧性、耐嚼性和胶黏性等质构参数可以反应出不同凝固剂生产的豆腐之间的差异，表明不同凝固剂生产的豆腐之间质构特性存在显著性差异。

表3 不同凝固剂生产豆腐的质构分析

注：同一列中不同字母表示差异显著(P<0.05)。

2.4 豆腐品质相关性分析

根据表4进行的豆腐品质指标之间的相关性分析表明：得率与保水性呈极显著正相关关系(r为0.956)，即保水性越好豆腐得率越高；与黏结性呈显著正相关关系(r为0.793)，即压榨时凝胶的黏结性越好，豆腐得率越高，可能的原因是黏结性影响豆腐凝胶的强度和网络结构，从而影响对水的束缚能力；与硬度、韧性、耐嚼性和胶黏性呈极显著负相关关系(r分别为-0.876、-0.876、-0.957、-0.950)，与弹力呈显著负相关关系(r为-0.705)，这是因为硬度、韧性、耐嚼性、胶黏性和弹力的增大导致蛋白网络不能包含更多的水分。

保水性与感官评分呈极显著正相关关系(r为0.834)，即保水性越好，豆腐口感越细腻、爽口，感官评分越高，这是因为蛋白质与水的结合能力强，结构水分含量较高，使豆腐组织细腻，口感爽滑；与黏结性呈显著正相关关系(r为0.667)，可能的原因是黏结性影响豆腐凝胶的强度和网络结构，从而影响豆腐的保水能力；与硬度、韧性、耐嚼性和胶黏性呈极显著负相关关系(r分别为-0.973、-0.973、-0.998、-0.991)，因为硬度、韧性、耐嚼性和胶黏性的增大导致对水的束缚作用在减弱，口感粗糙。

感官评分与硬度、韧性、耐嚼性和胶黏性呈极显著负相关关系(r分别为-0.919、-0.919、-0.834、-0.837)，可能的原因是硬度、韧性、耐嚼性和胶黏性的增大影响豆腐的口感。黏结性与弹力呈极显著负相关关系(r为-0.859)，即黏结性越大，弹性越小；与耐嚼性和胶黏性呈显著负相关关系(r分别为-0.671、-0.681)，即黏结性越大，耐嚼性和胶黏性越小。

硬度与韧性、耐嚼性和胶黏性呈极显著正相关关系(r分别为1.000、0.972、0.973)，即硬度越大则韧性、耐嚼性和胶黏性越好。韧性与耐嚼性和胶黏性呈极显著正相关关系(r分别为0.972、0.973)，即韧性越好则胶黏性越强、耐嚼性越好；耐嚼性与胶黏性呈极显著正相关关系(r为0.995)，即耐嚼性越好则胶黏性越强，可能的原因是胶黏性影响豆腐凝胶的强度和网络结构的稳定性。

综上可知，豆腐品质指标间有着非常复杂的联系。

表4 豆腐品质指标之间的相关性分析

注：*表示差异显著(P<0.05)；** 表示差异极显著(P<0.01)。

2.5 风味结果分析

3种不同凝固剂生产的豆腐的主成分分析(principle component analysis,PCA)见图2。第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的贡献率分别为89.2% 和8.2%，二者之和达到 97.4%大于95%，因此可认为此主成分二维图能很好的表示出被测样品的整体信息且成分间干扰小。3种不同凝固剂生产的豆腐的线性判别分析(linear discrimination analysis,LDA)见图3，其区分度(discrimination index,DI)达85.9%，一般情况下认为DI值大于80%区分效果较好，DI值越大表示样品间的距离越远，区分的效果越理想。由此可见，3种不同凝固剂生产的豆腐其挥发性风味成分有明显区别。