复合凝固剂制备彩色嫩豆腐工艺优化

石 楠, 徐宏伟, 陈海清, 张莹莹,4, 郭凯元,5, 刘 双, 董 兵, 马艳丽, 檀建新,

(1.河北农业大学 食品科技学院/河北省农产品加工工程技术研究中心， 河北 保定 071001；2.河北大学 生命科学学院， 河北 保定 071002； 3.德益阳光生物技术(北京)有限公司， 北京 100085；4.承德市农林科学院， 河北 承德 067000； 5.天津市场和质量监督管理委员会， 天津 300050)

豆腐是我国乃至亚洲地区的经典食品，在很多种菜肴中都可以见到它的身影。大豆制品作为一种重要的蛋白质来源，不仅在亚洲，甚至在西方国家都越来越受到欢迎[1]。传统的豆腐外观白色或微黄色，为了增加豆腐的吸引力和改善口感，番茄汁、草莓汁、红豆、绿茶粉等[2-3]天然成分常被添加到豆腐中。蔬菜富含维生素、膳食纤维等各种营养成分[4]，健康安全。本研究拟将胡萝卜、紫甘蓝和黄瓜的蔬菜汁作为天然色素添加到嫩豆腐中，以改进其外观，起到增加食欲的效果。

在亚洲市场中，内酯豆腐是一种典型的嫩豆腐，是以葡萄糖酸内酯(glucono-δ-lactone，GDL)作为蛋白凝固剂生产的。葡萄糖酸内酯是一种安全的食品添加剂，可以诱导酸化和大豆蛋白均质化[5-6]。用GDL制备的嫩豆腐口味微酸，呈柔软啫喱状，但也很容易破碎[7-8]。谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase，TGase，EC2.3.2.13)也是一种广泛使用的凝固剂。将TGase应用于食品生产中时，在不破坏口感和营养成分的同时，可以使食物基质的结构更好、更稳定，胶凝作用和保水性更佳，甚至还可以增加食品的营养价值[9]。曾有研究通过物理特性分析表明，制备豆腐时联合使用GDL和TGase两种凝固剂，可以显著增强豆腐的抗压性、黏度、含水量、持水性和微观结构密度，且丝毫不影响口感[10]。本研究拟采用GDL和TGase为复合凝固剂，选择蔬菜汁为天然色素，通过响应面分析(response surface methodo-logy, RSM)，综合衡量两种凝固剂浓度和点浆温度在蔬菜汁存在时，对豆腐弹性和凝聚性的影响，从而建立一种制备彩色嫩豆腐的方法，为改善内酯豆腐过软、易碎的特点，改善其质地特征，增强适口性，以促进豆制品的多样化。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大豆(Glycinemax(Linn.) Merr.)，购于河北保定富民种子站；胡萝卜、紫甘蓝、黄瓜，购于河北保定惠友超市；TGase，河南润达食品化工有限公司；GDL，江西省新黄海医药食品化工有限公司；内酯豆腐，购于河北保定惠友超市。其他化学试剂为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

DJ13E- Q3型九阳豆浆机，杭州九阳股份有限公司；C21S06- B型电磁炉，浙江苏泊尔炊具股份有限公司；HH- 4型数显恒温水浴锅，金坛市杰瑞尔电器有限公司；TMS-Pro型质构仪(配PT- 2型检测探头)，美国Food Technology Corporation。

1.3 实验方法

1.3.1蔬菜汁的制备

将胡萝卜、紫甘蓝和黄瓜用清水洗净，切成小块(黄瓜只用皮)，分别置于豆浆机中打碎(室温操作)，隔滤网用滤布过滤，制得蔬菜汁。

1.3.2豆浆的制备

取大豆200 g，按质量比为1∶6的比例加水，室温下浸泡涨发10 h。浸发好的豆子和浸液一同置于豆浆机中打碎，收集的豆渣放入豆浆机再次打碎，如此重复打浆3次，操作过程中加水200 mL。将所得豆浆(约1 400 mL)用滤布过滤后置于电磁炉上，小火加热搅拌，煮沸5 min。按照每100 mL豆浆加入10 mL蔬菜汁的比例[2]，向豆浆中慢慢加入蔬菜汁，边加边搅拌，继续保持沸腾状态2 min。将蔬菜豆浆汁迅速置于冰上使其快速降至室温，即得到3种彩色豆浆。

1.3.3响应面试验设计

本实验中影响豆腐弹性和内聚性的3个变量分别为TGase含量(A)、GDL含量(B)和点浆温度(C)，因此选用三因素，运用BBD(Box-Bchnkin design)法[11]构建响应面(response surface design，RSM)模型。各因素代码及其水平见表1。根据试验结果进行回归分析，得到回归模型，以优化制备彩色嫩豆腐的制备参数。RSM分析过程包括试验数据与多项式方程的拟合，通过Design-Expert®(v 8.0.7)软件包执行。

表1 彩色豆腐制备响应面设计因素水平表

1.3.4彩色豆腐的制备

取彩色豆浆3份，各300 mL，置于3个500 mL烧杯中，分别水浴加热至45、50，55 ℃，保温30 min。将豆浆分成若干等份(每份25 mL)，置于平皿中，按照响应面设计的试验安排，分别在对应温度的豆浆中加入不同含量的凝固剂。TGase含量分别为1.0、1.5、2.0 g/L，GDL含量分别为1.0、2.0、3.0 g/L，过程中保持各自温度不变。凝固剂与豆浆混合均匀后静置保温2 h，使豆浆凝固。将豆腐置于80 ℃水浴中处理10 min，置于4 ℃冰箱保存，用于后续分析。

1.3.5彩色豆腐质地分析

将彩色豆腐样品切成1 cm3小块儿，利用质构仪对豆腐样品进行质地剖面分析(质构仪探头触发力0.05 N，速率100 mm/min，压缩形变率50%)，即可获得豆腐样品的弹性数据和凝聚性数据。

1.3.6感官评价

参照GB/T 29605—2013[12]与文献[13]中的方法，选择了9位成员组成感官评价小组，其中男性5位，女性4位。评价标准包括滋味/气味、组织状态，按10分制进行打分，1分为极差，10分为最佳。豆腐样品的最终得分为各项综合平均分。

2 结果与讨论

2.1 响应面分析结果

表2为基于BBD的三因素三水平响应面分析结果，响应值即为在不同点浆条件下获得的彩色嫩豆腐样品通过质构仪分析得到的弹性(R1)和凝聚性(R2)数值(仅列出胡萝卜豆腐样品的数据)。

表2 BBD方案与结果

通过Design-Expert软件包对试验结果进行了多元回归拟合，响应值R1(弹性)对因素A、B、C的多元回归方程见式(1)。

R1=3.60-0.047A+0.011B+0.086C-
0.073AB-0.027AC-0.085BC-0.15A2-
0.12B2-0.076C2。

(1)

表3 弹性模型的回归分析与统计结果

图1 凝固剂含量和点浆温度对彩色嫩豆腐弹性影响的响应面分析结果Fig.1 Response surface of effects of TGase concentration, GDL concentration, and temperature for springiness of color soft tofu

凝固剂含量和豆浆温度对彩色豆腐弹性的影响结果见图1。图1中，弹性最大值对应于曲面的最突出部位和等高线最内部圆的中心处，各因素的最佳值都在试验设计的范围内。图1(a)显示了TGase含量和点浆温度对于彩色嫩豆腐弹性的影响，等高线接近圆形，显示A、C间的交互作用不明显；通常等高线越接近椭圆，因素间的交互作用越显著[14]。图1(b)与图1(c)的等高线呈椭圆形，曲面的坡度更为明显，说明两种凝固剂含量之间、GDL含量与点浆温度间的交互作用较为显著，这与方差分析的结果相吻合；因此，适宜的凝固剂浓度和点浆温度可以改善彩色嫩豆腐的弹性。

同理，另一响应值R2(凝聚性)对因素A、B、C的多元回归方程见式(2)。

R2=0.27-1.25×10-4A-2.00×10-3B+
2.625×10-3C-1.5×10-3AB-2.5×10-4AC-
1.50×10-3BC-1.875×10-3A2-
2.625×10-3B2-3.875×10-3C2。

(2)

通常认为，TGase作用于大豆蛋白分子时，会形成分子内和分子间的ε-(γ-谷氨酰基)-赖氨酸交联[15-16]，但也有研究支持这个酶的另一种作用，比如引起谷氨酰胺残基的水解。这种水解活性会取代这种酶的交联活性，使豆腐的质地发生变化[17]。这就解释了TGase含量对于彩色嫩豆腐的凝聚性影响不如GDL明显。

表4 凝聚性模型的回归分析与统计结果

凝固剂含量与点浆温度对于彩色嫩豆腐凝聚性影响的曲面图见图2。模型趋势与图1类似：图2(b)与图2(c)展示了坡度较为明显的曲面图，说明了在凝聚性方面，两种凝固剂含量之间、GDL含量与点浆温度间的交互作用也是较为显著的。

根据凝固剂与彩色嫩豆腐弹性和点浆温度关系的数据，利用Design Expert软件包进行了分析，获得了制备彩色嫩豆腐的优化条件： TGase质量浓度1.4 g/L，GDL质量浓度1.7 g/L，点浆温度53 ℃；对应的弹性为3.630 mm，凝聚性为0.267。

2.2 优化制备条件的验证结果

按照响应面优化得到的彩色嫩豆腐制备优化条件，进行了豆腐的制备，每种豆腐都同时制作3份。用质构仪检测样品的弹性和凝聚性，其中胡萝卜豆腐样品的弹性为(3.580±0.028) mm，凝聚性为0.271±0.005，同RSM预测数值相比，偏差分别为1.40%和1.50%。验证实验结果说明，得到的模型是可靠的。其他两种豆腐样品也均在相同的制备条件下得到了相同的结果(数据未显示)。

通过质构分析和感官评价方法，将得到的彩色嫩豆腐样品同市售的内酯豆腐进行了对比，结果见表5。从表5中可以看出，彩色嫩豆腐的感官评价得分都大于9分，而内酯豆腐得分小于8.5分，说明彩色嫩豆腐的口感、味道、质地等方面均优于普通内酯豆腐。彩色嫩豆腐弹性和凝聚性好，说明适口性更强；蔬菜汁的添加，无论是从外观，还是从风味上，都使彩色嫩豆腐更胜一筹。

表5 彩色嫩豆腐与内酯豆腐的对比

3 结 论

将胡萝卜、紫甘蓝和黄瓜3种蔬菜汁作为天然色素，以TGase和GDL为复合凝固剂，制备出了彩色嫩豆腐。利用RSM法确定了制备彩色嫩豆腐的优化条件：TGase 1.4 g/L，GDL 1.7 g/L，点浆温度53 ℃。由响应面模型分析结果可知，点浆温度对于彩色嫩豆腐凝聚性和弹性的影响要大于凝固剂的浓度；TGase添加量对于彩色嫩豆腐弹性的影响大于GDL，而对于凝聚性的影响则小于GDL。通过质构分析和感官评价，对比了优化条件下制备出的彩色嫩豆腐与市售的普通内酯豆腐，彩色嫩豆腐无论从外观，还是从风味上都优于市售内酯豆腐。本实验结果表明，采用优化的工艺条件，能够制备出比普通内酯豆腐外观和风味更佳的豆腐制品，可以为开发更多品种的豆腐制品提供理论参考。