腐乳营养成分与质构特征及其偏相关分析

庄 洋，陈 露，田 成，莫开菊，汪兴平,2,*

（1.湖北民族大学生物科学与技术学院，湖北 恩施 445000；2.湖北民族大学 生物资源与利用湖北省重点实验室，湖北 恩施 445000）

腐乳，享有“中国奶酪”美称，与奶酪具有类似的营养与质地。腐乳在发酵过程中化学成分不断变化，其硬度、弹性等也随之变化，从而形成了独特的色、香、味及口感特征。质构特性直接影响着人们对产品的正确认识及购买行为[1-3]。影响质地的因素有很多，如原料的质量、种类、生产工艺、贮藏温度以及各种化学成分如水分、蛋白、脂肪等[4]。近年来，国内外对腐乳的研究主要集中在制作工艺[5-6]、功能因子分析[7-9]和风味成分测定[10-11]等方面，对腐乳营养成分与质构关系的研究较少。国内仅有马勇[12]、周雪琪[13]等研究了腐乳质构变化与营养成分变化之间关系；刘威[14]、陈涛[15]等分别研究了发酵时间和发酵工艺对腐乳质构的影响；蒋丽婷等[16]通过皮尔逊相关性分析探讨了腐乳营养与质构的相关性；鲍松林等[17]研究了采用绍兴咸亨腐乳生产工艺所制作腐乳坯的质构与感官的相关性。

营养是人体对食物的本质要求，食物中的营养种类与价值决定了其品质。质构是食品结构及其对所受外力反应行为的一种感官表现，影响食用者的直观感受，是除营养之外食品品质的另一重要因素。各地均有针对当地特色腐乳的研究报道[17-20]，且鉴于不同产地腐乳加工方法存在一定差异，其品质特性也不相同。皮尔逊相关分析可以直接反映2 个变量间的关系[21]，但在分析多个变量时，偏相关分析可以控制其他变量的影响，从而在多个变量中更准确地量化2 个变量间的相关性[22-24]，可更真实地反映2 个变量间的内在关系。质构作为一种外在表现形式，与食品所含物质成分密切相关。因此，本实验对5 种恩施产腐乳的质构和主要营养成分进行测定，分述各腐乳坯及成熟腐乳质构和营养成分的差异及特点，采用偏相关分析法阐述腐乳营养成分与质构的相关性。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

于不同市场购买5 种较出名的恩施产白腐乳成品及其对应的毛坯样品，1、3号腐乳选用水分压榨后的老豆腐进行接种形成毛坯。1、5号腐乳酒浸密封，2、4号腐乳油浸密封，3号腐乳用洗净晒焉的大头菜叶包裹后密封。

硫酸、盐酸 武汉市中天化工有限责任公司；硫酸铜、硫酸钾、氧化镁、硼酸、氢氧化钠 天津光复科技发展有限公司；甲基红、溴甲酚绿、铬酸钾、硝酸银国药试剂化学集团有限公司；所有试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

UDK-159凯氏定氮仪（带消化仪） 北京盈盛恒泰科技有限公司；TA-XT Plus质构仪 英国Stable Micro Systems公司；HWS12恒温水浴锅 上海一恒科技有限公司；BS224S电子天平 赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；优谱UPH-I-20T超纯水仪 成都超纯科技有限公司；GZX-9140MBE数显鼓风干燥箱 上海博迅实业有限公司。

1.3 方法

1.3.1 水分质量分数的测定

称取1 g左右的腐乳样品，准确记录质量，放入干燥至恒质量的称量瓶中，在鼓风干燥箱内100 ℃下干燥至恒质量。

1.3.2 总氮、总蛋白与水溶性蛋白质量分数的测定

总氮、总蛋白质量分数：参照GB 5009.5ü2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中的第一法。总蛋白质量分数计算时蛋白质换算系数为5.71。

水溶性蛋白质量分数：称取5.00 g样品于150 mL烧杯中，加入60 ℃超纯水50 mL，搅拌均匀后沸水浴15 min，冷却至室温，然后移入100 mL容量瓶中，用少量水分次洗涤烧杯，合并洗液，加水定容至刻度，混匀，用纱布滤入磨口瓶中，参照GB 5009.5ü2016中的第一法进行测定。蛋白质换算系数为5.71。

1.3.3 氨基酸态氮质量分数的测定

参照SB/T 10170ü2007《腐乳》中的方法进行。

1.3.4 TVB-N质量分数的测定

总挥发性盐基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）质量分数测定参照GB 5009.228ü2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》。

1.3.5 总酸、食盐和脂肪质量分数的测定

总酸、食盐质量分数测定参照SB/T 10170ü2007中的方法进行，脂肪质量分数测定参照GB/T 5009.6ü2003《食品中脂肪的测定》进行。

1.3.6 质构特性分析

选取块形完整、均匀的腐乳样品，利用质构仪检测探头二次下压测得腐乳质地特征曲线。质地剖面分析（texture profile analysis，TPA）测定参数：探头型号P/0.5，满负荷压力25 kg，测前速率5.0 mm/s，测试速率1.0 mm/s，测后速率10.0 mm/s，刺入深度50%，触发力5.0 g。每个样品做3 次平行。

1.4 数据处理与分析

采用SPSS 16.0软件对实验数据进行处理分析；采用Duncan’s法进行差异显著性分析，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 5 种恩施产腐乳的营养成分

由表1可知，5 种腐乳坯及其成品间的水分、总蛋白、水溶性蛋白、总酸、食盐、氨基酸态氮和TVB-N质量分数均有显著改变，5 种腐乳间也存在一定差异。2、4号和5号腐乳毛坯的水分质量分数都约为77%，而1号与3号腐乳毛坯的水分质量分数分别为67.96%和53.48%（P＜0.05），这与腐乳制作时的选材有关。1、2、4号和5号腐乳成品水分质量分数显著降低，3号腐乳的水分质量分数极显著增加，但均在60%左右。尽管腐乳毛坯间水分质量分数显著不同，但成品间水分质量分数无显著差异，均符合SB/T 10170ü2007中水分质量分数低于75%的规定。从毛坯到成品过程中，腐乳水分质量分数下降的主要原因是食盐导致腐乳失水，经过前发酵等加工环节大分子蛋白质降解为可溶性物质，同时酒、食用油和食盐的加入也对腐乳水分质量分数起到调节作用，使腐乳成品中水分达到平衡状态。因此，不同种类腐乳的水分质量分数均在60%左右。

表 1 5 种恩施产腐乳的营养成分（n＝ 3）Table 1 Nutrients contents of five kinds of sufu in Enshi (n= 3)%

1号和3号腐乳毛坯的总蛋白质量分数明显高于其他腐乳毛坯及成品，这主要是由于水分质量分数较低，从而表现出蛋白占比较高，这与前期制作毛坯时压榨水分相关。但1号和3号腐乳成品在所有腐乳成品中总蛋白质量分数居中，表明前期水分及总蛋白质量分数对成熟腐乳中的总蛋白质量分数无太大影响。经过加工，完成豆腐到腐乳的蜕变后，通过添加酒、食用油和食盐调节腐乳水分使成品中的水分质量分数十分接近，从而导致成品中总蛋白质量分数差异变小。

水溶性蛋白和氨基酸态氮是由大豆蛋白水解产生，是腐乳发酵程度的判断指标，同时也是腐乳中易于吸收的一类营养成分。SB/T 10170ü2007中规定白腐乳中水溶性蛋白质量分数应大于3.20%，氨基酸态氮质量分数（以氮计）应大于0.35%，本实验中所有腐乳成品均达到了行业标准要求。成熟过程中，5 种腐乳水溶性蛋白质量分数整体呈下降趋势，氨基酸态氮质量分数呈上升趋势。

根据SB/T 10170ü2007，白腐乳的总酸质量分数（按乳酸计）应小于1.30%，本实验所有腐乳成品均在标准规定范围内。除5号腐乳外，其余腐乳成品中总酸质量分数均高于毛坯，表明后发酵过程中残存的酶继续发酵产酸。

5 种腐乳毛坯中均未检测到食盐，添加食盐后腐乳成品中的食盐质量分数迅速上升。根据SB/T 10170ü2007，白腐乳的食盐质量分数应大于6.50%，本实验中成熟腐乳食盐质量分数为7.90%～10.82%，均符合标准要求。较高的食盐含量能抑制有害微生物生长，延长腐乳保藏期，但低盐是当今健康食品的追求，因此，对低盐腐乳的研究也逐渐增多。

5 种腐乳毛坯和成品间脂肪质量分数不同，表明原料和发酵微生物的不同均影响成品营养成分。1、3、5号腐乳从毛坯到成品脂肪质量分数下降，但差异不显著，2、4号腐乳成品中脂肪质量分数显著增加，是由于2、4号腐乳密封阶段加入食用油造成的。因此，腐乳坯中的脂肪质量分数决定了其成品中的脂肪质量分数。

TVB-N是表征多种含蛋白质丰富食品新鲜度的指标。由表1可知，TVB-N质量分数在5 种腐乳间差异显著（P＜0.05），成熟腐乳TVB-N质量分数为0.12%～0.34%，杨娟等[25]研究的3 种白腐乳TVB-N质量分数为0.095%～0.318%，与本研究结果较一致。

2.2 5 种恩施产腐乳的质构特性

表 2 5 种恩施产腐乳的质构特性（n＝ 3）Table 2 Texture properties of five kinds of sufu in Enshi (n= 3)

由表2可知，5 种腐乳毛坯与成品间TPA参数存在明显差异。硬度为TPA曲线中第一压缩周期的最大力值，1～4号腐乳毛坯的硬度远大于其成品。其中3号腐乳毛坯硬度最大（1 176.75 g），其次是1号腐乳毛坯（511.96 g），其余3 种腐乳毛坯硬度在100～300 g之间。3号腐乳硬度极显著高于其成品，其余4 种腐乳毛坯与成品间硬度差异不显著。除5号样品外，经发酵后腐乳成品的硬度均下降，但仍是3号腐乳成品硬度最大（439.04 g），其次是1号腐乳（342.32 g），其余腐乳成品硬度较低。1、3号腐乳毛坯的水分质量分数较低，但硬度较高，说明水分质量分数对腐乳毛坯及成品的硬度具有重要影响。此外，后发酵期间，虽然微生物被杀灭不再分解成品中的物质，但其中的酶仍有活力，不断降解成品中的物质，因此腐乳成品的硬度普遍低于毛坯。

黏度指第一次压缩的负峰面积，负值越大，黏度越高，此处取绝对值表示。腐乳柔软光滑的质地与大豆蛋白结构密切相关。在豆腐生产过程中，大豆蛋白形成凝胶网络持水定型；在腐乳成熟过程中，微生物使大豆蛋白分解形成较小的多肽和水溶性蛋白，使腐乳质构软化，变得细腻，黏性升高。在后发酵过程中，由于食盐的加入导致水分及部分水溶性蛋白析出，因而黏度下降，因此，3～5号腐乳成品黏度显著下降，2号腐乳成品黏度下降但无显著差异。

弹性指第一次压缩结束后食品恢复高度与第一次压缩高度的比值。随着大豆蛋白继续降解，毛坯凝胶网络结构被破坏，除1号腐乳弹性变化不显著外，其余腐乳成品弹性均极显著下降。

Zhao Xinhuai等[26]研究表明，在后发酵成熟过程中，腐乳的黏性随着硬度、胶黏性等的减小而增大，而蒋丽婷等[16]的研究结果与之相反。周雪琪等[13]探讨了不同工艺对腐乳质构的影响，结果表明不同样品间硬度和黏度之间没有明显相关性，且水分含量、硬度和黏度三者之间也没有绝对的相关性，腐乳的选材、工艺、发酵时间等均会影响腐乳成品的硬度和黏度等质构参数。因此，5 种恩施产腐乳成品间的质构差异与其制作过程中的选材、前发酵和后发酵工艺有关。

内聚性代表组成样品内部结合键的强度，反映了样品抵抗受损并保持完整的性质。研究表明，内聚性与样品分子内部的蛋白质结构或交联有关[27]。由表2可知，1、2、4、5号腐乳成品的内聚性较毛坯均极显著降低（P＜0.01），表明大豆蛋白在腐乳成熟过程中被进一步破坏，降解成小分子肽。

胶黏性是剪切食物时最先感触到的抵抗力，以硬度与内聚性的乘积表示。由于大豆蛋白的降解，致使三维凝胶网状结构受到破坏，从而使腐乳的硬度和内聚性均下降，因此，腐乳的胶黏性也呈下降趋势。

2.3 5 种恩施产腐乳的营养成分与质构的偏相关分析结果

相关性分析研究中最通用的方法是皮尔逊相关分析，可以直接反映2 个变量间的关系[21]。但当出现多个变量时，变量之间的皮尔逊相关系数会受到其他变量的影响，不能正确反映2 个变量之间的关系。偏相关分析通过控制其他变量，量化了多个变量中2 个变量间的相关性[22-24]，直接反映2 个变量间的内在关系。目前，偏相关分析已广泛应用于金融[28-29]、医学[30-31]、语义网络[32]、基因[33]等方面。通过偏相关系数来确定2 个变量之间内在的线性联系更真实、可靠[34]。

表 3 5 种恩施产腐乳营养成分与质构的偏相关分析Table 3 Partial correlation analysis between nutrient components and texture characteristics of five kinds of sufu in Enshi

由表3可知，硬度与总蛋白、氨基酸态氮质量分数和WP/CP呈极显著正相关（P＜0.01），与水溶性蛋白质量分数和AAN/CN呈极显著负相关（P＜0.01）。黏度、弹性和内聚性与硬度基本相反，与总蛋白、总酸质量分数和WP/CP呈极显著负相关（P＜0.01），与水溶性蛋白质量分数呈极显著正相关（P＜0.01），分别与氨基酸态氮质量分数呈极显著正相关（P＜0.01）、不相关和极显著负相关（P＜0.01）。胶黏性与氨基酸态氮和总酸质量分数呈极显著负相关（P＜0.01），与TVB-N质量分数和WP/CP呈显著负相关（P＜0.05），与AAN/CN呈极显著正相关（P＜0.01）。偏相关分析表明，所有含氮化合物质量分数或比值与腐乳质构的大部分参数均存在极显著相关性。即蛋白质的形态与含量可能是腐乳质构的重要内在影响因子。

Van Hekken等[35]研究表明，奶酪在贮藏过程中小分子肽段增加，酪蛋白减少，蛋白的水解使奶酪更具弹性和柔软性。腐乳主要由具有大豆蛋白形成凝胶网络结构的豆腐发酵而成，总蛋白、水溶性蛋白和氨基酸态氮质量分数与腐乳质构的偏相关分析（表3）表明，大豆蛋白含量及其结构类型对腐乳质构具有较大影响。Abdelazim等[36]利用透射电子显微镜对干酪贮藏过程中的微观结构变化进行研究，发现随着贮藏时间的延长，干酪凝胶网络结构空隙变大，蛋白聚集程度增加。郑远荣等[37]研究了奶酪成熟过程中微观结构的变化及其对质构的影响，发现随着奶酪的成熟，脂肪球变小，微观结构中的空穴变小，酪蛋白网络结构逐渐降解，奶酪硬度、黏性及咀嚼性增大，微观结构变化是奶酪质地变化的主要影响因素。同样，腐乳中大豆蛋白微观结构的变化也是其质地变化的主要影响因素。

Ustunol等[38]利用流变仪研究契达干酪成熟期间的流变特性，研究表明，蛋白不断水解促使干酪变软，同时脂肪含量减小，黏弹性增加。蒋丽婷等[16]研究表明，增加油脂添加量，腐乳的硬度、胶黏性、咀嚼性等质构特性及表观黏度均明显减小，黏性增大。本实验结果表明，脂肪质量分数除与内聚性显著相关外，与其他质构参数无显著相关性，表明脂肪对腐乳质构影响不大。

总酸含量与质构关系的研究鲜有报道，本研究中总酸质量分数对腐乳质构影响显著，可能通过影响蛋白的凝胶性与溶解性而产生作用。食盐质量分数与腐乳硬度不相关，但与其他质构参数显著相关，表明食盐质量分数对腐乳质构影响较大。水分质量分数与腐乳质构相关性较弱，主要由于腐乳成品间水分质量分数无显著差异。

通过SPSS软件拟合得到质构参数与营养指标间的回归方程，决定系数都在0.875以上，拟合程度良好，表明腐乳质构与其营养成分间具有较强的相关性，通过营养成分的变化能较好地预测腐乳质构的变化。

3 结 论

5 种恩施产腐乳成品的水分质量分数均为60%左右，总蛋白质量分数11.26%～15.66%，水溶性蛋白质量分数3.94%～7.24%，氨基酸态氮质量分数0.56%～1.95%，总酸质量分数0.32%～0.78%，食盐质量分数7.90%～10.82%，脂肪质量分数5.88%～14.46%，TVB-N质量分数0.12%～0.34%。腐乳的硬度为82.64～439.04 g，黏度9.39～167.70 g·s，弹性为0.27～0.86，内聚性0.09～0.38，胶黏性16.76～130.82 g。

5 种恩施产腐乳样品营养成分存在较大差异，从毛坯到腐乳成品，水分和总蛋白质量分数呈下降趋势，总酸和氨基酸态氮质量分数呈上升趋势，脂肪质量分数基本不变。

营养成分影响着质构参数，因此，营养特性不同的样品其质构特性也不相同。总体来说，5 种腐乳从毛坯到成品，硬度、黏度、弹性、内聚性和胶黏性整体呈下降趋势。这主是要由后发酵阶段蛋白质结构及性质改变造成的。偏相关分析结果表明，总蛋白、水溶性蛋白、氨基酸态氮、总酸和食盐等营养成分对腐乳的质构都有重要影响。蛋白含量及其形式对腐乳质构影响最大，即蛋白质的形态与含量是腐乳质构的重要内在影响因子。最后通过SPSS软件拟合得到质构参数与营养成分的回归方程，各方程决定系数均在0.875以上，说明通过营养成分的变化能较好地预测腐乳质构的变化。