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鸡蛋豆腐配方及质构特点微观分析

2020-12-13翟雯怡郭慧园仝其根

食品科学 2020年22期
关键词:磷酸钠蛋液豆浆

郭 萌,何 川,翟雯怡,郭慧园,吕 莹,仝其根

(1.北京农学院食品科学与工程学院,北京 102206;2.食品质量与安全北京实验室,北京 102206;3.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 100083;4.蛋品安全生产与加工北京市工程研究中心,北京 102206)

2018年我国鸡蛋产量达到了3 128万 t[1],首次超过牛奶产量。除了传统的咸蛋、皮蛋为大宗蛋制品外,目前对于鸡蛋豆腐产品的研究较少。王亚芬等[2]对鸡蛋豆腐的加工工艺及最佳配方进行了探讨,但是只利用鸡蛋液制作出的产品质感比较差,易碎,食用方法有限。钟文锦[3]、白寅卯[4]、王大海[5]、沈利国等[6]制作鸡蛋豆腐的方法大致相同。钟文锦[3]在制作时没有额外添加凝固剂,全靠鸡蛋蛋白的变性作用凝结,脱气30 min,延长了工艺时间。张红伟[7]制作鸡蛋豆腐利用三连磨提浆工艺提取优质豆浆,然后加热灭菌,煮沸除味,最后压制成型。但是制得的豆腐表面不够光滑,保水性差,弹性和硬度较差,口感不好。

鸡蛋中所含蛋白质的平均分子质量较小[8],纯鸡蛋液生产的蛋制品弹性好、质地致密,但是韧性差、口感较粗糙,不适合炖、煮等烹制方式。因此研究方案采用全蛋和蛋白质平均分子质量大[9]的大豆为主要原料,添加适当凝固剂,研发软硬2 款质地均匀、光滑细腻、口感好,并且能够使用拌、炒、煎、煮等烹调方法烹制的蛋制品,软质产品的性质类似于市面上的内酯豆腐,产品比较嫩,弹性和韧性小,适合直接食用、蒸制或凉拌。硬质产品的性质类似于市面上的北豆腐,产品比较硬,适合炒、炖、煮等烹调方式。通过对以上2 种蛋制品的研制,从而增加居民餐桌上蛋制品的品种,也对蛋农的增收具有积极意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜鸡蛋、鲜大豆 北京市昌平区永旺超市;氯化镁连云港日丰钙镁有限公司;硫酸钙 湖北美基石膏制品有限公司;葡萄糖酸-δ-内酯 上海洛洛食品添加剂有限公司;焦磷酸钠、六偏磷酸钠 天津百伦斯生物技术有限公司;多聚磷酸钠 天津市光复精细化工研究所;魔芋粉 亳州宝丰生物科技有限公司;结冷胶 郸城财鑫糖业责任有限公司;卡拉胶 国药集团化学试剂有限公司;琼脂 北京奥博星生物技术有限责任公司。实验所用的添加剂均为食品级。

1.2 仪器与设备

QZK28-A02高档嵌入式蒸汽烤箱 佛山市雷哲电器有限公司;MJ-25BM04B搅拌机 美的精品电器制造(广东)有限公司;EYEL4旋转蒸发仪 爱朗仪器(上海)有限公司;CT3质构仪 美国Brookfield公司;GY-2果实硬度计 乐清市艾德堡仪器有限公司;DTG-60差热分析仪 日本Shimadzu公司;S-3000 N型扫描电子显微镜 日本Hitachi公司。

1.3 方法

1.3.1 鸡蛋豆腐的制作

工艺流程:新鲜鸡蛋→搅蛋→静置→过滤→加入熟豆浆→混合搅拌均匀→加入保水剂→加入凝固剂→脱气→装入模具→蒸制熟化成型→冷却→成品。

操作要点:蛋液制作:用搅拌机将全蛋液均匀打散,静置,用不锈钢超细过滤网漏勺过滤以滤去多余泡沫,备用。豆浆:称取100.0 g精选黄豆,洗净,加入300 mL水在指定温度条件下浸泡相应时间,按指定豆水比加入豆浆机中进行磨浆,经滤网过滤得浆[10]。加入凝固剂:向鸡蛋-豆浆混合液中加入一定量的凝固剂,使其充分溶解。脱气:将混合液在旋转蒸发仪上旋蒸10 min。装入模具:将脱气后的鸡蛋豆浆混合液缓慢倒入模具。蒸制:将模具放入蒸箱内,设置蒸制温度为90 ℃,蒸制时间为50 min,冷却后鸡蛋豆腐成型。

1.3.2 硬度的测定

鸡蛋豆腐的硬度测定利用“果实硬度计”和“质构仪”。利用果实硬度计测量时,参照张士龙等[11]的方法在样品上均匀选取5 个有效点进行测量,计算5 次测量的平均值。

1.3.3 感官评价

利用“对照差别检验”法[12-13]对豆腐的色泽、风味、口感及组织状态进行评定,具体的感官评价标准[14]见表1。

表1 感官评价标准Table 1 Criteria for sensory evaluation of egg tofu

1.3.4 质构测定

采用CT3质构仪对鸡蛋豆腐样品的硬度、黏性、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性进行测定。选用TA-AACC36圆盘挤压探头,测定前速率1 mm/s,测试速率0.5 mm/s,2 次下压停留间隔时间为5 s,形变50%,每组样品测定5 次,去除一个最低值和最高值,取剩余值的平均值[15]。

1.3.5 正交试验

正交试验设计如表2所示。

表2 正交试验设计因素与水平Table 2 Code and level for independent variables used in orthogonal array design

1.3.6 扫描电子显微镜观察

干燥后的样品置于液氮中脆断,处理好后黏在金属样品台上,断裂面向上,采用离子溅射方法镀金,镀金条件为15 kV、15 mA、1.5 min。然后将样品置于扫描电子显微镜(5 kV)下观察其显微结构[16],放大倍数为5 000 倍。

1.3.7 差热-热重分析

将样品利用微量移液器放入铝坩埚中,参比坩埚同样为铝坩埚。样品质量在16.00~18.00 mg之间,设置升温参数为从室温到160 ℃,升温速率为5 ℃/min,保护气体为氮气,流速为20 mL/min[17]。

1.4 数据处理

本研究所使用的作图软件为Origin 9,数据分析软件为TA-60WS、IBM SPSS Statistics 18,参照葛宜元[18]的方法对数据进行多元统计分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

硬度是最直观能够体现鸡蛋豆腐性质的指标,也是用于区分不同种类豆腐的依据,因此,将硬度和感官评价作为鸡蛋豆腐研究初期的评价指标。

2.1.1 凝固剂对鸡蛋豆腐硬度及感官评价的影响

不同凝固剂对鸡蛋豆腐特征的影响差异显著[19],试验在固定蛋液与豆浆体积比3∶8、豆浆蛋白质量分数5.5%的基础上,选取制作豆腐常用的凝固剂氯化镁、硫酸钙和葡萄糖酸-δ-内酯,添加量为0%~0.4%进行单因素试验。

如图1所示,凝固剂为氯化镁时,鸡蛋豆腐的硬度最大,随着氯化镁添加量的增加,鸡蛋豆腐的硬度呈现先逐步上升后趋于平缓的趋势,但感官评价结果大体呈现逐渐下降的趋势,这可能是因为氯化镁在没有蒸制前与鸡蛋豆浆混合液发生快速反应,导致最后成品组织状态较差。随着葡萄糖酸-δ-内酯和硫酸钙添加量的增加,鸡蛋豆腐的硬度大体上呈现先降低后升高的趋势,在添加量为0.4%时,硬度分别达到最大值160 g/cm2和120 g/cm2,感官评价得分大体上也呈现逐渐升高的趋势。因此,凝固剂选择葡萄糖酸-δ-内酯和硫酸钙,添加量定为0.4%左右较为适宜。

图1 凝固剂对鸡蛋豆腐硬度及感官评价的影响Fig. 1 Effect of coagulants on hardness and sensory evaluation of egg tofu

2.1.2 磷酸盐对鸡蛋豆腐硬度及感官评价的影响

有研究表明,不同磷酸钠盐的分子结构对鸡蛋凝胶持水性的影响存在一定差异[20]。本实验在蛋液与豆浆体积比3∶8、豆浆蛋白质量分数5.5%、葡萄糖酸-δ-内酯添加量0.3%的基础上选取焦磷酸钠、多聚磷酸钠和六偏磷酸钠分别进行单因素试验,添加量设为0%~0.6%。

图2 磷酸盐对鸡蛋豆腐硬度及感官评价的影响Fig. 2 Effect of phosphate concentration on hardness and sensory evaluation of egg tofu

如图2所示,随着磷酸盐添加量的增多,添加焦磷酸钠、多聚磷酸钠和六偏磷酸钠的鸡蛋豆腐硬度都呈先降低后升高的趋势,感官评分都呈先升高后降低的趋势,焦磷酸钠添加量为0.2%~0.4%时感官评分最高。相比较,六偏磷酸钠对于鸡蛋豆腐硬度的提高效果比较好,但是,添加六偏磷酸钠的鸡蛋豆腐会在制作过程中发生快速反应,造成蒸制出来的鸡蛋豆腐表面不够光滑,感官评分低;相反,添加0.2%焦磷酸钠虽然对于提高鸡蛋豆腐硬度的作用较小,但制得的鸡蛋豆腐呈亮黄色,切面组织光滑平整,感官得分较高。因此,综合考虑,磷酸盐选取焦磷酸钠比较适宜,且添加量确定为0.2%~0.4%。

2.1.3 胶类物质对鸡蛋豆腐硬度及感官评价的影响

胶类物质因其有较强的稳定性,可增强食品的弹性和保水性。因此为考察胶类物质对鸡蛋豆腐的影响,固定蛋液与豆浆体积比3∶8、豆浆蛋白质量分数5.5%、葡萄糖酸-δ-内酯添加量0.3%,选取结冷胶、卡拉胶、魔芋粉和琼脂进行单因素试验。

2.1.3.1 结冷胶对鸡蛋豆腐硬度及感官评价的影响

图3 结冷胶对鸡蛋豆腐硬度及感官评价的影响Fig. 3 Effect of gellan gum on hardness and sensory evaluation of egg tofu

结冷胶作为胶凝剂,可以改善产品的质地和口感,相比其他食用胶体,具有更好的热稳定性[21]。研究方案中结冷胶添加量为0%~0.03%。由图3可以看出,结冷胶添加量低于0.02%时,鸡蛋豆腐的硬度随着结冷胶添加量的增加并未出现比较明显的变化;结冷胶添加量高于0.02%时,鸡蛋豆腐的硬度呈降低的趋势,感官评分的差异性也并不显著。这可能是因为鸡蛋液与豆浆形成的三维网络结构中分子间结合力一直较弱[22],结冷胶也不能使其结合得更加紧密。因此,结冷胶对鸡蛋豆腐的影响并不显著。

2.1.3.2 卡拉胶对鸡蛋豆腐硬度及感官评价的影响

图4 卡拉胶对鸡蛋豆腐硬度及感官评价的影响Fig. 4 Effect of carrageenan on hardness and sensory evaluation of egg tofu

卡拉胶具有较强的稳定性,它可以与大豆蛋白形成协同作用,使凝胶更加稳定,因此卡拉胶对鸡蛋豆腐的形成具有良好的胶凝作用[23]。卡拉胶选取0%~0.08%的添加量进行研究。如图4所示,随着卡拉胶添加量的增大,鸡蛋豆腐的硬度和感官评分差异性均不显著。这可能是在此条件下大豆蛋白不够舒展,卡拉胶没有对鸡蛋豆腐的硬度表现出促进作用[24]。

2.1.3.3 琼脂对鸡蛋豆腐硬度及感官评价的影响

图5 琼脂对鸡蛋豆腐硬度及感官评价的影响Fig. 5 Effect of agar on hardness and sensory evaluation of egg tofu

琼脂粉制成的琼脂凝胶通常作为增稠剂、凝固剂、稳定剂添加在各种食品中[25]。因此,在蛋液中加入琼脂粉,使其在蒸制过程中形成琼脂凝胶,可能会在一定程度上提高鸡蛋豆腐的硬度。琼脂选取0%~0.20%的添加量进行研究。从图5可以看出,随着琼脂添加量的增加,鸡蛋豆腐的硬度先降低后上升最后趋于平缓,感官评分差异不显著。琼脂添加量大于0.08%,鸡蛋豆腐的硬度显著高于其他组。琼脂能够在一定程度上提高鸡蛋豆腐的硬度,这与黄利华[26]的研究结果一致。因此,琼脂的添加量选取0.08%较为适宜。

2.1.3.4 魔芋粉对鸡蛋豆腐硬度及感官评价的影响

图6 魔芋粉对鸡蛋豆腐硬度及感官评价的影响Fig. 6 Effects of konjac flour on hardness and sensory evaluation of egg tofu

魔芋粉的主要成分为魔芋葡甘聚糖,它形成的凝胶稳定性强[27]。为了考察魔芋粉对鸡蛋豆腐凝胶的影响,选取0%~0.08%的添加量进行单因素试验。由图6可知,随着魔芋粉添加量的增加,鸡蛋豆腐的硬度大体在缓慢上升,并在添加量为0.06%的时候突然下降,随后随着添加量的增大,鸡蛋豆腐的硬度又继续增大且达到最大。鸡蛋豆腐在添加量为0.08%时硬度及感官评分均显著,这可能是在此条件下魔芋粉能够促进较为紧密的三维网络结构的形成[28],从而增加了鸡蛋豆腐的弹性。因此,魔芋粉对于提高鸡蛋豆腐的硬度和感官评分有一定的正面作用,选取添加量为0.08%较为适宜。

2.2 鸡蛋豆腐配方的确定

2.2.1 基本配方的确定

表3 L18(61×36)正交试验设计及结果Table 3 Analysis of experimental results of L18 (61 × 36) orthogonal array designs

续表3

表4 L18(61×36)正交试验质构测定结果Table 4 Results of texture measurement of L18 (61 × 36) orthogonal array experiments

为全面分析及优化鸡蛋豆腐的基本配方,结合单因素试验结果,运用正交试验设计方案L18(61×36),选择蛋液豆浆比(A)、豆浆蛋白质量分数(B)、焦磷酸钠添加量(C)、胶类物质种类(D)(添加量定为0.08%)、凝固剂用量(E)、凝固剂种类(F)和空列(G)七个因素为自变量,以质构测定的硬度、黏性、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性为评价指标,研究鸡蛋豆腐的基本配方。蛋液豆浆比这一因素对鸡蛋豆腐的质构特性影响较大,因此设6 个水平,其余几个因素设3 个水平,每种样品做5 个平行试验,去掉最高值和最低值,结果取平均值。正交试验设计及分析见表3,试验结果见表4。

根据硬度和胶着性的极差分析可知,RA>RF>RG>RC>RB>RE>RD,由此可知,上述因素对鸡蛋豆腐硬度和胶着性的影响大小为蛋液豆浆比(A)>凝固剂种类(F)>空列(G)>焦磷酸钠添加量(C)>豆浆蛋白质量分数(B)>凝固剂用量(E)>胶类物质种类(D)。其中,蛋液豆浆比最显著,凝固剂种类较显著,其余几个因素不显著。在试验范围内,得到的最佳条件为A6B2C3D1E1F1,即蛋液豆浆比为6∶5、豆浆蛋白质量分数为7.5%、焦磷酸钠添加量为0.4%、不添加胶类物质和凝固剂。

根据黏性的极差分析可知,RA>RD>RC>RB=RF>RE>RG,由此可知,上述因素对鸡蛋豆腐黏性的影响大小为蛋液豆浆比(A)>胶类物质种类(D)>焦磷酸钠添加量(C)>豆浆蛋白质量分数(B)=凝固剂种类(F)>凝固剂用量(E)>空列(G)。其中,蛋液豆浆比最为显著,胶类物质种类、焦磷酸钠添加量、豆浆蛋白质量分数、凝固剂种类和凝固剂用量较显著。在试验范围内,得到的最佳条件为A6B2C2D2E1F2,即蛋液豆浆比为6∶5、豆浆蛋白质量分数为7.5%、焦磷酸钠添加量为0.2%、添加0.08%的魔芋粉、不添加凝固剂。

根据内聚性的极差分析可知,RA>RC>RG>RF=RD>RB=RE,由此可知,上述因素对鸡蛋豆腐内聚性的影响大小为蛋液豆浆比(A)>焦磷酸钠添加量(C)>空列(G)>凝固剂种类(F)=胶类物质种类(D)>豆浆蛋白质量分数(B)=凝固剂用量(E)。其中,蛋液豆浆比最显著,焦磷酸钠添加量较显著,其余几个因素不显著。在试验范围内,得到的最佳条件为A4B2C3D3E2F3,即蛋液豆浆比为4∶7、豆浆蛋白质量分数为7.5%、焦磷酸钠添加量为0.4%、添加0.08%的琼脂、添加0.2%的葡萄糖酸-δ-内酯。

根据弹性的极差分析可知,RA>RC>RG>RD>RB>RF>RE,由此可知,上述因素对鸡蛋豆腐弹性的影响大小为蛋液豆浆比(A)>焦磷酸钠添加量(C)>空列(G)>胶类物质种类(D)>豆浆蛋白质量分数(B)>凝固剂种类(F)>凝固剂用量(E)。其中,蛋液豆浆比最显著,焦磷酸钠添加量较显著,其余几个因素不显著。在试验范围内,得到的最佳条件为A6B3C3D3E3F3,即蛋液豆浆比为6∶5、豆浆蛋白质量分数为9.5%、焦磷酸钠添加量为0.4%、添加0.08%的琼脂、添加0.4%的葡萄糖酸-δ-内酯。

根据咀嚼性的极差分析可知,RA>RG>RC>RF>RB>RE>RD,由此可知,上述因素对鸡蛋豆腐咀嚼性的影响大小为蛋液豆浆比(A)>空列(G)>焦磷酸钠添加量(C)>凝固剂种类(F)>豆浆蛋白质量分数(B)>凝固剂用量(E)>胶类物质种类(D)。其中,蛋液豆浆比最为显著,其余几个因素不显著。在试验范围内,得到的最佳条件为A6B1C3D1E2F1,即蛋液豆浆比为6∶5、豆浆蛋白质量分数为5.5%、焦磷酸钠添加量为0.4%、不添加胶类物质和凝固剂。

为确定鸡蛋豆腐的基本配方,以硬度值和弹性值为主要指标,综合其他指标,利用综合平衡分析法得出的鸡蛋豆腐基本配方的最佳结果为蛋液豆浆比6∶5、豆浆蛋白质量分数7.5%、焦磷酸钠添加量0.4%、不添加胶类物质、加入0.4%的葡萄糖酸-δ-内酯制作鸡蛋豆腐,得到的鸡蛋豆腐质构性质最优。经过后期验证,测得硬度1 210 g/cm2、黏性0.40 mJ、内聚性0.53、弹性8.36 mm、胶着性744.47 g、咀嚼性59.95 mJ,得到的鸡蛋豆腐品质为最优。

2.2.2 鸡蛋液硬度背离情况验证

图7 不同配方鸡蛋豆腐硬度变化图Fig. 7 Hardness of different formulations of egg tofu

在对表4质构测定结果进行分析时发现,有5号和15号2 个试验的结果产生了硬度与鸡蛋液添加量呈正比的严重背离的现象。从图7可以看出,除去5号和15号硬度的数据,鸡蛋豆腐的硬度与鸡蛋液添加量是呈正比的线性关系,5号和15号试验产生了比较明显的背离情况,为了探究出现这一现象的原因,选取正交试验中4号、5号、6号、14号、15号和16号,进行微观分析。

2.3 微观状态分析

2.3.1 扫描电镜结果

如图8所示,样品a、b、c、d、e、f分别为L18(61×36)正交试验中4、5、6、14、15、16号样品在5 000 倍观测的结果。对于蛋液豆浆比例较低的4~6号样品,4号样品的微观结构比较类似于海绵状,5号样品和6号样品都比4号样品看起来更致密。但5号样品有明显的白色块状物质的形成,由此微观结构的现象可以佐证5号样品的异常表现。而对于蛋液豆浆比例较高的14~16号样品,同样在微观结构上可以看出15号样品有很大的不同。15号样品的微观结构接近于棉花状,相对于14号和16号样品微观状态更疏松,不够致密。

综上,5号和15号样品在硬度变化方面与鸡蛋液加入量呈现背离的情况与扫描电镜所观察到的结果一致,可能的原因是大豆蛋白没有更好的与鸡蛋蛋白进行完全结合,但真正的原因还需进一步探究。

图8 不同配方的样品扫描电镜图Fig. 8 Scanning electron microscopic observation of different formulations of egg tofu

2.3.2 差热-热重分析结果

为了进一步探讨产生上述现象的原因,同样的选取在L18(61×36)正交试验中4、5、6、14、15、16号样品,研究鸡蛋豆腐升温过程中的蛋白质热聚集的变化,结果如图9所示。

图9 不同配方的样品差热-热重测定结果Fig. 9 Thermogravimetric-differential thermal curves for different formulations of egg tofu

单独从鸡蛋差热分析(differential thermal analysis,DTA)可以看出,鸡蛋液在55~105 ℃范围内,全部是吸热和质量减少的变化过程,这里一方面是其中的水分蒸发,另一方面是鸡蛋蛋白质的热变性引起的焓变[29],而112 ℃玻璃态变化可能是蛋白质分析二级结构崩解的结果,鸡蛋的ΔH为-9.62 kJ/g。而使用经过热加工过的豆浆,在85.88 ℃和93.66 ℃之间有唯一的玻璃态变化,这个变化在所有的DTA中都产生的一定的作用。

对于蛋液豆浆比例较低的4~6号样品,5号样品的DTA数据存在重大的不同点:其一白蛋白和其他蛋白的热变性峰值明显被延迟,分别为62.44、129.96 ℃,延迟温度明显达到5~7 ℃;其二,3 个样品的峰高值分别为-725.04、-738.92、-731.53 μV,5号样品也是最高的;其三,3 个样品在第2个相变点和第3个相变点之间的能量差ΔH分别为-219.09、-35.89、-84.19 J/g,5号样品又是最小的,5号样品与3、4号的显著差别都说明,样品的DTA数据并没有随蛋液豆浆比例的上升而有变化,说明导致5号样品异常表现的原因确与鸡蛋中的蛋白质与豆浆中的蛋白质相互作用有关。

而对于蛋液豆浆比例较高的14~16号样品,同样在DTA数据存在重大不同点:3 个样品的第1个白蛋白变性峰的ΔH分别为-1.54、-2.14、-1.12 kJ/g,15号样品最大;14~16号样品的峰高值分别为-633.83、-729.01、-383.24 μV,15号样品也是最高的;15号样品在第2个相变点和第3个相变点之间的差热曲线曲折度大,是14号和16号样品不能比拟的。

以上分析可知,5号和15号样品在硬度变化方面与蛋液加入量呈现相背离的情况在DTA时也得到了重现。可能的原因是,大豆蛋白与鸡蛋中的蛋白混合加热,在不同比例下发生了2 种不同来源的蛋白质之间的相互作用,导致鸡蛋豆腐质构较大的差异,特别是15号样品的差异巨大,而导致这种差异出现的原因还需要进一步研究。

2.4 2 种鸡蛋豆腐的配方

对市面上现有产品进行质构测定,与表4正交试验中的试验组进行结果比较,结果发现,5号试验组参比白玉品牌内酯豆腐、10号试验组参比白玉品牌北豆腐的质构测定结果差异较小,具体结果见表5。

表5 现有产品与鸡蛋豆腐质构特性比较Table 5 Comparison of texture characteristics between existing commercial products and egg tofu

基于上述发现,在首先确定了对鸡蛋豆腐质构性质影响最大的因素蛋液豆浆比的前提下,决定对鸡蛋豆腐的配方分为两类进行进一步的确定。第1种软质的鸡蛋豆腐,按照5号试验进行均匀试验设计,蛋液豆浆比确定为2∶9;第2种硬质的鸡蛋豆腐,按照10号试验进行均匀试验设计,蛋液豆浆比确定为4∶7。最后,分析得到鸡蛋豆腐的最佳配方。

2.4.1 软质鸡蛋豆腐

2.4.1.1 软质鸡蛋豆腐均匀试验设计

通过单因素、正交试验结果对比,为了得到最佳软质的鸡蛋豆腐配方,通过均匀试验设计方案U6*(64)进行均匀试验设计[30],见表6。

表6 软质质构鸡蛋豆腐均匀试验设计因素与水平U6*(64)Table 6 Code and level for independent variable used in uniform design U6*(64) for soft egg tofu

2.4.1.2 软质鸡蛋豆腐模型指标建立

采用均匀试验设计方案(U6*(64))进行试验,研究各因素与硬度、黏性、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性之间的关系,如表7所示。

表7 软质质构均匀试验结果Table 7 Results of uniform design for soft egg tofu

由表7可以看出,软质鸡蛋豆腐的黏性、内聚性、弹性和咀嚼性的误差较小,硬度和胶着性的误差较大,这说明鸡蛋豆腐的制作过程对硬度和胶着性影响较大,制作方式可能会导致鸡蛋豆腐成品有较大差别,原因可能是在蒸制过程中豆腐产品外部和内部的受热程度差异。

表8 软质鸡蛋豆腐指标模型概况Table 8 Parameters of quadratic polynomial models for texture properties of soft egg tofu

对试验数据进行逐步回归分析,建立指标模型概况见表8。硬度、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性的回归方程模型没有达到显著水平,只有黏性这一指标的回归方程模型达到显著水平(P<0.05),且相关系数R较大,方程模型具有较好的拟合度。造成这种情况的原因可能是有些软质鸡蛋豆腐比较软,制作过程可能会引起较大误差,对结果产生较大影响。

2.4.1.3 软质鸡蛋豆腐主成分分析

表9 软质鸡蛋豆腐主成分得分Table 9 Principal component scores of soft egg tofu

利用IBM SPSS Statistics 18根据刘伟军等[31]的方法进行主成分分析,筛选出2 个主成分的得分F1、F2及综合得分F。并以综合得分F为依据进行排名。由表9可以看出,第6组试验综合得分最高为1.99,第5组试验综合得分最低为-2.70。

2.4.1.4 最佳配方验证

利用IBM SPSS Statistics 18对软质鸡蛋豆腐均匀试验结果进行回归分析,结合主成分分析给出的最优因素组合,确定软质鸡蛋豆腐的最佳配方为蛋液豆浆比2∶9、豆浆蛋白质量分数6.5%、焦磷酸钠添加量0.7%、琼脂添加量0.02%、葡萄糖酸-δ-内酯添加量0.3%。

表10 软质鸡蛋豆腐最佳工艺验证Table 10 Validation of optimized formulation of softer egg tofu

如表10所示,按照上述条件,进行5 次平行实验,得到最佳配方的各项实测指标;将最佳工艺确定的各项因素值代入2.4.1.2节表8的各指标方程,得到最佳软质鸡蛋豆腐配方的各项预测指标,结果可以看出,实测指标高于预测指标,也高于试验组中主成分得分最高的第6组,所以预测配方:蛋液豆浆比2∶9、豆浆蛋白质量分数6.5%、焦磷酸钠添加量0.7%、琼脂添加量0.02%、葡萄糖酸-δ-内酯添加量0.3%,即为本实验优化软质鸡蛋豆腐的最佳配方。

2.4.2 硬质鸡蛋豆腐

2.4.2.1 硬质鸡蛋豆腐均匀试验设计

通过单因素、正交试验结果对比,为了得到最佳硬质的鸡蛋豆腐配方,通过均匀试验设计方案U6*(64)进行均匀试验设计,见表11。

表11 硬质质构鸡蛋豆腐均匀试验设计因素与水平U6*(64)Table 11 Code and level for independent variables used in uniform design U6* (64) for firm egg tofu

2.4.2.2 硬质鸡蛋豆腐指标模型建立

表12 硬质鸡蛋豆腐均匀试验结果Table 12 Results of uniform design for hard egg tofu

采用均匀设计方案U6*(64)进行试验,研究各因素与硬度、黏性、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性之间的关系。由表12可以看出,硬质鸡蛋豆腐各个指标的误差规律同软质豆腐的大致相同。黏性、内聚性、弹性和咀嚼性的误差较小,硬度和胶着性的误差较大。

对试验数据进行逐步回归分析,建立指标模型概况,见表13。可以看出,6 个指标的回归方程模型均达到显著水平(P<0.05),且相关系数R较大,方程模型具有较好的拟合度。

表13 硬质鸡蛋豆腐指标模型概况Table 13 Parameters of quadratic polynomial models for hard egg tofu

2.4.2.3 硬质鸡蛋豆腐主成分分析

表14 硬质鸡蛋豆腐主成分得分Table 14 Principal component scores of hard egg tofu

利用IBM SPSS Statistics 18进行主成分分析,算出筛选出的2 个主成分得分F1、F2及综合得分F。并以综合得分F为依据进行排名。由表14可以看出,第6组试验综合得分最高为2.98,第1组试验综合得分最低为-3.24。

2.4.2.4 最佳配方验证

利用IBM SPSS Statistics 18对硬质鸡蛋豆腐均匀试验结果进行回归分析,结合主成分分析给出的最优因素组合,确定硬质鸡蛋豆腐的最佳配方为蛋液豆浆比4∶7、豆浆蛋白质量分数10%、焦磷酸钠添加量1.0%、琼脂添加量0.02%。

表15 硬质鸡蛋豆腐最佳工艺验证Table 15 Validation of optimized formulation of hard egg tofu

如表15所示,按照上述条件,进行5 次平行实验,得到最佳配方的各项实测指标;将最佳工艺确定的各项因素值代入2.4.2.2节表13的各个指标方程,得到最佳硬质鸡蛋豆腐的各项预测指标,可以看出,实测指标高于预测指标,也高于试验组中主成分得分最高的第6组,所以预测配方:蛋液豆浆比4∶7、豆浆蛋白质量分数10%、焦磷酸钠添加量1.0%、琼脂添加量0.02%,即为本实验优化硬质鸡蛋豆腐的最佳配方。

3 结 论

在单因素试验中,凝固剂是葡萄糖酸-δ-内酯与硫酸钙对鸡蛋豆腐影响较大,焦磷酸钠、琼脂、魔芋粉对鸡蛋豆腐影响较大,其余几种物质对鸡蛋豆腐影响较小。

软质鸡蛋豆腐配方为蛋液豆浆比2∶9、豆浆蛋白质量分数6.5%、焦磷酸钠添加量0.7%、琼脂添加量0.02%、葡萄糖酸-δ-内酯添加量0.3%。

硬质鸡蛋豆腐的最佳配方为蛋液豆浆比4∶7、豆浆蛋白质量分数10%、焦磷酸钠添加量1.0%、琼脂添加量0.02%。

蛋液豆浆比例为2∶9(豆浆蛋白质量分数7.5%)及5∶6(豆浆蛋白质量分数9.5%)时,产生的硬度与鸡蛋添加量呈正比的背离的现象,利用电镜扫描图和DTA法验证了这种背离在微观状态下的一致性,证明了豆浆和蛋液特定比例下对质构的影响可能与两类蛋白质的相互作用有关,但是产生这种背离的原理还需进一步研究。

本研究建立指标预测模型,软质鸡蛋豆腐与硬质鸡蛋豆腐2 组模型具有良好的预测能力,可用于鸡蛋豆腐的制作。

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