马铃薯淀粉添加量对腐竹品质的影响

刘伟峰，张友胜，黄利华，赵甜甜，焦文娟，张业辉

（1.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所/农业农村部功能食品重点实验室/广东省农产品加工重点实验室，广东 广州 510610；2.广州城市职业学院，广东 广州 510405）

【研究意义】腐竹，又称豆腐皮，起源于唐朝，距今已有1 000 多年的历史，是中国人很喜爱的一种传统豆制品。腐竹因其易贮藏、食用方便、独特的香味以及口感深受消费者的喜爱。腐竹营养丰富，蛋白质含量约50%，脂肪含量约24%［1］。此外，腐竹还富含钙、铁、镁、锌等矿物质元素，以及不饱和脂肪酸和多种维生素，在减少心血管疾病、糖尿病和防止骨质疏松等方面具有显著作用［2］。目前，腐竹生产中存在得率低、质量不稳定、添加剂滥用［3-4］等问题，其原因是小作坊式生产工艺参数不确定及可应用于实际生产的提高腐竹得率和机械性能改良方法较少等问题。因此，国内腐竹的研究主要集中在工艺的改良等方面。【前人研究进展】欧锦强等［5］研究发现阿魏酸、甘油和亚硫酸钠能够显著提高腐竹的得率。李雪琴等［6］的研究表明在豆浆中添加5%的海藻酸钠、变性淀粉和蔗糖酯，腐竹的得率分别达到40%、43.4%和43.4%。朱石龙［7］发现添加卵磷脂、复合磷酸盐以及谷氨酰转移酶能够显著提高腐竹的得率和品质。张金秀［8］发现豆浆中蛋白质以及脂肪的协同作用能显著增强腐竹产率和成膜速度。【本研究切入点】添加食品配料是改善腐竹得率和品质的重要手段之一。马铃薯淀粉因淀粉颗粒较大，支链淀粉含量高，且其支链淀粉分子上结合有磷酸基，使其具有良好的糊化性、保水性和流变学特性［9］，而广泛应用于食品工业。目前，马铃薯淀粉应用于腐竹生产的相关研究鲜见报道，马铃薯淀粉是改善腐竹得率低、品质差的解决方法之一。【拟解决的关键问题】本研究以东北大豆为主要原料制备腐竹，通过比较分析不同马铃薯淀粉添加量对腐竹得率、机械性能、色泽及其微观结构等的影响，探求改善腐竹品质的工艺，以期为马铃薯淀粉应用于腐竹工业提供一定的理论依据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

大豆，产地黑龙江，购于广州华润万家超市；马铃薯淀粉，北京古松经贸有限公司；其他试剂，均为国产分析纯。

仪器与设备：S-3400N 型扫描电子显微镜，日本 Hitachi 公司；TA-XT Plus 物性测试仪，英国 Stable Micro Systems 公司；CM-3600d 型色差仪，日本Konica Mino Ita 仪器有限公司；DYY-6D 电泳仪，北京六一生物科技有限公司；豆浆机，广东美的精品电器制造有限公司；恒温水浴锅，金姚市上通温控仪表厂；DHG-9070A 型电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 腐竹工艺流程 选豆→清洗→浸泡→去皮→打浆煮浆→2 次过滤→添加马铃薯淀粉→注浆→揭膜→烘干→成品。

称取100 g 东北大豆，在室温下浸泡12 h 后，磨浆得到豆浆，再添加不同比例马铃薯淀粉（0，4%，6%，8%，10%，12%）对腐竹的成分进行调节，再经均质后煮浆，每隔15 min 揭膜1 次，以65 ℃在恒温箱中烘干4 h，即可得到腐竹。

1.2.2 成分分析 蛋白质测定按照GB5009.5-2016 中凯氏定氮法进行，脂肪测定按照GB5009.6-2016 中酸水解法进行，灰分测定按照GB5009.4-2010 进行，碳水化合物测定按照GB 5009.8-2016 进行。

1.2.3 腐竹得率测定 根据赵秋艳等［10］的方法，将烘干后的腐竹称重，计算得率：

式中，m为所得烘干腐竹质量（g），X为加入马铃薯淀粉等物质的质量（g）。

1.2.4 机械性能的测定 参照张伟等［11］的方法略作修改：将浸泡过的腐竹剪成1 cm×5 cm 的长条，使用数显游标卡尺测量厚度、断裂前后的总长度，再在饱和的BaCl2溶液中浸泡稳定12 h，然后，采用TA-XT Plus 物性测试仪测定腐竹断裂时最大的拉伸强度，每个样品平行测定3 次。测试仪采用A/KIE 探头，测定参数：测前速度3 mm/s，测时速度1 mm/s，测后速5 mm/s。计算拉伸强度和延伸率：

式中，TS为拉伸强度（g/mm2），F为样品断裂时所受的最大拉力（g），S为样品的横截面积（mm2）。E 为延伸率（%），L1为样品断裂后的总长度（mm），L0为断裂前的长度（mm）。

1.2.5 腐竹蒸煮损失率测定 参照赵秋艳等［10］的方法略作修改：将腐竹剪成2 cm×10 cm 的长条，称取2 g 腐竹样品置于100 mL 水中，先用沸水蒸煮10 min，然后将煮熟的腐竹反复淋洗5 次，再将腐竹汤液和淋洗水过0.300 mm 筛后收集淋洗液于250 mL 容量瓶中，取25 mL 淋洗液于恒重容器中干燥至恒重，称量容器质量，计算蒸煮损失率：

式中，L为蒸煮损失率（%），m为样品质量（g），m0为恒重容器质量（g），m1为装样品的恒重容器干燥后质量（g）。

1.2.6 色泽测定 腐竹色泽的测定参照蓝伟杰等［12］的方法：将烘干的腐竹在饱和BaCl2溶液中浸泡12 h，然后测定其色泽，重复5 次，结果采用CIE L*、a*、b*表色系统表示。其中L*表示明度，a*表示红/绿值，b*表示黄/蓝值。

1.2.7 腐竹横截面微观结构观察 将腐竹在2%戊二醛溶液（含0.1 mol/L、pH 7.2 的磷酸缓冲液）中浸泡12 h。先用0.1 mol/L 的磷酸缓冲液（pH 7.2）漂洗3 次，每次10 min；然后用1%四氧化二锇固定1 h，再用30%～100%乙醇梯度脱水；经二氧化碳临界点干燥和离子溅射后放大2 000 倍，观察腐竹的横截面微观结构。

1.2.8 感官评价分析 按表1 的评价标准赋予分值。

表1 腐竹感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria of yuba

试验数据使用统计分析软件SPSS 22.0 进行ANOVA 单因素方差分析，检测结果用单因素方差分析比较均值。

2 结果与分析

2.1 马铃薯淀粉添加量对腐竹营养成分的影响

由表2 可知，由于马铃薯淀粉的添加，腐竹化学成分差异显著。随着马铃薯淀粉添加量从0 增加到12%，腐竹蛋白质和灰分含量呈逐渐降低的趋势，其中蛋白质含量从41.42%下降至28.85%，灰分含量从2.56%下降至2.40%；而总糖含量则呈增加趋势，从13.26%增至19.68%；脂肪含量呈先降低后增加的趋势，且在添加量为8%时达到最低值16.69%。这可能是由于添加少量的马铃薯淀粉时，形成比较致密的网络结构，油脂不易被固定在网络结构内；当添加过量的马铃薯淀粉时，形成的网络结构比较疏松，油脂能更好地被保留在腐竹内部。

表2 腐竹的化学组成Table 2 Chemical compositions of yuba

2.2 马铃薯淀粉添加量对腐竹得率和品质的影响

机械性能是衡量腐竹品质非常重要的指标，腐竹拥有较好的质地和口感，更容易受到消费者的喜爱。由表3 可知，随着马铃薯淀粉添加量的增加，腐竹的得率和机械性能呈先增加后降低的趋势，当马铃薯淀粉的添加量为8%时，腐竹的得率、拉伸强度和延伸率最高，分别为52.23±0.71、3.16±0.46、16.89（±1.37）%，均显著高于对照。

表3 马铃薯淀粉添加量对腐竹得率和品质的影响Table 3 Effects of addition ratios of potato starch on the yield and quality of yuba

腐竹的色泽与外观同样重要，它们影响着消费者的购买欲望。色度是对腐竹表观颜色进行表征，其中，亮度L*越大，腐竹就越亮；a*值越大，腐竹就偏向红色；b*值越大，腐竹就偏向黄色［13］。由表3 可知，随着马铃薯淀粉添加量的增加，亮度L*呈先增加后降低的趋势，而a*值和b*值呈先降低后升高的趋势。

2.3 马铃薯淀粉对腐竹傅里叶红外光谱的影响

有研究表明，3 430 cm-1为羟基伸缩振动峰和氨基伸缩振动吸收峰，1 635、1 569 cm-1分别为腐竹酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带的吸收峰［14］。由图1可知，与传统腐竹相比，马铃薯淀粉腐竹中-OH和-NH 伸缩振动峰发生红移；酰胺Ⅰ带的耦合振动说明蛋白质分子之间或蛋白质与马铃薯淀粉之间的氢键相互作用。酰胺Ⅱ带是由于N-H 弯曲和C-N 伸缩振动产生的［15］。马铃薯淀粉腐竹的酰胺Ⅱ带的吸收峰也向低波数方向移动，说明马铃薯淀粉能够增加腐竹蛋白分子间的相互作用力。

图1 不同马铃薯淀粉添加量腐竹的红外光谱Fig.1 FTIR spectra of yuba with different addition ratios of potato starch

2.4 马铃薯淀粉添加量对腐竹微观结构的影响

由图2 可知，未添加马铃薯淀粉的腐竹表面较粗糙，结构较疏松，其蛋白质膜上有较大的孔隙。随着马铃薯淀粉添加量的增加，腐竹的表面相对平整，表面孔隙较少，且孔隙较小，当添加4%～6%的马铃薯淀粉时，腐竹表面孔隙变小；当添加8%的马铃薯淀粉时，腐竹空洞减少，表面更平整致密，说明马铃薯淀粉可以促进腐竹网络结构更加致密；但是当添加量为10%～12%时，腐竹表面开始出现明显的不溶物，镶嵌在腐竹表面。

图2 不同马铃薯淀粉添加量腐竹扫描电镜结果（3 000×）Fig.2 SEM result of yuba with different addition ratios of potato starch（3 000×）

2.5 马铃薯淀粉对腐竹蒸煮损失的影响

蒸煮损失率越高，腐竹的耐煮性越不好［16］。腐竹的耐煮性与腐竹中可溶性碳水化合物含量负相关。由图3可知，随着马铃薯淀粉添加量的增加，腐竹蒸煮损失率先下降后升高，当马铃薯淀粉添加量为8%时，腐竹的损失率最低，为15.13%。

图3 不同马铃薯淀粉添加量的腐竹蒸煮损失结果Fig.3 Cooking loss results of yuba with different addition ratios of potato starch

2.6 感官评价

得率和机械性能是衡量腐竹品质的重要指标，但食品的感官评价也同样重要［17］。由表4可知，当马铃薯淀粉添加量为8%时，腐竹颜色和光泽得分最高，为83 分。常规空白组的光泽得分最低。因此，为提高腐竹品质，建议在腐竹的生产中添加8%的马铃薯淀粉。

3 讨论

目前，腐竹生产还存在小作坊式的生产模式，其得率低、产品品质难以保证，腐竹加工方面的研究主要集中在生产工艺优化和添加剂等方面，目的是提高腐竹的得率和品质。李利华等［18］研究表明，当豆浆浓度为7%、温度为85 ℃以及pH7.5 时能显著提高大豆的利用率；张麟等［19］研究了添加剂对腐竹的影响，发现添加0.25%的蒸馏单甘酯、0.10%的多聚磷酸钠以及0.02%的D-异抗坏血酸钠能显著提高腐竹的机械性能和品质。本研究中，添加马铃薯淀粉0～8%可显著提高腐竹的得率、机械强度和亮度，这是由于在腐竹的形成过程中，糖与蛋白质、蛋白质与蛋白质之间通过氢键形成网络结构，从而提高了蛋白膜的机械性能［20］。当添加少量马铃薯淀粉时，腐竹膜的延伸率和拉伸强度逐渐增加，这可能是由于马铃薯淀粉主要是支链淀粉，少量添加时促进了分子之间的相互作用，降低了腐竹膜的刚性结构，使蛋白膜能够充分伸展，柔韧的特性增加，从而提高腐竹的延伸率［21］。当马铃薯淀粉添加量为8%时，腐竹得率、机械强度及色泽亮度分别 为52.23±0.17、3.16±0.46、65.49±1.52；当马铃薯淀粉添加量为8%～12%，腐竹的得率、机械强度以及亮度均呈下降的趋势。豆浆中碳水化物的含量过高，使得在成膜过程中单位体积内的糖分子数增加，蛋白质的分子数相对减少，腐竹的分子间的相互作用降低，紧密性越差，孔隙增加，连结程度降低，因此拉伸强度下降［22］。当马铃薯淀粉的添加量超过8%时，腐竹的得率和机械性能出现降低现象，这是由于马铃薯淀粉的添加过多，使得豆浆浓度和黏稠度过大，导致蛋白质和脂肪的结合度降低，从而降低了腐竹的产率［23］。这与肖付刚等［24］利用海藻酸钠、焦磷酸钠以及羧甲基纤维素钠使得腐竹得率提高的结果一致。

随着马铃薯淀粉添加量的增加，腐竹的颜色先变浅后加深，这可能是由于当马铃薯淀粉含量较低时，马铃薯淀粉与大豆蛋白相互作用使得腐竹变得更亮；当豆浆中马铃薯淀粉含量较高时，在腐竹形成过程中蛋白质与碳水化合物之间发生美拉德反应程度加剧，导致腐竹颜色加深［13］。添加马铃薯淀粉的腐竹，其红外光谱发生红移。Laura 等［25］认为在形成腐竹的过程中，分子间形成了氢键，有利于形成更加致密的网状结构，从而增加了马铃薯淀粉腐竹的拉伸强度。SEM 结果显示，添加马铃薯淀粉后，腐竹的表面孔隙减少，结构变得致密，这可能是由于腐竹在成膜过程中加热使蛋白质发生变性，形成了致密的网络结构。但这种网状结构含有很多空隙，少量的马铃薯淀粉可以很好地进入腐竹膜的空隙中，填满膜的网络结构，使膜变得更加致密［26］。马铃薯淀粉添加量为10%～12%时，腐竹表面开始出现明显的不溶物，镶嵌在腐竹表面。由于蛋白质含量降低以及糖分的升高，形成的腐竹膜表面“鱼眼”增多，腐竹表面完整度下降，必然导致拉伸断裂力和伸长率较低，这是因为当加入少量的马铃薯淀粉时，腐竹形成比较稳定的蛋白结构，腐竹不容易破碎，腐竹中的蛋白质和油脂不易被煮出［11］。同时，腐竹的蒸煮损失率呈先降低后升高的趋势，当马铃薯淀粉添加量为8%时，损失率为15.13（±1.1）%。添加马铃薯淀粉的腐竹，其煮出液中脂肪占比明显低于未添加马铃薯淀粉的腐竹，这可能是由于常规腐竹的油脂主要嵌入在蛋白质网络结构中或漂浮在腐竹表面，所以在蒸煮过程中很容易转移到水中，而添加马铃薯淀粉的腐竹可以形成更紧密的网络结构，因此煮出液中的脂肪占比较低［21］。当马铃薯淀粉添加量为8%时，感官评价总得分最高为83 分，具有较好的色泽和机械性能。

4 结论

通过研究马铃薯添加量对腐竹品质的影响，结果表明，随着马铃薯添加量的增加，腐竹的营养品质发生显著变化，且马铃薯淀粉的添加会以镶嵌的形式填充在蛋白质变性形成的网络结构空隙中，增加了腐竹膜的致密性，从而使腐竹的机械性能和得率和亮度提高。由红外光谱及扫描电镜手段分析可知，随着马铃薯淀粉添加量的增加，腐竹红外光谱发生红移，说明马铃薯淀粉与蛋白质之间产生了氢键相互作用；扫描电镜结果显示马铃薯淀粉腐竹孔隙减少，表面更平整致密。此外，感官评价综合得分最高。综上所述，添加8%马铃薯淀粉能够提升腐竹的品质，为指导高品质腐竹生产提供了理论依据和技术支持。