瓜尔豆胶与魔芋胶复配联合超声处理改善鸡血豆腐的品质

王 鑫，黄 瑾，吴瑀婕，卢方云，李 倩，周 婷，邹 烨,*，王道营,*，徐为民

（1.江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏 南京 210014；2.扬州大学食品科学与工程学院，江苏 扬州 225127）

血豆腐一直是我国最受欢迎的动物血液制品之一，目前市场上常以鸭血或猪血作为原料。我国2019年肉鸡产量1 380万 t，鸡血占体质量约6%[1]。然而，相较于鸭血豆腐，鸡血豆腐保水性差，凝胶体系不稳定，颜色偏暗，质构特性不佳，所以市场上以鸡血为原料的血豆腐较少。鸡血中含有丰富的蛋白质、矿物质及微量元素，鸡血中铁元素含量是猪血的3 倍、猪肝的2 倍、瘦肉的20 倍以上，是完美的补血佳品[2]。同时，血豆腐味道鲜美，有较高的经济价值且加工方便，将鸡血制成鸡血豆腐能有效地提高鸡血资源的附加值，是合理利用鸡血的良好途径。但鸡血豆腐出品率不高，易失水导致鸡血豆腐品质稳定性差，给鸡血豆腐的工业化生产带来了瓶颈。

姚星星等[2]比较了盐类稳定剂和食用胶类稳定剂对鸡血豆腐品质的影响，研究结果表明食用胶类稳定剂对鸡血豆腐的改善效果优于盐类稳定剂；孙月萍等[3]将魔芋胶与瓜尔豆胶复配研究其对鸭血豆腐凝胶特性的影响；杨雪松等[4]将阿拉伯胶与瓜尔豆胶复配改善了鸭血豆腐质构、色泽等指标；陈菲等[5]研究发现超声处理能够显著提高鸭血豆腐的品质。

上述研究发现，魔芋胶、瓜尔豆胶及阿拉伯胶对改善家禽血豆腐品质有良好的效果，但是在鸡血豆腐中利用食用胶改善凝胶品质的研究鲜有报道。瓜尔豆胶是一种典型的亲水性胶，具有较强的增稠效果[6-7]；阿拉伯胶是一种具有低蛋白质结构的多支链多糖，能通过非共价键与蛋白质发生络合，增强凝胶网络结构[8]；魔芋胶是一种非淀粉多糖类胶体，具有良好的凝胶性、增稠性、水溶性和可塑性等多种特性，可作为乳化剂和增稠剂用于食品加工中[9]。超声波是一种新型、环保的加工技术，已被广泛应用于医疗、化工和食品加工领域[10]。由于钙离子能与鸡血中还未络合的抗凝剂发生络合，多余的钙离子能够激活凝血酶原产生凝血酶，因此在抗凝鸡血中加入一定量氯化钙可使其凝固形成凝胶[5]。本实验以鸡血为原料，通过瓜尔豆胶与阿拉伯胶复配或瓜尔豆胶与魔芋胶复配联合超声处理来改善鸡血豆腐的出品率、质构、保水性和色泽等指标，为肉鸡副产物鸡血资源的综合利用及高值化工业生产提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

活鸡购自南京孝陵卫菜市场，带回实验室现杀取血。

柠檬酸三钠、无水氯化钙（均为国产分析纯）国药集团化学试剂有限公司；瓜尔豆胶、魔芋胶、阿拉伯胶（以上均为食用级） 河南万邦实业有限公司。

1.2 仪器与设备

5810 R离心机 德国Eppendorf公司；TVT300XP质构仪 瑞典TexVol公司；PTX-FA210S电子天平福州华志科学仪器有限公司；HH-4数显恒温水浴锅常州国华电器有限公司；Direct-Q3uv超纯水机 美国Millipore公司；CR-400色彩色差计 日本柯尼卡美能达有限公司。

1.3 方法

1.3.1 鸡血豆腐的制备

实验室自制。具体操作：在鸡血中加入终质量浓度0.5 g/100 mL Na3C6H5O7溶液（抗凝剂）后于室温下搅拌30 s，取15 mL鸡血与0.06 g复配胶（稳定剂）混合，加入纯水控制血水比1∶2.4～1∶2.6（V/V），再加入1 mL 1%无水CaCl2（凝血剂）与原料血混合液于室温下搅拌30 s；控制一定凝血时间，然后将样品置于水浴锅中加热，制成鸡血豆腐，室温下冷却后待用。在研究凝血时间、加热温度和加热时间因素时未添加复配胶。

1.3.2 鸡血豆腐制备优化实验

1.3.2.1 鸡血豆腐制作凝血时间的确定

在血水比1∶2制成的鸡血混合液中加入无水CaCl2后，凝血静置时间为6、8、10、12、14 min，加热温度90 ℃，加热30 min，计算鸡血豆腐的出品率，确定最佳凝血时间。

1.3.2.2 鸡血豆腐制作加热温度的确定

设置血水比1∶2，凝血时间10 min，分别在80、85、90、95、100 ℃下加热30 min，计算鸡血豆腐的出品率，确定最佳加热温度。

1.3.2.3 鸡血豆腐制作加热时间的确定

调整血水比1∶2，凝血时间10 min，加热温度90 ℃，分别对其加热30、35、40、45、50 min，计算鸡血豆腐的出品率，确定最佳加热时间。

1.3.2.4 鸡血豆腐制作复配胶比例的确定

设置血水比1∶2.6，凝血时间12 min，加热温度90 ℃，加热40 min，设置瓜尔豆胶与阿拉伯胶复配质量比为2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、7∶3及瓜尔豆胶与魔芋胶复配质量比为3∶7、5∶5、7∶3，计算鸡血豆腐的出品率，确定最佳复配胶比例。

1.3.2.5 鸡血豆腐制作血水比的确定

设置新鲜鸡血与水分（包含复配）的比例为1∶2.4、1∶2.5、1∶2.6，凝血时间10 min，加热温度90 ℃，加热30 min，计算鸡血豆腐的出品率，确定最佳血水比。设置瓜尔豆胶与阿拉伯胶复配组为A组，瓜尔豆胶与魔芋胶复配组为M组，设置无添加复配组为CK组，非超声组为1，超声组为2。

1.3.2.6 超声条件的确定

设置血水比1∶2.5，凝血时间12 min，加热温度90 ℃，加热40 min，加热前在超声功率90 W下超声2、3、4 min，计算鸡血豆腐的出品率，确定最佳超声条件。

1.3.3 鸡血豆腐基本组成测定

水分质量分数测定：参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》直接干燥法[11]；灰分质量分数测定：参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》高温灼烧法[12]；脂肪质量分数测定：参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》索氏抽提法[13]；粗蛋白质量分数测定：参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》凯氏定氮法[14]。

1.3.4 鸡血豆腐出品率测定

取出鸡血豆腐，倾倒出容器内的明水，称取鸡血豆腐凝块的质量，放入平皿中于4 ℃下保存。根据公式（1）每隔12 h计算鸡血豆腐的出品率。

式中：m1为鸡血豆腐的质量/g；m2为鸡血原始质量/g。

1.3.5 鸡血豆腐凝胶质构特性测定

参考Fan Mingcong等[15]的方法，并稍作修改。质构仪设置为TPA模式进行测定分析，测定参数为：探头型号P36R、形变量50%、检测速率60 mm/min、起始力0.495 N、返回速率60 mm/min、2 次下压间隔时间2 s。每组样品重复测定3 次，结果取其平均值。

1.3.6 鸡血豆腐保水性测定

1.3.6.1 离心损失率测定

参考Xue Siwen等[16]的方法，精确称取3 g鸡血豆腐置于10 mL离心管中，转速4 000 r/min、温度4 ℃的条件下离心5 min，取出后用电子天平称取离心后的鸡血豆腐质量。根据公式（2）计算离心损失率，每组样品采样3 次，结果取其平均值。

式中：m3表示鸡血豆腐原始质量/g；m4表示离心后鸡血豆腐的质量/g。

1.3.6.2 蒸煮损失率测定

参考Yang Huijuan等[17]的方法，并稍作修改。精确称取3 g鸡血豆腐于10 mL试管中，将试管放入90 ℃恒温水浴锅中水浴10 min。待室温冷却后取出血豆腐，称量蒸煮后鸡血豆腐质量。根据公式（3）计算蒸煮损失率，每组样品采样3 次，结果取其平均值。

式中：m5为鸡血豆腐的原始质量/g；m6为蒸煮后鸡血豆腐的质量/g。

1.3.6.3 析水率测定

参考孙月萍等[3]的方法，并稍作修改。精确称取3 g鸡血豆腐放入塑料平皿，将其均匀分成4 块，于4 ℃冰箱中保存48 h。用滤纸吸收鸡血豆腐表面水分后称取剩余鸡血豆腐质量。根据公式（4）计算析水率，每组样品采样3 次，结果取其平均值。

式中：m7为鸡血豆腐的原始质量/g；m8为析水后鸡血豆腐的质量/g。

1.3.7 鸡血豆腐色泽测定

参考李鹏等[18]的方法，并稍作修改。将制得的鸡血豆腐切成4 cm×4 cm×1 cm的鸡血豆腐片，使用色差计测定0 h及48 h后鸡血豆腐切面的颜色。L*表示亮度值、a*表示红度值、b*表示黄度值。每组样品采样5 次，结果取其平均值。

1.4 数据处理与分析

采用SPSS 18.0软件对数据进行单因素方差分析，P＜0.05表示数据差异显著，使用Origin 9.0作图。每组实验均重复3 次，数据以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 鸡血豆腐成分分析

在血水比为1∶2.5、凝血时间12 min、加热温度90 ℃和加热时间40 min条件下制作鸡血豆腐，测量鸡血豆腐的基本组成。由表1可知，鸡血豆腐的主要成分是水，占比94.7%，其次是粗蛋白，占比为2.77%，灰分和粗脂肪质量分数分别为0.97%和1.03%。

表1 鸡血豆腐的基本组成Table 1 Proximate composition of chicken blood tofu

2.2 不同处理因素对鸡血豆腐出品率的影响

2.2.1 凝血时间对鸡血豆腐出品率的影响

在鸡血豆腐的加工过程中，凝血效果的优劣将直接影响鸡血豆腐的品质[2]。由图1可知，鸡血豆腐的出品率在0 h时最高，之后随时间的延长呈下降趋势，鸡血豆腐在0～12 h过程中出品率下降比例最大，这与鸡血豆腐前12 h的失水量有关，鸡血豆腐在前12 h失水量最多，出品率下降幅度最大。凝血6 min时，48 h的出品率显著低于其他各组（P＜0.05），随着凝血时间的延长，鸡血豆腐的出品率增加，在12 min时达到最大值，然后又开始下降。可能是因为在凝血时间大于12 min时，氯化钙提供的钙离子激活凝血酶时间过长，对凝血酶活性产生抑制作用，凝血效果降低[5]，导致其出品率下降。因此，选择凝血12 min为最佳凝血条件。

图1 凝血时间对鸡血豆腐出品率的影响Fig. 1 Effect of coagulation time on yield of chicken blood tofu

2.2.2 加热温度对鸡血豆腐出品率的影响

蛋白聚集是鸡血凝胶形成过程中重要的一步，其受到温度和蛋白浓度等因素的影响。对鸡血凝胶进行加热可使鸡血豆腐进一步成型固化，且高温能起到杀菌作用[19]。加热温度对鸡血豆腐出品率的影响见图2，鸡血豆腐出品率随温度的升高呈先上升后下降的趋势，当温度在80 ℃时，形成凝胶所需的时间较长，鸡血蛋白凝固后质地偏软，鸡血豆腐未能较好地固化成型，易碎裂，出品率低；当加热温度在85 ℃以上时，形成的凝胶固化完全，鸡血蛋白形成的网络结构更加稳定，出品率提升；当加热温度达到90 ℃时，出品率达到最大值，且显著高于其他各组（P＜0.05）；在95 ℃以上时，过高的温度会使鸡血豆腐表面水分蒸发，导致出品率下降。这可能是因为加热温度的提高能促进鸡血蛋白快速凝结，结合更多水分，增加出品率；但过高的温度会导致蛋白质老化严重，持水力下降，进而影响鸡血豆腐的出品率，且温度过高会使鸡血豆腐表面粗糙，内部气孔增加，呈蜂窝状，影响鸡血豆腐外观[20]。故选择加热温度90 ℃为最佳加热温度。

图2 加热温度对鸡血豆腐出品率的影响Fig. 2 Effect of heating temperature on yield of chicken blood tofu

2.2.3 加热时间对鸡血豆腐出品率的影响

鸡血中的蛋白质分子三级或四级结构在加热过程中被破坏会发生变性，内部的功能性基团逐渐裸露出来，分子间的相互作用力使得蛋白质分子聚集，分子间的排斥力与吸引力形成动态平衡，吸附大量的水分，形成了高度有序的三维网络结构[21]。鸡血豆腐的加热时间对此过程有很大影响，如图3所示，鸡血豆腐的出品率随加热时间延长先增加后降低，在40 min时达到最大值，其出品率相较于加热30 min组有显著提升（P＜0.05）。加热时间过短，鸡血蛋白重链及头部不能结合成较好的凝胶体系，形成的凝胶网络结构不够稳定，持水能力差，出品率低；随着加热时间的延长，蛋白凝固更充分，形成的凝胶网络质地均实，出品率提高；但加热时间过长会使鸡血蛋白过度变性，蛋白质发生部分降解，鸡血豆腐表面气孔量增加，凝胶组织结构被破坏，导致蛋白质结构只能维持少量水分，进而影响持水能力，导致出品率下降[22]。故选择40 min为最佳加热时间。

图3 加热时间对鸡血豆腐出品率的影响Fig. 3 Effect of heating time on yield of chicken blood tofu

2.3 复配胶比例对鸡血豆腐出品率的影响

瓜尔豆胶具有增稠性，能与大量水分结合；阿拉伯胶具有稳定的乳化性能，在食品加工中能使体系内各组分均匀分散，形成稳定有序的凝胶网络结构[4]；魔芋胶结构中的葡甘露聚糖与蛋白产生交联反应，能促进凝胶网络的形成，葡甘露聚糖分子中含有大量的羰基、羟基等亲水基团，使其具有较强的亲水能力，能与水分子形成氢键束缚自由水移动，鸡血中的血浆蛋白与葡甘露聚糖结合能够形成细密的凝胶结构[23]。因此在鸡血中加入复配胶可改善鸡血豆腐的保水性，增加其出品率。不同配比的复配胶对鸡血豆腐出品率的影响如图4、5所示，静置48 h后，瓜尔豆胶与阿拉伯胶比例为3∶7的出品率均显著高于其他各组（P＜0.05），瓜尔豆胶与魔芋胶比例为5∶5的出品率显著高于其他组（P＜0.05），因此选择瓜尔豆胶与阿拉伯胶比例为3∶7和瓜尔豆胶与魔芋胶比例5∶5为最佳复配比。多糖是一种直链或具有支链的高分子化合物，它们通过分子间缠绕或者通过分子间次级键相互作用[24]，在一定的条件下可以得到“1+1＞2”的协同增效作用，这是多糖之间相互作用的结果[25]。利用这种相互作用，将阿拉伯胶与瓜尔豆胶进行复配后加入鸡血，以期进一步提升血豆腐的品质。

图4 瓜尔豆胶与阿拉伯胶复配比例对鸡血豆腐出品率的影响Fig. 4 Effect of mixing ratio between guar and Arabic gum on yield of chicken blood tofu

图5 瓜尔豆胶与魔芋胶复配比例对鸡血豆腐出品率的影响Fig. 5 Effect of mixing ratio between guar and konjac gum on yield of chicken blood tofu

2.4 血水比对鸡血豆腐出品率和质构的影响

鸡血中蛋白浓度是影响鸡血豆腐品质的重要因素之一，在纯血中适度加水可以使鸡血蛋白在加热变性中结合更多水分，增加鸡血豆腐的出品率，但若加水过多，鸡血豆腐中蛋白质浓度不足，变性后的鸡血蛋白无法形成稳定的三维网络结构，蛋白质聚集可能会导致蛋白质沉淀，水分流失，进而导致出品率下降[26]。结合前期预实验结果，水分占比过大会导致0～48 h贮存过程中豆腐失水比例过大，鸡血豆腐变型，影响其外观，故决定从1∶2.4～1∶2.6中选择血水比。血水比对鸡血豆腐出品率的影响如图6所示，随着水分含量增加，出品率呈上升趋势，但水分含量过高会导致其凝胶结构不稳定，硬度、弹性、咀嚼性等质构特性下降（表2），主要是因为水分含量增加，鸡血内部凝胶胶凝能力下降[5]，结合出品率和质构指标，选择血水比1∶2.5为最佳血水比。

图6 血水比对鸡血豆腐出品率的影响Fig. 6 Effect of blood-to-water ratio on yield of chicken blood tofu

表2 血水比对鸡血豆腐质构的影响Table 2 Effect of blood-to-water ratio on texture of chicken blood tofu

2.5 超声作用对鸡血豆腐出品率的影响

通过前期预实验发现，在超声功率90 W条件下对鸡血豆腐品质有良好的改善作用。超声处理时间对鸡血豆腐出品率的影响如图7所示，A、M两组鸡血豆腐出品率在0 h时无明显差异，在贮藏48 h过程中，A组和M组的鸡血豆腐的出品率都随着超声时间的延长呈先增加后减少的趋势。超声处理3 min的M2组血豆腐在12 h后出品率的下降趋势较缓，在12～48 h过程中出品率显著高于同M组其他超声时间处理组（P＜0.05），并且贮藏48 h时的出品率比CK1组提高了15.91%；超声处理3 min的A2组在36 h后出品率下降速度减缓，且12～48 h出品率在A2组中均为最高，与M2组有相似趋势。这可能是由于适度超声可以导致鸡血细胞壁破裂，细胞壁的破裂能够使鸡血在形成凝胶的过程中蛋白质交联程度增加，组织结构更为紧密，从而形成孔径更为微小的立体纤维网络结构，有效地增强了蛋白质与水的结合能力，使得鸡血豆腐出品率增加；而随着超声时间延长，长时间的超声导致液滴碰撞积聚，液体表面张力升高，鸡血蛋白凝胶结构被破坏，水分游离出来，从而影响其出品率[5]。

图7 超声作用时间对鸡血豆腐出品率的影响Fig. 7 Effect of ultrasonic treatment time on yield of chicken blood tofu

2.6 复配胶联合超声处理对鸡血豆腐质构特性的影响

食物的口感和嫩度与其质构有着紧密联系，质构的常用指标包括硬度、弹性、咀嚼性、黏附性和内聚性等。适当的硬度和咀嚼性能够增加鸡血豆腐的口感，但超过一定范围则会导致其口感下降[27]。复配胶联合超声处理对鸡血豆腐质构的影响如表3所示，0 h时，经过超声处理后各组的黏附性、硬度、内聚性、弹性、胶黏性和咀嚼性都大于相应的未超声组，M2组的各项指标在0 h时均大于其他各组，其次是A2组，M2组的内聚性、弹性及咀嚼性最大但对比A2组差异不显著（P＞0.05），且均在超声或不超声条件下，M组各指标均大于A组，说明瓜尔豆胶与魔芋胶复配对鸡血豆腐质构的影响大于瓜尔豆胶与阿拉伯胶复配。CK1组各项质构指标最小，说明复配胶与超声处理均对鸡血豆腐凝胶的质构有促进作用。质构指标与血液组织的破壁程度、保水性及蛋白质的变性程度有关。超声提高了鸡血的均质效果，增加了鸡血的破壁程度，降低了表面张力，增强了稳定性，促进了鸡血凝胶质构[28]；瓜尔豆胶、魔芋胶和阿拉伯胶作为水溶性胶体能与蛋白质形成有序的三维网络结构，从而提高鸡血豆腐的硬度和弹性等指标，改善产品品质[29]。普遍认为蛋白凝胶在贮藏过程中的脱水作用是因为蛋白质分子通过相互作用而增加交联程度，使蛋白质凝胶变得密集[30]。48 h后，CK1组硬度变化最大，M2组变化最小，这可能是由于CK1组失水最多，导致硬度显著提高，添加复配胶及超声处理能够更好地锁住水分，能够随时间的延长更好地维持鸡血豆腐原本的状态，延长产品的贮藏期[31]。

表3 复配胶联合超声处理对鸡血豆腐质构的影响Table 3 Effect of mixed food gums combined with ultrasonic treatment on texture of chicken blood tofu

2.7 复配胶联合超声处理对鸡血豆腐保水性的影响

鸡血豆腐的保水性是评价血豆腐品质的重要指标之一，直接影响着血豆腐的味道、香气、多汁性、嫩度及色泽等品质[32]。本实验以离心损失率、蒸煮损失率和析水率来表示鸡血豆腐的保水性能。复配胶联合超声处理对鸡血豆腐保水性的影响如表4所示，经过超声处理后的各组离心损失率、蒸煮损失率及析水率均小于同类的未超声组，说明超声处理对鸡血豆腐的保水性有促进作用。这可能是由于鸡血经过超声后，鸡血细胞破裂，暴露出更多亲水基团，增加了与水分的结合能力，使得水分不容易受外界因素影响而分离[33-34]。M2组的保水性最佳，其次是A2组，相同条件下M组保水性均优于A组，且添加复配胶的各组保水性均优于同等条件下的CK组，说明复配胶对鸡血豆腐的保水性有促进作用，这可能是由于瓜尔豆胶、阿拉伯胶和魔芋胶均属于亲水性胶体，含有大量的亲水基团，通过氢键、诱导偶极、分子偶极和瞬间偶极等作用与水分子形成不易自由运动的大分子，在血豆腐的加热过程中可以直接与周围的水分和蛋白质相互作用，提高分子间的键合作用，形成有序、稳定的三维空间网络结构[35]，从而使鸡血豆腐具有良好的保水性。

表4 复配胶联合超声处理对鸡血豆腐保水性的影响Table 4 Effect of mixed food gums combined with ultrasonic treatment on water-holding capacity of chicken blood tofu

2.8 复配胶联合超声处理对鸡血豆腐色泽的影响

色泽不仅能代表鸡血豆腐的新鲜度，也能增加消费者的购买欲。复配胶联合超声处理对鸡血豆腐色泽的影响如表5所示，经过超声的各组L*、a*和b*值均有所提高，M2组的L*、a*值均高于其他各组（P＜0.05），b*值高于其他各组但相较于M1及A2组差异不显著（P＞0.05）。48 h时，相同条件下M组的各色泽参数均高于A组，说明瓜尔豆胶与魔芋胶复配对鸡血豆腐色泽的影响大于瓜尔豆胶与阿拉伯胶复配。CK1组的各色泽参数均低于其他各组，说明复配胶及超声处理均对鸡血豆腐的色泽有促进作用。添加复配胶对色泽的影响主要是因为其对凝胶网络的促进作用，能结合更多水分，且对血红蛋白有保护作用，从而呈现更好的色泽[3]；经过超声后，鸡血中的血红色素含量增加，使形成的凝胶红度和黄度值增加，也与超声使得细胞壁破裂及保水性有关[36]。

表5 复配胶联合超声处理对鸡血豆腐色泽的影响Table 5 Effect of mixed food gums combined with ultrasonic treatment on color of chicken blood tofu

3 结 论

瓜尔豆胶与阿拉伯胶复配、瓜尔豆胶与魔芋胶复配及超声处理均能显著改善鸡血豆腐的出品率、质构、色泽及保水性等品质指标，瓜尔豆胶与阿拉伯胶和瓜尔豆胶与魔芋胶的最佳复配比分别为3∶7和5∶5，在同等条件下，瓜尔豆胶与魔芋胶复配改善鸡血豆腐品质的效果大于瓜尔豆胶与阿拉伯胶复配，在超声功率90 W，超声时间3 min时鸡血豆腐的出品率最高，质构特性最佳，色泽指标L*、a*值显著高于其他各组（P＜0.05）。因此，在工业生产中可将瓜尔豆胶和魔芋胶复配并联合超声处理来提升鸡血豆腐的品质，提升肉鸡副产物鸡血资源的附加值及综合利用。