黑龙江省主栽大豆品种内酯豆腐加工特性的相关性分析

赵贵兴，毕伟伟，夏晓雨，季妮娜，张星宇，李进荣

1.黑龙江省农业科学院大豆研究所（哈尔滨 150086）；2.榆林学院生命科学学院（榆林 719000）

豆腐的加工历史非常悠久，可以追溯到2 000多年前怀南王刘安发明豆腐的历史。豆腐营养丰富，含有人体所需的8种必需氨基酸，蛋白质含量高，胆固醇含量低[1]。我国豆腐的消费量逐年增加，豆腐成为人们餐桌上必不可少的美食。豆腐是大豆经水抽提、用盐或酸凝结蛋白形成的凝胶。内酯豆腐是由葡萄糖酸内酯（GDL）为凝固剂生产的一类豆腐。与传统的豆腐制作方法相比较，蛋白流失较少，黄酮类含量高，并提高豆腐的含水量及持水性，使豆腐的出品率更高，且质地细腻，有光泽，口感更好[2]。已有大量研究发现，大豆中的成分对豆腐类制品的加工特性起重要影响作用[3-7]。宋莲军等[8-9]研究河南省的11个大豆品种成分对北豆腐得率的影响，结果表明，北豆腐湿基得率和干基得率均与大豆中的蛋白质含量呈显著的正相关。如大豆的百粒重、体积、籽粒密度及蛋白质、脂肪、水分、植酸、蛋白质组成及其亚基比例有较大不同，因此豆腐的品质也不尽相同[10-12]。黑龙江省是大豆的主产区，拥有丰富的大豆种质资源，但选择何种大豆用作内酯豆腐的加工原料，或选择何种指标为大豆育种目标，尚缺少相关数据支撑。因此，试验以19个黑龙江省主栽大豆品种为研究对象，对各品种的籽粒蛋白质、脂肪等理化指标及加工成内酯豆腐的持水性、硬度、感官、质构等指标进行相关性分析，其结果能为加工内酯豆腐的原料选择提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

大豆品种来源于黑龙江省农业科学院，包括绥化、牡丹江、黑河、哈尔滨等地区的共20个品种大豆。大豆001号来自绥化分院大豆研究所，大豆002～006号来自牡丹江分院大豆研究所，大豆007～013号来自大豆研究所，大豆014～019号来自黑河分院大豆育种室，黑农69号大豆为黑龙江省农业科学院大豆研究所常用大豆。

1.2 试验试剂

葡萄糖酸-δ-内酯（上海洛洛食品添加剂有限公公司）；消泡王（郑州美博食品科技有限公司）。

1.3 试验仪器与设备

JYL-390九阳豆浆机（九阳股份有限公司）；TD5A-WS离心机（上海卢湘仪离心机仪器有限公司）；Universal TA质构仪（上海瑞玢国际贸易有限公司）；BS224S电子天平（塞多利斯科学仪器北京有限公司）；2600XT-R近红外分析仪（美国Unity）；LH-T32折光仪（杭州陆恒生物科技有限公司）。

1.4 试验方法

1.4.1 内酯豆腐的制作

内酯豆腐的加工工艺流程：大豆→拣选→洗涤→浸泡→磨浆→滤浆→煮浆（消泡剂）→点浆→保温凝固→冷却成型。

主要操作方法：每种大豆原料经挑拣除去杂质和不完整豆粒后称取200 g干豆，清洗3次，按W干豆∶W蒸馏水=1∶3比例在室温（8～10 ℃）条件下浸泡16 h，对浸泡好的大豆将浸泡液倒掉，加入一定比例的水打浆，用豆浆机研磨两遍，所得豆浆通过一层洁净纱布及0.125 mm（120目）孔径筛使渣液分离，将过筛后的生豆浆加入煮至85 ℃左右加入0.1%消泡剂煮至沸腾，并在沸腾状态下保持5 min，冷却备用。称取豆浆质量的0.30%葡萄糖酸-δ-内酯溶于2倍温水中，待豆浆冷却到一定程度时将葡萄糖酸-δ-内酯溶液自上而下加入豆浆中，边加边搅拌点浆，分别取100 mL于200 mL烧杯中，用于感官评分和质构分析，放置于水浴锅中，盖上水浴锅盖，使烧杯完全置于水浴锅中，在一定温度下保温一定时间即可制得。前期利用黑农69号对工艺参数进行正交试验，获得最佳内酯豆腐加工工艺：磨浆料水比1∶6，点浆温度83 ℃，保温温度88 ℃。

1.4.2 大豆籽粒的品种特性理化指标的测定

用数粒板随机选择100粒籽粒，重复3次。将一定体积的大豆籽粒放于已校正好的近红外分析仪的样品杯中，测定不同大豆品种的蛋白质、脂肪与水分。大豆与杯面尽可能贴合保持平整，测定时样品杯自动旋转，获得更多的大豆籽粒的近红外光谱信息。每个样品重复装样扫描3次，取平均值。

1.4.3 内酯豆腐持水性测定

参照何婉莹等[13]方法，略有改动。称取2 g左右（精确到0.000 1 g）豆腐W1，用一层滤纸包裹着放置于底部有一定脱脂棉的50 mL离心管中，以4 000 r/min转速离心10 min，取出离心管上层的豆腐，称其质量并记录W2。豆腐的持水性用失水率W表示，失水率越高，则持水性越差。

1.4.4 内酯豆腐凝胶硬度的测定

参照刘昱彤等[14]的做法，将装有豆腐的小烧杯放在载物平台上，将探头对准样品中心位置，测其凝胶硬度。凝胶硬度为第一次压缩过程中的峰值力，单位为g。质构仪测定参数：TPA模式，探头型号p/0.5，探头下降速度3 mm/s，测试中速度1 mm/s，返回速度3 mm/s，压缩形变率40%，重复平行3次取平均值。

1.4.5 内酯豆腐全质构（TPA）测定方法

参照徐婧婷等[15]做法，将豆腐切成边长2 cm的正方体，把豆腐放在载物平台上，将探头对准样品中心位置，用物性测试仪TPA程序对豆腐进行质构特性的测定，测得豆腐的硬度、弹性、黏性和黏聚性性等一系列质构参数。测定参数：探头型号p/0.5R，预测试速率2.00 mm/s、测试速率0.50 mm/s，返回速度2.00 mm/s，压缩形变率30%，循环次数2次，触发应力5 g，触发点负载。选择3块同一批次的豆腐进行测定，取其平均值。

1.4.6 内酯豆腐感官品质的评定

组织15名对内酯豆腐加工工艺和特性都比较了解的感光评定人员，采用多项特性评析法分别对每个豆腐样品的色泽、外形、口感、风味、断面结构进行综合评价[16]，感官评分总分15分，并且规定样品的色泽、硬度、口感、风味、组织状态指标的权重分别为0.1，0.1，0.1，0.1和0.1，评定指标及标度见表1。感官评定前将试样切成长宽高均为20 mm的方块后用3位数随机数字对试样进行编号，并带有编号的纸盘中，在光线良好的实验室进行感官评定。

表1 内酯豆腐感官评定表

1.5 数据分析

采用Microsoft Excel 2010对数据进行整理和统计学处理，利用SPSS 25数据分析软件进行单因素方差分析、相关性分析及聚类分析，用Origin 18.0数据分析软件进行图表的绘制。

2 分析与讨论

2.1 不同品种大豆籽粒的理化指标测定结果

不同品种的大豆籽粒的品种特性理化指标的测定结果见表2，包含百粒重、蛋白质、脂肪、水分的测定。由表2可知，不同大豆品种间的理化指标差异很大，这与大豆的生长环境及遗传物质有关。百粒重的变化幅度范围为11.05～24.80 g，平均百粒重为19.04 g。19份试验材料中，百粒重在18.00～22.00 g之间的大豆品种居多，占78.95%。

由表2可知，试验的19个不同黑龙江省大豆品种间蛋白质含量差异不大，变异系数为3.29%，蛋白质含量平均为41.59%，均属于高蛋白豆类（35%～40%），由蛋白质含量分布可以看出，大部分大豆品种的蛋白质含量在40%～44%之间（占84.21%）。大豆籽粒粗脂肪含量平均为18.64%，变化幅度为17.85%～19.91%。大豆籽粒的水分平均为8.15，变化幅度为7.55～9.44，变异系数为5.77%，19个不同东北大豆品种的籽粒含水量多集中在7.00～9.00，占所有大豆94.74%。综上所述，说明这19个黑龙江省主栽大豆在百粒重、蛋白质、脂肪上表现出不同程度的差异性，这与前人关于东北大豆研究结果相似[15]。

表2 不同品种大豆理化指标

2.2 不同大豆品种内酯豆腐持水性和凝胶强度结果分析

不同大豆品种制作的内酯豆腐的凝胶硬度与持水性测定结果如表3所示。内酯豆腐的凝胶强度的变化幅度为76.00～152.67 g，变异系数为21.36%，内酯豆腐的凝胶强度主要与蛋白质含量、球蛋白11S含量有关，不同品种大豆的蛋白含量及11S/7S差异促使豆腐的凝胶强度不同。豆腐的硬度与豆腐的水分含量[17]、大豆蛋白含量[18]呈负相关。李辉尚等[19]试验也得到相似结论，即北豆腐的硬度与大豆中的蛋白质含量和水溶性蛋白质含量呈显著负相关。豆腐的持水性变化范围为62.70%～79.33%，标准差为4.17。豆腐的持水性与形成凝胶的程度有关，豆腐不能形成紧密的网络凝胶结构，失水率较高，出品率较低，当凝胶完全，蛋白分子的巯基基团以及疏水区域大多数暴露出来，致使网络结构紧密形成，失水率降低[13,20]。

表3 不同大豆品种内酯豆腐持水性和凝胶强度

2.3 不同大豆品种内酯豆腐质构特性分析

豆腐是一种大豆加工制作的水基质蛋白凝胶产品，质构特性是豆腐品质评价的重要指标，包括硬度、弹性、黏聚性、咀嚼性和回复性等是表征水豆腐品质和质构的重要指标[21]。由表4可知：豆腐的质构特性中硬度指标的变幅为197.33～391.33 g，平均值为272.46 g；弹性变幅为0.72～0.89；咀嚼性变幅为175.29～381.05，最大值为017号（381.05），平均值为246.43，变异系数为24.21%，不同品种大豆制备豆腐的咀嚼性存在显著差异；胶着性变幅为219.06～440.69；黏聚性变幅为1.06～1.14，平均值为1.12；回复性变幅为0.19～0.35。通过分析19种蛋白大豆制作而成的豆腐质构特性结果可知，007号、017号的硬度、弹性最好，说明用007号、017号大豆制备的豆腐拥有较强的形变抵抗力及压缩后的复原力。内酯豆腐凝胶比较慢，缓慢的凝胶化使蛋白质网络结构更加有序密集，导致豆腐的质构较软[22]。因此，GDL会导致其制得的豆腐硬度和咀嚼性较小[23]。

表4 不同大豆品种内酯豆腐质构特性

2.4 不同大豆品种内酯豆腐感官评定

豆腐的感官评定结果如表5所示。每个感官指标的变异系数都很大，说明不同的大豆品种做出来的豆腐感官品质各不相同。豆腐色泽得分的变化幅度为1.2～2.7，豆腐色泽最佳的品种为018号；豆腐外形得分的变化幅度为1.4～2.7，豆腐外形最佳的品种是009号；豆腐口感得分的变化幅度为1.4～2.7，豆腐口感最佳的品种为013号；豆腐风味得分的变化幅度为1.3～2.7，豆腐风味最佳的品种为011号；豆腐断面结构的得分幅度为1.3～2.6，断面结构最佳的分别为 007，009，015和017号。从豆腐整体得分上来看，007的整体得分最高，能制作出感官相对优质的豆腐。感官评定法仍然是豆腐企业使用的主要评价方法，对豆腐的评价与仪器的分析结果相似[24]。

表5 不同大豆品种内酯豆腐感官评价

2.5 大豆籽粒理化指标与豆腐品质之间的相关性分析

不同品种大豆籽粒的百粒重、蛋白质、脂肪、水分对豆腐品质之间的相关性见表6。硬度与百粒重呈不显著的正相关关系，相关系数分别为0.292，与脂肪含量呈现不显著的负相关关系，相关系数为-0.243，这同相关研究结果一致[25-26]。豆腐的弹性与百粒重、脂肪、水分呈现不显著负相关关系，相关系数分别为-0.371，-0.243和-0.272。胶着性与百粒重呈不显著的正相关关系，相关系数分别为0.3和0.315。咀嚼性与百粒重呈现正相关关系，相关系数分别为0.319和0.321。持水性与百粒重、蛋白质存在着正相关关系，相关系数分别为0.411和0.246，这与宋莲军等[9]在研究北豆腐过程中发现不同原料蛋白质含量与豆腐的持水性呈正相关关系与硬度呈负相关关系的结论相符合。说明在一定程度上百粒重越大的大豆品种其蛋白质含量越高，蛋白质颗粒形成的凝胶网络结构越紧密，对豆腐的锁水效果越好，这一结果给豆制品相关企业在选择大豆品种上提供一定选择方向。

表6 大豆籽粒理化指标与豆腐品质的相关性分析

2.6 豆腐感官品质与质构指标之间的相关性分析

由表7可知，豆腐感官评定与其质构指标之间有着很强的相关性，这一结果与前人研究相似[27]。硬度与口感呈现出显著正相关关系，相关系数为0.571，试验结果与前人研究相似[28]；弹性与色泽、断面结构之间有着显著的正相关关系，相关系数分别为0.534和0.487，与风味和整体得分之间有着极显著正相关关系，相关系数分别为0.576和0.679；咀嚼性与口感、断面结构、整体得分之间有着显著的正相关关系，相关系数分别为0.546，0.470和0.488；胶着性与口感之间有着显著正相关关系，相关关系为0.564；回复性与色泽、外形、整体得分之间有着极显著的正相关关系，相关系数分别为0.675，0.704和0.671，与风味、断面结构有着显著的正相关关系，相关系数分别为0.514和0.484。

表7 豆腐感官品质与豆腐质构指标之间的相关性

2.7 聚类分析

选择受大豆理化成分影响较大的部分质构特性、凝胶强度和感官指标作为变量，采用聚类分析对19种内酯豆腐进行分类，分类方法为聚类分析的K均值聚类法[25]，将大豆分为4类，聚类中心如表8所示。第三类豆腐硬度、咀嚼性、胶着性最好，第二类豆腐硬度、咀嚼性、胶着性较好，第四类豆腐硬度、咀嚼性、胶着性一般，第一类豆腐硬度、咀嚼性、胶着性最差。从回复性看4类豆腐的回复性差别不大。第三类豆腐回复性最好、第二类豆腐回复性次之，第四类豆腐回复性最差。第三类豆腐的凝胶硬度最好，第四类豆腐的凝胶硬度较好，第二类凝胶硬度一般，第一类凝胶硬度最差。第三类豆腐的色泽、口感、断面结构最好，第二类豆腐的色泽与第一类色泽次之，第四类色泽最差。第二类和第三类豆腐的风味最好，第一类豆腐和第四类豆腐的风味最差。第二类豆腐的口感、断面结构较好，第四类豆腐的色泽、外形最差。第一类豆腐同第二类豆腐的外形最好，但第一类豆腐口感、断面结构最差。内酯豆腐由于没有经过物理压榨脱水过程，故硬度越大越好，且由于第一类豆腐在感官评定及质构测定各方面的品质上表现最好，综合上述分析，第三类豆腐最好，第二类豆腐次之，第四类豆腐一般，第一类豆腐最差。19种大豆品种被分为4类，品质最好的第三类由017号和007号组成，品质较好的第二类由002，011，012和014号组成，品质一般的第四类由006，009，010，015，016和019号组成，最不适合做成内酯豆腐的第一类由001，003，004，005，008，013和018号组成。从地区上看，来自绥化与牡丹江地区的大豆豆腐多分布于第一类别，黑河与哈尔滨的大豆多分布于第四类别，说明地区差异会对豆腐的品质造成一定程度的影响。

表8 聚类分析

3 结论

试验对黑龙江省主栽的19个品种大豆进行理化成分和含量分析，发现其百粒重、蛋白质、脂肪、水分的变异系数分别为15.33%，3.29%，3.43%和5.64%，说明各品种大豆理化指标均存在一定的差异。从内酯豆腐的硬度、弹性、胶着性、咀嚼性等质构特性的品种差异性较大，而与豆腐品质紧密相关的凝胶强度与硬度等指标也表现出极大的品种差异性。大豆原料的特性与内酯豆腐加工特性存在复杂的联系。试验通过对19个大豆原料理化指标及内酯豆腐的品质指标进行分析，明确其间存在的差异性。通过大豆理化指标与内酯豆腐品质指标的相关性分析，进一步确定大豆理化指标在内酯豆腐加工中的作用，为内酯豆腐加工提供一定理论参考。