無凝固劑發酵豆腐生產工藝的初探

喬支紅，許榮華，程永強

（1.北京聯合大學旅游學院，北京 100101;2.中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100083）

隨著人們生活水平的提高，對食品營養性滿足的情況下更關注食品的安全性，開始追求綠色、無添加劑、純天然的食品。豆腐是深受人們喜愛的食品之一，其價廉物美，營養豐富食用方便。在豆腐制品加工過程中，需經過大豆浸泡、制漿、豆漿凝固與成型等幾道工序，基中豆漿凝固是主要環節之一［1］。凝固劑是豆漿凝固不可缺少的化學物質。目前，用于豆漿的凝固劑主要有鹽類、酸類及酶類［2］。從安全性來說，酶類凝固劑較其它兩種安全。然而，由于酶作用的條件較為苛刻，生產操作中不易控制，生產成本高且由于酶法凝固豆腐坯在質構上與傳統鹽類凝固劑凝固的豆腐坯有很大不同，因此，目前用于生產上的凝固劑主要以鹽類和酸類為主。其中酸類凝固劑主要是葡萄糖酸內酯，近年來，在此凝固劑的基礎上添加各種蔬菜或水果汁制作豆腐的研究也較多［3－6］，而直接以乳酸菌發酵豆漿制作豆腐的報道仍較少。

本研究擬在不添加任何凝固劑的情況下，通過有益乳酸菌發酵豆漿，并對發酵的豆漿進行二次加熱后壓制而直接制作豆腐，通過研究發酵豆漿pH、加熱溫度及時間對豆腐出品率及凝膠強度的影響，探討該豆腐生產加工的關鍵因素及可行性;利用綜合感官評價的方法，對該豆腐及普通鹵水豆腐進行綜合感官的比較研究，探討該加工方法制作的豆腐的市場可接受性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆:中黃13，購于北京農科院谷物研究所，常溫貯藏;氯化鎂（MgCl2·6H2O），乳酸（L－lactic acid）食用級:北京天竹鳥食品添加劑有限公司;實驗菌株:S15乳酸菌（Weissella confusa）（實驗室自行分離篩選）;培養基:MRS乳酸菌培養基。

FSM－100分離式磨漿機 沈陽市第三機械制造廠;通電加熱設備 日本Frontier Engineering公司;BK－41循環恒溫水浴鍋 日本Yamato公司;101A電熱鼓風干燥箱 上海市實驗儀器總廠;YMQ.L31.4000高壓滅菌鍋 北京將臺醫療設備廠;F－23 pH計 日本崛場制作所;SK－M均質機 日本協力理工;RT－2002D流變儀 日本 FUDOH RHEOTECH;HPS－250低溫培養箱 哈爾濱市東明醫療儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 豆漿發酵劑的制備 S15乳酸菌活化:用無菌吸管吸取4mL配制好的MRS液體培養基于試管中，塞好棉塞，經121℃，20min滅菌，冷卻至37℃以無菌方式接種甘油保存菌種（S15乳酸菌），在37℃保溫培養24h后，以2%的接種量接入新的滅菌MRS液體培養基中37℃培養12h，吸取菌液于紫外分分光度計600nm下調整OD值為1.0（菌濃度107cfu/mL）。然后以2%的接種量接入4mL的滅菌豆漿中（豆漿中菌濃度為8.0×105cfu/mL）于37℃保溫培養12h，連續培養2次，用作種子發酵劑。

擴大培養:將已活化好的試管菌種以無菌操作方式按2%的接種量接入裝有100mL的滅菌豆漿的三角瓶中放入恒溫培養箱中37℃保溫培養12h后豆漿凝固。取出放入0～5℃的冰箱中以備用。

1.2.2 乳酸菌發酵豆腐及鹵水豆腐的制備

1.2.2.1 鹵水豆腐（對照） 將原料進行精選、除雜后，準確稱取500g大豆，清洗后用三倍于大豆（重量比）的自來水于室溫（25～28℃）下浸泡8～10h，瀝干后，用8倍于大豆干重的自來水于離式磨漿機進行磨漿，將所得豆漿用120目濾布進行過濾，得生豆漿，然后用通電加熱設備，以1.81℃/s的加熱速率將生豆漿加熱至95℃，保持5min，得熟豆漿。

待豆漿溫度冷卻到80℃，量取1000mL熟豆漿于不銹鋼盆中，將盆放入80℃的恒溫水浴中，然后將30mL 0.5mol/L的氯化鎂溶液，緩慢加入熟豆漿中，并輕輕攪拌，直至豆漿凝固物出現停止攪拌，保溫靜置20min后破腦壓制。用11cm×7cm×6cm（L×W×H）的底部與四周有孔的塑料敞口容器（內鋪有紗布作為豆腐包布）作為成型盒，然后用2.6kg重的方形鐵塊壓制15min。即得鹵水豆腐。將豆腐迅速放于超凈臺中，以備微生物分析用。

1.2.2.2 乳酸菌發酵豆腐 量取1000mL剛剛加熱好的熟豆漿（熟豆漿制取方法同1.2.2.1）于滅菌的1000mL的大三角瓶中，立即用無菌封口膜封口，然后將三角瓶放于冷水盆中進行冷卻，直至冷卻至37℃左右，然后于超凈臺中，以無菌操作方式按2%的接種量將擴大培養好的豆漿發酵劑接入冷卻豆漿中，于37℃恒溫培養箱中培養3～6h，取出三角瓶將發酵豆漿倒入通電加熱設備中加熱（95℃ 5min）然后將加熱好的豆漿按照1.2.2.1中鹵水豆腐的壓制成型方法即得乳酸菌發酵豆腐。

1.2.3 不同pH豆漿對豆腐腦花、凝膠形成及豆腐出品率的影響 取五個大燒杯，每個大燒杯中裝入1000mL冷卻后的熟豆漿，用乳酸將五個燒杯中的豆漿分別調為 pH 5.0，5.5，5.8，5.9，6.0，然后將調好的五種豆漿分別倒入通電加熱設備中加熱（95℃ 5min），將加熱好的豆漿按照1.2.2.1中鹵水豆腐的壓制成型方法即得不同pH豆漿制作的豆腐。以未調pH的豆漿（pH 6.8）按照1.2.2.1鹵水豆腐的制作方法制作豆腐，作為對照。然后分別稱重并記錄。于流變儀上測定凝膠強度。

1.2.4 發酵豆漿不同的二次加熱溫度及時間對豆腐凝膠形成及豆腐出品率的影響 發酵豆漿分別采用80℃加熱 2min、5min;95℃加熱 2min、5min;100℃加熱2min、5min三個加熱處理條件于通電加熱設備中加熱，然后按照1.2.2.1中鹵水豆腐的壓制成型方法制作成豆腐，以鹵水豆腐為對照。分別稱重并記錄。于流變儀上測定凝膠強度。

1.2.5 豆腐凝膠強度及出品率的測定 豆腐凝膠強度以豆腐的硬度表示，測定條件［7］:樣品 D2.5cm×2.0cm;up＆ down程序，探頭 D2.5cm，量程200g－2kg，載物臺速度60mm/min，樣品壓縮1cm左右，即變形50%。每個樣品測定6次。

豆腐出品率:以1000mL豆漿制備的豆腐的重量（g）表示。

1.2.6 豆腐感官評定的步驟及方法 參照GB/T14159。挑選13位學生，9位女性，4位男性，年齡在22～35歲之間。感官評定前先對評審員進行豆腐相關知識的培訓，使他們對豆腐凝膠食品的感官評價用語有清楚的理解，對豆腐的各種感官特性有區別、分析和判斷的能力，并且對各種特性的程度具有一定的表現能力。感官評價前將試樣用3位隨機數字對試樣進行編號，并放入帶有編號的紙盤中，在光線良好、有隔板的實驗室進行感官評價，感官評定方法及評定標準見表1。

1.3 數據處理

數據柱狀圖采用Excel2007制作，數據統計采用SPSS 19.0進行ANOVA單因素方差分析及Ducan’s多重檢驗（p＜0.05），數值以均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 不同pH對豆花形成的影響

豆花也稱“腦花”，是豆漿中加入凝固劑后凝固而形成的。多數研究者認為腦花的形成受豆漿濃度、溫度、凝固劑濃度以及豆漿pH的影響，進而影響豆腐的品質［8－11］。因此，本研究在制作豆腐過程中觀察了不同pH豆漿在二次加熱過程中豆花的形成情況，結果如圖1所示:

從圖1可以很直觀的看出:除對照pH 6.8（以鹵水為凝固劑點漿而形成）外，豆漿pH從6.0到5.0，所形成的豆花以由大到小的規律變化，豆漿pH5.5豆花較小，甚至5.0時，基本沒有豆花塊，而是小小的顆粒狀的豆漿凝固物。這是由于豆漿pH越接接近大豆蛋白的等電點pI（4.0～4.5），大豆蛋白分子間的結合力相對加強，相互結合的速率加快，容易堆扎在一起，造成凝固物收縮，質構粗糙，形成顆粒狀的結構［12－13］。豆漿 pH 越低，形成的豆花質地越粗糙，制作的豆腐質構越差，因此，豆漿的pH為5.8～6.0之間較為合適。

表1 豆腐感官評分標準Table 1 Standard of sensory evaluation of tofu

圖1 不同pH下豆花形成情況Fig.1 Illustrations of soymilk－coagulant at different pH of soymilk

2.2 不同pH對豆腐凝膠強度及出品率的影響

2.2.1 不同pH下豆腐出品率的變化 從圖2可以明顯看出，除對照pH6.8（以MgCl2為凝固劑）外，隨著豆漿pH的下降，豆腐出品率也隨之下降，當豆漿pH為6.0及5.9時，豆腐含水量較高，相應的出品率較高，在實際實驗操作中發現，當以同樣的壓力及時間對普通鹵水豆腐、豆漿pH為6.0及5.9制作的豆腐進行壓制時，后兩者豆腐中的水難以排出，因而其出品率較高。這是因為豆漿pH在5.9～6.0時，加熱時大豆蛋白與水的結合力較強，而使得在加壓泄水時難以排出。當豆漿pH下降到5.5和5.0時，豆腐含水量低，相應的出品率也降低，豆腐組織結構較粗糙，當切開時，切面呈顆粒狀而不像pH6.0及5.9時切面細膩光滑（圖3）。

圖2 不同pH下豆腐的出品率Fig.2 Yield of tofu prepared with different pH of soymilk

圖3 不同pH下豆腐切面情況Fig.3 The texture of tofu prepared with different pH of soymilk

2.2.2 不同pH下豆腐硬度的變化 從圖4可以看出，除對照（pH6.8）外，隨著豆漿pH的下降，豆腐的硬度逐漸增加，當pH下降到5.0時，豆腐的硬度達最大，通過統計分析，得知顯著高于其它豆腐（p＜0.05），在實際品嘗實驗中，發現當放入口中咀嚼時，明顯感覺較硬，組織結構較粗糙，渣滓感較強，且干澀，酸味較嚴重，無法食用。當豆漿pH為5.9及6.0時，制作的豆腐的硬度最低，當將其放入口中咀嚼時，無明顯的酸味，基本不失豆腐特有的風味，然而明顯感覺軟，與我國南豆腐口感相似，沒有嚼勁;當豆漿pH為5.8時，豆腐的硬度與對照（即普通鹵水豆腐）基本一致，無明顯差異（p＞0.05），處于最硬與最軟之間，吃起來軟硬適中。

表2 兩種豆腐之間感官評定結果Table 2 The sensory scores of the tofu

圖4 不同pH下豆腐的硬度Fig.4 The hardness of tofu prepared with different pH of soymilk

綜上分析可知:當豆漿pH為5.8～6.0之間，都可以制成可被消費者認可的豆腐。所以本研究將乳酸菌發酵豆漿的終點pH定為5.8～6.0之間。

2.3 不同二次加熱溫度及時間對豆腐凝膠強度及出品率的影響

從圖5、圖6中可以明顯看出，加熱溫度及時間對豆腐的凝膠強度及出品率都有不同程度的影響。隨著加熱溫度的增加，豆腐的出品率逐漸降低，豆腐的硬度逐漸增加。這與Beddows［14］研究豆漿的凝固時，得出的結果一致。從圖中也可以看出，當發酵豆漿以80℃加熱時，所得濕豆腐得率顯著高于95℃及100℃加熱時的豆腐得率，相應所得豆腐的硬度顯著低于后兩者加熱處理條件下所得豆腐的硬度。

圖5 不同二次加熱溫度及時間對豆腐硬度的影響Fig.5 The effects of different heating temperature and time on hardness of tofu

圖6 不同二次加熱溫度及時間對豆腐出品率的影響Fig.6 The effects of different heating temperature and time on yield of tofu

加熱時間對豆腐的硬度及出品率也有影響，隨著加熱時間的增加，豆腐的出品率降低，相應的硬度有所增加。本研究與李里特等［15］的研究結果一致。然而Cai等［16］的研究表明:凝固時間越長，豆腐的水分含量越大。目前對于豆漿凝固溫度及時間對豆腐凝膠形成及出品率的影響還有一些不一致。尤其在豆漿pH偏離中性的情況下豆漿加熱凝固的溫度及時間對豆腐凝膠形成及出品率的影響還未見詳細報道。這其中的機理還有待進一步研究探討。

通過本研究可以得出:豆漿pH在5.8～6.0的范圍內，80℃加熱發酵豆漿時，所得豆腐的得率高，但質構軟，對消費者來說，口感較差。當以100℃加熱發酵豆漿時，所得豆腐的得率低，對生產者來講利潤太低。因此，綜合考慮，本研究確定選用95℃加熱5min作為發酵豆漿的最佳凝固溫度及時間。

2.4 乳酸菌發酵豆腐與普通鹵水豆腐感官品質的差異性分析

從表2中可以看出，乳酸菌發酵豆腐與普通鹵水豆腐總體接受性的感官評分上稍有不同，但經過統計分析發現兩者的差異不顯著（p＜0.05），說明，乳酸菌發酵豆腐是可以被消費者所認可的。乳酸菌發酵食品人們首先會想到它的酸味如何?能否被人接受?尤其豆腐是乳酸菌發酵而成，還能吃嗎?等等一系列問題，因此本研究將酸味作為豆腐感官的一項評價指標。結果發現，人們在品嘗時并未感覺到明顯的酸味，多數人認為與普通鹵水豆腐區別不大。

3 結論

本研究利用乳酸菌發酵的豆漿在不添加任何凝固劑的情況下，通過對發酵的豆漿二次加熱后壓制泄水制作豆腐，研究了發酵豆漿pH及二次加熱溫度、時間對豆腐凝膠強度及出品率的影響，同時對兩種豆腐進行了感官評價，結果表明:乳酸菌發酵豆漿的終點pH為5.8～6.0，發酵豆漿二次加熱的溫度及時間為95℃加熱5min時制得的豆腐出品率及凝膠強度較好，表明此制作方法可行。綜合感官評分與普通鹵水豆腐無明顯差異，可被消費者接受。

這種加工方法一方面簡化了豆漿通過添加凝固劑凝固的繁瑣步驟，提高生產效率，且有很好的生產可操作性;另一方面，避免添加凝固劑時帶入豆漿的微生物及凝固劑本身的微生物，從而有利于提高豆腐的保質期，同時滿足了人們對食品安全性的要求。本研究也為發展傳統大豆食品，開發新產品提供了理論依據。

［1］喬支紅，李里特.豆腐凝膠形成影響因素的研究進展［J］.食品科學，2007，28（6）:363－366.

［2］李里特.大豆加工與利用［M］.北京:化學工業出版社，2003:231.

［3］呂長鑫，徐曉明，劉曉輝，等.果蔬汁對豆腐利率和品質影響與評價［J］.農業機械，2012，5:88－91.

［4］孫小凡，曾慶華，陳金山，等.苦瓜營養豆腐的研制［J］.食品研究與開發，2012，33（2）:71－73.

［5］姚妙愛，周玉東.芹菜內酯豆腐制作工藝的優化［J］.農業機械，2011，2:123－126.

［6］王學輝，薛風照.沙棘內酯豆腐的工藝研究［J］.農業機械，2011，10:124－125.

［7］Bourne M C.Texture profile analysis［J］.Food Technol，1978，32（7）:62－66.

［8］Rekha C R，Vijayalakshmi G.Influence of processing parameters on the quality of soycurd（tofu） ［J］.Journal of Food Science and Technology，2013，50（1）:176－180.

［9］Lim B T，Deman J M，Deman L，et al.Yield and quality of tofu as affected by soybean and soymilk charactesulfate coagulant［J］.Journal of Food Science，1990，55:1088－1092.

［10］Shen C F，Deman L，Buzzell R I，et al.Yield and quality of tofu as affected by soybean soymilk characteristics.Glucon－deltalactone coagulant［J］.Journal of Food Science，1991，56:109－112.

［11］Renkema J M S，Lakemond C M M，de Jongh H H J，et al.The effect of pH on heat denaturation and gel form properties of soy proteins［J］.Journal of Biotechnology，2000，79:223－230.

［12］Matsumura Y，Mori T.Gelation，in methods of testing protein functionality（ed.G.M.Hall，Blackie Academic and Professional，1996，76－109.

［13］劉志勝.豆腐凝膠的研究［D］.北京:中國農業大學，2000.

［14］Beddows C G，Wong J.Optimization of Yield and properties of silken tofu from soybeans.II.Heat processing［J］.International Journal of Food Science and Technology，1987，22:15－21.

［15］李里特，汪立君，李再貴，等.大豆蛋白熱變性程度對豆腐品質的影響［J］.中國糧油學報，2002，17（1）:2－4.

［16］Cai T D，Chang K C.Dry tofu characteristics affected by soymilk solid content and coagulation time［J］.Journal of Food Quality，1997，20:391－402.