可食性殼聚糖復合涂膜對干豆腐貨架期的影響

左麗麗，王爽，金芝蘋，陳銀梅，閆旭，富校軼

（吉林醫藥學院公共衛生學院，吉林吉林132013）

大豆作為我國主要的糧食產物，是蛋白質的主要 來源[1]，隨著人們對其營養價值的研究和保健功能的認識，豆制品越來越受到消費者青睞[2]。在生產制作的所有豆制品中，干豆腐味道鮮美，價格低廉，深受人們的喜愛。干豆腐根據薄厚程度的不同可分為三類：豆片（厚度為 10 mm～20 mm）、百葉（厚度為 2 mm左右）、千張（厚度為0.5 mm左右）[3-4]，是一種薄片白豆腐干類制品，具有一定的韌性和彈性。干豆腐含有豐富的優質蛋白質、不飽和脂肪酸、鈣磷、鐵等無機鹽及B族維生素等多種營養成分[5]，其中干豆腐中的豆腐蛋白屬于完全蛋白，不僅含有人體必需的8種氨基酸，而且其比例也接近人體需要，營養價值極高[6-7]。作為一種傳統大豆制品，干豆腐在全國各個地區均有生產和銷售，但其中產銷量最大的為東北地區，東北地區生產的干豆腐具有香、鮮、嫩、薄、韌等特點，是當地居民平時餐桌上的必備佳肴[8]。目前，由于干豆腐加工場所簡陋，衛生狀況差，易受到金黃色葡萄球菌等微生物的污染，在無包裝無冷藏的情況下，干豆腐的質量受到嚴重影響[9-10]。因此為了解決干豆腐易變質的問題，新型傳統大豆制品保鮮技術的改造勢在必行。

殼聚糖是一種天然多糖高分子化合物，具有良好的成膜性、溶解性和一定的抑菌性，能與多種聚合物進行混合，起到改善復合膜理化性質的作用，如甲基纖維素、明膠和淀粉[11-12]。檸檬酸是一種絡合劑，起著協同抗氧化作用，能夠有效阻止食物氧化酸敗。添加一定量的氯化鈣有利于改善干豆腐的質地和色澤，誘導膜的凝結。將殼聚糖、檸檬酸等食品添加劑制成干豆腐涂膜保鮮液，將干豆腐樣品進行浸泡處理，可使產品與病原菌隔離，減少細菌的接觸侵染，可以更好地確保干豆腐的品質。本研究擬通過殼聚糖保鮮涂膜液配比、包裝方式和涂膜后存儲的溫度找出最佳涂膜保鮮配方和工藝，以延長干豆腐貨架期。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

干豆腐：歐亞綜合體超市，市售新鮮。

可食性復合涂膜保鮮劑：吉林醫藥學院食品工藝實驗室加工研制，主要成分殼聚糖（食品級90%脫乙酰度）、檸檬酸、Nisin、氯化鈣（均為食品級）等。

1.2 儀器和設備

DNP-9022恒溫培養箱：上海三發科學儀器有限公司；GR60DA高壓蒸汽滅菌鍋：致微（廈門）儀器有限公司；HHS型電熱恒水浴鍋：上海博訊實業有限公司醫療設備廠；FA/JA系列電子分析天平：上海越平有限公司；CJ-2D超凈工作臺：天津市泰斯特儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 干豆腐的預處理

新鮮干豆腐在沸水中熱燙5 s，在室溫條件下放入保鮮密封包裝袋備用。

1.3.2 涂膜處理

取一定比例的殼聚糖、檸檬酸、Nisin、氯化鈣和甘油加水定容，加熱溶解成膠狀后，在80℃水浴中，將處理后的干豆腐浸入，浸泡時間為2 min，使干豆腐表面均勻覆蓋涂膜液形成薄膜，冷卻凝固后，將涂膜后的干豆腐置于無菌保鮮袋中常溫保存。同時在80℃水浴中浸泡2 min未涂膜處理的干豆腐，冷卻后置于無菌保鮮袋中常溫保存，作為對照組樣品。

具體制作步驟及操作要點：干豆腐→分切→熱燙處理→涂膜→冷卻→裝袋→常溫貯藏

1.3.3 單因素試驗

試驗以干豆腐保鮮為研究對象，以菌落總數為考查指標，對殼聚糖、檸檬酸、Nisin、氯化鈣的不同添加量進行單因素試驗，在80℃下涂膜2 min，并對涂膜處理后的干豆腐進行保鮮密封包裝。

1.3.3.1 殼聚糖添加量的確定

分別配制不同濃度（1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%）的殼聚糖溶液，添加0.9%的檸檬酸，0.03%的Nisin，1%的氯化鈣以及1%的甘油，制成復合涂膜液后在80℃下對干豆腐進行涂膜2 min，分別從菌落總數和感官指標對其進行評價，從而確定殼聚糖的添加量。

1.3.3.2 檸檬酸添加量的確定

選取1.3.3.1中殼聚糖的最佳添加量M1，分別配制不同濃度（0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%的）的檸檬酸溶液，添加0.03%的Nisin，1%的氯化鈣以及1%的甘油，制成復合涂膜液后在80℃下對干豆腐進行涂膜2 min，分別從菌落總數和感官指標對其進行評價，從而確定檸檬酸的添加量。

1.3.3.3 Nisin添加量的確定

選取1.3.3.1中殼聚糖的最佳添加量M1，1.3.3.2檸檬酸最佳添加量M2，分別配制不同濃度（0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%）的Nisin溶液，添加1%的氯化鈣以及1%的甘油，制成復合涂膜液后在80℃下對干豆腐進行涂膜2 min，分別從菌落總數和感官指標對其進行評價，從而確定Nisin的添加量。

1.3.3.4 氯化鈣添加量的確定

選取1.3.3.1中殼聚糖的最佳添加量M1，1.3.3.2中檸檬酸最佳添加量M2，1.3.3.3中Nisin最佳添加量M3，分別配制不同濃度（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）的氯化鈣溶液，添加1%的甘油，制成復合涂膜液后在80℃下對干豆腐進行涂膜2 min，分別從菌落總數和感官指標對其進行評價，從而確定氯化鈣的添加量。

1.3.4 可食性殼聚糖復合涂膜的正交試驗設計

為確定可食性殼聚糖復合涂膜的最佳工藝配方，在單因素試驗的基礎上，選取對干豆腐保鮮影響顯著的 4個因素殼聚糖（A）、檸檬酸（B）、Nisin（C）、氯化鈣（D），每個因素設置3個水平進行正交試驗分析，采用L9（34）正交試驗設計，考察各因素對可食性殼聚糖復合涂膜菌落總數和感官指標的影響，對材料配方進行優化，最終確定干豆腐保鮮的最佳配比。正交試驗因素水平如表1所示。

表1 正交試驗因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.3.5 檢驗方法及指標

菌落總數測定：單因素試驗和正交試驗均采用菌落總數來衡量干豆腐的貨架期。菌落總數是干豆腐新鮮程度的檢測指標。一般來講，菌落總數可作為食品被污染程度的標志，菌落數越多，食品的污染程度越嚴重；另外菌落總數也可預測食品的保鮮期限。菌落總數指標參考GB 4789.2-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》[13]。

感官評價：觀察貯藏后干豆腐的組織狀態、色澤、軟硬度、豆香味等感官標準，評價標準見表2。

表2 感官評價標準Table 2 Sensory evaluation criteria

檢測方法：感官小組由10名年齡在18歲至40歲之間的消費者組成。取適量式樣置于潔凈的搪瓷盤中，在自然光下觀察色澤、組織狀態（成片性、干濕情況、黏附性）和雜質等，聞其氣味（豆香味、豆腥味），用溫水漱口，品嘗滋味（口感、咀嚼性）。綜合10位評價員每次產生的描述語，刪除快感術語、定量術語、無關術語并總結反映相同性質的描述詞，保留出現頻率在50%以上的術語，作為最后確定的干豆腐感官特征的描述語，然后對干豆腐樣品進行感官評價。

2 結果與分析

根據國標對各種添加劑使用量的要求以及本課題組前期的研究，分別選取不同材料的不同添加量進行單因素試驗。能產生孢子的多數革蘭氏陽性菌是引起食品腐敗的主要原因，Nisin對梭菌和芽孢桿菌具有很強的抑制作用[14-15]，殼聚糖、檸檬酸在食品的應用中起到一定的防腐作用，可作為食品防腐劑。甘油作為增塑劑，氯化鈣作為干燥劑和固化劑。

2.1 單因素試驗

2.1.1 殼聚糖添加量對干豆腐保鮮效果的影響

殼聚糖的添加量對干豆腐保鮮效果的影響如表3所示。

表3 殼聚糖添加量對干豆腐保鮮效果的影響Table 3 The chitosan content for dried bean curd preservation effect

試驗組的菌落總數＜對照組2.1×105CFU/g，殼聚糖添加量為1.2%和1.4%的干豆腐菌落數較多，導致保鮮時間短，而添加量為1.6%和1.8%的菌落數較少，保鮮效果較優，2.0%的成膜較厚、較硬，影響感觀。因此選取殼聚糖添加量為1.8%進行后續試驗。

2.1.2 檸檬酸添加量對干豆腐保鮮效果的影響

檸檬酸的添加量對干豆腐的保鮮效果的影響如表4所示。

表4 檸檬酸添加量對干豆腐保鮮效果的影響Table 4 The effect of citric acid addition on the preservation effect of dried bean curd

試驗組的菌落總數＜對照組2.1×105CFU/g，檸檬酸添加量為0.3%和0.6%的干豆腐成膜不均，影響感官。而添加量為0.9%和1.2%的菌落數較少，成膜均勻，保鮮效果較優。1.5%的檸檬酸添加量過多，影響口感。因此選取檸檬酸添加量為1.2%進行后續試驗。

2.1.3 Nisin添加量對干豆腐保鮮效果的影響

Nisin添加量對干豆腐保鮮效果的影響如表5所示。

表5 Nisin添加量對干豆腐保鮮效果的影響Table 5 The effect of Nisin addition on the preservation effect of dried bean curd

在整個貯存期間，對照組儲存1天后的菌落數就達到2.1×105CFU/g，Nisin添加量為0.01%和0.02%的干豆腐菌落總數多，保鮮時間短，而0.03%、0.04%、0.05%的菌落數較少，成膜均勻，保鮮效果較優，表明Nisin有一定的抑菌作用，在一定的范圍內，隨著添加量的增加，抑菌效果增強。因此選取Nisin添加量為0.04%作為其他因素的單因素試驗。

2.1.4 氯化鈣添加量對干豆腐保鮮效果的影響

氯化鈣添加量對干豆腐保鮮效果的影響如表6所示。

表6 氯化鈣添加量對干豆腐保鮮效果的影響Table 6 The effect of calcium chloride addition on the preservation effect of dried bean curd

可食性涂膜中通過添加氯化鈣能夠顯著的降低干豆腐中的菌落總數，氯化鈣的添加量為0.2%時干豆腐的保鮮期為3 d，隨著氯化鈣濃度的增加，干豆腐的保鮮期逐漸延長，當添加量達到1.0%時保鮮時間出現下降趨勢，同時隨著添加量逐漸增多，干豆腐的涂膜逐漸增厚，影響感官評分和口感，因此選取0.8%的氯化鈣濃度進行后續試驗操作。

2.2 殼聚糖可食性涂膜溶液配制的正交試驗設計

正交試驗設計及結果如表7所示，菌落總數和感官評價方差分析如表8、表9所示。

表7 正交試驗結果Table 7 Results of orthogonal test

表8 菌落總數方差分析表Table 8 Variance analysis table of colony totals

表9 感官評價方差分析表Table 9 Sensory evaluation variance analysis table

通過極差比較分析法和方差分析法，以及對不同因素的k和R進行比較分析，各因素對菌落總數影響的主次順序是：檸檬酸（B）＞殼聚糖（A）＞Nisin（C）＞氯化鈣（D），由表8可知各因素對試驗結果的影響不顯著，且干豆腐中菌落總數越少復合涂膜的效果越好，因此根據水平均值（K）可以得出各項指標的最佳水平組為：A1B3C2D2，由表7可知：各因素對感官評價影響的主次順序是：殼聚糖（A）＞檸檬酸（B）＞Nisin（C）＞氯化鈣（D），由表9可知各因素對試驗結果的影響不顯著，根據水平均值（K）可以得出各項指標的最佳水平組為：A1B3C2D1。

氯化鈣在食品添加劑中作為一種凝固劑和增稠劑，防腐效果不及其他三因素，由于菌落總數是評價復合涂膜效果最重要的指標，同時考慮到食品添加劑的使用量標準，對于感官指標來說D因素影響較弱，所以選擇D1或D2均可；而對于菌落總數指標來說，菌落總數越少保鮮效果越好，因此，宜選D2，所以綜合考慮，應以A1B3C2D2為優化復合配方。

2.3 驗證試驗

正交試驗所得的最佳組合為A1B3C2D2。因結果不在正交試驗組合中，所以對干豆腐涂膜進行驗證性試驗，根據A1B3C2D2配制添加量為1.6%的殼聚糖、1.5%的檸檬酸、0.04%的Nisin、0.8%的氯化鈣、1.0%甘油的混合涂膜液，在常溫條件下貯藏，進行干豆腐保鮮試驗。結果：4天后干豆腐的菌落總數為3.5×103CFU/g，低于正交設計表每個組合條件下干豆腐的菌落總數，并且感官評分為80，高于正交表中每個試驗組的感官評分，保鮮效果顯著。并且保鮮后的干豆腐色澤均勻一致，呈淡黃色，片薄形狀完好，豆香味濃郁等，衛生指標符合國家標準GB 2711-2003《非酵性豆制品及面筋衛生標準》[16]。

3 結論

干豆腐的腐敗是由細菌和真菌的共同作用造成的，使用可食性殼聚糖復合涂膜能有效抑制微生物的繁殖。本試驗以干豆腐為保鮮對象，探究了可食性殼聚糖復合涂膜的不同添加量對干豆腐品質的影響，實驗結果表明最佳涂膜保鮮配方和工藝為：殼聚糖1.6%、檸檬酸1.5%、Nisin 0.04%、氯化鈣0.8%、甘油1.0%，在80℃下涂膜2 min，并對涂膜處理的干豆腐進行保鮮密封包裝。在常溫條件下，與對照組（CK）相比普通包裝貨架期能延長4 d。

殼聚糖的復合涂膜在很多領域中都得到了充分的利用，在生物領域中，因其具有良好的凝血特性、抗菌性和細胞相容性[17]，而被用來作為傷口敷料。在食品保鮮中，Ahmad M等[18]制備了30%的甘油作為增塑劑的膠原/殼聚糖和膠原蛋白/大豆蛋白分離物這兩種不同混合比的復合膜，應用于食品包裝。謝玉花等[19]使用不同濃度殼聚糖涂膜對貢柑貯藏品質進行研究，結果表明1%的殼聚糖涂膜處理后能有效提高感官評分、延緩失重率、促使VC等指標含量的下降，達到保鮮的目的。曹琳等[20]探究殼聚糖涂膜結合不同包裝方式對鮮撥大蒜品質的影響，發現1.5%的殼聚糖涂膜加入保鮮劑后進行真空包裝的保鮮效果最顯著，可以延緩營養成分的丟失?？傊?，殼聚糖作為一種新型高分子涂膜保鮮劑，具有來源廣泛，抗菌性強等優點，在食品保鮮領域具有廣闊的發展前景。