不同凝固劑對(duì)豆腐品質(zhì)的影響

江振桂，王秋普，張一震，趙良忠，4*，范柳，孫孟京，劉海宇，鄧雅欣，謝春平

1(邵陽(yáng)學(xué)院 食品與化學(xué)工程學(xué)院，湖南 邵陽(yáng)，422000) 2(豆制品加工技術(shù)湖南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究基地，湖南 邵陽(yáng)，422000) 3(安徽省味之源生物科技有限公司，安徽 池州，247100) 4(湖南省果蔬清潔加工工程技術(shù)研究中心，湖南 邵陽(yáng)，422000)

“健康長(zhǎng)壽，不可一日無豆。”大豆作為歷史悠久的經(jīng)濟(jì)作物之一，被稱為“土壤中的蛋白肉”[1]，其中豆腐是大豆?fàn)I養(yǎng)最完美的食品表現(xiàn)形式之一，市場(chǎng)上90%的大豆蛋白質(zhì)是以豆腐產(chǎn)品的形式進(jìn)行消費(fèi)，其是用合適的凝固劑將大豆蛋白質(zhì)凝固后得到具有一定質(zhì)構(gòu)的食品[2]。不同凝固劑的作用機(jī)理和生產(chǎn)工藝不同，對(duì)豆腐的微觀結(jié)構(gòu)影響也不同[3]，導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)構(gòu)特性及風(fēng)味特征各不相同。

風(fēng)味是食品的重要品質(zhì)屬性，也是人們選擇食品的重要參考依據(jù)[4]。前人對(duì)大豆蛋白[5-7]、豆奶[8]、豆醬[9-10]和醬油[11-13]等大豆食品的風(fēng)味進(jìn)行了大量研究。伴隨著豆腐加工從傳統(tǒng)的家庭式作坊向機(jī)械化、工業(yè)化、規(guī)模化方向的轉(zhuǎn)變，研究人員在對(duì)豆腐得率、營(yíng)養(yǎng)素等理化特性進(jìn)行廣泛研究的基礎(chǔ)上，也開始注重對(duì)豆腐風(fēng)味特性的分析與評(píng)價(jià)。崔曉紅[14]對(duì)成熟紅豆腐進(jìn)行電子鼻分析、GC-MS分析得出不同菌種發(fā)酵紅豆腐的氣味存在一定的差異，其中共鑒定出126種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)；王勃等[15]通過電子鼻測(cè)試貯藏期間干豆腐氣味變化情況；李晶等[16]應(yīng)用同時(shí)蒸餾萃取和固相微萃取技術(shù)分析了鹵水干豆腐揮發(fā)性成分，但在不同凝固劑對(duì)豆腐風(fēng)味特性的影響方面鮮有報(bào)道。同時(shí)，質(zhì)構(gòu)特性也是影響食品口感品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，但是目前對(duì)豆腐質(zhì)構(gòu)特性的研究卻鮮有報(bào)道。本研究擬采用質(zhì)構(gòu)儀和電子鼻等先進(jìn)分析儀器，研究不同凝固劑對(duì)豆腐的理化性質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性和風(fēng)味特性的影響，并比較不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐的品質(zhì)差異，為豆腐生產(chǎn)時(shí)凝固劑的選擇提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆：加拿大非轉(zhuǎn)基因豆，岳陽(yáng)市萬越進(jìn)出口貿(mào)易有限公司；豆清發(fā)酵液(純種發(fā)酵)：豆制品加工技術(shù)湖南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究基地提供。

MgCl2、石膏、消泡劑均為食品級(jí)；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

物性測(cè)定儀(LS-5型)，美國(guó)阿美特克(AMETEK)有限公司；電子鼻,上海瑞玢國(guó)際貿(mào)易有限公司；臺(tái)式冷凍離心機(jī)(VELOCITY18R型)，澳大利亞達(dá)卡米公司；阿貝折射儀(ATC型)，上海淋譽(yù)貿(mào)易有限公司；磨漿機(jī)(JYL-CO12型);九陽(yáng)豆?jié){機(jī)，九陽(yáng)股份公司；電子天平(DJ-3002型)，福州華志科學(xué)儀器有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱(GZX-9140MBE型)，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.3 工藝流程

大豆→挑選→清洗→浸泡→熱水磨漿→煮漿→過濾→點(diǎn)漿→蹲腦→壓榨成型→豆腐

1.4 豆腐試樣的生產(chǎn)

1.4.1 制漿

參照謝靈來的方法并稍加改進(jìn)[17]。挑選200 g大豆清洗干凈，按干豆與水的比例為1∶4(g∶mL)加水，20 ℃浸泡11 h，去離子水漂洗后，以干豆與水的比例為1∶6加入燒開的去離子水進(jìn)行磨漿，磨漿時(shí)先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)75%的去離子水磨漿，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%的去離子水與所產(chǎn)生的豆渣混合，緩慢喂入磨漿機(jī)內(nèi)，將2次所得豆?jié){混合，加熱至95 ℃時(shí)保溫10 min，過濾，制得熟豆?jié){。

1.4.2 豆腐生產(chǎn)

參照欒菲[18]、張偉[19]和謝靈來[20]的方法并稍做改進(jìn)。分別以CaSO4(石膏)、MgCl2(鹵水)和豆清發(fā)酵液為凝固劑生產(chǎn)豆腐，每個(gè)試樣重復(fù)3次。其中，CaSO4(石膏)豆腐的點(diǎn)腦溫度為85 ℃，凝固劑添加量為豆?jié){體積的0.3%，CaSO4先用少量溫水(15～20 mL)溶解，蹲腦15 min，壓榨30 min；MgCl2(鹵水)豆腐的點(diǎn)漿溫度為80 ℃，凝固劑添加量為豆?jié){體積的0.3%，MgCl2用7倍的去離子水溶解，蹲腦15 min，壓榨30 min；豆清發(fā)酵液豆腐點(diǎn)漿溫度為85 ℃，豆清發(fā)酵液總酸為4.5 g/L，溫度為55 ℃，添加量為豆?jié){體積的30%，蹲腦15 min，壓榨30 min。

1.5 豆腐得率的測(cè)定

參照CAI[21]的方法，即將新鮮的豆腐在室溫下靜置5 min后，稱量，計(jì)算每100 g干大豆所得濕豆腐的質(zhì)量，即為濕豆腐得率。

1.6 豆腐保水性的測(cè)定

參照PUPPO等[22]的方法并稍加修改。精確稱取2～3 g(精確到0.000 1 g)豆腐，置于底部有脫脂棉的50 mL離心管中，以1 000 r/min轉(zhuǎn)速離心10 min后稱重并記錄(W1)，并于105 ℃下干燥至恒重(W0)。

(2)

式中：WHC，豆腐的保水性，%；W0，干燥至恒重的質(zhì)量，g；W1，豆腐離心后的質(zhì)量，g。

1.7 感官評(píng)價(jià)

邀請(qǐng)10名食品專業(yè)學(xué)生(5名男性、5名女性)分別對(duì)豆腐的色澤、風(fēng)味、口感及組織狀態(tài)進(jìn)行評(píng)定，感官評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)GB 2712—2014[23]，采用百分制，具體的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.8 質(zhì)構(gòu)測(cè)定(texture profile analysis,TPA)

P35圓柱型平底探頭測(cè)定豆腐，分別取豆腐上、中、下部位，高度為1 cm，設(shè)定測(cè)前、中、后速度分別為40、30和40 mm/s，下壓距離為40%，中間停留時(shí)間為5 s，觸發(fā)力為0.05 N。每個(gè)樣品取3個(gè)不同部位進(jìn)行測(cè)定，取其平均值[24]。

表1 豆腐感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.9 電子鼻檢測(cè)

將電子鼻傳感器預(yù)熱0.5 h以上，使其達(dá)到工作溫度，稱取3.0 g樣品于玻璃進(jìn)樣瓶中，加蓋密封待檢。待進(jìn)樣瓶中的樣品達(dá)到液-氣兩相平衡后(1 h以后)，進(jìn)行樣品數(shù)據(jù)采集，設(shè)置采樣時(shí)間為60 s，氣體流量為0.3 L/min，等待時(shí)間為10 s，清洗時(shí)間為120 s，每個(gè)樣品重復(fù)5次。

1.10 數(shù)據(jù)處理

用SSPS 22.0與Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析，所有試驗(yàn)結(jié)果取其平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 豆腐得率與保水性結(jié)果分析

豆腐保水性對(duì)豆腐得率和消費(fèi)者購(gòu)買行為有一定的影響，因此，豆腐保水能力的強(qiáng)弱和得率的高低是衡量凝固劑是否適用于豆腐加工的重要依據(jù)之一，它直接反映凝固劑的應(yīng)用價(jià)值。由表2可知， 3種凝固劑生產(chǎn)的豆腐的得率差異極顯著(P<0.01)，在相同的壓榨條件下，豆腐得率平均值約為188.15%，其變幅在123.95%～266.45%之間。其中石膏豆腐得率最高為266.45%，豆清發(fā)酵液次之,為174.04%，MgCl2最低為123.95%。豆腐保水性能力的強(qiáng)弱主要體現(xiàn)在豆腐物理狀態(tài)的軟硬程度上，保水性能力強(qiáng)的豆腐，表面光滑軟嫩，組織細(xì)膩，斷面均勻，內(nèi)部孔隙小且均勻一致，反之則組織粗燥，斷面孔隙不均，大小不一。3種凝固劑生產(chǎn)的豆腐保水性差異極顯著(P<0.01)，豆腐保水性平均值約為73.08%，其變幅在67.75%～77.71%之間。其中石膏豆腐保水性最高為77.71%;豆清發(fā)酵液豆腐次之,為73.79%;MgCl2豆腐最低,為67.75%。石膏屬遲效性凝固劑，其凝固的速度慢，有利于凝固劑與大豆蛋白的作用形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將水分保持于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，使豆腐水分含量大，保水性強(qiáng)，得率高；而MgCl2反應(yīng)速度快，不利于空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，使蛋白質(zhì)與水結(jié)合的能力下降，在壓榨成型時(shí)大量的水被擠出，從而使豆腐的保水性下降，得率降低；豆清發(fā)酵液則是采用純種發(fā)酵產(chǎn)酸、產(chǎn)酶，使大豆蛋白在酸酶協(xié)同作用下形成結(jié)構(gòu)致密的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有利于對(duì)水的束縛，提高豆腐的保水性和得率。

表2 不同凝固劑生產(chǎn)豆腐的得率和保水性

注：同一列中不同字母表示差異極顯著(P<0.01)。

2.2 豆腐感官結(jié)果分析

由圖1可知，不同凝固劑所生產(chǎn)的豆腐感官評(píng)分存在顯著性差異(P<0.05)。在豆腐色澤方面，以石膏和MgCl2為凝固劑所生產(chǎn)的豆腐色澤光亮呈白色,接受度高，豆清發(fā)酵液呈金黃色,所生產(chǎn)的豆腐色澤淡黃接受度較低；在風(fēng)味上，豆清發(fā)酵液豆腐豆香味濃厚和諧，石膏和MgCl2則豆香味不足；在口感上，豆清發(fā)酵液豆腐細(xì)膩柔軟、彈性適中、無粗糙的渣感，石膏次之，MgCl2則口感粗燥；在組織狀態(tài)上，豆清發(fā)酵液生產(chǎn)的豆腐組織細(xì)膩、斷面均勻、彈性適中，石膏次之，MgCl2則斷面粗糙、內(nèi)部孔隙不均勻。總體感官評(píng)分以豆清發(fā)酵液為凝固劑生產(chǎn)的豆腐最好。

圖1 不同凝固劑生產(chǎn)豆腐的感官評(píng)分

Fig.1 Sensory scores of tofu produced with different kinds of coagulant注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.3 質(zhì)構(gòu)結(jié)果分析

用質(zhì)構(gòu)儀分別對(duì)不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐的黏結(jié)性、彈性、硬度、韌性、耐嚼性、膠黏性及彈力這7個(gè)方面進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析。由表3可知，不同凝固劑制得的豆腐的硬度、韌性、耐嚼性和膠黏性這四者之間差異顯著(P<0.05)。MgCl2豆腐的硬度、韌性、耐嚼性及膠黏性分別高達(dá)188.44 gf、188.44 gf、81.02 gf、85.31 gf，均高于其他凝固劑生產(chǎn)的豆腐。這4個(gè)指標(biāo)過高則表明豆腐口感不夠細(xì)膩，質(zhì)地較硬，難以咀嚼。豆清發(fā)酵液所生產(chǎn)的豆腐除彈力外，其余各項(xiàng)指標(biāo)均處于石膏和MgCl2之間，而石膏豆腐除黏結(jié)性高于MgCl2和豆清發(fā)酵液豆腐，其他各項(xiàng)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)均最低。由此可以看出硬度、韌性、耐嚼性和膠黏性等質(zhì)構(gòu)參數(shù)可以反應(yīng)出不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐之間的差異，表明不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐之間質(zhì)構(gòu)特性存在顯著性差異。

表3 不同凝固劑生產(chǎn)豆腐的質(zhì)構(gòu)分析

注：同一列中不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.4 豆腐品質(zhì)相關(guān)性分析

根據(jù)表4進(jìn)行的豆腐品質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)性分析表明：得率與保水性呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r為0.956)，即保水性越好豆腐得率越高；與黏結(jié)性呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r為0.793)，即壓榨時(shí)凝膠的黏結(jié)性越好，豆腐得率越高，可能的原因是黏結(jié)性影響豆腐凝膠的強(qiáng)度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而影響對(duì)水的束縛能力；與硬度、韌性、耐嚼性和膠黏性呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r分別為-0.876、-0.876、-0.957、-0.950)，與彈力呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r為-0.705)，這是因?yàn)橛捕取㈨g性、耐嚼性、膠黏性和彈力的增大導(dǎo)致蛋白網(wǎng)絡(luò)不能包含更多的水分。

保水性與感官評(píng)分呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r為0.834)，即保水性越好，豆腐口感越細(xì)膩、爽口，感官評(píng)分越高，這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)與水的結(jié)合能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)水分含量較高，使豆腐組織細(xì)膩，口感爽滑；與黏結(jié)性呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r為0.667)，可能的原因是黏結(jié)性影響豆腐凝膠的強(qiáng)度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而影響豆腐的保水能力；與硬度、韌性、耐嚼性和膠黏性呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r分別為-0.973、-0.973、-0.998、-0.991)，因?yàn)橛捕取㈨g性、耐嚼性和膠黏性的增大導(dǎo)致對(duì)水的束縛作用在減弱，口感粗糙。

感官評(píng)分與硬度、韌性、耐嚼性和膠黏性呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r分別為-0.919、-0.919、-0.834、-0.837)，可能的原因是硬度、韌性、耐嚼性和膠黏性的增大影響豆腐的口感。黏結(jié)性與彈力呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r為-0.859)，即黏結(jié)性越大，彈性越小；與耐嚼性和膠黏性呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r分別為-0.671、-0.681)，即黏結(jié)性越大，耐嚼性和膠黏性越小。

硬度與韌性、耐嚼性和膠黏性呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r分別為1.000、0.972、0.973)，即硬度越大則韌性、耐嚼性和膠黏性越好。韌性與耐嚼性和膠黏性呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r分別為0.972、0.973)，即韌性越好則膠黏性越強(qiáng)、耐嚼性越好；耐嚼性與膠黏性呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r為0.995)，即耐嚼性越好則膠黏性越強(qiáng)，可能的原因是膠黏性影響豆腐凝膠的強(qiáng)度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

綜上可知，豆腐品質(zhì)指標(biāo)間有著非常復(fù)雜的聯(lián)系。

表4 豆腐品質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)性分析

注：*表示差異顯著(P<0.05)；** 表示差異極顯著(P<0.01)。

2.5 風(fēng)味結(jié)果分析

3種不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐的主成分分析(principle component analysis,PCA)見圖2。第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的貢獻(xiàn)率分別為89.2% 和8.2%，二者之和達(dá)到 97.4%大于95%，因此可認(rèn)為此主成分二維圖能很好的表示出被測(cè)樣品的整體信息且成分間干擾小。3種不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐的線性判別分析(linear discrimination analysis,LDA)見圖3，其區(qū)分度(discrimination index,DI)達(dá)85.9%，一般情況下認(rèn)為DI值大于80%區(qū)分效果較好，DI值越大表示樣品間的距離越遠(yuǎn)，區(qū)分的效果越理想。由此可見，3種不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐其揮發(fā)性風(fēng)味成分有明顯區(qū)別。

圖2 不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐的主成分分析圖

Fig.2 PCA analysis of tofu produced with different kinds of coagulant

圖3 不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐的線性判別分析圖

Fig.3 LDA analysis of tofu produced with different kindsof coagulant

3 結(jié)論

熟漿工藝生產(chǎn)豆腐時(shí)，以石膏為凝固劑生產(chǎn)的豆腐的得率和保水性最好，豆清發(fā)酵液次之，MgCl2最低。

熟漿工藝生產(chǎn)豆腐時(shí)，以豆清發(fā)酵液為凝固劑生產(chǎn)的豆腐的感官評(píng)分最好，石膏次之，MgCl2最低。

電子鼻可有效區(qū)分不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐制品的風(fēng)味特征，可作為豆制品風(fēng)味分析的一種手段。

通過比較研究豆腐得率、保水性、感官評(píng)分、質(zhì)構(gòu)特性和風(fēng)味特性可知，豆腐品質(zhì)指標(biāo)間有著非常復(fù)雜的相關(guān)性。