速凍蛋白豆腐營養成分分析及速凍工藝對其質構的影響

唐曉姝，胡博，陳雪梅，張白曦*

1(國家功能食品工程技術研究中心(江南大學)，江蘇 無錫,214000) 2(江南大學 食品學院，江蘇 無錫,214000)

速凍蛋白豆腐是近年開始流行的一種豆制品食材，經常出現在家庭餐桌及餐飲場所。它以大豆分離蛋白及大豆油為主要原料，通過酶制劑催化大豆蛋白凝固，經過調配、乳化、充填成型、蒸制及速凍工藝制成，是一種高蛋白及低碳水化合物的理想食材，市場上常見的品牌有千頁豆腐?。由于大豆的營養成分非常豐富，含有較高含量的蛋白質、脂肪、維生素及大豆異黃酮等。因此，由大豆制成的豆制品同樣具有較高的營養價值[1-2]。速凍蛋白豆腐不僅保有豆腐原有的營養成分、香氣及細嫩的質地，而且其獨特的加工工藝賦予了產品彈性及潤滑的口感，具有較強的湯汁吸收能力。同時，冷凍保藏方式大大延長了其貨架期，并使其便于流通運輸。

目前，對于速凍蛋白豆腐營養成分評價及冷凍后品質變化的研究較少。王喜波[3]用不同大豆蛋白原料制成了速凍蛋白豆腐，并比較了它們的蛋白特性及質構、感官性質及微觀結構；安吳維[4]研究了制作工藝對速凍蛋白豆腐品質的影響，并對其進行干燥優化，制成休閑食品。唐文婷[5]以質構、感官評價等為速凍蛋白豆腐的品質特性指標，優化了制作工藝。

本實驗對速凍蛋白豆腐及其他幾種豆制品的營養成分含量(水分、灰分、脂肪、蛋白質、氨基酸、維生素E、維生素K1、大豆異黃酮)進行測定并進行比較，分析了速凍工藝對速凍蛋白豆腐的持水性、質構及微觀結構的影響，旨在為新型豆腐制品—速凍蛋白豆腐的產品開發提供理論依據。

1 實驗材料與儀器

1.1 實驗材料

速凍蛋白豆腐、豆腐干、素雞、鹽鹵豆腐、石膏豆腐購買于無錫市場。

1.2 實驗試劑

抗壞血酸、無水乙醇、氫氧化鉀、乙醚、石油醚、無水硫酸鈉、2,6-二叔丁基對甲酚、碳酸鉀、正己烷、無水乙酸鈉、甲醇、四氫呋喃、冰乙酸、氯化鋅,國藥集團化學試劑有限公司；脂肪酶、淀粉酶北京諾維信公司；大豆黃苷、大豆苷、大豆黃素、大豆素、染料木素、染料木苷、克拉馬爾試劑，海譜振生物科技有限公司；α-維生素E、γ-維生素E、δ-維生素E、維生素K1,美國Supelco公司。

1.3 實驗主要儀器與設備

Freezone Plus冷凍干燥機，美國LABCONCO公司；TA.XT plus物性分析儀，英國SMS公司；K1100全自動凱氏定氮儀，山東海能科學儀器有限公司；ALLIANCE e2695高效液相色譜儀器，美國沃特世公司；L-8900 氨基酸分析儀，日本日立公司；SU8100冷場發射掃描電鏡，日本日立公司；5430R臺式高速冷凍離心機，德國艾本德公司；CentriVap真空離心濃縮儀，美國LABCONCO公司；C18柱 XBrige 250 mm×4.6 mm×5 μm，美國WATERS公司(大豆異黃酮)；C18柱 Prevail 250mm×4.6mm×5μm，美國GRACE公司(維生素)；鋅粉還原柱：50mm×4.6mm，上海安譜實驗科技股份有限公司；FED115多功能熱風循環烘箱，德國賓德公司。

2 實驗方法

2.1 速凍蛋白豆腐與其他豆腐的營養成分測定

2.1.1 水分、灰分、脂肪氨基酸及蛋白質含量的測定

按照食品安全國家標準食品中水分測定的標準和方法(GB 5009.3—2016)[6]，分別對5種樣品原樣及凍干粉進行測定，以下營養成分含量均折算回原樣質量并進行比較。

將5種豆制品切薄片凍干，磨成粉。取5種樣品的凍干粉，按照食品安全國家標準食品中灰分測定的標準和方法(GB 5009.4—2016)進行灰分的測定[7]。

按照食品安全國家標準食品中脂肪測定的標準和方法(GB 5009.6—2016)[8]，采用索氏抽提的方法進行脂肪的測定。

按照食品安全國家標準食品中蛋白質測定的標準和方法(GB 5009.5—2016)[9]，采用凱氏定氮的方法進行蛋白質的測定。

按照食品安全國家標準食品中氨基酸測定的標準和方法(GB 5009.124—2016)[10]，進行氨基酸的測定。

2.1.2 維生素E、K1含量的測定

取5種樣品的凍干粉，按照食品安全國家標準食品中維生素A、D、E測定的標準和方法(GB 5009.82—2016)[11]，采用反相高效液相色譜法進行測定。

按照食品安全國家標準食品中維生素K1測定的標準和方法(GB 5009.158—2016)[12]，采用高效液相色譜-熒光檢測法進行測定。

2.1.3 大豆異黃酮含量的測定

按照國家標準中保健食品中大豆異黃酮的測定方法(GB/T 23788—2009)[13]，采用高效液相色譜法進行測定。

2.2 速凍蛋白豆腐持水性的測定

將生產中未速凍的新鮮速凍蛋白豆腐和經過速凍工藝加工后在4 ℃冰箱中解凍的速凍蛋白豆腐進行持水性分析。分別取約3 g的新鮮及解凍后的速凍蛋白豆腐，記質量W1，將其放置于離心管中，4 000 r/min離心15 min，用濾紙沾去速凍蛋白豆腐的表面水分，稱量速凍蛋白豆腐記質量W2，然后將速凍蛋白豆腐置于105 ℃下干燥8 h，記質量W3。

持水率的計算公式如下：

式中:W1為原樣品質量,g；W2為離心后樣品質量,g；W3為樣品干燥后質量,g。

2.3 速凍蛋白豆腐的質構測定

本實驗采用二次壓縮試驗研究速凍蛋白豆腐的質構。將生產中未經速凍的新鮮豆腐半成品與經過速凍工藝加工后在4 ℃冰箱中解凍的速凍蛋白豆腐進行質構方面的比較分析。分別將新鮮及解凍后的速凍蛋白豆腐制成1 cm3的正方體，使用物性測定儀對兩種樣品進行測試。每個樣品在相同條件下至少測定3次，結果取平均值。程序參數設定條件如表1。

表1 質構儀器程序參數Table 1 The program parameters of the texture instrument

2.4 速凍蛋白豆腐微觀結構的觀察

使用掃描電鏡(scanning electron microscope, SEM)對新鮮和解凍后的速凍蛋白豆腐進行微觀結構觀察。將新鮮和解凍后的速凍蛋白豆腐切成1 cm2大小的正方形進行冷凍干燥，冷凍干燥結束后用導電雙面膠固定在樣品臺上進行樣品表面噴金，噴金后放置于SEM下觀察。在5kV條件下觀測結果[14]。

3 結果與分析

3.1 速凍蛋白豆腐與其他豆腐的營養成分含量及比較

3.1.1 水分、灰分、脂肪、氨基酸及蛋白質的含量分析

由圖1可知，5種豆制品的灰分范圍在0.99～1.97 g/100 g之間；速凍蛋白豆腐的脂肪含量略高于豆腐干，為14.03 g/100 g，石膏豆腐的脂肪含量最低，為3.77 g/100 g。

圖1 五種豆制品中灰分、脂肪和蛋白質含量Fig.1 Contents of ash, fat and protein in the 5 kinds of bean products

速凍蛋白豆腐的脂肪含量略高，由于原料中含有大豆油；速凍蛋白豆腐的蛋白質含量與鹽鹵豆腐持平，為11.00 g/100 g，高于石膏豆腐，低于豆腐干和素雞。氨基酸的組成和含量決定了蛋白質的營養價值。由表看出，5種豆制品的氨基酸種類齊全，其中天冬氨酸、亮氨酸含量較高。天冬氨酸可作為電解質補充劑，疲勞恢復劑等[15]；亮氨酸可控制機體血糖，修復肌肉，為組織供能[16]。5種豆制品中豆腐干的氨基酸總量最高，為21.12 g/100 g；石膏豆腐的氨基酸總量最低，為8.15 g/100 g；速凍蛋白豆腐居中，和鹽鹵豆腐含量相近，為11.05 g/100 g。

表2 五種豆制品中氨基酸的含量 單位：g/100 gTable 2 Contents of amino acids in the 5 kinds of bean products

3.1.2 維生素E、K的含量分析

維生素E又名生育酚，其中α-維生素E是自然界分布最為廣泛、含量最多且活性最高的維生素E的存在形式，是主要的抗氧化劑之一[17]。維生素K又名凝血維生素，參與人體骨代謝和細胞生長，是肝內合成凝血酶原的必需物質，具有止血功能[18]。

由表3可知，速凍蛋白豆腐的維生素E、維生素K1含量最高，維生素E含量為2.54 mg/100 g，是素雞、鹽鹵豆腐、石膏豆腐的5倍；維生素K1含量為19.15 mg/100 g，是豆腐干含量的2倍、石膏豆腐的3倍。

表3 五種豆制品中維生素E、維生素K1的含量 單位：mg/100 gTable 3 Contents of VE, VK1 in the 5 kinds of been products

3.1.3 大豆異黃酮的含量分析

大豆異黃酮是從植物中提取的天然活性物質，它可以預防心血管疾病、骨質疏松，具有抗腫瘤、保護神經的作用，具有與雌激素類似的結構及功能，故又叫植物雌激素[19]。潘妍[20]在大豆及豆制品中，對大豆異黃酮進行了測定。其中豆漿的大豆異黃酮含量為53.35 mg/kg，豆腐為138.58 mg/kg。

由表4可知，速凍蛋白豆腐的大豆異黃酮總含量高于石膏豆腐，為142.60 mg/kg，其中染料木素、大豆素在五種豆制品中含量最高。染料木素曾被報道對人類乳腺癌[21]和胃癌細胞系[22]的生長具有抗增殖作用，是大豆異黃酮中在預防癌癥治療方面的主要活性成分[23]；大豆素也具有抗氧化功能。

表4 五種大豆制品中大豆異黃酮的含量 單位：mg/kgTable 4 Contents of isoflavones in the 5 kinds of bean products

3.2 速凍蛋白豆腐的持水性分析

通過持水性實驗得出，新鮮速凍蛋白豆腐的持水率為99.40%，經過解凍的速凍蛋白豆腐持水率為98.50%，略低于新鮮速凍蛋白豆腐，但經過速凍工藝，其仍具有很高的持水性。孫小魯[24]在研究豆腐凝膠特性中，制作工藝中不同溫度下的豆腐持水率在55%～85%之間；劉昱彤[25]在研究全豆豆腐加工工藝中得出，不同加熱條件下全豆豆腐的持水率在65%～80%之間。經比較，速凍蛋白豆腐的持水性較好，因此相比于其他豆制品，它更具有多汁的特點。

圖2 速凍蛋白豆腐的持水率Fig.2 Specific retention of quick-frozen protein Tofu

圖3 不同壓縮比例下新鮮與解凍后的速凍蛋白豆腐質構參數的變化Fig.3 Changes of quick-frozen Tofu texture parameters under different compression ratios

3.3 速凍蛋白豆腐的質構分析

評價速凍蛋白豆腐品質的重要手段之一是質構分析，其主要指標包括硬度、彈性、內聚性、咀嚼性[26-27]。

為了對比速凍蛋白豆腐經速凍前后的品質差異，分別取新鮮速凍蛋白豆腐和解凍后的速凍蛋白豆腐進行質構分析。由圖3可知，在相同壓縮比例下，解凍后速凍蛋白豆腐的硬度高于新鮮速凍蛋白豆腐，彈性略低于與新鮮速凍蛋白豆腐；隨著壓縮比例的增加，速凍蛋白豆腐的硬度增加、彈性降低。在壓縮比例為70%時，解凍后速凍蛋白豆腐的彈力仍能達到0.87，說明抗變形能力與形狀恢復能力較好。

3.4 速凍蛋白豆腐的微觀結構

圖4為新鮮速凍蛋白豆腐及解凍速凍蛋白豆腐，通過掃描電鏡觀察可發現，速凍處理對速凍蛋白豆腐的結構有一定的影響。在相同倍數鏡下觀察，解凍后的速凍蛋白豆腐表面孔徑較大，這可能是由于解凍后的速凍蛋白豆腐在速凍過程中的水分由液體迅速轉變為固體，而水結冰時體積膨脹，形成冰晶[28]，從而使解凍后的速凍蛋白豆腐微觀結構中孔洞的孔徑變大[29]。

a-新鮮50倍；b-解凍50倍；c-新鮮100倍;d-解凍100倍圖4 速凍蛋白豆腐掃描電子顯微鏡圖Fig.4 Scanning electron micrographs of quick-frozen Tofu

但解凍后速凍蛋白豆腐的網格結構并未遭到破壞，仍具有均勻性、致密性，結合持水性和質構的特點，均勻的孔洞更好的保持了水分，更利于在烹飪時吸取湯汁；堅固的網狀結構使解凍后的速凍蛋白豆腐仍具有較好的彈性和硬度，保證口感爽脆。

綜合持水性、質構分析及掃描電鏡的觀察結果，表明速凍工藝不僅沒有顯著影響速凍蛋白豆腐的品質特性，仍保持其良好的吸汁性、硬度及彈性。

4 總結

為了研究速凍蛋白豆腐的營養價值，選取了市場上四種大豆制品與之進行營養成分含量的比較。結果表明速凍蛋白豆腐的主要營養成分脂肪、蛋白質、氨基酸、大豆異黃酮、維生素E和維生素K含量在5種大豆制品中居于中上水平，其維生素E和維生素K含量均高于其他四種大豆制品，分別為2.54 mg/100 g、19.2 mg/100 g。實驗進一步研究速凍工藝對速凍蛋白豆腐的影響，結果表明，解凍后的速凍蛋白豆腐持水性仍然較強，質構及微觀結構并沒有顯著變化，經速凍工藝的速凍蛋白豆腐仍保持其良好的吸汁性能及爽脆的口感。

速凍蛋白豆腐的營養價值高、品質穩定，相對于傳統豆腐而言，速凍蛋白豆腐經冷凍保藏便于運輸，不易破碎，保質期更久，更有口感、嚼勁，是對傳統豆腐制品的創新性的傳承，是一款優化升級的豆腐制品，可在一定條件下替代傳統豆腐制品，具有廣闊的市場前景。