腐乳營養成分與質構特征及其偏相關分析

莊 洋，陳 露，田 成，莫開菊，汪興平,2,*

（1.湖北民族大學生物科學與技術學院，湖北 恩施 445000；2.湖北民族大學 生物資源與利用湖北省重點實驗室，湖北 恩施 445000）

腐乳，享有“中國奶酪”美稱，與奶酪具有類似的營養與質地。腐乳在發酵過程中化學成分不斷變化，其硬度、彈性等也隨之變化，從而形成了獨特的色、香、味及口感特征。質構特性直接影響著人們對產品的正確認識及購買行為[1-3]。影響質地的因素有很多，如原料的質量、種類、生產工藝、貯藏溫度以及各種化學成分如水分、蛋白、脂肪等[4]。近年來，國內外對腐乳的研究主要集中在制作工藝[5-6]、功能因子分析[7-9]和風味成分測定[10-11]等方面，對腐乳營養成分與質構關系的研究較少。國內僅有馬勇[12]、周雪琪[13]等研究了腐乳質構變化與營養成分變化之間關系；劉威[14]、陳濤[15]等分別研究了發酵時間和發酵工藝對腐乳質構的影響；蔣麗婷等[16]通過皮爾遜相關性分析探討了腐乳營養與質構的相關性；鮑松林等[17]研究了采用紹興咸亨腐乳生產工藝所制作腐乳坯的質構與感官的相關性。

營養是人體對食物的本質要求，食物中的營養種類與價值決定了其品質。質構是食品結構及其對所受外力反應行為的一種感官表現，影響食用者的直觀感受，是除營養之外食品品質的另一重要因素。各地均有針對當地特色腐乳的研究報道[17-20]，且鑒于不同產地腐乳加工方法存在一定差異，其品質特性也不相同。皮爾遜相關分析可以直接反映2 個變量間的關系[21]，但在分析多個變量時，偏相關分析可以控制其他變量的影響，從而在多個變量中更準確地量化2 個變量間的相關性[22-24]，可更真實地反映2 個變量間的內在關系。質構作為一種外在表現形式，與食品所含物質成分密切相關。因此，本實驗對5 種恩施產腐乳的質構和主要營養成分進行測定，分述各腐乳坯及成熟腐乳質構和營養成分的差異及特點，采用偏相關分析法闡述腐乳營養成分與質構的相關性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

于不同市場購買5 種較出名的恩施產白腐乳成品及其對應的毛坯樣品，1、3號腐乳選用水分壓榨后的老豆腐進行接種形成毛坯。1、5號腐乳酒浸密封，2、4號腐乳油浸密封，3號腐乳用洗凈曬焉的大頭菜葉包裹后密封。

硫酸、鹽酸 武漢市中天化工有限責任公司；硫酸銅、硫酸鉀、氧化鎂、硼酸、氫氧化鈉 天津光復科技發展有限公司；甲基紅、溴甲酚綠、鉻酸鉀、硝酸銀國藥試劑化學集團有限公司；所有試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

UDK-159凱氏定氮儀（帶消化儀） 北京盈盛恒泰科技有限公司；TA-XT Plus質構儀 英國Stable Micro Systems公司；HWS12恒溫水浴鍋 上海一恒科技有限公司；BS224S電子天平 賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；優譜UPH-I-20T超純水儀 成都超純科技有限公司；GZX-9140MBE數顯鼓風干燥箱 上海博迅實業有限公司。

1.3 方法

1.3.1 水分質量分數的測定

稱取1 g左右的腐乳樣品，準確記錄質量，放入干燥至恒質量的稱量瓶中，在鼓風干燥箱內100 ℃下干燥至恒質量。

1.3.2 總氮、總蛋白與水溶性蛋白質量分數的測定

總氮、總蛋白質量分數：參照GB 5009.5ü2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》中的第一法。總蛋白質量分數計算時蛋白質換算系數為5.71。

水溶性蛋白質量分數：稱取5.00 g樣品于150 mL燒杯中，加入60 ℃超純水50 mL，攪拌均勻后沸水浴15 min，冷卻至室溫，然后移入100 mL容量瓶中，用少量水分次洗滌燒杯，合并洗液，加水定容至刻度，混勻，用紗布濾入磨口瓶中，參照GB 5009.5ü2016中的第一法進行測定。蛋白質換算系數為5.71。

1.3.3 氨基酸態氮質量分數的測定

參照SB/T 10170ü2007《腐乳》中的方法進行。

1.3.4 TVB-N質量分數的測定

總揮發性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）質量分數測定參照GB 5009.228ü2016《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》。

1.3.5 總酸、食鹽和脂肪質量分數的測定

總酸、食鹽質量分數測定參照SB/T 10170ü2007中的方法進行，脂肪質量分數測定參照GB/T 5009.6ü2003《食品中脂肪的測定》進行。

1.3.6 質構特性分析

選取塊形完整、均勻的腐乳樣品，利用質構儀檢測探頭二次下壓測得腐乳質地特征曲線。質地剖面分析（texture profile analysis，TPA）測定參數：探頭型號P/0.5，滿負荷壓力25 kg，測前速率5.0 mm/s，測試速率1.0 mm/s，測后速率10.0 mm/s，刺入深度50%，觸發力5.0 g。每個樣品做3 次平行。

1.4 數據處理與分析

采用SPSS 16.0軟件對實驗數據進行處理分析；采用Duncan’s法進行差異顯著性分析，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 5 種恩施產腐乳的營養成分

由表1可知，5 種腐乳坯及其成品間的水分、總蛋白、水溶性蛋白、總酸、食鹽、氨基酸態氮和TVB-N質量分數均有顯著改變，5 種腐乳間也存在一定差異。2、4號和5號腐乳毛坯的水分質量分數都約為77%，而1號與3號腐乳毛坯的水分質量分數分別為67.96%和53.48%（P＜0.05），這與腐乳制作時的選材有關。1、2、4號和5號腐乳成品水分質量分數顯著降低，3號腐乳的水分質量分數極顯著增加，但均在60%左右。盡管腐乳毛坯間水分質量分數顯著不同，但成品間水分質量分數無顯著差異，均符合SB/T 10170ü2007中水分質量分數低于75%的規定。從毛坯到成品過程中，腐乳水分質量分數下降的主要原因是食鹽導致腐乳失水，經過前發酵等加工環節大分子蛋白質降解為可溶性物質，同時酒、食用油和食鹽的加入也對腐乳水分質量分數起到調節作用，使腐乳成品中水分達到平衡狀態。因此，不同種類腐乳的水分質量分數均在60%左右。

表 1 5 種恩施產腐乳的營養成分（n＝ 3）Table 1 Nutrients contents of five kinds of sufu in Enshi (n= 3)%

1號和3號腐乳毛坯的總蛋白質量分數明顯高于其他腐乳毛坯及成品，這主要是由于水分質量分數較低，從而表現出蛋白占比較高，這與前期制作毛坯時壓榨水分相關。但1號和3號腐乳成品在所有腐乳成品中總蛋白質量分數居中，表明前期水分及總蛋白質量分數對成熟腐乳中的總蛋白質量分數無太大影響。經過加工，完成豆腐到腐乳的蛻變后，通過添加酒、食用油和食鹽調節腐乳水分使成品中的水分質量分數十分接近，從而導致成品中總蛋白質量分數差異變小。

水溶性蛋白和氨基酸態氮是由大豆蛋白水解產生，是腐乳發酵程度的判斷指標，同時也是腐乳中易于吸收的一類營養成分。SB/T 10170ü2007中規定白腐乳中水溶性蛋白質量分數應大于3.20%，氨基酸態氮質量分數（以氮計）應大于0.35%，本實驗中所有腐乳成品均達到了行業標準要求。成熟過程中，5 種腐乳水溶性蛋白質量分數整體呈下降趨勢，氨基酸態氮質量分數呈上升趨勢。

根據SB/T 10170ü2007，白腐乳的總酸質量分數（按乳酸計）應小于1.30%，本實驗所有腐乳成品均在標準規定范圍內。除5號腐乳外，其余腐乳成品中總酸質量分數均高于毛坯，表明后發酵過程中殘存的酶繼續發酵產酸。

5 種腐乳毛坯中均未檢測到食鹽，添加食鹽后腐乳成品中的食鹽質量分數迅速上升。根據SB/T 10170ü2007，白腐乳的食鹽質量分數應大于6.50%，本實驗中成熟腐乳食鹽質量分數為7.90%～10.82%，均符合標準要求。較高的食鹽含量能抑制有害微生物生長，延長腐乳保藏期，但低鹽是當今健康食品的追求，因此，對低鹽腐乳的研究也逐漸增多。

5 種腐乳毛坯和成品間脂肪質量分數不同，表明原料和發酵微生物的不同均影響成品營養成分。1、3、5號腐乳從毛坯到成品脂肪質量分數下降，但差異不顯著，2、4號腐乳成品中脂肪質量分數顯著增加，是由于2、4號腐乳密封階段加入食用油造成的。因此，腐乳坯中的脂肪質量分數決定了其成品中的脂肪質量分數。

TVB-N是表征多種含蛋白質豐富食品新鮮度的指標。由表1可知，TVB-N質量分數在5 種腐乳間差異顯著（P＜0.05），成熟腐乳TVB-N質量分數為0.12%～0.34%，楊娟等[25]研究的3 種白腐乳TVB-N質量分數為0.095%～0.318%，與本研究結果較一致。

2.2 5 種恩施產腐乳的質構特性

表 2 5 種恩施產腐乳的質構特性（n＝ 3）Table 2 Texture properties of five kinds of sufu in Enshi (n= 3)

由表2可知，5 種腐乳毛坯與成品間TPA參數存在明顯差異。硬度為TPA曲線中第一壓縮周期的最大力值，1～4號腐乳毛坯的硬度遠大于其成品。其中3號腐乳毛坯硬度最大（1 176.75 g），其次是1號腐乳毛坯（511.96 g），其余3 種腐乳毛坯硬度在100～300 g之間。3號腐乳硬度極顯著高于其成品，其余4 種腐乳毛坯與成品間硬度差異不顯著。除5號樣品外，經發酵后腐乳成品的硬度均下降，但仍是3號腐乳成品硬度最大（439.04 g），其次是1號腐乳（342.32 g），其余腐乳成品硬度較低。1、3號腐乳毛坯的水分質量分數較低，但硬度較高，說明水分質量分數對腐乳毛坯及成品的硬度具有重要影響。此外，后發酵期間，雖然微生物被殺滅不再分解成品中的物質，但其中的酶仍有活力，不斷降解成品中的物質，因此腐乳成品的硬度普遍低于毛坯。

黏度指第一次壓縮的負峰面積，負值越大，黏度越高，此處取絕對值表示。腐乳柔軟光滑的質地與大豆蛋白結構密切相關。在豆腐生產過程中，大豆蛋白形成凝膠網絡持水定型；在腐乳成熟過程中，微生物使大豆蛋白分解形成較小的多肽和水溶性蛋白，使腐乳質構軟化，變得細膩，黏性升高。在后發酵過程中，由于食鹽的加入導致水分及部分水溶性蛋白析出，因而黏度下降，因此，3～5號腐乳成品黏度顯著下降，2號腐乳成品黏度下降但無顯著差異。

彈性指第一次壓縮結束后食品恢復高度與第一次壓縮高度的比值。隨著大豆蛋白繼續降解，毛坯凝膠網絡結構被破壞，除1號腐乳彈性變化不顯著外，其余腐乳成品彈性均極顯著下降。

Zhao Xinhuai等[26]研究表明，在后發酵成熟過程中，腐乳的黏性隨著硬度、膠黏性等的減小而增大，而蔣麗婷等[16]的研究結果與之相反。周雪琪等[13]探討了不同工藝對腐乳質構的影響，結果表明不同樣品間硬度和黏度之間沒有明顯相關性，且水分含量、硬度和黏度三者之間也沒有絕對的相關性，腐乳的選材、工藝、發酵時間等均會影響腐乳成品的硬度和黏度等質構參數。因此，5 種恩施產腐乳成品間的質構差異與其制作過程中的選材、前發酵和后發酵工藝有關。

內聚性代表組成樣品內部結合鍵的強度，反映了樣品抵抗受損并保持完整的性質。研究表明，內聚性與樣品分子內部的蛋白質結構或交聯有關[27]。由表2可知，1、2、4、5號腐乳成品的內聚性較毛坯均極顯著降低（P＜0.01），表明大豆蛋白在腐乳成熟過程中被進一步破壞，降解成小分子肽。

膠黏性是剪切食物時最先感觸到的抵抗力，以硬度與內聚性的乘積表示。由于大豆蛋白的降解，致使三維凝膠網狀結構受到破壞，從而使腐乳的硬度和內聚性均下降，因此，腐乳的膠黏性也呈下降趨勢。

2.3 5 種恩施產腐乳的營養成分與質構的偏相關分析結果

相關性分析研究中最通用的方法是皮爾遜相關分析，可以直接反映2 個變量間的關系[21]。但當出現多個變量時，變量之間的皮爾遜相關系數會受到其他變量的影響，不能正確反映2 個變量之間的關系。偏相關分析通過控制其他變量，量化了多個變量中2 個變量間的相關性[22-24]，直接反映2 個變量間的內在關系。目前，偏相關分析已廣泛應用于金融[28-29]、醫學[30-31]、語義網絡[32]、基因[33]等方面。通過偏相關系數來確定2 個變量之間內在的線性聯系更真實、可靠[34]。

表 3 5 種恩施產腐乳營養成分與質構的偏相關分析Table 3 Partial correlation analysis between nutrient components and texture characteristics of five kinds of sufu in Enshi

由表3可知，硬度與總蛋白、氨基酸態氮質量分數和WP/CP呈極顯著正相關（P＜0.01），與水溶性蛋白質量分數和AAN/CN呈極顯著負相關（P＜0.01）。黏度、彈性和內聚性與硬度基本相反，與總蛋白、總酸質量分數和WP/CP呈極顯著負相關（P＜0.01），與水溶性蛋白質量分數呈極顯著正相關（P＜0.01），分別與氨基酸態氮質量分數呈極顯著正相關（P＜0.01）、不相關和極顯著負相關（P＜0.01）。膠黏性與氨基酸態氮和總酸質量分數呈極顯著負相關（P＜0.01），與TVB-N質量分數和WP/CP呈顯著負相關（P＜0.05），與AAN/CN呈極顯著正相關（P＜0.01）。偏相關分析表明，所有含氮化合物質量分數或比值與腐乳質構的大部分參數均存在極顯著相關性。即蛋白質的形態與含量可能是腐乳質構的重要內在影響因子。

Van Hekken等[35]研究表明，奶酪在貯藏過程中小分子肽段增加，酪蛋白減少，蛋白的水解使奶酪更具彈性和柔軟性。腐乳主要由具有大豆蛋白形成凝膠網絡結構的豆腐發酵而成，總蛋白、水溶性蛋白和氨基酸態氮質量分數與腐乳質構的偏相關分析（表3）表明，大豆蛋白含量及其結構類型對腐乳質構具有較大影響。Abdelazim等[36]利用透射電子顯微鏡對干酪貯藏過程中的微觀結構變化進行研究，發現隨著貯藏時間的延長，干酪凝膠網絡結構空隙變大，蛋白聚集程度增加。鄭遠榮等[37]研究了奶酪成熟過程中微觀結構的變化及其對質構的影響，發現隨著奶酪的成熟，脂肪球變小，微觀結構中的空穴變小，酪蛋白網絡結構逐漸降解，奶酪硬度、黏性及咀嚼性增大，微觀結構變化是奶酪質地變化的主要影響因素。同樣，腐乳中大豆蛋白微觀結構的變化也是其質地變化的主要影響因素。

Ustunol等[38]利用流變儀研究契達干酪成熟期間的流變特性，研究表明，蛋白不斷水解促使干酪變軟，同時脂肪含量減小，黏彈性增加。蔣麗婷等[16]研究表明，增加油脂添加量，腐乳的硬度、膠黏性、咀嚼性等質構特性及表觀黏度均明顯減小，黏性增大。本實驗結果表明，脂肪質量分數除與內聚性顯著相關外，與其他質構參數無顯著相關性，表明脂肪對腐乳質構影響不大。

總酸含量與質構關系的研究鮮有報道，本研究中總酸質量分數對腐乳質構影響顯著，可能通過影響蛋白的凝膠性與溶解性而產生作用。食鹽質量分數與腐乳硬度不相關，但與其他質構參數顯著相關，表明食鹽質量分數對腐乳質構影響較大。水分質量分數與腐乳質構相關性較弱，主要由于腐乳成品間水分質量分數無顯著差異。

通過SPSS軟件擬合得到質構參數與營養指標間的回歸方程，決定系數都在0.875以上，擬合程度良好，表明腐乳質構與其營養成分間具有較強的相關性，通過營養成分的變化能較好地預測腐乳質構的變化。

3 結 論

5 種恩施產腐乳成品的水分質量分數均為60%左右，總蛋白質量分數11.26%～15.66%，水溶性蛋白質量分數3.94%～7.24%，氨基酸態氮質量分數0.56%～1.95%，總酸質量分數0.32%～0.78%，食鹽質量分數7.90%～10.82%，脂肪質量分數5.88%～14.46%，TVB-N質量分數0.12%～0.34%。腐乳的硬度為82.64～439.04 g，黏度9.39～167.70 g·s，彈性為0.27～0.86，內聚性0.09～0.38，膠黏性16.76～130.82 g。

5 種恩施產腐乳樣品營養成分存在較大差異，從毛坯到腐乳成品，水分和總蛋白質量分數呈下降趨勢，總酸和氨基酸態氮質量分數呈上升趨勢，脂肪質量分數基本不變。

營養成分影響著質構參數，因此，營養特性不同的樣品其質構特性也不相同。總體來說，5 種腐乳從毛坯到成品，硬度、黏度、彈性、內聚性和膠黏性整體呈下降趨勢。這主是要由后發酵階段蛋白質結構及性質改變造成的。偏相關分析結果表明，總蛋白、水溶性蛋白、氨基酸態氮、總酸和食鹽等營養成分對腐乳的質構都有重要影響。蛋白含量及其形式對腐乳質構影響最大，即蛋白質的形態與含量是腐乳質構的重要內在影響因子。最后通過SPSS軟件擬合得到質構參數與營養成分的回歸方程，各方程決定系數均在0.875以上，說明通過營養成分的變化能較好地預測腐乳質構的變化。