豆腐結構及其膠凝性的研究進展

王哲昀

摘 要：先介紹研究背景；接著闡述豆腐結構，主要對豆腐流變特性中的膠凝性及其影響因素進行介紹；最后對豆腐的質構特性進行簡單敘述。

關鍵詞：豆腐；膠凝性；質構特點

豆腐不僅是傳統豆制品美食，還是我國消費者膳食中重要的植物蛋白來源，其生產過程為：打漿，將高蛋白的豆類磨制成生豆漿；凝聚，通過高溫和凝固劑，使熱變形蛋白發生聚合；成形，凝聚成含大量水分的凝膠體。豆腐生產不受時間區域限制，市面上存在多種不使用大豆制作的豆腐品種，包括奶豆腐、杏仁豆腐及“日本豆腐”等，極大地豐富了消費者的感官體驗，滿足其口味需求。

主要影響豆腐質量及產量的因素包括且不限于：大豆種類、加工方式、凝固劑等。本文從結構、凝膠特性和質構特性綜述豆腐的相關性質，為日后期望獲得感官較佳、營養豐富和經濟適用的豆腐制品提供理論整理依據。

1 豆腐結構

豆腐的凝膠結構形成過程主要分為3個階段：蛋白質變性、變性蛋白聚集、凝膠結構形成[1]。熱處理剛開始時，環境溫度低，蛋白質只有少部分發生變性，蛋白分子暴露出的疏水基團及其他活性基團數量較少；加熱一段時間后，溫度逐步升高至蛋白質變性溫度，蛋白分子的疏水區域及巰基基團暴露數量多，形成緊密的豆腐凝膠網絡結構。

2 流變特性

目前常食用的豆腐制品主要以大豆、黑豆為原料制作而成，豆腐根據制作方法可具體可分為軟豆腐、硬豆腐、干豆腐和填充豆腐等，其制備方法、質構特性和水分含量等[2]均存在很大差別（見表1）。

影響豆腐制品質構特性的因素多樣，主要包括蛋白質濃度、凝固劑種類[3]、熱處理強度與酸堿強弱等，可通過物理法、化學法以及酶法改善大豆蛋白凝膠性，以改善豆腐的結構特性。

2.1 蛋白質濃度

由高蛋白大豆制成的豆腐易凝固成形，其蛋白含量與豆腐的保率和保水性正相關[4]。大豆品種決定11s/7s蛋白質的比例和含量[5]，該蛋白的含量及比例主要決定豆腐的脆性、硬度和膠凝性。7s蛋白含量及比例高的豆類制作的豆腐蛋白質網絡結構粗疏且松散，凝膠強度較低；11s蛋白含量及比例高的豆類制作的豆腐凝膠的蛋白質網絡結構細致且緊密，凝膠強度高[6]。

2.2 凝固劑

各地區豆腐的風味和感官特性不同的原因主要在于凝固劑的不同。石膏豆腐由石膏點制，含水量高、口感軟嫩細膩、在存放中易失水，運輸中易破損；鹵水豆腐由鹵水或酸漿點制，含水量少、質地韌性強彈性好、豆腐味濃。同時還可以采取包括微生物凝固劑、酸類凝固劑、復合凝固劑、植物乳桿菌結合鈣鹽在內的新型凝固劑[7]。

2.3 熱處理

熱處理強度對豆腐凝膠結構的影響差異顯著（見圖1）。環境溫度升高使大豆蛋白分子的疏水區域暴露及巰基基團增多[8]（豆漿蛋白巰基含量的增多可使豆腐凝膠強度增加[9]），加強了豆腐在形成過程中蛋白質的相互作用。由圖1可知，全豆豆腐的凝膠強度隨保溫時間的增加先增加后降低。

3 食品質構

豆腐制品的質構特性包括硬度、彈性和咀嚼性。可通過測評豆腐的質構特性完成對豆腐的評價，采用Topsis法[10]利用質構儀[1]對不同豆腐的硬度、彈性和內聚性進行多指標綜合評價，RSD分析咀嚼性指標[11]，以對比和確定最佳條件下的質構特點，生產優良品質的豆腐。普遍認為，具有良好組織狀態的豆腐凝聚、光滑、挺實且有彈性不堅硬[12]。豆腐質構形成與加工條件和原料特性密切相關[13]。

3.1 加工條件

豆腐是含大量水分的凝膠體，高品質的豆腐經電鏡測定，其大豆蛋白凝膠結構的間隙直徑較小（一般在5～8 μm），完整性較好（其中的分散物質顆粒直徑小于8 μm[14]）。傳統加工中，豆漿在制漿中產生的大顆粒的豆渣纖維會阻礙豆腐有序網狀結構的形成，使豆腐質地粗糙。目前可通過膠體磨處理、超聲波處理以及勻漿機處理，大幅度降低熟豆漿的粒徑，減少分散物質顆粒，改變豆腐質地。

3.1.1 膠體磨處理

膠體磨的剪切作用和研磨作用可使熟豆漿的粒徑變小[15]，時凝聚的蛋白質網絡更加緊密，增加豆腐的硬度。但膠體磨間隙過小或膠體磨使用時間過長會使蛋白質顆粒所帶電荷增加[1]，不易聚集成穩定的蛋白凝膠網絡。

3.1.2 超聲波處理

超聲波產生的空化作用及剪切力易使蛋白質分子破碎，即超聲波處理可顯著降低大豆蛋白分子的直徑，提高大豆蛋白溶液的黏度、彈性和凝膠硬度，但同時也降低豆腐的內聚性[1]。

3.2 凝固溫度

蛋白生變形后的凝固溫度對豆腐質構特性的影響較大。在不同凝固溫度下，豆腐的硬度、內聚性及回復性與豆腐出品率、保水性呈負相關；豆腐的咀嚼性、膠著性、彈性與豆腐出品率、保水性均呈正相關[16]。（見圖2）

3.3 原料特性

不同品種的大豆，其粒度、水分、油脂含量以及蛋白含量均有所不同。在采用傳統工藝制作豆腐時，常挑選豆粒大、豆粒均勻的品種進行生產加工[17]。

關于大豆的臍色，一些研究者認為臍色深淺會影響豆腐的色澤，淺色（黃、白）種臍的大豆制作的豆腐色澤偏白。但影響豆腐色澤的不僅僅是大豆臍色，某些品種大豆臍色較深，但制作的豆腐卻表面偏白[17]。豆類原料特性的影響目前還未有更準確的定論。

4 結論

關于豆腐方面的研究，包括大豆品種、質構特性及加工條件已有多篇報道，為豆腐制品的相關生產者提供了可靠的數據支撐，為今后豆腐制品自動化、工業化生產提供了有力的理論保障。目前有關豆腐凝膠形成、影響凝膠特性的眾多加工和貯藏因素等還未深入研究，未來的發展方向應包括發現和研究新型結構豆腐、尋找自然界中的豆腐凝固酶、研究新型復配多功能凝固劑的應用以及更科學的綠色的貯藏豆腐方法等。

參考文獻

[1]楊芳，潘思軼，張叢蘭.豆腐凝膠形成過程中蛋白質變化研究[J].食品科學，2009，19（9）：120-124.

[2]郭亞龍，王強，胡暉，等.花生豆腐加工過程中凝膠質構形成研究進展[J].中國食品學報，2019，19（7）：300-310.

[3]王玉嬌，陳曉紅，李偉，等.青梅汁酸凝豆腐質構優化及顯微結構分析[J].食品科學，2014，35（2）：40-43.

[4]姜梅.超高壓均質和熱處理對豆乳、豆腐和豆腐皮特性的影響[D].南京：南京農業大學，2013.

[5]Min S，Yu Y，Yoo S. Effect of soybean varieties and growing locations on the flavor of soymilk[J].Journal of Food Science，2005（70）：1-7.

[6]劉志勝.豆腐凝膠的研究[D].北京：中國農業大學，2000.

[7]Zhang Q，Li W ，Feng M.Effect of different coagulants on coagulation behavior of acid-induced soymilk [J]. Food Hydrocoiloids，2013（33）：106-110.

[8]劉昱彤.全豆豆腐加工工藝及質構特性研究[D].無錫：江南大學，2013.

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

[10]于濱，王喜波.豆漿處理工藝改善內酯豆腐的質構特性[J].農業工程學報，2014，30（6）：287-292.

[11]周宇鋒，宋蓮軍，喬明武，等.大豆蛋白亞基與豆腐的質構特性的相關性[J].中國糧油學報，2014，29（4）：22-25.

[12]李爭艷，趙秋艷，張平安，等.大豆與豆腐結構特性相關性研究[J].糧油加工，2019（1）：110-113.

[13]Mujoo R， Trinh D T， Pkw N. Characterization of storage proteins in different soybean varieties and their relationship to tofu yield and texture[J]. Food Chemistry，2003，82（2）：265-273.

[14]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（60）：363-366.

[15]Vishwanathana K H， Singhb V， Subramanian R. Wet grinding characteristics ofsoybean for soymilk extraction[J]. Journal of Food Engineering，2011，106（1）：28-34.

[16]李小雅，許慧，江楊娟，等.加工工藝對北方豆腐品質特性的影響[J].食品科學，2017，38（6）：267-272.

[17]劉志勝，李里特，辰巳英三.大豆原料對豆腐得率和質構的影響[J].中國農業大學學報，1999，4（6）：101-105.