青梅汁酸凝豆腐質(zhì)構(gòu)優(yōu)化及顯微結(jié)構(gòu)分析

王玉嬌，陳曉紅，李 偉，姜 梅，芮 昕，董明盛*

（南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院，江蘇 南京 210095）

青梅汁酸凝豆腐質(zhì)構(gòu)優(yōu)化及顯微結(jié)構(gòu)分析

王玉嬌，陳曉紅，李 偉，姜 梅，芮 昕，董明盛*

（南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院，江蘇 南京 210095）

為了改善青梅汁作為單一酸性凝固劑制作的豆腐硬度低、質(zhì)構(gòu)差的缺點，添加天然食用膠與鈣鹽進行質(zhì)構(gòu)的優(yōu)化研究。以豆腐的硬度與持水力作為響應值，采用響應曲面法優(yōu)化食用膠與鈣鹽的最佳添加量。結(jié)果表明：食用膠與鈣鹽的最佳添加量為乳酸鈣0.291 mmol/100 mL、卡拉膠0.032 8 g/100 mL，此條件下青梅汁酸凝豆腐硬度為49.3 g，持水力為73.43%。掃描電鏡顯微觀察表明，添加卡拉膠與乳酸鈣的豆腐凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)更加均勻、致密。

青梅汁；豆腐；質(zhì)構(gòu)；響應曲面法；掃描電鏡

豆腐是大豆蛋白在凝固劑作用下相互結(jié)合形成的具有三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的凝膠產(chǎn)品[1]。傳統(tǒng)豆腐生產(chǎn)中常用石膏或鹽鹵作為凝固劑，豆?jié){凝固速度快，生產(chǎn)中不易控制。用石膏做凝固劑時，豆腐帶有一定的苦澀味[2-5]。葡萄糖酸內(nèi)酯作為一種新型凝固劑，制成的豆腐保水性較好，質(zhì)地滑潤爽口，但口味欠佳[6]。隨著人們對食品的天然性要求越來越高，研究人員開始尋找天然有機酸代替人工合成的葡萄糖酸內(nèi)酯。李健等[7]曾研究過山楂中天然酸性物質(zhì)作為豆腐凝固劑。青梅以酸著稱，經(jīng)植物乳桿菌發(fā)酵后的青梅汁作為酸性凝固劑制作的梅香豆腐，口味較佳，但是硬度偏低。

蛋白凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的形成一般認為是蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-水和蛋白相鄰多肽鏈之間吸引力和排斥力達到的一種平衡狀態(tài)[8]。影響大豆蛋白凝膠性的因素很多，包括蛋白濃度、酸堿強弱、熱處理強度、凝固劑等[9-13]，因此，改善豆腐的質(zhì)構(gòu)主要是通過物理、化學以及酶法提高 大豆蛋白的凝膠性。食用膠因具有良好的保水性、增稠性、乳化性、膠凝性和安全無毒等特點，作為膠凝劑廣泛應用在果凍及肉品中[14-15]，鈣鹽更是常用的大豆蛋白凝固劑，二者結(jié)合使用將彌補單一酸性凝固劑凝膠強度低的缺陷。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆購自南京蘇果超市；青梅汁 南京龍力佳農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司。

甲酸鈣、乳酸鈣、硫酸鈣為分析純；卡拉膠、黃原膠、瓜爾豆膠均為食品級。

1.2 儀器與設備

HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋 南京先歐儀器制造有限公司；Avanti J-E冷凍離心機 美國Beckman Coulter公司；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)分析儀 英國Stable Micro System公司；S-3000N掃描電子顯微鏡 日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 梅香豆腐加工工藝流程

精選大豆→清洗→浸泡（3倍水，10～15℃，12～15 h）→磨漿→漿渣分離→煮漿（煮沸3～5 min）→冷卻→加入凝固劑（青梅汁）→養(yǎng)腦（90℃，25 min）→冷卻→成品

1.3.2 鈣鹽與食用膠對豆腐質(zhì)構(gòu)的影響

選定甲酸鈣、乳酸鈣、硫酸鈣3種常見的鈣鹽與卡拉膠、黃原膠、瓜爾豆膠3 種常見膠與凝固劑混合添加到豆?jié){中，鈣鹽的添加量為0.05 mmol/100 mL，食用膠的添加量為0.05 g/100 mL，測定其硬度及持水力。

1.3.3 乳酸鈣與卡拉膠對豆腐質(zhì)構(gòu)的影響

對乳酸鈣和卡拉膠進行二因素五水平的中心組合設計（central composite design，CCD）試驗，利用Design Expert軟件對硬度、持水力兩個響應值進行響應面分析。

表 1 CCD試驗因素水平表Table 1 Factors and levels used in central composite design

1.3.4 添加乳酸鈣與卡拉膠前后豆腐的電鏡掃描圖

將豆腐樣品切成大小約3 mm立方的小塊，置于2.5%的戊二醛溶液中固定12 h，用磷酸鹽緩沖液沖洗3次，每次10 min，再分別用50%、70%、90%的乙醇梯度脫水15 min，然后用100%乙醇脫水3次，每次30 min。用叔丁醇置換3 次，每次30 min。將樣品放入臨界點干燥儀中用液態(tài)二氧化碳進行臨界點干燥，用雙面膠帶將豆腐黏到樣品臺上，用離子濺射儀給豆腐鍍上10 nm金膜，最后用掃描電鏡觀察并拍照[16-18]。

1.3.5 豆腐凝膠硬度的測定[19]

利用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)分析儀對豆腐的硬度進行測定，測定參數(shù)如下：探頭直徑5 mm；探頭測前速率2.0 mm/s；探頭測量時速率0.5 mm/s；探頭返回速率10.0 mm/s；探頭移動距離10 mm；觸發(fā)力5 g。

1.3.6 豆腐凝膠持水力的測定[20]

準備數(shù)支離心管并將其編號，準確稱取各空管及相應蓋子總質(zhì)量（m0），將豆腐放入離心管中，成品離心前，準確稱取各管樣品總質(zhì)量（m1），然后使用離心機，以3 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心15 min后，小心地用吸水紙去除多余的水分，再次稱量離心管及剩余殘物的質(zhì)量（m2）。計算公式如下：

持水力/%=[1-（m1-m2）/（m1-m0）]×100

2 結(jié)果與分析

2.1 鈣鹽與食用膠對豆腐質(zhì)構(gòu)的影響

圖1 不同鈣鹽與不同食用膠對豆腐質(zhì)構(gòu)的影響Fig.1 Effect of adding different kinds of calcium lactate and carrageenan to soybean milk on texture properties of tofu

鈣離子可通過鈣橋作用屏蔽蛋白質(zhì)分子間負電荷使之聚集形成凝膠[17,21-22]，由圖1可見，添加鈣鹽顯著提高豆腐的硬度（P＜0.05），但是持水力有所下降。這與劉志勝等[1]關于鹽類凝固劑凝固特性的研究結(jié)果一致。食用膠因其自身的結(jié)構(gòu)特性，作為保水劑廣泛應用于食品中。此外，食用膠 與大豆蛋白復合可以相互促進凝膠的形成，二者通過體積排阻作用，對另一組分進行局部增濃，從而促進凝膠[23-24]。由圖1可以看出，卡拉膠與黃原膠可以顯著提高豆腐的持水力（P＜0.05），3 種食用膠均可以在一定程度上提高豆腐的硬度。因 此考慮利用鈣鹽與食用膠的 復配改善質(zhì)構(gòu)。選擇硬度提高最大的乳酸鈣與持水力增加最大的卡拉膠進 行后續(xù)的復配實驗。

2.2 乳酸鈣與卡拉膠對豆腐質(zhì)構(gòu)的影響

由圖2可以看出，隨著乳酸鈣與卡拉膠添加量的增加，硬度呈上升趨勢，但其添加量超過一定范圍時，硬度則隨之下降。由表2所示的回歸模型方差分析可以看出，該模型顯著（P=0.000 7）。

圖2 卡拉膠與乳酸鈣對硬度的交互作用及等高線圖Fig.2 Response surface and contour plots for the effect of carrageenan and calcium lactate on tofu hardness

表 2 梅香豆腐硬度回歸模型方差分析Table 2 Analysis of variance (ANOVA) for the regression equation for tofu hardness

圖3 卡拉膠與乳酸鈣對持水力的交互作用及等高線圖Fig.3 Response surface and contour plots for the effect of carrageenan and calcium lactate on tofu water-holding capacity

表 3 梅香豆腐持水力回歸模型方差分析Table 3 Analysis of variance (ANOVA) for the regression equation of tofu water-holding capacity

由圖3可以看出，持水力隨卡拉膠添加量的增加略有提高，但是變化值不大，乳酸鈣添加量的增大則使得持水力明顯下降。由表3所示的回歸模型方差分析可以看出，該模型具有顯著性（P=0.006 2）。

Design Expert軟件最終給出一組最優(yōu)組合為乳酸鈣0.291 mmol/100 mL、卡拉膠0.032 8 g/100 mL，即在此添加量下豆腐的硬度與持水力均達到最佳值。經(jīng)實驗驗證，在該添加量下，豆腐的硬度為49.3 g，持水力為73.43%。

2.3 添加乳酸鈣與卡拉膠前后豆腐的電鏡掃描圖

圖4 添加乳酸鈣與卡拉膠前（a）、后（b）樣品的電鏡掃描圖Fig.4 SEM images of tofu before (a) and after (b) addition of carrageenan and calcium lactate

從圖4可以看出，未添加卡拉膠與乳酸鈣的豆腐結(jié)構(gòu)為疏松的泡沫狀，而添加后的豆腐結(jié)構(gòu)呈致密的海綿狀，其原因主要是卡拉膠與大豆蛋白復合可以相互促進凝膠的形成，鈣離子的加入也使得鈣離子與大豆蛋白形成鈣橋，結(jié)構(gòu)更加致密。這樣的結(jié)構(gòu)差異也使得添加后的豆腐具有較好的保水性。

3 結(jié) 論

采用發(fā)酵青梅汁作為凝固劑進行類內(nèi)酯豆腐的制作，添加一定量的乳酸鈣與卡拉膠可以明顯改善豆腐質(zhì)構(gòu)，其添加量為乳酸鈣0.291 mmol/100 mL、卡拉膠0.032 8 g/100 mL時，質(zhì)構(gòu)最佳，硬度為49.3 g，持水力為73.43%。通過對豆腐進行掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，添加乳酸鈣與卡拉膠后豆腐的蛋白凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)更加致密，該結(jié)構(gòu)更加有利于下豆腐的水分保持。

參考文獻：

SNCR系統(tǒng)噴嘴改造后鍋爐尾部煙道積灰嚴重情況得到良好改善，降低了鍋爐檢修工作中煙道清灰工作量；鍋爐煙氣濕度改善，引風機擋板、煙氣再循環(huán)風機擋板卡澀情況有所改善，降低了設備的故障率；減緩電除塵陰極線腐蝕情況，延長了電除塵陰極線使用壽命；稀釋水系統(tǒng)停用后，鍋爐排煙熱損失減少。

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Textural Properties and Microstructure of Tofu Coagulated by Plum Juice

WANG Yu-jiao, CHEN Xiao-hong, LI Wei, JIANG Mei, RUI Xin, DONG Ming-sheng*
(College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

This study attempted to improve the low hardness and bad texture of tofu coagulated by plum juice by adding carrageenan and calcium lactate. Using response surface methodology, the optimum amounts of calcium lactate and carrageenan added to per 100 mL of soybean milk were determined to be 0.291 mmol and 0.032 8 g, respectively. The resulting tofu showed a hardness of 49.3 g and a water-holding capacity of 73.43%. The scanning electron microscope (SEM) micrographs indicated that the gel network structure of tofu with the addition of carrageenan and calcium lactate was more compact than that of the blank control.

plum juice; tofu; texture; response surface method; scanning electron microscopy

TS214.2

A

1002-6630（2014）06-0040-04

10.7506/spkx1002-6630-201406008

2013-11-28

王玉嬌（1987—），女，碩士研究生，研究方向為食品微生物。E-mail：2011108013@njau.edu.cn

*通信作者：董明盛（1961—），男，教授，博士，研究方向為食品微生物與生物技術(shù)。E-mail：dongms@njau.edu.cn