添加劑對豆腐皮質(zhì)構(gòu)特性及微觀結(jié)構(gòu)的影響

蔣媛媛,應鐵進

(浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學學院,浙江杭州 310058)

添加劑對豆腐皮質(zhì)構(gòu)特性及微觀結(jié)構(gòu)的影響

蔣媛媛,應鐵進*

(浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學學院,浙江杭州 310058)

本文研究了甘油、海藻糖、蔗糖酯、單甘酯及其復配添加劑對豆腐皮質(zhì)構(gòu)特性、微觀結(jié)構(gòu)及其他特性的影響。結(jié)果表明:甘油、海藻糖、蔗糖酯、單甘酯能夠改善豆腐皮的質(zhì)構(gòu)特性。甘油、海藻糖、單甘酯復配組合(甘油2%、海藻糖0.5%、單甘酯0.5%)對于豆腐皮的綜合品質(zhì)提升效果最好。通過透射電鏡和紅外光譜觀察豆腐皮的微觀結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)添加劑小分子的介入能使豆腐皮網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)均勻致密,從而改善其機械性能。

豆腐皮,添加劑,質(zhì)構(gòu)特性,微觀結(jié)構(gòu)

豆腐皮是豆?jié){煮沸之后表面形成天然油膜“挑”起來晾干而制成的一種大豆深加工產(chǎn)品,因其形狀像紙,故稱豆腐皮或豆腐衣,是我國著名的民族特產(chǎn)食品之一。豆腐皮在生產(chǎn)和食用過程中存在以下問題:傳統(tǒng)制法制得的豆腐皮很脆,難以保存和運輸;豆腐皮在長期保存中易出現(xiàn)油脂分離,從而造成的“浸油”現(xiàn)象;揭皮多張之后,豆腐皮韌性、強度等質(zhì)構(gòu)品質(zhì)降低,顏色漸漸加深[1-2]。加入添加劑來改善食品品質(zhì)是目前成本較低,安全可靠,較易操作實現(xiàn)的方式[3-5],通過查閱文獻和預實驗發(fā)現(xiàn)，增塑劑甘油、表面活性劑單硬脂酸甘油酯和蔗糖酯以及海藻糖均可以有效解決豆腐皮在生產(chǎn)和食用過程中存在的問題,增加豆腐皮膜的柔軟性和韌性,從而減輕由脆性造成的豆腐皮碎裂。

目前,國內(nèi)外研究多集中于豆腐皮生產(chǎn)工藝的優(yōu)化,探討工藝條件、組分對豆腐皮品質(zhì)的影響,利用模擬體系研究加工過程中大豆蛋白與油脂、碳水化合物之間的相互作用及其對品質(zhì)的影響也在不斷展開。但是研究結(jié)果依然十分有限,對如何提高豆腐皮質(zhì)量研究上成果較少,在分子水平上對其進行研究更是少見報道[6]。因此,本文探討了甘油、海藻糖、蔗糖酯和單甘酯等對豆腐皮的韌性、易碎性、耐煮性和色澤等特性的影響,以提高豆腐皮的品質(zhì)。同時,通過透射電鏡和紅外光譜的方法,對豆腐皮微觀結(jié)構(gòu)進行研究,以期解釋添加劑對豆腐皮的作用機理。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆 市售,遼寧省朝陽市產(chǎn);消泡劑、食用甘油、蔗糖酯、單甘酯、海藻糖 食品級,天津市特萊福食品開發(fā)有限公司。

豆?jié){機 中國九陽股份有限公司;TA×T2I物性測試儀 Stable Micro Systems公司;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司;101-A型數(shù)顯式電熱恒溫干燥箱 上海陽光實驗儀器有限公司;WSC-S色差儀 上海精密科學儀器有限公司;Quanta-200型掃描電子顯微鏡 荷蘭FEI公司;BH-4電子自動測厚儀 國華電器有限公司;TE612-L電子天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 豆腐皮制備 選用顆粒飽滿的優(yōu)質(zhì)黃豆,清洗后于室溫浸泡10 h后，以1∶7(干基)的料水比磨漿,經(jīng)100目篩過濾得生豆?jié){。將生豆?jié){煮沸后倒入自制豆腐皮加工槽內(nèi),維持85 ℃約30 min,將表面形成的膜揭起掛在通風處淋干漿液,后放入烘箱,60 ℃烘干即得到豆腐皮。

1.2.2 實驗設(shè)計 采用1.2.1的方法制備豆腐皮,在煮漿過程中邊攪拌邊加入甘油,甘油添加量為0.5%(w/v,添加劑質(zhì)量g/豆?jié){體積mL,以下均同),制得含有0.5%甘油的豆腐皮樣品,采用1.2.3～1.2.6提及的方法測定樣品的機械性能、感官品質(zhì)、色澤及微觀結(jié)構(gòu)。其他豆腐皮樣品的制備過程中,在保證其他條件均相同的前提下,僅改變添加劑種類和添加量。甘油添加量分別為0.5%、1%、1.5%、2%，海藻糖添加量為0.3%、0.5%、0.8%、1%,單甘酯添加量為0.3%、0.5%、0.8%、1%,蔗糖酯添加量為0.3%、0.5%、0.8%、1%。選擇三種復配添加劑(A+B+C,A+B+D,A+C+D)制作豆腐皮樣品,并進行質(zhì)構(gòu)、感官和色澤測定。其中,A為2%甘油,B為0.5%海藻糖,C為0.5%蔗糖酯,D為0.5%單甘酯。

1.2.3 機械性能測定 將豆腐皮裁成2 cm×8 cm的長條,在90%的相對濕度下平衡24 h(25 ℃)用質(zhì)構(gòu)物性測試儀做拉伸實驗,測定豆腐皮樣品的最大斷裂張力(F)、抗拉強度(TS)以及斷裂延伸率(E),每個樣品測定5個平行。測定參數(shù):測前速率1 mm/s,測時速率2 mm/s,測后速率10 mm/s,探頭選擇A/TG?？估瓘姸群蛿嗔蜒由炻史謩e按以下公式(1)(2)計算。

式(1)

式(2)

式中,TS為抗拉強度(kg/cm2);F為試樣斷裂時承受的最大張力(kg);S為試樣的截面積(cm2);E為斷裂延伸率(%);ΔL為試樣斷裂時增長長度(mm);L1為試樣拉伸前的長度(mm)。

1.2.4 感官品質(zhì)評定 將制成的豆腐皮按照文獻[3]中的方法略有修改進行感官特性評價,邀請20位研究者對樣品滋味、氣味、質(zhì)地、表面光滑程度、耐煮性、碎裂性和成膜速度等指標進行評定。滋味、氣味和質(zhì)地:在濕度90%條件下平衡24 h(25 ℃),進行觀察評價。碎裂性:豆腐皮60 ℃干燥1 h后,用手壓碎豆腐皮,評價其碎裂性。耐煮性:將2 cm×8 cm豆腐皮放入85 ℃水中煮制5 min,觀察評價豆腐皮破損情況。出油性:挑起豆腐皮放在85 ℃烘干1 h,觀察評價出油情況。

1.2.5 豆腐皮色澤的測定 采用WSC-S色差儀進行測定,取樣品5處不同位置進行測定,取平均值。結(jié)果采用CIEL*、a*、b*表色系統(tǒng)表示。以ΔL作為豆腐皮色澤評價指標,判斷準則為ΔL越大越好,說明豆腐皮呈亮黃色且有光澤,其計算公式如下:

ΔL=L*-L1

式(3)

1.2.6 掃描電子顯微鏡觀察 將豆腐皮在45 ℃下恒溫干燥12 h,以保證其充分干燥。截取2 mm×2 mm的膜,分別以水平方向和垂直方向固定在樣品臺上,真空下鍍金20 min。將樣品放入掃描電子顯微鏡中抽真空20 min,觀察表面和截面結(jié)構(gòu)。電子束加速電壓為10 kV,放大2500倍。

1.2.7 紅外光譜 稱取1 mg豆腐皮樣品,加入100 mg干燥的KBr,置于研缽中研磨均勻,用壓片機壓片,通過紅外光譜儀,對樣品進行結(jié)構(gòu)分析,波長范圍:500～4000 cm-1。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Origin pro 8和Excel 2010進行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同添加劑對豆腐皮的韌性的影響

根據(jù)文獻資料[2]及預實驗,蔗糖酯和單甘酯有很好的增稠作用,甘油是很好的增塑劑,均可增強豆腐皮的韌性。利用物性質(zhì)構(gòu)儀測定,以斷裂延伸率(%)來評價豆腐皮的韌性,豆腐皮斷裂延伸率越大韌性越好。

2.1.1 甘油對豆腐皮韌性的影響 甘油添加量對豆腐皮斷裂延伸率的影響如圖1所示。由圖1可知,隨著甘油添加量的增加,豆腐皮的斷裂延伸率逐漸增加;當甘油添加量達到2%時,延伸率為35.13%。這是由于甘油的添加減少了大分子物質(zhì)分子間的相互作用,加大大分子的流動性,減少剛性,從而增加豆腐皮的柔軟度和韌性[2]。當甘油添加量繼續(xù)增加的時,豆腐皮延伸率過大,豆腐皮卷曲,且感官品質(zhì)極大下降,“浸油”現(xiàn)象嚴重。

圖1 甘油添加量對豆腐皮斷裂延伸率的影響Fig.1 Effect of glycerol adding amount on the fracture extension rate of Yuba

2.1.2 海藻糖對豆腐皮韌性的影響 海藻糖添加量對豆腐皮斷裂延伸率的影響如圖2所示。海藻糖是一種安全可靠的天然糖類,易溶于水,甜度較低,是蔗糖甜度的45%。由圖2可見,豆腐皮斷裂延伸率隨著海藻糖添加量的增加,先增加而后趨于平緩;當海藻糖添加量為0.5%時,豆腐皮斷裂延伸率可達1.74%,相較于空白樣豆腐皮的斷裂延伸率1.148%,海藻糖對豆腐皮的韌性有一定的改善,但效果不明顯。

圖2 海藻糖添加量對豆腐皮斷裂延伸率的影響Fig.2 Effect of trehalose adding amount on the fracture extension rate of Yuba

2.1.3 蔗糖酯對豆腐皮韌性的影響 蔗糖酯添加量對豆腐皮斷裂延伸率的影響如圖3所示。表面活性劑蔗糖酯具有特定的親水親油基團,能降低表面張力,使分子排列的更有序緊密,同時能加快成膜速度。由圖3可見,豆腐皮斷裂延伸率隨著蔗糖酯添加量的增加先上升后下降;當蔗糖酯添加量為0.5%時,豆腐皮的延伸率可達1.71%,相較于空白樣豆腐皮的斷裂延伸率1.148%,蔗糖酯對豆腐皮的韌性有一定的改善。

表1 豆腐皮感官評定結(jié)果Table 1 Sensory evaluation results of Yuba

圖3 蔗糖酯添加量對豆腐皮斷裂延伸率的影響Fig.3 Effect of sucrose ester adding amount on the fracture extension rate of Yuba

2.1.4 單甘酯對豆腐皮韌性的影響 單甘酯添加量對豆腐皮斷裂延伸率的影響如圖4所示。單甘酯是良好的乳化劑和穩(wěn)定劑,可促進脂肪和蛋白質(zhì)的互相作用,能有效提高豆腐皮成膜速度,這一點與感官評價結(jié)果(表1)一致。由圖4可見,單甘酯對豆腐皮斷裂延伸率的變化趨勢與蔗糖酯基本一致。當單甘酯的添加量為0.5%時,豆腐皮斷裂延伸率可達2.5%。原理與蔗糖酯一致,但單甘酯對豆腐皮韌性的改善效果優(yōu)于蔗糖酯,成膜表面也更光滑。

圖4 單甘酯添加量對豆腐皮斷裂延伸率的影響Fig.4 Effect of monoglyceride adding amount on the fracture extension rate of Yuba

2.2 添加劑對豆腐皮感官品質(zhì)的影響

對加入不同添加劑制得的豆腐皮,各取10張作為研究對象,采用1.2.4描述的方法對豆腐皮的碎裂性、表面光滑程度、質(zhì)地、耐煮性及滋味等項目進行感官評價。由表1可見,加入了甘油的豆腐皮質(zhì)地更柔軟,韌性增強,豆腐皮不易破碎便于包裝運輸;除甘油外,其他添加劑的加入使豆腐皮的成膜速度加快,加入單甘酯的豆腐皮成膜速度最快;添加劑的加入使豆腐皮的表面更加光滑,甘油的改善效果最優(yōu),同時提高了豆腐皮的耐煮性;出油性是考察豆腐皮中脂肪的穩(wěn)定性,當甘油的添加量超過1.5%時,“浸油”程度比空白樣嚴重到會在豆腐皮表面形成油滴;豆腐皮的形態(tài)、滋味以及氣味在不同添加劑處理條件下呈現(xiàn)相同的狀態(tài)。

2.3 不同添加劑對豆腐皮色澤的影響

甘油有鎖水保濕的作用,用于食品可以達到護色、保鮮和延長保質(zhì)期的效果。由圖5可見,隨著甘油添加量的增加,ΔL呈先上升后下降的趨勢;當甘油添加量為1.5%時,豆腐皮的ΔL的值最大,達到4.41,此時豆腐皮呈淺金黃色,光澤度好;而當甘油添加量為2%時,ΔL降低至0.68,低于空白樣的1.58(圖5A)。

隨著海藻糖、蔗糖酯和單甘酯添加量的增加,ΔL值的變化趨勢均為先升后降;當海藻糖、蔗糖酯和單甘酯添加量為0.5%時,各添加劑對應的ΔL值最大。海藻糖ΔL值為4.44,蔗糖酯ΔL值為3.29,單甘酯ΔL值為1.8。海藻糖的提色效果最好,蔗糖酯次之,單甘酯最差(圖5B)。四種添加劑中海藻糖的提色效果最好,甘油次之,蔗糖酯和單甘酯效果不甚顯著。

表2 加入復配添加劑豆腐皮感官評定結(jié)果Table 2 Sensory evaluation results of Yuba with additives combination

圖5 不同添加劑對豆腐皮色澤的影響Fig.5 Effect of different additives on the color of Yuba

2.4 添加劑復配對豆腐皮的影響

2.4.1 添加劑復配對豆腐皮韌性的影響 由上述結(jié)果可以看出,僅從對豆腐皮斷裂延伸率提高方面考慮,甘油的效果遠高于其他三種,但當甘油添加量超過1.5%時豆腐皮會出現(xiàn)嚴重的“浸油”現(xiàn)象,而且成膜速度較慢,因此,考慮使用甘油和其他添加劑進行復配來改善豆腐皮品質(zhì)[7-8]。從對于豆腐皮的綜合品質(zhì)改善方面考慮,挑選三種復配方案進行研究,分別為:2%甘油+0.5%海藻糖+0.5%單甘酯;2%甘油+0.5%海藻糖+0.5%蔗糖酯;2%甘油+0.5%蔗糖酯+0.5%單甘酯。

由圖6可見,2%甘油+0.5%海藻糖+0.5%單甘酯的復配效果最好,其次是2%甘油+0.5%海藻糖+0.5%蔗糖酯,最差的是2%甘油+0.5%蔗糖酯+0.5%單甘酯。2%甘油+0.5%海藻糖+0.5%單甘酯的復配可使豆腐皮斷裂延伸率達到31.46%,其效果雖然不如2%的甘油,但色澤、成膜速度、耐煮性等其他品質(zhì)比2%甘油要好,綜合品質(zhì)優(yōu)于單一添加劑的效果。

圖6 添加劑復配對豆腐皮斷裂延伸率的影響Fig.6 Effects of different additives combination on the fracture extension rate of Yuba注:A為2%甘油,B為0.5%海藻糖, C為0.5%蔗糖酯,D為0.5%單甘酯。

2.4.2 添加劑復配對豆腐皮感官特性的影響 對加入復配添加劑制得的豆腐皮,各取10張作為研究對象,采用1.2.4描述的方法對豆腐皮的碎裂性、表面光滑程度、質(zhì)地、耐煮性及滋味等項目進行感官評價。由表2可見,加入了復配添加劑的豆腐皮質(zhì)地更柔軟,韌性增強,成膜速度加快,表面更加光滑,同時提高了豆腐皮的耐煮性;與甘油相比,復配添加劑的使用不僅改善了豆腐皮的韌性、質(zhì)地、耐煮性,表面光滑程度以及色澤,同時彌補了加入甘油的豆腐皮會“浸油”和成膜慢這兩個缺點。加入復配添加劑制得的豆腐皮總體品質(zhì)較高。

2.4.3 添加劑復配對豆腐皮色澤的影響 由圖7可見,復配添加劑對豆腐皮色澤的改善效果較好,色澤呈淺金黃色,其中復配添加劑2%甘油+0.5%海藻糖+0.5%單甘酯的效果最好,ΔL值為3.67。

圖7 復配添加劑對豆腐皮色澤的影響Fig.7 Effect of different additives combination on the color of Yuba注:A為2%甘油,B為0.5%海藻糖, C為0.5%蔗糖酯,D為0.5%單甘酯。

2.5 添加劑對豆腐皮微觀結(jié)構(gòu)的影響

豆腐皮空白樣和加入添加劑的豆腐皮表面及截面的掃描電鏡照片如圖8、圖9所示。由圖8可見,空白豆腐皮表面有細小的裂紋和破裂,出現(xiàn)“漂浮狀”游離脂肪球,在加熱烘干時,這些脂肪球極易在豆腐皮表面出現(xiàn)“浸油”現(xiàn)象,這與感官評定結(jié)果(表1)相同。加入添加劑的豆腐皮表面平滑,沒有紋理與裂痕,這說明加入添加劑豆腐皮的韌性增強,不再干脆、易碎,游離脂肪球也大大減少,“浸油”現(xiàn)象得到極大改善。

圖8 豆腐皮表面掃描電鏡照片(500×)Fig.8 Scanning electron micrographs of Yuba surface(500×)注:豆腐皮(A)、添加2%甘油豆腐皮(B)、添加0.5%海藻糖豆腐皮(C)、添加0.5%蔗糖酯豆腐皮(D)、添加0.5%單甘脂豆腐皮(E)、添加2%甘油、0.5%海藻糖、0.5%單甘酯復配添加劑豆腐皮(F)；圖9同。

圖9 豆腐皮橫斷截面掃描電鏡照片(1000×)Fig.9 Scanning electron micrographs of Yuba cross section(1000×)

研究[9-10]認為豆腐皮是蛋白-脂肪膜,豆?jié){在加熱時,水蒸氣在其表面蒸發(fā),使豆?jié){表面的蛋白、脂肪和碳水化合物濃縮而聚結(jié)成膜。張杏輝[11]用透射電鏡觀察到豆腐皮中蛋白和脂肪形成三夾板結(jié)構(gòu)。將豆腐皮放大1000倍觀察其橫斷面,可以看到豆腐皮的內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)層層疊加的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)(圖9),與文獻[11]一致。圖中可以清楚地看到與空白豆腐皮的橫斷面相比,加入添加劑豆腐皮橫斷面的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)更加致密均勻。這與添加劑小分子的介入減少了大分子物質(zhì)分子間網(wǎng)絡空隙的作用分不開,致使豆腐皮的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)孔洞減小。因此,添加劑的使用在很大程度上改善了豆腐皮的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),從而改善了它的機械性能。

2.6 紅外光譜分析

豆腐皮(a)、添加2%甘油豆腐皮(b)、添加05%蔗糖酯豆腐皮(c)的紅外光譜如圖10所示。由圖10可見,3299 cm-1處為-OH伸縮振動;2919 cm-1處為-CH3的C—H伸縮振動;1653 cm-1處為-C-O伸縮振動;720 cm-1處為C—C伸縮振動。與豆腐皮空白樣相比,含有添加劑豆腐皮的紅外光譜沒有明顯變化,說明添加劑的加入沒有改變豆腐皮的化學結(jié)構(gòu)。

圖10 豆腐皮的紅外光譜圖Fig.10 Infrared spectrum of Yuba注:豆腐皮(a)、添加2%甘油豆腐皮(b)、添加05%蔗糖酯豆腐皮(c)的紅外光譜。

3 結(jié)論

以上結(jié)果表明,所選用的添加劑能夠增加豆腐皮的斷裂延伸率,有效提高豆腐皮的綜合品質(zhì),使豆腐皮表面變得平滑致密。單一添加劑中,2%的甘油對于豆腐皮韌性的改善效果最佳,復配添加劑對于豆腐皮綜合品質(zhì)提升效果更好,其中2%甘油+0.5%海藻糖+0.5%單甘酯這一復配組合對于豆腐皮綜合品質(zhì)改善效果最優(yōu)。通過電鏡掃描和紅外光譜結(jié)果可以看出，添加劑改變了豆腐皮的空間結(jié)構(gòu),但初級結(jié)構(gòu)并未改變。添加劑小分子的介入減少了大分子物質(zhì)分子間網(wǎng)絡空隙的作用,孔洞減小,致使豆腐皮的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)均勻致密。正是豆腐皮的微觀結(jié)構(gòu)的改善才影響了豆腐皮的外在性能,而且豆腐皮的微觀結(jié)構(gòu)的改善效果與豆腐皮的外觀、機械性能的改善效果是一致的。

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Research of additives on texture property and microstructure of Yuba

JIANG Yuan-yuan,YING Tie-jin*

(College of Biosystems Engineering and Food Science,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China)

The effect of additives(such as glycerol,trehalose,sucrose ester,and monostearin)and different additives combination on texture characteristics,color,microstructure properties of Yuba were studied. The results showed that glycerol,trehalose,sucrose ester,and monostearin could improve the texture property of Yuba. Adding the compound additives could improve the quality of Yuba,and the combination of glycerol,trehalose,and sweet ester(2%,0.5%,0.5%)had the best effect on the comprehensive quality of Yuba. The microstructure of Yuba was observed by transmission electron microscopy(TEM)and infrared spectroscopy(IR),found that the intermolecular network gaps of the macromolecules in the Yuba was reduced by the interpenetration of the small molecules of the additive,thus improving its mechanical properties.

Yuba;additives;texture property;microstructure

2016-09-26

蔣媛媛(1991-)，女，碩士研究生，研究方向：食品加工，E-mail：yyjiang1314@126.com。

*通訊作者:應鐵進(1958-)，男，教授，主要從事農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工方面的研究，E-mail：tjying@zju.edu.cn。

TS214

B

1002-0306(2017)08-0300-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.08.050