不同凝固劑對豆腐品質(zhì)的影響

江振桂，王秋普，張一震，趙良忠，4*，范柳，孫孟京，劉海宇，鄧雅欣，謝春平

1(邵陽學(xué)院 食品與化學(xué)工程學(xué)院，湖南 邵陽，422000) 2(豆制品加工技術(shù)湖南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究基地，湖南 邵陽，422000) 3(安徽省味之源生物科技有限公司，安徽 池州，247100) 4(湖南省果蔬清潔加工工程技術(shù)研究中心，湖南 邵陽，422000)

“健康長壽，不可一日無豆?！贝蠖棺鳛闅v史悠久的經(jīng)濟(jì)作物之一，被稱為“土壤中的蛋白肉”[1]，其中豆腐是大豆?fàn)I養(yǎng)最完美的食品表現(xiàn)形式之一，市場上90%的大豆蛋白質(zhì)是以豆腐產(chǎn)品的形式進(jìn)行消費(fèi)，其是用合適的凝固劑將大豆蛋白質(zhì)凝固后得到具有一定質(zhì)構(gòu)的食品[2]。不同凝固劑的作用機(jī)理和生產(chǎn)工藝不同，對豆腐的微觀結(jié)構(gòu)影響也不同[3]，導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)構(gòu)特性及風(fēng)味特征各不相同。

風(fēng)味是食品的重要品質(zhì)屬性，也是人們選擇食品的重要參考依據(jù)[4]。前人對大豆蛋白[5-7]、豆奶[8]、豆醬[9-10]和醬油[11-13]等大豆食品的風(fēng)味進(jìn)行了大量研究。伴隨著豆腐加工從傳統(tǒng)的家庭式作坊向機(jī)械化、工業(yè)化、規(guī)?；较虻霓D(zhuǎn)變，研究人員在對豆腐得率、營養(yǎng)素等理化特性進(jìn)行廣泛研究的基礎(chǔ)上，也開始注重對豆腐風(fēng)味特性的分析與評價(jià)。崔曉紅[14]對成熟紅豆腐進(jìn)行電子鼻分析、GC-MS分析得出不同菌種發(fā)酵紅豆腐的氣味存在一定的差異，其中共鑒定出126種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)；王勃等[15]通過電子鼻測試貯藏期間干豆腐氣味變化情況；李晶等[16]應(yīng)用同時(shí)蒸餾萃取和固相微萃取技術(shù)分析了鹵水干豆腐揮發(fā)性成分，但在不同凝固劑對豆腐風(fēng)味特性的影響方面鮮有報(bào)道。同時(shí)，質(zhì)構(gòu)特性也是影響食品口感品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，但是目前對豆腐質(zhì)構(gòu)特性的研究卻鮮有報(bào)道。本研究擬采用質(zhì)構(gòu)儀和電子鼻等先進(jìn)分析儀器，研究不同凝固劑對豆腐的理化性質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性和風(fēng)味特性的影響，并比較不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐的品質(zhì)差異，為豆腐生產(chǎn)時(shí)凝固劑的選擇提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆：加拿大非轉(zhuǎn)基因豆，岳陽市萬越進(jìn)出口貿(mào)易有限公司；豆清發(fā)酵液(純種發(fā)酵)：豆制品加工技術(shù)湖南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究基地提供。

MgCl2、石膏、消泡劑均為食品級；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

物性測定儀(LS-5型)，美國阿美特克(AMETEK)有限公司；電子鼻,上海瑞玢國際貿(mào)易有限公司；臺式冷凍離心機(jī)(VELOCITY18R型)，澳大利亞達(dá)卡米公司；阿貝折射儀(ATC型)，上海淋譽(yù)貿(mào)易有限公司；磨漿機(jī)(JYL-CO12型);九陽豆?jié){機(jī)，九陽股份公司；電子天平(DJ-3002型)，福州華志科學(xué)儀器有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱(GZX-9140MBE型)，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.3 工藝流程

大豆→挑選→清洗→浸泡→熱水磨漿→煮漿→過濾→點(diǎn)漿→蹲腦→壓榨成型→豆腐

1.4 豆腐試樣的生產(chǎn)

1.4.1 制漿

參照謝靈來的方法并稍加改進(jìn)[17]。挑選200 g大豆清洗干凈，按干豆與水的比例為1∶4(g∶mL)加水，20 ℃浸泡11 h，去離子水漂洗后，以干豆與水的比例為1∶6加入燒開的去離子水進(jìn)行磨漿，磨漿時(shí)先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)75%的去離子水磨漿，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%的去離子水與所產(chǎn)生的豆渣混合，緩慢喂入磨漿機(jī)內(nèi)，將2次所得豆?jié){混合，加熱至95 ℃時(shí)保溫10 min，過濾，制得熟豆?jié){。

1.4.2 豆腐生產(chǎn)

參照欒菲[18]、張偉[19]和謝靈來[20]的方法并稍做改進(jìn)。分別以CaSO4(石膏)、MgCl2(鹵水)和豆清發(fā)酵液為凝固劑生產(chǎn)豆腐，每個(gè)試樣重復(fù)3次。其中，CaSO4(石膏)豆腐的點(diǎn)腦溫度為85 ℃，凝固劑添加量為豆?jié){體積的0.3%，CaSO4先用少量溫水(15～20 mL)溶解，蹲腦15 min，壓榨30 min；MgCl2(鹵水)豆腐的點(diǎn)漿溫度為80 ℃，凝固劑添加量為豆?jié){體積的0.3%，MgCl2用7倍的去離子水溶解，蹲腦15 min，壓榨30 min；豆清發(fā)酵液豆腐點(diǎn)漿溫度為85 ℃，豆清發(fā)酵液總酸為4.5 g/L，溫度為55 ℃，添加量為豆?jié){體積的30%，蹲腦15 min，壓榨30 min。

1.5 豆腐得率的測定

參照CAI[21]的方法，即將新鮮的豆腐在室溫下靜置5 min后，稱量，計(jì)算每100 g干大豆所得濕豆腐的質(zhì)量，即為濕豆腐得率。

1.6 豆腐保水性的測定

參照PUPPO等[22]的方法并稍加修改。精確稱取2～3 g(精確到0.000 1 g)豆腐，置于底部有脫脂棉的50 mL離心管中，以1 000 r/min轉(zhuǎn)速離心10 min后稱重并記錄(W1)，并于105 ℃下干燥至恒重(W0)。

(2)

式中：WHC，豆腐的保水性，%；W0，干燥至恒重的質(zhì)量，g；W1，豆腐離心后的質(zhì)量，g。

1.7 感官評價(jià)

邀請10名食品專業(yè)學(xué)生(5名男性、5名女性)分別對豆腐的色澤、風(fēng)味、口感及組織狀態(tài)進(jìn)行評定，感官評定的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)GB 2712—2014[23]，采用百分制，具體的感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.8 質(zhì)構(gòu)測定(texture profile analysis,TPA)

P35圓柱型平底探頭測定豆腐，分別取豆腐上、中、下部位，高度為1 cm，設(shè)定測前、中、后速度分別為40、30和40 mm/s，下壓距離為40%，中間停留時(shí)間為5 s，觸發(fā)力為0.05 N。每個(gè)樣品取3個(gè)不同部位進(jìn)行測定，取其平均值[24]。

表1 豆腐感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.9 電子鼻檢測

將電子鼻傳感器預(yù)熱0.5 h以上，使其達(dá)到工作溫度，稱取3.0 g樣品于玻璃進(jìn)樣瓶中，加蓋密封待檢。待進(jìn)樣瓶中的樣品達(dá)到液-氣兩相平衡后(1 h以后)，進(jìn)行樣品數(shù)據(jù)采集，設(shè)置采樣時(shí)間為60 s，氣體流量為0.3 L/min，等待時(shí)間為10 s，清洗時(shí)間為120 s，每個(gè)樣品重復(fù)5次。

1.10 數(shù)據(jù)處理

用SSPS 22.0與Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析，所有試驗(yàn)結(jié)果取其平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 豆腐得率與保水性結(jié)果分析

豆腐保水性對豆腐得率和消費(fèi)者購買行為有一定的影響，因此，豆腐保水能力的強(qiáng)弱和得率的高低是衡量凝固劑是否適用于豆腐加工的重要依據(jù)之一，它直接反映凝固劑的應(yīng)用價(jià)值。由表2可知， 3種凝固劑生產(chǎn)的豆腐的得率差異極顯著(P<0.01)，在相同的壓榨條件下，豆腐得率平均值約為188.15%，其變幅在123.95%～266.45%之間。其中石膏豆腐得率最高為266.45%，豆清發(fā)酵液次之,為174.04%，MgCl2最低為123.95%。豆腐保水性能力的強(qiáng)弱主要體現(xiàn)在豆腐物理狀態(tài)的軟硬程度上，保水性能力強(qiáng)的豆腐，表面光滑軟嫩，組織細(xì)膩，斷面均勻，內(nèi)部孔隙小且均勻一致，反之則組織粗燥，斷面孔隙不均，大小不一。3種凝固劑生產(chǎn)的豆腐保水性差異極顯著(P<0.01)，豆腐保水性平均值約為73.08%，其變幅在67.75%～77.71%之間。其中石膏豆腐保水性最高為77.71%;豆清發(fā)酵液豆腐次之,為73.79%;MgCl2豆腐最低,為67.75%。石膏屬遲效性凝固劑，其凝固的速度慢，有利于凝固劑與大豆蛋白的作用形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將水分保持于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，使豆腐水分含量大，保水性強(qiáng)，得率高；而MgCl2反應(yīng)速度快，不利于空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，使蛋白質(zhì)與水結(jié)合的能力下降，在壓榨成型時(shí)大量的水被擠出，從而使豆腐的保水性下降，得率降低；豆清發(fā)酵液則是采用純種發(fā)酵產(chǎn)酸、產(chǎn)酶，使大豆蛋白在酸酶協(xié)同作用下形成結(jié)構(gòu)致密的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有利于對水的束縛，提高豆腐的保水性和得率。

表2 不同凝固劑生產(chǎn)豆腐的得率和保水性

注：同一列中不同字母表示差異極顯著(P<0.01)。

2.2 豆腐感官結(jié)果分析

由圖1可知，不同凝固劑所生產(chǎn)的豆腐感官評分存在顯著性差異(P<0.05)。在豆腐色澤方面，以石膏和MgCl2為凝固劑所生產(chǎn)的豆腐色澤光亮呈白色,接受度高，豆清發(fā)酵液呈金黃色,所生產(chǎn)的豆腐色澤淡黃接受度較低；在風(fēng)味上，豆清發(fā)酵液豆腐豆香味濃厚和諧，石膏和MgCl2則豆香味不足；在口感上，豆清發(fā)酵液豆腐細(xì)膩柔軟、彈性適中、無粗糙的渣感，石膏次之，MgCl2則口感粗燥；在組織狀態(tài)上，豆清發(fā)酵液生產(chǎn)的豆腐組織細(xì)膩、斷面均勻、彈性適中，石膏次之，MgCl2則斷面粗糙、內(nèi)部孔隙不均勻?？傮w感官評分以豆清發(fā)酵液為凝固劑生產(chǎn)的豆腐最好。

圖1 不同凝固劑生產(chǎn)豆腐的感官評分

Fig.1 Sensory scores of tofu produced with different kinds of coagulant注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.3 質(zhì)構(gòu)結(jié)果分析

用質(zhì)構(gòu)儀分別對不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐的黏結(jié)性、彈性、硬度、韌性、耐嚼性、膠黏性及彈力這7個(gè)方面進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析。由表3可知，不同凝固劑制得的豆腐的硬度、韌性、耐嚼性和膠黏性這四者之間差異顯著(P<0.05)。MgCl2豆腐的硬度、韌性、耐嚼性及膠黏性分別高達(dá)188.44 gf、188.44 gf、81.02 gf、85.31 gf，均高于其他凝固劑生產(chǎn)的豆腐。這4個(gè)指標(biāo)過高則表明豆腐口感不夠細(xì)膩，質(zhì)地較硬，難以咀嚼。豆清發(fā)酵液所生產(chǎn)的豆腐除彈力外，其余各項(xiàng)指標(biāo)均處于石膏和MgCl2之間，而石膏豆腐除黏結(jié)性高于MgCl2和豆清發(fā)酵液豆腐，其他各項(xiàng)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)均最低。由此可以看出硬度、韌性、耐嚼性和膠黏性等質(zhì)構(gòu)參數(shù)可以反應(yīng)出不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐之間的差異，表明不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐之間質(zhì)構(gòu)特性存在顯著性差異。

表3 不同凝固劑生產(chǎn)豆腐的質(zhì)構(gòu)分析

注：同一列中不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.4 豆腐品質(zhì)相關(guān)性分析

根據(jù)表4進(jìn)行的豆腐品質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)性分析表明：得率與保水性呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r為0.956)，即保水性越好豆腐得率越高；與黏結(jié)性呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r為0.793)，即壓榨時(shí)凝膠的黏結(jié)性越好，豆腐得率越高，可能的原因是黏結(jié)性影響豆腐凝膠的強(qiáng)度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而影響對水的束縛能力；與硬度、韌性、耐嚼性和膠黏性呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r分別為-0.876、-0.876、-0.957、-0.950)，與彈力呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r為-0.705)，這是因?yàn)橛捕?、韌性、耐嚼性、膠黏性和彈力的增大導(dǎo)致蛋白網(wǎng)絡(luò)不能包含更多的水分。

保水性與感官評分呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r為0.834)，即保水性越好，豆腐口感越細(xì)膩、爽口，感官評分越高，這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)與水的結(jié)合能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)水分含量較高，使豆腐組織細(xì)膩，口感爽滑；與黏結(jié)性呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r為0.667)，可能的原因是黏結(jié)性影響豆腐凝膠的強(qiáng)度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而影響豆腐的保水能力；與硬度、韌性、耐嚼性和膠黏性呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r分別為-0.973、-0.973、-0.998、-0.991)，因?yàn)橛捕?、韌性、耐嚼性和膠黏性的增大導(dǎo)致對水的束縛作用在減弱，口感粗糙。

感官評分與硬度、韌性、耐嚼性和膠黏性呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r分別為-0.919、-0.919、-0.834、-0.837)，可能的原因是硬度、韌性、耐嚼性和膠黏性的增大影響豆腐的口感。黏結(jié)性與彈力呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r為-0.859)，即黏結(jié)性越大，彈性越??；與耐嚼性和膠黏性呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r分別為-0.671、-0.681)，即黏結(jié)性越大，耐嚼性和膠黏性越小。

硬度與韌性、耐嚼性和膠黏性呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r分別為1.000、0.972、0.973)，即硬度越大則韌性、耐嚼性和膠黏性越好。韌性與耐嚼性和膠黏性呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r分別為0.972、0.973)，即韌性越好則膠黏性越強(qiáng)、耐嚼性越好；耐嚼性與膠黏性呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r為0.995)，即耐嚼性越好則膠黏性越強(qiáng)，可能的原因是膠黏性影響豆腐凝膠的強(qiáng)度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

綜上可知，豆腐品質(zhì)指標(biāo)間有著非常復(fù)雜的聯(lián)系。

表4 豆腐品質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)性分析

注：*表示差異顯著(P<0.05)；** 表示差異極顯著(P<0.01)。

2.5 風(fēng)味結(jié)果分析

3種不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐的主成分分析(principle component analysis,PCA)見圖2。第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的貢獻(xiàn)率分別為89.2% 和8.2%，二者之和達(dá)到 97.4%大于95%，因此可認(rèn)為此主成分二維圖能很好的表示出被測樣品的整體信息且成分間干擾小。3種不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐的線性判別分析(linear discrimination analysis,LDA)見圖3，其區(qū)分度(discrimination index,DI)達(dá)85.9%，一般情況下認(rèn)為DI值大于80%區(qū)分效果較好，DI值越大表示樣品間的距離越遠(yuǎn)，區(qū)分的效果越理想。由此可見，3種不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐其揮發(fā)性風(fēng)味成分有明顯區(qū)別。

圖2 不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐的主成分分析圖

Fig.2 PCA analysis of tofu produced with different kinds of coagulant

圖3 不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐的線性判別分析圖

Fig.3 LDA analysis of tofu produced with different kindsof coagulant

3 結(jié)論

熟漿工藝生產(chǎn)豆腐時(shí)，以石膏為凝固劑生產(chǎn)的豆腐的得率和保水性最好，豆清發(fā)酵液次之，MgCl2最低。

熟漿工藝生產(chǎn)豆腐時(shí)，以豆清發(fā)酵液為凝固劑生產(chǎn)的豆腐的感官評分最好，石膏次之，MgCl2最低。

電子鼻可有效區(qū)分不同凝固劑生產(chǎn)的豆腐制品的風(fēng)味特征，可作為豆制品風(fēng)味分析的一種手段。

通過比較研究豆腐得率、保水性、感官評分、質(zhì)構(gòu)特性和風(fēng)味特性可知，豆腐品質(zhì)指標(biāo)間有著非常復(fù)雜的相關(guān)性。