王玉嬌，陳曉紅，李 偉，姜 梅，芮 昕，董明盛*

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)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(xué)食品科技學(xué)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(diǎn)，添加天然食用膠與鈣鹽進(jìn)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(yīng)值，采用響應(yīng)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(luò)結(jié)構(gòu)更加均勻、致密。

青梅汁；豆腐；質(zhì)構(gòu)；響應(yīng)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(luò)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(shí)，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(rùn)爽口，但口味欠佳[6]。隨著人們對(duì)食品的天然性要求越來(lái)越高，研究人員開始尋找天然有機(jī)酸代替人工合成的葡萄糖酸內(nèi)酯。李健等[7]曾研究過(guò)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(luò)結(jié)構(gòu)的形成一般認(rèn)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(dá)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(qiáng)弱、熱處理強(qiáng)度、凝固劑等[9-13]，因此，改善豆腐的質(zhì)構(gòu)主要是通過(guò)物理、化學(xué)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(wú)毒等特點(diǎn)，作為膠凝劑廣泛應(yīng)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(bǔ)單一酸性凝固劑凝膠強(qiáng)度低的缺陷。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆購(gòu)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(jí)。

1.2 儀器與設(shè)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(jī) 美國(guó)Beckman Coulter公司；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)分析儀 英國(guó)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(duì)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(cè)定其硬度及持水力。

1.3.3 乳酸鈣與卡拉膠對(duì)豆腐質(zhì)構(gòu)的影響

對(duì)乳酸鈣和卡拉膠進(jìn)行二因素五水平的中心組合設(shè)計(jì)（central composite design，CCD）試驗(yàn)，利用Design Expert軟件對(duì)硬度、持水力兩個(gè)響應(yīng)值進(jìn)行響應(yīng)面分析。

表 1 CCD試驗(yàn)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(diǎn)干燥儀中用液態(tài)二氧化碳進(jìn)行臨界點(diǎn)干燥，用雙面膠帶將豆腐黏到樣品臺(tái)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(cè)定[19]

利用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)分析儀對(duì)豆腐的硬度進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定參數(shù)如下：探頭直徑5 mm；探頭測(cè)前速率2.0 mm/s；探頭測(cè)量時(shí)速率0.5 mm/s；探頭返回速率10.0 mm/s；探頭移動(dòng)距離10 mm；觸發(fā)力5 g。

1.3.6 豆腐凝膠持水力的測(cè)定[20]

準(zhǔn)備數(shù)支離心管并將其編號(hào)，準(zhǔn)確稱取各空管及相應(yīng)蓋子總質(zhì)量（m0），將豆腐放入離心管中，成品離心前，準(zhǔn)確稱取各管樣品總質(zhì)量（m1），然后使用離心機(jī)，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(jì)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(duì)豆腐質(zhì)構(gòu)的影響

圖1 不同鈣鹽與不同食用膠對(duì)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(guò)鈣橋作用屏蔽蛋白質(zhì)分子間負(fù)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(guān)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(yīng)用于食品中。此外，食用膠 與大豆蛋白復(fù)合可以相互促進(jìn)凝膠的形成，二者通過(guò)體積排阻作用，對(duì)另一組分進(jìn)行局部增濃，從而促進(jìn)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(fù)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(jìn) 行后續(xù)的復(fù)配實(shí)驗(yàn)。

2.2 乳酸鈣與卡拉膠對(duì)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(shì)，但其添加量超過(guò)一定范圍時(shí)，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(duì)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(duì)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(dá)到最佳值。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(fù)合可以相互促進(jìn)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(jìn)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(shí)，質(zhì)構(gòu)最佳，硬度為49.3 g，持水力為73.43%。通過(guò)對(duì)豆腐進(jìn)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(luò)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(xiàn)：

SNCR系統(tǒng)噴嘴改造后鍋爐尾部煙道積灰嚴(yán)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(fēng)機(jī)擋板、煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)擋板卡澀情況有所改善，降低了設(shè)備的故障率；減緩電除塵陰極線腐蝕情況，延長(zhǎng)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。

[1] 劉志勝, 李里特, 辰巳英三. 豆腐鹽類凝固劑的凝固特性與作用機(jī)理的研究[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2000, 15(3): 39-43.

[2] 宋蓮軍, 張瑩, 喬明武, 等. 豆腐凝固劑的篩選與復(fù)配[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2011, 23(3): 143-146.

[3] 宋蓮軍, 高曉延, 胡麗娜, 等. 豆腐酸性凝固劑的研究[J]. 大豆科學(xué), 2012, 31(6): 1002-1006.

[4] 王艷, 張海松, 張倩, 等. 乳酸鈣充填豆腐工藝技術(shù)研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2012, 33(4): 315-319.

[5] KAZUHIRO M, MAKOTO S. Proposal of mechanism of the freezethaw fractionation of 7 S and 11 S globulins in soymilk[J]. Food Chemistry, 2013, 140(1/2): 39-43.

[6] 燕平梅, 薛文通, 任媛媛, 等. 豆腐凝固過(guò)程的研究概況[J]. 糧油加工與食品機(jī)械, 2005(3): 75-77.

[7] 李健, 王璐, 劉寧, 等. 山楂酸豆腐凝固劑的應(yīng)用工藝研究[J]. 食品工藝科技, 2012, 32(24): 358-360.

[8] HSIEH J F, YU C J, TSAI T Y. Proteomic pro ling of the coagulation of soymilk proteins induced by magnesium chloride[J]. Food Hydrocolloids, 2012, 29(1): 219-225.

[10] COSMIN M B, CARMEN I M. The effect of protein concentration and heat treatment temperature on micellar casein-soy protein mixtures[J]. Food Hydrocolloids, 2011, 25(6): 1448-1460.

[11] 笪久香, 李瑩瑩, 欒廣忠, 等. 無(wú)機(jī)鹽對(duì)木瓜蛋白酶凝固大豆分離蛋白凝膠的影響[J]. 食品科學(xué), 2012, 33(11): 30-34.

[12] LEE C Y, KUO M L. Effect of γ-polyglutamate on the rheological properties and microstructure of tofu[J]. Food Hydrocolloids, 2011, 25(5): 1034-1040.

[13] ZHANG Tao, JIANG Bo, WANG Zhang. Gelation properties of chickpea protein isolates[J]. Food Hydrocolloids, 2007, 21(2): 280-286.

[14] 楊玉玲, 周光宏, 姜攀, 等. 卡拉膠凝膠質(zhì)構(gòu)特性的研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2008, 29(10): 220-223.

[15] 王長(zhǎng)存. 超微細(xì)豆乳生物凝固技術(shù)研究[D]. 南京: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 2007. [16] 于翠柳, 陳野, 李秀明, 等. 大豆蛋白凝膠顯微結(jié)構(gòu)研究[J]. 食品研究與開發(fā), 2012, 33(9): 56-60.

[17] 石彥國(guó), 李剛, 胡春林, 等. 大豆浸泡過(guò)程質(zhì)構(gòu)變化及其對(duì)豆腐質(zhì)量的影響[J]. 食品科學(xué), 2006, 27(12): 167-169.

[18] 郭曉娜, 姚惠源, 陳正行. 苦蕎蛋白質(zhì)的低消化性研究Ⅱ.酶解產(chǎn)物的超微結(jié)構(gòu)分析和分子量分布[J]. 食品科學(xué), 2007, 28(1): 183-186.

[19] HEMAR Y, TAMEHANA M, MUNRO P A, et al. Viscosity, microstructure and phase behavior of aqueous mixtures of commercial milk protein products and xanthan gum[J]. Food Hydrocolloids, 2001, 15(4): 565-574.

[20] 張琦. 大豆干酪加工技術(shù)研究[D]. 南京: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 2012.

[21] 張海瑞. 提高大豆蛋白凝膠性的研究[D]. 無(wú)錫: 江南大學(xué), 2007.

[22] 喬支紅, 李里特. 豆腐凝膠形成影響因素的研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2007, 28(6): 363-366.

[23] 周家華. 大豆蛋白-卡拉膠復(fù)合凝膠機(jī)理的研究[J]. 食品科技, 2005, 30(9): 48-51.

[24] 楊芳, 潘思軼. 大豆蛋白凝膠復(fù)合體系水分狀態(tài)的研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2008, 29(10): 680-683.

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?yàn)槭称肺⑸铩-mail：2011108013@njau.edu.cn

*通信作者：董明盛（1961—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称肺⑸锱c生物技術(shù)。E-mail：dongms@njau.edu.cn