劉樹萍,張佳美,孟憲嬌,蘇曉文,陸家慧,石長(zhǎng)波
(哈爾濱商業(yè)大學(xué)旅游烹飪學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150028)
豆腐主要是脂肪、大豆蛋白質(zhì)與凝固劑在靜電作用、疏水作用、二硫鍵交聯(lián)作用下形成的凝膠產(chǎn)品[1],含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和人體必需的微量元素,還富含人體所需的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì),素有“植物肉”之稱[2]。豆腐中還含有多種生物活性物質(zhì)及大量揮發(fā)性成分,形成了其獨(dú)特的品質(zhì)[3]。現(xiàn)階段,國(guó)內(nèi)外的研究學(xué)者大都在致力于開發(fā)新型豆腐,已經(jīng)有研究人員開始對(duì)雞蛋豆腐[4]、胡蘿卜豆腐[5]等各種花色的豆腐開展探究。本文創(chuàng)新性的利用黑豆作為制作豆腐的主要原材料,豐富了豆腐的品種,同時(shí)也豐富了豆腐的營(yíng)養(yǎng)與風(fēng)味。
黑豆有適應(yīng)性廣、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富等優(yōu)點(diǎn),我國(guó)黑豆資源豐富,類型繁多,在大部分地區(qū)均有種植[6]。黑豆中的膳食纖維含量是黑米的2倍,富含人體必需的多種氨基酸。不同品種的豆類蛋白質(zhì)和脂肪含量不同,但是黑豆中蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪、維生素、微量元素和粗纖維的含量非常多[7]。黑豆不但有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,還具有很高的藥用價(jià)值。近年來,黑豆在各個(gè)行業(yè)均受到了不同程度的重視。
制作豆腐需要的凝固劑十分講究。硫酸鈣(石膏)用于豆腐制作已有很長(zhǎng)的歷史,制成的豆腐保水性能好、組織細(xì)膩光滑,但殘留的未溶解硫酸鈣會(huì)使石膏豆腐有苦澀味和雜質(zhì),風(fēng)味上缺乏大豆香味[8],并且凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間網(wǎng)孔大小不一、分布不均勻[9]。在豆腐生產(chǎn)過程中添加谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶能明顯提高豆腐的品質(zhì)[10]。復(fù)合凝固劑制備出的豆腐不僅基本上克服了傳統(tǒng)豆腐的易碎、口感不好等缺點(diǎn),且在多方面均優(yōu)于單一種類的凝固劑,既保持了單一凝固劑制作豆腐的優(yōu)點(diǎn),又增強(qiáng)了豆腐的硬度和口感,使豆腐的品質(zhì)更佳[11]。目前鮮有將復(fù)合凝固劑添加到黑豆豆腐中的相關(guān)研究,因此本試驗(yàn)以此為切入點(diǎn),確定制作黑豆豆腐的最佳工藝參數(shù),旨在探討復(fù)合凝固劑在加工制作黑豆豆腐中的應(yīng)用,為黑豆豆腐的標(biāo)準(zhǔn)化研究提供理論依據(jù)。
硫酸鈣(CaSO4):安琪酵母股份有限公司;谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(glutamine transaminase,TG)(酶活 130 U/g):泰興市東圣生物科技有限公司;黑豆、飲用水:市售。
氫氧化鈉、硫酸銅、硫酸鉀、濃硫酸、鹽酸、石油醚、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍(lán)指示劑、乙醇(均為分析純):天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司。
C22-WT2203電磁爐:美的電器有限公司;HX-PB-1058料理機(jī):佛山市海迅電器有限公司;TLE204E電子天平:梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀:英國(guó)SMS公司;CM-700D色差儀:柯尼卡美能達(dá)辦公系統(tǒng)(中國(guó))有限公司;SZF-06C索氏提取器:浙江托普儀器有限公司;BPG-9070A精密鼓風(fēng)干燥箱:上海一恒科學(xué)儀器有限公司;HH-4恒溫水浴鍋:上海力辰邦西儀器科技有限公司;SH220N石墨消解儀、K9860全自動(dòng)凱氏定氮儀:山東海能科學(xué)儀器有限公司。
1.4.1 黑豆豆腐的基本配方及工藝流程
黑豆 100 g、飲用水 800 mL、TG酶 0.25%、CaSO40.75%(凝固劑添加量以黑豆干重計(jì))。工藝流程如下。
1.4.2 單因素試驗(yàn)
按工藝流程制備黑豆豆腐,分別考察復(fù)合凝固劑質(zhì)量比(TG酶:CaSO4)、料液比、凝固溫度以及凝固時(shí)間對(duì)黑豆豆腐感官品質(zhì)的影響,試驗(yàn)過程固定復(fù)合凝固劑質(zhì)量比為 1 ∶3.00、料液比為 1 ∶8(g/mL)、凝固溫度為75℃、凝固時(shí)間為30 min,分別考察復(fù)合凝固劑質(zhì)量比(1 ∶2.00、1 ∶2.50、1 ∶3.00、1 ∶3.50、1 ∶4.00)、料液比[1 ∶6.0、1 ∶7.0、1 ∶8.0、1 ∶9.0、1 ∶10.0(g/mL)]、凝固溫度(65、70、75、80、85℃)、凝固時(shí)間(20、25、30、35、40min)對(duì)黑豆豆腐感官品質(zhì)的影響。
1.4.3 正交試驗(yàn)
為確定復(fù)合凝固劑在黑豆豆腐加工過程中的最佳條件,選取復(fù)合凝固劑質(zhì)量比、料液比、凝固溫度以及凝固時(shí)間4個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn),以感官評(píng)價(jià)作為主要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),以質(zhì)構(gòu)特性、色澤、含水率、蛋白質(zhì)含量、脂肪含量5個(gè)指標(biāo)輔助測(cè)定。因素水平見表1。
表1 黑豆豆腐正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平Table 1 Factors and levels of black bean curdorthogonal test design
1.5.1 感官評(píng)價(jià)測(cè)定
黑豆豆腐感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。
表2 黑豆豆腐感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard of black bean curd
續(xù)表2 黑豆豆腐感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Continue table 2 Sensory evaluation standard of black bean curd
1.5.2 質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定
使用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定樣品的硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠黏性、咀嚼性,用直徑20 mm的取樣器在豆腐中部取邊長(zhǎng)為20 mm的豆腐塊,樣品高20 mm;然后采用P/50鋁制圓柱形探頭測(cè)定豆腐的質(zhì)構(gòu)特性。參考劉張菊等[12]的方法,參數(shù)設(shè)定如下:測(cè)試速度50 mm/min;模式為50.00%壓縮比;起始距離30 mm;時(shí)間1 s;壓力為10 g;循環(huán)次數(shù)2次;感應(yīng)元量程為250 N。盡量選擇形狀、大小均勻樣品,每組樣品重復(fù)測(cè)試3次,最后取平均值。
1.5.3 色澤測(cè)定
用色差計(jì)進(jìn)行色度測(cè)定,盡量選取3個(gè)形狀大小一致的豆腐塊,隨機(jī)選取豆腐表面的3個(gè)點(diǎn),應(yīng)用L*、a*、b* 表示色系,測(cè)定 L*、a*、b* 的值,每次測(cè)定前以標(biāo)準(zhǔn)白度校準(zhǔn)色差儀,室溫(25℃)下每個(gè)樣品進(jìn)行3次重復(fù),最后取平均值。
1.5.4 含水率測(cè)定
采用直接干燥法[13]測(cè)定含水率。取玻璃燒杯,標(biāo)記好序號(hào)后置于恒溫干燥箱內(nèi),瓶蓋斜支于瓶邊,干燥0.5h,稱量,記為 m3。稱取 10 g(精確到 0.000 1 g)切碎或磨細(xì)的豆腐碎,放入此稱量瓶中,試樣厚度約為3 mm,精密稱量,記為m1。然后置于恒溫干燥箱中,干燥3 h。然后再放入恒溫干燥箱內(nèi)干燥1 h左右,取出。前后兩次質(zhì)量差不超過2 mg為恒重。每個(gè)樣品重復(fù)3次,取平均值。含水率按下式計(jì)算。
式中:X為黑豆豆腐中含水率,%;m1為稱量瓶和樣品的質(zhì)量,g;m2為稱量瓶和樣品干燥為恒重的質(zhì)量,g;m3為稱量瓶的質(zhì)量,g。
1.5.5 蛋白質(zhì)含量測(cè)定
采用全自動(dòng)凱氏定氮法測(cè)定[14]。準(zhǔn)確稱?。?g~3 g)豆腐樣品,置于凱氏定氮管內(nèi),加入硫酸銅0.4 g與硫酸鉀6 g,并加入20 mL濃硫酸。將稱取好的樣品于硝化爐上硝化處理大概7 h,硝化至溶液呈淡黃色或淡綠色為止。將硝化好的樣品冷卻后,吸取液體至100 mL容量瓶中定容。放入全自動(dòng)凱氏定氮儀上自動(dòng)滴定處理。共計(jì)9組試驗(yàn),每組樣品做3次平行試驗(yàn)。
1.5.6 脂肪含量測(cè)定
使用索氏提取儀測(cè)定[15]。將豆腐準(zhǔn)確稱?。?g~3 g),濾紙包裹并用線纏好,放入過濾杯內(nèi),杯中底部鋪好脫脂棉。在已烘干至恒重的提取杯中加入70 mL石油醚,將提取杯和過濾杯與儀器連接。165℃浸提30 min,之后繼續(xù)用石油醚淋洗60 min將殘留的脂溶物淋洗出,取下提取杯,將冷凝管中的石油醚回收。提取杯在105℃下烘干3 h,干燥皿中冷卻至(20±5)℃后,稱重。計(jì)算公式如下。
式中:Y為黑豆豆腐中脂肪含量,%;m1為恒重后接收瓶和脂肪的含量,g;m0為接收瓶的質(zhì)量,g;m2為試樣的質(zhì)量,g。
采用Origin 8.0軟件繪圖,運(yùn)用IBM SPSS Statistics 23軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析,每組試驗(yàn)重復(fù)3次,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。
2.1.1 復(fù)合凝固劑質(zhì)量比對(duì)黑豆豆腐感官評(píng)分的影響
點(diǎn)漿是黑豆豆腐加工過程中的重要步驟,即在豆?jié){中添加凝固劑。單一的凝固劑在使用時(shí)均有各自優(yōu)缺點(diǎn),隨著時(shí)代的發(fā)展,復(fù)合凝固劑應(yīng)運(yùn)而生[16]。復(fù)合凝固劑的不同質(zhì)量比對(duì)黑豆豆腐感官品質(zhì)的影響結(jié)果見圖1。
圖1 復(fù)合凝固劑質(zhì)量比對(duì)黑豆豆腐感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of compound coagulant ratio on sensory quality of black bean tofu
由圖1可知,感官評(píng)分隨著復(fù)合凝固劑質(zhì)量比的變化呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),達(dá)到最高分時(shí)復(fù)合凝固劑質(zhì)量比為1∶3.00,此時(shí)感官評(píng)分平均值為86.3。當(dāng)復(fù)合凝固劑質(zhì)量比在1∶2.00時(shí),黑豆豆腐的感官評(píng)分低于其他4組,可能是CaSO4的用量太少導(dǎo)致蛋白質(zhì)凝結(jié)不完全,形態(tài)不完整,各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值較低,很大程度影響了成品的感官指標(biāo)。岳文婷等[17]探究不同復(fù)合凝固劑條件下,豆腐中主要營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)差異及感官差異,結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加CaSO4和TG酶使豆腐的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和感官評(píng)分高于另外兩類復(fù)合凝固劑制備的豆腐,這也說明復(fù)合凝固劑下的豆腐不僅感官品質(zhì)得到了改善,而且營(yíng)養(yǎng)風(fēng)味品質(zhì)也提高了不少。復(fù)合凝固劑用量比例太高或是太低都會(huì)影響豆腐的感官品質(zhì)評(píng)分,當(dāng)復(fù)合凝固劑質(zhì)量比為1∶3.00時(shí),感官評(píng)分有顯著性差異(P<0.05)。因此,選擇復(fù)合凝固劑質(zhì)量比1∶3.00進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。
2.1.2 料液比對(duì)黑豆豆腐感官評(píng)分的影響
豆?jié){中大豆蛋白通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-水和相鄰多肽鏈之間引力與斥力的平衡形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[18],因此料液比的高低直接影響豆腐的品質(zhì)。料液比對(duì)黑豆豆腐感官品質(zhì)的影響結(jié)果見圖2。
圖2 料液比對(duì)黑豆豆腐感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of solid-to-liquid ratio on sensory quality of black bean tofu
根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[19],當(dāng)料液比為 1 ∶9.0(g/mL)時(shí)制作的黑豆大豆復(fù)合豆腐味道好、口感佳。由圖2可知,感官評(píng)分隨著料液比的變化呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),當(dāng)料液比為1∶6.0(g/mL)時(shí),黑豆豆腐的感官評(píng)分低于其他4組,可能加水量太少不利于黑豆磨漿均勻,打磨不充分制作出的成品無論在風(fēng)味還是質(zhì)地上都低于其他比例的感官評(píng)分,當(dāng)料液比為1∶10.0(g/mL)時(shí),過多的水會(huì)讓黑豆打磨過度,濾出的豆?jié){濃度偏低,從而制作出的豆腐質(zhì)地和形態(tài)分?jǐn)?shù)較低。在料液比為1∶8.0(g/mL)時(shí),與其他組有顯著性差異(P<0.05)。因此,選擇料液比為 1 ∶8.0(g/mL)。
2.1.3 凝固溫度對(duì)黑豆豆腐感官評(píng)分的影響
凝固溫度的高低對(duì)黑豆豆腐的感官品質(zhì)有明顯影響。凝固溫度過高,會(huì)使豆腐變得粗糙且不均勻;凝固溫度過低不利于黑豆凝膠的產(chǎn)生,成品不成形而且容易松散。凝固溫度對(duì)黑豆豆腐感官品質(zhì)的影響結(jié)果見圖3。
圖3 凝固溫度對(duì)黑豆豆腐感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of solidification temperature on sensory quality of black bean tofu
由圖3可知,隨著凝固溫度的升高,黑豆豆腐的感官評(píng)分不斷上升,但是當(dāng)凝固溫度超過75℃,感官評(píng)分下降。其中當(dāng)凝固溫度在65℃時(shí),黑豆豆腐的感官評(píng)分均低于其他4組。金楊等[20]研究表明,采用CaSO4制作豆腐時(shí)最佳的凝固溫度為85℃,但是因?yàn)槠渲屑尤肓嗣割惸虅瑫?huì)降低凝固的溫度。當(dāng)凝固溫度過低時(shí),大豆蛋白變性不足,只有較少的蛋白質(zhì)分子暴露出疏水基團(tuán)和其他活性基團(tuán),不利于豆腐凝膠的形成[21]。凝固溫度處于75℃的成品感官評(píng)分最高,與其他組有顯著差異(P<0.05)。因此,選擇凝固溫度為75℃。
2.1.4 凝固時(shí)間對(duì)黑豆豆腐感官評(píng)分的影響
在制作黑豆豆腐的過程中,不同的凝固時(shí)間對(duì)黑豆豆腐的感官品質(zhì)有不同的影響。因此,有效控制凝固時(shí)間有利于保證黑豆豆腐的品質(zhì)。凝固時(shí)間對(duì)黑豆豆腐感官品質(zhì)的影響見圖4。
凝固時(shí)間影響蛋白質(zhì)的溶出率,從而影響豆腐凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成[22]。由圖4可知,隨著凝固時(shí)間的延長(zhǎng),黑豆豆腐的感官評(píng)分不斷升高,豆腐質(zhì)地逐漸變硬,刀切面氣孔減少[23]。但是當(dāng)凝固時(shí)間超過30 min時(shí),黑豆豆腐的細(xì)嫩程度有所改變,逐漸變得粗糙[24]。感官質(zhì)量下降,可能是因?yàn)槎節(jié){中蛋白的巰基發(fā)生氧化,使豆腐硬度降低,對(duì)豆腐的形成產(chǎn)生不利影響[25]。當(dāng)凝固時(shí)間在20 min時(shí),黑豆豆腐的感官評(píng)分低于其他組,可能是凝固時(shí)間過短,大豆蛋白沉淀成凝膠量少而且較為松散、不成形。凝固時(shí)間為30 min時(shí)的成品感官評(píng)分最高,與其他組有顯著差異(P<0.05),成品形狀完整,色澤明亮有光澤,富有豆制品的香味。因此,選擇凝固時(shí)間為30 min。
圖4 凝固時(shí)間對(duì)黑豆豆腐感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of setting time on sensory quality of black bean tofu
2.2.1 感官評(píng)價(jià)結(jié)果
在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,為確定制作黑豆豆腐的最佳工藝條件,以感官評(píng)價(jià)作為主要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表3。
表3 正交試驗(yàn)的感官評(píng)價(jià)測(cè)定結(jié)果Table 3 Sensory evaluation results of orthogonal test
由表 3 可知,RB>RC>RA>RD,即 B 料液比對(duì)黑豆豆腐的品質(zhì)風(fēng)味具有很大的影響,其次為C凝固溫度、A復(fù)合凝固劑質(zhì)量比和D凝固時(shí)間。根據(jù)k值得出,最優(yōu)配方組合為A2B2C3D2,即凝固劑質(zhì)量比為1∶3.00(TG酶 0.25%、CaSO40.75%)、料液比為 1∶8.0(g/mL)、凝固溫度為78℃、凝固時(shí)間為30 min。由于D凝固時(shí)間對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果影響最小,并且考慮到時(shí)間成本,因此可以將30 min縮短為27 min(即正交試驗(yàn)第5組),此時(shí)感官評(píng)分最高(93.0)。
2.2.2 質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定結(jié)果
質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定試驗(yàn)結(jié)果見表4。
表4 正交試驗(yàn)的質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定結(jié)果Table 4 The results of texture characteristics determination by orthogonal test
大豆蛋白熱變性程度過低會(huì)導(dǎo)致大豆蛋白中的肽鏈無法很好地展開,從而無法形成穩(wěn)定的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);而熱變性程度過高則會(huì)使大豆蛋白形成不溶性聚集體,最終導(dǎo)致大豆蛋白無法形成較好的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此,在制備過程中要保證大豆蛋白的熱變性在一定范圍內(nèi),以確保大豆蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)形成[26]。豆腐質(zhì)構(gòu)方面差異由蛋白組分的較大差異引起[27]。由表4可知,第5組樣品硬度、彈性與咀嚼性表現(xiàn)出更好的狀態(tài),而且與其他各組差異顯著(P<0.05),說明這組樣品形態(tài)較好、口感品質(zhì)俱佳,因此第5組質(zhì)構(gòu)特性最優(yōu)。
2.2.3 色澤測(cè)定結(jié)果
在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,為確定制作黑豆豆腐的最佳工藝條件,以色澤指標(biāo)輔助測(cè)定,試驗(yàn)結(jié)果見表5。
表5 正交試驗(yàn)的色澤測(cè)定結(jié)果Table 5 Results of color determination by orthogonal test
L*值越小,說明豆腐色澤越暗淡,b*的數(shù)值越大,說明色澤越黃[28]。由表5可知,L*值大致呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),可能是因?yàn)殡S著溶劑體積的增大,黑豆豆腐的品質(zhì)越來越好,水分不斷向外擴(kuò)散,導(dǎo)致豆腐表面對(duì)光的折射率發(fā)生改變,從而引起L*值的變化。并且第5組a*值與其他組有顯著差異(P<0.05)。綜上,第5組試驗(yàn)樣品的色澤呈現(xiàn)較好的狀態(tài),顏色均一,整體的接受性較高。
2.2.4 基本成分測(cè)定結(jié)果
在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,為確定制作黑豆豆腐的最佳工藝條件,以含水率、蛋白質(zhì)含量、脂肪含量輔助測(cè)定,試驗(yàn)結(jié)果見表6。
表6 正交試驗(yàn)的含水率及蛋白質(zhì)含量及脂肪含量測(cè)定結(jié)果Table 6 Determination results of moisture content,protein content and fat content by orthogonal test
由表6可知,第9組含水率最低,與其他組差異明顯,可能是由該組溶劑體積和凝固溫度較低、凝固時(shí)間較短導(dǎo)致。第5組相對(duì)其他組,含水率較高,成品口感嫩滑細(xì)膩有彈性,整體可接受程度較高。第5組蛋白質(zhì)含量最高,與其他組差異顯著(P<0.05)。黑豆豆腐中蛋白質(zhì)含量越高,豆腐的品質(zhì)風(fēng)味越好。適當(dāng)?shù)奶砑幽{水可使黑豆豆腐中蛋白質(zhì)含量增加。TG酶為生物酶,添加到復(fù)合凝固劑中會(huì)使豆腐本身蛋白質(zhì)含量增加,而且黑豆中富含蛋白質(zhì),二者雙重作用會(huì)使黑豆豆腐的蛋白質(zhì)含量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值相對(duì)于其他普通豆腐更高。從脂肪含量結(jié)果分析,第5組樣品脂肪含量最低。黑豆豆腐中脂肪含量越高,豆腐的品質(zhì)風(fēng)味越差。料液比對(duì)黑豆豆腐脂肪含量影響最為顯著,可能是因?yàn)榱弦罕扔绊懩{的充分程度,太多或者太少的水磨漿,會(huì)使大豆中的脂肪流出,從而使黑豆豆腐的脂肪含量降低。綜上,黑豆豆腐的最佳制作工藝為凝固劑質(zhì)量比1∶3.00、料液比1∶8.0(g/mL)、凝固溫度 78℃、凝固時(shí)間為27 min。
本研究通過單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn),結(jié)合感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)特性、色澤、含水率、蛋白質(zhì)含量及脂肪含量測(cè)定結(jié)果,確定黑豆豆腐最佳工藝為復(fù)合凝固劑質(zhì)量比(TG 酶:CaSO4)1 ∶3.00、料液比 1 ∶8.0(g/mL)、凝固溫度78℃、凝固時(shí)間為27 min。此條件下制作的黑豆豆腐塊形完整、質(zhì)地堅(jiān)實(shí)、口感醇香且色澤均一。