復合凝固劑制備彩色嫩豆腐工藝優化

石 楠, 徐宏偉, 陳海清, 張瑩瑩,4, 郭凱元,5, 劉 雙, 董 兵, 馬艷麗, 檀建新,

(1.河北農業大學 食品科技學院/河北省農產品加工工程技術研究中心， 河北 保定 071001；2.河北大學 生命科學學院， 河北 保定 071002； 3.德益陽光生物技術(北京)有限公司， 北京 100085；4.承德市農林科學院， 河北 承德 067000； 5.天津市場和質量監督管理委員會， 天津 300050)

豆腐是我國乃至亞洲地區的經典食品，在很多種菜肴中都可以見到它的身影。大豆制品作為一種重要的蛋白質來源，不僅在亞洲，甚至在西方國家都越來越受到歡迎[1]。傳統的豆腐外觀白色或微黃色，為了增加豆腐的吸引力和改善口感，番茄汁、草莓汁、紅豆、綠茶粉等[2-3]天然成分常被添加到豆腐中。蔬菜富含維生素、膳食纖維等各種營養成分[4]，健康安全。本研究擬將胡蘿卜、紫甘藍和黃瓜的蔬菜汁作為天然色素添加到嫩豆腐中，以改進其外觀，起到增加食欲的效果。

在亞洲市場中，內酯豆腐是一種典型的嫩豆腐，是以葡萄糖酸內酯(glucono-δ-lactone，GDL)作為蛋白凝固劑生產的。葡萄糖酸內酯是一種安全的食品添加劑，可以誘導酸化和大豆蛋白均質化[5-6]。用GDL制備的嫩豆腐口味微酸，呈柔軟啫喱狀，但也很容易破碎[7-8]。谷氨酰胺轉氨酶(transglutaminase，TGase，EC2.3.2.13)也是一種廣泛使用的凝固劑。將TGase應用于食品生產中時，在不破壞口感和營養成分的同時，可以使食物基質的結構更好、更穩定，膠凝作用和保水性更佳，甚至還可以增加食品的營養價值[9]。曾有研究通過物理特性分析表明，制備豆腐時聯合使用GDL和TGase兩種凝固劑，可以顯著增強豆腐的抗壓性、黏度、含水量、持水性和微觀結構密度，且絲毫不影響口感[10]。本研究擬采用GDL和TGase為復合凝固劑，選擇蔬菜汁為天然色素，通過響應面分析(response surface methodo-logy, RSM)，綜合衡量兩種凝固劑濃度和點漿溫度在蔬菜汁存在時，對豆腐彈性和凝聚性的影響，從而建立一種制備彩色嫩豆腐的方法，為改善內酯豆腐過軟、易碎的特點，改善其質地特征，增強適口性，以促進豆制品的多樣化。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆(Glycinemax(Linn.) Merr.)，購于河北保定富民種子站；胡蘿卜、紫甘藍、黃瓜，購于河北保定惠友超市；TGase，河南潤達食品化工有限公司；GDL，江西省新黃海醫藥食品化工有限公司；內酯豆腐，購于河北保定惠友超市。其他化學試劑為國產分析純。

1.2 儀器與設備

DJ13E- Q3型九陽豆漿機，杭州九陽股份有限公司；C21S06- B型電磁爐，浙江蘇泊爾炊具股份有限公司；HH- 4型數顯恒溫水浴鍋，金壇市杰瑞爾電器有限公司；TMS-Pro型質構儀(配PT- 2型檢測探頭)，美國Food Technology Corporation。

1.3 實驗方法

1.3.1蔬菜汁的制備

將胡蘿卜、紫甘藍和黃瓜用清水洗凈，切成小塊(黃瓜只用皮)，分別置于豆漿機中打碎(室溫操作)，隔濾網用濾布過濾，制得蔬菜汁。

1.3.2豆漿的制備

取大豆200 g，按質量比為1∶6的比例加水，室溫下浸泡漲發10 h。浸發好的豆子和浸液一同置于豆漿機中打碎，收集的豆渣放入豆漿機再次打碎，如此重復打漿3次，操作過程中加水200 mL。將所得豆漿(約1 400 mL)用濾布過濾后置于電磁爐上，小火加熱攪拌，煮沸5 min。按照每100 mL豆漿加入10 mL蔬菜汁的比例[2]，向豆漿中慢慢加入蔬菜汁，邊加邊攪拌，繼續保持沸騰狀態2 min。將蔬菜豆漿汁迅速置于冰上使其快速降至室溫，即得到3種彩色豆漿。

1.3.3響應面試驗設計

本實驗中影響豆腐彈性和內聚性的3個變量分別為TGase含量(A)、GDL含量(B)和點漿溫度(C)，因此選用三因素，運用BBD(Box-Bchnkin design)法[11]構建響應面(response surface design，RSM)模型。各因素代碼及其水平見表1。根據試驗結果進行回歸分析，得到回歸模型，以優化制備彩色嫩豆腐的制備參數。RSM分析過程包括試驗數據與多項式方程的擬合，通過Design-Expert?(v 8.0.7)軟件包執行。

表1 彩色豆腐制備響應面設計因素水平表

1.3.4彩色豆腐的制備

取彩色豆漿3份，各300 mL，置于3個500 mL燒杯中，分別水浴加熱至45、50，55 ℃，保溫30 min。將豆漿分成若干等份(每份25 mL)，置于平皿中，按照響應面設計的試驗安排，分別在對應溫度的豆漿中加入不同含量的凝固劑。TGase含量分別為1.0、1.5、2.0 g/L，GDL含量分別為1.0、2.0、3.0 g/L，過程中保持各自溫度不變。凝固劑與豆漿混合均勻后靜置保溫2 h，使豆漿凝固。將豆腐置于80 ℃水浴中處理10 min，置于4 ℃冰箱保存，用于后續分析。

1.3.5彩色豆腐質地分析

將彩色豆腐樣品切成1 cm3小塊兒，利用質構儀對豆腐樣品進行質地剖面分析(質構儀探頭觸發力0.05 N，速率100 mm/min，壓縮形變率50%)，即可獲得豆腐樣品的彈性數據和凝聚性數據。

1.3.6感官評價

參照GB/T 29605—2013[12]與文獻[13]中的方法，選擇了9位成員組成感官評價小組，其中男性5位，女性4位。評價標準包括滋味/氣味、組織狀態，按10分制進行打分，1分為極差，10分為最佳。豆腐樣品的最終得分為各項綜合平均分。

2 結果與討論

2.1 響應面分析結果

表2為基于BBD的三因素三水平響應面分析結果，響應值即為在不同點漿條件下獲得的彩色嫩豆腐樣品通過質構儀分析得到的彈性(R1)和凝聚性(R2)數值(僅列出胡蘿卜豆腐樣品的數據)。

表2 BBD方案與結果

通過Design-Expert軟件包對試驗結果進行了多元回歸擬合，響應值R1(彈性)對因素A、B、C的多元回歸方程見式(1)。

R1=3.60-0.047A+0.011B+0.086C-
0.073AB-0.027AC-0.085BC-0.15A2-
0.12B2-0.076C2。

(1)

表3 彈性模型的回歸分析與統計結果

圖1 凝固劑含量和點漿溫度對彩色嫩豆腐彈性影響的響應面分析結果Fig.1 Response surface of effects of TGase concentration, GDL concentration, and temperature for springiness of color soft tofu

凝固劑含量和豆漿溫度對彩色豆腐彈性的影響結果見圖1。圖1中，彈性最大值對應于曲面的最突出部位和等高線最內部圓的中心處，各因素的最佳值都在試驗設計的范圍內。圖1(a)顯示了TGase含量和點漿溫度對于彩色嫩豆腐彈性的影響，等高線接近圓形，顯示A、C間的交互作用不明顯；通常等高線越接近橢圓，因素間的交互作用越顯著[14]。圖1(b)與圖1(c)的等高線呈橢圓形，曲面的坡度更為明顯，說明兩種凝固劑含量之間、GDL含量與點漿溫度間的交互作用較為顯著，這與方差分析的結果相吻合；因此，適宜的凝固劑濃度和點漿溫度可以改善彩色嫩豆腐的彈性。

同理，另一響應值R2(凝聚性)對因素A、B、C的多元回歸方程見式(2)。

R2=0.27-1.25×10-4A-2.00×10-3B+
2.625×10-3C-1.5×10-3AB-2.5×10-4AC-
1.50×10-3BC-1.875×10-3A2-
2.625×10-3B2-3.875×10-3C2。

(2)

通常認為，TGase作用于大豆蛋白分子時，會形成分子內和分子間的ε-(γ-谷氨酰基)-賴氨酸交聯[15-16]，但也有研究支持這個酶的另一種作用，比如引起谷氨酰胺殘基的水解。這種水解活性會取代這種酶的交聯活性，使豆腐的質地發生變化[17]。這就解釋了TGase含量對于彩色嫩豆腐的凝聚性影響不如GDL明顯。

表4 凝聚性模型的回歸分析與統計結果

凝固劑含量與點漿溫度對于彩色嫩豆腐凝聚性影響的曲面圖見圖2。模型趨勢與圖1類似：圖2(b)與圖2(c)展示了坡度較為明顯的曲面圖，說明了在凝聚性方面，兩種凝固劑含量之間、GDL含量與點漿溫度間的交互作用也是較為顯著的。

根據凝固劑與彩色嫩豆腐彈性和點漿溫度關系的數據，利用Design Expert軟件包進行了分析，獲得了制備彩色嫩豆腐的優化條件： TGase質量濃度1.4 g/L，GDL質量濃度1.7 g/L，點漿溫度53 ℃；對應的彈性為3.630 mm，凝聚性為0.267。

2.2 優化制備條件的驗證結果

按照響應面優化得到的彩色嫩豆腐制備優化條件，進行了豆腐的制備，每種豆腐都同時制作3份。用質構儀檢測樣品的彈性和凝聚性，其中胡蘿卜豆腐樣品的彈性為(3.580±0.028) mm，凝聚性為0.271±0.005，同RSM預測數值相比，偏差分別為1.40%和1.50%。驗證實驗結果說明，得到的模型是可靠的。其他兩種豆腐樣品也均在相同的制備條件下得到了相同的結果(數據未顯示)。

通過質構分析和感官評價方法，將得到的彩色嫩豆腐樣品同市售的內酯豆腐進行了對比，結果見表5。從表5中可以看出，彩色嫩豆腐的感官評價得分都大于9分，而內酯豆腐得分小于8.5分，說明彩色嫩豆腐的口感、味道、質地等方面均優于普通內酯豆腐。彩色嫩豆腐彈性和凝聚性好，說明適口性更強；蔬菜汁的添加，無論是從外觀，還是從風味上，都使彩色嫩豆腐更勝一籌。

表5 彩色嫩豆腐與內酯豆腐的對比

3 結 論

將胡蘿卜、紫甘藍和黃瓜3種蔬菜汁作為天然色素，以TGase和GDL為復合凝固劑，制備出了彩色嫩豆腐。利用RSM法確定了制備彩色嫩豆腐的優化條件：TGase 1.4 g/L，GDL 1.7 g/L，點漿溫度53 ℃。由響應面模型分析結果可知，點漿溫度對于彩色嫩豆腐凝聚性和彈性的影響要大于凝固劑的濃度；TGase添加量對于彩色嫩豆腐彈性的影響大于GDL，而對于凝聚性的影響則小于GDL。通過質構分析和感官評價，對比了優化條件下制備出的彩色嫩豆腐與市售的普通內酯豆腐，彩色嫩豆腐無論從外觀，還是從風味上都優于市售內酯豆腐。本實驗結果表明，采用優化的工藝條件，能夠制備出比普通內酯豆腐外觀和風味更佳的豆腐制品，可以為開發更多品種的豆腐制品提供理論參考。