馬鈴薯淀粉添加量對腐竹品質的影響

劉偉峰，張友勝，黃利華，趙甜甜，焦文娟，張業輝

（1.廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所/農業農村部功能食品重點實驗室/廣東省農產品加工重點實驗室，廣東 廣州 510610；2.廣州城市職業學院，廣東 廣州 510405）

【研究意義】腐竹，又稱豆腐皮，起源于唐朝，距今已有1 000 多年的歷史，是中國人很喜愛的一種傳統豆制品。腐竹因其易貯藏、食用方便、獨特的香味以及口感深受消費者的喜愛。腐竹營養豐富，蛋白質含量約50%，脂肪含量約24%［1］。此外，腐竹還富含鈣、鐵、鎂、鋅等礦物質元素，以及不飽和脂肪酸和多種維生素，在減少心血管疾病、糖尿病和防止骨質疏松等方面具有顯著作用［2］。目前，腐竹生產中存在得率低、質量不穩定、添加劑濫用［3-4］等問題，其原因是小作坊式生產工藝參數不確定及可應用于實際生產的提高腐竹得率和機械性能改良方法較少等問題。因此，國內腐竹的研究主要集中在工藝的改良等方面?！厩叭搜芯窟M展】歐錦強等［5］研究發現阿魏酸、甘油和亞硫酸鈉能夠顯著提高腐竹的得率。李雪琴等［6］的研究表明在豆漿中添加5%的海藻酸鈉、變性淀粉和蔗糖酯，腐竹的得率分別達到40%、43.4%和43.4%。朱石龍［7］發現添加卵磷脂、復合磷酸鹽以及谷氨酰轉移酶能夠顯著提高腐竹的得率和品質。張金秀［8］發現豆漿中蛋白質以及脂肪的協同作用能顯著增強腐竹產率和成膜速度。【本研究切入點】添加食品配料是改善腐竹得率和品質的重要手段之一。馬鈴薯淀粉因淀粉顆粒較大，支鏈淀粉含量高，且其支鏈淀粉分子上結合有磷酸基，使其具有良好的糊化性、保水性和流變學特性［9］，而廣泛應用于食品工業。目前，馬鈴薯淀粉應用于腐竹生產的相關研究鮮見報道，馬鈴薯淀粉是改善腐竹得率低、品質差的解決方法之一?！緮M解決的關鍵問題】本研究以東北大豆為主要原料制備腐竹，通過比較分析不同馬鈴薯淀粉添加量對腐竹得率、機械性能、色澤及其微觀結構等的影響，探求改善腐竹品質的工藝，以期為馬鈴薯淀粉應用于腐竹工業提供一定的理論依據與技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

大豆，產地黑龍江，購于廣州華潤萬家超市；馬鈴薯淀粉，北京古松經貿有限公司；其他試劑，均為國產分析純。

儀器與設備：S-3400N 型掃描電子顯微鏡，日本 Hitachi 公司；TA-XT Plus 物性測試儀，英國 Stable Micro Systems 公司；CM-3600d 型色差儀，日本Konica Mino Ita 儀器有限公司；DYY-6D 電泳儀，北京六一生物科技有限公司；豆漿機，廣東美的精品電器制造有限公司；恒溫水浴鍋，金姚市上通溫控儀表廠；DHG-9070A 型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海精宏實驗設備有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 腐竹工藝流程 選豆→清洗→浸泡→去皮→打漿煮漿→2 次過濾→添加馬鈴薯淀粉→注漿→揭膜→烘干→成品。

稱取100 g 東北大豆，在室溫下浸泡12 h 后，磨漿得到豆漿，再添加不同比例馬鈴薯淀粉（0，4%，6%，8%，10%，12%）對腐竹的成分進行調節，再經均質后煮漿，每隔15 min 揭膜1 次，以65 ℃在恒溫箱中烘干4 h，即可得到腐竹。

1.2.2 成分分析 蛋白質測定按照GB5009.5-2016 中凱氏定氮法進行，脂肪測定按照GB5009.6-2016 中酸水解法進行，灰分測定按照GB5009.4-2010 進行，碳水化合物測定按照GB 5009.8-2016 進行。

1.2.3 腐竹得率測定 根據趙秋艷等［10］的方法，將烘干后的腐竹稱重，計算得率：

式中，m為所得烘干腐竹質量（g），X為加入馬鈴薯淀粉等物質的質量（g）。

1.2.4 機械性能的測定 參照張偉等［11］的方法略作修改：將浸泡過的腐竹剪成1 cm×5 cm 的長條，使用數顯游標卡尺測量厚度、斷裂前后的總長度，再在飽和的BaCl2溶液中浸泡穩定12 h，然后，采用TA-XT Plus 物性測試儀測定腐竹斷裂時最大的拉伸強度，每個樣品平行測定3 次。測試儀采用A/KIE 探頭，測定參數：測前速度3 mm/s，測時速度1 mm/s，測后速5 mm/s。計算拉伸強度和延伸率：

式中，TS為拉伸強度（g/mm2），F為樣品斷裂時所受的最大拉力（g），S為樣品的橫截面積（mm2）。E 為延伸率（%），L1為樣品斷裂后的總長度（mm），L0為斷裂前的長度（mm）。

1.2.5 腐竹蒸煮損失率測定 參照趙秋艷等［10］的方法略作修改：將腐竹剪成2 cm×10 cm 的長條，稱取2 g 腐竹樣品置于100 mL 水中，先用沸水蒸煮10 min，然后將煮熟的腐竹反復淋洗5 次，再將腐竹湯液和淋洗水過0.300 mm 篩后收集淋洗液于250 mL 容量瓶中，取25 mL 淋洗液于恒重容器中干燥至恒重，稱量容器質量，計算蒸煮損失率：

式中，L為蒸煮損失率（%），m為樣品質量（g），m0為恒重容器質量（g），m1為裝樣品的恒重容器干燥后質量（g）。

1.2.6 色澤測定 腐竹色澤的測定參照藍偉杰等［12］的方法：將烘干的腐竹在飽和BaCl2溶液中浸泡12 h，然后測定其色澤，重復5 次，結果采用CIE L*、a*、b*表色系統表示。其中L*表示明度，a*表示紅/綠值，b*表示黃/藍值。

1.2.7 腐竹橫截面微觀結構觀察 將腐竹在2%戊二醛溶液（含0.1 mol/L、pH 7.2 的磷酸緩沖液）中浸泡12 h。先用0.1 mol/L 的磷酸緩沖液（pH 7.2）漂洗3 次，每次10 min；然后用1%四氧化二鋨固定1 h，再用30%～100%乙醇梯度脫水；經二氧化碳臨界點干燥和離子濺射后放大2 000 倍，觀察腐竹的橫截面微觀結構。

1.2.8 感官評價分析 按表1 的評價標準賦予分值。

表1 腐竹感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria of yuba

試驗數據使用統計分析軟件SPSS 22.0 進行ANOVA 單因素方差分析，檢測結果用單因素方差分析比較均值。

2 結果與分析

2.1 馬鈴薯淀粉添加量對腐竹營養成分的影響

由表2 可知，由于馬鈴薯淀粉的添加，腐竹化學成分差異顯著。隨著馬鈴薯淀粉添加量從0 增加到12%，腐竹蛋白質和灰分含量呈逐漸降低的趨勢，其中蛋白質含量從41.42%下降至28.85%，灰分含量從2.56%下降至2.40%；而總糖含量則呈增加趨勢，從13.26%增至19.68%；脂肪含量呈先降低后增加的趨勢，且在添加量為8%時達到最低值16.69%。這可能是由于添加少量的馬鈴薯淀粉時，形成比較致密的網絡結構，油脂不易被固定在網絡結構內；當添加過量的馬鈴薯淀粉時，形成的網絡結構比較疏松，油脂能更好地被保留在腐竹內部。

表2 腐竹的化學組成Table 2 Chemical compositions of yuba

2.2 馬鈴薯淀粉添加量對腐竹得率和品質的影響

機械性能是衡量腐竹品質非常重要的指標，腐竹擁有較好的質地和口感，更容易受到消費者的喜愛。由表3 可知，隨著馬鈴薯淀粉添加量的增加，腐竹的得率和機械性能呈先增加后降低的趨勢，當馬鈴薯淀粉的添加量為8%時，腐竹的得率、拉伸強度和延伸率最高，分別為52.23±0.71、3.16±0.46、16.89（±1.37）%，均顯著高于對照。

表3 馬鈴薯淀粉添加量對腐竹得率和品質的影響Table 3 Effects of addition ratios of potato starch on the yield and quality of yuba

腐竹的色澤與外觀同樣重要，它們影響著消費者的購買欲望。色度是對腐竹表觀顏色進行表征，其中，亮度L*越大，腐竹就越亮；a*值越大，腐竹就偏向紅色；b*值越大，腐竹就偏向黃色［13］。由表3 可知，隨著馬鈴薯淀粉添加量的增加，亮度L*呈先增加后降低的趨勢，而a*值和b*值呈先降低后升高的趨勢。

2.3 馬鈴薯淀粉對腐竹傅里葉紅外光譜的影響

有研究表明，3 430 cm-1為羥基伸縮振動峰和氨基伸縮振動吸收峰，1 635、1 569 cm-1分別為腐竹酰胺Ⅰ帶和酰胺Ⅱ帶的吸收峰［14］。由圖1可知，與傳統腐竹相比，馬鈴薯淀粉腐竹中-OH和-NH 伸縮振動峰發生紅移；酰胺Ⅰ帶的耦合振動說明蛋白質分子之間或蛋白質與馬鈴薯淀粉之間的氫鍵相互作用。酰胺Ⅱ帶是由于N-H 彎曲和C-N 伸縮振動產生的［15］。馬鈴薯淀粉腐竹的酰胺Ⅱ帶的吸收峰也向低波數方向移動，說明馬鈴薯淀粉能夠增加腐竹蛋白分子間的相互作用力。

圖1 不同馬鈴薯淀粉添加量腐竹的紅外光譜Fig.1 FTIR spectra of yuba with different addition ratios of potato starch

2.4 馬鈴薯淀粉添加量對腐竹微觀結構的影響

由圖2 可知，未添加馬鈴薯淀粉的腐竹表面較粗糙，結構較疏松，其蛋白質膜上有較大的孔隙。隨著馬鈴薯淀粉添加量的增加，腐竹的表面相對平整，表面孔隙較少，且孔隙較小，當添加4%～6%的馬鈴薯淀粉時，腐竹表面孔隙變小；當添加8%的馬鈴薯淀粉時，腐竹空洞減少，表面更平整致密，說明馬鈴薯淀粉可以促進腐竹網絡結構更加致密；但是當添加量為10%～12%時，腐竹表面開始出現明顯的不溶物，鑲嵌在腐竹表面。

圖2 不同馬鈴薯淀粉添加量腐竹掃描電鏡結果（3 000×）Fig.2 SEM result of yuba with different addition ratios of potato starch（3 000×）

2.5 馬鈴薯淀粉對腐竹蒸煮損失的影響

蒸煮損失率越高，腐竹的耐煮性越不好［16］。腐竹的耐煮性與腐竹中可溶性碳水化合物含量負相關。由圖3可知，隨著馬鈴薯淀粉添加量的增加，腐竹蒸煮損失率先下降后升高，當馬鈴薯淀粉添加量為8%時，腐竹的損失率最低，為15.13%。

圖3 不同馬鈴薯淀粉添加量的腐竹蒸煮損失結果Fig.3 Cooking loss results of yuba with different addition ratios of potato starch

2.6 感官評價

得率和機械性能是衡量腐竹品質的重要指標，但食品的感官評價也同樣重要［17］。由表4可知，當馬鈴薯淀粉添加量為8%時，腐竹顏色和光澤得分最高，為83 分。常規空白組的光澤得分最低。因此，為提高腐竹品質，建議在腐竹的生產中添加8%的馬鈴薯淀粉。

3 討論

目前，腐竹生產還存在小作坊式的生產模式，其得率低、產品品質難以保證，腐竹加工方面的研究主要集中在生產工藝優化和添加劑等方面，目的是提高腐竹的得率和品質。李利華等［18］研究表明，當豆漿濃度為7%、溫度為85 ℃以及pH7.5 時能顯著提高大豆的利用率；張麟等［19］研究了添加劑對腐竹的影響，發現添加0.25%的蒸餾單甘酯、0.10%的多聚磷酸鈉以及0.02%的D-異抗壞血酸鈉能顯著提高腐竹的機械性能和品質。本研究中，添加馬鈴薯淀粉0～8%可顯著提高腐竹的得率、機械強度和亮度，這是由于在腐竹的形成過程中，糖與蛋白質、蛋白質與蛋白質之間通過氫鍵形成網絡結構，從而提高了蛋白膜的機械性能［20］。當添加少量馬鈴薯淀粉時，腐竹膜的延伸率和拉伸強度逐漸增加，這可能是由于馬鈴薯淀粉主要是支鏈淀粉，少量添加時促進了分子之間的相互作用，降低了腐竹膜的剛性結構，使蛋白膜能夠充分伸展，柔韌的特性增加，從而提高腐竹的延伸率［21］。當馬鈴薯淀粉添加量為8%時，腐竹得率、機械強度及色澤亮度分別 為52.23±0.17、3.16±0.46、65.49±1.52；當馬鈴薯淀粉添加量為8%～12%，腐竹的得率、機械強度以及亮度均呈下降的趨勢。豆漿中碳水化物的含量過高，使得在成膜過程中單位體積內的糖分子數增加，蛋白質的分子數相對減少，腐竹的分子間的相互作用降低，緊密性越差，孔隙增加，連結程度降低，因此拉伸強度下降［22］。當馬鈴薯淀粉的添加量超過8%時，腐竹的得率和機械性能出現降低現象，這是由于馬鈴薯淀粉的添加過多，使得豆漿濃度和黏稠度過大，導致蛋白質和脂肪的結合度降低，從而降低了腐竹的產率［23］。這與肖付剛等［24］利用海藻酸鈉、焦磷酸鈉以及羧甲基纖維素鈉使得腐竹得率提高的結果一致。

隨著馬鈴薯淀粉添加量的增加，腐竹的顏色先變淺后加深，這可能是由于當馬鈴薯淀粉含量較低時，馬鈴薯淀粉與大豆蛋白相互作用使得腐竹變得更亮；當豆漿中馬鈴薯淀粉含量較高時，在腐竹形成過程中蛋白質與碳水化合物之間發生美拉德反應程度加劇，導致腐竹顏色加深［13］。添加馬鈴薯淀粉的腐竹，其紅外光譜發生紅移。Laura 等［25］認為在形成腐竹的過程中，分子間形成了氫鍵，有利于形成更加致密的網狀結構，從而增加了馬鈴薯淀粉腐竹的拉伸強度。SEM 結果顯示，添加馬鈴薯淀粉后，腐竹的表面孔隙減少，結構變得致密，這可能是由于腐竹在成膜過程中加熱使蛋白質發生變性，形成了致密的網絡結構。但這種網狀結構含有很多空隙，少量的馬鈴薯淀粉可以很好地進入腐竹膜的空隙中，填滿膜的網絡結構，使膜變得更加致密［26］。馬鈴薯淀粉添加量為10%～12%時，腐竹表面開始出現明顯的不溶物，鑲嵌在腐竹表面。由于蛋白質含量降低以及糖分的升高，形成的腐竹膜表面“魚眼”增多，腐竹表面完整度下降，必然導致拉伸斷裂力和伸長率較低，這是因為當加入少量的馬鈴薯淀粉時，腐竹形成比較穩定的蛋白結構，腐竹不容易破碎，腐竹中的蛋白質和油脂不易被煮出［11］。同時，腐竹的蒸煮損失率呈先降低后升高的趨勢，當馬鈴薯淀粉添加量為8%時，損失率為15.13（±1.1）%。添加馬鈴薯淀粉的腐竹，其煮出液中脂肪占比明顯低于未添加馬鈴薯淀粉的腐竹，這可能是由于常規腐竹的油脂主要嵌入在蛋白質網絡結構中或漂浮在腐竹表面，所以在蒸煮過程中很容易轉移到水中，而添加馬鈴薯淀粉的腐竹可以形成更緊密的網絡結構，因此煮出液中的脂肪占比較低［21］。當馬鈴薯淀粉添加量為8%時，感官評價總得分最高為83 分，具有較好的色澤和機械性能。

4 結論

通過研究馬鈴薯添加量對腐竹品質的影響，結果表明，隨著馬鈴薯添加量的增加，腐竹的營養品質發生顯著變化，且馬鈴薯淀粉的添加會以鑲嵌的形式填充在蛋白質變性形成的網絡結構空隙中，增加了腐竹膜的致密性，從而使腐竹的機械性能和得率和亮度提高。由紅外光譜及掃描電鏡手段分析可知，隨著馬鈴薯淀粉添加量的增加，腐竹紅外光譜發生紅移，說明馬鈴薯淀粉與蛋白質之間產生了氫鍵相互作用；掃描電鏡結果顯示馬鈴薯淀粉腐竹孔隙減少，表面更平整致密。此外，感官評價綜合得分最高。綜上所述，添加8%馬鈴薯淀粉能夠提升腐竹的品質，為指導高品質腐竹生產提供了理論依據和技術支持。