影响方便豆腐脑粉品质的因素探讨

2015-04-07 17:43高长城吴琼李可人张莉弘邹险峰于淑艳
食品研究与开发 2015年9期
关键词:凝固剂豆粉豆腐脑

高长城,吴琼,李可人,张莉弘,邹险峰,于淑艳,*

(1.长春大学农产品深加工省重点实验室,吉林长春130022;2.吉林省食品检验所,吉林长春130103)

影响方便豆腐脑粉品质的因素探讨

高长城1,吴琼1,李可人2,张莉弘1,邹险峰1,于淑艳1,*

(1.长春大学农产品深加工省重点实验室,吉林长春130022;2.吉林省食品检验所,吉林长春130103)

溶解性和凝结性反映着方便豆腐脑粉的品质。本文从全湿法生产工艺出发,就其影响方便豆腐脑粉品质的因素——制浆条件、豆浆的改性处理、凝固剂、干燥方式、乳化剂等进行综述,为进一步深入研究和加工方便豆腐脑粉提供参考。

方便豆腐脑粉;品质;因素;展望

大豆在我国的栽培和利用历史悠久。大豆中富含蛋白质、脂肪、碳水化合物等营养成分,是提供人体所需蛋白与脂肪营养素的主要来源。其含有的活性物质如大豆肽、大豆异黄酮、大豆皂苷、大豆低聚糖等对人体有重要的营养保健作用。豆腐脑是我国的传统风味小吃,深受人们的喜爱,但不便携带。而利用大豆为主要原料生产的方便豆腐脑粉,是一种具有速溶和速凝特性的豆粉。将其加入热水后即速溶,可在5min~10min内凝固成豆腐脑。这种方便豆腐脑粉具有携带方便,营养丰富,随冲随吃,适于工业化生产。

目前方便豆腐脑粉在生产工艺上还存在着一些问题,影响着产品的品质。其产品在溶解性和凝结性等方面不尽人意,亟待改善,该研究已成为豆制品行业的研究热点。本文从以下几个方面对其影响因素进行综述。

1原料的选择

原料大豆中蛋白质含量及水溶性球蛋白含量对豆腐脑形成及产品得率影响很大。我国传统豆腐加工主要利用的成分是大豆中的水溶性球蛋白,我国育成的黑农35、东农42、丰收12、南农大黄豆、南农99~10、湘春豆16号等,由于水溶性球蛋白含量提高,用于加工豆腐可比一般品种提高得率10%~20%[1]。大豆原料对豆腐脑的影响很大,选择好的大豆原料可以提高豆腐脑得率,改善豆腐脑质构,使产品性状比一般原料生产出来的豆腐脑好[2]。

2制浆条件

目前制浆工艺基本分为湿法、半湿法和干法。常用的制浆方法为湿法。

湿法制浆中大豆的浸泡程度与浸泡的水温、时间及浸泡用水的pH有关。浸泡的作用是使大豆吸水膨胀,便于提取大豆中的蛋白质。浸泡不足,蛋白质溶出不彻;浸泡过度,产品保水性差。比较理想的水温在15℃~20℃。夏季8 h~10 h,冬季6 h~20 h,浸泡用水量为大豆的2~3倍,浸泡水中加入一定浓度的碳酸氢钠或柠檬酸可防止产生豆腥味,增加蛋白质溶出,缩短浸泡时间[1,3-4]。

任媛媛[5]优化大豆浸泡工艺,得出影响大豆蛋白溶出率的主次因素为:浸泡时间>碳酸氢钠>料水比。最佳浸泡时间为10 h,料水比:1∶2.5 g/mL,碳酸氢钠溶液的浓度为0.4%,大豆蛋白的溶出率为82.2%。

而磨浆时的水温、料液比及pH影响大豆蛋白溶出率。一般料水比以磨浆除渣后料液的浓度为8%~9%为宜。夏明敬[6]研究磨浆工艺,得出磨浆温度85℃,料水比1∶7 g/mL,碳酸氢钠添加量为0.3%。

3灭酶脱腥

灭酶脱腥是湿法生产中的关键工序。大豆中含有对人体有害的脲酶、胰蛋白酶、凝血素等抗营养因子,在加工中需除去。而大豆在破碎后产生的豆腥味,影响产品的口感。可以通过加热处理,钝化酶的活性和除去豆腥味,同时可使豆浆中的大豆蛋白发生变性,有利于大豆蛋白凝胶的形成。但是热处理过度会导致凝胶强度下降。一般热处理为95℃,5 min~10 min为宜[2,5],采用超高温瞬时杀菌机进行脱腥处理更适合工厂化生产。

4豆浆的改性处理

4.1 超声波处理

大功率超声产生的“声空化”作用,会在水相介质中产生强大的压力、剪切力和高温,能打断蛋白质的四级结构,释放出小分子亚基或肽,因此超声处理能显著提高大豆蛋白的溶解性[7]。

赵莹莹[8]、闫洁[9]在磨浆后对浆液进行超声波处理,不但使产品的凝胶性有所提高,同时也改善溶解性。超声波功率被控制在200 W~400 W之间,时间5 min~10 min为宜,大豆浆料离子强度0.02 mol/L。

4.2 微波处理

闫洁[2]研究微波影响大豆蛋白NSI的因素依次为:微波时间、微波功率、离子强度。最好的试验组合为:微波功率400 W、时间4 min、离子强度0.015 mol/L。在此试验条件下进行试验测定的NSI值为85.25%,与未经过微波处理的结果相比较NSI值高出了20%,在此条件下制得的产品的凝胶强度为28.9 g,较未经处理的产品的凝胶强度高9 g。

4.3 酶改性

在豆浆中加入蛋白酶,经一定程度的水解后,可使豆浆中蛋白质分子适当降解,然后再喷雾干燥成豆奶粉。这种豆奶粉在速溶性、耐热性和除腥味方面,都有较大幅度的改善,还使浓缩过程易于进行[10]。但在酶解过程中,水解程度控制不好,容易产生苦味。一般采用碱性蛋白酶Alcalase、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶等对大豆蛋白进行水解。

王玲等[11]选择木瓜蛋白酶水解大豆蛋白,各因素对NSI值影响大小依次为:酶解时间>加酶量>酶解温度>pH。通过响应面优化得出最佳酶解条件为pH7.0,加酶量8 765 U/g,酶解温度54℃,酶解时间为1.8 h。此条件下NSI值为85.83%、DH值为4.6%且没有苦味产生。将经酶解与未经酶解过程制作的豆粉进行扫描电镜观察,结果显示经酶解处理的豆粉颗粒形状均一,分散的较均匀,而未经酶解处理的豆粉呈交联状态,分子聚集,大小不一[6]。

孙欣等[12]在无糖豆奶粉生产过程中添加蛋白酶并控制水解度,研究表明,Neutrase中性蛋白酶对提高无糖豆奶粉溶解性较ASI.398中性蛋白酶和Alcalase碱性蛋白酶显著;当Neutrase中性蛋白酶加酶量([E]/[S])为0.40%时,豆奶粉蛋白质溶解度指数(PSI)和固形物溶解度指数(DSI)较好,此时豆奶粉中蛋白质的水解度(DH)为4.44%。

4.4 均质改性

均质可以降低浓度,使凝聚的蛋白质颗粒破碎变成细小的颗粒,并可使脂肪球破碎成小脂肪球,有利于提高豆粉的溶解度和吸收率[13]。

吴文龙[14]认为脂肪球团在第一次均质过程中被打碎,而此时尚未有足够的蛋白质或乳化剂吸咐于新生的表面形成稳定的脂肪微球,为了降低表面张力,这些脂肪球会团簇在一起分享乳化剂和蛋白质。通过第二次均质,适当的均质压力可以将这些团簇的脂肪微球进一步分开和分散,实现蛋白质或乳化在脂肪微球表面分得二次分配,从而提高了均质效率,改善了稳定性。研究表明,豆乳浓度1∶10 g/mL条件下,采用二次均质,均质温度60℃,一次均质压力为25 MPa,二次压力为20 MPa,添加单甘酯0.06%,蔗糖酯0.08%,CMC-Na 0.12%,豆乳的稳定性较好。

姜梅等[15]通过研究发现,随着均质压力(0 MPa~140MPa)增加,生豆乳蛋白质溶解度显著增加(P<0.05),颗粒粒度和表观黏度显著下降(P<0.05);均质后加热可进一步增强豆乳这些特性。透射电镜结果揭示均质与加热联合处理能够增加豆乳颗粒分散度和均匀性、降低豆乳颗粒粒径。内部荧光分析结果表明均质和加热改变了大豆蛋白分子的构象,增加色氨基酸微环境的极性,增强了蛋白质分子水合作用。SDS-PAGE表明,均质和加热能够分解蛋白质,提高了豆乳蛋白质溶解度。

5乳化剂

乳化剂是能使互不相容的液体(如油和水)形成稳定乳浊液的食品添加剂。乳化剂分子内通常具有亲水和亲油的二种基团,或在水和油的界面形成一吸附层,将二者联结起来,因而起到乳化作用[13]。它具有乳化、润湿、渗透、发泡、消泡、分散、增溶、润滑等作用[16]。

方便豆腐脑粉中含有蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质的成分,加水冲调后形成多相混合相容的分散系,而维系其体系的相容稳定离不开乳化剂。另外,考虑到方便豆腐脑粉既要有良好的溶解性,在复水后还要有较强的凝胶能力,才能形成状态较好的凝胶,所以在加入添加剂改善豆粉溶解性的同时,还要考虑这些添加剂是否对大豆蛋白的凝胶能力有阻碍作用[5]。

在方便豆腐脑粉中生产和研究中,常用的乳化剂有单硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯、大豆磷脂、酪蛋白酸钠等。

不同乳化剂对大豆蛋白凝胶能力有不同影响,这可能与乳化剂的不同组成及结构有关。单甘酯、大豆磷脂和蔗糖脂肪酸酯(HLBl5)对大豆蛋白凝胶能力的阻碍作用较小。单甘酯的添加量为0.27%、大豆磷脂为0.27%、蔗糖脂肪酸酯(HLBl5)为0.30%时,大豆浆料可得较好的乳化效果[5]。

赵莹莹[8]通过对各乳化剂性质的比较和乳化剂复配原则的理解,选择单甘酯和蔗糖脂肪酸酯进行复配,发现复合乳化剂中蔗糖脂肪酸酯的比例越高,浆料的凝胶形成能力越强,凝胶失水率越小,乳化稳定性越好,因此得到的最佳复配比为单甘酯∶蔗糖脂肪酸酯=1∶3。以乳化稳定性为指标,复合乳化剂、CMCNa、柠檬酸钠的浓度为影响因素设计三因素三水平的正交试验,试验得到各添加剂的最佳添加量为:复合乳化剂0.2%,CMC-Na 0.1%,柠檬酸钠0.06%。在此基础上,酪蛋白酸钠的最佳浓度为6%。

6干燥

目前国内生产豆粉多数采用喷雾干燥方式。它是借助于离心力或压力的作用,使预先浓缩的料液,在特制的干燥室内喷成雾滴,而后用热空气干造成粉末[17]。

钟芳等[18]通过研究发现,离心喷雾所得样品的表面光滑,而压力喷雾干燥样品的表面分布着无数的毛细孔,这有利于复水时增大颗粒与水的接触面积,从而改善豆粉的分散性。

杨秋萍[19]认为对于豆粉而言,如果颗粒直径过小,颗粒内部的毛细管少而细,当粒子与水接触时,表面部分迅速润湿,而增加粘性,使通过的本来就细的毛细管闭塞,且形成浓的液膜,包覆豆粉颗粒,阻碍水介质的浸透和扩散,影响润湿分散性,容易结成团块漂浮于水面。但如果颗粒过大,在冲调时很快沉淀,布朗运动和热运动减慢,与水接触面减少,使溶解速度减慢。喷雾干燥后的粉粒大小与豆浆的浓缩度、喷雾压力、喷孔直径、喷雾塔进出温差有直接关系。认为比较理想的工艺条件为12°Be~13°Be下,喷雾塔进风温度148℃~150℃,排风温度85℃~90℃,板眼:孔径2.8 mm~3.0 mm,在此条件下可造出速溶性较好的直径为100μm~150 μm的豆腐脑粉颗粒。

7凝固剂

凝固剂的种类和用量及添加方式对大豆蛋白凝胶形成影响较大。传统豆腐脑多采用钙盐和镁盐作为凝固剂,而方便豆腐脑粉生产和研究中使用的凝固剂有盐类凝固剂、酸类凝固剂、酶类凝固剂以及两种以上凝固剂按不同比例制成的复合凝固剂。盐类凝固剂有石膏、氯化钙、盐卤,酸类凝固剂有葡萄糖酸-δ-内酯(GDL),酶类凝固剂有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶等。复合凝固剂中多以以葡萄糖酸-δ-内酯(GDL)为主,添加其他盐类凝固剂增强豆腐脑的硬度和弹性。还可通过对盐类凝固剂进行包埋,便于凝固分散均匀。常用的包埋壁材有:卡拉胶、明胶、黄原胶、麦芽糊精、海藻酸盐、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)等。任媛媛[20]通过研究发现,不经包埋的盐类凝固剂所形成的豆腐脑的状态很差。对盐类凝固剂进行包埋,可在一定程度上延缓大豆蛋白与盐类凝固剂的作用,有利于形成比较均匀的凝胶。盐类凝固剂:麦芽糊精为1∶3时,所得的即食豆腐脑产品较好。

8展望

传统小吃豆腐脑,基本上都是现做现卖,一般生产规模较小,效率低,存在食品安全隐患,且不便于保藏和携带,更不适于工业化生产。而方便豆腐脑粉可以实现标准化生产,安全卫生,携带方便,满足人们快节奏生活的需求。通过积极的研究和探索,不断的改进生产工艺和提高产品品质,其产品将为更多的消费者所青睐,具有良好的发展前景。

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Study on the Effect of Quality of Instant Soybean Curd Powder

GAO Chang-cheng1,WU Qiong1,LI Ke-ren2,ZHANG Li-hong1,ZOU Xian-feng1,YU Shu-yan1,*

(1.Key Laboratory of Agricultural Products Processing,Changchun University,Changchun 130022,Jilin,China;2.Jilin Province Food Inspection Institute,Changchun 130103,Jilin,China)

Solubility and coagulability reflects the quality of Instant soybean curd powder.In this paper,the effect of pulping conditions,modification of soybean milk,coagulant,drying methods and emulsifiers on the quality of Instant soybean curd powder with full wet production process was investigated,this study provided a reference for further research and facilitated the process of Instant soybean curd powder.

Instant soybean curd powder;quality;factor;prospect

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.09.036

2014-05-16

长春市科技计划项目(2013179)

高长城(1962—),男(汉),教授,本科,研究方向:大豆深加工。

*通信作者:于淑艳(1962—),女(汉),高级工程师,本科,研究方向:农产品深加工。

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