花生粕脂肪含量对豆腐品质的影响

郭亚龙, 胡 晖, 王 强, 刘红芝

中国农业科学院农产品加工研究所, 农业农村部农产品加工综合性重点实验室, 北京 100193

花生是我国独具优势的农产品之一，我国花生的种植、加工和贸易量均居世界首位。目前，花生主要用于榨油，可产生大量的副产物——花生粕，而根据制油工艺不同又可将其分为高温粕和低温粕[1]。传统高温工艺制得的花生粕，因蛋白质变性严重，只能用作饲料[2]；而近年来通过低温制油工艺得到的花生粕，蛋白质变性程度较低，基本保持了其功能特性，具有更高的应用价值和前景[3～5]。但与大豆粕相比，低温花生粕的综合利用和精深加工尚不充分，对其进行开发利用可丰富花生蛋白制品的种类、提升产品附加值，有利于促进花生产业长远、健康的发展。

豆腐是我国居民日常膳食中重要的蛋白质来源，目前市场上销售的豆腐产品主要是以大豆为原料制作而成的。然而，一方面，大豆豆腐具有的豆腥味使部分消费者难以接受[6]；另一方面，近年来我国大豆产量基本保持稳定，而豆腐及其他大豆制品的消费需求却在不断增加，因此，拓展新的豆腐加工原料具有重要意义。

花生中油脂含量可达50%以上，而脂肪含量过高会导致以花生为原料制备的豆腐存在成型困难、口感油腻的问题，且花生蛋白凝胶性相对较差、热稳定性较强，这也是以花生蛋白为原料制备豆腐产品的技术瓶颈。而低温花生粕已去除了部分油脂，便于调节脂肪含量，更适合作为制备豆腐的原料。本团队前期已建立了一种以低温花生粕为原料，结合TG和HTPC制备花生豆腐的新型加工工艺[6]。但对于原料的脂肪含量对豆腐凝胶形成和品质的影响尚缺乏系统的研究，因此，本研究进一步考察了不同花生粕脂肪含量对制得的花生豆腐品质的影响，并且分析了加工过程中花生蛋白结构的变化，以期为花生豆腐加工提供技术指导和理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

鲁花11脱皮花生购于山东玉皇粮油食品有限公司；谷氨酰胺转氨酶(酶活力为1 000 U/g)、Lowry法蛋白浓度测定试剂盒购于北京索莱宝科技有限公司；8-苯氨基-1-萘磺酸铵盐(8-anilino-1-naphthalenesulfonic acid ammonium salt，ANS)来自美国Sigma公司；其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器

QYZ-230液压榨油机(山东省良君益友机械有限公司)；WSD-Y卫生即时豆腐机(北京市洛克机械有限责任公司)；K1100凯氏定氮仪(济南海能仪器股份有限公司)；SOX406脂肪分析仪(济南海能仪器股份有限公司)；TA-TX2i质构仪(英国Stable Micro System公司)；101A-2B电热鼓风干燥箱(上海实验仪器厂有限公司)；CS-580色彩色差计(杭州彩谱科技有限公司)；NANO DSC差示扫描量热仪(美国TA Instruments公司)；UV2550紫外可见光分光光度计(日本岛津公司)；F-2500荧光分光光度计(日本日立公司)。

1.3 不同脂肪含量花生粕制备

以鲁花11为原料，先将其于95℃烘烤30 min，待冷却后脱红衣得到脱皮花生。再分别称取3 kg脱皮花生，利用液压榨油机(50℃，28～32 MPa)榨取5 min、10 min、20 min、60 min和180 min，得到不同脂肪含量的花生粕。于4℃冷库中保藏备用。

1.4 物质组成分析

蛋白质的测定参照GB 5009.5-2016[7]方法进行；脂肪的测定参照GB/T 5009.6-2016[8]方法进行；固形物含量的测定采用105℃恒重法测定[9]。

1.5 花生豆腐制备工艺

参照Guo等[6]的方法制备花生豆腐。

1.6 豆腐品质分析

1.6.1豆腐得率测定 参照Zuo等[10]的方法测定豆腐得率，即每100 g低温花生粕制得豆腐的重量(g)，单位为g/100 g。

1.6.2豆腐保水性测定 参照Puppo等[11]的方法，称取3 g(精确至0.001 g)豆腐于50 mL离心管中(底部放置一定量的脱脂棉)，1 000 r/min离心10 min，取出豆腐称其质量为m1，再于105℃条件下干燥3～5 h至恒重(m0)，按照下式计算豆腐保水性：

保水性=(m1-m0)/m1×100%

1.6.3豆腐质构测定 参照Guo等[6]的方法，利用TA-TX2i质构仪测定花生豆腐的硬度、弹性和咀嚼性。

1.6.4豆腐耐煮性测定 参照Chang等[13]的方法，将豆腐切成长方体小块(3 cm×1.5 cm×1.5 cm)并称其质量为m1，放入盛有沸水的电磁炉中保持沸腾5 min，再将煮后的豆腐样品过40目筛过滤，并准确称量筛上豆腐质量m2。按照下式计算豆腐蒸煮损失：

蒸煮损失=(m1-m2)/m1×100%

1.6.5豆腐色泽分析 参照Kong等[14]的方法，采用色彩色差计的CIELAB颜色空间测定豆腐色泽，用L、a、b值表示。L(0～100)代表亮度值，接近0代表偏向黑值，接近100代表偏向白值；a(+，-)代表红绿值，+代表偏向红值，-代表偏向绿值；b(+，-)代表黄蓝值，+代表偏向黄值，-代表偏向蓝值。仪器用标准盘(L*=89.73，a*=-0.78，b*= 1.88)平衡，每个样品测定6次，计算L、a、b的平均值。

1.7 花生蛋白结构变化表征

1.7.1热特性分析 参照Guo等[6]的方法，利用NANO DSC测定花生蛋白样品的变性温度(Td)和吸热焓值(ΔH)。

1.7.2表面疏水性测定 参照He等[15]的方法，以8-苯胺-1-萘磺酸铵盐(ANS)为荧光探针测定表面疏水性(H0)。荧光分光光度计的发射波长和激发波长分别设为470 nm和390 nm。H0即为荧光强度对蛋白质浓度作图而得的斜率。

1.7.3总游离巯基含量测定 参照Ou等[16]和Gong等[17]的方法测定总游离巯基含量。配置pH 8.0含8 mol/L尿素的Tris-甘氨酸缓冲液。称取180 mg花生蛋白样品，并与10 mL无水丙酮混合搅拌10 min，3 719 r/min离心10 min，所得沉淀用5 mL丙酮洗涤2次，再用氮吹仪除去残余丙酮。加入缓冲液将沉淀溶解、搅拌30 min，6 790 r/min离心10 min，收集上清液待测。取4 mL上清液与160 μL的Ellman’s试剂(4 mg/mL)混匀，反应10 min，于412 nm处测定吸光度。以不含花生蛋白样品的溶液作为参比。根据下式计算总游离巯基含量：

总游离巯基含量(-SH，μmol/g)=(75.53×A412)/C

其中，A表示在412 nm处的吸光度，C表示蛋白浓度(mg/mL)。

1.8 数据分析

采用SSPS 16.0和Origin 8.6软件进行数据分析，利用Duncan’s检验判定显著性差异(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 原料组成分析

如表1所示，脱皮花生中蛋白质含量和脂肪含量分别为27.49%和45.81%，随着压榨时间增加(5～180 min)，油脂从花生中被挤出，使得花生粕中脂肪含量降低(从25.54%到6.89%)，与此同时蛋白质含量增加(从35.45%到43.33%)，且制浆后所得的花生乳中蛋白质含量也随之增加(从3.61%到4.31%)。但花生乳中固形物含量却表现出不同的变化规律，花生经过短时间压榨(5 min、10 min、20 min)获得的脂肪含量较高、蛋白质含量较低的样品制得的花生乳，其固形物含量总体上高于以长时间压榨(60 min、180 min)样品制得的花生乳。一般而言，豆浆中固形物含量随着大豆中蛋白质含量的增加而增加[18]，产生本研究实验结果的原因可能是，前者在压榨过程中蛋白质受压力作用时间较短、变性程度较低，有利于在浸泡、磨浆过程中溶胀并转移至花生乳中；而后者经过长时间压榨后，蛋白质变性程度较高，不利于其溶出。

表1 原料物质组成分析Table 1 Composition analysis of raw materials.

2.2 脂肪含量对豆腐质构和保水性影响

如表2所示，当花生粕的脂肪含量为6.89%时，豆腐硬度为275.44 g，咀嚼性为141.08 g，介于市售大豆石膏豆腐和卤水豆腐之间，且接近于石膏豆腐；弹性为0.96，显著高于(P<0.05)市售大豆石膏豆腐(0.95)和卤水豆腐(0.91)。随着脂肪含量增加(6.89%～15.43%)，花生粕和花生乳中蛋白质含量相对减少(表1)，豆腐硬度和咀嚼性均呈降低趋势，这与前人的研究结果一致[19,20]。而当脂肪含量增加到20.28%时，豆腐硬度和咀嚼性显著增加(P<0.05)，但仍小于脂肪含量为6.89%的花生粕制得的豆腐。总体上，当脂肪含量在10.12%～20.28%范围内时，所得豆腐的质构较之于市售大豆豆腐偏软。而当脂肪含量过高(25.54%)时，难以压制成型。豆腐得率和保水性均随花生粕脂肪含量增加而呈先升高后降低趋势，而且花生豆腐的保水性均高于市售大豆豆腐。

表2 不同花生粕脂肪含量对豆腐得率、保水性和质构影响Table 2 Yield, water holding capacity and textural properties of tofu prepared from peanut cakes with different oil contents.

2.3 豆腐品质分析

2.3.1耐煮性分析 分析了以脂肪含量为6.89%的花生粕为原料制得的花生豆腐的耐煮性，并与市售大豆卤水豆腐和石膏豆腐进行了对比(图1)。结果显示，在沸水中保持沸腾5 min后，

图1 花生豆腐蒸煮损失Fig.1 Cooking loss of peanut tofu.

花生豆腐蒸煮损失率为0.89%，而市售卤水豆腐和石膏豆腐的蒸煮损失率分别为0.69%和0.25%，虽然三者之间有显著差异(P<0.05)，但数值均较小，这表明采用新型工艺制得的花生豆腐具有优良的耐煮性。

2.3.2色泽分析 分析了以脂肪含量为6.89%的花生粕为原料制得的花生豆腐的色泽，并与市售大豆卤水豆腐和石膏豆腐进行了对比(表3)。结果表明，花生豆腐L值为87.39，而市售卤水豆腐、石膏豆腐分别为89.11、90.06，虽然三者在数值上具有显著性差异(P<0.05)，但花生豆腐仍呈现出较好的亮度；花生豆腐a值为负(-0.32)，偏向绿值，而市售卤水豆腐、石膏豆腐a值均为正，偏向红值；3种豆腐b值均为正，说明在黄蓝值中偏向黄值，但是花生豆腐b值(8.38)显著小于市售大豆卤水(16.56)和石膏(15.86)豆腐(P<0.05)，表明大豆豆腐色泽偏黄。综上可以看出，花生豆腐颜色亮白，具有一定的色泽优势。

表3 花生豆腐色泽分析Table 3 Color analysis of peanut tofu.

2.4 脂肪含量对蛋白质结构变化的影响

2.4.1蛋白质热特性分析 研究了加工过程中花生粕脂肪含量对蛋白质热特性的影响。表4中，Td可反映球蛋白的热稳定性，Td值高通常表示蛋白质的热稳定性强[21]；而ΔH则与未变性蛋白质比例或蛋白质有序结构程度有关[22]。花生乳粉样品均有2个吸收峰，这分别对应花生伴球蛋白和球蛋白组分的热变性行为。随着原料脂肪含量从6.89%增加到20.28%，初始花生乳粉的伴球蛋白的变性温度Td从95.04℃逐渐降低到93.35℃，但当脂肪含量为25.54%时，Td略有增加，为93.93℃；伴球蛋白的吸热焓值(ΔH)随脂肪含量增加呈降低趋势。而对于球蛋白组分，其Td和ΔH呈现出与伴球蛋白相同的变化趋势。

而经TG处理的花生乳粉，交联后伴球蛋白和球蛋白的Td和ΔH均在脂肪含量为6.89%时最大。对于伴球蛋白组分而言，除原料脂肪含量为6.89%的样品Td值较处理前显著增加(P<0.05)外，其他脂肪含量制得的样品在经TG处理后，Td值均呈减小趋势，而各样品中伴球蛋白的ΔH在经TG处理后也均呈减小趋势。对于球蛋白组分而言，TG处理增加了原料脂肪含量为6.89%和25.54%的样品的Td值，降低了其他脂肪含量制得的样品的Td值，而各样品的ΔH在经TG处理后均减小。

表4 加工过程中花生粕脂肪含量对蛋白热特性影响Table 4 The effect of oil contents of peanut cakes on the thermal properties of peanut protein during tofu processing.

对于HTPC处理后所得的豆腐粉，原料脂肪含量为25.54%的样品中花生蛋白典型的2个吸收峰消失，但又出现1个新的吸收峰，这说明HTPC处理未能使样品中的蛋白质完全变性(图2)。而在其他脂肪含量制得的样品中，花生蛋白典型的2个吸收峰消失后并未产生新的吸收峰，说明这些样品中的蛋白质经HTPC处理后完全变性。这可能是由于脂肪含量过高影响了HTPC的作用效果。研究表明，豆腐中蛋白质完全变性是形成豆腐凝胶的先决条件[23]，而原料脂肪含量为25.54%的样品中的蛋白质未能充分变性，也在一定程度上解释了原料的脂肪含量过高难以制备花生豆腐的原因。

2.4.2蛋白质表面疏水性分析 研究了豆腐加工过程中，经TG和HTPC处理后，不同花生粕脂肪含量对花生蛋白表面疏水性的影响(图3)。当脂肪含量为6.89%时，花生乳蛋白表面疏水指数(H0)为105.99，随着脂肪含量增加(10.12%、15.43%)，H0呈减小趋势，分别为103.84、96.64，但继续增加脂肪含量，H0基本保持平缓。由于花生乳中蛋白质均未经处理，这种差异可能主要是样品中蛋白质含量不同造成的，对于脂肪含量较高的样品，其蛋白质含量相对较小(表1)，导致测定的表面疏水性数值较低。

经TG处理后，在不同脂肪含量下，交联花生蛋白的表面疏水性均显著低于相应的花生乳蛋白(P<0.05)，这可能是因为TG交联使蛋白质的表面区域减小，从而限制了疏水性基团暴露在蛋白质的表面[24, 25]。但是在不同脂肪含量下，表面疏水性降低的幅度不同，当脂肪含量为6.89%时，表面疏水性降低幅度较高，为44.04%，而当脂肪含量为25.54%时，降低幅度最低，为26.07%。这表明脂肪含量过高会抑制TG的作用效果。

图2 HTPC处理后不同花生粕脂肪含量制得的豆腐粉热流曲线Fig.2 Thermal analysis of peanut tofu powers with different oil contents after HTPC treatment.

图3 加工过程中花生粕脂肪含量对花生蛋白表面疏水性(H0)影响Fig.3 The effect of oil contents of peanut cakes on the surface hydrophobicity (H0) of peanut protein during tofu processing.

进一步施加HTPC处理后，在各脂肪含量下，所得豆腐粉中的蛋白质的表面疏水性都进一步降低，这表明蛋白质分子间形成了疏水相互作用。同样地，不同脂肪含量对表面疏水性降低的幅度有显著影响(P<0.05)。当脂肪含量为6.89%时，降低幅度较高，为60.09%，说明形成了较强的疏水相互作用；而当脂肪含量为25.54%时，降低幅度最低，为14.81%，说明形成的疏水相互作用较弱。这也在一定程度上解释了脂肪含量过高时，难以制备花生豆腐的实验现象(表2)。

2.4.3蛋白质总游离巯基含量分析 研究了豆腐加工过程中，经TG和HTPC处理后，不同脂肪含量对花生蛋白总游离巯基含量的影响(图4)。当脂肪含量为6.89%时，花生乳蛋白总游离巯基含量为9.53 μmol/g，当脂肪含量为10.12%、15.43%时，总游离巯基含量有微小增加，分别为9.72 μmol/g、9.89 μmol/g。而当脂肪含量增加到20.28%、25.54%时，总游离巯基含量显著降低(P<0.05)，分别为7.32 μmol/g、6.69 μmol/g。不同花生粕脂肪含量制得的花生乳中的蛋白质总游离巯基含量的差异主要是蛋白质相对含量不同引起的。

图4 加工过程中花生粕脂肪含量对花生蛋白总游离巯基含量影响Fig.4 The effect of oil contents of peanut cakes on the total free sulphydryl content of peanut protein during tofu processing.

经TG处理后，在不同脂肪含量下，交联花生蛋白的总游离巯基含量均呈增加趋势。这可能是因为TG处理使花生蛋白发生部分变性，蛋白质结构初步打开，暴露出更多的游离巯基[12]。施加HTPC处理后，总游离巯基含量显著降低(P<0.05)，这表明蛋白质分子间形成了二硫键。同样地，总游离巯基含量变化的幅度也受到脂肪含量的影响。当脂肪含量过高(25.54%)时，经TG处理后，该样品的总游离巯基含量增加幅度最小，而经HTPC处理后，其降低也最少，这进一步证实了过量的脂肪会抑制TG和HTPC的作用效果，影响蛋白质结构的打开，以及二硫键的形成。

3 讨论

低温花生粕作为一种营养、功能兼具的重要蛋白质资源，将其加工成花生豆腐产品，不仅可以拓展低温花生粕的应用范围，也有利于丰富花生制品和豆腐制品的种类。脂肪作为豆腐加工原料中的重要组分，可影响蛋白质的凝胶作用，且对豆腐产品的质构和感官品质产生重要影响。一般认为，在豆腐加工过程中，脂肪包被在豆腐凝胶网络中，起到改善豆腐质构的作用[26]。Murekatete等[27]分别以大豆和大豆分离蛋白(soy protein isolate，SPI)为原料制备豆腐，发现与SPI豆腐相比，以大豆为原料制得的豆腐具有更小的网孔、更均一密实的网络结构。Shin等[12]以2种不同脂肪含量的豆粉为原料制备豆腐，结果表明全脂豆腐比低脂豆腐具有更优的质构和更低的脱水收缩率。

长期以来，由于花生豆腐制备工艺不成熟、研究相对较少，花生的脂肪含量对花生豆腐品质的影响也未见研究报道。本研究以低温花生粕为原料，结合TG和HTPC工艺处理制备花生豆腐，研究了花生粕脂肪含量对豆腐品质的影响。结果表明，花生粕脂肪含量对豆腐品质的影响较大，当脂肪含量为6.89%时，制得的豆腐质构良好(与市售石膏豆腐质构接近)，这主要是因为脂肪填充在凝胶网络空隙起到改善质构的作用[28]，但脂肪含量过高(25.54%)时，难以压制成型，这可能是由于过量的脂肪会阻碍蛋白质分子之间相互作用形成凝胶网络[29]。蛋白质结构分析表明，在适当的脂肪含量(6.89%～20.28%)下，HTPC处理可使花生蛋白完全变性，最终通过疏水相互作用和二硫键维持豆腐凝胶结构；而过多脂肪的存在则会干扰TG的作用效果以及煮浆过程中蛋白质的变性和相互作用，形成较弱的疏水相互作用和二硫键，从而解释了花生粕脂肪含量较高时难以制备豆腐的原因。

本研究初步分析了花生粕脂肪含量对豆腐品质的影响及加工过程中蛋白质结构的变化，可为花生豆腐的加工提供一定的指导和借鉴。然而，脂肪对豆腐品质的影响机制尚不清晰，有待借助更先进的研究手段来表征豆腐加工过程中脂肪与蛋白质的相互作用情况，以便更深入地理解脂肪在豆腐凝胶形成中的作用。