豆腐保鲜工艺的研究进展

张际峰，张 兮，叶 韬

（淮南师范学院 生物工程学院，安徽 淮南 232038）

1 豆腐简介

1.1 豆腐分类组成

豆腐是大豆蛋白在相应凝固剂作用下，分子间发生相互作用形成的胶体。豆腐起始于汉朝，豆腐文化影响深远。目前豆腐品类齐全，主要可分为南豆腐、北豆腐和内酯豆腐3类，其中用盐卤做凝固剂可制成北豆腐，其含水量低，口感筋道；南豆腐以石膏粉为凝固剂，其水分含量高，口感细腻；内酯豆腐用葡萄糖酸-δ-内酯作凝固剂制作而成，相比于前两者，它更有韧性[1]。

大豆营养丰富、蛋白质含量很高，其中还含有人体必需的多种氨基酸，且这些氨基酸比例和人体所需的比例基本一致，是优质的植物蛋白，因此又被称为“完全蛋白质”。相比于原料大豆，豆腐蛋白质更易被人体肠道吸收。豆腐还有保健功能，孙常文等[2]研究表明豆制品中含有丰富的低聚糖，能促进肠胃蠕动，有利于身体健康。随着人们对豆腐的深入了解，豆腐受到越来越多人的青睐。

1.2 豆腐制作工艺

近年，国内外研究者开展了大量的豆腐相关研究，但在其生产工序主要环节鲜有变化。其主要制作工艺流程为：洗豆→泡豆→磨浆→滤浆→煮浆→点浆→成型。

在豆腐制作过程中，大豆品种、泡豆条件、煮浆工艺、凝固剂使用等条件都会影响豆腐的品质。在大豆品种方面，有研究表明大豆品种不同，豆腐产量及豆腐蛋白率也不同[3]；在泡豆条件方面，泡豆水温、水量、环境温度会通过影响大豆中各种酶活性影响豆腐的质量；在制浆工艺方面，干法、湿法及凝固剂变化也会影响豆腐的得率和感官特性。如李升等[4]研究表明，用干法工艺制作的全子叶豆腐在弹性、咀嚼性与外观上都优于湿法工艺。凝固剂对豆腐的形成十分关键。现阶段用于豆腐制作的凝固剂主要包括单一型凝固剂和复合型凝固剂两种。近年来，各种复合凝固剂的配方开发的研究也有不少报道。如宋莲军等[5]研究显示，使用0.4%柠檬酸与2.5%硫酸钙复配的凝固剂制作豆腐，其在凝胶特性、口感等方面有明显改善。

1.3 豆腐研究现状

国内外研究者主要从以下方面开展豆腐研究。一是豆腐凝胶成型、营养价值等相关理论研究。19世纪80年代，国外已开始结合先进技术探究豆腐的具体形成原理，深入探究其营养价值。如王宸之等[6]研究了多种因素对豆腐凝胶成型及豆腐品质的影响等；二是新型营养保健豆腐的研究。如马腾飞等[7]为了提高豆腐营养，研究了紫薯豆腐的制作工艺，杨豫斐等[8]对苋菜汁豆腐抗氧化特性进行了探究等。三是延长豆腐保质期研究，日本早在1994年就将豆腐纳入保健食品行列，并建立了第一条全面实现机械自动化的豆腐生产流水线，形成严格的质量管理系统。它使用空气淋浴、自动清洗等设备保证车间环境卫生质量。通过此流水线生产的豆腐，即使不添加任何防腐剂，也能存放10d[9]；而王丙鑫研发团队[10]开发出一种综合微波杀菌和真空包装的新型技术，该技术不仅可以杀死豆腐中的微生物，还能通过抽真空，使豆腐隔绝氧气，抑制微生物的繁殖，从而达到延长豆腐保质期的目的。

现阶段，我国豆腐保质期短，严重阻碍了工业化、规模化生产。因此，探究豆腐保鲜工艺，延长豆腐保质期对豆腐行业发展十分必要。

2 豆腐的腐败因素

影响豆腐腐败的主要因素是微生物污染[11]。由于豆腐中蛋白质、脂肪、糖类等物质含量丰富，且水分含量高，因此微生物在此条件下很容易繁殖，导致豆腐腐败变质加快。豆腐腐败后，会发生明显的感官变化，如发黏、散发酸臭味等。主要由蛋白质在酶的作用下被分解成氨基酸，后进一步被相应酶分解所致。根据《食品安全国家标准豆制品》GB2712-2014 规定，豆制品中不得检出沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌这3种致病菌，且细菌总数≤105CFU/g，大肠菌群≤150MPN/100g。

在豆腐腐败菌种类方面，研究者们往往持有不同的观点。其原因可能是大豆原料产地、品质不同，豆腐加工工艺及其他控制条件不同等所致。一方面，大豆原料的产地、品种不同，分离出的菌种存在差异。如王敏等[12]从腐败变质的非发酵豆制品中分离出了3株主要细菌，分别是巨大芽孢杆菌、成团肠杆菌、短小芽孢杆菌。杨明等[13]从腐败的散装老豆腐中分离出的腐败菌主要有发酵乳杆菌、梨形肠杆菌，而腐败的盒装内酯豆腐的主要腐败菌为类短短芽孢杆菌。FrancaRossi等[14]对意大利部分地区豆腐企业的豆腐腐败菌分析后认为，月份不同，豆腐的主要腐败菌也不同，主要有乳酸乳球菌、肠球菌等。另一方面，研究发现豆腐加工工艺、品种不同，豆腐的主要腐败菌也不同。如郑玉玺[15]研究认为，南豆腐的腐败菌主要为假单胞杆菌、乳酸杆菌、醋酸杆菌、枯草芽孢杆菌等；北豆腐的腐败菌主要是乳杆菌、假单胞杆菌、链球菌等；内酯豆腐的腐败菌主要为枯草芽孢杆菌、屎肠球菌、凝结芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌等。

豆腐腐败菌的引入途径多种多样。在豆腐制作过程中，大豆原料、加工辅料、生产用具等环节都易被引入，并在豆腐制成后大量繁殖。首先大豆原料中带有大量杂菌，主要是土壤微生物，浸泡大豆还会使微生物繁殖，导致细菌总数升高；其次加工辅料会带入很多杂菌。豆腐凝固剂一般是经过配制而成，本身可能因储存时间久有杂菌。其中盐卤凝固剂可能还会引入耐盐微生物，配制用水及环境条件也可能引入杂菌；再者，生产设备上也会携带大量微生物被带入到豆腐产品中。模具、滤布等生产用具未经灭菌或灭菌不当，都可能会将大量微生物引入豆腐食品中，导致豆腐的腐败变质；最后，豆腐的贮藏条件同样影响豆腐的保质期。豆腐制成后，如果暴露于空气中，空气中的多种微生物可能会附着于豆腐表面，不断繁殖。而如果将制成后的豆腐进行包装，包装材料亦会存在多种微生物。

3 豆腐保鲜技术

根据上述微生物引入途径，下文将针对性地对豆腐保鲜技术进行综述。豆腐保鲜技术可分为3类，即豆腐制作过程保鲜，豆腐成品保鲜，综合保鲜。

3.1 豆腐制作过程保鲜

3.1.1 大豆原料方面

大豆原料本身携带大量微生物，初始菌落数高。在大豆清洗、浸泡工序上杀灭微生物的研究已有一些报道。在大豆原料清洗工序上，杨国龙等[16]测定了大豆清洗前后细菌总数及大肠菌群数。结果显示，大豆经过清洗后，其细菌总数和大肠菌群分别下降了70%和75%，说明大豆携带的微生物可通过清洗工序大大降低。暗示大豆原料应多次反复清洗，目前电解杀菌技术在大豆清洗中也被应用广泛。电生功能水是将电解质溶液置于特殊电生功能水发生器中，经电场处理，使溶液的氧化还原电位、pH值等发生变化而产生的具有特殊功能的酸性和碱性电解水。其中强酸性电解水杀菌效果强，可杀灭芽孢。李博等[17]研究表明，强酸性电解水清洗大豆能降低大豆表面的细菌及菌落总数。还有研究[18]发现，比起传统表面消毒剂次氯酸钠、臭氧等，酸性电解水可将大豆中的微生物总数降低2-3个数量级，杀菌效果优于次氯酸钠和臭氧。大豆经过清洗后，还有部分微生物存在于大豆表皮气孔中没被清除，这些微生物会随下一步工序进入豆浆。

其次，在泡豆工序上，如张平安等[19]探究出最佳泡豆条件下料水比为1:12，温度22℃，时间12h。还有研究人员在探究温度对菌落总数影响时发现，用自来水浸泡大豆10h，浸泡温度在12-15℃范围内为最佳泡豆条件[20]。杨红等[21]的单因素实验表明，豆水比为1:4时，豆腐的保鲜效果最好。浸泡大豆时，添加Na2CO3或NaHCO3可延长豆腐的保存期。此外，除上文提及的电生功能水可用于清洗外，它也可用于浸泡大豆，如有研究显示电生功能水浸泡大豆杀菌效果比用自来水浸泡要好，且酸性水浸泡效果优于碱性水[22]。电解杀菌技术是原料大豆的预处理最为有效的方法之一[23]。

3.1.2 点浆方面

点浆是指在一定温度条件下将凝固剂加入浆液的环节。管立军等[24]研究表明，加入凝固剂后，豆浆中的细菌总数大幅度提升。其原因主要有两方面，一是凝固剂带入，二是操作人员、用具以及水等造成的二次污染。凝固剂本身可能带有杂菌，使用前需要进行灭菌预处理。石彦国等[25]研究认为，首先，用紫外线照射处理凝固剂后微生物明显减少，大肠杆菌在豆浆保温条件下也基本全部被杀死，杀菌凝固剂比未经杀菌的凝固剂点浆后的豆浆中细菌总数下降43.7%；其次，水中含有各种杂菌，根据GB5749-2006 规定的我国生活生产用水中细菌总数＜100CFU/mL 的要求，自来水需过滤消毒达到用水标准后才能使用。最后，相关操作的用具也要清洗消毒。

3.2 豆腐成品保鲜

3.2.1 物理杀菌保鲜

在豆腐制成后，包装前的杀菌方法主要是物理方法。它大体可分为辐射杀菌、微波杀菌、高压灭菌3种。

1.辐射杀菌。辐照杀菌始于20 世纪中期,它是利用电离辐射对食品微生物的DNA 结构进行破坏而达到杀菌目的的一种技术。细菌种类不同，其对辐照剂量的耐受力也不同，假单胞菌在0.4kGy的辐照剂量下就会灭活，而芽孢杆菌产生的芽孢在10-50kGy 的剂量下才可将其全部杀死[26]。但辐射剂量有时会影响豆腐的品质。有研究表明6.5kGy 的辐射剂量，会使豆腐中的含水量明显下降，而一些脂肪酸含量明显上升[27]。袁芳等[28]研究显示,豆腐经5-10kGy剂量的60Co-γ射线辐照后可延长豆腐的保质期，其中盒装水豆腐在辐射剂量为6-8kGy 时，6-7℃可以贮存10d，贮藏期间豆腐的感官性状没有明显变化。尽管研究声明此技术一般在豆腐成型后进行辐照杀菌，不会有射线残留，可以较好地保持食品的感官性状，且操作简单、成本低。但辐照技术的安全性始终饱受争议。因为辐射会引起食品中内部分子结构的改变，可能会产生新物质，对人体的影响尚无明确结论。

2.微波杀菌。微波杀菌的原理是微生物对电磁波的选择性吸收，打破微生物体内原有的平衡，促使微生物体内DNA 或蛋白质发生结构性改变。微波能穿透到豆腐内部，且杀菌时间短，杀菌效率高，对食品营养成分及感官性状影响小。国外学者的研究表明,豆腐经过65℃微波处理后，在4.5℃条件下可保存16d[29]。我国目前在微波杀菌工艺等方面也取得了进步。吴晖等[30]将微波杀菌技术应用于豆腐保鲜中，结果显示此技术可在一定程度上延长豆腐保质期。

3.高压处理。超高压杀菌是利用高压破坏微生物的细胞结构，致其死亡而达到灭菌目的的一种方法。Garcia 等[31]研究表明，用400MPa 的高压处理豆腐，并在25℃下分别保存5min、30min、45min，微生物量都在相关标准范围内，可延长豆腐的保质期。然而，一般在豆腐成型后进行高压处理，高温高压下豆腐易缩水，在包装材料中豆腐可能有豆浆水析出，严重影响其外观及风味。

此外，豆腐腐败变质的主要原因是微生物污染。低温条件下，大部分微生物生命活力下降。因为豆腐中微生物的酶活下降，细胞呼吸作用减弱，抑制了微生物的繁殖，从而减缓豆腐腐败变质的速度。因此，豆腐制成后可放入冰箱中冷藏或在冷水中浸泡。

3.2.2 化学杀菌保鲜

食品化学保鲜法主要是向食品中添加化学防腐剂或在食品表面涂抹化合物以实现保鲜，是当前最经济、最常用的食品保鲜方法之一。其防腐原理是通过抑制微生物呼吸作用或改变食品表面气体环境，抑制微生物的繁殖。在豆腐中添加食品防腐剂进行保鲜是延长其保质期常用的方法之一。国家添加剂使用标准（GB2760-2014）中规定，可以添加在豆腐中的化学防腐剂只有双乙酸钠，山梨酸及山梨酸钾。如张桂等[32]人用双乙酸钠溶液浸泡豆腐的结果表明，4℃条件下豆腐可保鲜24d。潘明等[33]复配了乳酸链球菌素和山梨酸钠两种防腐剂的豆腐保鲜结果显示，乳酸链球菌素与山梨酸钾浓度为2.0%，复合溶液的pH值为6.0，杀菌温度95℃，杀菌时间为40min 时，豆腐能在37℃条件下保存7d。复配化学防腐剂浸泡的方法使用广泛，但是易引起豆腐色泽变化，有的防腐剂还会引起人体不良反应。有研究报道了某些化学合成的防腐剂会引起人体皮肤过敏，如山梨酸及其盐类[34]。

3.2.3 生物杀菌保鲜

天然防腐剂由生物体中提取获得，是生物体本身的物质或由其分泌的物质，其水溶性好、不易产生耐药性，且具有抑制菌类繁殖的功能[35]。如由乳酸链球菌分泌的乳酸链球菌素，从蟹壳中提取的甲壳素等，它们在安全性、热稳定性等方面优于化学防腐剂。天然防腐剂按照来源可分为植物源天然防腐剂、动物源天然防腐剂和微生物源天然防腐剂。

植物源天然防腐剂是从植物组织中提取而来。主要有肉桂、黄连、月桂、金银花、大蒜、辣椒等香辛料、植物精油和一些中草药等。单月桂酸甘油酯存在于美洲蒲葵中，抑菌效果对pH值不敏感，被我国批准可根据需要向食品中添加[36]。杨明等[37]研究表明单月桂酸甘油酯分别与柠檬酸、乳酸链球菌素等复配可起到延长豆腐保质期的作用；崔海英等[38]研究表明用丁香精油处理豆腐，豆腐中细菌的致死量高达99.9%，对豆腐有较好的保鲜作用。冯德明和刘深[39]利用不同浓度的大蒜素浸泡豆腐的结果显示，当豆腐片在0.1g/100mL的大蒜素溶液中浸泡5-7min 时，25℃条件下，豆腐片的保质期可延长7d以上。

动物源天然防腐剂是由动物体内提取，最常见的有壳聚糖、溶菌酶、蜂胶、海洋抗菌肽等。壳聚糖是以虾蟹壳废料为基础加工的，具有广谱抗菌性，能有效抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的繁殖。有研究显示在豆腐制作中加入2.0%的壳聚糖可使豆腐的货架期延长2-10d，而且此法能充分利用大豆中蛋白质，减少蛋白损失[40]。王敏等[41]研究表明在豆制品表面涂抹浓度为0.4%蜂胶，并于0.02×105Pa 下真空包装，4℃条件下豆制品保质期可延长至35d。也有国外学者从岸蟹中分离出的抗菌肽对微生物有强烈抑制作用，可用于豆腐保鲜[42]。

微生物源天然防腐剂包括乳酸链球菌素、聚赖氨酸、曲酸等。乳酸链球菌素是由乳酸链球菌分泌合成的多肽类物质，食用后能快速被蛋白酶消化为小分子氨基酸。当前，世界多个国家已将乳酸链球菌素应用于食品行业。有研究表明乳酸链球菌素能强烈抑制大部分革兰氏阳性菌，对芽孢的抑制作用更显著，且它无毒无害[43]。孔保华等[44]探究了乳酸链球菌素对豆腐的作用，其结果表明乳酸链球菌素可降低豆腐的菌落总数，且在豆腐中加入乳酸链球菌素可将豆腐的货架期延长至7d。此外，葛子榜[45]将ε-聚赖氨酸加入豆腐的保鲜研究显示，向豆腐中加入0.025%的ε-聚赖氨酸可将豆腐的保质期延长2d。

然而，用天然生物防腐剂浸泡液杀菌常常使豆腐的口感发生变化，影响人们的食用。因此，开发天然、无异味的防腐剂用于豆腐保鲜十分必要。

3.3 综合保鲜技术

综合保鲜技术是综合利用多种保鲜方法以弥补单一保鲜手段不足的一种保鲜技术，其保鲜效果往往优于单一保鲜手段的效果。栅栏技术是当前食品保鲜中最常用的综合性技术。栅栏因子理论是其核心理论，即一套完整的、系统的、可以实现科学控制食品保质期的理论，其原理是防腐栅栏因子通过破坏微生物体内平衡达到防腐的目的，当前，食品中最常见的防腐栅栏因子有水分活度、压力、温度及pH值等[46]。

综合保鲜技术目前应用广泛。如吴晖等[47]研究显示豆腐先用山梨酸钾溶液浸泡，再经巴氏杀菌，可有效延长豆腐的保质期。齐宝坤等[48]将微波杀菌技术与高压脉冲技术相结合，优化干豆腐保鲜工艺条件，确定了豆腐保鲜的最优工艺，并能有效延长干豆腐的保质期。此外，还有王燕荣和李正英[49]综合防腐剂浸泡液保鲜技术和真空包装技术，进行正交试验优化，可以把豆腐丝的保质期延长至30d。

4 小结与展望

豆腐保质期短一直是豆腐工业生产的短板，因此豆腐保鲜工艺的研究是其研究的热点之一。虽然国内外研究者们通过各种方法尝试延长豆腐保质期，但是大多仅停留在实验室阶段，很少应用于豆腐的工业化生产，且新型保鲜技术不易推广。微生物污染是豆腐腐败的“罪魁祸首”，但由于原料品种、各地区环境条件等差异，以及腐败菌分离鉴定的方法也各不相同，众多研究者对豆腐主要腐败菌的观点也不同，这为豆腐的保鲜抑菌研究带来不少阻力。但是，多数研究者认为原料中携带的微生物是豆腐腐败菌的主要来源，所以深入开展大豆原料预处理杀菌技术研究仍是今后的豆腐保鲜研究的主要发展方向。尽管防腐剂保鲜在豆腐保鲜中应用广泛，但多数经防腐剂溶液浸泡的豆腐口感会发生改变，影响人们食用。因此研究新型天然、健康、广谱和高效的防腐剂必将成为今后豆腐保鲜的研究重点。