張豪，孔祥珍，陳業(yè)明，張彩猛，華欲飛

(江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無(wú)錫，214122)

大豆制品中富含蛋白質(zhì)、植物油和異黃酮，并有“來(lái)自土地的肉”的美譽(yù)[1-2]。在豆?jié){中具有代表性的風(fēng)味物質(zhì)包括己醛、1-辛烯-3-醇、反式-2-己烯醛、正己醇、正戊醇、2，4-癸二烯醛、(E)-2-庚烯醛、乳酸乙酯、正己酸等，這些風(fēng)味物質(zhì)組合起來(lái)表現(xiàn)出了豆?jié){的特征的風(fēng)味[3-5]，部分風(fēng)味物質(zhì)表現(xiàn)出豆腥味，部分風(fēng)味物質(zhì)表現(xiàn)出豆香味。豆?jié){中風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生主要是由于大豆中酯化和游離的不飽和脂肪酸經(jīng)脂肪氧化酶(lipoxidase, LOX)催化氧化后，形成氫過(guò)氧化物，然后這些物質(zhì)被氫過(guò)氧化物酶進(jìn)一步催化氧化，進(jìn)而形成上述的醛類(lèi)、酮類(lèi)、醇類(lèi)等風(fēng)味物質(zhì)[6-7]。

目前減少豆腥味的方法主要有三類(lèi)：一類(lèi)是控制磨漿溫度包括低溫磨漿和高溫磨漿[4]，一類(lèi)將浸泡好的大豆高溫滅酶[8]，還有一類(lèi)是使用脂肪氧化酶缺失的大豆[7]。自主設(shè)計(jì)的無(wú)氧磨漿技術(shù)是在磨漿到滅酶的過(guò)程中使大豆與氧氣隔絕，能顯著抑制脂肪氧化酶等酶的活性，從而減少不良風(fēng)味的產(chǎn)生和其他不良反應(yīng)的發(fā)生；同時(shí)抑制脂肪氧化酶的脂質(zhì)氧化反應(yīng)，有利于大豆蛋白凝膠的強(qiáng)度的提高[9]。豆腐粉漿料的煮漿條件和濃縮程度對(duì)速食豆腐粉的制備有著重要的意義。制備風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)俱佳且凝固性較好的豆腐花需要先對(duì)豆?jié){進(jìn)行充分的加熱[2, 10]，但是加熱會(huì)形成大分子量的蛋白質(zhì)凝聚體[10]；制備好的凝固性的豆腐花要求蛋白質(zhì)的分子量比較大、表面要有較多的疏水基團(tuán)，而制備好的速溶性的豆腐粉要求蛋白質(zhì)分子比較小，分子表面親水基團(tuán)多。漿料的固形物含量越高，干燥后的豆腐粉速溶性越好[11-12]，但漿料的黏度增加，會(huì)增加輸送和霧化漿料的難度，直接影響噴霧干燥的效果。本研究通過(guò)對(duì)磨漿工藝、煮漿處理和濃縮處理對(duì)制作速食豆腐粉過(guò)程中的豆腐粉漿料的影響進(jìn)行研究，為實(shí)際的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

大豆，市售東北大豆；2-甲基-3-庚酮標(biāo)準(zhǔn)樣，西格瑪-奧德里奇公司;其他試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

無(wú)氧磨漿機(jī)，江南大學(xué)植物蛋白實(shí)驗(yàn)室；閃蒸機(jī)，江南大學(xué)植物蛋白實(shí)驗(yàn)室；24CB10C 豆?jié){機(jī)，美國(guó)Waring Commercial公司；K9840自動(dòng)凱氏定氮儀，濟(jì)南海能儀器股份有限公司；CR-400 高精度色差儀，柯尼達(dá)美能(中國(guó))投資有限公司；納米粒度及ZETA電位儀，美國(guó)布魯克海文儀器公司； MCR301 旋轉(zhuǎn)流變儀，奧地利安東帕有限公司；萃取頭(DVB /CAR /PDMS-50 /30 μm)及萃取裝置，美國(guó)Supelco公司; SCIONSQ-456-GC氣質(zhì)聯(lián)用儀，美國(guó)bruker公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 速食豆腐粉加工工藝

篩選優(yōu)質(zhì)大豆并洗凈，豆液比1∶5浸泡，在25 ℃下浸泡10 h，干豆水比約1∶7磨漿(無(wú)氧磨漿、普通磨漿)，再在105 ℃下保溫30s閃蒸滅酶，調(diào)節(jié)至蛋白濃度4%，加入麥芽糖混勻，裝入500 mL藍(lán)蓋瓶在水浴鍋中煮漿殺菌(漿料的中心溫度到達(dá)95 ℃時(shí)，計(jì)時(shí)保溫10、20、30 min)，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器真空濃縮(濃縮至固形物質(zhì)量百分濃度為20%、30%、40%、50%)，最后通過(guò)噴霧干燥機(jī)制成速食豆腐粉。

1.2.2 樣品的制備

在普通磨漿和無(wú)氧磨漿的方式下，分別對(duì)閃蒸滅酶后的豆?jié){取樣(普通原漿，無(wú)氧原漿)，對(duì)煮漿殺菌后的漿料取樣(普通95 ℃-10 min、普通95 ℃-20 min、普通95 ℃-30 min，無(wú)氧95 ℃-10 min、無(wú)氧95 ℃-20 min、無(wú)氧95 ℃-30 min)，對(duì)真空濃縮后的漿料取樣(普通-20%、普通-30%、普通-40%、普通-50%，無(wú)氧-20%、無(wú)氧-30%、無(wú)氧-40%、無(wú)氧-50%)。上述豆腐粉漿料均稀釋至蛋白質(zhì)量百分濃度為4%，置于4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 豆腐粉漿料色澤測(cè)定

將制備好的豆腐粉漿料樣品混合均勻，取20 mL豆腐粉漿料樣品倒入玻璃皿中，以垂直的角度放置于高精度色差儀的反射光口進(jìn)行色澤測(cè)定，每個(gè)樣做3次平行。其中L*表示亮度(0=黑, 100=白)，a*、b*表示色度坐標(biāo)(a*(+100=紅, -80=綠)、b*(+70=黃, -80=藍(lán)))。

1.2.4 豆腐粉漿料風(fēng)味成分的測(cè)定

參考孫靈湘[13]使用的HS-SPME和GC-MS方法，進(jìn)行豆腐粉漿料樣品的風(fēng)味成分的測(cè)定分析。HS-SPME條件：取5 mL樣品置于10 mL萃取瓶中，放入轉(zhuǎn)子，再加入1 g NaCl、20 μL的內(nèi)標(biāo)物(2-甲基-3-庚酮,0.25 g/L)，迅速旋緊蓋子，置于已經(jīng)預(yù)先設(shè)定好溫度的60 ℃水浴中，平衡10 min，再將老化的固相微萃取針插入樣品瓶，邊攪拌邊頂空吸附，萃取時(shí)間為30 min。首次使用萃取頭時(shí)，將其于250 ℃老化1 h。

GC-MS條件：采用DB-WAX色譜柱(30 m×0.25 mm, 0.25 μm)。升溫程序：起始溫度40 ℃，保持3 min；然后以5 ℃/min升溫至90 ℃；再以10 ℃/min升溫至230 ℃，保持7 min；不分流進(jìn)樣。質(zhì)譜條件：離子源EI源，離子源溫度200 ℃，接口溫度250 ℃，電子能量70 eV，掃描范圍m/z為33～350，采集方式Scan。

風(fēng)味物質(zhì)的定性及定量分析:通過(guò)計(jì)算機(jī)檢索樣品中測(cè)得的揮發(fā)性化合物，將質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)(NIST和WILEY數(shù)據(jù)庫(kù)) 檢索結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)化合物進(jìn)行對(duì)比，對(duì)匹配度大于800的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行定性。采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量，利用 2-甲基-3-庚酮作為內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，根據(jù)被測(cè)化合物和內(nèi)標(biāo)物的色譜峰面積之比，按照μg/mL計(jì)算被測(cè)組分的含量。樣品中揮發(fā)性物質(zhì)的萃取和測(cè)定均重復(fù)3次。

1.2.5 感官評(píng)定

將豆腐粉漿料用3位數(shù)進(jìn)行編碼后，通過(guò)5分總分制來(lái)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。選取11名經(jīng)過(guò)感官評(píng)價(jià)培訓(xùn)的感官評(píng)價(jià)員對(duì)樣品的色澤、豆腥味、豆香味和整體接受度進(jìn)行評(píng)分。然后再隨機(jī)改變測(cè)試樣品的編號(hào)，進(jìn)行3次重復(fù)評(píng)價(jià)，得到最終的結(jié)果。

1.2.6 豆腐粉漿料粒徑的測(cè)定

將豆腐粉漿料樣品用去離子水稀釋至蛋白質(zhì)量百分濃度為0.02%，用納米粒度及ZETA電位儀測(cè)量粒徑，每個(gè)樣做3次平行，測(cè)量溫度為25 ℃。

1.2.7 豆腐粉漿料黏度的測(cè)定

參考賈聰[14]的方法，采用MCR301流變儀測(cè)定豆腐粉漿料樣品的黏度，采用平行板夾具(PP50，直徑50 mm，間隙1 mm)，控制溫度25 ℃，剪切速率0.1～250 s。

2 結(jié)果分析

2.1 豆腐粉漿料的色澤

色澤是人們對(duì)豆?jié){最直觀的感受，直接影響消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的接受程度。由表1可知，無(wú)氧原漿在L*和b*值上比普通原漿的大，a*值上比普通原漿的小，說(shuō)明無(wú)氧工藝的漿料比普通磨漿工藝的漿料色澤更亮、更綠、更黃。隨著煮漿時(shí)間的增加，豆腐粉漿料的L*值呈下降趨勢(shì)，b*值呈上升趨勢(shì)，色澤變暗變黃，但不明顯。隨著濃縮程度的增加，豆腐粉漿料的L*值減小，a*和b*值增加，色澤變暗變紅變黃且較明顯。

脂肪氧化酶反應(yīng)形成的自由基能攻擊食品中其他成分，例如色素、維生素、蛋白質(zhì)和酚類(lèi)物質(zhì)等[15]，而無(wú)氧磨漿工藝得到的原漿是抑制脂肪氧化酶活性下得到的豆?jié){，其色澤應(yīng)該更接近其本身的色澤；而脂肪氧化酶的作用下可能會(huì)使豆?jié){顏色向暗、紅和藍(lán)方向轉(zhuǎn)變。呂玉翠等[16]對(duì)熱處理過(guò)程中豆?jié){色澤的變化進(jìn)行了研究，研究發(fā)現(xiàn)在豆?jié){體系中的美拉德反應(yīng)會(huì)引起褐變，會(huì)生成棕色甚至黑色的大分子物質(zhì)類(lèi)黑精或稱(chēng)擬黑素，從而導(dǎo)致L*值的降低，a*和b*值可以用來(lái)表征褐變反應(yīng)的強(qiáng)弱，說(shuō)明煮漿和濃縮這些熱處理過(guò)程都發(fā)生了美拉德反應(yīng)導(dǎo)致了豆?jié){顏色的變暗，而濃縮過(guò)程的顏色變化更明顯。

表1 磨漿工藝、煮漿時(shí)間和濃縮程度對(duì)豆腐粉漿料色澤的影響Table 1 Effect of grinding technology, heating time and concentration on the color of touhua powder basic materials

注：L*表示亮度的強(qiáng)弱、a*、b*表示色度坐標(biāo)，+a*為紅色方向，-a*為綠色方向，+b*為黃色方向，-b*為藍(lán)色方向。

2.2豆腐粉漿料的主要風(fēng)味成分

豆?jié){體系中本身含有大量的風(fēng)味成分，這些風(fēng)味成分共同組成了豆?jié){特有的味道，但是通過(guò)GC-MS檢測(cè)出的風(fēng)味成分種類(lèi)很多，難以確定單個(gè)風(fēng)味成分對(duì)樣品整體風(fēng)味的影響，所以選取含量較高(> 0.1 μg/mL)的主要風(fēng)味成分作為綜合指標(biāo)來(lái)進(jìn)行分析。

由圖1-A可知，無(wú)氧原漿與普通原漿相比，各風(fēng)味物質(zhì)含量明顯降低，尤其是己醛和1-辛烯-3-醇含量顯著減少，己醛含量從2.280 μg/mL減少到0.710 μg/mL、1-辛烯-3-醇含量從1.134 μg/mL減少到0.052 μg/mL。這是因?yàn)闊o(wú)氧磨漿工藝抑制了脂肪氧化酶的活性，從而減少了醛類(lèi)、酮類(lèi)、醇類(lèi)等風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生[6-7]，結(jié)合表2感官評(píng)定的結(jié)果可知，豆?jié){風(fēng)味較好。

由圖1-B可知加熱之后普通磨漿工藝的漿料中正己醇大量產(chǎn)生，正己酸的含量明顯下降，隨著加熱時(shí)間的增加，無(wú)氧磨漿工藝的漿料的風(fēng)味成分含量較低且變化不明顯，普通磨漿工藝的漿料主要風(fēng)味物質(zhì)(正己醇、己醛和1-辛烯-3-醇)含量有所下降但不顯著，推測(cè)這些含量較高的主要風(fēng)味物質(zhì)綜合作用使普通磨漿工藝的漿料的整體風(fēng)味不佳。

由圖1-C可知隨著濃縮程度的增加，豆腐粉漿料各風(fēng)味物質(zhì)顯著減少，尤其是無(wú)氧磨漿工藝的漿料，各不良風(fēng)味物質(zhì)含量很少，整體風(fēng)味較好；而普通磨漿工藝的漿料的主要風(fēng)味物質(zhì)己醛含量從2.031 μg/mL降到0.630 μg/mL，但含量還是較大，整體風(fēng)味較差。

由圖1可知，無(wú)氧磨漿工藝的漿料比普通磨漿工藝的漿料各主要風(fēng)味物質(zhì)都明顯減少了，整體風(fēng)味明顯好于普通磨漿工藝的漿料，豆腥味明顯減少，這些風(fēng)味成分的產(chǎn)生途徑包括脂質(zhì)的自動(dòng)氧化以及大豆中的其他反應(yīng)，但這些反應(yīng)十分復(fù)雜，有待進(jìn)一步確認(rèn)[17-18]。

圖1 磨漿工藝(A)、煮漿時(shí)間(B)和濃縮程度(C)對(duì)豆腐粉漿料主要風(fēng)味成分的影響Fig.1 Effect of grinding technology(A), heating time(B)and concentration(C) on the main flavor components of touhua powder basic materials

2.3 豆腐粉漿料的感官評(píng)定

由表2可知，使用無(wú)氧磨漿工藝制備的豆腐粉漿料的感官評(píng)定指標(biāo)都比普通磨漿工藝制備的好；煮漿處理對(duì)相同磨漿工藝的漿料在感官上的影響不大；隨著濃縮程度的增加，在感官上漿料的色澤變差，豆腥味和豆香味變淡。這說(shuō)明，相同處理?xiàng)l件下，無(wú)氧磨漿工藝的豆腐粉漿料在風(fēng)味和色澤的感官上更受大家喜愛(ài)，而濃縮處理在一定程度上會(huì)破壞色澤并使風(fēng)味變淡。

表2 不同磨漿工藝、煮漿時(shí)間和濃縮程度的豆腐粉漿料的感官評(píng)定Table 2 Sensory evaluation of different grinding technology,heating time and solids concentration of touhua powderbasic materials

2.4 豆腐粉漿料的粒徑

由圖2可知，無(wú)氧原漿和普通原漿在粒徑上的差異不明顯，普通原漿的粒徑是261.7 nm，無(wú)氧原漿的粒徑是260.9 nm；隨著加熱時(shí)間的增加，豆腐粉漿料的粒徑變大，普通磨漿工藝的漿料的粒徑由365.2 nm增加到395.6 nm，無(wú)氧磨漿工藝的漿料的粒徑由299 nm增加到357.8 nm，無(wú)氧磨漿工藝的漿料在加熱時(shí)粒徑增加的幅度較小；在濃縮之后，隨著濃縮程度的增加，普通磨漿工藝的漿料的粒徑由368.8 nm增加到708.6 nm，無(wú)氧磨漿工藝的漿料的粒徑由299 nm增加到521.8 nm，無(wú)氧磨漿工藝的漿料在濃縮時(shí)粒徑增加的幅度也較小。HUANG等[19]研究發(fā)現(xiàn)，脂肪氧化酶催化脂質(zhì)氧化可使大豆蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，反應(yīng)后大豆蛋白傾向于形成相對(duì)高分子質(zhì)量和顆粒粒徑較大聚集體，而且像煮漿和真空濃縮這些熱處理手段本身就會(huì)使大豆蛋白形成大分子質(zhì)量的蛋白質(zhì)凝聚體，因此普通磨漿工藝的漿料的蛋白會(huì)更加傾向于形成聚集體，加劇了其粒徑的增大，尤其是濃縮階段變化更劇烈。

圖2 磨漿工藝、煮漿時(shí)間和濃縮程度對(duì)豆腐粉漿料粒徑的影響Fig.2 Effect of grinding technology, heating time and concentration on the particle size of touhua powder basic materials

2.5 豆腐粉漿料的黏度

由圖3-A可知，無(wú)氧原漿和普通原漿在黏度上的差異不明顯；在經(jīng)過(guò)熱處理后，豆腐粉漿料的黏度變大，這可能是由于加熱后蛋白質(zhì)發(fā)生聚集和加入的麥芽糖共同引起的，隨著加熱時(shí)間的增加，豆腐粉漿料的黏度是略微增加的，普通磨漿工藝的漿料的黏度略大于無(wú)氧磨漿工藝的漿料，這個(gè)可以從圖2的粒徑結(jié)果來(lái)說(shuō)明，加熱后，豆腐粉漿料的粒徑變大，普通磨漿工藝的漿料在加熱時(shí)粒徑增加的幅度較大但整體差距不大，因此對(duì)黏度的影響也不大。由圖3-B可知，在濃縮之后，隨著濃縮程度的增加，豆腐粉漿料的黏度明顯增加，無(wú)氧磨漿工藝的漿料的黏度比普通磨漿工藝的粘度低，尤其是濃縮程度越大，不同磨漿工藝的漿料的黏度差異越大。推測(cè)其原因，一方面是因?yàn)殡S著濃縮程度的增加，漿料固形物含量增加而導(dǎo)致的黏度的增加；另一方面是由于濃縮程度越大，普通磨漿工藝的漿料粒徑增大的幅度較大，加劇了黏度的增大。在相同的漿料黏度下，無(wú)氧磨漿工藝的漿料的濃度可以達(dá)到更高，干燥時(shí)所需蒸發(fā)的水量更少。例如當(dāng)噴霧干燥機(jī)最佳進(jìn)料(霧化效果最好)黏度為0.1 Pa·s,無(wú)氧磨漿工藝的漿料可以達(dá)到固形物質(zhì)量百分濃度為50%，而普通磨漿工藝的固形物質(zhì)量百分濃度為42%，同樣噴霧干燥100 L漿料，使用無(wú)氧磨漿工藝的漿料可以得到約50 kg的物料，使用普通磨漿工藝的漿料可以得到約42 kg的物料，物料含水量約3%，使用無(wú)氧磨漿工藝可以少蒸發(fā)8.21 L的水，按一臺(tái)實(shí)驗(yàn)型尼魯噴霧干燥機(jī)來(lái)算，其耗電量是10 kW·h、最大蒸發(fā)量是6 kg/h，可以節(jié)約電量13.7 kW·h；同時(shí)高濃度的漿料經(jīng)噴霧干燥后得到的粉的顆粒較大，粉的速溶性更好。

A-不同磨漿工藝下原漿和不同煮漿時(shí)間的豆腐粉漿料的黏度；B-不同磨漿工藝下不同濃縮程度的豆腐粉漿料的黏度圖3 磨漿工藝、煮漿時(shí)間和濃縮程度對(duì)豆腐粉漿料黏度的影響Fig.3. Effect of grinding technology, heating time and concentration on the viscosity of touhua powder basic materials

3 結(jié)論

使用無(wú)氧磨漿工藝的豆?jié){色澤更亮更黃，各主要不良風(fēng)味物質(zhì)都有所減少，其中風(fēng)味物質(zhì)己醛和1-辛烯-3-醇含量明顯減少，風(fēng)味較好；在煮漿和濃縮過(guò)程中，豆腐粉漿料色澤由于發(fā)生美拉德反應(yīng)變暗變黃，其粒徑增加；使用無(wú)氧磨漿工藝的漿料在加工過(guò)程中其粒徑增大程度比使用普通磨漿工藝的小；在相同黏度下，使用無(wú)氧磨漿工藝的漿料可以達(dá)到更高固形物含量，干燥時(shí)所需蒸發(fā)的水量更少，并得到大顆粒的粉；在濃縮過(guò)程中，無(wú)氧磨漿工藝漿料的風(fēng)味物質(zhì)含量很少，但是普通磨漿工藝的漿料中風(fēng)味物質(zhì)己醛的含量仍較高，導(dǎo)致其風(fēng)味不佳。