磨漿工藝對速食豆腐粉漿料品質的影響

張豪，孔祥珍，陳業明，張彩猛，華欲飛

(江南大學 食品學院，江蘇 無錫，214122)

大豆制品中富含蛋白質、植物油和異黃酮，并有“來自土地的肉”的美譽[1-2]。在豆漿中具有代表性的風味物質包括己醛、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，這些風味物質組合起來表現出了豆漿的特征的風味[3-5]，部分風味物質表現出豆腥味，部分風味物質表現出豆香味。豆漿中風味物質的產生主要是由于大豆中酯化和游離的不飽和脂肪酸經脂肪氧化酶(lipoxidase, LOX)催化氧化后，形成氫過氧化物，然后這些物質被氫過氧化物酶進一步催化氧化，進而形成上述的醛類、酮類、醇類等風味物質[6-7]。

目前減少豆腥味的方法主要有三類：一類是控制磨漿溫度包括低溫磨漿和高溫磨漿[4]，一類將浸泡好的大豆高溫滅酶[8]，還有一類是使用脂肪氧化酶缺失的大豆[7]。自主設計的無氧磨漿技術是在磨漿到滅酶的過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，從而減少不良風味的產生和其他不良反應的發生；同時抑制脂肪氧化酶的脂質氧化反應，有利于大豆蛋白凝膠的強度的提高[9]。豆腐粉漿料的煮漿條件和濃縮程度對速食豆腐粉的制備有著重要的意義。制備風味、營養俱佳且凝固性較好的豆腐花需要先對豆漿進行充分的加熱[2, 10]，但是加熱會形成大分子量的蛋白質凝聚體[10]；制備好的凝固性的豆腐花要求蛋白質的分子量比較大、表面要有較多的疏水基團，而制備好的速溶性的豆腐粉要求蛋白質分子比較小，分子表面親水基團多。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。本研究通過對磨漿工藝、煮漿處理和濃縮處理對制作速食豆腐粉過程中的豆腐粉漿料的影響進行研究，為實際的生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

大豆，市售東北大豆；2-甲基-3-庚酮標準樣，西格瑪-奧德里奇公司;其他試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設備

無氧磨漿機，江南大學植物蛋白實驗室；閃蒸機，江南大學植物蛋白實驗室；24CB10C 豆漿機，美國Waring Commercial公司；K9840自動凱氏定氮儀，濟南海能儀器股份有限公司；CR-400 高精度色差儀，柯尼達美能(中國)投資有限公司；納米粒度及ZETA電位儀，美國布魯克海文儀器公司； MCR301 旋轉流變儀，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Supelco公司; SCIONSQ-456-GC氣質聯用儀，美國bruker公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 速食豆腐粉加工工藝

篩選優質大豆并洗凈，豆液比1∶5浸泡，在25 ℃下浸泡10 h，干豆水比約1∶7磨漿(無氧磨漿、普通磨漿)，再在105 ℃下保溫30s閃蒸滅酶，調節至蛋白濃度4%，加入麥芽糖混勻，裝入500 mL藍蓋瓶在水浴鍋中煮漿殺菌(漿料的中心溫度到達95 ℃時，計時保溫10、20、30 min)，用旋轉蒸發器真空濃縮(濃縮至固形物質量百分濃度為20%、30%、40%、50%)，最后通過噴霧干燥機制成速食豆腐粉。

1.2.2 樣品的制備

在普通磨漿和無氧磨漿的方式下，分別對閃蒸滅酶后的豆漿取樣(普通原漿，無氧原漿)，對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，無氧95 ℃-10 min、無氧95 ℃-20 min、無氧95 ℃-30 min)，對真空濃縮后的漿料取樣(普通-20%、普通-30%、普通-40%、普通-50%，無氧-20%、無氧-30%、無氧-40%、無氧-50%)。上述豆腐粉漿料均稀釋至蛋白質量百分濃度為4%，置于4 ℃保存備用。

1.2.3 豆腐粉漿料色澤測定

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行色澤測定，每個樣做3次平行。其中L*表示亮度(0=黑, 100=白)，a*、b*表示色度坐標(a*(+100=紅, -80=綠)、b*(+70=黃, -80=藍))。

1.2.4 豆腐粉漿料風味成分的測定

參考孫靈湘[13]使用的HS-SPME和GC-MS方法，進行豆腐粉漿料樣品的風味成分的測定分析。HS-SPME條件：取5 mL樣品置于10 mL萃取瓶中，放入轉子，再加入1 g NaCl、20 μL的內標物(2-甲基-3-庚酮,0.25 g/L)，迅速旋緊蓋子，置于已經預先設定好溫度的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，萃取時間為30 min。首次使用萃取頭時，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；不分流進樣。質譜條件：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。

風味物質的定性及定量分析:通過計算機檢索樣品中測得的揮發性化合物，將質譜數據庫(NIST和WILEY數據庫) 檢索結果與標準化合物進行對比，對匹配度大于800的揮發性物質進行定性。采用內標法進行定量，利用 2-甲基-3-庚酮作為內標標準物質，根據被測化合物和內標物的色譜峰面積之比，按照μg/mL計算被測組分的含量。樣品中揮發性物質的萃取和測定均重復3次。

1.2.5 感官評定

將豆腐粉漿料用3位數進行編碼后，通過5分總分制來進行感官評價。選取11名經過感官評價培訓的感官評價員對樣品的色澤、豆腥味、豆香味和整體接受度進行評分。然后再隨機改變測試樣品的編號，進行3次重復評價，得到最終的結果。

1.2.6 豆腐粉漿料粒徑的測定

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

1.2.7 豆腐粉漿料黏度的測定

參考賈聰[14]的方法，采用MCR301流變儀測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 結果分析

2.1 豆腐粉漿料的色澤

色澤是人們對豆漿最直觀的感受，直接影響消費者對產品的接受程度。由表1可知，無氧原漿在L*和b*值上比普通原漿的大，a*值上比普通原漿的小，說明無氧工藝的漿料比普通磨漿工藝的漿料色澤更亮、更綠、更黃。隨著煮漿時間的增加，豆腐粉漿料的L*值呈下降趨勢，b*值呈上升趨勢，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、蛋白質和酚類物質等[15]，而無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漿，其色澤應該更接近其本身的色澤；而脂肪氧化酶的作用下可能會使豆漿顏色向暗、紅和藍方向轉變。呂玉翠等[16]對熱處理過程中豆漿色澤的變化進行了研究，研究發現在豆漿體系中的美拉德反應會引起褐變，會生成棕色甚至黑色的大分子物質類黑精或稱擬黑素，從而導致L*值的降低，a*和b*值可以用來表征褐變反應的強弱，說明煮漿和濃縮這些熱處理過程都發生了美拉德反應導致了豆漿顏色的變暗，而濃縮過程的顏色變化更明顯。

表1 磨漿工藝、煮漿時間和濃縮程度對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*表示亮度的強弱、a*、b*表示色度坐標，+a*為紅色方向，-a*為綠色方向，+b*為黃色方向，-b*為藍色方向。

2.2豆腐粉漿料的主要風味成分

豆漿體系中本身含有大量的風味成分，這些風味成分共同組成了豆漿特有的味道，但是通過GC-MS檢測出的風味成分種類很多，難以確定單個風味成分對樣品整體風味的影響，所以選取含量較高(> 0.1 μg/mL)的主要風味成分作為綜合指標來進行分析。

由圖1-A可知，無氧原漿與普通原漿相比，各風味物質含量明顯降低，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。這是因為無氧磨漿工藝抑制了脂肪氧化酶的活性，從而減少了醛類、酮類、醇類等風味物質的產生[6-7]，結合表2感官評定的結果可知，豆漿風味較好。

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生，正己酸的含量明顯下降，隨著加熱時間的增加，無氧磨漿工藝的漿料的風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味物質(正己醇、己醛和1-辛烯-3-醇)含量有所下降但不顯著，推測這些含量較高的主要風味物質綜合作用使普通磨漿工藝的漿料的整體風味不佳。

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

由圖1可知，無氧磨漿工藝的漿料比普通磨漿工藝的漿料各主要風味物質都明顯減少了，整體風味明顯好于普通磨漿工藝的漿料，豆腥味明顯減少，這些風味成分的產生途徑包括脂質的自動氧化以及大豆中的其他反應，但這些反應十分復雜，有待進一步確認[17-18]。

圖1 磨漿工藝(A)、煮漿時間(B)和濃縮程度(C)對豆腐粉漿料主要風味成分的影響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定

由表2可知，使用無氧磨漿工藝制備的豆腐粉漿料的感官評定指標都比普通磨漿工藝制備的好；煮漿處理對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。這說明，相同處理條件下，無氧磨漿工藝的豆腐粉漿料在風味和色澤的感官上更受大家喜愛，而濃縮處理在一定程度上會破壞色澤并使風味變淡。

表2 不同磨漿工藝、煮漿時間和濃縮程度的豆腐粉漿料的感官評定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，無氧原漿的粒徑是260.9 nm；隨著加熱時間的增加，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，無氧磨漿工藝的漿料的粒徑由299 nm增加到357.8 nm，無氧磨漿工藝的漿料在加熱時粒徑增加的幅度較??；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，無氧磨漿工藝的漿料的粒徑由299 nm增加到521.8 nm，無氧磨漿工藝的漿料在濃縮時粒徑增加的幅度也較小。HUANG等[19]研究發現，脂肪氧化酶催化脂質氧化可使大豆蛋白結構發生明顯變化，反應后大豆蛋白傾向于形成相對高分子質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使大豆蛋白形成大分子質量的蛋白質凝聚體，因此普通磨漿工藝的漿料的蛋白會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、煮漿時間和濃縮程度對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，無氧原漿和普通原漿在黏度上的差異不明顯；在經過熱處理后，豆腐粉漿料的黏度變大，這可能是由于加熱后蛋白質發生聚集和加入的麥芽糖共同引起的，隨著加熱時間的增加，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氧磨漿工藝的漿料，這個可以從圖2的粒徑結果來說明，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粒徑增加的幅度較大但整體差距不大，因此對黏度的影響也不大。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。推測其原因，一方面是因為隨著濃縮程度的增加，漿料固形物含量增加而導致的黏度的增加；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，無氧磨漿工藝的漿料的濃度可以達到更高，干燥時所需蒸發的水量更少。例如當噴霧干燥機最佳進料(霧化效果最好)黏度為0.1 Pa·s,無氧磨漿工藝的漿料可以達到固形物質量百分濃度為50%，而普通磨漿工藝的固形物質量百分濃度為42%，同樣噴霧干燥100 L漿料，使用無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%，使用無氧磨漿工藝可以少蒸發8.21 L的水，按一臺實驗型尼魯噴霧干燥機來算，其耗電量是10 kW·h、最大蒸發量是6 kg/h，可以節約電量13.7 kW·h；同時高濃度的漿料經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、煮漿時間和濃縮程度對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 結論

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