無氧磨漿工藝對腐竹品質的影響

季秋燕 孔祥珍 華欲飛

(江南大學食品學院，江蘇 無錫 214122)

腐竹是由豆漿中的蛋白質受熱變性與脂類物質在空氣中吸熱聚合，同時蒸發脫水凝結而形成的薄膜[1]。使用普通磨漿工藝生產的豆漿普遍存在豆腥味，是因為脂肪氧合酶催化不飽和脂肪酸氧化產生過氧化氫產物[2]被分解為芳香類物質，如n-己醛和n-戊醛，為豆腥味的主要成分；另一方面脂肪氧合酶參與到了豆漿中—SH基團的氧化過程中，形成—S—S鍵、—SO2H或—SO3H，降低了大豆蛋白形成凝膠的能力[3]。

目前對于腐竹加工工藝改進的研究主要集中在三方面，① 改變一些物理條件，如：泡豆溫度、漿液pH、揭竹濃度、揭竹深度、選用不同種大豆等[4]，主要目的是提高腐竹產量；② 使用食品添加劑，如：變性淀粉、酪蛋白酸鈉、甘油酯等來提高產量和韌性[5]；③ 改變豆漿的加熱方式，采用電加熱的方式[6]來提高腐竹的產量。對于豆漿本身品質的研究主要集中在調節豆漿中的蛋白質和脂肪的含量，以提高腐竹的產率和機械性能[7]。而脂肪氧合酶對豆漿的品質具有很大的影響，其催化過程需要在有氧條件下進行。本研究擬使用一套自制研發的無氧磨漿設備[8-9]，對大豆進行特殊磨漿處理，并比較無氧磨漿豆漿和常規豆漿生產的腐竹的性能指標，旨在為實際生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

東北福牌大豆：市售。

硫酸鉀、硫酸銅、硫酸、鹽酸、石油醚、無水乙醚、氯化鋇：分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

磨漿機：24CB10C型，美國Waring Commercial公司；

數顯水浴鍋：HH-4型，江蘇億通電子有限公司；

不銹鋼腐竹成型鍋：尺寸為20 cm×20 cm×8 cm，實驗室自制；

烘箱：DHG-9203A型，上海一恒科學儀器有限公司；

自動凱氏定氮儀：K9840型，山東海能科學儀器有限公司；

無氧磨漿設備(如圖1)：實驗室自制；

高精度分光測色儀：UltraScan Pro1166型，美國Hunterlab公司；

1. 前置罐 2. 固相物料定量喂料罐 3. 磨漿機 3-1. 磨室 3-2. 定磨盤 3-3. 動磨盤 4. 磨糊流量控制器 5. 壓力表

圖1 無氧磨漿設備(豎磨式)結構示意圖

Figure 1 Structural diagram of oxygen-insulated grinding equipment(upright)

物性分析儀：TA-XT plus型，英國SMS公司。

1.3 腐竹生產工藝

1.3.1 常規磨漿工藝制備腐竹

原料大豆→清洗→浸泡→清洗→磨漿→過濾→煮漿→過濾→揭竹→風干→成品

浸泡的料液比為1∶5 (g/g)，18 ℃條件下浸泡12 h。浸泡吸水后的大豆質量約為原料質量的2.3倍。磨漿的料液比為1∶7 (g/g)。過濾均使用200目紗布。煮漿條件：95 ℃以上，保溫5 min。調節漿液的固形物含量為7%，豆漿溫度控制在86～89 ℃，每20 min揭竹1次，揭竹12次，得到12張腐竹。揭竹完成后自然風干24 h。

1.3.2 無氧磨漿工藝制備腐竹

原料大豆→清洗→浸泡→清洗→無氧磨漿設備磨漿→揭竹→風干→成品

泡豆條件和煮漿工藝與常規腐竹一致，使用無氧磨漿代替常規磨漿的過程，并使用105～110 ℃閃蒸工藝進行滅酶處理。

1.4 分析方法

1.4.1 成分分析

(1) 水分測定：按照GB 5009.3—2016中直接干燥法進行測定。

(2) 蛋白質測定：按照GB 5009.5—2016中凱氏定氮法進行測定。

(3) 脂肪測定：按照GB 5009.6—2016中酸水解法進行測定。

(4) 灰分測定：按照GB 5009.4—2010進行測定。

(5) 蛋白質組成分析：采用SDS-PAGE凝膠電泳法[10-11]。

1.4.2 性能分析

(1) 腐竹得率測定：將揭竹生產的腐竹進行干燥處理后得到腐竹的干重，按式(1)計算腐竹得率。

(1)

式中：

Y——腐竹得率，%；

M——腐竹干重，g；

C——揭竹豆漿固形物濃度，g/mL；

V——揭竹豆漿體積，mL。

(2) 腐竹色度測定：將自然干燥后的腐竹進行粉碎處理，使用高精度分光測色儀測定自然干燥后的腐竹的色度。采用Hnunter LabL*a*b*表色系統對腐竹色澤進行表征，L表示明暗度，L+表示明度，L-表示暗度。a、b表示不同色調方向，a+呈現紅色調，a-呈現綠色調，b+顯示黃色調，b-顯示藍色調，本試驗重復3次，取平均值作為該腐竹的色度值。

(3) 腐竹延伸率測定：根據歐錦強等[12]的方法，并作修改，具體修改如下：以揭竹的第1、3、6、9、12張為代表，將單層腐竹膜裁成2 cm×10 cm的長條，在飽和氯化鋇溶液中平衡43 h，用質構物性分析儀測定腐竹膜的斷裂延伸率(E)。有效伸長度為4 cm，選用A/KIE探頭，測前速度1 mm/s，測時速度2 mm/s，每張腐竹膜重復測定5次。按式(2)計算延伸率。

(2)

式中：

E——腐竹延伸率，%；

L1——腐竹斷裂時的長度，mm；

L0——腐竹膜的原長度，mm。

(4) 腐竹蒸煮損失率測定：根據趙秋艷等[13]的方法，并作修改，具體修改如下：腐竹的第1、3、5、7、9、11張用于進行蒸煮損失率測定。將腐竹進行預處理，裁成2 cm×10 cm的長條，稱取大約2 g樣品于100 mL水中，直接沸水煮10 min，對煮熟的腐竹淋洗數次，將腐竹湯液和淋洗水過篩，轉移到250 mL容量瓶中定容。移取25 mL 溶液于恒重容器中干燥至恒重，稱量容器質量。按式(3)計算蒸煮損失率。

(3)

式中：

L——蒸煮損失率，%；

m——樣品質量，g；

m0——恒重容器質量，g；

m1——容器干燥后質量，g。

2 結果與討論

2.1 兩種磨漿工藝制得的漿液對比

2.1.1 主要成分 將兩種漿液的固形物含量控制在7%，測定漿液中的主要成分，測定結果如表1 所示。

由表1可知，豆漿中固形物大部分由蛋白質和脂肪組成，其中，蛋白質含量約占豆漿固形物含量的46%，脂肪約占21%[14]。經過兩種磨漿工藝生產的豆漿的主要組成成分無明顯差異。因為無氧磨漿工藝只是抑制了脂肪氧合酶對豆漿的氧化作用，對宏觀的物質組成未產生很大影響。所以初始漿液的物質組成無差異。而蛋白質和脂肪是形成腐竹的最主要成分，漿液中的蛋白質和脂肪的含量，直接影響腐竹的產量和物質組成。

表1 兩種豆漿的主要組成成分

2.1.2 蛋白質組成 兩種磨漿工藝獲得的漿液的蛋白質組成基本相同，但各條帶濃度存在差異，泳道1內條帶明顯較泳道2淺，而聚集體比泳道2多(如圖2所示)。說明常規豆漿中有較多蛋白質發生氧化，分子之間形成二硫鍵，故在非還原電泳譜圖上體現為濃縮膠上端的聚集體增多；對比分析無氧磨漿制備的豆漿中，由于豆漿蛋白質氧化程度低，形成的聚集體較少。兩種豆漿經還原處理后，進行SDS-PAGE所得譜圖如泳道3、4所示，發現泳道3內的條帶較泳道4淺，而泳道3上方的仍有聚集體存在。說明常規磨漿制備的豆漿中的蛋白質除巰基氧化形成二硫鍵后形成聚集體外，可能還以其他形式形成了難以還原的聚集體。由此可以推斷出常規磨漿工藝生產的豆漿的氧化形成聚集體的現象較無氧磨漿工藝生產的豆漿明顯。

2.2 磨漿工藝對腐竹得率的影響

控制兩種漿液的pH為7，固形物濃度為6.2%進行揭竹，得到的腐竹得率如表2。由表2可知，兩種漿液生產的腐竹的得率相差不大，無氧豆漿生產的腐竹的得率僅提高了約5.6%。推測腐竹的得率與豆漿中的蛋白質和脂肪含量有關，當兩種豆漿的物質組成和含量相同時，腐竹的得率不會產生很大變化。

1. 常規磨漿豆漿非還原樣品 2. 無氧磨漿豆漿非還原樣品 3. 常規磨漿豆漿還原樣品 4. 無氧磨漿豆漿還原樣品

圖2 兩種豆漿的SDS-PAGE譜圖

2.3 磨漿工藝對腐竹組成的影響

使用兩種不同的漿液進行揭竹，選取奇數張作為代表，測定兩種漿液生產的腐竹的主要成分，其結果如表3。

由表3可以看出，兩種腐竹的成分的差異主要體現在蛋白質、脂肪和總糖含量上。采用常規磨漿生產的豆漿進行揭竹，腐竹的蛋白質含量在49.66%～53.41%范圍內，有略微下降趨勢，但變化不顯著，脂肪含量在25.61%～31.84%范圍內，且有顯著減少趨勢，即隨著時間的延長，越后期生產的腐竹的蛋白質和脂肪的含量越少，推測常規的豆漿中的蛋白質在揭竹初期快速聚集到了漿液表面，形成了腐竹，而后期剩余在漿液中的蛋白質含量雖不斷增加，但其蛋白質結構不利于形成腐竹，但由于剩余漿液中蛋白質不斷濃縮，濃度增加，所以仍有較多蛋白質結合到腐竹中。而采用無氧豆漿進行揭竹生產的腐竹的蛋白質變化趨勢與常規豆漿相反，呈逐漸增大的趨勢，揭竹后期無氧腐竹中的蛋白質含量超過常規腐竹，這與漿液不斷濃縮有關，揭竹過程中剩余漿液中的蛋白質含量逐漸增大，聚集到漿液表面形成腐竹的蛋白質也增多。而將兩種腐竹的脂肪含量進行對比，無氧豆漿生產的腐竹的脂肪含量要普遍比常規腐竹高，推測無氧豆漿中的脂肪更容易上浮到漿液表面與腐竹中的蛋白質網絡結構結合。同時腐竹中也含有大約10%的糖類，常規豆漿生產的腐竹的總糖含量有顯著增大趨勢，最后1張腐竹中總糖含量約是第1張的3倍，而無氧豆漿生產的腐竹的總糖含量變化不顯著。推測是因為揭竹過程中無氧豆漿中的成分較勻速地上浮形成腐竹，所以總糖變化較??；而常規豆漿中的蛋白質前期迅速形成腐竹，后期剩余的蛋白質品質較差不易形成腐竹，濃度逐漸升高的總糖附著在漿液表面的膜上，形成了腐竹。

表3 兩種磨漿工藝生產腐竹的主要成分?

? 同列字母不同表示具有顯著性差異，P<0.05。

2.4 磨漿工藝對腐竹品質的影響

2.4.1 色度 由圖3可知，常規腐竹較無氧腐竹普遍顏色偏紅、偏藍，而無氧腐竹更偏黃、偏綠。常規豆漿的變化趨勢比較一致，L*值呈減小趨勢，a*呈增大趨勢，隨著揭竹時間的增加，腐竹越來越偏暗紅色，而無氧豆漿制得的腐竹L*、a*值呈波動狀態，上升和下降趨勢均不明顯，顏色統一性較好。推測是因為常規的豆漿氧化程度更高，揭竹過程中美拉德反應更加劇烈，導致后期揭出的腐竹的顏色加深。

2.4.2 延伸率 由圖4可知，無氧豆漿生產的腐竹的斷裂延伸率普遍高于常規豆漿生產的腐竹，且隨著揭竹時間的增加，腐竹斷裂延伸率的變化趨勢也有所不同。常規腐竹前期腐竹的抗拉伸性較好，隨著揭竹時間的增長，腐竹的斷裂延伸率逐漸降低，而無氧腐竹的斷裂延伸率先增加后降低，大約在第9張揭竹時達到峰值。一方面無氧豆漿的氧化程度低，漿液中游離的—SH在生成腐竹時形成—S—S，有助于加強腐竹的結構，而常規豆漿中的—SH大多已經被氧化，形成腐竹膜時—S—S的作用較少，所以總體上無氧腐竹的延伸率較好，大約提高35%；另一方面，兩種腐竹的斷裂延伸率變化趨勢不同，推測與腐竹的物質組成相關，兩種腐竹均在蛋白質/脂肪含量在1.68～1.70時有較強的抗拉伸性。

2.4.3 耐煮性 蒸煮損失率越高，腐竹的耐煮性越不好。由圖5可以看出，兩種腐竹耐煮性變化趨勢相同，隨著揭竹張數的增加，越后期揭竹的腐竹的蒸煮損失率升高。兩種腐竹的耐煮性有顯著性差異(P<0.05)，常規工藝生產的豆漿和無氧工藝生產的豆漿制作的腐竹第1張的耐煮性一般，兩種腐竹都是第3張耐煮性最佳，前5張的耐煮性均較好，但第5張以后，常規腐竹的耐煮性急劇降低，而無氧腐竹仍具有良好的品質，最終常規腐竹的煮出物的量大約是無氧腐竹的2倍。所以無氧豆漿生產的腐竹的均一性較好，其耐煮性的提高主要體現在揭竹后期生產的腐竹，耐煮性大約可以提高25%。

圖3 兩種磨漿工藝生產腐竹的色澤

圖4 兩種磨漿工藝生產腐竹的斷裂延伸率

圖5 兩種磨漿工藝生產腐竹的蒸煮損失率

兩種腐竹的煮出液與腐竹的主要物質組成密切相關，主要由蛋白質和脂肪組成。蛋白質和脂肪的變化趨勢相同，均呈現逐漸降低的趨勢，而總糖的含量在不斷升高。同時常規腐竹煮出液的蛋白質含量約占固形物的43.4%～49.6%，無氧腐竹煮出液的蛋白質含量約占固形物的41.2%～49.4%，兩種腐竹的煮出液中無氧磨漿工藝生產的豆漿制得的腐竹的蛋白質占比稍低于常規腐竹，結合蒸煮損失率，無氧腐竹的蛋白質損失要比常規腐竹少很多，推斷無氧腐竹形成的蛋白質網絡結構更加穩定，所以腐竹不容易破碎，蛋白質也不容易被煮出；常規腐竹煮出液的脂肪含量約占固形物的16.2%～28.2%，無氧腐竹煮出液的脂肪含量約占固形物的20.7%～35.1%，無氧豆漿生產的腐竹的煮出液中脂肪占比明顯高于常規豆漿生產的腐竹，脂肪主要鑲嵌在蛋白質網絡結構中或者浮于腐竹表面，所以比較容易在蒸煮過程中轉移到水中，而無氧腐竹本身的脂肪含量比較高，所以煮出液中的脂肪占比較高。

結合腐竹的蒸煮損失率和煮出液的物質組成，由無氧磨漿工藝生產的豆漿制作腐竹能有效提高腐竹的耐煮性，從而一定程度上減少了腐竹中蛋白質的損失。

3 結論

本研究結果表明：使用無氧磨漿工藝生產的豆漿的氧化程度低，制成的腐竹得率大約提高5.6%。常規腐竹普遍蛋白質含量高，脂肪含量低，無氧腐竹普遍蛋白質含量低，脂肪含量高，兩種腐竹的成分組成差異較大。無氧豆漿生產腐竹的褐變現象不明顯，呈亮黃色，色澤均一，常規腐竹的褐變現象嚴重，由亮白色變為暗紅色。無氧磨漿工藝對提高腐竹的延伸率和耐煮性有很大的作用，而常規腐竹隨著揭竹時間的延長，品質下降嚴重，且無氧腐竹的延伸率和耐煮性平均高出常規腐竹35%和25%左右。結合耐煮性和腐竹煮出液的主要成分可知無氧腐竹在蒸煮過程中蛋白質損失較少。

本試驗未能闡明脂肪氧合酶在腐竹形成過程中的作用機理，還需進一步研究說明。