低嘌呤脫脂豆腐粉凝固劑凝固效果研究

謝微 ，車康 ，汪春 ，張麗萍 ,2，崔素萍 ,2

（1.黑龍江八一農墾大學，大慶 163319；2.農業(yè)部農產品加工質量監(jiān)督檢驗測試中心（大慶））

痛風癥是體內嘌呤代謝障礙導致尿酸生成增加及尿酸排泄減少，使尿酸在體內沉積引起的一種病理生理改變。高尿酸血癥是痛風癥最重要的生化基礎[1-3]。人體中尿酸的20%來自日常食物中。高嘌呤飲食可增加尿酸的合成，促使血尿酸升高，誘發(fā)和加重痛風病情[4-5]。嘌呤含量超過150 mg/100 g的食物即為高嘌呤食物[6-7]。因此，痛風病人常被要求禁食富含高嘌呤的動物的肉、內臟，各種肉禽及其制作的濃湯、海魚等，極大地限制了動物性蛋白質的攝入，嚴重影響了體內的營養(yǎng)平衡[8-11]。因此，為痛風病人研制低嘌呤含量的高蛋白食品具有重要的意義。

大豆蛋白質含量高達40%，制成豆制品后蛋白質的消化率可達92%～98%[12]。豆腐以細膩、滑嫩的口感以及獨特的口味獲得大多數(shù)人的喜愛。豆粕是大豆以浸出法提取油脂后的產物，含45%～52%的蛋白質，富含人體所必需的8種氨基酸，其氨基酸模式接近于動物蛋白，是取代動物蛋白最好的植物蛋白之一[13-15]。因此，可以以脫脂豆粕為原料生產能夠滿足痛風癥患者營養(yǎng)需求的低嘌呤脫脂豆腐粉。

在豆腐凝固劑方面，目前使用的凝固劑主要有鹽鹵類、石膏類和葡萄糖內酯（GDL）[16-17]。各種凝固劑的用量、出品率、產品的性狀、口感都不盡相同[18-19]。因此，針對不同人群口味不同的情況，以前期研制的以脫脂豆粕制備的低嘌呤脫脂豆腐粉為原料，分別研究了三種典型凝固劑，即氯化鈣、硫酸鈣和葡萄糖內酯作為低嘌呤脫脂豆腐粉的凝固劑時的添加量、凝固溫度、凝固時間對低嘌呤脫脂豆腐的凝膠強度、持水率等凝膠特性的影響，確定了三種凝固劑各自最佳的凝固條件。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

低嘌呤脫脂豆腐粉：由黑龍江八一農墾大學食品學院食品化學實驗室以脫脂豆粕為原料，經脫嘌呤處理制備，嘌呤含量99.4 mg/100 g，低于150 mg/100 g的高嘌呤食品標準。

氯化鈣、硫酸鈣均為分析純，葡萄糖內酯（食用級）為市售。

1.2 儀器與設備

TMS-PRO質構儀（Food Technology Corporation）；LD5-10B離心機（北京京立離心機有限公司）；AB204-N分析天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 低嘌呤脫脂豆腐的制備

取10 g低嘌呤脫脂豆腐粉，加入100 mL一定溫度的水沖調成固形物含量為10%的低嘌呤脫脂豆?jié){，加入凝固劑，攪拌，靜置一定時間后迅速冷卻，即制得低嘌呤脫脂豆腐。

1.3.2 凝固劑最佳凝固條件的確定

研究氯化鈣、硫酸鈣和葡萄糖內酯的添加量、凝固溫度、凝固時間對低嘌呤脫脂豆腐的凝膠強度和持水率的影響。

氯化鈣的添加量為 0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%，硫酸鈣為 0.1%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%，葡萄糖內酯為0.1%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%；凝固溫度分別為 75、80、85、90、95 ℃；凝固時間分別為 3、5、10、15、20 min。

1.3.3 凝膠強度的測定

使凝膠破碎的最大力為凝膠強度，單位為g，凝膠強度的測定方法見參考文獻[19]。用TMS-PRO質構儀測定豆腐腦凝膠強度，測定條件為：探頭型號為P0.5，開始速度 1 mm·s-1，探頭下降速度 2 mm·s-1，離開速度1 mm·s-1，探頭下降深度8 mm，每個樣品做4次重復，然后取平均值。

1.3.4 持水率的測定

持水率的測定方法見參考文獻[19]。取4.0 mL搗碎的豆腐腦置于離心管中，3000 r·min-1離心10 min，離心后將管內游離水析出，每個樣品做2次重復，然后取平均值。

2 結果與分析

2.1 氯化鈣凝固條件的確定

2.1.1 氯化鈣添加量的確定

氯化鈣屬于強電解質，在水中能產生Ca2+使蛋白質所帶電荷受影響，蛋白質分子聯(lián)結而凝聚[16]。如圖1所示，當氯化鈣的添加量小于0.2%時，隨著氯化鈣添加量的增加，凝膠強度與持水率都是逐漸增加的；當添加量達到0.2%時，凝膠強度趨于穩(wěn)定，不再隨著添加量的增加而增加；而此時的持水率達到最大值，當繼續(xù)增加添加量持水率開始下降。這是由于當添加量過大時，氯化鈣釋放出大量Ca2+使豆?jié){中蛋白質形成凝膠結構的速度過快，導致凝膠結構未能來得及鎖住水分而失水。因此，選擇氯化鈣的最佳添加量為0.2%。

圖1 氯化鈣添加量對凝膠性能的影響Fig.1 Effect of CaCl2Concentration on CaCl2gel property

2.1.2 氯化鈣凝固溫度的確定

圖2 凝固溫度對氯化鈣凝膠性能的影響Fig.2 Effect of Temperature on CaCl2gel property

如圖2所示，在凝固溫度較低時，隨著凝固溫度的增加，凝膠強度與持水率逐漸增加，當凝固溫度達到90℃時，繼續(xù)升溫對凝膠性能的影響已經不明顯，凝膠性能不再隨溫度增加而顯著增加并趨于穩(wěn)定。這是由于在氯化鈣添加量和凝固時間一定的條件下，凝固溫度越高，越容易促進Ca2+解離使蛋白質分子絮凝。因此，選擇氯化鈣的最佳凝固溫度為90℃。

2.1.3 氯化鈣凝固時間的確定

如圖3所示，凝固時間對氯化鈣的凝膠性能影響不大，由于氯化鈣易溶于水，與蛋白質作用發(fā)生絮凝的Ca2+的解離速度快，3 min時即可形成一定的凝膠結構，當凝固時間達到5 min后，凝膠強度與持水率已分別達到基本沒有變化，趨于穩(wěn)定。因此，選擇氯化鈣的最佳凝固時間為5 min。

圖3 凝固時間對氯化鈣凝膠性能的影響Fig.3 Effect of Time on CaCl2gel property

2.2 硫酸鈣凝固條件的確定

2.2.1 硫酸鈣添加量的確定

圖4 硫酸鈣添加量對凝膠性能的影響Fig.4 Effect of CaSO4Concentration on CaSO4gel

硫酸鈣與氯化鈣的凝固機理是一樣的[16]，但是添加量對凝膠性能的影響不盡相同。如圖4所示，在添加量較低時，隨著硫酸鈣添加量的增加，凝膠強度與持水率都是逐漸增加的，當添加量達到1.5%時，凝膠強度與持水率已趨于穩(wěn)定，不再隨著添加量的增加而增加。而且硫酸鈣的用量較氯化鈣大很多，這可能是由于溶解度的關系[18]。硫酸鈣水溶性差，與蛋白質作用的Ca2+解離速度比氯化鈣慢很多，同樣的溫度與時間下需要大量的硫酸鈣來提供足夠的Ca2+。因此，選擇硫酸鈣的最佳添加量為1.5%。

2.2.2 硫酸鈣凝固溫度的確定

溫度對硫酸鈣凝膠性能的影響與氯化鈣類似，如圖5所示，隨著凝固溫度的增加，凝膠強度與持水率逐漸增加，當凝固溫度達到90℃時，繼續(xù)升溫對凝膠性能的影響已經不明顯。因此，選擇硫酸鈣的最佳凝固溫度為90℃。

圖5 凝固溫度對硫酸鈣凝膠性能的影響Fig.5 Effect of Temperature on CaSO4gel property

2.2.3 硫酸鈣凝固時間的確定

圖6 凝固時間對硫酸鈣凝膠性能的影響Fig.6 Effect of Time on CaSO4gel property

如圖6所示，與氯化鈣的速凝效果不同，硫酸鈣做凝固劑時，凝固時間達到10 min后，凝膠強度與持水率才會分別達到最大值，并趨于穩(wěn)定。這同樣是由于硫酸鈣水溶性差，與蛋白質作用的Ca2+解離速度很慢。因此，選擇硫酸鈣的最佳凝固時間為10 min。

2.3 葡萄糖內酯凝固條件的確定

2.3.1 葡萄糖內酯添加量的確定

圖7 葡萄糖內酯添加量對凝膠性能的影響Fig.7 Effect of GDL Concentration on GL gel property

葡萄糖內酯的凝固機理是通過釋放H+，使pH達到大豆蛋白的等電點使大豆蛋白發(fā)生絮凝[17]。如圖7所示，在添加量小于1.0%時，隨著葡萄糖內酯添加量的增加，凝膠強度與持水率都是逐漸增加的，當添加量達到1.0%時，凝膠強度與持水率均達到最大值，繼續(xù)增大添加量，凝膠強度與持水率都開始下降。當添加量較低時，葡萄糖內酯所釋放出的H+隨著添加量的增加而增加，pH逐漸下降，使溶液環(huán)境逐步達到大豆蛋白等電點而形成最佳的凝膠結構；當添加量大于1.0%時，過多的H+使pH繼續(xù)下降進而偏離大豆蛋白等電點，蛋白質的溶解度增加，蛋白質形成的凝膠結構較少，導致凝膠性能下降。因此，選擇葡萄糖內酯的添加量為1.0%。

2.3.2 葡萄糖內酯凝固溫度的確定

由于葡萄糖內酯的凝固原理，凝固溫度對其凝膠性能的影響與添加量類似。如圖8所示，當凝固溫度較低時，由于釋放的H+不足使環(huán)境pH達到大豆蛋白等電點，所以隨著溫度的增加，凝膠強度與持水率都逐漸增加；當溫度達到90℃時，釋放出足夠的H+達到大豆蛋白等電點，此時凝膠強度最大；繼續(xù)增大溫度，釋放出過多H+，凝膠性能開始下降。因此，選擇葡萄糖內酯的最佳凝固溫度為90℃。

圖8 凝固溫度對葡萄糖內酯凝膠性能的影響Fig.8 Effect of temperature on GDL gel property

2.3.3 葡萄糖內酯凝固時間的確定

如圖9所示，隨著凝固時間的增加，凝膠性能逐漸增加，當凝固時間10 min時，凝膠性能達到最大值；隨著凝固時間的繼續(xù)增加，凝膠性能開始下降。這同樣是由于隨著凝固時間的增加，葡萄糖內酯釋放的H+逐漸增加進而改變溶液pH導致的。

圖9 凝固時間對葡萄糖內酯凝膠性能的影響Fig.9 Effect of Time on GDL gel property

3 結論

當?shù)袜堰拭撝節(jié){濃度達10%時，三種凝固劑各自的最佳凝固條件為：氯化鈣添加量0.2%，凝固溫度90℃，凝固時間5 min；硫酸鈣添加量1.5%，凝固溫度90℃，凝固時間10 min；葡萄糖內酯添加量1.0%，凝固溫度90℃，凝固時間10 min。

氯化鈣、硫酸鈣與葡萄糖內酯三種凝固劑所形成的凝膠結構各有特點：氯化鈣具有速凝的效果，作用時間短，3 min即可初步形成凝膠結構，5 min已穩(wěn)定，且凝膠強度較高，缺點是持水性很差，形成的凝膠較粗糙；硫酸鈣凝膠速度較氯化鈣慢很多，10 min才可形成穩(wěn)定凝膠結構，但是其形成的凝膠的強度與持水性都較氯化鈣凝膠要高；葡萄糖內酯的凝膠速度與硫酸鈣類似，但是其凝膠性能比氯化鈣與硫酸鈣都要好，形成的凝膠的強度與持水性均比前者要高，且凝膠細膩、光滑、口感好，缺點是口味略酸，失去了傳統(tǒng)凝固劑所制豆腐的傳統(tǒng)風味。這與任媛媛[18]、閆潔[19]的研究結果基本一致。

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