可食性殼聚糖復(fù)合涂膜對(duì)干豆腐貨架期的影響

左麗麗，王爽，金芝蘋，陳銀梅，閆旭，富校軼

（吉林醫(yī)藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，吉林吉林132013）

大豆作為我國(guó)主要的糧食產(chǎn)物，是蛋白質(zhì)的主要 來源[1]，隨著人們對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的研究和保健功能的認(rèn)識(shí)，豆制品越來越受到消費(fèi)者青睞[2]。在生產(chǎn)制作的所有豆制品中，干豆腐味道鮮美，價(jià)格低廉，深受人們的喜愛。干豆腐根據(jù)薄厚程度的不同可分為三類：豆片（厚度為 10 mm～20 mm）、百葉（厚度為 2 mm左右）、千張（厚度為0.5 mm左右）[3-4]，是一種薄片白豆腐干類制品，具有一定的韌性和彈性。干豆腐含有豐富的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、鈣磷、鐵等無機(jī)鹽及B族維生素等多種營(yíng)養(yǎng)成分[5]，其中干豆腐中的豆腐蛋白屬于完全蛋白，不僅含有人體必需的8種氨基酸，而且其比例也接近人體需要，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高[6-7]。作為一種傳統(tǒng)大豆制品，干豆腐在全國(guó)各個(gè)地區(qū)均有生產(chǎn)和銷售，但其中產(chǎn)銷量最大的為東北地區(qū)，東北地區(qū)生產(chǎn)的干豆腐具有香、鮮、嫩、薄、韌等特點(diǎn)，是當(dāng)?shù)鼐用衿綍r(shí)餐桌上的必備佳肴[8]。目前，由于干豆腐加工場(chǎng)所簡(jiǎn)陋，衛(wèi)生狀況差，易受到金黃色葡萄球菌等微生物的污染，在無包裝無冷藏的情況下，干豆腐的質(zhì)量受到嚴(yán)重影響[9-10]。因此為了解決干豆腐易變質(zhì)的問題，新型傳統(tǒng)大豆制品保鮮技術(shù)的改造勢(shì)在必行。

殼聚糖是一種天然多糖高分子化合物，具有良好的成膜性、溶解性和一定的抑菌性，能與多種聚合物進(jìn)行混合，起到改善復(fù)合膜理化性質(zhì)的作用，如甲基纖維素、明膠和淀粉[11-12]。檸檬酸是一種絡(luò)合劑，起著協(xié)同抗氧化作用，能夠有效阻止食物氧化酸敗。添加一定量的氯化鈣有利于改善干豆腐的質(zhì)地和色澤，誘導(dǎo)膜的凝結(jié)。將殼聚糖、檸檬酸等食品添加劑制成干豆腐涂膜保鮮液，將干豆腐樣品進(jìn)行浸泡處理，可使產(chǎn)品與病原菌隔離，減少細(xì)菌的接觸侵染，可以更好地確保干豆腐的品質(zhì)。本研究擬通過殼聚糖保鮮涂膜液配比、包裝方式和涂膜后存儲(chǔ)的溫度找出最佳涂膜保鮮配方和工藝，以延長(zhǎng)干豆腐貨架期。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

干豆腐：歐亞綜合體超市，市售新鮮。

可食性復(fù)合涂膜保鮮劑：吉林醫(yī)藥學(xué)院食品工藝實(shí)驗(yàn)室加工研制，主要成分殼聚糖（食品級(jí)90%脫乙酰度）、檸檬酸、Nisin、氯化鈣（均為食品級(jí)）等。

1.2 儀器和設(shè)備

DNP-9022恒溫培養(yǎng)箱：上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司；GR60DA高壓蒸汽滅菌鍋：致微（廈門）儀器有限公司；HHS型電熱恒水浴鍋：上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；FA/JA系列電子分析天平：上海越平有限公司；CJ-2D超凈工作臺(tái)：天津市泰斯特儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 干豆腐的預(yù)處理

新鮮干豆腐在沸水中熱燙5 s，在室溫條件下放入保鮮密封包裝袋備用。

1.3.2 涂膜處理

取一定比例的殼聚糖、檸檬酸、Nisin、氯化鈣和甘油加水定容，加熱溶解成膠狀后，在80℃水浴中，將處理后的干豆腐浸入，浸泡時(shí)間為2 min，使干豆腐表面均勻覆蓋涂膜液形成薄膜，冷卻凝固后，將涂膜后的干豆腐置于無菌保鮮袋中常溫保存。同時(shí)在80℃水浴中浸泡2 min未涂膜處理的干豆腐，冷卻后置于無菌保鮮袋中常溫保存，作為對(duì)照組樣品。

具體制作步驟及操作要點(diǎn)：干豆腐→分切→熱燙處理→涂膜→冷卻→裝袋→常溫貯藏

1.3.3 單因素試驗(yàn)

試驗(yàn)以干豆腐保鮮為研究對(duì)象，以菌落總數(shù)為考查指標(biāo)，對(duì)殼聚糖、檸檬酸、Nisin、氯化鈣的不同添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)，在80℃下涂膜2 min，并對(duì)涂膜處理后的干豆腐進(jìn)行保鮮密封包裝。

1.3.3.1 殼聚糖添加量的確定

分別配制不同濃度（1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%）的殼聚糖溶液，添加0.9%的檸檬酸，0.03%的Nisin，1%的氯化鈣以及1%的甘油，制成復(fù)合涂膜液后在80℃下對(duì)干豆腐進(jìn)行涂膜2 min，分別從菌落總數(shù)和感官指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而確定殼聚糖的添加量。

1.3.3.2 檸檬酸添加量的確定

選取1.3.3.1中殼聚糖的最佳添加量M1，分別配制不同濃度（0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%的）的檸檬酸溶液，添加0.03%的Nisin，1%的氯化鈣以及1%的甘油，制成復(fù)合涂膜液后在80℃下對(duì)干豆腐進(jìn)行涂膜2 min，分別從菌落總數(shù)和感官指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而確定檸檬酸的添加量。

1.3.3.3 Nisin添加量的確定

選取1.3.3.1中殼聚糖的最佳添加量M1，1.3.3.2檸檬酸最佳添加量M2，分別配制不同濃度（0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%）的Nisin溶液，添加1%的氯化鈣以及1%的甘油，制成復(fù)合涂膜液后在80℃下對(duì)干豆腐進(jìn)行涂膜2 min，分別從菌落總數(shù)和感官指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而確定Nisin的添加量。

1.3.3.4 氯化鈣添加量的確定

選取1.3.3.1中殼聚糖的最佳添加量M1，1.3.3.2中檸檬酸最佳添加量M2，1.3.3.3中Nisin最佳添加量M3，分別配制不同濃度（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）的氯化鈣溶液，添加1%的甘油，制成復(fù)合涂膜液后在80℃下對(duì)干豆腐進(jìn)行涂膜2 min，分別從菌落總數(shù)和感官指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而確定氯化鈣的添加量。

1.3.4 可食性殼聚糖復(fù)合涂膜的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為確定可食性殼聚糖復(fù)合涂膜的最佳工藝配方，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取對(duì)干豆腐保鮮影響顯著的 4個(gè)因素殼聚糖（A）、檸檬酸（B）、Nisin（C）、氯化鈣（D），每個(gè)因素設(shè)置3個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)分析，采用L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，考察各因素對(duì)可食性殼聚糖復(fù)合涂膜菌落總數(shù)和感官指標(biāo)的影響，對(duì)材料配方進(jìn)行優(yōu)化，最終確定干豆腐保鮮的最佳配比。正交試驗(yàn)因素水平如表1所示。

表1 正交試驗(yàn)因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.3.5 檢驗(yàn)方法及指標(biāo)

菌落總數(shù)測(cè)定：?jiǎn)我蛩卦囼?yàn)和正交試驗(yàn)均采用菌落總數(shù)來衡量干豆腐的貨架期。菌落總數(shù)是干豆腐新鮮程度的檢測(cè)指標(biāo)。一般來講，菌落總數(shù)可作為食品被污染程度的標(biāo)志，菌落數(shù)越多，食品的污染程度越嚴(yán)重；另外菌落總數(shù)也可預(yù)測(cè)食品的保鮮期限。菌落總數(shù)指標(biāo)參考GB 4789.2-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》[13]。

感官評(píng)價(jià)：觀察貯藏后干豆腐的組織狀態(tài)、色澤、軟硬度、豆香味等感官標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation criteria

檢測(cè)方法：感官小組由10名年齡在18歲至40歲之間的消費(fèi)者組成。取適量式樣置于潔凈的搪瓷盤中，在自然光下觀察色澤、組織狀態(tài)（成片性、干濕情況、黏附性）和雜質(zhì)等，聞其氣味（豆香味、豆腥味），用溫水漱口，品嘗滋味（口感、咀嚼性）。綜合10位評(píng)價(jià)員每次產(chǎn)生的描述語，刪除快感術(shù)語、定量術(shù)語、無關(guān)術(shù)語并總結(jié)反映相同性質(zhì)的描述詞，保留出現(xiàn)頻率在50%以上的術(shù)語，作為最后確定的干豆腐感官特征的描述語，然后對(duì)干豆腐樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)國(guó)標(biāo)對(duì)各種添加劑使用量的要求以及本課題組前期的研究，分別選取不同材料的不同添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)。能產(chǎn)生孢子的多數(shù)革蘭氏陽性菌是引起食品腐敗的主要原因，Nisin對(duì)梭菌和芽孢桿菌具有很強(qiáng)的抑制作用[14-15]，殼聚糖、檸檬酸在食品的應(yīng)用中起到一定的防腐作用，可作為食品防腐劑。甘油作為增塑劑，氯化鈣作為干燥劑和固化劑。

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 殼聚糖添加量對(duì)干豆腐保鮮效果的影響

殼聚糖的添加量對(duì)干豆腐保鮮效果的影響如表3所示。

表3 殼聚糖添加量對(duì)干豆腐保鮮效果的影響Table 3 The chitosan content for dried bean curd preservation effect

試驗(yàn)組的菌落總數(shù)＜對(duì)照組2.1×105CFU/g，殼聚糖添加量為1.2%和1.4%的干豆腐菌落數(shù)較多，導(dǎo)致保鮮時(shí)間短，而添加量為1.6%和1.8%的菌落數(shù)較少，保鮮效果較優(yōu)，2.0%的成膜較厚、較硬，影響感觀。因此選取殼聚糖添加量為1.8%進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.1.2 檸檬酸添加量對(duì)干豆腐保鮮效果的影響

檸檬酸的添加量對(duì)干豆腐的保鮮效果的影響如表4所示。

表4 檸檬酸添加量對(duì)干豆腐保鮮效果的影響Table 4 The effect of citric acid addition on the preservation effect of dried bean curd

試驗(yàn)組的菌落總數(shù)＜對(duì)照組2.1×105CFU/g，檸檬酸添加量為0.3%和0.6%的干豆腐成膜不均，影響感官。而添加量為0.9%和1.2%的菌落數(shù)較少，成膜均勻，保鮮效果較優(yōu)。1.5%的檸檬酸添加量過多，影響口感。因此選取檸檬酸添加量為1.2%進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.1.3 Nisin添加量對(duì)干豆腐保鮮效果的影響

Nisin添加量對(duì)干豆腐保鮮效果的影響如表5所示。

表5 Nisin添加量對(duì)干豆腐保鮮效果的影響Table 5 The effect of Nisin addition on the preservation effect of dried bean curd

在整個(gè)貯存期間，對(duì)照組儲(chǔ)存1天后的菌落數(shù)就達(dá)到2.1×105CFU/g，Nisin添加量為0.01%和0.02%的干豆腐菌落總數(shù)多，保鮮時(shí)間短，而0.03%、0.04%、0.05%的菌落數(shù)較少，成膜均勻，保鮮效果較優(yōu)，表明Nisin有一定的抑菌作用，在一定的范圍內(nèi)，隨著添加量的增加，抑菌效果增強(qiáng)。因此選取Nisin添加量為0.04%作為其他因素的單因素試驗(yàn)。

2.1.4 氯化鈣添加量對(duì)干豆腐保鮮效果的影響

氯化鈣添加量對(duì)干豆腐保鮮效果的影響如表6所示。

表6 氯化鈣添加量對(duì)干豆腐保鮮效果的影響Table 6 The effect of calcium chloride addition on the preservation effect of dried bean curd

可食性涂膜中通過添加氯化鈣能夠顯著的降低干豆腐中的菌落總數(shù)，氯化鈣的添加量為0.2%時(shí)干豆腐的保鮮期為3 d，隨著氯化鈣濃度的增加，干豆腐的保鮮期逐漸延長(zhǎng)，當(dāng)添加量達(dá)到1.0%時(shí)保鮮時(shí)間出現(xiàn)下降趨勢(shì)，同時(shí)隨著添加量逐漸增多，干豆腐的涂膜逐漸增厚，影響感官評(píng)分和口感，因此選取0.8%的氯化鈣濃度進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)操作。

2.2 殼聚糖可食性涂膜溶液配制的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果如表7所示，菌落總數(shù)和感官評(píng)價(jià)方差分析如表8、表9所示。

表7 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Results of orthogonal test

表8 菌落總數(shù)方差分析表Table 8 Variance analysis table of colony totals

表9 感官評(píng)價(jià)方差分析表Table 9 Sensory evaluation variance analysis table

通過極差比較分析法和方差分析法，以及對(duì)不同因素的k和R進(jìn)行比較分析，各因素對(duì)菌落總數(shù)影響的主次順序是：檸檬酸（B）＞殼聚糖（A）＞Nisin（C）＞氯化鈣（D），由表8可知各因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響不顯著，且干豆腐中菌落總數(shù)越少復(fù)合涂膜的效果越好，因此根據(jù)水平均值（K）可以得出各項(xiàng)指標(biāo)的最佳水平組為：A1B3C2D2，由表7可知：各因素對(duì)感官評(píng)價(jià)影響的主次順序是：殼聚糖（A）＞檸檬酸（B）＞Nisin（C）＞氯化鈣（D），由表9可知各因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響不顯著，根據(jù)水平均值（K）可以得出各項(xiàng)指標(biāo)的最佳水平組為：A1B3C2D1。

氯化鈣在食品添加劑中作為一種凝固劑和增稠劑，防腐效果不及其他三因素，由于菌落總數(shù)是評(píng)價(jià)復(fù)合涂膜效果最重要的指標(biāo)，同時(shí)考慮到食品添加劑的使用量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于感官指標(biāo)來說D因素影響較弱，所以選擇D1或D2均可；而對(duì)于菌落總數(shù)指標(biāo)來說，菌落總數(shù)越少保鮮效果越好，因此，宜選D2，所以綜合考慮，應(yīng)以A1B3C2D2為優(yōu)化復(fù)合配方。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

正交試驗(yàn)所得的最佳組合為A1B3C2D2。因結(jié)果不在正交試驗(yàn)組合中，所以對(duì)干豆腐涂膜進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)，根據(jù)A1B3C2D2配制添加量為1.6%的殼聚糖、1.5%的檸檬酸、0.04%的Nisin、0.8%的氯化鈣、1.0%甘油的混合涂膜液，在常溫條件下貯藏，進(jìn)行干豆腐保鮮試驗(yàn)。結(jié)果：4天后干豆腐的菌落總數(shù)為3.5×103CFU/g，低于正交設(shè)計(jì)表每個(gè)組合條件下干豆腐的菌落總數(shù)，并且感官評(píng)分為80，高于正交表中每個(gè)試驗(yàn)組的感官評(píng)分，保鮮效果顯著。并且保鮮后的干豆腐色澤均勻一致，呈淡黃色，片薄形狀完好，豆香味濃郁等，衛(wèi)生指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2711-2003《非酵性豆制品及面筋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[16]。

3 結(jié)論

干豆腐的腐敗是由細(xì)菌和真菌的共同作用造成的，使用可食性殼聚糖復(fù)合涂膜能有效抑制微生物的繁殖。本試驗(yàn)以干豆腐為保鮮對(duì)象，探究了可食性殼聚糖復(fù)合涂膜的不同添加量對(duì)干豆腐品質(zhì)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明最佳涂膜保鮮配方和工藝為：殼聚糖1.6%、檸檬酸1.5%、Nisin 0.04%、氯化鈣0.8%、甘油1.0%，在80℃下涂膜2 min，并對(duì)涂膜處理的干豆腐進(jìn)行保鮮密封包裝。在常溫條件下，與對(duì)照組（CK）相比普通包裝貨架期能延長(zhǎng)4 d。

殼聚糖的復(fù)合涂膜在很多領(lǐng)域中都得到了充分的利用，在生物領(lǐng)域中，因其具有良好的凝血特性、抗菌性和細(xì)胞相容性[17]，而被用來作為傷口敷料。在食品保鮮中，Ahmad M等[18]制備了30%的甘油作為增塑劑的膠原/殼聚糖和膠原蛋白/大豆蛋白分離物這兩種不同混合比的復(fù)合膜，應(yīng)用于食品包裝。謝玉花等[19]使用不同濃度殼聚糖涂膜對(duì)貢柑貯藏品質(zhì)進(jìn)行研究，結(jié)果表明1%的殼聚糖涂膜處理后能有效提高感官評(píng)分、延緩失重率、促使VC等指標(biāo)含量的下降，達(dá)到保鮮的目的。曹琳等[20]探究殼聚糖涂膜結(jié)合不同包裝方式對(duì)鮮撥大蒜品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)1.5%的殼聚糖涂膜加入保鮮劑后進(jìn)行真空包裝的保鮮效果最顯著，可以延緩營(yíng)養(yǎng)成分的丟失?？傊?，殼聚糖作為一種新型高分子涂膜保鮮劑，具有來源廣泛，抗菌性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在食品保鮮領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。