豆腐保鮮工藝的研究進展

張際峰，張 兮，葉 韜

（淮南師范學院 生物工程學院，安徽 淮南 232038）

1 豆腐簡介

1.1 豆腐分類組成

豆腐是大豆蛋白在相應凝固劑作用下，分子間發(fā)生相互作用形成的膠體。豆腐起始于漢朝，豆腐文化影響深遠。目前豆腐品類齊全，主要可分為南豆腐、北豆腐和內(nèi)酯豆腐3類，其中用鹽鹵做凝固劑可制成北豆腐，其含水量低，口感筋道；南豆腐以石膏粉為凝固劑，其水分含量高，口感細膩；內(nèi)酯豆腐用葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯作凝固劑制作而成，相比于前兩者，它更有韌性[1]。

大豆營養(yǎng)豐富、蛋白質(zhì)含量很高，其中還含有人體必需的多種氨基酸，且這些氨基酸比例和人體所需的比例基本一致，是優(yōu)質(zhì)的植物蛋白，因此又被稱為“完全蛋白質(zhì)”。相比于原料大豆，豆腐蛋白質(zhì)更易被人體腸道吸收。豆腐還有保健功能，孫常文等[2]研究表明豆制品中含有豐富的低聚糖，能促進腸胃蠕動，有利于身體健康。隨著人們對豆腐的深入了解，豆腐受到越來越多人的青睞。

1.2 豆腐制作工藝

近年，國內(nèi)外研究者開展了大量的豆腐相關(guān)研究，但在其生產(chǎn)工序主要環(huán)節(jié)鮮有變化。其主要制作工藝流程為：洗豆→泡豆→磨漿→濾漿→煮漿→點漿→成型。

在豆腐制作過程中，大豆品種、泡豆條件、煮漿工藝、凝固劑使用等條件都會影響豆腐的品質(zhì)。在大豆品種方面，有研究表明大豆品種不同，豆腐產(chǎn)量及豆腐蛋白率也不同[3]；在泡豆條件方面，泡豆水溫、水量、環(huán)境溫度會通過影響大豆中各種酶活性影響豆腐的質(zhì)量；在制漿工藝方面，干法、濕法及凝固劑變化也會影響豆腐的得率和感官特性。如李升等[4]研究表明，用干法工藝制作的全子葉豆腐在彈性、咀嚼性與外觀上都優(yōu)于濕法工藝。凝固劑對豆腐的形成十分關(guān)鍵。現(xiàn)階段用于豆腐制作的凝固劑主要包括單一型凝固劑和復合型凝固劑兩種。近年來，各種復合凝固劑的配方開發(fā)的研究也有不少報道。如宋蓮軍等[5]研究顯示，使用0.4%檸檬酸與2.5%硫酸鈣復配的凝固劑制作豆腐，其在凝膠特性、口感等方面有明顯改善。

1.3 豆腐研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外研究者主要從以下方面開展豆腐研究。一是豆腐凝膠成型、營養(yǎng)價值等相關(guān)理論研究。19世紀80年代，國外已開始結(jié)合先進技術(shù)探究豆腐的具體形成原理，深入探究其營養(yǎng)價值。如王宸之等[6]研究了多種因素對豆腐凝膠成型及豆腐品質(zhì)的影響等；二是新型營養(yǎng)保健豆腐的研究。如馬騰飛等[7]為了提高豆腐營養(yǎng)，研究了紫薯豆腐的制作工藝，楊豫斐等[8]對莧菜汁豆腐抗氧化特性進行了探究等。三是延長豆腐保質(zhì)期研究，日本早在1994年就將豆腐納入保健食品行列，并建立了第一條全面實現(xiàn)機械自動化的豆腐生產(chǎn)流水線，形成嚴格的質(zhì)量管理系統(tǒng)。它使用空氣淋浴、自動清洗等設(shè)備保證車間環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量。通過此流水線生產(chǎn)的豆腐，即使不添加任何防腐劑，也能存放10d[9]；而王丙鑫研發(fā)團隊[10]開發(fā)出一種綜合微波殺菌和真空包裝的新型技術(shù)，該技術(shù)不僅可以殺死豆腐中的微生物，還能通過抽真空，使豆腐隔絕氧氣，抑制微生物的繁殖，從而達到延長豆腐保質(zhì)期的目的。

現(xiàn)階段，我國豆腐保質(zhì)期短，嚴重阻礙了工業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)。因此，探究豆腐保鮮工藝，延長豆腐保質(zhì)期對豆腐行業(yè)發(fā)展十分必要。

2 豆腐的腐敗因素

影響豆腐腐敗的主要因素是微生物污染[11]。由于豆腐中蛋白質(zhì)、脂肪、糖類等物質(zhì)含量豐富，且水分含量高，因此微生物在此條件下很容易繁殖，導致豆腐腐敗變質(zhì)加快。豆腐腐敗后，會發(fā)生明顯的感官變化，如發(fā)黏、散發(fā)酸臭味等。主要由蛋白質(zhì)在酶的作用下被分解成氨基酸，后進一步被相應酶分解所致。根據(jù)《食品安全國家標準豆制品》GB2712-2014 規(guī)定，豆制品中不得檢出沙門氏菌、志賀氏菌、金黃色葡萄球菌這3種致病菌，且細菌總數(shù)≤105CFU/g，大腸菌群≤150MPN/100g。

在豆腐腐敗菌種類方面，研究者們往往持有不同的觀點。其原因可能是大豆原料產(chǎn)地、品質(zhì)不同，豆腐加工工藝及其他控制條件不同等所致。一方面，大豆原料的產(chǎn)地、品種不同，分離出的菌種存在差異。如王敏等[12]從腐敗變質(zhì)的非發(fā)酵豆制品中分離出了3株主要細菌，分別是巨大芽孢桿菌、成團腸桿菌、短小芽孢桿菌。楊明等[13]從腐敗的散裝老豆腐中分離出的腐敗菌主要有發(fā)酵乳桿菌、梨形腸桿菌，而腐敗的盒裝內(nèi)酯豆腐的主要腐敗菌為類短短芽孢桿菌。FrancaRossi等[14]對意大利部分地區(qū)豆腐企業(yè)的豆腐腐敗菌分析后認為，月份不同，豆腐的主要腐敗菌也不同，主要有乳酸乳球菌、腸球菌等。另一方面，研究發(fā)現(xiàn)豆腐加工工藝、品種不同，豆腐的主要腐敗菌也不同。如鄭玉璽[15]研究認為，南豆腐的腐敗菌主要為假單胞桿菌、乳酸桿菌、醋酸桿菌、枯草芽孢桿菌等；北豆腐的腐敗菌主要是乳桿菌、假單胞桿菌、鏈球菌等；內(nèi)酯豆腐的腐敗菌主要為枯草芽孢桿菌、屎腸球菌、凝結(jié)芽孢桿菌、堅強芽孢桿菌等。

豆腐腐敗菌的引入途徑多種多樣。在豆腐制作過程中，大豆原料、加工輔料、生產(chǎn)用具等環(huán)節(jié)都易被引入，并在豆腐制成后大量繁殖。首先大豆原料中帶有大量雜菌，主要是土壤微生物，浸泡大豆還會使微生物繁殖，導致細菌總數(shù)升高；其次加工輔料會帶入很多雜菌。豆腐凝固劑一般是經(jīng)過配制而成，本身可能因儲存時間久有雜菌。其中鹽鹵凝固劑可能還會引入耐鹽微生物，配制用水及環(huán)境條件也可能引入雜菌；再者，生產(chǎn)設(shè)備上也會攜帶大量微生物被帶入到豆腐產(chǎn)品中。模具、濾布等生產(chǎn)用具未經(jīng)滅菌或滅菌不當，都可能會將大量微生物引入豆腐食品中，導致豆腐的腐敗變質(zhì)；最后，豆腐的貯藏條件同樣影響豆腐的保質(zhì)期。豆腐制成后，如果暴露于空氣中，空氣中的多種微生物可能會附著于豆腐表面，不斷繁殖。而如果將制成后的豆腐進行包裝，包裝材料亦會存在多種微生物。

3 豆腐保鮮技術(shù)

根據(jù)上述微生物引入途徑，下文將針對性地對豆腐保鮮技術(shù)進行綜述。豆腐保鮮技術(shù)可分為3類，即豆腐制作過程保鮮，豆腐成品保鮮，綜合保鮮。

3.1 豆腐制作過程保鮮

3.1.1 大豆原料方面

大豆原料本身攜帶大量微生物，初始菌落數(shù)高。在大豆清洗、浸泡工序上殺滅微生物的研究已有一些報道。在大豆原料清洗工序上，楊國龍等[16]測定了大豆清洗前后細菌總數(shù)及大腸菌群數(shù)。結(jié)果顯示，大豆經(jīng)過清洗后，其細菌總數(shù)和大腸菌群分別下降了70%和75%，說明大豆攜帶的微生物可通過清洗工序大大降低。暗示大豆原料應多次反復清洗，目前電解殺菌技術(shù)在大豆清洗中也被應用廣泛。電生功能水是將電解質(zhì)溶液置于特殊電生功能水發(fā)生器中，經(jīng)電場處理，使溶液的氧化還原電位、pH值等發(fā)生變化而產(chǎn)生的具有特殊功能的酸性和堿性電解水。其中強酸性電解水殺菌效果強，可殺滅芽孢。李博等[17]研究表明，強酸性電解水清洗大豆能降低大豆表面的細菌及菌落總數(shù)。還有研究[18]發(fā)現(xiàn)，比起傳統(tǒng)表面消毒劑次氯酸鈉、臭氧等，酸性電解水可將大豆中的微生物總數(shù)降低2-3個數(shù)量級，殺菌效果優(yōu)于次氯酸鈉和臭氧。大豆經(jīng)過清洗后，還有部分微生物存在于大豆表皮氣孔中沒被清除，這些微生物會隨下一步工序進入豆?jié){。

其次，在泡豆工序上，如張平安等[19]探究出最佳泡豆條件下料水比為1:12，溫度22℃，時間12h。還有研究人員在探究溫度對菌落總數(shù)影響時發(fā)現(xiàn)，用自來水浸泡大豆10h，浸泡溫度在12-15℃范圍內(nèi)為最佳泡豆條件[20]。楊紅等[21]的單因素實驗表明，豆水比為1:4時，豆腐的保鮮效果最好。浸泡大豆時，添加Na2CO3或NaHCO3可延長豆腐的保存期。此外，除上文提及的電生功能水可用于清洗外，它也可用于浸泡大豆，如有研究顯示電生功能水浸泡大豆殺菌效果比用自來水浸泡要好，且酸性水浸泡效果優(yōu)于堿性水[22]。電解殺菌技術(shù)是原料大豆的預處理最為有效的方法之一[23]。

3.1.2 點漿方面

點漿是指在一定溫度條件下將凝固劑加入漿液的環(huán)節(jié)。管立軍等[24]研究表明，加入凝固劑后，豆?jié){中的細菌總數(shù)大幅度提升。其原因主要有兩方面，一是凝固劑帶入，二是操作人員、用具以及水等造成的二次污染。凝固劑本身可能帶有雜菌，使用前需要進行滅菌預處理。石彥國等[25]研究認為，首先，用紫外線照射處理凝固劑后微生物明顯減少，大腸桿菌在豆?jié){保溫條件下也基本全部被殺死，殺菌凝固劑比未經(jīng)殺菌的凝固劑點漿后的豆?jié){中細菌總數(shù)下降43.7%；其次，水中含有各種雜菌，根據(jù)GB5749-2006 規(guī)定的我國生活生產(chǎn)用水中細菌總數(shù)＜100CFU/mL 的要求，自來水需過濾消毒達到用水標準后才能使用。最后，相關(guān)操作的用具也要清洗消毒。

3.2 豆腐成品保鮮

3.2.1 物理殺菌保鮮

在豆腐制成后，包裝前的殺菌方法主要是物理方法。它大體可分為輻射殺菌、微波殺菌、高壓滅菌3種。

1.輻射殺菌。輻照殺菌始于20 世紀中期,它是利用電離輻射對食品微生物的DNA 結(jié)構(gòu)進行破壞而達到殺菌目的的一種技術(shù)。細菌種類不同，其對輻照劑量的耐受力也不同，假單胞菌在0.4kGy的輻照劑量下就會滅活，而芽孢桿菌產(chǎn)生的芽孢在10-50kGy 的劑量下才可將其全部殺死[26]。但輻射劑量有時會影響豆腐的品質(zhì)。有研究表明6.5kGy 的輻射劑量，會使豆腐中的含水量明顯下降，而一些脂肪酸含量明顯上升[27]。袁芳等[28]研究顯示,豆腐經(jīng)5-10kGy劑量的60Co-γ射線輻照后可延長豆腐的保質(zhì)期，其中盒裝水豆腐在輻射劑量為6-8kGy 時，6-7℃可以貯存10d，貯藏期間豆腐的感官性狀沒有明顯變化。盡管研究聲明此技術(shù)一般在豆腐成型后進行輻照殺菌，不會有射線殘留，可以較好地保持食品的感官性狀，且操作簡單、成本低。但輻照技術(shù)的安全性始終飽受爭議。因為輻射會引起食品中內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的改變，可能會產(chǎn)生新物質(zhì)，對人體的影響尚無明確結(jié)論。

2.微波殺菌。微波殺菌的原理是微生物對電磁波的選擇性吸收，打破微生物體內(nèi)原有的平衡，促使微生物體內(nèi)DNA 或蛋白質(zhì)發(fā)生結(jié)構(gòu)性改變。微波能穿透到豆腐內(nèi)部，且殺菌時間短，殺菌效率高，對食品營養(yǎng)成分及感官性狀影響小。國外學者的研究表明,豆腐經(jīng)過65℃微波處理后，在4.5℃條件下可保存16d[29]。我國目前在微波殺菌工藝等方面也取得了進步。吳暉等[30]將微波殺菌技術(shù)應用于豆腐保鮮中，結(jié)果顯示此技術(shù)可在一定程度上延長豆腐保質(zhì)期。

3.高壓處理。超高壓殺菌是利用高壓破壞微生物的細胞結(jié)構(gòu)，致其死亡而達到滅菌目的的一種方法。Garcia 等[31]研究表明，用400MPa 的高壓處理豆腐，并在25℃下分別保存5min、30min、45min，微生物量都在相關(guān)標準范圍內(nèi)，可延長豆腐的保質(zhì)期。然而，一般在豆腐成型后進行高壓處理，高溫高壓下豆腐易縮水，在包裝材料中豆腐可能有豆?jié){水析出，嚴重影響其外觀及風味。

此外，豆腐腐敗變質(zhì)的主要原因是微生物污染。低溫條件下，大部分微生物生命活力下降。因為豆腐中微生物的酶活下降，細胞呼吸作用減弱，抑制了微生物的繁殖，從而減緩豆腐腐敗變質(zhì)的速度。因此，豆腐制成后可放入冰箱中冷藏或在冷水中浸泡。

3.2.2 化學殺菌保鮮

食品化學保鮮法主要是向食品中添加化學防腐劑或在食品表面涂抹化合物以實現(xiàn)保鮮，是當前最經(jīng)濟、最常用的食品保鮮方法之一。其防腐原理是通過抑制微生物呼吸作用或改變食品表面氣體環(huán)境，抑制微生物的繁殖。在豆腐中添加食品防腐劑進行保鮮是延長其保質(zhì)期常用的方法之一。國家添加劑使用標準（GB2760-2014）中規(guī)定，可以添加在豆腐中的化學防腐劑只有雙乙酸鈉，山梨酸及山梨酸鉀。如張桂等[32]人用雙乙酸鈉溶液浸泡豆腐的結(jié)果表明，4℃條件下豆腐可保鮮24d。潘明等[33]復配了乳酸鏈球菌素和山梨酸鈉兩種防腐劑的豆腐保鮮結(jié)果顯示，乳酸鏈球菌素與山梨酸鉀濃度為2.0%，復合溶液的pH值為6.0，殺菌溫度95℃，殺菌時間為40min 時，豆腐能在37℃條件下保存7d。復配化學防腐劑浸泡的方法使用廣泛，但是易引起豆腐色澤變化，有的防腐劑還會引起人體不良反應。有研究報道了某些化學合成的防腐劑會引起人體皮膚過敏，如山梨酸及其鹽類[34]。

3.2.3 生物殺菌保鮮

天然防腐劑由生物體中提取獲得，是生物體本身的物質(zhì)或由其分泌的物質(zhì)，其水溶性好、不易產(chǎn)生耐藥性，且具有抑制菌類繁殖的功能[35]。如由乳酸鏈球菌分泌的乳酸鏈球菌素，從蟹殼中提取的甲殼素等，它們在安全性、熱穩(wěn)定性等方面優(yōu)于化學防腐劑。天然防腐劑按照來源可分為植物源天然防腐劑、動物源天然防腐劑和微生物源天然防腐劑。

植物源天然防腐劑是從植物組織中提取而來。主要有肉桂、黃連、月桂、金銀花、大蒜、辣椒等香辛料、植物精油和一些中草藥等。單月桂酸甘油酯存在于美洲蒲葵中，抑菌效果對pH值不敏感，被我國批準可根據(jù)需要向食品中添加[36]。楊明等[37]研究表明單月桂酸甘油酯分別與檸檬酸、乳酸鏈球菌素等復配可起到延長豆腐保質(zhì)期的作用；崔海英等[38]研究表明用丁香精油處理豆腐，豆腐中細菌的致死量高達99.9%，對豆腐有較好的保鮮作用。馮德明和劉深[39]利用不同濃度的大蒜素浸泡豆腐的結(jié)果顯示，當豆腐片在0.1g/100mL的大蒜素溶液中浸泡5-7min 時，25℃條件下，豆腐片的保質(zhì)期可延長7d以上。

動物源天然防腐劑是由動物體內(nèi)提取，最常見的有殼聚糖、溶菌酶、蜂膠、海洋抗菌肽等。殼聚糖是以蝦蟹殼廢料為基礎(chǔ)加工的，具有廣譜抗菌性，能有效抑制金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的繁殖。有研究顯示在豆腐制作中加入2.0%的殼聚糖可使豆腐的貨架期延長2-10d，而且此法能充分利用大豆中蛋白質(zhì)，減少蛋白損失[40]。王敏等[41]研究表明在豆制品表面涂抹濃度為0.4%蜂膠，并于0.02×105Pa 下真空包裝，4℃條件下豆制品保質(zhì)期可延長至35d。也有國外學者從岸蟹中分離出的抗菌肽對微生物有強烈抑制作用，可用于豆腐保鮮[42]。

微生物源天然防腐劑包括乳酸鏈球菌素、聚賴氨酸、曲酸等。乳酸鏈球菌素是由乳酸鏈球菌分泌合成的多肽類物質(zhì)，食用后能快速被蛋白酶消化為小分子氨基酸。當前，世界多個國家已將乳酸鏈球菌素應用于食品行業(yè)。有研究表明乳酸鏈球菌素能強烈抑制大部分革蘭氏陽性菌，對芽孢的抑制作用更顯著，且它無毒無害[43]。孔保華等[44]探究了乳酸鏈球菌素對豆腐的作用，其結(jié)果表明乳酸鏈球菌素可降低豆腐的菌落總數(shù)，且在豆腐中加入乳酸鏈球菌素可將豆腐的貨架期延長至7d。此外，葛子榜[45]將ε-聚賴氨酸加入豆腐的保鮮研究顯示，向豆腐中加入0.025%的ε-聚賴氨酸可將豆腐的保質(zhì)期延長2d。

然而，用天然生物防腐劑浸泡液殺菌常常使豆腐的口感發(fā)生變化，影響人們的食用。因此，開發(fā)天然、無異味的防腐劑用于豆腐保鮮十分必要。

3.3 綜合保鮮技術(shù)

綜合保鮮技術(shù)是綜合利用多種保鮮方法以彌補單一保鮮手段不足的一種保鮮技術(shù)，其保鮮效果往往優(yōu)于單一保鮮手段的效果。柵欄技術(shù)是當前食品保鮮中最常用的綜合性技術(shù)。柵欄因子理論是其核心理論，即一套完整的、系統(tǒng)的、可以實現(xiàn)科學控制食品保質(zhì)期的理論，其原理是防腐柵欄因子通過破壞微生物體內(nèi)平衡達到防腐的目的，當前，食品中最常見的防腐柵欄因子有水分活度、壓力、溫度及pH值等[46]。

綜合保鮮技術(shù)目前應用廣泛。如吳暉等[47]研究顯示豆腐先用山梨酸鉀溶液浸泡，再經(jīng)巴氏殺菌，可有效延長豆腐的保質(zhì)期。齊寶坤等[48]將微波殺菌技術(shù)與高壓脈沖技術(shù)相結(jié)合，優(yōu)化干豆腐保鮮工藝條件，確定了豆腐保鮮的最優(yōu)工藝，并能有效延長干豆腐的保質(zhì)期。此外，還有王燕榮和李正英[49]綜合防腐劑浸泡液保鮮技術(shù)和真空包裝技術(shù)，進行正交試驗優(yōu)化，可以把豆腐絲的保質(zhì)期延長至30d。

4 小結(jié)與展望

豆腐保質(zhì)期短一直是豆腐工業(yè)生產(chǎn)的短板，因此豆腐保鮮工藝的研究是其研究的熱點之一。雖然國內(nèi)外研究者們通過各種方法嘗試延長豆腐保質(zhì)期，但是大多僅停留在實驗室階段，很少應用于豆腐的工業(yè)化生產(chǎn)，且新型保鮮技術(shù)不易推廣。微生物污染是豆腐腐敗的“罪魁禍首”，但由于原料品種、各地區(qū)環(huán)境條件等差異，以及腐敗菌分離鑒定的方法也各不相同，眾多研究者對豆腐主要腐敗菌的觀點也不同，這為豆腐的保鮮抑菌研究帶來不少阻力。但是，多數(shù)研究者認為原料中攜帶的微生物是豆腐腐敗菌的主要來源，所以深入開展大豆原料預處理殺菌技術(shù)研究仍是今后的豆腐保鮮研究的主要發(fā)展方向。盡管防腐劑保鮮在豆腐保鮮中應用廣泛，但多數(shù)經(jīng)防腐劑溶液浸泡的豆腐口感會發(fā)生改變，影響人們食用。因此研究新型天然、健康、廣譜和高效的防腐劑必將成為今后豆腐保鮮的研究重點。