不同加熱處理對(duì)豆腐風(fēng)味和異黃酮含量的影響研究

李加雙，張良，3，王晶，姜雪晶，邢利婷，張春江，3，*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100193；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所主食加工技術(shù)研究院，黑龍江哈爾濱151900；3.合肥中農(nóng)科泓智營(yíng)養(yǎng)健康有限公司，安徽合肥238000）

豆腐以營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特、物美價(jià)廉、品種多樣、老少皆宜而深受人們的青睞，以制作工藝獨(dú)特、神奇且科學(xué)而舉世聞名[1]。豆腐作為一種高蛋白制品富含多種營(yíng)養(yǎng)功效使其在國(guó)民日常膳食中起著舉足輕重的作用[2-3]。因?yàn)樗峁┍匦璋被?，維生素B1，B2和B3、維生素C、葉酸、鈣、鐵、鉀等營(yíng)養(yǎng)成分，而且還有可產(chǎn)生植物雌激素的異黃酮，使豆腐具有預(yù)防膽固醇和降血糖的功效[4-5]。大豆中含有各種功能性非營(yíng)養(yǎng)性植物化學(xué)物質(zhì)，如異黃酮，植酸鹽和皂甙，其中大豆異黃酮是最常見(jiàn)的成分[6]。它是一組主要存在大豆中的天然雜環(huán)酚，其中大豆苷（daidzin）、染料木苷（genistin）、黃豆黃苷（clycitin）、大豆苷元（daidzein）、黃豆黃素（glycitein）及染料木素（genistein）6種大豆異黃酮單體是大豆中異黃酮的主要組分[7-8]。研究發(fā)現(xiàn)，大豆異黃酮具有預(yù)防甚至治療骨質(zhì)疏松癥、更年期綜合癥、前列腺癌等功效[9]。大豆為原料加工的豆腐，其中異黃酮含量也很高[10]。豆腐的主要食用方式包括作為火鍋涮煮、傳統(tǒng)蒸制、燉煮，也有短時(shí)加熱后蘸料食用的。對(duì)于豆腐在熱加工的風(fēng)味變化研究及異黃酮含量變化的文獻(xiàn)目前還較少，本文對(duì)其在電磁爐煮制、蒸制、油炸、微波短時(shí)加熱處理過(guò)程中的揮發(fā)性風(fēng)味和異黃酮含量的變化進(jìn)行了研究。探索了豆腐在不同加熱方式處理?xiàng)l件下豆腐的風(fēng)味變化規(guī)律，并比較了不同加熱方式對(duì)豆腐異黃酮含量的影響，旨在發(fā)現(xiàn)豆腐風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化的規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鹵水豆腐為白玉100%鹵水北豆腐：市售；3-甲基-2庚酮標(biāo)準(zhǔn)品：美國(guó)Sigma公司；甲醇、乙腈色譜級(jí)：北京百靈威科技有限公司；無(wú)水乙醇、石油醚（60℃～90℃）、冰乙酸（色譜純）：北京伊諾凱有限公司；黃豆苷（98%）、黃豆黃苷（98%）、染料木苷（95%）、大豆苷元98%、黃豆黃素98%、染料木素標(biāo)準(zhǔn)品98%：北京翰城科技有限公司；0.45 μm針頭微孔過(guò)濾器：天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

GCMS-QP2010Plus氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀：日本島津公司；PEN3電子鼻：德國(guó)AIRSENSE公司；Agilent 1100液相色譜儀：美國(guó)安捷倫公司；RV3旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：艾卡（廣州）儀器設(shè)備有限司；C21-SK2101電磁爐：廣州美的公司；G80F20CN2L-B8（R0）微波爐：廣東格蘭仕微波生活電器制造有限公司；YZ-3032-T多功能油炸鍋：廣東容聲電器股份有限公司；TABLE-TOP 350型過(guò)熱蒸汽烤箱：日本Naomoto公司；SER148型脂肪測(cè)定儀：意大利VECp公司；BS2SS型電子分析天平：北京賽多利斯計(jì)量?jī)x器有限公司。

1.3 樣品處理方法

1.3.1 豆腐加熱處理方法

一般油炸等制品中心溫度達(dá)到72℃以上，才能保證產(chǎn)品的安全性[11]。本文選取豆腐尺寸4 cm×4 cm×1.5 cm，加熱中心溫度為90℃為加熱終點(diǎn)。根據(jù)熱電偶加熱中心溫度監(jiān)控，得出不同加熱豆腐中心溫度達(dá)到90℃時(shí)所需時(shí)間，如表1所示。

表1 不同方式加熱豆腐至90℃所需時(shí)間的比較Table 1 Comparison of the time required to heat tofu to 90℃in different methods

1.3.1.1 微波處理

微波額定功率1 300 W，將豆腐樣品裝盤入微波爐加熱。

1.3.1.2 電磁爐煮制

蒸餾水煮沸后（水溫＞95℃），然后將3組豆腐分別放入煮沸的蒸餾水中，保證原料入鍋時(shí)水面浸沒(méi)豆腐，高于原料坯5 cm。分別煮制，輸出功率2 100 W。

1.3.1.3 電磁爐蒸制

蒸鍋中水煮沸后（水溫＞95℃），豆腐入蒸鍋蒸制，輸出功率2 100 W。

1.3.1.4 油炸處理

多功能油炸鍋油炸豆腐處理，油炸溫度150℃。

1.3.1.5 過(guò)熱蒸汽處理

過(guò)熱蒸汽蒸制豆腐處理，上、下火，蒸汽溫度分別160℃，蒸汽通量最大擋位。

1.3.2 檢測(cè)方法

1.3.2.1 揮發(fā)性成分分析

1）電子鼻

將5組處理好的樣品分別稱取1.0 g，立即裝入15 mL電子鼻自動(dòng)進(jìn)樣瓶，蓋好瓶塞，采用頂空抽樣的方法用電子鼻檢測(cè)，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次。檢測(cè)時(shí)間為60 s，傳感器清洗時(shí)間為180 s，取平均溫度狀態(tài)下48 s～52 s的測(cè)量數(shù)據(jù)作為分析的點(diǎn)，采用PEN3自帶的軟件系統(tǒng)進(jìn)行主成分分析法（principal component analysis，PCA）進(jìn)行數(shù)據(jù)分析[12]。

2）揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測(cè)定

將1.0 g樣品置于15 mL頂空瓶?jī)?nèi)，采用固相微萃取方法提取揮發(fā)性化合物，再通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)化合物進(jìn)行分離并分析。

頂空固相微萃?。好總€(gè)處理組萃取前分別加入0.5 g無(wú)水氯化鈉，同時(shí)加入4 μL的2-甲基-3庚酮（0.336 μg/μL）后，立即用乳膠蓋密封頂空瓶口，置于40℃恒溫磁力攪拌器上萃取，攪拌速率為200 r/min，平衡10 min。插入65 μm PDMS/DVB萃取頭，萃取吸附30 min。最后將萃取頭拔出并置于200℃的進(jìn)樣口中解吸2min。進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析。每個(gè)品種3次重復(fù)，取平均值[13]。

氣相色譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）測(cè)定條件：色譜柱型號(hào) DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；氣相色譜法（gas chromatography，GC）條件：程序升溫，初溫40℃，保溫4 min，以 6°C/min的升溫速率升溫至230℃，再以10°C/min的升溫速率升至250℃，保溫5 min；載氣為高純氦氣（99.999%），流速1 mL/min，壓力112.0 kPa；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比20∶1；MS條件：接口溫度230℃，離子源溫度200℃；采用SCAN模式進(jìn)行全掃描，掃描范圍為m/z=45～450；電離方式：EI，70 eV。

定性分析：樣品經(jīng)GC-MS分析后，所得到的質(zhì)譜圖經(jīng)計(jì)算機(jī)與美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST 14和NIST 14S）質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)，同時(shí)結(jié)合相對(duì)保留時(shí)間，查閱文獻(xiàn)等資料分析，對(duì)各揮發(fā)性香氣物質(zhì)的成分進(jìn)行定性分析。

定量分析：豆腐揮發(fā)性物質(zhì)的定量采用內(nèi)標(biāo)法分析，以2-甲基-3庚酮作為內(nèi)標(biāo)物進(jìn)行質(zhì)量濃度計(jì)算。計(jì)算公式如下：

式中：Xi為待測(cè)物質(zhì)含量，μg/kg；Cs為豆腐樣品中內(nèi)標(biāo)物濃度，μg/kg；As為內(nèi)標(biāo)物的峰面積；Ai為待測(cè)物的峰面積；fi為待測(cè)組分i對(duì)內(nèi)標(biāo)物s的質(zhì)量次相對(duì)校正因子；本研究中假定的各待測(cè)組分i的相對(duì)校正因子均為1。

1.3.2.2 異黃酮含量測(cè)定

色譜柱：C18分析柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動(dòng)相A：0.1%乙酸-水溶液，流動(dòng)相B：0.1%乙酸-乙腈溶液，檢測(cè)波長(zhǎng)：260 nm；流速：1.0 mL/min；柱溫：30℃；進(jìn)樣量：10 μL。梯度洗脫程序如表2所示[8]。

表2 高效液相色譜法大豆異黃酮梯度洗脫表Table 2 Gradient elution table of determination of soybean isoflavones by high performance liquid chromatography

樣品處理與測(cè)定：取5 g豆腐凍干粉末，在60℃～90℃石油醚脫脂3 h，50℃條件下烘干，烘干后粉末與70%乙醇溶液按1∶10（g/mL）的比例混合，超聲處理40 min，離心處理，離心時(shí)間40 min，轉(zhuǎn)速7 000 r/min，殘?jiān)俅我掖汲曁崛。喜纱紊锨逡?，濃縮至50 mL，取 4 mL～5 mL 離心，轉(zhuǎn)速 10 000 r/min，離心時(shí)間20 min，通過(guò)0.45 μm濾膜，高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）進(jìn)樣檢測(cè)。取大豆異黃酮混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液，按照上述色譜條件進(jìn)行測(cè)定，連續(xù)進(jìn)樣6次，每次進(jìn)樣量為1μL，記錄各大豆異黃酮單體峰面積并計(jì)算各單體含量及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。公式：相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（relativestandarddeviation，RSD）/%=標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）/計(jì)算結(jié)果的算計(jì)平均值（X）×100

2 結(jié)果與分析

2.1 電子鼻檢測(cè)結(jié)果

采用主成分分析對(duì)不同加熱方式豆腐樣品進(jìn)行電子鼻數(shù)據(jù)分析結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 不同加熱方式處理豆腐的PCA分析圖Fig.1 PCA analysis diagram of tofu processed by different heating methods

如圖1所示，PCA圖中每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)樣品，點(diǎn)間距離代表樣品之間差異的大小[14]。第一主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為79.59%，第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為17.84%，2個(gè)主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率和為97.43%，大于90%就可以表示兩個(gè)主成分基本代表了樣品的主要信息特征[15]。幾組不同加熱方式處理的樣品與原始樣品在PCA圖上的分布都較為分散，但它們之間的重疊區(qū)域較大，重疊說(shuō)明幾種加工方式豆腐的揮發(fā)性風(fēng)味較為相似。根據(jù)PCA分析結(jié)果，微波處理與油炸處理樣品差異顯著。

2.2 揮發(fā)性風(fēng)味檢測(cè)結(jié)果

利用固相微萃取技術(shù)（solid-phase microextraction，SPME）結(jié)合GC-MS對(duì)豆腐的不同加熱方式處理的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分進(jìn)行測(cè)定。各種風(fēng)味物質(zhì)的種類及相對(duì)含量如圖2和表3所示。

豆腐經(jīng)不同熱處理，產(chǎn)生了不同種類和不同質(zhì)量濃度的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，圖3即為不同熱處理組的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類對(duì)比圖，圖4為揮發(fā)性風(fēng)味成分的含量變化圖。

圖2 不同加熱處理豆腐樣品氣相色譜圖Fig.2 Gas chromatographic map of tofu samples under different heating treatments

表3 不同加熱方式處理豆腐揮發(fā)性風(fēng)味含量測(cè)定結(jié)果Table 3 Results of volatile flavor of tofu treated by different heating methods

續(xù)表3 不同加熱方式處理豆腐揮發(fā)性風(fēng)味含量測(cè)定結(jié)果Continue table 3 Results of volatile flavor of tofu treated by different heating methods

圖3 豆腐經(jīng)不同熱處理?yè)]發(fā)性風(fēng)味成分的種類變化Fig.3 Variation of volatile flavor components in tofu after different heat treatments

圖4 豆腐經(jīng)不同熱處理?yè)]發(fā)性風(fēng)味成分的含量變化Fig.4 Changes in the content of volatile flavor components of tofu after different heat treatments

由表3，圖3可知，豆腐原料和經(jīng)過(guò)微波、水煮、蒸制、油炸、過(guò)熱蒸汽加工的豆腐樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)共鑒定出61種，分別為醛類（10種）、醇類（7種）、烷烴類（19種）、羧酸類（2種）、酮類（6種）、酯類（7種）、酚類（4種）、其他類（6種）。不同加熱方式處理的豆腐樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和含量均明顯不同。結(jié)合表3，圖4可知，原樣、微波、煮制、蒸制、油炸、過(guò)熱蒸汽處理的樣品中分別檢測(cè)出23、27、27、30、26和 26種揮發(fā)性物質(zhì)，含量分別是 47.454、51.453、48.184、54.206、75.281、35.310 mg/kg。熱加工處理后，豆腐的風(fēng)味發(fā)生了明顯變化，醛類、醇類、酮類、烷烴類以及其他類構(gòu)成豆腐的風(fēng)味成分；加熱能降低腥味醇類物質(zhì)含量，增加香氣醛類、酮類和其他類的含量，使加熱的豆腐具有芳香味、輕微的肉香味。苯甲醛、反式-2，4-癸二烯醛、正辛醇是原樣豆腐、微波、水煮、蒸制、油炸、過(guò)熱蒸汽熱加工處理均存在的風(fēng)味化合物。醛類物質(zhì)主要是豆腐中的脂肪氧化酶催化分解亞油酸和亞麻酸產(chǎn)生的，一般具有脂肪香氣[16-17]。壬醛呈現(xiàn)柑橘味、芳香氣味，是豆乳中最主要的非豆腥味成分[18]，在豆腐中也同樣存在。在不同的加熱處理中，壬醛的含量顯著增加除在煮制中未檢測(cè)到，微波處理豆腐的壬醛含量最高，且與其他處理組有明顯差異。

豆腐在未經(jīng)處理前，有明顯的豆腥味、土味，在經(jīng)過(guò)不同的熱處理方式加工后，這種不愉快的味道明顯降低或消失，KOHAYASHI A研究豆類制品腥味揮發(fā)性成分主要集中在醇類、醛類化合物中，但是不同的工藝揮發(fā)性成分均有差異[19-20]。本研究得出結(jié)論加熱過(guò)程導(dǎo)致產(chǎn)生豆腥味的正己醇含量的減少和產(chǎn)生泥土氣味的環(huán)己酮化合物的消失有關(guān)。加熱過(guò)程中，產(chǎn)生芳香物質(zhì)的醇類、醛類、酮類的增加，賦予加熱后豆腐香味，壬醛和苯甲醛是具有芳香味、櫻桃或杏仁香氣的化合物。油炸處理樣品的醛類化合物含量較高，這是由于在熱處理過(guò)程中形成了（E，E）-2，4-癸二烯醛，其具有油炸薯?xiàng)l的香氣。

2.3 異黃酮檢測(cè)結(jié)果

黃豆苷、黃豆黃苷、染料木苷、大豆苷元、黃豆黃素和染料木素6種大豆異黃酮單體的標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖及出峰時(shí)間見(jiàn)圖5。

圖5 6種異黃酮混合標(biāo)準(zhǔn)曲線色譜圖Fig.5 Six isoflavones mixed stangdard curve chromatogram

異黃酮含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性方程、保留時(shí)間及回歸方程如表4所示。用文中方法檢測(cè)的6種大豆異黃酮線性方程的決定系數(shù)R2＞0.997 5，呈較好的線性關(guān)系。

6種異黃酮含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。

大豆異黃酮是普遍存在大豆中的功能性物質(zhì)，作為大豆制品的豆腐也有一定量的分布，但其含量和種類會(huì)因?yàn)椴煌墓に嚮驘崽幚頃?huì)發(fā)生變化。表5顯示豆腐經(jīng)過(guò)不同熱處理后大豆異黃酮含量變化。熱處理引起異黃酮化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，主要表現(xiàn)為丙二酰葡糖苷脫羧為乙酰葡糖苷，或丙二酰葡糖苷與乙酰葡糖苷水解為葡糖苷。通過(guò)糖苷鍵的斷裂，共軛形式也可以轉(zhuǎn)化為酰錐形式[21]。以豆腐原料為對(duì)照比較5種不同熱處理方式豆腐對(duì)大豆異黃酮含量，染料木苷含量在煮制、微波作用下含量降低，蒸制、油炸和過(guò)熱蒸汽處理含量增加，減少和增加組間對(duì)比存在顯著差異。苷元的增加可能是由于異黃酮化合物間的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致。染料木素，在經(jīng)熱處理過(guò)程中含量降低，其中煮制損失量與其他組有明顯差異。有研究大豆至豆腐的過(guò)程中，異黃酮含量的變化，研究發(fā)現(xiàn)大豆在沸水中的研磨可能導(dǎo)致異黃酮在加工過(guò)程中的重大損失[7]。本文中，經(jīng)水煮的豆腐幾種異黃酮含量均低于其他處理組，但黃豆苷、黃豆黃苷、大豆苷元含量與原樣相比，并沒(méi)有顯著性差異。異黃酮總含量，油炸處理組含量與對(duì)照組最接近，其次是蒸制處理，這可能是由于油炸的色拉油中也含有異黃酮物質(zhì)，導(dǎo)致其含量較高。

表4 6種異黃酮單體線性關(guān)系Table 4 Linear relationship of six soybean isoflavones monomer

表5 6種異黃酮含量測(cè)定結(jié)果Table 5 Determination of six isoflavone content μg/g

3 結(jié)論

綜合PCA、揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)和大豆異黃酮含量檢測(cè)，得出結(jié)論不同的加熱方式對(duì)豆腐的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量均有一定的影響，PCA分析結(jié)果顯示，微波處理與油炸處理樣品差異顯著；加熱降低了豆腐中腥味物質(zhì)含量，增加香氣類物質(zhì)含量，使加熱的豆腐具有芳香味、輕微的肉香味；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分析，經(jīng)水煮處理的豆腐幾種異黃酮含量均低于其他處理組，但黃豆苷、黃豆黃苷、大豆苷元含量與原樣相比，并沒(méi)有顯著性差異。本文考察了不同熱處理方式對(duì)豆腐的揮發(fā)性風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的影響，而目前針對(duì)豆腐傳統(tǒng)菜肴的研究較少，后續(xù)的研究中可以從豆腐的成味機(jī)理、與其他食材的復(fù)配、貯藏期品質(zhì)變化等方面，系統(tǒng)研究豆腐菜肴在熱加工過(guò)程中的品質(zhì)變化規(guī)律。