3種干燥方式對(duì)腐乳粉品質(zhì)的影響研究

羅艷，孟凡冰 ,2，李云成,2*，劉達(dá)玉，陳衛(wèi)軍，尹禮國(guó)，王梅

(1.成都大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，成都 610106；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部雜糧加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610106；3.宜賓學(xué)院固態(tài)發(fā)酵資源利用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 宜賓 644000)

腐乳(sufu)古稱孔腐，又稱孔豆腐、醬豆腐或霉豆腐,利用大豆磨成豆?jié){，點(diǎn)漿制成的腐乳白坯經(jīng)接種發(fā)酵、腌制、加配料后制備而成[1]。因其形狀、質(zhì)構(gòu)類似軟干酪，所以在歐美被稱為“中國(guó)干酪”(Chinese cheese)[2-4]。腐乳是消費(fèi)者喜愛的開胃佐餐食品和調(diào)味品，常用作火鍋蘸料、腌漬醬料、羊肉湯蘸料等。腐乳富含蛋白質(zhì)、碳水化合物以及B族維生素等人體所需的多種營(yíng)養(yǎng)元素[5]，其主要營(yíng)養(yǎng)成分蛋白質(zhì)和淀粉在微生物酶的作用下發(fā)生了降解,從而易被人體消化吸收[6]。此外，腐乳還富含生物、生理活性物質(zhì)[7-9]，如大豆異黃酮、大豆皂苷、大豆多肽等，賦予了腐乳特殊的生理保健功能。

目前市面上銷售的腐乳的組織形態(tài)要符合《腐乳質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)方法》所規(guī)定的“塊形整齊、厚薄均勻、質(zhì)地細(xì)膩”的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。然而其塊狀形態(tài)的概念在一定程度上制約了腐乳行業(yè)的發(fā)展。為了追求完美的塊形，人們只能沿用手工操作進(jìn)行擺籠、搓毛、腌制和裝瓶等，導(dǎo)致腐乳形狀單一、生產(chǎn)勞動(dòng)量大、效率低，無法實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)[10]，并且腐乳多采用陶瓷壇、玻璃瓶、塑料壇[11]等包裝，同樣影響和制約著腐乳市場(chǎng)的發(fā)展。為進(jìn)一步拓寬腐乳的二次加工利用范圍，將腐乳脫水干燥制成腐乳粉，可以打破傳統(tǒng)“塊形整齊”的形態(tài)，拓寬其使用范圍；同時(shí)腐乳粉保持了腐乳原本的風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，具有流動(dòng)性好、與其他食品配料兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)，且降低了運(yùn)輸、儲(chǔ)藏和包裝成本[12]。

本研究比較了熱風(fēng)干燥、真空干燥和冷凍干燥3種干燥方式對(duì)腐乳粉理化性質(zhì)及感官品質(zhì)的影響，旨在為開發(fā)出一種方便食用、味道鮮美的腐乳類調(diào)味品，同時(shí)也為企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中選擇合適的干燥工藝提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

海會(huì)寺白味腐乳(糟方)：成都國(guó)釀食品股份有限公司；氫氧化鈉(分析純)、甲醛(分析純)：成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

101-1電熱鼓風(fēng)干燥箱 北京科偉永興儀器有限公司；DZF-6020真空干燥箱 上海瑯玕實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；FD-1A-50真空冷凍干燥機(jī) 北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；ESJ120-48分析天平 沈陽(yáng)龍騰電子有限公司；FW200粉碎機(jī)、HZ85-2磁力攪拌器 北京中興偉業(yè)儀器有限公司；PHS-3E酸度計(jì) 上海雷磁儀器廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 不同干燥方法的工藝流程

熱風(fēng)干燥：白腐乳→分選稱量→研磨裝盤→一次干燥→超微粉碎→二次干燥→磨粉制樣。

真空干燥：白腐乳→分選稱量→研磨裝盤→一次干燥→超微粉碎→二次干燥→磨粉制樣。

冷凍干燥：白腐乳→分選稱量→研磨裝盤→預(yù)凍12 h→一次干燥→超微粉碎→二次干燥→磨粉制樣。

1.3.2 原料預(yù)處理

選擇質(zhì)地細(xì)滑松軟、表面淡黃、無霉變、無異味的白色腐乳為原料。將成塊的腐乳取出，瀝干表面水分，然后用研磨工具將其充分磨碎，用玻璃培養(yǎng)皿盛裝，平鋪厚度約5 mm。

1.3.3 一次干燥

將平鋪好的一定量的腐乳，分別進(jìn)行熱風(fēng)干燥(50 ℃，4 h，0.8 m/s)、真空干燥(42 ℃，0.07 MPa，8 h)、真空冷凍干燥(-60 ℃，9.8 Pa，10 h)。

1.3.4 二次干燥

熱風(fēng)干燥：在50 ℃下干燥，每隔0.5 h取一次樣(0.5，1，1.5，2 h)，測(cè)定其水分含量。

真空干燥：在40 ℃，0.07 MPa下干燥，每隔1 h取一次樣(1，2，3，4，5，6 h)，測(cè)定其水分含量。

真空冷凍干燥：在-59 ℃，9.9 Pa下干燥，每隔0,5 h取一次樣(0.5，1，1.5，2 h)，測(cè)定其水分含量。

1.3.5 磨粉制樣

按照上述方法，以水分含量為指標(biāo)，確定3種干燥方式的最佳工藝條件，然后制備腐乳粉，分別得到3種不同干燥工藝制備的腐乳粉。

1.4 指標(biāo)檢測(cè)

1.4.1 水分含量的測(cè)定

參考王儲(chǔ)炎等[13]測(cè)定含水率的方法，將3種不同干燥方式得到的樣品充分研磨粉碎后，稱取1 g樣品，均勻鋪在恒重干燥的稱量瓶中，在85 ℃烘箱中干燥至恒重，以含水量小于5%為準(zhǔn)，每次試驗(yàn)平行測(cè)定3次，計(jì)算各組樣品的水分含量：

(1)

式中：X1表示樣品中水分含量，g/100 g；W表示干燥前試樣與稱量瓶的重量，g；W1表示干燥后試樣與稱量瓶的重量，g；W0表示稱量瓶的重量，g。

1.4.2 氨基酸態(tài)氮的測(cè)定

氨基酸態(tài)氮的測(cè)定參照SB/T 10170-2007中的甲醛滴定法。

1.4.2.1 試樣制備

稱取20 g樣品于250 mL燒杯中，加入80 mL 60 ℃的水，攪拌均勻并置于電爐上加熱，煮沸后冷卻備用。然后轉(zhuǎn)移至200 mL的容量瓶中，用水定容混勻，最后用干燥濾紙過濾備用。

1.4.2.2 試驗(yàn)組試驗(yàn)

吸取10 mL上述濾液置于150 mL燒杯中，然后加入50 mL水，并配有磁力攪拌器，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至酸度計(jì)指示pH為8.2，記錄消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。然后加入10 mL 36%的甲醛溶液，再用0.05 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至pH為9.2，記錄消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。

1.4.2.3 試劑空白試驗(yàn)

取50 mL水，先用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液將pH調(diào)至8.2，記錄消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。再加入10 mL 36%的甲醛溶液，用0.05 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至pH為9.2，記錄消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。

試樣中氨基酸態(tài)氮含量的計(jì)算公式如下：

(2)

式中：X2表示試樣中所含有的氨基酸態(tài)氮含量， g/100 g；V1表示加入甲醛后測(cè)定試樣所消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；V2表示加入甲醛后空白試驗(yàn)所消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；m1表示稱取試樣的質(zhì)量，g；C表示NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L；0.014表示與1 mL氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液[C(NaOH)=1 mol/L]相當(dāng)?shù)牡馁|(zhì)量，g。

1.4.3 總酸的測(cè)定

總酸的測(cè)定參考SB/T 10170-2007中的方法。

1.4.3.1 試樣制備

參考1.4.2測(cè)定氨基酸態(tài)氮含量的方法來處理。

1.4.3.2 試驗(yàn)組試驗(yàn)

吸取10 mL上述濾液置于150 mL燒杯中，然后加入80 mL水，并配有磁力攪拌器，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至酸度計(jì)指示pH 為8.2，記錄消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。

1.4.3.3 空白試驗(yàn)

取80 mL水，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液將pH調(diào)至8.2，記錄消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。

試樣中總酸含量的計(jì)算公式如下：

(3)

式中：X3表示試樣中總酸的含量，g/100 g；V3表示測(cè)定試樣所消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；V4表示空白試驗(yàn)所消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；m2表示稱取試樣的質(zhì)量，g；C表示NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L；0.090表示與1 mL氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液[C(NaOH)=1 mol/L]相當(dāng)?shù)娜樗岬馁|(zhì)量，g。

1.4.4 堆積密度的測(cè)定

腐乳粉堆積密度的測(cè)定參考劉巖龍等[14]的方法。稱取2 g腐乳粉裝入10 mL量筒中振實(shí)，記錄體積。

堆積密度計(jì)算公式如下：

(4)

式中：m為腐乳粉質(zhì)量，g；V為腐乳粉體積，mL。

1.4.5 集粉率的測(cè)定

腐乳粉集粉率的測(cè)定參考李明娟等[15]的方法，集粉率計(jì)算公式如下：

(5)

式中：m0為干燥后腐乳粉的質(zhì)量，g；m1為干燥前腐乳的質(zhì)量，g。

1.4.6 感官評(píng)價(jià)

腐乳粉的感官評(píng)價(jià)包括色澤、香氣、滋味和質(zhì)地4個(gè)方面。由10位感官評(píng)價(jià)專業(yè)人員參考SB/T 10170-2007《腐乳》中的腐乳感官要求并結(jié)合腐乳粉的特性來評(píng)定[16-19]。采用總分100分制來衡量消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的偏愛程度，具體標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)分范圍見表1。

表1 腐乳粉感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria for sufu powder

續(xù) 表

1.4.7 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)平行測(cè)定3次，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。采用IBM SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，P<0.05表示具有顯著性差異，以a，b，c表示其差異性，相同字母表示差異性不顯著，最后使用Microsoft Excel軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 二次干燥工藝的確定

以水分含量為指標(biāo)，確定最佳的二次干燥工藝條件，3種不同干燥處理結(jié)果見表2～表4。

表2 熱風(fēng)干燥腐乳粉的水分含量Table 2 Moisture content of sufu powder prepared by hot air drying

表3 真空干燥腐乳粉的水分含量Table 3 Moisture content of sufu powder prepared byvacuum drying

表4 冷凍干燥腐乳粉的水分含量Table 4 Moisture content of sufu powder prepared by freeze drying

由表2可知，經(jīng)熱風(fēng)二次干燥處理的腐乳粉在1 h時(shí)水分含量為4.99%；由表3可知，經(jīng)真空二次干燥處理的腐乳粉在6 h時(shí)水分含量為4.85%；由表4可知，經(jīng)冷凍二次干燥處理的腐乳粉在1 h時(shí)水分含量為4.74%。3種干燥方式均已達(dá)到水分含量為5%以下的要求，因此結(jié)合生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性以及干燥對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，最終確定二次干燥工藝的條件為：熱風(fēng)二次干燥：45 ℃，1 h；真空二次干燥：40 ℃，6 h；冷凍二次干燥：-60 ℃，9.8 Pa，1 h。

3種干燥工藝制成的腐乳粉的最終水分含量見圖1。

圖1 3種干燥方式所得腐乳粉的水分含量Fig.1 Moisture content of sufu powder prepared by three drying methods

由圖1可知，冷凍干燥腐乳粉的水分含量最低，為4.71%；熱風(fēng)干燥容易在腐乳粉表面上形成一層干硬膜，不利于水分的蒸發(fā)；真空干燥過程中會(huì)產(chǎn)生冷凝水，使得真空干燥箱濕度較大，從而影響干燥速率。因此，熱風(fēng)干燥和真空干燥的腐乳粉水分含量較高。

2.2 3種干燥方式下氨基酸態(tài)氮和總酸含量的比較

氨基酸態(tài)氮的含量是判斷腐乳發(fā)酵程度的指標(biāo)之一，也是腐乳粉的鮮味來源。氨基酸態(tài)氮含量與氨基酸的含量呈正相關(guān)。3種干燥方式所得腐乳粉的氨基酸態(tài)氮和總酸含量見圖2。

圖2 3種干燥方式所得腐乳粉的氨基酸態(tài)氮和總酸含量Fig.2 Amino acid nitrogen and total acid content of sufu powder prepared by three drying methods

由圖2可知，經(jīng)過脫水干燥后的腐乳粉的氨基酸態(tài)氮和總酸含量均比未干燥的腐乳原樣的高，冷凍干燥制成的腐乳粉的氨基酸態(tài)氮含量最高。氨基酸的含量越高，鮮味越好。真空冷凍干燥技術(shù)是將腐乳凍結(jié)到共晶點(diǎn)溫度以下，通過升華去除腐乳中的水分。因此，在低溫的條件下最大程度保留了營(yíng)養(yǎng)成分，減少了氨基酸態(tài)氮在干燥過程中的降解。而熱風(fēng)干燥的腐乳粉氨基酸態(tài)氮含量比真空干燥的高，可能是因?yàn)檎婵崭稍锏臅r(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱風(fēng)干燥的時(shí)間，說明干燥時(shí)間對(duì)氨基酸態(tài)氮的含量損耗影響很大。總酸的含量可以反映發(fā)酵的程度，代表腐乳品質(zhì)的優(yōu)劣。腐乳的酸度是指蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物在酶的作用下生成的游離氨基酸、游離脂肪酸和有機(jī)酸的總量。冷凍干燥制成的腐乳粉的總酸含量最高，說明其品質(zhì)最好。熱風(fēng)干燥次之，真空干燥的總酸含量最低。

2.3 3種干燥方式下堆積密度的比較

堆積密度[20-21]指腐乳粉在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。堆積密度能夠反映物質(zhì)多孔性結(jié)構(gòu)，其大小會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性和包裝成本。密度越大，包裝成本越低。由圖3可知，熱風(fēng)干燥和真空干燥制成的腐乳粉的堆積密度顯著高于冷凍干燥。冷凍干燥的溫度在冰點(diǎn)以下，在脫水的過程中經(jīng)過升華干燥除去大部分水分，再經(jīng)過解吸干燥進(jìn)一步去除剩余的少量水分，經(jīng)過冷凍干燥的腐乳粉體積收縮率較小，呈多孔狀結(jié)構(gòu)，因此堆積密度最小。而熱風(fēng)干燥和真空干燥的水分都是由表及里蒸發(fā)，在蒸發(fā)過程中存在溫度梯度和濕度梯度，兩種梯度反向進(jìn)行，使得體積收縮，因此腐乳粉的堆積密度大。

圖3 3種干燥方式所得腐乳粉的堆積密度Fig.3 Bulk density of sufu powder prepared by three drying methods

2.4 3種干燥方式下集粉率的比較

由圖4可知，不同干燥方式制得的腐乳粉的集粉率存在差異，冷凍干燥處理的集粉率最高，為 61.97%；其次為真空干燥處理，為60.62%；熱風(fēng)干燥的集粉率最低，為58.36%。影響集粉率的因素主要是腐乳粉的水分含量。熱風(fēng)干燥得到的腐乳粉水分含量最低，可能是因?yàn)楣娘L(fēng)裝置中風(fēng)速低，干燥時(shí)間較長(zhǎng)，含水量高，從而導(dǎo)致黏壁現(xiàn)象嚴(yán)重，集粉率低。真空干燥的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的冷凝水，因而產(chǎn)品的含水量也較高。而冷凍干燥在低溫、低壓條件下，干燥速率快，水分含量也最低，不會(huì)出現(xiàn)黏壁的現(xiàn)象，因此集粉率最高。

圖4 3種干燥方式所得腐乳粉的集粉率Fig.4 Powder collection rate of sufu powder prepared by three drying methods

2.5 3種干燥方式下感官評(píng)分的比較

根據(jù)表1中具體的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)腐乳粉的色澤、香氣、滋味和質(zhì)地4個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，由表5可知，3種干燥方式制備的腐乳粉中，冷凍干燥的腐乳粉感官評(píng)分最高，總分為86.4。真空干燥的腐乳粉各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)得分都較低，總分為78.1。3種干燥方式制得的腐乳粉雖然色澤、香氣、滋味、質(zhì)地評(píng)分各有差異，但總評(píng)分均在70分以上，可以認(rèn)為都在人們的可接受范圍內(nèi)。其中冷凍干燥的腐乳粉最大程度地保留了腐乳特有的香氣，滋味鮮美，口感細(xì)膩。而熱風(fēng)干燥和真空干燥在干燥過程中，表面溫度高于內(nèi)部溫度，隨著表面水分的蒸發(fā)遷移，內(nèi)部水分來不及遷移到表面，便在表面迅速形成一層干硬膜，從而導(dǎo)致口感粗糙，色澤不均勻。

表5 不同干燥方式制得的腐乳粉感官評(píng)分Table 5 Sensory score of sufu powder prepared by different drying methods

2.6 微生物指標(biāo)測(cè)定

由表6可知，干燥后的腐乳粉微生物指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果符合食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4789.23-2003的要求，說明此產(chǎn)品符合衛(wèi)生要求。

表6 微生物檢測(cè)結(jié)果Table 6 Microbial detection results

3 結(jié)論

通過對(duì)比3種干燥方式對(duì)腐乳粉理化特性及感官品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，3種干燥方式對(duì)腐乳粉的品質(zhì)具有較為顯著的影響。采用冷凍干燥制成的腐乳粉的水分含量、堆積密度均低于熱風(fēng)干燥和真空干燥，分別為4.71%、0.372 g/100 g。水分含量越低，腐乳粉保質(zhì)期越長(zhǎng)，堆積密度越小，其口感越細(xì)膩。其氨基酸態(tài)氮含量、總酸含量、集粉率最高，分別為0.65 g/100 g、1.18 g/100 g、61.97%。由感官評(píng)分可知，冷凍干燥后的腐乳粉口感、風(fēng)味、品質(zhì)與新鮮腐乳最為相近。熱風(fēng)干燥制成的腐乳粉在各個(gè)指標(biāo)上均差于冷凍干燥，但是其堆積密度最高，包裝成本最低。而且感官評(píng)分與冷凍干燥差異不大，考慮到冷凍干燥設(shè)備成本高、能耗高，因此在實(shí)際生產(chǎn)中可以考慮采用熱風(fēng)干燥的方式。但從理化特性和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)角度綜合考慮，理當(dāng)優(yōu)先考慮冷凍干燥的方式。冷凍干燥條件為：-60 ℃，9.8 Pa下預(yù)干燥10 h，磨粉后在相同條件下二次干燥1 h。