大豆品種及油體富集工藝對(duì)腐竹品質(zhì)的影響

向鳳蘭,吳爾文,陳 沛,王金社,李思梅,王金梅*

1.華南理工大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,小麥和玉米國(guó)家工程研究中心,廣東 廣州 510640

2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)生物基因研究中心,廣東省農(nóng)作物種質(zhì)資源保存與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510640

3.河南省作物分子育種研究院,河南 鄭州 450002

4.廣東豆本營(yíng)食品科技有限公司,廣東 河源 518000

腐竹是由大豆打漿,在85～90 ℃加熱條件下,隨著水分的蒸發(fā),在漿液表面形成的一種包裹油體的蛋白質(zhì)膜。腐竹由于具有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和類似肉類的質(zhì)地而深受消費(fèi)者歡迎,尤其是素食者。近年來(lái),對(duì)腐竹的研究主要集中于大豆品種及加工工藝條件對(duì)其品質(zhì)的影響等方面。

不同品種的大豆由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和理化性質(zhì)的差異,決定了用其制備腐竹的品質(zhì)也會(huì)有所差別,如色澤、復(fù)水性、機(jī)械性能等。研究人員發(fā)現(xiàn)豆?jié){中脂肪含量升高,腐竹的抗拉強(qiáng)度、延伸率和透水率都會(huì)降低;可溶性糖含量升高,抗拉強(qiáng)度會(huì)降低,但延伸率升高,透水率先升高后下降[1]。7S與11S蛋白是大豆蛋白中占比較大的儲(chǔ)藏蛋白,其疏水性、乳化性、熱穩(wěn)定性、溶解性及凝膠性等性質(zhì)的差異導(dǎo)致其對(duì)膜的形成有重要影響[2]。7S與11S蛋白的比值(7S/11S)對(duì)腐竹機(jī)械性能也有明顯的影響,7S/11S越低,膜的機(jī)械性能越好[3]。Chen等[4]通過(guò)對(duì)比不同基因缺陷型大豆(所含蛋白質(zhì)種類不同)制備的腐竹,發(fā)現(xiàn)蛋白顆粒(>40 nm,主要由11S蛋白堿性多肽自身通過(guò)二硫鍵或者疏水相互作用聚集而形成的復(fù)合體)對(duì)腐竹的形成最重要。

在腐竹實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,除了通過(guò)篩選大豆品種提高腐竹品質(zhì)外,外加食品添加劑和優(yōu)化煮漿揭皮工藝是提高腐竹品質(zhì)的關(guān)鍵措施。添加阿魏酸可以提高腐竹的耐煮性,添加甘油、山梨醇、羧甲基纖維素鈉可以提高腐竹的拉伸強(qiáng)度和延伸率[5];添加植物提取物(如葡萄柚籽提取物、松針提取物)或谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶可以改善腐竹的抗氧化性能和質(zhì)地[6-7]。此外,Zhang等[8]研究發(fā)現(xiàn),豆?jié){的初始濃度和揭皮時(shí)漿液的深度會(huì)改變腐竹膜的組成和結(jié)構(gòu),初始濃度為7.0%(大豆與水的質(zhì)量比為1∶9.5)和漿液深度為2.3 cm的豆?jié){揭出的腐竹更加致密均勻,具有良好的機(jī)械性能。居巧苓[9]通過(guò)調(diào)酸工藝制備了大豆油體富集物,其11S蛋白也相對(duì)富集于油體富集物中,豆?jié){中的可溶性糖及部分7S蛋白、大豆乳清蛋白等固形物通過(guò)離心除去。基于11S蛋白對(duì)于腐竹形成和品質(zhì)的強(qiáng)烈影響,且以優(yōu)化制備流程為手段提升腐竹品質(zhì)的研究尚未見(jiàn)報(bào)道,因此,作者探討大豆品種及油體富集工藝對(duì)腐竹品質(zhì)的影響,對(duì)腐竹營(yíng)養(yǎng)成分、得率、揭皮速度、感官及機(jī)械特性進(jìn)行測(cè)定,以期為優(yōu)質(zhì)腐竹的工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆(鄭1440、鄭1659、鄭16365、鄭1311、鄭16377、鄭16158、鄭16436)：2022年,河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院;商品豆：廣西梧州冰泉豆?jié){有限公司;蒽酮試劑：阿拉丁試劑有限公司;其他試劑：成都市科隆化學(xué)品有限公司,均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

FDM-Z100磨漿機(jī)：廣東樂(lè)創(chuàng)智能科技有限公司;CM-3600d色差儀：江蘇巨立儀器有限公司;Instron材料試驗(yàn)機(jī)：北京東方孚德技術(shù)發(fā)展有限公司;KDN-103F半自動(dòng)凱氏定氮儀、Soxtec 2055索氏脂肪抽提儀：FOSS分析儀器公司;LXJ-IIC離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠;FW100多功能研磨機(jī)：廣東長(zhǎng)柏電器實(shí)業(yè)有限公司;DYCZ-24KF四板垂直電泳儀：北京六一生物科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 大豆及腐竹中基本成分的測(cè)定

蛋白質(zhì)含量測(cè)定參照GB 5009.5—2016,采用全量凱氏定氮法。粗脂肪含量測(cè)定按照GB 5009.6—2016,采用索氏抽提法?？扇苄蕴呛繙y(cè)定參照張述偉等[10]的方法,采用蒽酮比色法。

1.3.2 SDS-PAGE

根據(jù)Laemmli[11]的方法并稍加修改。在還原條件下,采用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳 (sodium dooecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE) 分析上清液蛋白質(zhì)組成及分子量。將樣品稀釋液與上樣緩沖液以體積比4∶1混合(蛋白最終質(zhì)量濃度為2～4 mg/mL),然后放入沸水中加熱5 min。采用DYCZ-24KF四板垂直電泳儀,膠板厚度1.5 mm,分離膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%,濃縮膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%,上樣量15 μL。于恒壓下進(jìn)行電泳,樣品在濃縮膠中電壓80 mV,進(jìn)入分離膠后調(diào)為120 mV。采用0.1%考馬斯亮藍(lán)R250對(duì)膠片進(jìn)行染色30 min,之后使用乙醇乙酸脫色液 (V(乙醇)∶V(乙酸)∶V(水)=100∶100∶800) 進(jìn)行脫色。電泳凝膠用Bio-Rad公司的Quantity-one軟件分析。

1.3.3 傳統(tǒng)腐竹加工工藝

參考曾仕曉等[12]使用的方法,稱取顆粒飽滿的大豆300 g,按豆水質(zhì)量比1∶4加蒸餾水,4 ℃浸泡18 h,按豆水質(zhì)量比1∶6加蒸餾水磨漿,95～100 ℃水浴煮漿 3～5 min。準(zhǔn)確稱量煮沸的豆?jié){800 g,動(dòng)態(tài)揭皮溫度(水浴式)為85～90 ℃,每隔15 min揭皮1次,直至鍋內(nèi)豆?jié){不能再揭皮為止。揭完皮后自然晾干4 h后轉(zhuǎn)入65 ℃烘箱烘2 h,取出冷卻后于室溫密封干燥保存。腐竹均取第3張作為研究對(duì)象。

1.3.4 富油體腐竹加工工藝

參考居巧苓等[13]的方法制備大豆油體富集物：稱取大豆500 g,按豆水質(zhì)量比1∶4加蒸餾水浸泡18 h。然后按豆水質(zhì)量比1∶6加蒸餾水磨漿,調(diào)節(jié)生漿至pH 5.7,4 000 r/min離心20 min,沉淀即為大豆油體富集物。將大豆油體富集物沉淀加蒸餾水復(fù)溶,從而獲得新的漿液,再調(diào)節(jié)油體富集物漿液的pH值及固形物含量與原漿(pH 6.5,固形物含量6%)一致。獲得漿液按照1.3.3中的方法制備富油體腐竹。

1.3.5 腐竹得率的測(cè)定

分別稱量烘干后每次揭皮的腐竹質(zhì)量,計(jì)算腐竹得率(μ)。

μ=f/m×100%,

式中：f為所得烘干腐竹質(zhì)量,g;m為干大豆質(zhì)量,g。

1.3.6 腐竹揭皮速度的測(cè)定

每隔15 min揭皮1次,按照揭皮順序分別對(duì)腐竹進(jìn)行編號(hào),直至鍋內(nèi)豆?jié){無(wú)法揭皮為止,揭皮烘干后稱質(zhì)量。以腐竹累計(jì)產(chǎn)量為縱坐標(biāo),揭皮次數(shù)為橫坐標(biāo)作圖。

1.3.7 腐竹機(jī)械性能的測(cè)定

將制備的腐竹放入飽和氯化鋇溶液中浸泡12 h,測(cè)量前將其切成4 cm×4 cm的形狀,利用物性測(cè)試儀測(cè)定其斷裂時(shí)的拉伸強(qiáng)度及延伸率,每個(gè)樣品測(cè)定3次。探頭選用A/KIE,測(cè)定參數(shù)：測(cè)前速率3 mm/s,測(cè)試速率1 mm/s,測(cè)后速率5 mm/s。

1.3.8 腐竹色澤測(cè)定

將干燥后的腐竹放入飽和氯化鋇溶液中,12 h后選用5個(gè)平行樣品,采用色差計(jì)測(cè)定指標(biāo)。L*是亮度指標(biāo),L*越大表示試樣越明亮,反之越暗。a*和b*是顏色指標(biāo),a*較大表示樣本較紅,反之較綠;b*較大表示樣本較黃,反之較藍(lán)。

1.3.9 腐竹感官評(píng)價(jià)

參考宋蓮軍等[14]使用的感官評(píng)價(jià)方法,選取15位感官評(píng)定人員(經(jīng)過(guò)訓(xùn)練且參加過(guò)食品感官評(píng)定)對(duì)腐竹的色澤、氣味、外觀、口感進(jìn)行評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。評(píng)價(jià)前對(duì)樣品進(jìn)行編號(hào),評(píng)價(jià)樣品隨機(jī)化,評(píng)分后去除極大值和極小值,取平均值。

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

每個(gè)試驗(yàn)至少獨(dú)立進(jìn)行3次,結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差,使用 SPSS 26 進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種大豆與腐竹的基本成分

不同品種大豆及其制備腐竹的蛋白、脂肪、可溶性糖含量見(jiàn)表2。8種大豆的組分之間存在顯著性差異。大豆蛋白含量的平均變化區(qū)間為40.63%～45.11%,其中鄭16365蛋白含量最高,鄭16158蛋白含量最低;大豆脂肪含量變化區(qū)間為19.90%～22.30%,其中鄭16158脂肪含量最高,鄭1311脂肪含量最低;大豆可溶性糖含量變化區(qū)間為10.75%～16.54%,其中鄭1440可溶性糖含量最高,鄭1311可溶性糖含量最低。

表2 大豆與腐竹的基本成分Table 2 Basic composition of soybeans and Yuba %

研究表明,蛋白質(zhì)、脂肪及總糖的質(zhì)量占比[15]、蛋白質(zhì)組成[16]等因素對(duì)腐竹品質(zhì)有顯著影響。由表2可知,腐竹蛋白質(zhì)含量為43.16%～58.24%,其中鄭1659的腐竹蛋白含量最高,鄭16436的腐竹蛋白含量最低;腐竹脂肪含量為26.60%～34.42%,其中鄭16158的腐竹脂肪含量最高,商品豆腐竹的脂肪含量最低;腐竹可溶性糖含量為1.99%～4.99%,其中鄭16365的腐竹可溶性糖含量最高,商品豆腐竹的可溶性糖含量最低。由此可見(jiàn),腐竹基本成分的含量與大豆的基本成分含量的變化趨勢(shì)不完全一致,這可能與大豆中蛋白的組成有關(guān)。

不同品種大豆的蛋白組成見(jiàn)圖1。大豆的7S/11S為0.35～0.45,其中商品豆的7S/11S最高,鄭1440的7S/11S最低,說(shuō)明商品豆中7S蛋白含量較高,而鄭1440大豆中11S蛋白含量相對(duì)較高。腐竹的制備類似于熱致凝膠的形成,7S、11S球蛋白由于凝膠機(jī)制及凝膠形成參與作用力的不同而導(dǎo)致二者凝膠性質(zhì)有顯著差異[17]。Rani等[18]的研究表明,在成膜過(guò)程中,蛋白分子受熱變性,二硫鍵被打開(kāi),巰基與疏水性殘基充分暴露于表面,隨著水分的蒸發(fā)及表面溫度的降低,蛋白分子通過(guò)疏水相互作用、氫鍵、二硫鍵重新締合形成網(wǎng)狀膜。

圖1 不同大豆品種的蛋白組分Fig.1 Protein composition of different soybean varieties

2.2 大豆品種對(duì)腐竹揭皮速度的影響

由圖2可知,大豆鄭1440和鄭1659的揭皮速度相對(duì)于其他6種大豆更快,商品豆的揭皮速度最慢。鄭1440揭皮次數(shù)最多,這可能與脂質(zhì)及蛋白含量影響成膜有關(guān)。Chen等[19]對(duì)腐竹形成機(jī)理的研究表明,在豆?jié){加熱過(guò)程中,根據(jù)粒徑的大小,豆?jié){中固形物擴(kuò)散到表面的速度從大到小依次是碳水化合物、蛋白粒子、油體,隨著表面水分的蒸發(fā),三者相互碰撞交聯(lián)形成腐竹膜。鄭1440中可溶性糖含量最高(表2),其擴(kuò)散速度最快,這可能是成膜最快的原因。宋蓮軍等[14]也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果,即大豆的蛋白與總糖的比值與腐竹揭膜速率、得率呈顯著負(fù)相關(guān)。

圖2 大豆品種對(duì)腐竹揭皮速度的影響Fig.2 Effect of soybean variety on film formation rate

2.3 大豆品種對(duì)腐竹色澤及得率的影響

由表3可知,L*為64.68～84.27,a*為1.79～3.09,b*為5.40～18.51,鄭16377腐竹的亮度高于其他腐竹,而商品豆腐竹的亮度明顯低于其他腐竹,色澤明亮度可能與蛋白及碳水化合物之間的美拉德反應(yīng)程度及大豆本身的顏色有關(guān)。鄭1440腐竹的得率最高(34.27%),這與圖2中鄭1440腐竹成膜最快相印證;鄭16158腐竹得率最低,這可能與其蛋白和脂肪的配比有關(guān),其蛋白含量(40.63%)最低,脂肪含量(22.3%)最高。漿液中蛋白與脂肪比例失調(diào)會(huì)導(dǎo)致蛋白基團(tuán)間相互碰撞的機(jī)會(huì)減少、基團(tuán)之間相互交聯(lián)作用受到阻礙,從而減緩成膜。藍(lán)偉杰等[15]的研究表明,當(dāng)?shù)鞍着c脂肪比值小于3∶1時(shí),脂肪占比越大,得率越低。

表3 不同大豆品種對(duì)腐竹色澤及得率的影響Table 3 Effect of different soybean varieties on the colour and yield of Yuba

2.4 大豆品種對(duì)腐竹機(jī)械性能的影響

由圖3(a)可以看出,不同品種腐竹的延伸率差異較大。延伸率越大,表明腐竹的拉伸效果越好。其中,鄭1440腐竹的延伸率最大,達(dá)到93.65%,鄭16436腐竹的延伸率最小(30.21%)。鄭1440腐竹延伸率高說(shuō)明此品種的腐竹在制備過(guò)程中,油體和脂肪能夠在形成腐竹時(shí)更充分、均勻地嵌合,形成的膜更加緊密和連續(xù)[8,15]。由圖3(b)可知,不同品種大豆制備的腐竹的拉伸強(qiáng)度變化范圍為0.04～0.19 MPa,其中,鄭1440腐竹的拉伸強(qiáng)度最大,達(dá)到0.19 MPa,鄭16436腐竹的拉伸強(qiáng)度最小,為0.04 MPa,與腐竹的延伸率結(jié)果一致。這可能是由于鄭1440大豆中11S蛋白含量最高,11S是凝膠性蛋白,含硫氨基酸含量遠(yuǎn)高于7S,所形成凝膠的網(wǎng)絡(luò)更加致密、均勻,且交聯(lián)度高[20]。

注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。圖3 大豆品種對(duì)腐竹機(jī)械性能的影響Fig.3 Effect of soybean variety on the mechanical properties of Yuba

2.5 大豆品種對(duì)腐竹感官品質(zhì)的影響

對(duì)各個(gè)大豆品種制備的腐竹進(jìn)行感官評(píng)價(jià),結(jié)果見(jiàn)表4。鄭16436的綜合得分最低(63.91),鄭1440的綜合得分最高(71.79),值得注意的是,鄭1440的口感評(píng)分明顯高于其他腐竹,這與腐竹機(jī)械性能的測(cè)定結(jié)果一致,說(shuō)明鄭1440腐竹口感更筋道,更接近肉的質(zhì)地。綜合對(duì)腐竹的營(yíng)養(yǎng)成分、機(jī)械性能、色澤、得率以及感官評(píng)價(jià)的分析可以得出,在8種大豆中,鄭1440大豆制備的腐竹品質(zhì)最佳。

表4 不同品種大豆制備腐竹感官評(píng)價(jià)Table 4 Sensory evaluation of Yuba produced with different kinds of soybean

2.6 制備工藝對(duì)腐竹品質(zhì)的影響

目前,油體富集工藝已用于制備豆腐及脂肪替代物[9,21],均表現(xiàn)出良好的凝膠品質(zhì)。將原漿調(diào)節(jié)pH 5.7后離心,可分別得到上清液及沉淀(干基得率為56.02%)兩相,圖4(a)為油體富集工藝對(duì)漿液蛋白種類的影響,經(jīng)過(guò)油體富集后,上清液中只剩下7S蛋白的亞基條帶,證明在油體富集物沉淀中11S蛋白相對(duì)富集。由圖4(b)可知,與傳統(tǒng)工藝制備的豆?jié){相比,富油體工藝制備的豆?jié){干基蛋白質(zhì)含量無(wú)明顯差異,而脂肪含量卻由23.70%提高到32.19%。

圖4 油體富集工藝對(duì)漿液組分的影響Fig.4 Effect of oil enrichment process on slurry composition

由圖5(a)可知,傳統(tǒng)工藝制備腐竹揭皮次數(shù)為14次,制作的腐竹總質(zhì)量為34.68 g,而富油體工藝制備腐竹揭皮次數(shù)為16次,制作的腐竹總質(zhì)量為48.95 g,說(shuō)明后者成膜更快。富油體工藝制備的腐竹色澤也更加明亮(表5)。由圖5(b)可知,富油體工藝制備的腐竹機(jī)械性能更佳,延伸率提高17.25百分點(diǎn),拉伸強(qiáng)度提高0.01 MPa。以上結(jié)果說(shuō)明富油體工藝制備的腐竹具有更好的品質(zhì)。這可能與油體富集物中11S蛋白及油體的富集有關(guān)(圖4),一方面,在豆?jié){加熱揭皮的過(guò)程中二硫鍵起到關(guān)鍵作用,11S蛋白含有更多的二硫鍵和巰基,形成更加均勻致密、機(jī)械性能更好的腐竹膜,藍(lán)偉杰等[15]發(fā)現(xiàn),11S/7S越大,膜的拉伸強(qiáng)度越高;另一方面,油體由于粒徑較大,濃度高,幾乎不會(huì)擴(kuò)散到下層漿液,可能有助于蛋白與油體的快速碰撞交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)。此外,富油體工藝去除了部分豆?jié){中的乳清蛋白及可溶性糖,使?jié){液黏度更低,有利于腐竹的主要成分向上擴(kuò)散形成網(wǎng)狀薄膜。可溶性糖的減少則可以抑制美拉德反應(yīng),腐竹色澤更加明亮[22]。

表5 制備工藝對(duì)腐竹色澤的影響Table 5 Effect of preparation process on the colour of Yuba

由表6可知,富油體腐竹的綜合評(píng)分更高,值得注意的是,富油體工藝制備的腐竹色澤更容易被品評(píng)者接受,且其口感評(píng)分明顯高于傳統(tǒng)工藝腐竹,咀嚼口感更筋道,這與拉伸強(qiáng)度和延伸率更高的結(jié)果相互印證。

表6 不同工藝制備腐竹的感官評(píng)分Table 6 Sensory scores of Yuba produced with different kinds of preparation process

3 結(jié)論

所選8種大豆的蛋白、可溶性糖、脂肪含量之間存在顯著差異,但其制備腐竹的成分與大豆中成分含量的變化趨勢(shì)不完全一致。由SDS-PAGE分析可知,鄭1440為11S蛋白亞基較為豐富的大豆品種。鄭1440腐竹成膜最快、得率最高,延伸率及拉伸強(qiáng)度顯著優(yōu)于另外7種大豆。鄭1440腐竹綜合感官評(píng)分最高,尤其是口感及色澤的得分。與傳統(tǒng)制備腐竹的工藝相比,富油體工藝使豆?jié){中的7S蛋白被部分去除、11S蛋白相對(duì)富集、油體脂肪含量明顯提高。油體富集腐竹基本成分的改變是其成膜速率、得率、機(jī)械性能、色澤及感官品質(zhì)等明顯改善的主要原因,油體富集工藝導(dǎo)致的漿液成分變化及機(jī)理仍需要進(jìn)一步探究。