低溫熟成工藝對豆腐品質(zhì)及安全性的影響

摘要：豆腐是全球消費最普遍的素食產(chǎn)品。為尋求改善豆腐品質(zhì)和風味的有效方法，將冷卻成型的豆腐在2 ℃的低溫熟成室中存放168 h，以10 ℃常規(guī)冷藏的豆腐作為對照組，測定不同貯藏時間下豆腐的質(zhì)構特性、含水量和色澤的變化規(guī)律。利用超快速氣相色譜-電子鼻對豆腐中的特征風味成分進行定性和定量分析，隨后將熟成后的豆腐置于10 ℃進行為期36 d的常規(guī)冷藏，通過測定冷藏期間豆腐菌落總數(shù)和致病菌數(shù)量的變化評價熟成豆腐的安全性。結果表明，2 ℃熟成工藝對豆腐品質(zhì)的影響與常規(guī)冷藏相似，兩種豆腐含水量均在82.6%～84.6%范圍內(nèi)。熟成豆腐中不良風味成分的總量比常規(guī)冷藏豆腐低，且2 ℃熟成工藝對正丙醇、反-2-己烯醛和乙醇的富集具有明顯的抑制作用。低溫熟成工藝未引起豆腐中微生物的增長，熟成豆腐在10 ℃下冷藏36 d仍符合豆制品微生物國家標準。該研究可為低溫熟成工藝在豆腐生產(chǎn)加工中的應用奠定理論基礎。

關鍵詞：豆腐；低溫熟成工藝；品質(zhì)；風味；安全性評價

中圖分類號：TS214.2文獻標志碼：A文章編號：1000-9973（2025）03-0001-08

Effect of Low-Temperature Maturation Process on Quality and Safety of Tofu

HUA Xiao-han¹， KANG Chang-soo ²， DU Zhen-yu³， LEE Sang-yun²，

JIA Xin¹， CHEN Jing-yu¹， YIN Li-jun^1*

（1.College of Food Science and Nutritional Engineering， China Agricultural University， Beijing 100083，

China; 2.Pulmuone Technology Institute， Pulmuone Co.， Ltd.， Seoul 120-749， Korea;

3.Beijing Pulmuone Green Foods Co.， Ltd.， Beijing 101200， China）

Abstract： Tofu is the most commonly consumed vegetarian product around the world. In order to find an effective way to improve the quality and flavor of tofu， cooled and shaped tofu is stored in a low-temperature maturation room at 2 ℃ for 168 h， and the conventionally refrigerated tofu at 10 ℃ is used as the control group to determine the changes of texture， water content and color of tofu at different storage time. Ultra-fast gas chromatography-electronic nose is used to analyze the characteristic flavor components in tofu qualitatively and quantitatively， and then the matured tofu is refrigerated conventionally at 10 ℃ for 36 d.The safety of matured tofu is evaluated by measuring the changes of the total bacterial count and the number of pathogenic bacteria during refrigeration.The results show that the effect of 2 ℃ maturation process on the quality of tofu is similar to that of conventionally refrigerated， with the water content of both types of tofu in the range of 82.6%～84.6%. The total amount of bad flavor components in matured tofu is lower than that of conventionally refrigerated， and 2 ℃ maturation process significantly inhibits the enrichment of n-propanol， trans-2-hexenal and ethanol." The low-temperature maturation process doesn't cause the growth of microorganisms in tofu， and the" matured tofu remains" in compliance with the natlonal standard for microorganisms in soybean products after being refrigerated at 10 ℃ for 36 d. This study can lay a theoretical foundation for the application of low-temperature maturation process in the production and processing of tofu.

Key words： tofu; low-temperature maturation process; quality; flavor; safety evaluation

大豆是世界上重要的經(jīng)濟農(nóng)作物之一，蛋白質(zhì)含量高，營養(yǎng)豐富。豆腐是最常見的大豆制品，含有多種人體必需的微量元素，易于人體消化，被認為是最好的植物蛋白來源之一^[1-2]。此外，豆腐中還含有異黃酮、植物甾醇等生物活性物質(zhì)^[3-5]以及亞麻酸、亞油酸等必需脂肪酸^[6]，有利于人體健康，可以降低患胃癌、心血管疾病、高血壓、糖尿病、高脂血癥等疾病的潛在風險^[7-9]，是全球消費最普遍的素食產(chǎn)品。根據(jù)產(chǎn)品特性和豆腐制作過程中使用的凝固劑類型可將豆腐產(chǎn)品分為老豆腐和嫩豆腐、包裝豆腐和壓榨豆腐以及發(fā)酵豆腐^[10-11]。傳統(tǒng)豆腐的制作步驟包括原料挑選、浸泡磨漿、濾漿煮漿、點鹵成型，最終經(jīng)包裝后流入市場。因此，豆腐的品質(zhì)受多種因素的影響，包括大豆自身性質(zhì)的內(nèi)在因素以及加工條件、包裝等外在因素。大豆種子的品種和貯藏、大豆蛋白的組成、浸泡和加熱條件、凝固劑的種類和操作條件以及加工規(guī)模等是目前研究最多的影響豆腐制作的顯著因素^[12-13]。如何改善豆腐品質(zhì)和延長貨架期是影響豆腐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要課題^[14-15]。低溫處理是最常見的物理保鮮措施，且操作簡單，易于實現(xiàn)。有研究表明，低溫處理能延長發(fā)豆腐的貯藏期，冷藏處理的保鮮效果較佳，且對發(fā)豆腐的質(zhì)構無明顯影響^[16]。

低溫熟成工藝是指將包裝冷卻后的豆腐直接送入獨立的低溫熟成室熟成一段時間，以達到控制產(chǎn)品品質(zhì)和改善口感的目的，然而，目前相關研究仍較少。本研究對比了2 ℃熟成工藝與10 ℃常規(guī)冷藏條件下豆腐的質(zhì)構特性、含水量和色澤之間的差異，進一步利用Heracles NEO超快速氣相色譜-電子鼻對樣品的主要風味成分進行定性和定量分析，并基于主成分分析（PCA）模型，明確低溫熟成期間豆腐主要風味成分的變化規(guī)律。最后，通過測定不同貯藏期的菌落總數(shù)以及大腸桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌3種致病菌的數(shù)量，對低溫熟成豆腐進行安全性評價。該研究可為改善豆腐的品質(zhì)和口感、延長其貨架期提供理論依據(jù)。

1材料和方法

1.1材料

盒裝老豆腐樣品（400 g/盒）：北京圃美多綠色食品有限公司。

1.2試劑

正構烷烴標準溶液（nC5～nC16）：美國Sigma-Aldrich公司;平板計數(shù)瓊脂（PCA）、無菌磷酸鹽緩沖液、無菌生理鹽水：北京索萊寶生物技術有限公司;胰蛋白胨、酵母提取物、牛肉膏：美國Oxoid公司;磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、氯化鈉、乳糖、磷酸氫二鈉、葡萄糖、亞硫酸鈉（均為分析純）：北京藍弋化工產(chǎn)品有限責任公司。

1.3儀器與設備

HWS智能恒溫恒濕培養(yǎng)箱寧波江南儀器廠;AL204型電子天平梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司;101-3型電熱恒溫鼓風干燥箱上海路達實驗儀器有限公司;CT3型物性分析儀美國Brookfield公司;CR300型色差計日本柯尼卡美能達公司;Heracles NEO超快速氣相色譜-電子鼻法國Alpha MOS公司;YT-CJ-1ND型超凈工作臺北京亞泰科隆儀器技術有限公司。

1.4方法

1.4.1豆腐樣品采集

將殺菌處理后的豆腐樣品冷卻后轉移至2 ℃低溫條件下開始熟成，待豆腐中心溫度降至2 ℃時設定為熟成起始時間0 h。分別采集熟成時間0，3，9，24，72，120，168 h的豆腐樣品進行后續(xù)品質(zhì)分析。以10 ℃常規(guī)冷藏的豆腐作為對照組，考察低溫熟成過程對豆腐品質(zhì)和安全性的影響。

1.4.2豆腐質(zhì)構特性分析

采用Texture Profile Analysis模型分析豆腐樣品的質(zhì)構特性。將整塊豆腐等距切割成20 mm×20 mm×20 mm規(guī)格的小塊，隨機抽取3～4塊樣品于室溫下測量。測量程序：壓縮形變量為33.33%，以60 mm/min的速度下壓，連續(xù)壓縮2次，時間間隔為0.5 s。測定豆腐樣品的硬度、內(nèi)聚性、彈性和咀嚼性，結果取平均值。

1.4.3含水量測定

參照國家標準GB 5009.3—2016測定豆腐中的含水量。取3塊豆腐于攪拌機中，粉碎后取3組平行樣品。將稱量好的樣品置于已烘干至恒重的鋁盒中，在105 ℃烘箱中干燥4 h后，于干燥器中冷卻15 min，計算樣品的含水量。

1.4.4色澤測定

利用CR300型色差計測定豆腐樣品中心部分的色澤。對標準白板進行校正，其CIE值分別為L*=92.7，a*=0.313 6，b*=0.319 3。

1.4.5主要風味成分分析

將豆腐樣品粉碎后稱取4 g置于20 mL頂空瓶中，壓緊瓶蓋于60 ℃加熱振蕩20 min，進樣體積為5 000 μL。色譜柱為MXT-5金屬毛細管柱和MXT-WAX金屬毛細管柱并聯(lián)，捕集阱初始溫度為50 ℃，最終溫度為240 ℃，以8 mL/min的速度分流，載氣流速為0.6 mL/min。進樣口溫度為200 ℃，持續(xù)進樣37 s。初始柱溫為40 ℃，保持40 s，升溫程序：以0.5 ℃/s升溫至80 ℃，保持20 s；以1 ℃/s升溫至150 ℃，保持20 s；以2.0 ℃/s升溫至250 ℃，保持10 s，采集時間為290 s。檢測器溫度為260 ℃，F(xiàn)ID增益12。采用AlphaSoft V2021進行數(shù)據(jù)處理。利用正構烷烴標準溶液（nC5～nC16）進行校準，將保留時間轉化為保留指數(shù)（RI），然后通過AroChemBase數(shù)據(jù)庫對化合物進行定性分析。

1.4.6豆腐菌落總數(shù)測定

將2 ℃低溫熟成168 h的豆腐置于10 ℃冷藏溫度下繼續(xù)貯藏，并測定第0，15，30，36天的菌落總數(shù)，以未經(jīng)低溫熟成的豆腐作為對照組。每個區(qū)間隨機抽取3塊豆腐作為待測樣品，設置3個稀釋倍數(shù)（1∶10、1∶100、1∶1 000）分別測量。測量方法參照GB 4789.2—2022。

1.4.7豆腐安全性評價

通過測定貯藏期間熟成豆腐中大腸桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌的數(shù)量，以未經(jīng)低溫熟成的豆腐作為對照組，對豆腐進行安全性評價。各區(qū)間樣品只在10 ℃貯存的第0天與第36天進行3種細菌的測定，確認樣品的安全性。具體檢測方法分別參照GB 4789.3—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 大腸菌群計數(shù)》、GB 4789.4—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 沙門氏菌檢驗》、GB 4789.10—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 金黃色葡萄球菌檢驗》。

1.4.8數(shù)據(jù)處理

利用OriginPro 2024進行數(shù)據(jù)處理并作圖，利用IBM SPSS 20對平行樣品組進行顯著性分析。每組數(shù)據(jù)均設3次平行。

2結果與分析

2.1低溫熟成期間豆腐的品質(zhì)分析

2.1.1質(zhì)構特性分析

豆腐是一種高度水合的凝膠型食品，它的形成歸因于大豆蛋白的凝膠性質(zhì)^[17]。質(zhì)構分析是研究蛋白凝膠結構變化的主要方法之一，可用于評價豆腐的品質(zhì)^[18]。通過測定硬度、內(nèi)聚性、彈性和咀嚼性4個指標，考察低溫熟成工藝對豆腐品質(zhì)的影響，結果見圖1。

硬度是指使物體變形所需要的力，是食品領域用來描述食物軟硬度、咀嚼性所需力度大小的物理指標，會直接影響內(nèi)聚性和咀嚼性^[19]。由圖1可知，隨著時間的延長，低溫熟成豆腐的硬度大致呈先升高后降低的趨勢，72 h時達到最高。當貯藏時間為120 h時，兩種豆腐的硬度均略有降低，這可能是豆腐在擠壓過程中的破碎程度不均導致的。低溫熟成豆腐的彈性略低于常規(guī)冷藏豆腐，這可能是低溫熟成豆腐的硬度升高導致彈性下降。此外，低溫熟成豆腐與常規(guī)冷藏豆腐的內(nèi)聚性和咀嚼性隨時間延長的變化趨勢基本保持一致。兩種豆腐的內(nèi)聚性在儲藏3 h時差異顯著，這可能是樣品選擇的隨機性造成的，其他儲藏時間下二者的內(nèi)聚性與咀嚼性無顯著性差異。從整體質(zhì)構特性來看，2 ℃低溫熟成豆腐的品質(zhì)與常規(guī)冷藏豆腐無顯著性差異。

2.1.2含水量

傳統(tǒng)豆腐產(chǎn)品的含水量最高可達90%，為微生物的生長提供了良好的環(huán)境，也是導致豆腐貨架期短的直接原因之一^[20]。此外，有研究表明，豆腐在不同溫度下儲藏時含水量的變化可能是蛋白質(zhì)氧化變性導致的^[21]。蛋白質(zhì)氧化會改變豆腐的凝膠結構，從而導致其持水能力下降，或促進凝膠網(wǎng)絡結構中的結合水轉化成游離水^[22]。因此，檢測熟成期間豆腐含水量的變化同樣十分重要，結果見圖2。

由圖2可知，隨著時間的增加，低溫熟成豆腐與常規(guī)冷藏豆腐的含水量呈先升高后緩慢降低的趨勢，兩種豆腐的含水量均在82.6%～84.6%之間，表明豆腐在2 ℃下貯藏時，低溫熟成工藝對豆腐含水量的影響不明顯。Huang等^[21]研究了不同儲藏溫度（4，25，37 ℃）對豆腐干含水量的影響。結果表明，4 ℃下儲藏的豆腐干含水量變化不大，而25 ℃和37 ℃下儲藏的豆腐干含水量隨著時間的增加顯著增加，表明低溫環(huán)境對豆制品含水量的影響較小。

2.1.3色差分析

色澤是影響消費者對豆腐偏好的重要參數(shù)之一，明亮的、白色的或淺黃色的豆腐更易被消費者接受^[23]。本實驗采用色差計對豆腐的顏色包括亮度（L*）、紅綠值（a*）和黃藍值（b*）進行研究。L*值越大，表明色澤更明亮、更白；a*值為負，表明樣品的顏色偏綠；b*值為正，表明樣品的顏色偏黃^[24]。不同熟成溫度下豆腐的色澤隨時間延長的變化規(guī)律見表1。

由表1可知，當熟成溫度為2 ℃時，隨著時間的增加，豆腐的顏色更白并趨于穩(wěn)定，而常規(guī)冷藏豆腐在貯藏168 h時，L*值明顯降低，表明豆腐的顏色偏暗。低溫熟成豆腐與常規(guī)冷藏豆腐的a*值、b*值無顯著性差異。相較于0 h的樣品，兩種豆腐的a*值均有所減小，表明豆腐經(jīng)冷藏保存后顏色偏綠；兩種豆腐的b*值在168 h的儲藏時間內(nèi)無明顯變化。

2.2豆腐特征風味成分分析

2.2.1特征風味成分PCA及定性分析

豆腐特有的風味及其與理想或不良風味成分之間的相互作用直接決定了消費者的接受度^[17]。研究表明，存在于大豆中的脂肪氧化酶催化多不飽和脂肪酸所形成的氫過氧化物是產(chǎn)生“豆腥味”的原因，大豆中的亞油酸是產(chǎn)生正己醛的前體物質(zhì)，而亞麻酸會生成己烯醛^[25-26]。本研究利用Heracles NEO超快速氣相色譜電子鼻對豆腐中揮發(fā)性風味成分進行測定，通過AroChemBase數(shù)據(jù)庫對化合物進行定性分析。對豆腐的每個樣品進行3次平行實驗。

由圖3可知，儀器的重現(xiàn)性很好且揮發(fā)性成分種類較多。進一步采用主成分分析（PCA）模型對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以明晰不同熟成溫度和時間下豆腐揮發(fā)性成分的變化規(guī)律。由于香氣種類較多，因此低溫豆腐的風味成分通過數(shù)據(jù)庫匹配和檢索，相關感官描述及閾值見表2。

由表2可知，乙醇、正丙醇、正己醛、反-2-己烯醛、正己醇、1-辛烯-3-醇和辛醛是豆腐低溫熟成過程中產(chǎn)生的典型不良特征風味成分。

以這7種化合物作為變量繪制PCA圖并進行Loading分析，按照熟成條件的差異進行分組，結果見圖4。

由圖4可知，PCA中PC1和PC2的貢獻率分別為34.375%和23.536%。隨著熟成時間的延長，豆腐中特征風味成分沿PC1軸發(fā)生了顯著變化，且低溫熟成豆腐的變化大于常規(guī)冷藏豆腐，表明低溫熟成豆腐中不良風味成分的含量更低。在此基礎上進行PCA的Loading分析，Loading圖的箭頭指征繪制PCA的變量。在本研究中，每一個箭頭代表豆腐樣品中的一種風味成分，其命名格式為：保留指數(shù)-色譜柱編號-數(shù)值，例如“801.46-1-面積”代表第一根色譜柱上保留指數(shù)為801.46的化合物（正己醛）峰，以面積數(shù)值作為變量。

由圖5可知，熟成3 h和6 h的豆腐樣品距離較近，表明兩組樣品中的風味成分組成相似。熟成168 h的豆腐樣品與其他熟成時間的樣品之間有明顯的分離，說明熟成后期風味成分發(fā)生了明顯的變化。

2.2.2特征風味成分定量分析

為明確熟成期間豆腐特征風味成分的變化規(guī)律，進一步對7種特征風味成分進行定量分析，結果見圖6。

由圖6可知，兩種冷藏豆腐中正己醛的含量最高，其次是乙醇、1-辛烯-3-醇。正己醛是豆腐中重要的揮發(fā)性成分之一，但它會給豆腐帶來令人不愉快的青草味^[27]。Lee等^[28]分析了包裝豆腐和未包裝豆腐在4 ℃貯藏過程中揮發(fā)性成分的特征，發(fā)現(xiàn)正己醛、乙醇和正己醇是冷藏豆腐中的特征揮發(fā)性成分，可提供有關豆腐變質(zhì)的定性和定量信息。此外，不同凝固劑的豆腐中揮發(fā)性成分存在差異。戴意強等^[24]發(fā)現(xiàn)葡萄糖酸內(nèi)酯豆腐中的1-辛烯-3-醇含量最高，而CaSO4豆腐中含量最高的揮發(fā)性成分是苯甲醛。低溫熟成工藝對豆腐中不良風味的累積和釋放具有抑制作用，尤其在熟成前期，2 ℃熟成工藝對乙醇、正丙醇、正己醛、反-2-己烯醛、正己醇、1-辛烯-3-醇和辛醛均有明顯的抑制作用。在整個貯藏期間，低溫熟成豆腐中的不良風味成分含量均低于常規(guī)冷藏豆腐，表明2 ℃熟成工藝更利于抑制不良風味成分的釋放。此外，2 ℃熟成工藝對正丙醇、反-2-己烯醛、乙醇、正己醇的抑制效果優(yōu)于正己醛、1-辛烯-3-醇和辛醛，尤其是正丙醇和反-2-己烯醛的含量在熟成期間明顯降低，表明2 ℃熟成工藝有利于減緩不良風味成分的產(chǎn)生速率，能夠維持較好的豆腐品質(zhì)。

2.3微生物檢測分析

2.3.1菌落總數(shù)測定

傳統(tǒng)豆腐生產(chǎn)工藝復雜，從原料到加工最終到包裝都有可能引入微生物，從而導致菌落總數(shù)增加，直接影響豆腐產(chǎn)品的保質(zhì)期^[29]。為了考察低溫熟成后的豆腐在常規(guī)冷藏溫度下微生物的多樣性，監(jiān)測了2 ℃熟成豆腐與未熟成豆腐在10 ℃條件下貯藏0，15，30，36 d的菌落總數(shù)，結果見表3。

由表3可知，豆腐在2 ℃熟成168 h后的菌落總數(shù)仍在10 CFU/g以下，表明低溫熟成工藝不會促進微生物生長。隨后將其置于10 ℃繼續(xù)冷藏，發(fā)現(xiàn)兩種豆腐在冷藏前期（15 d）均未發(fā)現(xiàn)微生物增長。隨著時間的延長，熟成豆腐中的菌落總數(shù)略有增加。冷藏35 d時，熟成豆腐中的菌落總數(shù)為20 CFU/g，低于未熟成豆腐（60 CFU/g），表明低溫熟成工藝在一定程度上可延緩微生物的生長速度，適當?shù)氖斐蓵r間可延長豆腐的貨架期。

2.3.2安全性評價

為進一步評價熟成豆腐的安全性，測定了低溫熟成豆腐（實驗組）與未熟成豆腐（對照組）在10 ℃冷藏前后的大腸桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌的菌落總數(shù)，結果見表4。

由表4可知，低溫熟成后豆腐樣品在常規(guī)冷藏前后均未檢測出這3種致病菌，符合豆制品微生物國家標準，為低溫熟成工藝在豆腐生產(chǎn)中的應用提供了安全性依據(jù)。

3結論

本研究對比了低溫熟成工藝（2 ℃）和常規(guī)冷藏（10 ℃）對豆腐的質(zhì)構特性、含水量和色澤的影響，并對豆腐中的特征風味成分進行定性和定量分析。測定了豆腐在貯藏期間的微生物菌落總數(shù)，并進一步對熟成豆腐進行了安全性評價。結果表明，與常規(guī)冷藏相比，低溫熟成工藝對豆腐品質(zhì)無顯著性影響。但低溫熟成豆腐和常規(guī)冷藏豆腐在貯藏期間的風味成分組成不同；與常規(guī)冷藏豆腐相比，2 ℃熟成豆腐不良風味成分總量低，且2 ℃熟成溫度對豆腐中不良風味成分正丙醇、反-2-己烯醛、乙醇的累積和釋放具有明顯的抑制作用，表明低溫熟成工藝可減少豆腐不良風味成分的產(chǎn)生，在改善豆腐風味上具有應用前景。此外，低溫熟成期間未見微生物增長，且在進一步的常規(guī)冷藏中仍能保持穩(wěn)定，未檢出致病菌（大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌）。該研究結果可為低溫熟成工藝的工業(yè)化應用提供理論基礎。

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