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氯化鎂瓜爾膠復合凝固劑對豆腐凝固過程影響

發布日期:2015-01-30 11:32:13
氯化鎂瓜爾膠復合凝固劑對豆腐凝固過程影響和豆腐
氯化鎂瓜爾膠復合凝固劑對豆腐凝固過程影響
氯化鎂瓜爾膠復合凝固劑對豆腐凝固過程影響,分別利用氯化鎂、石膏和氯化鎂、瓜爾膠復配凝固劑制作豆腐,瓜爾膠降低了氯化鎂制作 豆腐的硬度,但復配凝固劑制作的豆腐和石膏豆腐有相似的質構特性,紅外光譜對三種豆腐粉末 測定的結果表明:三種凝固劑對豆腐中蛋白的二級結構并沒有影響;在37 °C下研究三種凝固劑 對豆漿黏度變化的影響,發現瓜爾膠提高了凝固過程第一階段的速率,但降低了第二階段凝固過 程的速率。瓜爾膠通過改變豆漿的凝固速率影響了豆腐的凝膠結構和質構特性。
豆腐營養豐富,是中國傳統豆制品之一,深受消 費者喜愛豆腐的生產過程中,主要采用石膏或 氯化鎂作為單一凝固劑。石膏的溶解性較低,凝固速 率慢,能制成保水性良好、光滑細嫩的豆腐,但制成的 豆腐帶有一定苦澀味,用氯化鎂做凝固劑時,蛋白質 凝固速度較快、持水性差、不易長期放置〔3-4]。但氯化 鎂具有的天然風味和保持豆香的能力使得一些學者關 注其制作的豆腐〔5-7]。多糖對蛋白食品的質構特性改 善具有重要作用,國外學者研究了多糖對豆腐質構影 響。Abd Karim等〔8]研究了卡拉膠對石膏豆腐和葡 萄糖內酯(GDL)豆腐的產量和質構的影響。將幾丁 質加入豆腐中,豆腐的品質與凝固劑的種類、幾丁質含 量及幾丁質脫乙?;某潭扔嘘P系菊粉增加了 GDL豆腐的黏彈性,由于菊粉對豆腐質構有影響和其 本身的營養性,這種新穎的功能型豆腐具有更高的營 養和較硬的質構〔10]。瓜爾膠是一種天然親水性膠體, 氯化鎂瓜爾膠復合凝固劑對豆腐凝固過程影響,主要由半乳糖和甘露糖聚合而成,屬于半天然乳甘露 聚糖,是一種天然的品質改良劑。Fitzsimons等和 Harrington等〔12]分別報道了瓜爾膠影響蛋白的凝膠 過程。本實驗通過比較氯化鎂與瓜爾膠復配凝固劑制 作的豆腐與傳統的鹵水豆腐和石膏豆腐之間質構特性 的區別,利用紅外光譜觀察三種豆腐中蛋白的二級結 構,三種凝固劑在凝結過程中豆漿黏度變化的影響,研 究瓜爾膠在鹵水豆腐制作過程中的影響。
1材料與方法
1.1試驗材料和儀器設備
大豆:黑龍江北大荒益康有機食品有限公司;瓜 爾豆膠:食品級,上凍青島廣饒六合化工有限公司; 氯化鎂:食品級,天津金輪鹽業有限公司;石膏(食品 級):鄭州本地市場。
1.2買驗方法 1.2.1豆腐制備
豆腐的制備采用傳統北豆腐的加工方法〔13〕,- 稍做改動,具體方法如下:100 g大豆洗凈,加入氯 300 g蒸餾水在25 °C下浸泡12 h除去沒有完全被復 吸收的水,清洗,瀝干,以8倍大豆質量的水磨漿。石 將所得的豆漿用120目篩過濾,得到800 mL豆漿,注 將生豆漿加熱至95 °C,保溫5 min,冷卻至80 °C,分 別J添加凝固劑2.93 g氯化鎂、2.93 g氯化鎂和0.6 g瓜 爾膠、2.75 g石膏。在150 rpm轉速攪拌下混合均勻, 80 °C下保溫20 min,進行破腦、壓榨。用7X7X7 cm 敞口容器,先在10 g/cm2壓力下加壓10 min,然后再 20 g/cm2壓力下加壓40 min后制得豆腐,在4 C條件 下保存備用。
1.2.2豆腐質構特性測定
將豆腐在4 C下過夜,取出平衡至室溫,用取樣 器制成直徑20 mm,高20 mm的樣品,物性儀采用配 置的P35探頭,測定條件:壓縮率為50%,測前速度5 mm/s,測中速度1 mm/s,測后速度1 mm/s〔14〕。
1.2.3豆腐紅外光譜測定
豆腐切塊后冷凍干燥,取樣品1.5 mg左右,與250 mg左右的干燥溴化鉀混合,在瑪瑙乳缽中充分研磨, 壓片后放入傅里葉轉換紅外光譜儀測定光譜。光譜掃 描波數范圍4 000?400 cm-1,分辨率是4 cm-1,掃描 次數是 8。利用 Peakfit v4.12 軟件(Seasolve Software Inc., San Jose, CA, USA)處理數據。
1.2.4添加凝固劑后豆漿黏度測定
參考Zhang等〔15〕方法,進行部分調整,豆漿加熱 到95 C保溫5 min,快速冷卻至37 C,用三個250 mL 燒杯,每個燒杯裝入200 mL豆漿,分別添加石膏、氯 化鎂、氯化鎂加瓜爾膠(添加量按1.2.1成比例縮小), 攪拌充分混合,在37 C條件下,放入生化恒溫保濕箱 保溫。每個燒杯用保鮮膜密封,防止水分蒸發。凝固 劑添加量按豆腐制作添加量成比例縮小。利用黏度 計對添加凝固劑后的豆漿測定黏度,黏度計參數設定: #4轉子,轉速12 rpm。在豆漿凝固的整個過程中,每 15 min測定一次,共測定8次。
1.2.5數據統計與分析
所有的實驗做三次平行,利用Windows的版本號 為9.13的SAS軟件對數據進行統計分析,方差分析 (ANOVA)用來確定制作的不同豆腐指標間的差異, 采用鄧肯測試法對平均值進行比較來確定不同處理 間的差異,P
2結果與討論
2.1不同凝固劑制作豆腐質構特性分析
為了解不同凝固劑制作豆腐的性質,利用物性儀 測定了豆腐的硬度、彈性、黏結性、膠黏性和咀嚼性,
測試結果見表1
表1不同凝固劑制作豆腐質構特性
黏結性 膠黏性
化鎂 880.9±93.8a0.86±0.01a 0.43±0.02b363.5±41.8a 311.6±31.7a 配凝固劑 517.3±68.2b0.82±0.02a 0.54±0.03a278.7±35.9a229.8±33.9b 膏597.9±66.1b0.88±0.03a0.52±0.05ab307.7±29.1a270.9±27.9ab
:同一列數據后不同字母表示有組間差異。
由表1可見,相對于鹵水豆腐,石膏豆腐的硬度 更低,不同的質構特性是由于氯化鎂比石膏的凝固速 率快,從而形成不同的凝膠網絡結構。復配凝固劑制 作的豆腐硬度是517.3 g,明顯低于鹵水豆腐的硬度 880.9 g。質構參數的顯著變化必然是由于豆腐凝膠網 絡結構的變化引起的,然而復配凝固劑制作的豆腐和 石膏豆腐的質構參數無顯著差異,由此推斷,復配凝 固劑中的瓜爾膠,降低了氯化鎂在豆腐凝固過程中速 率,改變了單一氯化鎂作用下豆腐的凝膠網絡結構。 2.2紅外光譜分析
圖1(A為石膏,B為復配凝固劑,C為氯化 鎂)是三種豆腐的傅里葉紅外光譜圖,圖頂部曲線是 1 600 nm-1?1 700 nm-1 (酰胺I帶)紅外吸收光譜,底 部是Peakfit擬合峰。豆腐中蛋白的二級結構可以通 過擬合峰分析得出結果。1 650?1 660 cm-1帶寬認 定是a-螺旋結構,1 610?1 640 cm-1和1 670?1 680 cm-1這兩個帶寬被認為是折疊結構,轉角結構的 帶寬是1 660?1 700 cm-1,接近1 645 cm-1的峰被認 定是無序結構〔16-17〕。表2中列出三種豆腐的擬合峰 值,三種豆腐中出峰位置基本相同,/3-折疊結構包含 1616、1625、1635、1674 cm-1四個峰,石膏豆腐略有變 化,在1625、675 cm-1處出峰。轉角結構出峰位置均 是1666、1685和1695 cm-1。表3列出不同豆腐中蛋 白二級結構的含量折疊和轉角結構的含量分別是 40°%左右和35°%左右,折疊和轉角結構的含量高 說明豆腐中的蛋白分子處于變性狀態。氯化鎂瓜爾膠復合凝固劑對豆腐凝固過程影響,由于三種豆腐 紅外光譜中出峰的位置基本相同,說明三種豆腐中的 蛋白具有相同的構象,在凝固過程中,凝固劑雖然破 壞了豆漿中蛋白分子的電荷層,使蛋白分子聚集,但 是凝固劑并沒有影響蛋白分子二級結構,使蛋白分子 在形成凝膠網絡后保持相同的蛋白二級結構。 
B
Pa-s,根據Zhang等研究結論,轉化率(邱)被定 義為豆漿中形成凝膠的蛋白分子的比例,用公式表 示為:_爪一n〇
Xlp~ nm—n〇
nT表示凝固過程任意時間的黏度,nm和n〇分別 表示最終黏度和添加凝固劑后初始黏度,因此動力學
方程可以寫成ln 1—Xp =kt+Ig, lni—Xp’ k Ig分別代
表凝固速率,反應常數和積分常數。利用實驗所得黏 度可以繪制凝固速率和凝固時間的圖像,見圖2。
豆漿凝固過程被認為是由兩個一級反應組成的, 反應常數k與斜率正相關〔15’18]。圖2中,可以觀察到 氯化鎂和石膏都有兩個明顯斜率,而復配凝固劑作用 下,反應速率相對平滑,沒有明顯的斜率改變,原因可 能是兩個反應常數k(第一階段反應常數)和第 二階段反應常數)相同,所以在兩個反應過程中沒有 明顯變化。 
表2三種豆腐中蛋白二級結構分布位置
盧-折疊a-螺旋無序結構轉角結構
氯化鎂1616,1625, 1635,1674165516471666,1685,1695
復配凝固劑1616,1625, 1635,674165516471666,1685,1695
石膏1616,1626, 1636,675165616461666,1685,1695
表3三種豆腐中二級結構含量
蘆-折疊
•螺旋 轉角結構無序結構
 
氯化鎂41.86±0.54a 12.78±0.19a 33.50±0.59a 11.86±0.28a
復配凝固劑 40.77±0.74a 12.81±0.02a 34.66±0.97a 11.76±0.32a 石膏 40.51±1.35a 12.74±0.31a 34.68±0.95a 12.06±0.30a
注:同一列數據后不同字母表示有組間差異。
2.3添加凝固劑后豆漿黏度分析
為了模擬實際豆腐制作中豆漿的黏度變化,因此 在37 °C條件下研究豆漿凝固的過程。添加三種凝固 劑后豆漿黏度的變化見表4。
表4三種凝固劑添加后豆漿濃度變化
時間/min
黏度 / ( Pa.s )
石膏
復配凝固劑
氯化鎂
00.46±0.02g0.97±0.08h0.86±0.05g
152.93±0.15f5.25±0.32g5.81±0.35f
303.78±0.26e8.29±0.29f8.05±0.37e
455.01±0.17d9.45±0.44e10.47±0.70d
605.50±0.19d11.23±0.57d12.78±0.74c
757.35±0.38c12.44±0.29c14.00±1.10c
908.81±0.39b13.55±0.54b16.38±1.36b
10510.35±0.44a15.87±0.54a19.50±1.16a
注:同一列數據后不同字母表示有組間差異。
添加凝固劑后,豆漿的黏度都顯著增長,氯化鎂 導致豆漿的黏度變化最大,從0.86 Pa_ s升到19.50
計算出氯化鎂和石膏的ki分別為0.19和0.14, 相對應的k2為0.56和0.63,復配凝固劑的k!和k 2 相等,0.23eMaltais等〔19〕認為在凝聚過程中,蛋白分 子先形成超分子結構體,然后超分子單元再構成凝膠 網絡。假設兩個一級反應分別表征Maltais理論中的 兩個過程,在反應的第一階段,復配凝固劑的反應速 率(0.23)高于氯化鎂(0.19),這是由于瓜爾膠和大豆 蛋白之間的大分子不兼容性〔12〕促使大豆蛋白分子加 速聚集,反應的第二階段,蛋白分子形成超分子結構 單元,遠遠大于原來分子的體積,瓜爾膠和蛋白質間 的相互作用被忽略,由于添加瓜爾膠使豆漿的黏度增 大,超分子結構體聚集成網絡結構的速度變慢。因此, 在豆漿的凝固過程中,瓜爾膠在第一階段和第二階段 表現的作用不同,第一階段加速蛋白的聚集,而第二 階段卻降低了蛋白超分子結構單元形成凝膠網絡的 速率。
許多研究結論〔6’20-23]都認同較低的凝固速率能 形成線性的網絡結構,氯化鎂瓜爾膠復合凝固劑對豆腐凝固過程影響,擁有更大的空間來保留水分。 在豆漿凝固的兩個階段,蛋白或超分子結構體按不同 的速率聚集,形成不同空間結構。因此,復配凝固劑 和兩種傳統凝固劑在凝固過程中對蛋白聚集的影響 可以表示為圖3:在第一階段,石膏的凝固速率低,形 成較大的空間;在第二階段,復配凝固劑的速率低,在 超分子結構體間形成較大的空間。
圖3豆漿凝固推理圖
3結論
瓜爾膠的添加改變了豆腐的質構特性,相對于鹵 水豆腐,復配凝固劑制作的豆腐硬度明顯下降,并且 其質構特性和石膏豆腐的質構特性相似。紅外光譜 的結果表明:三種凝固劑在豆腐凝膠過程中,對蛋白 分子的二級結構沒有顯著影響。在豆漿凝固過程中, 反應分為兩個階段,第一個階段蛋白分子形成超分 子結構體,第二階段,超分子結構體聚集形成凝結網 絡結構。瓜爾膠在第一階段由于它和蛋白分子的大 分子不兼容性加速了蛋白分子的聚集,在第二階段, 瓜爾膠增大溶液黏度,導致超分子結構體聚集速率 降低。
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