TG酶-MgCl2協(xié)同誘導(dǎo)對(duì)冷榨豆粉凝膠的影響

王逢秋節(jié)，楊鑫鑫，谷雪蓮，欒濱羽，黃雨洋，朱 穎，朱秀清

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，黑龍江省谷物食品與谷物資源綜合加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150028）

冷榨豆粉作為傳統(tǒng)大豆冷榨油加工所得的副產(chǎn)物，具有蛋白變性程度低、總蛋白含量高于大豆（約占40%～45%）、低脂和富含膳食纖維等優(yōu)勢(shì)，可作為蛋白原料加工成豆制品，但在食品領(lǐng)域還沒有被廣泛開發(fā)利用。豆腐作為國(guó)民餐桌上的傳統(tǒng)大豆制品之一，其特點(diǎn)在于入口醇厚、消化性好、富含蛋白質(zhì)。形成豆腐凝膠的機(jī)制在于依靠熱處理使大豆蛋白質(zhì)發(fā)生熱變性，暴露分子間疏水基團(tuán)，增強(qiáng)分子間相互作用力（如二硫鍵、疏水鍵等），聚集大豆蛋白，并通過凝固劑的橋梁作用形成含有大量水分的蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)。鹽鹵（MgCl）的凝固機(jī)理為多數(shù)學(xué)者公認(rèn)的“鹽離子橋”，廣泛應(yīng)用于豆腐的制作。

通常豆腐的加工是大豆磨漿，經(jīng)去除豆渣再用凝固劑凝固成型，其蛋白質(zhì)占38%，脂肪占21%，纖維僅為0.3%。隨著人類對(duì)健康的需求，低脂高纖維食品備受關(guān)注，開發(fā)低脂高纖維豆腐產(chǎn)品具有重要的意義。Toda等研究在傳統(tǒng)豆腐制漿工藝中添加一定量的豆渣，制備以高膳食纖維含量為特點(diǎn)的“全豆豆腐”，其膳食纖維含量顯著高于普通豆腐。岳文婷等研究以復(fù)配不同添加量的凝固劑制備“全豆豆腐”，探究對(duì)豆腐的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示添加CaSO與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（transglutaminase，TG酶）所制CaSO豆腐的可溶性膳食纖維含量顯著高于另外兩組，達(dá)到4.078%，且脂肪含量最低。冷榨豆粉原料富含膳食纖維且低脂，可以作為原料加工成豆腐，但是由于膳食纖維的存在，阻礙蛋白凝膠的形成，產(chǎn)品成型困難。研究發(fā)現(xiàn)TG酶具有很好的蛋白交聯(lián)作用，汪亞強(qiáng)以TG酶交聯(lián)混合蛋白凝膠，顯著增強(qiáng)所制產(chǎn)品的凝膠強(qiáng)度，說明TG酶能促進(jìn)二硫鍵含量增加使其蛋白凝膠更為穩(wěn)定。采用TG酶-鹽鹵凝固劑協(xié)同誘導(dǎo)制備高纖維豆腐產(chǎn)品的研究，目前鮮有報(bào)道。

鑒于此，本研究以冷榨豆粉為原料，通過添加MgCl與TG酶作為蛋白膠凝劑，以普通鹵水豆腐為對(duì)照，進(jìn)一步從原料差異性、成品表觀指標(biāo)和微觀指標(biāo)的角度探究其協(xié)同誘導(dǎo)對(duì)豆腐凝膠形成的影響，從而使冷榨豆粉的應(yīng)用多元化、產(chǎn)業(yè)化，提升冷榨豆粉豆腐生產(chǎn)過程的可調(diào)控性，為我國(guó)豆腐加工業(yè)提供一條新的思路和途徑，對(duì)豆制品的深加工具有一定的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷榨豆粉由黑龍江省八旗糧油有限公司提供，市售大豆（蛋白質(zhì)干基（40.58±0.18）%、脂肪干基（18.52±0.07）%、水分（9.46±0.06）%）；食品級(jí)谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（100 U/g） 河南萬邦化工科技有限公司；氯化鎂（MgCl）凝固劑（食品級(jí)） 安琪酵母股份有限公司；其他化學(xué)試劑均為分析純，購(gòu)自天津市天力化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Spectrum Two紅外光譜儀 美國(guó)PerkinElmer公司；S-3400N鎢燈絲掃描電子顯微鏡 日本日立公司；OS20-S精密增力電動(dòng)攪拌器 常州丹瑞實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備有限公司；DM-Z100A自分渣磨漿機(jī) 滄州鐵獅磨漿機(jī)械有限公司；JMS-50膠體磨 廊坊恒諾機(jī)械有限公司；TA.new plus質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)ISENSO公司；Alpha-1506紫外-可見分光光度計(jì) 上海譜元儀器有限公司；MCR 102高級(jí)旋轉(zhuǎn)流變儀 安東帕（上海）商貿(mào)有限公司；NH300電腦色差儀 深圳市三恩馳科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 冷榨豆粉及樣品成分的測(cè)定

水分測(cè)定：按GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》方法；蛋白質(zhì)測(cè)定：按GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》方法；脂肪測(cè)定：按GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》方法；膳食纖維測(cè)定：按GB 5009.88—2014《食品中膳食纖維的測(cè)定》方法。

1.3.2 豆腐的制備

煮沸冷榨豆粉豆?jié){的制備：根據(jù)Liu和De Palma等的方法，并作改進(jìn)。以冷榨豆粉為原料的實(shí)驗(yàn)組：稱取0.5 kg冷榨豆粉，采用熱水混合漿法溶解冷榨豆粉，料水比（質(zhì)量比）為1∶9，分批次加入4.5 kg 65 ℃軟水（軟水事先經(jīng)小蘇打調(diào)pH 7.0）制得粗漿。先用磨漿機(jī)磨勻，再經(jīng)膠體磨勻漿10 min，加熱煮沸至95 ℃以上（煮沸過程中采用精密增力電動(dòng)攪拌器輔以小勺慢速攪拌、減緩糊鍋），保持煮沸狀態(tài)10 min后，停止加熱得煮沸冷榨豆粉豆?jié){。

鹽鹵冷榨豆粉豆腐：經(jīng)加熱煮沸的豆?jié){降溫至85 ℃，加入11 g/L MgCl攪拌點(diǎn)腦，待形成腦花，然后蹲腦60 min，經(jīng)壓制25 min獲得鹽鹵冷榨豆粉豆腐（簡(jiǎn)稱MT豆腐）。

MgCl-TG酶豆腐：經(jīng)加熱煮沸的豆?jié){降溫至85 ℃，加入11 g/L MgCl點(diǎn)腦，緩慢攪拌3 min，迅速降溫至55 ℃，加入0.45 g/L TG酶，攪拌與腦花混合均勻，然后蹲腦60 min，經(jīng)壓制25 min獲得MgCl-TG酶豆腐（簡(jiǎn)稱MTG豆腐）。

鹽鹵豆腐：以普通大豆為原料的對(duì)照組，以常規(guī)方式制備（料水比1∶6，磨漿、煮漿、點(diǎn)腦、蹲腦、壓制條件與MT豆腐的制備一致），獲得鹽鹵豆腐（簡(jiǎn)稱OT豆腐）。

在相同條件下重復(fù)3 次制備豆腐樣品，備用。

1.3.3 豆腐產(chǎn)率的測(cè)定

按照Cai等的方法，在室溫條件下，取出剛壓制完的豆腐，約靜置60 min后，準(zhǔn)確記錄此時(shí)質(zhì)量，并計(jì)算與冷榨豆粉質(zhì)量之比，豆腐產(chǎn)率計(jì)算公式如下：

1.3.4 豆腐色度

將豆腐密封于4 ℃貯存12 h后，取出放置常溫下45 min，使用色度儀測(cè)定豆腐色度。具體操作如下：先切割取樣，樣品規(guī)格為3 cm×3 cm×3 cm，再放置于潔凈食品感官工作臺(tái)上測(cè)定色度，取*、*、*值。

1.3.5 持水性的測(cè)定

按照Kao等的方法，略作修改。準(zhǔn)確稱量3.00 g豆腐樣品，9 000 r/min離心20 min后，吸取上清液保留沉淀，于37 ℃烘箱干燥30 min后測(cè)定質(zhì)量，豆腐持水性計(jì)算公式如下：

1.3.6 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

將豆腐樣品于4 ℃靜置1 h左右，選用邊長(zhǎng)為3 cm的不銹鋼正方體取樣器在豆腐中部及雙側(cè)取樣，每組取3 個(gè)樣品，用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定豆腐參數(shù)：硬度、彈性、黏聚性、膠黏性。測(cè)定參數(shù)：探頭P50、測(cè)試力為5 g、平均速率1 mm/s、返回距離30 mm、下壓比例是所制豆腐樣品高度的30%。每組豆腐樣品平行測(cè)定3 次。

1.3.7 感官分析

由10 名經(jīng)實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)豆腐感官評(píng)定的20～25 歲人員，根據(jù)感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（表1）對(duì)所制豆腐樣品進(jìn)行評(píng)分。

表1 成品豆腐的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation of tofu

1.3.8 低場(chǎng)核磁共振

按照Li Teng等的方法，略作修改。室溫25 ℃，取適量樣品于樣品管，進(jìn)行采樣。單次采樣參數(shù)：主頻率為18 MHz；90°脈寬為14 Hz；采樣點(diǎn)數(shù)為1 020；重復(fù)采樣間隔時(shí)間為1 500 ms；接收機(jī)帶寬為100 kHz；采樣起始點(diǎn)控制參數(shù)為0.002 ms；模擬增益為20；數(shù)字增益為3；數(shù)據(jù)半徑為1；累加采樣次數(shù)為1。累計(jì)采樣參數(shù)：主頻率為18 MHz；90°脈寬為14 Hz；重復(fù)采樣的間隔時(shí)間為1 500 ms；數(shù)據(jù)半徑為1；累加采樣次數(shù)為4；180°脈寬為29；回波個(gè)數(shù)為1 000；采樣起始點(diǎn)控制參數(shù)為0.150 ms；模擬增益為20；數(shù)字增益DRG1為3，利用CONTIN軟件中CPMG（carr-purcell-meiboom-gill）序列進(jìn)行反演，用核磁共振成像軟件進(jìn)行繪圖處理。

1.3.9 傅里葉變換紅外光譜

取經(jīng)冷凍干燥過篩后所制豆腐樣品粉末，于Spectrum Two紅外光譜儀進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)試參數(shù)如下：測(cè)力計(jì)58，掃描范圍4 000～400 cm（波數(shù)計(jì)），分辨率4 cm，掃描頻次32，獲得原始光譜，經(jīng)衰減全反射（校正）、修訂基線、調(diào)節(jié)平滑因子至9和標(biāo)準(zhǔn)化處理后得到紅外光譜。擬合蛋白酰胺I帶（1 700～1 600 cm）后，使用Peak fit 4.12與Origin 2021處理二階導(dǎo)數(shù)光譜和正態(tài)分布曲線，根據(jù)峰譜面積計(jì)算蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)（-螺旋、-轉(zhuǎn)角、-折疊及無規(guī)卷曲）的相對(duì)含量。

1.3.10 游離巰基及總巰基的測(cè)定

按照李麗娜等方法，略作修改。配制Tris-Gly緩沖液（pH 8.0，稱A液）、Tris-Gly-尿素溶液（稱B液）和4 mg/mL 5,5’-二硫代雙(2-硝基苯甲酸)溶液（Ellman試劑）。

游離巰基測(cè)定：取經(jīng)冷凍干燥過篩后所制豆腐樣品粉末，準(zhǔn)確稱取樣品15 mg，先加入5 mL A液與50 μL Ellman試劑，空白對(duì)照則不加Ellman試劑，充分混勻后于25 ℃反應(yīng)1 h后，以5 000 r/min離心10 min，于412 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

總巰基測(cè)定：準(zhǔn)確稱取樣品15 mg，加入5 mL B液與50 μL Ellman試劑，空白對(duì)照則不加Ellman試劑，其余步驟同上。按式（3）計(jì)算游離巰基、總巰基含量，按式（4）計(jì)算二硫鍵含量：

式中：73.53為Ellman試劑在pH 8.0時(shí)的摩爾消光系數(shù)；為所測(cè)樣液在412 nm處的吸光度；為所測(cè)樣品質(zhì)量濃度/（mg/mL）。

1.3.11 流變特性檢測(cè)

制備樣品：取蹲腦樣品進(jìn)行流變學(xué)的檢測(cè)，其中OT豆腐、MT豆腐與MTG豆腐均為蹲腦結(jié)束后取樣。取適量樣品均勻置于流變儀載物臺(tái)上，安放好測(cè)試夾具后，進(jìn)行掃描。夾具為40 mm平行板，溫度25 ℃，間隙1 mm，上樣后預(yù)平衡5 min，頻率1 rad/s，掃描范圍0.01%～100%。

1.3.12 掃描電子顯微鏡

將樣品切割成2 mm×5 mm的薄片，將樣品置入5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%、pH 7.2的戊二醛的試瓶中，在－4 ℃靜置2 h；選用0.1 mol/L、pH 7.2磷酸緩沖液沖洗樣品3 次，單次10 min；再經(jīng)乙醇脫水3 次，單次10 min；再改用純叔丁醇浸泡樣品15 min；最后將樣品薄片冷凍干燥，鍍膜，于掃描電子顯微鏡下檢測(cè)，圖像放大3 000 倍，觀察所制豆腐樣品的微觀結(jié)構(gòu)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 原料及樣品的成分指標(biāo)

由表2可知，MT豆腐、MTG豆腐的水分含量顯著低于OT豆腐，這主要是由于MT豆腐、MTG豆腐是由冷榨豆粉原料制成，冷榨豆粉中含有大量不溶性纖維，部分阻隔了蛋白凝膠形成的穩(wěn)定性，致使蛋白凝膠對(duì)水分的包裹作用減弱，在豆腐制作的壓榨過程中水分更易流出；且MT豆腐、MTG豆腐加工原料不同于OT豆腐，OT豆腐以普通大豆為原料，普通大豆的蛋白干基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（40.58±0.18）%，相近于冷榨豆粉的蛋白質(zhì)干基質(zhì)量分?jǐn)?shù)（41.96±0.03）%，大豆原料經(jīng)磨漿、甩渣工藝除去大量不溶性纖維后，相對(duì)于同樣濃度的冷榨豆粉漿料蛋白質(zhì)含量更高，保留更多的可溶性蛋白，故冷榨豆粉制備成豆腐后，其蛋白含量略低于OT豆腐的蛋白含量，也是導(dǎo)致蛋白包裹水的總含量降低的原因之一。MTG豆腐的脂肪含量約是OT豆腐的1/3，體現(xiàn)出冷榨豆粉低脂肪含量的優(yōu)勢(shì)。MTG豆腐與MT豆腐的脂肪含量略高于原料冷榨豆粉的脂肪含量，主要由于冷榨豆粉漿料中有部分大分子不溶性纖維組分在緩慢點(diǎn)腦的過程中沉降，未參與豆腐凝膠的形成，而其中的油脂在加入MgCl凝固劑后與蛋白結(jié)合包裹在蛋白質(zhì)凝膠中，增強(qiáng)油脂的聚集行為，產(chǎn)生大分子物質(zhì)在壓制過程中難以以黃漿水的形式除去，最終留在豆腐中。MTG豆腐膳食纖維含量約是OT豆腐的3 倍，符合豆腐產(chǎn)品富含膳食纖維的定義。MTG豆腐與MT豆腐所含膳食纖維含量顯著低于原料冷榨豆粉，這是由于冷榨豆粉經(jīng)豆腐制作工藝后，料水比為1∶9，吸入大量水分和在未被蛋白交聯(lián)而損失一定的粗纖維造成。其中膳食纖維在蛋白凝膠化的過程中，減弱了蛋白凝膠的強(qiáng)度，導(dǎo)致豆腐凝膠的質(zhì)地更為柔軟，這是冷榨豆粉豆腐質(zhì)地較軟的主要原因。

表2 主要原料及產(chǎn)物的成分指標(biāo)Table 2 Chemical composition of cold-pressed soybean flour and tofu%

2.2 持水性與出品率分析

如圖1所示，MTG、MT豆腐的持水性顯著高于OT豆腐，這是由于冷榨豆粉富含膳食纖維能夠更好地截留住水分，減少水分流失；而MTG豆腐的持水性（51.01%）顯著高于MT豆腐（46.31%），這可能是TG酶的交聯(lián)使蛋白凝膠強(qiáng)度提升，其持水能力增強(qiáng)，這與Zhang Mingkai等研究結(jié)果一致。MTG豆腐與MT豆腐的出品率顯著高于OT豆腐，從膳食纖維的物性成分而言，其所含諸多的親水性基團(tuán)，能顯著提升成品豆腐凝膠吸水能力。而MTG豆腐的出品率（244%）顯著高于MT豆腐（217%），從脂肪不易溶于水的特性分析，這更可能是MTG豆腐含更多的蛋白質(zhì)與膳食纖維協(xié)同提升其出品率。

圖1 OT、MT和MTG豆腐的出品率與持水性Fig. 1 Effect of raw material type and coagulant type on yield and water-holding capacity of tofu

2.3 色度分析

所制豆腐樣品的色度測(cè)定結(jié)果如表3所示，樣品直觀圖如圖2所示。由于原料的差異，MT豆腐和MTG豆腐相對(duì)照于OT豆腐，色度差異性顯著。MT豆腐與MTG豆腐的明度值均顯著低于OT豆腐，這是由于冷榨豆粉所含膳食纖維自身偏黃褐色的原因。MTG與MT豆腐相比，明度值顯著增加，紅綠度值升高，黃藍(lán)度值降低，整體表現(xiàn)為偏紅、偏黃，更接近OT豆腐，這與王斌等研究在鴨血豆腐中添加TG酶可以提升產(chǎn)品的明度值一致。

表3 OT、MT和MTG豆腐的色度Table 3 Effect of raw material type and coagulant type on color parameters of tofu

圖2 OT、MT和MTG豆腐的樣品直觀圖Fig. 2 Effect of raw material type and coagulant type on visual appearance of tofu

2.4 質(zhì)構(gòu)分析

硬度、彈性、黏聚性和膠著性是最直觀能夠體現(xiàn)豆腐性質(zhì)的主要質(zhì)構(gòu)指標(biāo)。其中硬度是上述4 種指標(biāo)最能直觀展示豆腐質(zhì)構(gòu)的指標(biāo)，豆腐分子間結(jié)合力的大小以凝聚性表征，彈性能反映豆腐凝膠受壓縮后復(fù)原的能力強(qiáng)弱，此外豆腐作為典型的半固體食品，其口感評(píng)判與膠著性息息相關(guān)。如表4所示，OT豆腐的硬度顯著高于MT豆腐與MTG豆腐，這與大豆豆?jié){中的高含量可溶性蛋白和低膳食纖維含量相關(guān)。其中MT豆腐的最大硬度為1 046.67 g，這是由于適宜濃度的鎂離子能夠穩(wěn)定蛋白構(gòu)象，使蛋白質(zhì)分子相互交聯(lián)增強(qiáng)，發(fā)生“鹽溶”現(xiàn)象，使蛋白凝聚成均一穩(wěn)定的凝膠形態(tài)。而MTG豆腐的硬度顯著高于MT豆腐，這是因?yàn)門G酶能誘導(dǎo)蛋白質(zhì)分子間的賴氨酸基團(tuán)，以共價(jià)結(jié)合的方式促進(jìn)蛋白質(zhì)之間形成聚集體。MTG豆腐的膠著性顯著高于MT豆腐，說明樣品經(jīng)復(fù)合改善后，抵抗外力維持原狀的能力顯著提升，增強(qiáng)豆腐口感。經(jīng)MgCl與TG酶協(xié)同誘導(dǎo)后的MTG豆腐整體質(zhì)構(gòu)最好，其彈性、黏聚性與OT豆腐無顯著差異，但硬度與膠著性與OT豆腐有顯著差異，亦體現(xiàn)在感官評(píng)定中MTG豆腐的口感較OT豆腐存在一定差距，這是由于膳食纖維與凝膠形成呈負(fù)相關(guān)，高含量的膳食纖維會(huì)阻礙蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成，從而顯著降低豆腐的質(zhì)構(gòu)。

表4 OT、MT和MTG豆腐的質(zhì)構(gòu)Table 4 Effect of raw material type and coagulant type on texture properties of tofu

2.5 感官評(píng)定分析

如表5所示，MT豆腐的產(chǎn)品感官得分最低，而MTG豆腐的感官評(píng)分達(dá)到88.00±1.00，最接近OT豆腐，說明TG酶的加入明顯改善以MgCl為單一凝固劑的產(chǎn)品表觀質(zhì)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)致密細(xì)膩，這與2.4節(jié)質(zhì)構(gòu)測(cè)評(píng)結(jié)果一致。綜合考慮，所制MTG豆腐的產(chǎn)品符合預(yù)期，明顯改善產(chǎn)品表觀。

表5 OT、MT和MTG豆腐的感官評(píng)分Table 5 Effect of raw material type and coagulant type on sensory score of tofu

2.6 低場(chǎng)核磁共振分析

低場(chǎng)核磁共振的結(jié)果能夠揭示所制豆腐凝膠內(nèi)部的水分分布和狀態(tài)。如圖3、4所示，弛豫時(shí)間越長(zhǎng)，說明該狀態(tài)下水分的流動(dòng)性越強(qiáng)。如圖3所示，OT豆腐較MT豆腐的弛豫時(shí)間長(zhǎng)，水分流動(dòng)性強(qiáng)，所含自由水最多，這就解釋以大豆為原料制備豆腐的持水性顯著低于冷榨豆粉實(shí)驗(yàn)組。Xing Gangliang等的研究表明，TG酶與乳酸菌的復(fù)合使用可以獲得更高聚合度的蛋白凝膠，降低蛋白孔隙，從而提升產(chǎn)品豆腐的持水能力。范崇東等發(fā)現(xiàn)與與豆腐的持水性顯著相關(guān)，當(dāng)水分與蛋白高度固定時(shí)，值會(huì)降低，說明內(nèi)部結(jié)合緊密。MTG豆腐較MT豆腐，其弛豫時(shí)間進(jìn)一步降低，具有更小的值，從圖4可明顯看出，MTG豆腐的核磁偽彩圖最為均勻，說明TG酶在凝膠形成過程中增強(qiáng)蛋白質(zhì)間的交聯(lián)，形成更為致密的微觀結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)水分分布更為均勻穩(wěn)定，水分的遷移程度降低，蛋白內(nèi)部水分流動(dòng)性更小，故凝膠持水能力上升。

圖3 OT、MT和MTG豆腐的低場(chǎng)核磁反演圖譜Fig. 3 Effect of raw material type and coagulant type on low-field NMR inversion spectrum of tofu

圖4 OT、MT和MTG豆腐的低場(chǎng)核磁偽彩圖Fig. 4 Effect of raw material type and coagulant type on low-field NMR pseudo-color image of tofu

2.7 蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)

通過分析傅里葉變換紅外光譜中酰胺I帶的譜圖，如圖5所示，可以明確所制豆腐樣品的蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)含量關(guān)系，豆腐的凝膠特性由蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量決定。如表6所示，3 種豆腐樣品的二級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)含量，以-折疊為主，這是凝膠具有相當(dāng)剛性的主要原因，其中OT豆腐的-折疊相對(duì)含量最高，這也很好的解釋MT豆腐與MTG豆腐的硬度均低于普通豆腐的原因。OT豆腐的-螺旋相對(duì)含量高于MT豆腐組與MTG豆腐，這說明蛋白在鹽類及酶類凝固劑的影響下，其部分基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)-螺旋開始解離，無序性結(jié)構(gòu)開始增加。-轉(zhuǎn)角大部分存在分子表面，穩(wěn)定其鄰近的肽段，從而提升凝膠的韌性，OT豆腐與MT豆腐的-轉(zhuǎn)角相對(duì)含量為顯著差異，但隨TG酶的加入后，MTG豆腐的-轉(zhuǎn)角相對(duì)含量呈降低趨勢(shì)，接近OT豆腐。無規(guī)卷曲相對(duì)含量與凝膠整體的柔性相關(guān)，隨著MgCl與TG酶的加入，無規(guī)卷曲相對(duì)含量呈逐漸增加的趨勢(shì)，其中MTG豆腐組的無規(guī)卷曲相對(duì)含量明顯增加，達(dá)到21.45%，蛋白亞基聚集程度加大，進(jìn)一步闡明TG酶能交聯(lián)蛋白凝膠的效用。

圖5 OT、MT和MTG豆腐的紅外去卷積曲線擬合光譜圖Fig. 5 Effect of raw material type and coagulant type on infrared deconvolution curve fitting spectrum of tofu

表6 OT、MT和MTG豆腐的二級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)含量Table 6 Effect of raw material type and coagulant type on secondary structure contents of tofu %

2.8 游離巰基、總巰基、二硫鍵含量測(cè)定結(jié)果

研究表明，在煮漿過程中，大豆蛋白受熱導(dǎo)致分子間結(jié)構(gòu)鍵斷裂，經(jīng)外加凝固劑的誘導(dǎo)作用下，膠粒間相互吸引，多肽鏈電荷降低，形成以疏水鍵和二硫鍵為主要作用力維系凝膠聚集體；其中二硫鍵的具體含量對(duì)穩(wěn)定蛋白凝膠以及形成三級(jí)結(jié)構(gòu)起到重要作用，促進(jìn)豆腐凝膠的形成。如表7所示，OT豆腐在形成凝膠后的游離巰基顯著低于以冷榨豆粉為原料制備的豆腐，總巰基與二硫鍵含量高于冷榨豆粉為原料制備的豆腐，這可能是由于冷榨豆粉的高膳食纖維含量阻礙凝膠的形成與穩(wěn)定，與前面的結(jié)論相符合。加入TG酶后，促使更多的游離巰基轉(zhuǎn)化成二硫鍵，這說明TG酶在豆腐形成過程通過交聯(lián)蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成大分子聚集體，增強(qiáng)其凝膠性。

表7 OT、MT和MTG豆腐的游離巰基、總巰基、二硫鍵含量Table 7 Effect of raw material type and coagulant type on contents of free sulfhydryl group, total sulfhydryl group and disulfide bonds in tofu μmol/g

2.9 流變特性分析

如圖6所示，3 種樣品的頻率掃描結(jié)果，其中’表述為凝膠的彈性，其值越大，凝膠受力后的復(fù)原力越強(qiáng)；損耗模量’’通常與凝膠的黏性相關(guān)，其值越小，凝膠間越易流動(dòng)；而tan表示損耗值，為’’相對(duì)于’的比值，反映蛋白形成凝膠情況，即豆?jié){向豆腐凝膠的轉(zhuǎn)變。3 種樣品的均大于’’，即tan＜1，說明樣品是彈性為主的凝膠體。其中OT豆腐的’、’’高于冷榨豆粉兩實(shí)驗(yàn)組，這說明豆?jié){中更高濃度蛋白有利于凝膠的形成，而膳食纖維的存在阻礙蛋白凝膠的形成，但隨蹲腦時(shí)間的延長(zhǎng)，冷榨豆粉逐漸從游離態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，在蛋白分子之間形成較強(qiáng)的共價(jià)鍵，如二硫鍵，或發(fā)生“鹽橋”作用形成更多的離子鍵，其凝膠結(jié)構(gòu)逐漸增強(qiáng)。而以冷榨豆粉為原料兩組，MTG豆腐較MT豆腐具有更高的’和更低的tan。這是因?yàn)榻?jīng)TG酶誘導(dǎo)后，MTG凝膠’和’’上升相對(duì)明顯，最終達(dá)到10 498 Pa，遠(yuǎn)高于MT凝膠最大值4 810.7 Pa，整體趨勢(shì)呈迅速上升后趨于平緩，表明形成更牢固的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖6 OT、MT和MTG豆腐的頻率掃描結(jié)果Fig. 6 Effect of raw material type and coagulant type on storage and loss moduli of tofu as a function of angular frequency

2.10 掃描電子顯微鏡分析

從圖7可以看出，OT豆腐的內(nèi)部孔隙最為均勻，其整體結(jié)構(gòu)緊湊；MT豆腐結(jié)構(gòu)松散，蛋白質(zhì)網(wǎng)狀孔隙最為疏松，這是由于冷榨豆粉纖維的存在會(huì)打破凝膠的微環(huán)境，增加內(nèi)部孔隙的大小，形成不均勻的狀態(tài)；MTG豆腐較MT豆腐而言，由于TG酶的加入，明顯改善凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，包裹更多的冷榨豆粉纖維顆粒，將隨機(jī)聚集的凝膠網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂羞B續(xù)性的蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其更為致密；這在微觀上表明MTG豆腐最接近OT豆腐，與質(zhì)構(gòu)特性及感官分析的評(píng)定結(jié)果一致。

圖7 OT、MT和MTG豆腐的掃描電子顯微鏡結(jié)果Fig. 7 Effect of raw material type and coagulant type on scanning electron micrograph of tofu

3 結(jié) 論

MgCl和TG酶凝固劑誘導(dǎo)的冷榨豆粉可以形成質(zhì)地致密的豆腐凝膠，并表現(xiàn)出接近普通鹵水豆腐的品質(zhì)。研究中發(fā)現(xiàn)盡管冷榨豆粉富含膳食纖維會(huì)阻礙凝膠的形成，但是通過TG酶與MgCl協(xié)同誘導(dǎo)而顯著改變其整體特性：MT豆腐與MTG豆腐從蛋白含量、膳食纖維含量、持水性、出品率上顯著高于OT豆腐，具有更低的脂肪含量；其中MTG豆腐膳食纖維含量是OT豆腐的3 倍，MTG豆腐的脂肪含量是OT豆腐的1/3；但質(zhì)構(gòu)分析表明，MTG豆腐硬度為（1 430.00±29.87）g，較OT豆腐的硬度（2 048.67±30.75）g仍有一定差距；MTG豆腐的色度及感官評(píng)分接近OT豆腐，添加TG酶后其豆腐凝膠水分分布更為均勻，持水能力上升；在蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)上蛋白更多的螺旋舒展，亞基的聚集程度加大，且加入TG酶后，隨著總巰基含量的增加，更多的游離巰基轉(zhuǎn)換為二硫鍵；在原料相同的前提下，MTG豆腐顯示出比MT豆腐具有更高的為10 498 Pa，形成更為牢固的凝膠網(wǎng)狀；MTG豆腐凝膠結(jié)構(gòu)表明此前表觀的結(jié)果與微觀狀態(tài)下觀察豆腐凝膠結(jié)構(gòu)一致，冷榨豆粉經(jīng)MgCl與TG酶的協(xié)同誘導(dǎo)后，明顯改善其凝膠網(wǎng)絡(luò)，更多的膳食纖維能夠緊密的包裹在蛋白凝膠中，從而影響豆腐凝膠的表觀結(jié)果。以冷榨豆粉為原料制備豆腐的優(yōu)勢(shì)在于高膳食纖維含量、低脂且經(jīng)濟(jì)，提出生產(chǎn)高膳食纖維豆腐的途徑不僅可以聚焦于加工全豆豆腐及添加復(fù)合凝固劑，還可以尋找原料類似物進(jìn)行加工，冷榨豆粉作為傳統(tǒng)榨油后的副產(chǎn)物，在食品加工生產(chǎn)的應(yīng)用具有潛在開發(fā)價(jià)值。