摘 要：分别以生浆法、熟浆法、热水套法3 种工艺制备北方豆腐，以出品率、保水性为指标，获得最佳制浆方式后，研究磨浆料液比、凝固温度、MgCl2溶液添加量、凝固时间对北方豆腐品质特性的影响以及出品率、保水性与质构特性的相关性。结果表明：熟浆法制成北方豆腐的出品率、保水性明显高于生浆法和热水套法；豆腐工艺的最佳优化条件为磨浆料液比1∶7（g/mL）、凝固温度80 ℃、0.6 mol/L MgCl2溶液添加量18 mL/L、凝固时间20 min，制作的北方豆腐出品率和保水性均最高；根据相关性分析得出：不同加工条件下，硬度、内聚性及回复性与北方豆腐出品率、保水性均呈负相关，咀嚼性、胶着性及弹性与北方豆腐出品率、保水性均呈正相关。
关键词：北方豆腐；出品率；保水性；加工工艺；质构特性
我国盛产大豆，是豆制品的发源地。大豆中含有多种蛋白质，是我国蛋白质的重要来源且富含多种其他营养物质，如脂肪、类黄酮类物质、纤维素、维生素、植酸、矿物质等。营养丰富、制作简单、价格低廉的豆腐制品，更因其易消化吸收且矿物质成分更高于大豆，受到广泛欢迎[1]。
豆腐是一种传统的大豆制品，国内外的研究也表明它是营养和健康的食品，在东方和西方国家已经普及[2-3]。随着人们消费意识的转变和健康意识的增强，豆腐较高的营养价值致使其在国民日常膳食中起着举足轻重的作用[4]。因为它提供必需氨基酸，VB1、VB2和VB3，钙，铁，钾等营养成分，其含有抗癌异黄酮（染料木黄酮、黄豆苷元和黄豆黄素）成分，致使豆腐具有预防高胆固醇和降血糖的功效[5-8]。豆腐制作的主要过程包括热处理、凝固、压制和成型，是一个受众多因素影响的复杂繁琐过程[9-10]，豆腐的品质以及风味主要取决于豆浆，豆浆加工处理过程不同导致豆腐在品质及风味上存在很大的差异[11]。
制浆方式主要分为3 种：熟浆法、生浆法以及热水套法。熟浆法是将豆渣与豆浆共同进行煮制，再进行过滤，是近年来日本企业主要采用的制浆方法，而生浆法主要是先过滤再煮制，是中国传统的制浆方式。热水套法主要是在磨碎的豆糊中加入热水并充分搅拌豆糊，然后过滤除渣，套浆后豆糊温度一般要求达到65 ℃以上[12]。
我国是豆腐的发源地，随着科技进步，豆腐工业化生产再逐步完善中。豆腐出品率及硬度均为商业豆腐的重要指标，也是生产者们最关心的指标，对于影响豆腐出品率及保水性因素已有悠久的研究历程，保水性的高低在很大程度上影响到豆腐生产过程中加压排水的难易程度，以及产品存放品质和最终口感[13]，且保水性与豆腐的得率呈正相关关系，与黄浆水的损失呈负相关关系，而黄浆水中含有大量营养成分，黄浆水损失降低，豆腐营养成分越高[14]。因此在豆腐的生产研究过程中，出品率及保水性都成为研究者、生产者们的重点考察对象。
磨浆工艺、点脑工艺等对豆腐品质影响也十分显著，且各种因素互相影响，使豆腐加工过程复杂化，目前国内对豆腐实验室制作标准尚未明确，研究者均有自己的制作工艺，但差异较大，豆腐品质与质构特性的相关性也较少报道，这些都阻碍了国内外豆腐加工领域的研究和交流。因此，要使传统豆腐具有优良的品质，有必要对豆腐加工工艺进行严格控制[15]。有利于扩大熟浆工艺豆腐的生产，促进豆腐市场的发展，对我国豆制品发展具有重大意义[16-17]。
本研究以MgCl2为凝固剂，通过生浆法、熟浆法、热水套法制作北方豆腐，获得最佳制浆方式后，研究加工过程中，磨浆料液比、凝固温度、MgCl2溶液添加量、凝固时间对北方豆腐出品率、保水性及质构性质的影响，且分析出品率及保水性与质构特性的相关性。
1.1 材料与试剂
大豆（绥农14）为市售，颗粒一致，完整，无霉变，色泽均匀光亮。
凝固剂MgCl2（食品级） 湖北鑫润德化工有限公司。1.2 仪器与设备
CT 3食品物性测试仪 美国Bro o k field公司；FE-0 6新型磨豆米机 赛多利斯科学仪器有限公司；BSA323S-CW分析天平 上海帅佳电子科技有限公司；H2 100 R台式高速大容量冷冻离心机 湖南淋仪实验室仪器开发有限公司；GZX-9140MBE电热鼓风干燥箱上海博讯实业有限公司医疗设备厂；DK-2000-ⅢL电热恒温水浴锅 上海泸粤明科学仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 北方豆腐的制作
挑选完整、色泽透亮、无霉变的大豆，清洗，添加3 倍水在常温条件下浸泡10～14 h，沥干后加一定比例的水磨浆，煮浆，至豆浆沸腾5 min，冷却至一定温度条件下添加一定量的Mg Cl2溶液，凝胶一定时间后，压制成型，冷却制成北方豆腐。
1.3.2 北方豆腐出品率测定
参照Cai等[18]的方法，将刚制成的豆腐在室温静置5 min后，称量，计算干大豆所得湿豆腐的质量分数，即为湿豆腐出品率，如式（1）所示：
1.3.3 北方豆腐保水性测定
参照Pu p p o等[19]的方法，精确称取3 g（精确到0. 000 1 g）豆腐，放置于底部具有一定脱脂棉的50 mL的离心管中，以1 000 r/min转速离心10 min，取出离心管上层的豆腐，称其质量（m1），置于105 ℃条件下干燥3～5 h至质量恒定（m0）。保水性计算如式（2）所示：
1.3.4 北方豆腐质构特性测定
将北方豆腐样品保存在4 ℃条件下过夜，取出后平衡至室温，用TPA质构仪的模式进行质构测定。通过取样器在北方豆腐中部取样，样品直径4 cm，高2 cm，采用P36（直径为36 cm）铝制圆柱形探头对北方豆腐进行质构测定，测试速率为1 mm/s，返回速率为1 mm/s，样品形变量为75%，起始距离为50.00 cm，循环次数为2 次，测试时间为1.5 s，压力为10.0 g。
1.4 数据分析
采用SSPS 19.0与Origin 8.5软件进行数据分析，并进行参数相关性分析。
2.1 制浆方式对北方豆腐出品率、保水性及质构特性的影响
料液比为1∶7条件下进行磨浆，参照陈洋等[20]的制浆工艺，生浆法、熟浆法、热水套法制得熟豆浆，分别取1 L熟豆浆待温度冷却至8 0 ℃，分别加入16 mL 0.6 mol/L Mg Cl2溶液进行点脑20 min，冷却压制成北方豆腐，以考察制浆工艺对北方豆腐出品率、保水性以及质构特性影响。
图1 制浆工艺对北方豆腐出品率和保水性的影响
Fig. 1 Effect of processing methods on tofu yield and water retention
图2 制浆工艺对北方豆腐质构特性的影响
Fig. 2 Effect of processing methods on texture characteristics of tofu
表1 不同制浆工艺条件下北方豆腐品质与质构的相关性分析
Table 1 Correlation analysis between texture characteristics and tofu yield and water retention with different processing methods
注：*.显著相关（P＜0.05）；**.极显著相关（P＜0.01）。下同。
相关系数硬度咀嚼性胶着性弹性内聚性回复性出品率-0.120 0.696*0.817**0.562-0.123-0.652保水性-0.239 0.415 0.904**0.653-0.213-0.336
如图1所示，熟浆法制成北方豆腐的出品率、保水性明显高于生浆法和热水套法，表明熟浆法制浆工艺有利于提高大豆籽粒营养成分的利用，Beddows等[21]研究也表明，热糊过滤的豆浆和豆腐的蛋白质、固形物含量都高于冷糊过滤，所以熟浆法制成的北方豆腐出品率、保水性较高，也有文献表明，熟浆法可以保留豆浆中的果胶成分，从而增加北方豆腐的保水性[22]。由图2可知，制浆方式不同时，北方豆腐质构特性变化几乎都不显著，且熟浆法制成的北方豆腐硬度、回复性均最低，热水套法制成北方豆腐的硬度最高，这是由于豆腐水分含量越高，湿豆腐得率越高，硬度越低。所以熟浆法制成北方豆腐硬度较低。由表1所示，质构指标硬度、内聚性及回复性与北方豆腐出品率、保水性负相关，而咀嚼性、胶着性及弹性均与出品率和保水性正相关，且咀嚼性与北方豆腐出品率显著正相关，胶着性与北方豆腐出品率、保水性均极显著正相关。
2.2 磨浆料液比对北方豆腐出品率、保水性及质构特性的影响
一定量大豆浸泡好后，选取料液比分别为1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9进行磨浆，通过熟浆法制浆，分别取1 L熟豆浆冷却至80 ℃，加入16 mL 0.6 mol/L MgCl2溶液进行点脑20 min，冷却压制成北方豆腐，以考察磨浆料液比对北方豆腐出品率、保水性以及质构特性的影响。
图3 磨浆料液比对北方豆腐出品率和保水性的影响
Fig. 3 Effect of solid-to-liquid ratio for grounding on tofu yield and water retention
图4 磨浆料液比对质构特性的影响
Fig. 4 Effect of solid-to-liquid ratio for grounding on texture characteristics of tofu
表2 不同磨浆料液比条件下北方豆腐品质与质构特性的相关性分析
Table 2 Correlation analysis between texture characteristics and tofu yield and water retention at different solid-to-liquid ratios for grounding
相关系数硬度咀嚼性胶着性弹性内聚性回复性出品率-0.223 0.474 0.377 0.162-0.182-0.290保水性-0.408 0.702**0.490 0.400-0.373-0.533*
由图3、4可知，随着磨浆溶剂用量的增加，北方豆腐出品率逐渐减少，变化不显著，保水性先升后降。其结果与乔明武等[12]研究结果相符合，可能是由于磨浆溶剂用量较低时，蛋白质质量浓度较高，而凝固剂浓度一定，致使凝胶不完全，保水性较低，随着磨浆溶剂用量的升高，凝固逐渐完全，因而保水性有所上升，但磨浆溶剂用量过高时，豆浆中固形物和蛋白质的质量浓度太低，保水性也随之降低。质构指标硬度、咀嚼性、胶着性、回复性变化显著，弹性、内聚性变化不显著；当磨浆料液比为1∶7时出品率较好，保水性最高，质构指标硬度较低，回复性最低，弹性较高；由表2可知，在不同磨浆料液比条件下质构指标硬度、内聚性及回复性均与出品率及保水性呈负相关，咀嚼性、胶着性及弹性均与出品率、保水性呈正相关，且咀嚼性与保水性极显著正相关，回复性与保水性显著负相关。
2.3 凝固温度对北方豆腐出品率、保水性及质构特性的影响
在料液比1∶7的条件下进行磨浆，熟浆法制浆，分别取1 L熟豆浆分别冷却至60、70、80、90、100 ℃时，加入16 mL 0.6 mol/L MgCl2溶液进行点脑20 min，冷却压制成北方豆腐，以考察凝固温度对北方豆腐出品率及保水性以及质构特性的影响。
图5 凝固温度对北方豆腐出品率和保水性的影响
Fig. 5 Effect of coagulation temperature on tofu yield and water retention
图6 凝固温度对质构特性的影响
Fig. 6 Effect of coagulation temperature on texture characteristics of tofu
表3 不同凝固温度条件下北方豆腐品质与质构特性的相关性分析
Table 3 Correlation analysis between texture characteristics and tofu yield and water retention at different coagulation temperatures
相关系数硬度咀嚼性胶着性弹性内聚性回复性出品率-0.368 0.766**0.429 0.236-0.070-0.094保水性-0.393 0.875**0.679**0.308-0.093-0.339
结果如图5、6所示，随着凝固温度的升高，豆腐出品率、保水性变化趋势相同，先升后降。这可能是由于温度过低，蛋白质只有少部分变性，导致暴露出疏水基团和其他活性基团较少[23]，豆腐不能形成紧密的网络凝胶结构，失水率较高，出品率较低，当温度逐步升高且达到变性温度时，凝胶完全，蛋白分子的巯基基团以及疏水区域大多数暴露出来[24]，致使网络结构紧密形成，失水率降低，出品率就随之增加。质构指标硬度、咀嚼性、胶着性、内聚性、回复性变化显著，弹性变化不显著，当凝固温度为80 ℃时，豆腐的出品率最高，保水性最好，硬度较低，咀嚼性较高，胶着性最高；从表3可知，在不同凝固温度条件下质构指标硬度、内聚性及回复性与北方豆腐出品率、保水性负相关，咀嚼性、胶着性、弹性与出品率、保水性均正相关，且咀嚼性与出品率、保水性极显著正相关，胶着性与保水性极显著正相关。
2.4 凝固剂添加量对北方豆腐出品率、保水性及质构特性的影响
在料液比1∶7的条件下进行磨浆，熟浆法制浆，分别取1 L熟豆浆待温度冷却至80 ℃分别加入0.6 mol/L MgCl2溶液14、16、18、20、22 mL进行点脑20 min，冷却压制成北方豆腐，以考察MgCl2添加量对北方豆腐出品率、保水性及质构特性的影响。
图7 MgCl2溶液添加量对北方豆腐的出品率和保水性的影响
Fig. 7 Effect of MgCl2dosage on tofu yield and water retention
图8 MgCl2溶液添加量对质构特性的影响
Fig. 8 Effect of MgCl2dosage on texture characteristics of tofu
表4 不同MgCl2溶液添加量条件下北方豆腐的品质及质构特性的相关性分析
Table 4 Correlation analysis between texture characteristics and tofu yield and water retention at different MgCl2dosages
相关系数硬度咀嚼性胶着性弹性内聚性回复性出品率-0.729**0.028 0.741 0.252-0.278-0.759**保水性-0.790 0.047 0.552*0.374-0.136-0.559*
如图7、8所示，随着Mg Cl2溶液添加量的增加，北方豆腐出品率、保水性变化趋势一致，先升后降，且变化显著，MgCl2在豆腐形成中起到离子中和作用[25]，促使蛋白质分子产生一系列凝聚作用，最终形成具有三维网状结构的豆腐凝乳[26-27]。在中和过程中，随着盐离子的增加，豆浆的p H值降低，分子间静电斥力变小，疏水作用、氢键等引力增加，导致蛋白质结合速率增加，凝胶强度增加，北方豆腐保水性上升，出品率也随之上升，但李里特等[28]研究结果表明：凝固剂添加量对豆腐凝胶强度有直接影响的效果，适当增加凝固剂添加量有利于豆腐凝胶，提高出品率和保水性，过多的凝固剂添加量可能导致蛋白质的静电荷为正，分子斥力增大，凝胶强度下降，出品率和保水性随之下降。质构指标变化均显著，当添加量为16 mL/L时，北方豆腐的出品率、保水性均最高；从表4可知，在不同Mg Cl2溶液添加量条件下，质构指标硬度、内聚性、回复性均与出品率、保水性负相关，咀嚼性、胶着性、弹性与北方豆腐出品率、保水性均正相关，且硬度、回复性与出品率极显著负相关，胶着性与北方豆腐保水性显著正相关，而回复性则相反。
2.5 凝固时间对北方豆腐出品率、保水性及质构特性的影响
在料液比1∶7的条件下进行磨浆，煮浆，分别取1 L熟豆浆待温度冷却至80 ℃分别加入16 mL 0.6 mol/L MgCl2溶液，进行点脑10、15、20、25、30 min，冷却压制成北方豆腐，以考察凝固时间对北方豆腐出品率、保水性以及质构特性影响。
图9 凝固时间对北方豆腐的出品率和保水性的影响
Fig. 9 Effect of coagulation time on tofu yield and water retention
如图9、10所示，随着凝固时间的延长，北方豆腐出品率、保水性变化趋势相同，先升后降，且变化显著。其原因可能是由于随着凝固时间延长，可形成凝胶网络的变性蛋白分子增多，致使豆腐凝胶的强度增大，失水率减小，出品率增加，但有研究表明，凝固时间过长可能致使蛋白分子上的疏基发生氧化[29]，形成凝胶的疏基减少，凝胶强度降低，保水性降低，出品率也随之降低。质构特性除内聚性外均变化显著，当凝固时间为20 min，北方豆腐的出品率最高，保水性较好，硬度、回复性均最低，胶着性最高；由表5可知，在不同凝固时间条件下硬度、内聚性、回复性均与北方豆腐出品率、保水性负相关，且硬度与出品率、保水性极显著负相关，内聚性与北方豆腐出品率极显著负相关，回复性与出品率、保水性显著负相关，咀嚼性、胶着性、弹性与北方豆腐保水性极显著或显著正相关，且咀嚼性与出品率显著正相关。
图10 凝固时间对质构特性的影响
Fig. 10 Effect of coagulation time on texture characteristics of tofu
表5 不同凝固时间条件下北方豆腐品质与质构特性的相关性分析
Table 5 Correlation analysis between texture characteristics and tofu yield and water retention at different coagulation times
相关系数硬度咀嚼性胶着性弹性内聚性回复性出品率-0.850**0.574*0.390 0.461-0.664**-0.563*保水性-0.900**0.857**0.579*0.738**-0.325-0.547*
2.6 熟浆工艺正交试验结果
以单因素试验结果为基础，选择磨浆料液比、凝固温度、MgCl2溶液添加量、凝固温度4 个因素进行四因素三水平正交试验，优化熟浆工艺，正交试验设计与结果见表6。
表6 正交试验设计与结果
Table 6 Orthogonal array design with range analysis of experimental results
试验号A磨浆料液比B凝固C MgCl2溶液D凝固出品率/%保水（g/mL）温度/℃添加量/（mL/L）时间/min性/% 1 1（1∶6）1（70）1（14）1（15）294.61 69.93 2 1 2（80）2（16）2（20）329.83 80.48 3 1 3（90）3（18）3（25）327.79 78.93 4 2（1∶7）1 2 3 318.16 76.05 5 2 2 3 1 324.37 80.67 6 2 3 1 2 309.10 73.21 7 3（1∶8）1 3 2 312.59 74.51 8 3 2 1 3 298.25 65.29 9 3 3 2 1 312.04 73.04 k1317.41 308.45 300.65 310.34出品率k2317.21 317.48 320.01 317.17 k3307.63 316.31 321.58 314.73 R 9.78 9.03 20.93 6.83 k176.45 73.50 69.48 74.55保水性k276.64 75.48 76.52 76.07 k370.95 75.06 78.04 73.42 R 5.69 1.98 8.56 1.52
由表6可知，熟浆工艺过程中各个加工条件对北方豆腐品质的出品率及保水性影响程度相同，与乔明武等[12]的结论相一致，主次顺序均为C＞A＞B＞D，即为MgCl2溶液添加量＞磨浆料液比＞凝固温度＞凝固时间。因此对北方豆腐品质影响较大的加工条件为MgCl2溶液添加量、磨浆料液比，凝固温度、凝固时间影响最不显著。通过正交试验得出北方豆腐熟浆工艺的最佳条件为A1B2C3D2以及A2B2C3D2，但通过对最佳条件下制作的北方豆腐进行感官评定，确定最佳工艺为A2B2C3D2，即为磨浆料液比1∶7、凝固温度80 ℃、MgCl2溶液添加量18 mL/L、凝固时间20 min。经验证，最佳工艺条件下的出品率为358.16%，保水性为83.37%。制作的北方豆腐组织细腻，口感滑嫩，豆香味浓郁，硬度适中，弹性较好。
熟浆法制成北方豆腐的出品率、保水性明显高于生浆法和热水套法，表明熟浆法制浆工艺有利于提高大豆籽粒营养成分的利用，而在不同制浆方式下，北方豆腐质构特性变化都不显著，从出品率及保水性来看，熟浆工艺优于其他两种，与Beddows等[21]的研究结果相一致，这可能是由于热糊过滤的豆浆和豆腐的蛋白质、固形物含量都高于冷糊过滤，所以熟浆法制成的北方豆腐出品率、保水性较高，也有文献表明，熟浆法可以保留豆浆中的果胶成分，从而增加豆腐的保水性[30]。
通过正交试验得出北方豆腐熟浆工艺最佳工艺条件为磨浆料液比1∶7、凝固温度80 ℃、0.6 mol/L MgCl2溶液添加量18 mL/L、凝固时间20 min。得到出品率为358.16%，保水性为83.37%。制作的北方豆腐组织细腻，口感滑嫩，豆香味浓郁，硬度适中，弹性较好。
根据相关性分析得出，不同加工条件下，硬度、内聚性及回复性均与北方豆腐出品率、保水性成负相关；咀嚼性、胶着性及弹性与北方豆腐出品率、保水性呈正相关。
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Effects of Processing on the Quality Properties of Northern Chinese Tofu
LI Xiaoya1, XU Hui2, JIANG Yangjuan1, HAN Cuiping1,*, SUN Shukun2,*, WANG Zongying3
(1. College of Food Science, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China; 2. National Soybean Engineering Technology Research Center, Harbin 150030, China; 3. Suifenhe Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau in Heilongjiang Province, Suifenhe 157399, China)
Abstract：In this research, three different methods namely cooking soybean slurry before filtration, cooking soybean milk after fi ltration of soybean slurry to remove okara and adding hot water into soybean slurry with stirring before fi ltration were compared in terms of tofu yield and water retention to find the best one to produce northern Chinese tofu. Furthermore, the effects of soybean-to-water ratio for grounding, curding temperature, MgCl2dosage and curding time on the quality characteristics of tofu were examined and tofu yield and water retention were correlated with texture properties of tofu. The results showed that tofu yield and water retention obtained from the second method were signifi cantly higher than those obtained from the other two. The optimized conditions that provided maximum tofu yield and water retention were determined as follows: soybean-to-water ratio for grounding, 1:7 (g/mL); curding temperature, 80 ℃, 0.6 mol/L MgCl2dosage, 18 mL/L; and curding time, 20 min. The correlation analysis showed that under different processing conditions, tofu yield and water retention were correlated negatively with hardness, cohesiveness and resilience but positively with chewiness, gumminess and flexibility.
Key words：northern Chinese tofu; tofu yield; water retention; processing; texture characteristics
DOI：10.7506/spkx1002-6630-201706041
中图分类号：TS214.2
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2017）06-0261-06
引文格式：
李小雅, 许慧, 江杨娟, 等. 加工工艺对北方豆腐品质特性的影响[J]. 食品科学, 2017, 38(6): 261-266.
DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201706041. http://www.spkx.net.cn
LI Xiaoya, XU Hui, JIANG Yangjuan, et al. Effects of processing on the quality properties of northern Chinese tofu[J]. Food Science, 2017, 38(6): 261-266. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201706041. http://www.spkx.net.cn
收稿日期：2016-04-21
基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目（2014BAD22B01）
作者简介：李小雅（1991—），女，硕士研究生，研究方向为粮食、油脂及植物蛋白工程。E-mail：yayahao224@sina.cn
*通信作者：韩翠萍（1974—），女，教授，博士，研究方向为粮食、油脂及植物蛋白工程。E-mail：cphan2006@126.com
孙树坤（1971—），男，高级工程师，硕士，研究方向为大豆油脂深加工。E-mail：sunshukun@163.com
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