低嘌呤脱脂豆腐粉凝固剂凝固效果研究

谢微 ，车康 ，汪春 ，张丽萍 ,2，崔素萍 ,2

（1.黑龙江八一农垦大学，大庆 163319；2.农业部农产品加工质量监督检验测试中心（大庆））

痛风症是体内嘌呤代谢障碍导致尿酸生成增加及尿酸排泄减少，使尿酸在体内沉积引起的一种病理生理改变。高尿酸血症是痛风症最重要的生化基础[1-3]。人体中尿酸的20%来自日常食物中。高嘌呤饮食可增加尿酸的合成，促使血尿酸升高，诱发和加重痛风病情[4-5]。嘌呤含量超过150 mg/100 g的食物即为高嘌呤食物[6-7]。因此，痛风病人常被要求禁食富含高嘌呤的动物的肉、内脏，各种肉禽及其制作的浓汤、海鱼等，极大地限制了动物性蛋白质的摄入，严重影响了体内的营养平衡[8-11]。因此，为痛风病人研制低嘌呤含量的高蛋白食品具有重要的意义。

大豆蛋白质含量高达40%，制成豆制品后蛋白质的消化率可达92%～98%[12]。豆腐以细腻、滑嫩的口感以及独特的口味获得大多数人的喜爱。豆粕是大豆以浸出法提取油脂后的产物，含45%～52%的蛋白质，富含人体所必需的8种氨基酸，其氨基酸模式接近于动物蛋白，是取代动物蛋白最好的植物蛋白之一[13-15]。因此，可以以脱脂豆粕为原料生产能够满足痛风症患者营养需求的低嘌呤脱脂豆腐粉。

在豆腐凝固剂方面，目前使用的凝固剂主要有盐卤类、石膏类和葡萄糖内酯（GDL）[16-17]。各种凝固剂的用量、出品率、产品的性状、口感都不尽相同[18-19]。因此，针对不同人群口味不同的情况，以前期研制的以脱脂豆粕制备的低嘌呤脱脂豆腐粉为原料，分别研究了三种典型凝固剂，即氯化钙、硫酸钙和葡萄糖内酯作为低嘌呤脱脂豆腐粉的凝固剂时的添加量、凝固温度、凝固时间对低嘌呤脱脂豆腐的凝胶强度、持水率等凝胶特性的影响，确定了三种凝固剂各自最佳的凝固条件。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

低嘌呤脱脂豆腐粉：由黑龙江八一农垦大学食品学院食品化学实验室以脱脂豆粕为原料，经脱嘌呤处理制备，嘌呤含量99.4 mg/100 g，低于150 mg/100 g的高嘌呤食品标准。

氯化钙、硫酸钙均为分析纯，葡萄糖内酯（食用级）为市售。

1.2 仪器与设备

TMS-PRO质构仪（Food Technology Corporation）；LD5-10B离心机（北京京立离心机有限公司）；AB204-N分析天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 低嘌呤脱脂豆腐的制备

取10 g低嘌呤脱脂豆腐粉，加入100 mL一定温度的水冲调成固形物含量为10%的低嘌呤脱脂豆浆，加入凝固剂，搅拌，静置一定时间后迅速冷却，即制得低嘌呤脱脂豆腐。

1.3.2 凝固剂最佳凝固条件的确定

研究氯化钙、硫酸钙和葡萄糖内酯的添加量、凝固温度、凝固时间对低嘌呤脱脂豆腐的凝胶强度和持水率的影响。

氯化钙的添加量为 0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%，硫酸钙为 0.1%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%，葡萄糖内酯为0.1%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%；凝固温度分别为 75、80、85、90、95 ℃；凝固时间分别为 3、5、10、15、20 min。

1.3.3 凝胶强度的测定

使凝胶破碎的最大力为凝胶强度，单位为g，凝胶强度的测定方法见参考文献[19]。用TMS-PRO质构仪测定豆腐脑凝胶强度，测定条件为：探头型号为P0.5，开始速度 1 mm·s-1，探头下降速度 2 mm·s-1，离开速度1 mm·s-1，探头下降深度8 mm，每个样品做4次重复，然后取平均值。

1.3.4 持水率的测定

持水率的测定方法见参考文献[19]。取4.0 mL捣碎的豆腐脑置于离心管中，3000 r·min-1离心10 min，离心后将管内游离水析出，每个样品做2次重复，然后取平均值。

2 结果与分析

2.1 氯化钙凝固条件的确定

2.1.1 氯化钙添加量的确定

氯化钙属于强电解质，在水中能产生Ca2+使蛋白质所带电荷受影响，蛋白质分子联结而凝聚[16]。如图1所示，当氯化钙的添加量小于0.2%时，随着氯化钙添加量的增加，凝胶强度与持水率都是逐渐增加的；当添加量达到0.2%时，凝胶强度趋于稳定，不再随着添加量的增加而增加；而此时的持水率达到最大值，当继续增加添加量持水率开始下降。这是由于当添加量过大时，氯化钙释放出大量Ca2+使豆浆中蛋白质形成凝胶结构的速度过快，导致凝胶结构未能来得及锁住水分而失水。因此，选择氯化钙的最佳添加量为0.2%。

图1 氯化钙添加量对凝胶性能的影响Fig.1 Effect of CaCl2Concentration on CaCl2gel property

2.1.2 氯化钙凝固温度的确定

图2 凝固温度对氯化钙凝胶性能的影响Fig.2 Effect of Temperature on CaCl2gel property

如图2所示，在凝固温度较低时，随着凝固温度的增加，凝胶强度与持水率逐渐增加，当凝固温度达到90℃时，继续升温对凝胶性能的影响已经不明显，凝胶性能不再随温度增加而显著增加并趋于稳定。这是由于在氯化钙添加量和凝固时间一定的条件下，凝固温度越高，越容易促进Ca2+解离使蛋白质分子絮凝。因此，选择氯化钙的最佳凝固温度为90℃。

2.1.3 氯化钙凝固时间的确定

如图3所示，凝固时间对氯化钙的凝胶性能影响不大，由于氯化钙易溶于水，与蛋白质作用发生絮凝的Ca2+的解离速度快，3 min时即可形成一定的凝胶结构，当凝固时间达到5 min后，凝胶强度与持水率已分别达到基本没有变化，趋于稳定。因此，选择氯化钙的最佳凝固时间为5 min。

图3 凝固时间对氯化钙凝胶性能的影响Fig.3 Effect of Time on CaCl2gel property

2.2 硫酸钙凝固条件的确定

2.2.1 硫酸钙添加量的确定

图4 硫酸钙添加量对凝胶性能的影响Fig.4 Effect of CaSO4Concentration on CaSO4gel

硫酸钙与氯化钙的凝固机理是一样的[16]，但是添加量对凝胶性能的影响不尽相同。如图4所示，在添加量较低时，随着硫酸钙添加量的增加，凝胶强度与持水率都是逐渐增加的，当添加量达到1.5%时，凝胶强度与持水率已趋于稳定，不再随着添加量的增加而增加。而且硫酸钙的用量较氯化钙大很多，这可能是由于溶解度的关系[18]。硫酸钙水溶性差，与蛋白质作用的Ca2+解离速度比氯化钙慢很多，同样的温度与时间下需要大量的硫酸钙来提供足够的Ca2+。因此，选择硫酸钙的最佳添加量为1.5%。

2.2.2 硫酸钙凝固温度的确定

温度对硫酸钙凝胶性能的影响与氯化钙类似，如图5所示，随着凝固温度的增加，凝胶强度与持水率逐渐增加，当凝固温度达到90℃时，继续升温对凝胶性能的影响已经不明显。因此，选择硫酸钙的最佳凝固温度为90℃。

图5 凝固温度对硫酸钙凝胶性能的影响Fig.5 Effect of Temperature on CaSO4gel property

2.2.3 硫酸钙凝固时间的确定

图6 凝固时间对硫酸钙凝胶性能的影响Fig.6 Effect of Time on CaSO4gel property

如图6所示，与氯化钙的速凝效果不同，硫酸钙做凝固剂时，凝固时间达到10 min后，凝胶强度与持水率才会分别达到最大值，并趋于稳定。这同样是由于硫酸钙水溶性差，与蛋白质作用的Ca2+解离速度很慢。因此，选择硫酸钙的最佳凝固时间为10 min。

2.3 葡萄糖内酯凝固条件的确定

2.3.1 葡萄糖内酯添加量的确定

图7 葡萄糖内酯添加量对凝胶性能的影响Fig.7 Effect of GDL Concentration on GL gel property

葡萄糖内酯的凝固机理是通过释放H+，使pH达到大豆蛋白的等电点使大豆蛋白发生絮凝[17]。如图7所示，在添加量小于1.0%时，随着葡萄糖内酯添加量的增加，凝胶强度与持水率都是逐渐增加的，当添加量达到1.0%时，凝胶强度与持水率均达到最大值，继续增大添加量，凝胶强度与持水率都开始下降。当添加量较低时，葡萄糖内酯所释放出的H+随着添加量的增加而增加，pH逐渐下降，使溶液环境逐步达到大豆蛋白等电点而形成最佳的凝胶结构；当添加量大于1.0%时，过多的H+使pH继续下降进而偏离大豆蛋白等电点，蛋白质的溶解度增加，蛋白质形成的凝胶结构较少，导致凝胶性能下降。因此，选择葡萄糖内酯的添加量为1.0%。

2.3.2 葡萄糖内酯凝固温度的确定

由于葡萄糖内酯的凝固原理，凝固温度对其凝胶性能的影响与添加量类似。如图8所示，当凝固温度较低时，由于释放的H+不足使环境pH达到大豆蛋白等电点，所以随着温度的增加，凝胶强度与持水率都逐渐增加；当温度达到90℃时，释放出足够的H+达到大豆蛋白等电点，此时凝胶强度最大；继续增大温度，释放出过多H+，凝胶性能开始下降。因此，选择葡萄糖内酯的最佳凝固温度为90℃。

图8 凝固温度对葡萄糖内酯凝胶性能的影响Fig.8 Effect of temperature on GDL gel property

2.3.3 葡萄糖内酯凝固时间的确定

如图9所示，随着凝固时间的增加，凝胶性能逐渐增加，当凝固时间10 min时，凝胶性能达到最大值；随着凝固时间的继续增加，凝胶性能开始下降。这同样是由于随着凝固时间的增加，葡萄糖内酯释放的H+逐渐增加进而改变溶液pH导致的。

图9 凝固时间对葡萄糖内酯凝胶性能的影响Fig.9 Effect of Time on GDL gel property

3 结论

当低嘌呤脱脂豆浆浓度达10%时，三种凝固剂各自的最佳凝固条件为：氯化钙添加量0.2%，凝固温度90℃，凝固时间5 min；硫酸钙添加量1.5%，凝固温度90℃，凝固时间10 min；葡萄糖内酯添加量1.0%，凝固温度90℃，凝固时间10 min。

氯化钙、硫酸钙与葡萄糖内酯三种凝固剂所形成的凝胶结构各有特点：氯化钙具有速凝的效果，作用时间短，3 min即可初步形成凝胶结构，5 min已稳定，且凝胶强度较高，缺点是持水性很差，形成的凝胶较粗糙；硫酸钙凝胶速度较氯化钙慢很多，10 min才可形成稳定凝胶结构，但是其形成的凝胶的强度与持水性都较氯化钙凝胶要高；葡萄糖内酯的凝胶速度与硫酸钙类似，但是其凝胶性能比氯化钙与硫酸钙都要好，形成的凝胶的强度与持水性均比前者要高，且凝胶细腻、光滑、口感好，缺点是口味略酸，失去了传统凝固剂所制豆腐的传统风味。这与任媛媛[18]、闫洁[19]的研究结果基本一致。

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