来自东北农业大学食品学院的刘宝华、佟晓红、吴长玲和王中江*等人通过对豆浆进行超声处理(0、100、200、300、400、500 W,10 min)并制备成GDL填充豆腐,联合短时液氮处理和真空冷冻干燥技术制备冷冻干燥豆腐,明晰超声制浆工艺对冷冻干燥豆腐制备及品质的影响,以期为将超声制浆工艺运用于冷冻干燥豆腐生产中提供参考依据。
1、超声制浆对豆浆粒径的影响
豆浆分别经超声制浆/超声制浆-煮沸的粒径分布:未经超声处理的豆浆体系在10~100 μm处存在一个小峰,而经超声处理后,10~100 μm处的小峰消失且体系的粒径分布向低粒径处移动,这说明超声处理可破碎豆浆体系内较大的液滴并显着降低体系的粒径(P<0.05)。超声制浆工艺对豆浆体积平均粒径(D[4,3])和体积-表面平均粒径(D[3,2])的影响。超声功率0~300 W内,豆浆的平均粒径随着超声功率的增加而逐渐降低(D[4,3]从1.378 μm降至0.78 μm,D[3,2]从0.38 μm降至0.27 μm),这可能是由于超声的空穴效应干扰了豆浆内蛋白质、脂肪等物质的分子间相互作用,使聚集物或颗粒减少。当超声功率大于300 W时,豆浆的D[4,3]和D[3,2]均显着升高(P<0.05),这可能是由于超声功率过大,致使体系内物质发生聚合。当经超声处理的豆浆经煮沸处理后,其平均粒径显着下降(P<0.05)。豆浆经煮沸后其粒径分布由较宽的“单峰+肩峰”图转变成较窄的单峰图,且粒径更多地分布在0.1~1 μm之间,显着地改变了豆浆的粒径分布(P<0.05)。
2、析水率及复水率分析
超声制浆可显着降低GDL豆腐的析水率(P<0.05),并且当超声功率为300 W时,GDL豆腐的析水率最低。而超声功率大于300 W时,GDL豆腐的析水率增大,这可能是由于过高的功率致使豆浆体系内部分蛋白发生聚集,形成大的蛋白质聚合物,使豆腐内部存在较大的空隙,从而使水分更易从豆腐内部析出。超声功率大于300 W时,豆浆体系的D[4,3]和D[3,2]均显着增加(P<0.05),该结果进一步佐证了这一推断。冷冻干燥豆腐的复水率均高于90%,且冷冻干燥豆腐的复水率随超声功率的增强而升高,这可能是由于本实验在-40 ℃冷冻前采用了液氮预处理。-196 ℃的超低温预处理使豆腐内的水分迅速冻结,在冷冻干燥过程中冰晶升华留下小孔隙,这种小孔隙的存在致使水分迅速渗入冷冻干燥豆腐内部形成较高的复水率。
3、TPA分析
随着超声功率的增大,豆腐的硬度、弹性、黏聚性和咀嚼性均呈先增大后下降的趋势。冷冻干燥豆腐经复水处理后,其硬度、弹性、黏聚性和咀嚼性较鲜豆腐相比均显着增大(P<0.05)。这可能是由于豆腐中的大豆蛋白发生了冻结变性反应。
4、扫描电子显微镜观测分析
在结果图中可观察到一些排列不均一、孔径较大的孔洞,而随着超声的进行,这些孔洞的孔径逐渐变小或者消失,这可能是由于超声处理使得豆浆体系中的颗粒粒径逐渐降低,从而使形成的豆腐结构致密均一。当超声功率为300 W时,冷冻干燥豆腐的网络均匀性增强,且只能看到少量的小孔,这可能是由于在超声功率300 W时,蛋白质疏水性和分子间作用力增强,豆腐的结构更加均一致密,所以在液氮冷冻的协同作用下得到了孔径小、分布均匀的冷冻干燥豆腐。当超声功率为400~500 W时,由结果可以明显看出冷冻干燥豆腐的孔数量变多、孔径变大,这可能是由于超声功率过高导致豆浆体系内蛋白质、脂肪等重新聚合,降低了蛋白质疏水性和分子间作用力。
结 论
当超声功率为0~300 W时,豆浆的平均粒径随超声功率的增强而逐渐降低,当超声功率大于300 W时,豆浆的平均粒径逐渐升高,这表明适宜的超声处理可以使豆浆中的聚集物减少,超声功率过高会使豆浆内蛋白质发生聚合;质地剖面分析测定结果表明冷冻干燥豆腐复水后其硬度、弹性、黏聚性、咀嚼性均较鲜豆腐显着增大(P<0.05),说明冷冻过程使蛋白质发生变性;扫描电子显微镜和复水率测定结果表明适宜的超声处理可使冷冻干燥豆腐内部孔洞分布均一、孔径变小。因此,采用超声功率为300 W、超声时间为10 min的制浆工艺可以制备出质构特性好、复水率高的冷冻干燥豆腐。