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酶促腐乳生产过程中各种理化性质的变化研究
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食品与发酵科技 Food and Fermentation Technology 第50卷(第5期)Vo1.50,No.5 酶促腐乳生产过程中各种理化性质的变化研究 董爽,陶杰,汪建明 (天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津300457) 摘 要:采用酶制剂制备酶促腐乳,对不同发酵阶段的大豆蛋白水解度、总酸含量、脂肪含量、锥入度、抗氧化能力 的变化规律进行研究。结果表明:酶促腐乳生产过程中大豆蛋白水解度和总酸逐渐增大,脂肪含量逐渐降低,而硬 度先增大后减小.抗氧化能力逐渐提高。后酵30d酶促腐乳的蛋白水解度为34.39%,总酸含量为3.50g/100g,脂肪 含量为20.36g/100g,锥入度为234.7xl0~mm。DPPH自由基清除率在酶促腐乳后酵15d基本上达到最大,为 80.48% 羟基自由基清除率在后酵25d基本上达到最大,为21.41%。 关键词:酶促腐乳;水解度;锥入度;抗氧化 中图分类号:TS252.4 文献标识码:A 文章编号:1674—506X(2014)05—0023-0004 Study on Change of Physical and Chemical Properties During Enzyme-ripened Sufu Production Process DONG Shuang,TAO Jie,WANG Jian—ming (Key Laboratory of Food Nutrition and Sofety,Ministry of Education,College of Food Engineering and Bioteehnology, Tianjin University of Science&Technoloy,gTianjin 300457,China) Abstract:The sufu was hydrolyzed by enzyme.Studies on the changing rules of soy protein hydrolysis,total acid content.fat content.cone penetration and the antioxidant capacity during different process periods of enzyme— ipened sufru.The results showed that hydrolysis degree of soybean protein and total acid gradually increased in the manufacturing process of enzyme—ripened sufu.Fat content decreased and hardness first increased,then decreased. The antioxidant activity increased in the whole process.Hydrolysis degree of soybean protein of enzyme—ripened SU- fu fermented after 30 days was 34.39%.total acid content was 3.50g/100g,fat content was 20.36g/lOOg and cone penetration was 234.7x 10~mm.DPPH radical scavenging activity rate achieved maximum 80.48%in enzyme—ripened sufu fermented after 15 days and the hydroxyl radical scavenging activity rate achieved m ̄imum 21.41%in en‘ zyme——ripened sufu fermented after 25 days. Key words:enzyme—ripened sufu;degree of hydrolysis;cone penetration;antioxidative activity doi:10.3969/j.issn.1674—506X.2014.05—007 腐乳古称乳腐,又称乳豆腐、豆腐乳。通过微生 物的发酵作用提高生理活性物质的保健功效,从而 质完全依靠人们的经验,没有严格标准,很难实现工 业化生产。 使腐乳具有更高的营养价值和保健功能[1-2]o传统腐 乳的生产品质差、出品率低、周期长,制作时间及品 目前.对酶促腐乳的研究多集中在对于腐乳制 作过程中工艺参数的优化 ;或对于酶促腐乳制作 收稿日期:2014—04—02 基金项目:天津市科技支撑计划重点资助项目(11ZCKFNC01800)。 作者简介:董爽(1991一),女,河南人,硕士研究生。 通讯作者:汪建明,教授。wjm—l115@126.coln 24 食品与发酵科技 2014年第5期 过程中后酵阶段某一理化性质的测定.如对酶促腐 乳制备过程中水溶性蛋白、大豆多肽含量和微观结 构等的研究 ]。 本文对酶促腐乳制备过程中的大豆蛋白水解 度、总酸含量、脂肪含量、锥人度、抗氧化能力进行研 究,对于这种新型酶促腐乳的进一步推广应用及进 行工业化的生产具有一定的意义。 I材料与方法 1.I材料与仪器 大豆。市售;乳酸菌LL一50A、蛋白酶制剂AC. CELERZYME NP 50000(后简称蛋白酶制剂,酶活 力为3000U/mL),由荷兰DSM公司上海代表处提 供;雅致放射毛霉 ctinomucor elegans),天津科技 大学生物工程学院;蛋白质消化仪。济南海能仪器有 限公司;EDN一08A型微量凯氏定氮仪。上海光谱仪 器有限公司;索氏抽提器,天津玻璃仪器厂;锥入度 仪,北京兰铂高科检测仪器有限公司;uV一2550PC 型紫外可见分光光度计。日本岛津仪器公司。 1.2实验方法 1.2.1酶促腐乳的制备工艺流程 豆浆一添加乳酸菌一添加酶制剂一凝乳一划 块一压榨成型一接种毛酶一毛坯一水解一灭酶一后 酵一腐乳 (1)豆浆的制备:泡豆时豆水比为1:3,浸泡时间 为9h,采用分离式磨浆机制备磨豆浆,95℃煮浆 5min。 (2)- ̄L酸菌和酶制剂的添加量均为1%。 (3)凝乳:待豆浆冷却后,加入乳酸菌及蛋白酶 制剂,经搅拌后置于36 培养箱中培养,待凝。 (4)接种毛霉,制作毛坯:将白坯表面喷洒毛霉 孢子液(孢子含量为1.0xl0 个/mL),然后放置在 28℃培养箱中培养48h,豆腐表面长出兔绒状白色 毛霉,手工搓毛.制作毛坯。 (5)水解:50℃水解5h。 (6)灭酶:置于80℃条件下保持30min灭酶 (7)后酵:经灭酶后放入汤料中,进行后酵。 1.2.2抗氧化测定样液的制备 取自制腐乳块中间部分,经真空冷冻干燥、粉 碎,用乙醚脱脂后,备用。取经预处理后的样品 2.50g,加入50mL 50%乙醇后,在室温下提取2h 后,3000r/min离心15min,过滤得上清液为样品溶 液,待抗氧化能力的测定使用。 1.2.3理化指标的测定 (1)水解度(DH)的测定 按式(1)计算水解度。 DH= ×100 (1) 式中:DH为样品水解度,%;AN为样品氨基态 氮含量,g/100g;TPN为样品总氮含量,g/100g。 注:采用甲醛滴定法测定氨基酸态氮: 采用凯氏定氮法测定总氮含量。 (2)总酸的含量通过酸碱中和滴定(酸度计)法 测定。 (3)脂肪含量的测定【7]。 (4)采用锥人度仪测定锥入度。 测定条件如下:标准锥的椎体重量102.5g,锥杆 重量47.5g:延迟时间0.1s;穿透时间5.0s。 (5)腐乳抗氧化能力的测定 DPPH自由基清除能力的测定[ ]:羟基自由基清 除能力的测定 ;还原能力的测定[10]。 2结果与讨论 2.1酶促腐乳生产过程中大豆蛋白水解度的变化 2.1.1酶促腐乳水解过程中大豆蛋白水解度的变化 将豆腐表面接种毛霉孢子菌悬液后,在28℃条 件下培养2d并搓毛,制成毛坯。毛坯在5Oc【=条件下 进行水解,定期取样。测定总氮含量和氨基酸态氮含 量。并根据1.2_3(1)得到大豆蛋白水解度的变化趋 势。结果如表1所示。 表1 水解过程中总氮和氨基酸态氦含量 Tab.1 Total nitrogen and amino acid nitrogen content during hydrolysis 由表1可知,水解过程中既没有氮的加入.也没 有氮的流失,但由于水解过程中水分的变化.导致总 氮含量发生变化:在水解过程中大豆蛋白水解度逐渐 升高;水解初期,蛋白酶制剂活力达到最大,蛋白质降 解比较强烈.水解度显著提高:随着水解产物的不断增 加,蛋白酶制剂的活力被抑制,水解度趋于平缓。 2.1.2酶促腐乳后酵过程中大豆蛋白水解度的变化 由2.1.1确定5h后毛坯水解完毕,待毛坯水解完 毕后,置于75℃条件下20min进行灭酶,将灭酶后 的毛坯浸泡在红色腐乳汤料,进入后酵期。分别取后 酵0d,5d,10d,15d,20d,25d,30d的酶促腐乳坯体, 第50卷(总第183期) 董爽等:酶促腐乳生产过程中各种理化性质的变化研究 表2后酵过程中总氮和氨基酸态氮含量 Tab.2 Total nitrogen and amino acid nitrogen content during aging process 测定总氮含量和氨基酸态氮含量。并根据1.2.3(1)得 到大豆蛋白水解度的变化趋势。结果如表2所示。 由表2可知,后酵过程中酶促腐乳的水分不断 流失,故不同后酵时间的总氮含量不同,整体呈现上 升趋势;酶促腐乳在后酵过程中,由于红曲汤料中蛋 白酶与微生物的作用,大豆蛋白继续水解.水解度呈 现上升趋势。随着水解产物的累积、酶活力的下降、 原料的消耗,蛋白质水解作用减弱.蛋白水解度趋于平 缓。后酵30d时,氨基酸态氮含量为0.581g/lOOg,不 低于红腐乳商业标准中对氨基酸态氮含量的要求。 2.2酶促腐乳生产过程中总酸含量的变化 分别取白坯、毛坯及后酵Od,5d,lOd,15d,20d, 25d。30d的酶促腐乳坯体,测定总酸含量。结果如图 1所示 4 OO 3.50 0) 0 0 3 0O 0 2.50 托 甾 2.O0 1.50 图1 酶促腐乳生产过程中总酸含量的变化 Ffg.1 Changes of total acid content du ring the manufacturing process of enzyme-ripened sufu 由图1可知,酶促腐乳在生产过程中总酸的含 量总体上呈上升趋势。白坯接种毛霉后,形成毛坯, 由于接种的毛霉分泌出少量的酶系,如酸性蛋白酶, 且部分蛋白质水解产生一些酸性氨基酸,因而使总 酸含量增加。水解过程中也主要因为酸性氨基酸的 增加使总酸含量增加。而在后酵过程中,由于汤料的 隔离作用,使得酶促腐乳呈缺氧状态,产生乳酸。同 时,汤料中的微生物分泌了大量的淀粉酶和脂肪酶. 使大豆中的碳水化合物和脂肪分解成有机酸和脂肪 酸,从而使总酸含量增加。而后酵20d后的酶促腐乳 总酸含量略有下降,主要原因在于酶促腐乳内部发 生酯化反应,消耗部分酸类化合物。 2.3 酶促腐乳生产过程中脂肪含量的变化 分别取白坯、毛坯及后酵Od,5d,lOd,15d,20d, 25d,30d的酶促腐乳坯体,测定脂肪含量。结果如 图2所示 b 0 0 ■ 嘣 缸 餐 DⅢ 、 图2酶促腐乳生产过程中脂肪含量的变化 0 Fig.2 Changes of fat content during the manufacturing process of enzyme-ripened sufu 由图2可知,酶促腐乳生产过程中脂肪含量逐 渐降低。白坯接种毛霉后.由于毛霉分泌脂肪酶将脂 肪进行分解,因此毛坯中脂肪含量略有降低。水解过 程中,适宜的温度提高了脂肪酶活力,促进脂肪分 解。而后酵过程脂肪的水解是酶促腐乳中脂肪降低 的主要原因。在后酵后期,由于酶解产物的不断生成 和汤料中食盐的渗入.降低了汤料中脂肪酶的活性, 脂肪含量趋于平缓。 图3酶促腐乳生产过程中锥入度的变化 Fig.3 Changes of cone penetration du ring the manufacturing process of enzyme-ripened sufu EEL-0 O O 捣 食品与发酵科技 2014年第5期 2.4酶促腐乳生产过程中锥入度的变化 分别取白坯、毛坯及后酵O,5,10,l5,20,25,30d 的酶促腐乳坯体,测定锥入度。结果如图3所示。 由图3可知,白坯表现为锥入度高,硬度小。毛 霉孢子接种在白坯表面后,在适宜条件下毛霉迅速 生长繁殖。菌丝体匍匐在豆腐坯表面,生长均匀,逐 渐形成较结实的被膜,不易破碎。与白坯相比,毛坯 的锥入度减小,硬度增大,表明深入到白坯内部的菌 丝体对锥入度的影响程度小于被膜。而水解过程中, 蛋白水解剧烈,内部结构破坏,因此锥入度增大,硬 度减小。后酵过程中,腐乳的锥入度逐渐升高,硬度 逐渐减小,主要是因为大豆中的蛋白质在汤料中相 关酶的作用下降解,从而使硬度降低。因此,酶促腐 乳在生产过程中的锥入度先减小后增大,硬度先增 大后减小。 2.5酶促腐乳生产过程中抗氧化能力的变化 分别取白坯、毛坯及后酵0d,5d,10d,15d,20d, 25d,30d的酶促腐乳坯体。根据实验方法1.2.2制备 样液,分别测定DPPH自由基清除能力、羟基自由基 清除能力及还原能力,结果分别如图4、图5和图6 图4酶促腐乳生产过程中DPPH自由基清除率的变化 Fig.4 Changes of DPPH radical scavenging activity during the manufacturing process of enzyme-ripened sufu 零 褂 蜒 瑚 皿 域 鼎 图5酶促腐乳生产过程中羟基自由基清除率的变化 Fig.5 Changes of OH radical scavenging activiyt du ring the manufacturing process of enzyme-ripened sufu 0.700 0.600 \料篮烬工 凸 8 7 7 7 7 6 0 500 2 9 6 3 O 7 0 O 0 0 0 0 0 0 O O O 0 昌O.400 0.300 0.200 0.10O 0.000 毋 图6酶促腐乳生产过程中还原能力的变化 Fig.6 Changes of ̄ducing capaciyt during the manufacturing process of enzyme—ripened sufu 所不。 由图4可知,酶促腐乳生产过程中DPPH自由 基清除率逐渐升高,这与全明海等㈣研究的传统腐 乳自由基清除能力的变化结果一致。DPPH自由基 清除率在酶促腐乳后酵15d基本上达到最大,为 80.48%。 由图5可知.酶促腐乳生产过程中羟基自由基 清除率逐渐升高。羟基自由基清除率在后酵25d基 本上达到最大,为21.41%。 由图6可知,酶促腐乳在生产过程中的还原能 力是逐渐升高的,说明后酵时间长的酶促腐乳更易 凭借其还原能力,作为电子供体与自由基反应,使之 转换为更稳定的物质。从而达到中断自由基链式反 应。 综上所述,酶促腐乳生产过程中抗氧化能力是 逐渐提高的。 3 结论 研究发现酶促腐乳生产过程中大豆蛋白水解度 和总酸逐渐增大,脂肪含量逐渐降低,而硬度先增大 后减小。后酵30d酶促腐乳的蛋白水解度为34.39%, 总酸含量为3.50g/lOOg,脂肪含量为20.36g/lOOg,锥 入度为234.7x10~mm。以清除DPPH・、清除・OH及 还原能力测定评价抗氧化能力得出酶促腐乳在制作 过程中抗氧化能力逐渐提高。 参考文献 [1]Hui Fengren,Liu Haieng,Hideaki Endo,et a1.Anti— mutagenic and anti-oxidative activities found in Chi— nese traditional soybean fermented products furu[J]. Food chemistry,2006,95(1):71-76. [2]彭湘屏,卢红梅.腐乳研究新进展[J].江苏调味副食 品,2009,26(4):10—14. (下转第69页) 第50卷(总第183期) 曹雪慧等:PBL教学模式在食品专业物理化学课程中的应用 逻辑关系和学生的理解认知程度进行讲解。补充学 生们没有查阅到的知识和有争议的问题进行分析. 指出需要改进的方面。 式相结合,寻找更适合的教学策略。 参考文献 [1]苗永霞,曹晓雨,杨新丽,等.食品专业物理化学教学过 程思考[J].广东化工,2013,40(2):134—135. [2]刘晶,吕惠丽.建立物理化学的理论学习与食品专业实践 教学的联系[J].安徽农学通报,2012,18(12):214—215. [3] 张佳程,师进生.食品物理化学[M].北京:中国轻工业出 版社.2007:34—98. 通过学生课堂发言.转变了传统教学中学生一 直被动听讲的情况,转变学生角色,让学生走上讲 台,将自己查阅资料后掌握的知识传递给其他学生 和老师,不仅锻炼了自身的语言表达能力、逻辑思维 能力,还大大调动了学生自主学习的动力。 3教学效果反馈 [4]王永花.PBL在高校教学中的应用探讨[D].南京:南京 师范大学,2007:1—3. 与传统的教学方法相比.PBL教学方法改变了 教师填鸭式的教学方式,对提高学生自主学习能力. 独立思考能力、团队协作能力、总结归纳能力等方面 效果显著,调查问卷显示80%的学生认为PBL教学 方法可以提高其学习的自主性和积极性:但也有部 分学生表示对PBL的学习方式不太适应,对一些问 [5] 马良,张宇吴.PBL教学模式在食品毒理学课程中的应 用研究[J].西南师范大学学报(自然科学版),2012,37 (2):171-174. [6]蓝耀宏.PBL教学模式在“食品生物化学”课教学中的应 用[J].教育与职业,2013(3):146—147. [7]赵俊仁,程水明,张钟,等.PBL教学方法在食品工艺学 教学中的探索与实践[J].黑龙江畜牧兽医,2014(5):135— 136. 题即使找到相关答案,进行深入的理解也比较困难。 从教学效果反馈情况来看,一方面应该要求教师加 强对学生查阅资料、总结资料等方面的指导,另一方 面应该适当改变成绩考核的形式,真正实现素质教 学的目标。 4结语 [8] 曲均革,黄贝贝,龙正海,等.PBL教学在高职院校食品 微生物课程中的应用[J].微生物学通报,2011,38(7): 1106—1l1 1. [9]唐丽新,王 ,王力群,等.PBL教学法在动物性食品卫 生检验教学中的应用与设计[J].黑龙江畜牧兽医,2013 (10):47—48. 课程教学改革并不是一件容易的工作.需要学 校、教师、学生的共同努力才能不断进步,随着科技 的快速发展,各学科的理论和技术不断更新,特别是 食品工业作为与人民生活息息相关的朝阳行业,要 求学生具有扎实的理论基础和广阔的知识视野,强 [10]白研,毋福海,黄丽玫,等.PBL教学法在水质理化检验教 学中的应用[J].实验室研究与探索,2013,31(8):278—280. [11]刘承兰,罗建军,胡琼波,等.PBL方法在《农产品安全检 测》教学中的应用研究[J].安徽农业科学,2014,42(7): 221 1-2213. 的创新能力.PBL教学模式在一定程度上解决了上 述问题。同时也应该看到,PBL教学模式对教师素 质、教学条件、教育体制、教育资源等都有严格的规 定D3].实现完全的PBL教学还需要一些改革,我们 应该根据我国国情,将PBL教学模式与传统教学模 [12]刘志明,孙清瑞,金丽梅,等.食品专业《物理化学》教材 现状与发展趋势分析[J].陕西教育,2008(12):40—42. [13]张慧玲,陈勇,李晓斌,等.PBL教学法在动物生化实验 教学中的应用[J].教学天地,2011(3):154—155. (上接第26页) [3]王越鹏,胡峰,等.酶促腐乳工艺优化的研究[J].中国调 味品,2013,38(5):68—72. tation with fungi to enhance the antioxidative activity, total phenolic and anthocyanin contents of black bean[J]. International Journal of Food Microbiology,2008,1 2 1: 150—156. [4] 郭艳,周鸿翔,等.酶促速熟腐乳发酵过程中成分变化的 研究『J].食品科技,2013,38(5):273—277. [9]lJi Y,Jiang B,Zhang T,et a1.Antioxidant and free radical-scavenging activities of chickpea protein hy— [5] 汪建明,胡峰,等.酶促腐乳生产过程中大豆多肽含量 变化的研究[J].食品与发酵科技,2013,48(4):55—58. f61 张媛媛,李立英,等酶促速熟过程中成分及微观结构的 分析[J].天津科技大学学报,2012,27(1):9-13. drolysate(CPH)[J].Food Chemistry,2008,106(2): 444—450. [10]Huang Yunghsin,Lai Yingjang,Chou Chengchun.Fer— mentation temperature affects the antioxidant activity of [7]郑泽芳,曾翠竹,衷明华,等.潮汕特产腐乳饼营养含量 的测定[J].当代化工,2009,38(4):439—440. [8]Lee I H,Hung Y H,Chou C C.Solid—state fermen— the anzyme-ripened sufu,an oriental traditional fermented product of soybean[J].Journal of Bioscience and Bio. engineering,2011,112(1):49—53.
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