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第一節 豆清豆腐

豆清豆腐,顧名思義,是以豆清發酵液為凝固劑生產豆腐的方法。該法起源于湖南省邵陽地區,20世紀80年代開始向外傳播,現重慶、內蒙古、河南等地也逐漸使用。以豆清發酵液為凝固劑,按照熟漿工藝生產的豆腐結構致密、持水性和彈性好,具有豆清發酵液特殊的風味。豆清發酵液點漿工藝真正實現了豆清液的有效利用,大大減少了廢水的排放,做到清潔生產、綠色生產,實現了生態循環,并且最終產品pH值相對低,一定程度上抑制了菌落總數。

一、生產工藝流程

1.工藝流程

大豆→預處理→浸泡→去雜→制漿→漿渣分離→點漿→破腦→壓榨制坯→切塊→成品

2.制漿和點漿工藝

制漿為二次漿渣共熟制漿工藝(圖2-1),點漿為豆清發酵液點漿工藝(圖2-2)。

圖2-1 二次漿渣共熟制漿工藝流程

圖2-2 豆清發酵液點漿工藝

二、主要生產設備

1.浸泡設備

(1)浸泡工藝流程 浸泡工藝流程立面示意圖見圖2-3。

圖2-3 浸泡工藝流程立面示意圖

(2)浸泡設備的特點 斗式提升機是垂直提升,優點是提升能力大、能耗低、維護簡便。干豆分配小車的容積與泡豆桶的生產能力相等,可減少小車來回推拉次數,提高效率。

泡豆桶是采用大斜錐體側面卸豆形式,這種泡豆桶在放豆時流動性好,節約用水。底部配備有曝氣式裝置,可在浸泡時翻動清洗黃豆,并使浸泡時各處溫度均勻。可實現自動進水、排水,并設置報警系統,可在斷電、缺水、故障等情況下自動報警。

去雜淌槽采用V形結構,提高大豆的流動性,節約沖豆用水。槽內設有密集橫向間隔且加裝強效磁鐵的去雜坑。當水連同大豆經過時,由于旋水分離作用,局部渦旋將相對密度和離心力較大的石豆、砂石、鐵塊沉入坑內,而合格大豆順利通過;這樣既可保護磨漿機砂輪片,又可防止異物進入產品,保障食品安全。雙層瀝水篩能有效分離石豆和碎豆,提高大豆原料利用率。

2.制漿設備

(1)制漿工藝流程 二次漿渣共熟制漿工藝流程立面示意圖見圖2-4。

圖2-4 二次漿渣共熟制漿工藝流程立面示意圖

(2)二次煮漿設備特點

①磨漿機 磨漿機裝有濕豆定量分配器,可保證水、豆按一定比例添加,減少了人為因素對豆汁濃度的影響,豆漿濃度控制偏差小于±0.3°Brix,為后道工序的點漿奠定了良好的基礎。

整個磨漿工序的各種容器容積都較小,物料在容器內存量很少,維持系統的動態平衡,減少豆漿在空氣中的暴露時間,即減少了豆漿中脂肪氧化酶的反應程度和被微生物感染的概率,有利于提高產品品質。容積泵的應用大大減少了泡沫的產生,無須在此工序添加消泡劑,降低了生產成本。

此外,加裝飛輪裝置,起到動平衡檢測作用;低速磨制,豆糊溫升小,減少了大豆蛋白提前變性程度,提高了出品率。

②熟漿擠壓分離系統 本設計所生產的產品為高檔豆制品,所用二次漿渣共熟制漿工藝在生產設備上的獨特性之一是兩次煮漿后均經過熟漿擠壓分離系統處理。熟漿擠壓分離系統的核心裝置為立式擠壓機。豆糊經泵入圓錐體擠壓室,螺旋擠壓絞龍將含渣豆漿逐漸推向擠壓室底部的同時不斷提高水平方向的壓力,迫使豆糊中的豆漿擠出篩網,經管道流入高目數滾篩得到生產用豆漿。擠壓機的動作是自動連續的,隨著物料不斷泵入擠壓室,前緣壓力的不斷增大,當達到一定程度時,將會突破卸料口抗壓閾值,此時纖維素等不溶物從卸料口進入豆渣桶中,實現漿渣分離。

在我國,采用熟漿工藝生產豆制品的工廠大部分仍使用離心機進行漿渣分離。為了防止熟漿中一些多糖類物質(如吸水膨脹的纖維素)堵塞篩孔,通常選用較高的離心速度。在強大離心力作用下,當纖維素分子的橫截面積小于篩孔面積時,纖維素會從篩孔甩出進入到豆漿中,給產品帶來了粗糙的口感。

另外,離心分離工藝不可避免會產生泡沫,而擠壓工藝不會出現明顯泡沫。

采用熟漿擠壓分離工藝,不但保留了熟漿工藝優良的產品品質和口感,也彌補了熟漿工藝得率不高的缺點;同時,減少了豆渣含水量和蛋白質殘留量,為豆渣綜合利用打下有利基礎。

③微壓密閉煮漿系統 微壓密閉煮漿系統是利用密閉罐加熱豆漿。豆漿泵入密閉罐時,排氣孔打開,在常壓下加熱豆漿。煮漿溫度由溫度傳感器測定,煮至設定溫度后,指示電氣元件做出打開放漿閥門和關閉排氣閥門動作,使罐內形成密封高壓,把豆漿全部壓送出去,然后停止沖入蒸汽,完成一次煮漿。

通過多次煮漿,增加了纖維素的脹潤度,使纖維素分子體積增大,大大減少進入豆漿中的粗纖維含量,使豆腐口感細膩;同時促進了多糖的溶出,增加豆腐中親水物質的含量,有利于豆腐保持高水分。此外,這些親水物質在受到凝固劑作用時,可作為蛋白質分子的空間障礙,有效防止大豆蛋白分子間的聚集,從而保證豆腐的嫩度,減少了豆腐中“孔洞”的出現。

④往復式熟漿篩 往復式熟漿篩利用偏心結構帶動平篩在軌道上運動,平篩下面自帶儲漿池,細豆渣靠慣性自動排列到設備端口處的漏斗口,一般用高目數篩網可將粗纖維進一步過濾。

3.點漿設備

(1)點漿工藝流程 豆清發酵液點漿工藝流程立面示意圖見圖2-5。

圖2-5 豆清發酵液點漿工藝流程立面示意圖

(2)點漿設備特點

①連續旋轉桶式點漿機 此點漿機專門配套豆清發酵液點漿工藝,由32個容積120L漿桶循環點漿,以實現自動連續生產,配置放漿、點漿、輔助點漿、豆清蛋白液回收、破腦、倒腦等操作機位和機械手裝置。系統采用可編程邏輯控制器(PLC)控制,便于對豆漿量、豆清發酵液注入量、凝固時間、攪拌速度、破腦程度進行設定。

②發酵罐 此發酵罐是半自然發酵裝置。帶有聚氨酯發泡材料的保溫層、加熱管、萬向清洗球、pH值在線監測器、測溫計等裝置,可控制發酵條件,如pH值、溫度等,且具有原位清洗(CIP)功能。

4.壓榨制坯系統設備

(1)壓榨制坯工藝流程 壓榨制坯工藝流程立面示意圖見圖2-6。

圖2-6 壓榨制坯工藝流程立面示意圖

(2)壓榨制坯系統設備俯視圖 見圖2-7。

圖2-7 壓榨制坯系統設備俯視圖

(3)壓榨制坯系統設備特點 連續旋轉桶式點漿機在壓框輸送線的固定機位將豆腐腦倒入已擺好包布的壓框中,運轉至轉盤液壓機,機械手疊加若干板豆腐腦進行自重預壓,豆腐而后進入液壓機,按照設定的壓力和時間開始逐步對豆腐腦施加液壓壓力,同時液壓機旋轉,到達出框機位,泄壓,豆腐成型。壓榨系統所產生的豆清蛋白液全部收集后由氣動隔膜泵送入豆清蛋白液發酵系統。

豆腐成型后,機械手將豆腐框依次送上壓框輸送線,在固定機位進行翻板、剝布等操作,豆腐則進入切塊機,壓框由輸送線運至與點漿機倒腦機位對應的位置,至此,完成一個工作循環。豆腐送入切塊機,完成切塊后,由輸送帶送入干燥工序。

轉盤液壓機為近年來逐漸推廣應用的豆腐壓榨設備。利用液壓原理,通過液壓泵站提供液壓油給液壓機,壓力油缸產生壓力傳遞至豆腐,實現壓榨成型的目的。由10個壓榨機位組成,工作時,第1個上榨,第10個出榨,壓榨機位公轉的同時進行壓榨,附加壓框循環輸送線實現自動化生產。多框豆腐疊加依靠自重進行預壓榨可減少能耗,同時,由于豆清蛋白液從上往下流出,既起到了保溫作用,也避免了豆腐出包時的粘包和表皮破損的發生。

自動切塊機通過光電感應裝置精準下刀,電動機帶動刀片在橫向和縱向依次切塊,得到規格尺寸均一的豆腐。該設備的運用,極大地避免了人工切塊的誤差,保證了產品穩定性。

三、操作方法

1.大豆原料的預處理

大豆歷經收獲、儲藏及運輸會混入雜質,如草屑、泥土、砂石和金屬等,存在物理性食品安全風險;大豆組織堅硬,經過浸泡吸水軟化才可磨漿,所以大豆必須經過預處理才可進行加工。

大豆清理有人工清理和機械清理兩種方法。

①人工清理 適合于作坊和小規模豆腐加工廠,人工除雜后經清洗進入浸泡工序。

②機械清理 分干法和濕法兩種方式。干法清理一般靠振動篩和密度除石機實現,缺點是難以除去裂豆和蟲蛀豆;濕法清理是利用干豆與雜物因相對密度不同、所受浮力不同而導致沉降速度存在差異的原理進行分離。

從目前應用的情況來看,一般采用濕法去雜,浸泡的大豆經過一段流水去雜淌槽可去除雜物和石豆。但無論采取哪種方法都應加裝磁鐵以除去細小的金屬雜質,以保護磨漿機和保障食品安全。

2.浸泡工藝

在豆腐加工過程中,干豆的浸泡效果對大豆蛋白的抽提率和豆腐品質有重要影響。磨豆前對大豆要加水浸泡,使其子葉吸水軟化,硬度下降,組織細胞和蛋白質膜破碎,從而使蛋白質、脂質等營養成分更易從細胞中抽提出來。大豆吸水的程度決定了磨豆時蛋白質、碳水化合物等其他營養成分的溶出率,進而影響到最終豆腐凝膠結構。同時,浸泡使大豆纖維吸水膨脹,韌性增強,磨漿破碎后仍保持較大碎片,減少細小纖維顆粒形成量,保證漿渣分離時更易分離除去。

大豆品種、浸泡用水水質、浸泡用水水溫、浸泡時間、豆水比等因素影響浸泡的工藝參數。張平安等認為,浸泡時間12h,浸泡溫度22℃,豆水比1∶12,此時的豆腐凝膠強度最大,含水率較高,口感細膩,顏色白皙,且富有彈性。張亞寧認為生產豆乳時最佳浸泡處理條件為水溫25℃,浸泡8h,pH值8.5。趙秋艷等研究發現適當提高水溫可以縮短泡豆時間,當溫度為20~40℃時,蛋白質提取率隨溫度的升高而增大,在40℃時大豆蛋白的提取率最大。李里特等研究表明用20℃的水浸泡大豆后,在加工過程中發現其漿液中固形物和蛋白質損失較少,豆腐的凝膠結構和保水性較好。

最佳浸泡時間判斷標準:將大豆去皮分成兩瓣,以豆瓣內部表面基本呈平面,略微有塌陷,手指稍用力掐之易斷,且斷面已浸透無硬芯為浸泡終點。

(1)浸泡的水質 依據GB 14881—2013《食品企業通用衛生規范》中規定食品企業生產用水水質必須符合GB 5749—2006《生活飲用水衛生標準》要求,若能在符合標準水質的基礎上,進行軟化或反滲透處理得到的軟化水或反滲透水泡豆則更佳。

(2)浸泡用水溫度和時間 經過長期調查,從表2-1~表2-3可得知,浸泡溫度不同,浸泡時間也不同。水溫高,浸泡時間短;水溫低,浸泡時間長。其中冬季水溫為2~10℃時,浸泡時間為13~15h;春秋季水溫為12~28℃時,浸泡時間為8.0~12.5h;夏季水溫為30~38℃時,僅需6.0~7.5h,并且期間應更換泡豆水一次。

表2-1 冬季(水溫2~10℃)浸泡時間  

表2-2 春秋季(水溫12~28℃)浸泡時間  

表2-3 夏季(水溫30~38℃)浸泡時間  

大豆浸泡后,子葉由于吸水而膨脹軟化,其硬度顯著降低,細胞和組織結構更易破碎,大豆蛋白等更容易從細胞中抽提出來。與此同時,泡豆使纖維素吸水、韌性增加,保證磨豆后纖維以較大的碎片存在,不會因為體積小而在漿渣分離時大量進入豆漿中,影響產品口感。浸泡時間過短,水分無法滲透至大豆中心。但浸泡時間過長,則會使一些可溶固形物流失,增加泡豆損失;長時間浸泡也導致pH值下降,不利于大豆蛋白溶出,甚至會因微生物繁殖而導致酸敗,造成跑漿,無法形成豆腐凝膠。

夏季因為氣溫高,在浸泡水中宜添加0.4%食用級碳酸氫鈉(以干豆質量計),防止泡豆水變酸,并且可提高大豆蛋白抽提率。

(3)豆水比 根據筆者對三家豆制品生產企業的調查,干豆重量與浸泡用水量比值見表2-4。

表2-4 干豆重量與浸泡用水量比值  

雖然大豆品種差異導致的吸水程度不同,但三家企業的豆水比在0.244~0.262之間,取平均值得最適豆水比為0.253,約為1∶4。泡豆水量較少會導致大豆露出水面,浸泡不均勻;在工廠用水和排污水費高昂的情況下,泡豆水量太多則造成浪費,提高生產成本。

3.磨漿

磨漿是將浸泡適度的大豆,放入磨漿機料斗并加適量的水,使大豆組織破裂,蛋白質等營養物質溶出,得到乳白色漿液的操作。磨漿的水質應符合GB 5749—2006相關要求。從理論上講,減少磨片間距,大豆破碎程度增高,與水分接觸面積增大,有利于蛋白質溶出;但在實際生產中,大豆磨碎程度要適度,磨得過細,纖維碎片增多,在漿渣分離時,小體積的纖維碎片會隨著蛋白質一起進入豆漿中,影響蛋白質凝膠網絡結構,導致產品口感和質地變差。同時,纖維過細易造成離心機或擠壓機的篩孔堵塞,使豆渣內蛋白質殘留含量增加,影響濾漿效果,降低出品率。

4.煮漿

煮漿即通過加熱,使大豆蛋白充分變性,一方面為點漿創造必要條件,另一方面消除胰蛋白酶抑制劑等抗營養因子,破壞脂肪氧化酶活性,消除豆腥味,殺滅細菌,延長產品保質期。

在二次漿渣共熟工藝中,2次煮漿的溫度、時間、加熱方式決定了煮漿的效果(表2-5、表2-6)。

表2-5 第一次煮漿溫度和時間  

表2-6 第二次煮漿溫度和時間  

調查表明,工廠現行的兩次煮漿的溫度和時間為90.0~94℃和3~6min時,所得漿液無豆腥味和燒焦味,在適宜條件下點漿時無“白漿”殘留,且未有或極少有微生物檢出。取平均值得最適煮漿溫度和時間分別為第一次92.2℃、4.7min,第二次92.5℃、4.4min,即兩次煮漿最適的溫度均在92℃以上,維持4~5min。若只加熱到70~80℃或只加熱1~2min,盡管部分細菌已被殺死,但抗營養因子及豆腥味生成物如脂肪氧化酶等還未得到抑制;這樣的溫度下,尤其是分子量大的蛋白質的高級結構還未打開,凝膠化性較差,當點漿時因持水性差會造成豆腐凝膠結構散亂,沒有韌性,甚至無法形成豆腐。當煮漿至90℃以上時,除原料中極少量土壤源芽孢菌還殘存外,其他影響食品安全的微生物及豆腥味物質均已消除;保證了與大豆蛋白加工性能密切相關的7S和11S大豆球蛋白充分變性,蛋白質的凝膠特性明顯增加,在凝固劑的作用下即可形成結合力很強、有彈性的蛋白質膠凝體,制得的豆腐組織細膩,結構堅實,有韌性,即已達到煮漿的基本目的。

5.漿渣分離

將生漿或熟漿進行漿渣分離的主要目的就是把豆渣分離去除,以得到大豆蛋白質為主要分散質的溶膠液——豆漿。人工分離一般借助壓力放大裝置和濾袋,濾袋目數一般以100~120目為宜;機械過濾一般選擇臥式離心機(生漿)或擠壓機(熟漿),加水量、進料速度、轉速、篩網目數決定著分離效果。

在二次漿渣共熟工藝中,經3次漿渣分離后,得到的豆漿濃度穩定,適合以豆清發酵液為凝固劑進行點漿。

經過對漿渣分離的篩網目數測量表明,邵陽地區大部分優質豆腐生產中所用篩網為120目。目數太高會造成分離過濾的阻力過大,反而影響分離效果;目數太低則會分離不徹底,造成大量豆渣殘留豆漿中。

6.點漿

點漿是指向煮熟的豆漿中按一定方式添加一定比例凝固劑,使大豆蛋白溶膠液變成凝膠,即豆漿變豆腐腦的過程,是豆腐生產過程中最為關鍵的工序。將發酵好的豆清發酵液,按照一定的比例添加至豆漿中,以天然發酵的豆清發酵液作為凝固劑生產的豆腐,具有安全、營養、美味等特點。

(1)豆漿濃度 最佳點漿用豆漿濃度的判斷標準:在豆清發酵液點漿時不出現整團大塊的豆腐腦,水豆腐含水量適中有彈性,此豆漿濃度即適合豆清發酵液點漿。筆者調查的三家豆制品生產企業所用豆漿濃度見表2-7。

表2-7 豆漿濃度  

調查發現,三家企業豆漿濃度在5.2~5.8°Brix之間,加入凝固劑后形成的腦花大小適中,豆腐韌性足。從表2-7計算平均值,豆漿濃度在5.5°Brix左右為最適點漿的濃度。低于5.5°Brix時,蛋白質分子結合力不夠,持水性差,豆腐沒有彈性,出品率低。單從蛋白質加工性能看,豆漿濃度在5.5°Brix以上,濃度越大,蛋白質聚集越容易,生成的豆腐腦塊大,持水性上升,富有彈性。但實際生產中發現,當豆清發酵液與濃度過高的豆漿混合時,會迅速形成大塊整團的豆腐腦,持水性明顯下降,造成點漿結束時仍有部分豆漿無法凝固的現象,也無法得到清亮透明的上清液(新鮮豆清蛋白液),影響后續生產。

(2)點漿溫度和時間 豆清發酵液全部加入豆漿中之后,溫度計感應端插入豆腐腦內部測量溫度,以開始加入豆清發酵液至開始破腦的時間為點漿時間(表2-8)。

表2-8 點漿溫度和時間  

最佳點漿溫度判斷標準:隨著凝固劑加入,豆漿凝固均勻,形成的豆花大小適中,所得水豆腐持水性好,既有彈性又不失韌性。

最佳點漿時間判斷標準:在靜置保溫過程中,待豆腐腦已穩定,再輕灑少許酸豆清發酵液,未有明顯豆花沉淀,則判斷為點漿終點。

由表2-8可知,邵陽休閑豆干企業采用的點漿溫度和時間分別為76.5~78.5℃和38.5~40.5min,豆腐凝膠形成較好,豆清蛋白液已澄清,且無白漿殘留。點漿溫度和時間密切相關,點漿時維持在78℃左右,加入豆清發酵液后靜置保溫40min,點漿效果最好。溫度過高,會使蛋白質分子內能躍升,一遇到酸性的豆清發酵液,蛋白質就會迅速聚集,導致豆腐持水性變差、凝膠彈性變小、硬度變大。如果凝固速度過快,豆清發酵液點漿又是分多次加入凝固劑,稍有偏差,凝固劑分布不均,就會出現白漿現象。當溫度低于78℃甚至低于70℃時,凝固速度很慢,凝膠結構會吸附大量水分,導致豆腐含水量上升,韌性不足。

(3)豆清發酵液pH值和添加比例 在豆清發酵液混入豆漿之前,取少許豆清發酵液測量pH值;通過計量豆漿量和豆清發酵液添加量計算豆清發酵液添加比例(凝固劑/豆漿)(表2-9)。

表2-9 豆清發酵液pH值和添加比例  

最佳豆清發酵液pH值和添加比例判斷標準:豆清發酵液加入后凝固徹底,未出現白漿現象,制得豆腐口感良好,無酸味,且溫度未顯著降低。

測量表明,在適合的豆漿濃度、點漿溫度和時間條件下,當豆清發酵液pH值和添加比例分別為3.97~4.14和40.7%~42.5%時,豆腐凝膠結構緊密,且無白漿和過多新鮮豆清蛋白液出現。豆清發酵液pH值與豆清發酵液添加比例也有密切的相關性。加入pH4.10左右及物料比42%的豆清發酵液時,豆腐腦塊均勻,凝固效果好,制得豆腐口感細膩,韌性好,并富有彈性。豆清發酵液pH值較高時,難以使混合液pH值調整至大豆蛋白等電點pI=4.5附近,蛋白質分子表面離子化側鏈所帶凈電荷無法完全中和,排斥力仍然存在,導致蛋白質分子難以碰撞、聚集而沉淀,豆漿凝固困難。而pH偏高則不可避免要加入較多(60%以上)豆清發酵液用以調整混合液pH值,但是隨著大量低溫豆清發酵液的加入,點漿溫度必然下降,影響著點漿效果。若豆清發酵液過酸,pH值過低時,大豆蛋白質溶解度反而升高,同樣不利于點漿。

(4)凝固時間 豆漿的凝乳效果和凝固時間有很大關系。當凝固時間小于10min時,不能成型。凝固時間一般控制在15~20min。凝固時間過長會影響生產效率。

(5)凝固溫度 把豆漿用蒸汽加熱到80℃左右開始點漿,溫度直接影響蛋白質膠凝的效果。適宜的溫度也可以使酶和一些微生物失活,達到一定的殺菌效果。

(6)蹲腦 蹲腦又稱為養漿,是大豆蛋白質凝固過程的后續階段。點漿開始后,豆漿中絕大部分蛋白質分子凝固成凝膠,但其網狀結構尚未完全成型,并且仍有少許蛋白質分子處于凝固階段,故須靜置20~30min。養漿過程不能受外力干擾,否則,已經成型的凝膠網絡結構會被破壞。

(7)壓榨制坯 這是我國豆腐脫水最常采用的技術,豆腐的壓榨具有脫水和成型雙重作用。壓榨在豆腐箱和豆腐包布內完成,使用包布的目的是使水分通過,而分散的蛋白凝膠則在包布內形成豆腐。豆腐包布網眼的粗細(目數)與豆腐制品的成型密切相關。傳統的壓榨一般借助石頭等重物置于豆腐壓框上方進行壓榨,明顯的缺點是效率低且排水不足;單人操作的小型壓榨裝置則在豆腐壓框上固定一橫梁作為支點,用千斤頂或液壓杠等設備緩慢加壓,使豆腐成型。

目前國內壓榨的半自動化設備大多使用汽缸或液壓裝置,并用機械手提升豆腐框,以疊加豆腐框依靠自重壓榨的方式提高效率。

全自動化設備目前僅有轉盤式液壓機,多個壓榨組同時壓榨并旋轉,起到了輸送的作用;同時壓框循環使用,自動上框、回框,實現自動化。

壓榨的時間30min~12h不等,依產品特點和產地而異,湖南豆腐的壓榨時間通常在30min左右,四川、重慶、安徽等地壓榨時間較長。

四、豆清豆腐的工藝技術研究結果

1.一漿和二漿配比對豆腐品質的影響

由圖2-8可知,隨著一漿和二漿配比的增大,豆腐感官評分和持水率先增大后趨于穩定。由于一漿和二漿配比較小時,點漿時豆漿濃度較低,形成的大豆蛋白絮狀物較小,不利于形成致密的凝膠網絡空間結構,制備的豆腐過于松軟,不易成型,所以豆腐感官評分和持水率都比較低。當一漿和二漿配比增大時,豆漿濃度逐漸提高,越來越利于形成穩定的大豆蛋白凝膠,豆腐感官評分和持水率也提高,直到一漿和二漿配比達到3∶1時,豆腐感官評分和持水率最好。一漿和二漿配比繼續增大時,豆漿濃度不再大幅度升高,所以豆腐感官評分和持水率趨于穩定。

圖2-8 一漿和二漿配比對豆腐感官評分和持水率的影響

由圖2-9可知,隨著一漿和二漿配比的增大,豆腐的硬度和彈性不斷增大,然后趨于穩定。由一漿和二漿配比對豆腐感官評分和持水率的影響分析可知,一漿和二漿配比較小時,制備的豆腐過于松軟,所以豆腐彈性和硬度都比較小。一漿和二漿配比增大時,豆腐硬度和彈性也不斷增大,直到一漿和二漿達到3∶1時,豆腐硬度和彈性最好。一漿和二漿配比繼續增大時,豆腐硬度和彈性趨于穩定。

圖2-9 一漿和二漿對豆腐質構的影響

由圖2-10可知,隨著一漿和二漿配比的增大,豆腐蛋白質含量和得率先增大后趨于穩定。由一漿和二漿配比對豆腐感官評分和持水率的影響分析可知,一漿和二漿配比只有1∶2和1∶1時,混合豆漿濃度較低,蛋白質含量少,成型和保水效果差,制得的豆腐蛋白質含量和得率也低。繼續提高一漿和二漿配比,豆腐蛋白質含量和持水率提高,直到趨于穩定。綜合考慮,選擇一漿和二漿配比3∶1作為較優水平。

圖2-10 一漿和二漿配比對豆腐蛋白質含量和得率的影響

2.一渣和水配比對豆腐品質的影響

由圖2-11可知,隨著一渣和水配比的增大,感官評分呈現先緩慢升高后迅速下降的趨勢。當一渣和水配比為1∶1時,豆腐感官評分較低,一是因為這個配比的水不能和一渣充分混合,加熱時不能使得一渣中殘留的蛋白質等成分充分溶解到水中,得到的二漿感官品質稍差,豆漿濃度也稍低,所以與一漿混合后點漿制得的豆腐感官評分較低。當一渣和水配比為1∶2時,豆腐感官評分達到最高,繼續增大一渣和水配比,混合加熱得到的二漿濃度越來越低,和一漿混合后,得到的混合豆漿濃度也越來越低,點漿得到的豆腐持水率不斷下降,感官評分也降低。

圖2-11 一渣和水配比對豆腐感官評分和持水率的影響

由圖2-12可知,隨著水添加量的不斷增大,豆腐的硬度和彈性不斷減少,主要是因為過多的水使得二漿的濃度不斷降低,與一漿混合的點漿豆漿濃度也降低,不利于質構的提高,硬度和彈性都較小。

圖2-12 一渣和水配比對豆腐質構的影響

由圖2-13可知,一渣和水配比從1∶2開始,混合豆漿濃度下降,制得豆腐的蛋白質含量和得率也不斷下降。綜合考慮,選擇一渣和水配比1∶2作為較優水平。

圖2-13 一渣和水配比對豆腐蛋白質含量和得率的影響

3.混合豆漿加熱溫度對豆腐品質的影響

由圖2-14~圖2-16可知,當加熱溫度只有80℃時,豆腐感官評分、持水性、硬度、彈性、蛋白質含量和得率都較低,隨著加熱溫度的提高,這些指標數值也不斷提高,加熱溫度為95℃時豆腐各項指標均達到最大值,繼續提高加熱溫度,豆腐指標開始下降。主要原因是,豆漿的加熱溫度不夠高時,大豆蛋白變性不充分,蛋白質分子上的化學基團和疏水區域無法充分暴露出來,蛋白質之間的相互作用不足以促使蛋白質分子形成穩定的空間網絡結構,所以制得的豆腐持水性較差,蛋白質含量低,豆腐得率低,豆腐彈性和硬度都比較小,感官評分也低。當加熱溫度為95℃時,蛋白質變性充分,形成的豆腐網絡結構最穩定,持水性最高,蛋白質含量高,得率高,豆腐彈性和硬度也最大,感官評分也最高。當加熱溫度為100℃時,溫度過高,蛋白質會過度變性,形成失去凝膠能力的亞溶膠,降低蛋白質空間網絡結構的穩定性,持水性變差,蛋白質含量降低,得率降低,豆腐硬度和彈性下降,豆腐感官評分下降。綜合考慮,選擇混合豆漿加熱溫度為95℃作為較優水平。

圖2-14 混合豆漿加熱溫度對豆腐感官評分和持水率的影響

圖2-15 混合豆漿加熱溫度對豆腐質構的影響

圖2-16 混合豆漿加熱溫度對豆腐蛋白質含量和得率的影響

4.不同混合豆漿加熱時間對豆腐品質的影響

由圖2-17~圖2-19顯示,當混合豆漿的加熱時間只有1min時,豆腐的感官評分、持水性、硬度、彈性、蛋白質含量都較低,隨著加熱時間的增加,這些指標數值也不斷增大,加熱時間為5min時,豆腐品質最佳,豆腐各項指標均達到最大值,繼續增加加熱時間,豆腐各項指標開始下降。主要原因是,加熱時間太短時,不能使大豆蛋白充分充分變性,蛋白質分子上的化學反應基團和疏水區域無法充分暴露出來,蛋白質分子之間無法結合充分,形成的蛋白質凝膠結構不夠緊密和穩定,所以制得的豆腐持水性較差,豆腐彈性和硬度都比較小,蛋白質含量也較低,感官評分也低。適當的加熱時間可以使蛋白質變性充分,形成的豆腐網絡空間結構最穩定,持水性最高,蛋白質含量最高,豆腐彈性較大,硬度適當,感官評分也最高。過長的加熱時間,使得蛋白質會過度變性,形成失去凝膠能力的亞溶膠,降低蛋白質空間網絡結構的穩定性,持水性變差,豆腐硬度和彈性下降,豆腐感官評分下降。但是,加熱時間對豆腐得率的影響較小。綜合考慮,選擇混合豆漿加熱時間5min作為較優水平。

圖2-17 混合豆漿加熱時間對豆腐感官評分和持水率的影響

圖2-18 混合豆漿加熱時間對豆腐質構的影響

圖2-19 混合豆漿加熱時間對豆腐蛋白質含量和得率的影響

5.正交試驗優化二次漿渣共熟工藝

由單因素試驗,確定一漿和二漿配比A,一渣和水配比B,混合豆漿加熱溫度C,混合豆漿加熱時間D為變量,進行L9(34)正交試驗,試驗因素水平見表2-10,通過豆腐感官評分和蛋白質含量確定二次漿渣共熟制漿的最佳工藝條件,正交試驗結果見表2-11,方差分析表見表2-12。

表2-10 正交因素水平設計表L9(34)  

表2-11 正交試驗結果  

由表2-11中極差R1大小可知,各因素對豆腐感官質量的影響程度大小依次為C>B>D>A,即混合豆漿加熱溫度>一渣和水配比>混合豆漿加熱時間>一漿和二漿配比。由感官評分不同水平的平均值k可知,工藝工藝最優組合為A2B2C2D1,即:一漿和二漿配比6∶2,一渣和水配比1∶2,混合豆漿加熱溫度95℃,混合豆漿加熱時間3min。

由表2-11中極差R2大小可知,各因素對豆腐蛋白質含量的影響程度大小依次為C>B>A>D,即混合豆漿加熱溫度>一渣和水配比>一漿和二漿配比>混合豆漿加熱時間。由蛋白質含量不同水平的平均值k可知,工藝最優組合為A3B2C2D3,即:一漿和二漿配比8∶2,一渣和水配比1∶2,混合豆漿加熱溫度95℃,混合豆漿加熱時間7min。這和以感官評分為豆腐評價指標得到的工藝最優組合不完全一致。

由上述分析可知,兩個指標單獨分析得到的優化條件存在不一致的情況,需要綜合考慮,確定出最佳工藝組合條件。一是在兩組豆腐蛋白質含量相差不明顯的情況下,從市場營銷角度分析,感官評分高的產品更受消費者青睞,二是從節約資源和能源的角度分析,與8∶2的一漿和二漿配比相比,6∶2的一漿和二漿配比更能夠充分利用二漿的量,減少二漿的浪費,同樣3min的混合豆漿加熱時間比7min的混合豆漿加熱時間更加節省用電和用汽,另外3min的混合加熱時間在工廠生產中更能提高生產效率。

綜合以上分析,選定二次漿渣共熟制漿的最佳工藝組合為A2B2C2D1,即:一漿和二漿配比6∶2,一渣和水配比1∶2,混合豆漿加熱溫度95℃,混合豆漿加熱時間3min。

表2-12 方差分析表  

注:*表示顯著,**表示極顯著。

由方差分析表2-12可知,因素C對豆腐感官質量的影響高度顯著,因素B對豆腐感官質量的影響顯著,而因素A和因素D對豆腐感官質量的影響不顯著;因素B和因素C對豆腐蛋白質含量的影響顯著,而因素A和因素D對豆腐蛋白質含量的影響均不顯著。

綜上,選定二次漿渣共熟制漿的最佳工藝為A2B2C2D1,即:一漿和二漿配比6∶2,一渣和水配比1∶2,混合豆漿加熱溫度95℃,混合豆漿加熱時間3min。在此工藝條件下,按照試驗方法進行3次驗證試驗,結果如表2-13所示。

表2-13 豆腐理化指標和質構指標表  

由表2-13可知,3次驗證試驗制得豆腐感官評分為73.33±0.47分,蛋白質含量為(7.43±0.05)g/100g,豆腐的品質良好,二次漿渣共熟制漿工藝優化效果好。

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