豆腐柴鲜叶豆腐的工艺条件优化

罗东升1，余 萍1，阚建全1,2,*

(1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.重庆市农产品加工及贮藏重点实验室，重庆 400715)

摘 要：以重庆市石柱县的豆腐柴鲜叶为原料，通过单因素试验和响应面优化试验，研究豆腐柴鲜叶豆腐的加工工艺条件。结果表明：豆腐柴鲜叶豆腐的最佳加工工艺条件为料液比1:12(g/mL)、pH4.0、CaCO3添加量0.08%，在此条件下得到的豆腐柴鲜叶豆腐硬度为147.292g，凝胶强度为133.835g，渗出液为21.3mL/100g，出品率为826.2%，产品外观和质地良好。

关键词：豆腐柴鲜叶豆腐；工艺条件；响应面法

Optimization of Processing Conditions for Improved Quality of Premna microphylla Turcz Leaf Tofu

LUO Dong-sheng1，YU Ping1，KAN Jian-quan1,2,*

(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China；

2. Chongqing Key Laboratory of Produce Processing and Storage, Chongqing 400715, China)

Abstract：The objective of this study was to optimize the processing conditions for manufacturing tofu from fresh leaves of Premna microphylla Turcz, collected from Shizhu county of Chongqing, using response surface methodology (RSM). The optimal conditions for manufacturing of Premna microphylla Turcz leaf tofu were found as follows: pulping with a ratio of leaves to distilled water of 1:12 (g/mL), pH adjustment to 4.0, and addition of 1% aqueous CaCO3 suspension to a final concentration of 0.08%. The hardness of tofu under the optimized conditions was 147.292 g, gel strength 133.835 g, the amount of exudates 21.3 mL/100 g, and tofu yield 826.2%. Moreover, the appearance and texture of the tofu were good.

Key words：Premna microphylla Turczleaf tofu；processing conditions；response surface methodology

中图分类号：TS219 文献标志码：B 文章编号：1002-6630(2013)24-0313-05

doi:10.7506/spkx1002-6630-201324065

豆腐柴(Premna microphylla Turcz)，又名豆腐木、腐婢，属马鞭草科豆腐柴属的落叶灌木，广泛分布于湖南、湖北、四川和贵州等省，主要野生于海拔500～1000m的林缘、沟边、林下、荒山、路旁、灌丛中，阴坡多于阳坡，较适于微酸性至酸性土壤生长。豆腐柴叶安全无毒，是一种药食兼用植物[1-5]，目前已分析检测到19种如木栓酮、氨基酸、十八碳酸、木栓醇、
6-羟基-3-吡啶羧酸等食药用成分，并且豆腐柴叶蛋白质含量高，必需氨基酸组分齐全，还富含VC、β-胡萝卜素、微量元素等，具有较高的食用价值[6-10]。从豆腐柴叶中提取的果胶，可用于食品、化妆、医药工业的胶凝剂、乳化剂、稳定剂、抗氧化剂等[11-16]。民间现多用豆腐柴鲜叶和草木灰手工作坊式制作豆腐柴鲜叶豆腐，工艺不稳定，质量安全成问题，保质期仅1～3d，严重影响了其规模的扩大和资源的开发。但由于豆腐柴资源稀少和分布不均，国内外关于豆腐柴鲜叶豆腐的研究报道很少。因此，现在急需要适合规模化工业生产的豆腐柴鲜叶豆腐的加工生产技术。本实验就是以重庆市石柱县豆腐柴鲜叶为原料，通过单因素试验和响应面优化试验法，研究豆腐柴鲜叶豆腐的最佳加工工艺参数，为其工业大规模生产提供实验数据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

豆腐柴鲜叶，2011年6月份采自重庆市石柱县；柠檬酸、氯化钾、碳酸钙、氯化镁、氯化钙均为分析纯 成都市科龙化工试剂厂。

1.2 仪器与设备

TA-XT2i物性测定仪 英国Stable Micro System公司；HR1707二合一搅拌机 荷兰飞利浦有限公司；KQ3200DB超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司；PHS-3C酸度计 成都世纪方舟科技有限公司；JH-722分光光度计 上海菁华科技仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 豆腐柴鲜叶制作叶豆腐的基本生产工艺流程

豆腐柴鲜叶→挑选→洗净→烫漂→匀浆→过滤→滤汁→加促凝剂→灌装→凝固→成品

1.3.2 单因素试验

1.3.2.1 高温漂烫对豆腐柴鲜叶豆腐形成品质的影响

取一定量的豆腐柴鲜叶洗净，分别在80、90、100℃水浴中漂烫叶片30s，放入干净的凉水中快速冷却后，打浆制汁，过滤；按传统制作豆腐柴叶豆腐的方法，在滤汁中添加2%饱和草木灰澄清液(按豆腐柴鲜叶质量计算)，室温条件下静置1h后待其凝固。以成型好、颜色翠绿为评判标准，确定水浴漂烫的温度。

1.3.2.2 料液比对豆腐柴鲜叶豆腐形成品质的影响

取一定量豆腐柴鲜叶洗净，分别称取83.3、62.5、50.0、41.7、33.3g，各加入500mL蒸馏水，使料液比分别为1:6、1:8、1:10、1:12、1:15(g/mL)，打浆制汁，过滤，得到翠绿色浆液，均分为100mL/杯。按传统制作豆腐柴叶豆腐的方法，在滤汁中添加2%饱和草木灰澄清液(按豆腐柴鲜叶质量计算)，室温条件下静置1h后待其凝固。以成型好、有一定凝胶强度、硬度适中、渗出液较少、口感嫩滑为品质评判标准，确定合适的料液比。

1.3.2.3 钙盐及其添加量对豆腐柴鲜叶豆腐形成品质的影响

分别配制质量分数为1%碳酸钙和1%氯化钙溶液，按不同添加量加入到100mL等体积的合适料液比的滤汁中，使滤汁中含试剂的质量分数分别为0.02%、0.04%、0.06%、0.08%[17-18]，代替2%饱和草木灰澄清液。采用1.3.2.2节叶豆腐的制法及评判标准，确定钙盐及添加量。

1.3.2.4 pH值对豆腐柴鲜叶豆腐形成品质的影响

以合适的料液比滤汁溶液，用0.5mol/L柠檬酸和0.5mol/L氢氧化钠溶液将滤汁的pH值分别调至8、7、6、5、4、3[19]。采用1.3.2.2节叶豆腐制法及评判标准，确定pH值。

1.3.3 豆腐柴鲜叶豆腐加工工艺参数的响应面优化试验

表 1 Box-Behnken设计试验因素水平及编码

Table 1 Coded and actual levels for independent variables used in Box-Behnken design

响应面优化试验采用Box-Behnken原理进行设计，并用Design Expert 7.0.0软件处理。根据单因素的试验结果，选取料液比(为方便响应面设计，1:12≈0.08、1:10=0.10、1:8≈0.12)、pH值以及CaCO3添加量作为试验因素，以凝胶强度、硬度、出品率、渗出液为响应值，试验因素及水平见表1。

1.3.4 指标测定

1.3.4.1 凝胶强度的测定[20]

采用TA-XT2i物性测定仪进行测定。测定参数：探头型号P/0.5，探头前进速率5mm/s，探头测量时速率1mm/s，探头返回速率5mm/s，触发力5g，最大移动距离15mm，同一样品选择5个不同的部位测定，取平均值。

1.3.4.2 硬度的测定[21]

采用TA-XT2i物性测定仪进行测定。测定模式：T.P.A。测定参数：探头型号P/0.5，探头前进速率5mm/s，探头测量时速率1mm/s，探头返回速率5mm/s，触发力5g，压缩比30%，触发力5g，同一样品选择5个不同的部位测定，取平均值。

1.3.4.3 渗出液的测定[20]

待成品凝固好后，室温条件下放置2h后，将渗出液倒出，测量渗出液的体积。

1.3.4.4 出品率的测定[21]

出品率/%=(豆腐柴鲜叶豆腐质量/g/豆腐柴鲜叶原料的质量/g)×100

1.4 数据处理方法

所有的实验均重复3次，利用Excel软件对实验结果进行分析。

2 结果与分析

2.1 豆腐柴鲜叶豆腐加工工艺参数的单因素试验

2.1.1 豆腐柴鲜叶漂烫温度对其叶豆腐形成品质的影响

表 2 漂烫温度对豆腐柴鲜叶豆腐形成品质的影响

Table 2 Effect of temperature on sensory quality and texture properties of Premna microphylla Turcz leaf tofu

由表2可知，漂烫温度分别在90、80℃烫漂30s时，均可形成有一定形状的豆腐柴鲜叶豆腐。而经过100℃漂烫30s的叶片，不能形成豆腐柴鲜叶豆腐，这可能是因为高温破坏了果胶成分[22-24]。但漂烫温度越高，叶豆腐的颜色越好，这是由于高温破坏了氧化酶，从而阻止了叶绿素的氧化分解。

2.1.2 料液比对豆腐柴鲜叶豆腐形成品质的影响

由表3可知，提取液用量太少，滤汁过于黏稠，难以过滤，并且产生很多小气泡悬浮于滤汁中，使形成的豆腐成海绵状，口感不细腻，影响其感官品质；提取液用量太多，滤汁很稀，不能凝固成型，凝胶强度和硬度也小。因此，料液比控制在1:8～1:12(g/mL)为宜，此时形成的豆腐柴鲜叶豆腐渗出液、凝胶强度、硬度适中，感官品质较好。

表 3 料液比对豆腐柴鲜叶豆腐形成品质的影响

Table 3 Effect of leaf/water ratio on sensory quality and texture properties of Premna microphylla Turcz leaf tofu

2.1.3 钙盐及其添加量对豆腐柴鲜叶豆腐形成品质的影响

表 4 钙盐及添加量对豆腐柴鲜叶豆腐形成品质的影响

Table 4 Effects of coagulant type and dosage on texture properties of Premna microphylla Turcz leaf tofu

由表4可知，钙盐添加量越大，豆腐柴鲜叶豆腐的硬度和凝胶强度也增大，渗出液增多，控制在0.04%～0.08%之间为宜。同时，相对于CaCO3难溶于水来说，由于CaCl2是可溶物质，使豆腐柴鲜叶豆腐过快成型，且渗出液也多，形成的叶豆腐不均匀，影响感官品质。因此，选用CaCO3为凝固剂，添加量在0.04%～0.08%之间为宜。

2.1.4 pH值对豆腐柴鲜叶豆腐形成品质的影响

表 5 pH值对豆腐柴鲜叶豆腐形成品质的影响

Table 5 Effect of pH adjustment of leaf pulp on texture properties of Premna microphylla Turcz leaf tofu

由表5可知，随着pH值增大，豆腐柴鲜叶豆腐的凝胶强度和硬度都减小，渗出液增多。豆腐柴鲜叶滤汁在pH值为4～5之间能够形成质地较好的豆腐。

2.2 豆腐柴鲜叶豆腐加工工艺的响应面优化试验

2.2.1 回归模型的建立

表 6 响应面优化试验设计及结果

Table 6 Experimental design and results for response surface analysis

以料液比(X1)、pH值(X2)、CaCO3添加量(X3)为自变量，叶豆腐的硬度(Y1)、凝胶强度(Y2)、渗出液(Y3)以及出品率(Y4)为因变量，建立回归模型。回归方程分别为：

Y1=141.75＋1.88X1＋2.57X2＋0.76X3＋0.19X1X2－0.5X1X3－0.0005X2X3＋0.84X12＋0.37X22－1.82X32 (1)

Y2=125.09＋3.58X1＋3.65X2＋2.71X3＋0.067X1X2＋0.29X1X3－0.30X12－1.34X22－0.65X32 (2)

Y3=21.56＋0.34X1＋0.10X2－0.29X3－0.53X1X2＋0.20X1X3＋0.78X2X3－0.83X12－0.91X22－0.63X32 (3)

Y4=822.40＋2.54X1 －4.73X2＋0.61X3＋0.025X1X2＋0.70X1X3－6.66X12－0.26X22－1.92X32 (4)

2.2.2 回归模型的方差分析

2.2.2.1 硬度回归模型方差分析

表 7 硬度回归模型方差分析表

Table 7 Analysis of variance for the regression model for hardness

注：**.差异极显著，P＜0.01；*.差异显著，P＜0.05。下同。

由表7可知，模型极显著(P＜0.0001)，因变量与所考察自变量之间的线性关系显著(R2=0.9966)，模型调整复相关系数R2Adj=0.9922，说明该模型能解释99.22%响应值的变化，拟合程度极好。失拟项不显著(P＞0.05)，离散系数(CV)表示试验的精确度，其值越小，试验结果的可靠性越高，本试验的CV=0.16%，在可接受范围内，说明试验结果可靠，试验所得二次回归方程能很好地对响应值进行预测。

由回归方程系数显著性检验可知，所得模型的一次项影响极显著(P＜0.01)；二次项X22和X32影响极显著(P＜0.01)，X12影响显著(P＜0.05)；交互项X1X2和X2X3影响不显著(P＞0.05)，X1X3影响显著(P＜0.05)。参照王钦德等[25]的方法，对一次项回归系数的绝对值大小进行比较可知，对硬度影响作用的大小顺序为：X2＞X1＞X3，即pH值＞料液比＞CaCO3添加量。

2.2.2.2 凝胶强度回归模型方差分析

表 8 凝胶强度回归模型方差分析表

Table 8 Analysis of variance for the regression model for gel strength

由表8可知，模型极显著(P＜0.0001)，因变量与自变量之间的线性关系显著(R2=0.9993)，模型调整复相关系数R2Adj=0.9983，说明该模型能解释99.83%响应值的变化，拟合程度极好，失拟项不显著(P＞0.05)，离散系数CV=0.12%，在可接受范围内，说明试验结果可靠，试验所得二次回归方程能很好地对响应值进行预测。分析同2.2.2.1节，对一次项回归系数的绝对值大小进行比较可知，对凝胶强度影响作用的大小顺序为：X2＞X1＞X3，即pH值＞料液比＞CaCO3添加量。

2.2.2.3 渗出液回归模型方差分析

由表9可知，模型极显著(P＜0.0001)，因变量与自变量之间的线性关系显著(R2=0.9747)，模型调整复相关系数R2Adj=0.9843，说明该模型能解释98.43%响应值的变化，拟合程度极好，失拟项不显著(P＞0.05)，离散系数CV=0.87%，在可接受范围内，说明试验结果可靠，试验所得二次回归方程能很好地对响应值进行预测。分析同2.2.2.1节，对一次项回归系数的绝对值大小进行比较可知，对渗出液影响作用的大小顺序为：X1＞X3＞X2，即料液比＞CaCO3添加量＞pH值。

表 9 渗出液回归模型方差分析表

Table 9 Analysis of variance for the regression model for the
amount of exudates

2.2.2.4 出品率回归模型方差分析

表 10 出品率回归模型方差分析表

Table 10 Analysis of variance for the regression model for tofu yield

由表10可知，模型极显著(P＜0.0001)，因变量与所考察自变量之间的线性关系显著(R2=0.9989)，模型调整复相关系数R2Adj=0.9813，说明该模型能解释98.13%响应值的变化，拟合程度极好，失拟项不显著(P＞0.05)，离散系数CV为0.087%，在可接受范围内，说明试验结果可靠，试验所得二次回归方程能很好地对响应值进行预测。分析同2.2.2.1节，对一次项回归系数的绝对值大小进行比较可知，对出品率影响作用的大小顺序为：X2＞X1＞X3，即pH值＞料液比＞CaCO3添加量。

综上所述，不同加工条件对豆腐柴鲜叶豆腐硬度、凝胶强度、渗出液和出品率的影响，根据单因素试验得到的最佳影响范围，综合考虑并采用Design Expert 7.0软件，通过Box-Behnken原理设计得到硬度、凝胶强度、渗出液、出品率与料液比、pH值、CaCO3添加量关系的回归模型进行工艺参数的优化组合，优化得出的最佳工艺条件为：料液比为1:12(g/mL)、pH3.9、CaCO3添加量为0.08%，此时硬度为147.486g，凝胶强度为133.095g，渗出液为21.6279mL/100g，出品率为826.775%。

2.2.3 验证实验

为检验试验结果与真实情况的一致性，对上述优化条件进行验证实验。同时考虑到实际操作的便利，将最佳工艺条件修正为：料液比为1:12(g/mL)、pH4.0、CaCO3添加量为0.08%。在此条件下进行3次平行实验，得到实际硬度为147.292g，凝胶强度为133.835g，渗出液为21.3mL/100g，出品率为826.2%，与响应面优化所得结果相比，其相对误差小于1%。因此，经响应面法优化所得的最佳工艺参数准确可靠，具有实际应用价值。

3 结 论

通过单因素试验和响应面优化试验，豆腐柴鲜叶豆腐的最佳工艺参数为：料液比1:12(g/mL)、pH4.0、CaCO3添加量0.08%，在此条件下得到的豆腐柴鲜叶豆腐硬度为147.292g，凝胶强度为133.835g，渗出液为21.3mL/100g，出品率为826.2%，产品外观和质地良好。

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