高钙虾豆腐的研制及复合增稠剂的配方优化

李莹,卢金凤,卢兰凤,戴梓茹,熊拯 *

(北部湾大学 食品工程学院,广西 钦州 535000)

摘 要:以南美白对虾和虾皮为原料,以感官评分及质构特性为指标,通过单因素试验和正交试验确定高钙虾豆腐及复合增稠剂的配方。结果表明,虾豆腐的最佳配方为虾肉100 g、蛋清添加量3%、食盐添加量0.4%、虾皮粉添加量10%、料酒添加量2%、木薯淀粉添加量4%,此配方下制作的高钙虾豆腐光泽度佳,色泽均匀,表面平滑无大气孔,虾肉香味浓郁,风味协调无腥味,口感细腻咸淡适宜,无颗粒感且富有弹性,感官评分达到94.13,钙含量为(569.27±0.53) mg/100 g,是未添加虾皮粉成品的2.89倍。增稠剂最优配方为黄原胶添加量0.30 g、卡拉胶添加量0.90 g、明胶添加量1.20 g、琼脂添加量0.30 g,此配方下虾豆腐凝胶强度为(614.00±48.00) g·cm,咀嚼性为(56.91±0.03) mJ,弹性为(8.13±0.02) mm,硬度为(225.00±2.15) g。

关键词:高钙虾豆腐;虾皮粉;增稠剂;凝胶特性;弹性

南美白对虾是一种营养丰富的海鲜珍品,因其营养价值高、肉质鲜美、口感细腻广受消费者喜爱[1-2]。每100 g虾肉中蛋白质含量可高达18 g左右,是补充人体所需蛋白质的理想来源。南美白对虾肉质柔嫩鲜美[3],还含有丰富的矿物质,如钾、镁、磷等,对于维持人体的正常生理功能具有至关重要的作用。南美白富含Omega-3脂肪酸,有助于降低胆固醇、预防动脉硬化[4],从而降低心血管疾病[5]的发病风险,具有较高的食用和药用价值[3]。同时,虾青素、硒、维生素E等抗氧化物质的存在[6],也让它成为了美容养颜的佳品。适量食用南美白对虾,不仅可以提高人体的免疫力[7],还能改善血液循环,促进大脑健康[8]。近年来,南美白对虾被广泛应用于各种食品制作中,如虾仁、虾酱、虾干等[9],但即食产品较少。

虾皮作为虾副产物,营养丰富且应用广泛,在食品领域具有重要地位。它主要由毛虾加工而成,中国毛虾又名虾米、海米,盛产于我国近海海域[10-11]。对虾中蕴含丰富矿物质,其中钙元素占矿物质总量的2%,故素有“钙库”之称[12]。虾皮中富含的钙元素对人体骨骼健康有一定的益处。

食品增稠剂又称糊料,是一类能够增加食品黏度、改善质地或形成凝胶的食品添加剂,具有较强的持水性[13],广泛应用于食品加工中,以提升其口感、稳定结构或延长保质期。其中,在食品中常用的增稠剂包括黄原胶、明胶、卡拉胶、琼脂等,各种增稠剂由于分子结构不同具有不同的增稠效果[14-20]。增稠过程与聚合物链的非特异缠结有关,分子的膨胀程度由聚合物分子的结构以及分子残基之间的连接类型决定,其中分子残基之间的连接方式受其分支化程度、分子构象等的影响[21]。一些长链的增稠剂分子在溶液中通常以无序的“随机螺旋”形式存在,其形状随着布朗运动不断自由变化[22]。与此同时,研究表明,增稠剂的复配使用可有效提升增稠效果,提高产品的凝胶特性及弹性等[23-26]。

本研究以南美白对虾为原料,虾皮为增钙辅料,感官评分及质构特性为指标,确定高钙虾豆腐的最佳配方。在此基础上,进一步对以黄原胶、明胶、卡拉胶和琼脂为原料的复合增稠剂配方进行优化,旨在为南美白对虾即食产品的开发以及副产物虾皮的利用拓展新思路,为对虾产品的加工奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

南美白对虾、虾皮:广东恒兴水产食品销售有限公司;卡拉胶、黄原胶、明胶、琼脂(均为食品级):烟台绿之源生物科技有限公司;食用油、食盐、料酒、胡椒粉、木薯淀粉、老姜、鸡蛋:市售。

乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)(分析纯):广州和为医药科技有限公司;硫化钠(分析纯):山东诚泰化工有限公司;氢氧化钠(分析纯):烟台市双双化工有限公司;柠檬酸钠(分析纯):山东谷硕生物科技有限公司;钙红指示剂(分析纯):韶关新润合生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

E627电子天平:深圳市普云电子有限公司;Nano-Drop2000 分光光度计:赛默飞世尔科技有限公司;1012SB鼓风干燥箱:上海一恒仪器科技有限公司;SOX606索氏提取器:海能未来技术集团股份有限公司;SQ510C高压灭菌锅:上海迪仪器科技有限公司;MJ150II恒温培养箱:青岛明博环保科技有限公司;XPN-100高速冷冻离心机:美国Beckman Coul ter公司;DK-S22电热恒温水浴锅:天津市泰斯特仪器有限公司;TA-TX质构仪:英国SMS公司;HR-3314绞肉机、C21-WK2102多功能电磁炉:广东美的生活电器制造有限公司;FSJ-2A均质机:英国安培威有限公司。

1.3 高钙虾豆腐的工艺流程

1.3.1 高钙虾豆腐的工艺流程

高钙虾豆腐制作工艺流程见图1。

图1 高钙虾豆腐制作工艺流程
Fig.1 Process flow of high-calcium shrimp tofu production

1.3.2 高钙虾豆腐操作要点

1.3.2.1 虾皮粉制作

将虾皮清洗干净、去除杂质,沥干水分后,在160 ℃下烤制至香脆,接着破壁打成细腻粉末,最后密封储存。

1.3.2.2 原辅料调制

将虾肉、虾粉精确称量后备用。把原料破碎,加入食盐、胡椒粉、料酒、生姜水等调味,再混入木薯淀粉、卡拉胶和蛋液,充分搅拌均匀。

1.3.2.3 成型蒸制

将混合好的原料倒入模具,蒸制10 min至熟透,冷却后成型切块。

1.3.2.4 煎制包装

将切好的虾豆腐煎至金黄,包装成成品。

1.4 高钙虾豆腐配方优化

1.4.1 单因素试验

1.4.1.1 食盐添加量的确定

以虾肉100 g、蛋清添加量3%、卡拉胶添加量3%为基准,虾皮粉添加量为10%、料酒添加量为3%、木薯淀粉添加量为6%,食盐添加量分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%,考察食盐添加量对高钙虾豆腐感官品质的影响。

1.4.1.2 虾皮粉添加量的确定

以虾肉100 g、蛋清添加量3%、卡拉胶添加量3%为基准,食盐添加量为0.6%、料酒添加量为3%、木薯淀粉添加量为6%,虾皮粉添加量分别为0%、5%、10%、15%、20%,考察虾皮添加量对高钙虾豆腐感官品质和钙含量的影响。

1.4.1.3 料酒添加量的确定

以虾肉100 g、蛋清添加量3%、卡拉胶添加量3%为基准,食盐添加量为0.6%、虾皮粉添加量为10%、木薯淀粉添加量为6%、料酒添加量分别为1%、2%、3%、4%、5%,考察料酒添加量对高钙虾豆腐感官品质的影响。

1.4.1.4 木薯淀粉添加量的确定

以虾肉100 g、蛋清添加量3%、卡拉胶添加量3%为基准,食盐添加量为0.6%、虾皮粉添加量为10%、料酒添加量为3%、木薯淀粉添加量分别为2%、4%、6%、8%、10%,考察木薯淀粉添加量对高钙虾豆腐感官品质的影响。

1.4.2 正交试验设计

根据单因素试验结果优化产品配方,选择食盐(A)、虾皮粉(B)、料酒(C)以及木薯淀粉(D)的添加量为4 个因素,以感官评分为指标,根据数据得出的结果综合分析确定各因素的最优水平组合,并对优化结果进行验证。高钙虾豆腐配方优化正交试验因素与水平见表1。

表1 高钙虾豆腐配方优化正交试验因素与水平
Table1 Factors and levels of orthogonal experiment for highcalcium shrimp tofu formula optimization

因素水平A食盐B虾皮粉C料酒D木薯淀粉添加量/%添加量/%添加量/%添加量/%10.452420.6103630.81548

1.5 增稠剂的优化

1.5.1 单因素试验

在基础配方基础上,研究不同黄原胶添加量(0.30、0.60、0.90、1.20、1.50 g)、琼脂添加量(0.30、0.60、0.90、1.20、1.50 g)、卡拉胶添加量(0.30、0.60、0.90、1.20、1.50 g)、明胶添加量(0.30、0.60、0.90、1.20、1.50 g)对虾豆腐感官品质及质构特性的影响。

1.5.2 正交试验设计

根据单因素试验的结果,选择黄原胶(A′)、卡拉胶(B′)、琼脂(C′)、明胶(D′)的添加量为4 个因素,以质构测试的弹性指数和凝胶强度的总分为评价指标,通过正交试验分析确定虾豆腐增稠剂的最佳配方。正交试验因素水平见表2。

表2 正交试验因素水平
Table2 Factors and levels of orthogonal experiment

因素水平A′黄原胶B′卡拉胶C′明胶D′琼脂添加量/g添加量/g添加量/g添加量/g 10.300.300.600.3020.600.600.900.6030.900.901.200.90

1.6 质构检测

将虾豆腐切成5 cm×5 cm×5 cm的正方体,利用质构仪测定其质构特性(硬度、弹性、咀嚼性),选用TA11/100的探头,测试速率为2.0 mm/s,触发力为5 g。

凝胶强度测定:将虾豆腐切成5 cm×5 cm×5 cm的正方体,采用P/0.25 S探头,速率为5 mm/s,压缩距离为15 mm。凝胶强度按下列公式计算。

式中:X为凝胶强度,g·cm;W为破断强度,g;L为破断距离,cm。

1.7 钙含量测定

钙含量参照GB 5009.92—2016《食品安全国家标准 食品中钙的测定》中的ETDA滴定法进行测定。分别移取0.1 mL试样消化液及空白液至试管,依次加入1滴硫化钠溶液、0.1 mL柠檬酸钠溶液和1.5 mL氢氧化钾溶液,再滴加3滴钙红指示剂,立即用10倍稀释的EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为蓝色,记录消耗的EDTA溶液体积。

1.8 感官评定方法

随机抽取10 名感官评定员,男女各5 名,根据产品的色泽、风味、滋味、弹性、组织状态5 个方面对高钙虾豆腐进行评定,满分100,具体评分标准见表3。

表3 高钙虾豆腐感官评分标准
Table3 Sensory evaluation criteria for high-calcium shrimp tofu

项目评分标准得分色泽(15 分)光泽度佳,色泽均匀,呈金黄色11~15虾肉香味较浓,风味较协调,略有腥味8~<15虾肉香味淡薄,风味不协调,腥味重0~<8滋味(25 分)咸淡适宜,口感细腻,无颗粒感16~25咸淡适中,口感细腻,颗粒感较明显9~<16光泽度中等,色泽基本均匀,呈粉红色或偏白色6~<11光泽度欠佳,色泽不均匀,整体偏白色0~<6风味(20 分)虾肉香味浓郁,风味协调,无腥味15~20味道略咸或略淡,口感粗糙,颗粒感0~<9弹性(25 分)弹性好,中度按压后松开能恢复原状16~25弹性一般,中度按压后松开可恢复原状9~<16弹性差,中度按压即破裂、松散0~<9组织状态切面平滑,无大气孔,表面均匀11~15(15 分)切面较平滑,无大气孔,表面较均匀6~<11切面粗糙,有大气孔,表面凹陷0~<6

1.9 数据处理

使用SPSS分析软件对试验数据进行统计分析,结果采用平均值±标准差表示,P<0.05作为显著性差异水平,用OriginPro 2024进行绘图。

2 结果与分析

2.1 高钙虾豆腐配方优化结果

2.1.1 单因素试验结果

2.1.1.1 食盐添加量对高钙虾豆腐品质的影响

食盐中的钠离子能够刺激味蕾,与食物中的化合物发生作用,改变其电荷分布,进而影响其呈味特性。少量的食盐就可以显著改善食物的味道。食盐添加量对高钙虾豆腐感官评分的影响见图2。

图2 食盐添加量对高钙虾豆腐感官评分的影响
Fig.2 Effect of salt addition on sensory score of high-calcium shrimp tofu

由图2可知,高钙虾豆腐的感官评分随着食盐添加量的增加呈先上升后下降的趋势,在食盐添加量为0.6%时,感官评分最高,达到85.60,在此配方下制得的高钙虾豆腐咸淡适中,呈金黄色,色泽均匀,外形完整平滑筋道,香味浓郁,具有高钙虾豆腐特有的风味。食盐添加量低于0.6%时,高钙虾豆腐滋味偏淡,虾的腥味略微突出。当食盐添加量高于0.6%时,较高浓度的盐会抑制味蕾对甜味和鲜味的感知,同时激活苦味受体,导致口感发苦。综上,选择食盐添加量为0.4%、0.6%、0.8%进行后续试验。

2.1.1.2 虾皮粉添加量对高钙虾豆腐品质的影响

根据GB 28050—2011《食品安全国家标准 预包装食品营养标签通则》要求,每100 g固体食品中钙含量≥240 mg,即可标注为高钙食品。虾皮自带天然海盐风味,矿物质如钙、磷含量丰富,形成独特的“海洋滋味”。虾皮粉添加量对高钙虾豆腐感官评分和钙含量的影响结果见图3。

图3 虾皮粉添加量对高钙虾豆腐感官评分的影响
Fig.3 Effect of shrimp skin powder addition on sensory score of high-calcium shrimp tofu

由图3可知,高钙虾豆腐的感官评分随着虾皮粉添加量的增加呈先上升后下降的趋势,在虾皮粉添加量为10%时,感官评分最高,达到87.60,钙含量为(569.27±0.53)mg/100 g,此配方下制得的高钙虾豆腐表面平滑,呈现均匀的金黄色,口感细腻,无颗粒感。虾皮添加量较低时,如虾皮粉添加量为0%时钙含量为(145.60±0.68)mg/100 g,达不到高钙含量标准且感官评分较低,口感不佳。虾皮粉添加量为5%时,钙含量为(365.76±0.79)mg/100 g,达到高钙标准,虽无颗粒感,但缺少虾皮特有的滋味物质。虾皮粉添加量为15%和20%时,钙含量分别为(753.23±1.09)、(923.72±1.57)mg/100 g,达到高钙标准,但口感粗糙,由于添加量过多、加工工艺限制以及感官品质下降等原因,导致钙含量和感官评分之间出现了不平衡现象。因此,在实际应用中需要综合考虑钙含量和感官品质两个方面的因素,综上,选择虾皮添加量为5%、10%、15%进行后续试验。

2.1.1.3 料酒添加量对高钙虾豆腐品质的影响

料酒具有去腥的作用,主要是由于料酒中的乙醇能与海鲜中的腥味物质(如三甲胺)结合,加热后随酒精挥发带走异味。料酒添加量对高钙虾豆腐感官评分的影响结果见图4。

图4 料酒添加量对高钙虾豆腐感官评分的影响
Fig.4 Effect of cooking wine addition on sensory score of highcalcium shrimp tofu

由图4可知,高钙虾豆腐的感官评分随着料酒添加量的增加呈先上升后下降的趋势,且在添加量为3%时感官评分最大,达到87.63,在此配方下高钙虾豆腐香味浓郁,风味协调,无腥味,表面均匀,口感细腻。料酒添加量较高时会使虾豆腐风味改变,料酒本身味道过于突出,掩盖虾的原有鲜味,同时过量的酒精也会使虾肉变硬。然而,当料酒添加量为1%、2%时,虾肉腥味重,无法达到去腥效果。综上,选择料酒添加量为2%、3%、4%进行后续试验。

2.1.1.4 木薯淀粉添加量对高钙虾豆腐品质的影响

木薯淀粉对食品质地的影响主要体现在其独特的糊化特性与分子结构上,在食品中添加可以提升产品的弹性与嚼劲。木薯淀粉添加量对高钙虾豆腐感官评分的影响结果见图5。

图5 木薯淀粉添加量对高钙虾豆腐感官评分的影响
Fig.5 Effect of cassava starch addition on sensory score of highcalcium shrimp tofu

由图5可知,高钙虾豆腐的感官评分随着木薯淀粉添加量的增加呈先上升后下降的趋势,且在添加量为6%时感官评分最高,达到87.63,在此配方下高钙虾豆腐表面均匀,切面平滑,无大气孔,口感细腻,弹性较大,黏稠性好,易于定型。木薯淀粉添加量为2%、4%时,黏稠性差,成型弹性较差。木薯淀粉添加量为10%时,会阻碍呈味物质释放,掩盖虾肉本身鲜味。综上,选择木薯淀粉添加量为4%、6%、8%进行后续试验。

2.1.2 正交试验结果及其分析

高钙虾豆腐配方优化的正交试验设计与结果见表4。

表4 高钙虾豆腐配方优化正交试验结果
Table4 Results of orthogonal experiment for high-calcium shrimp tofu formula optimization

编号感官评分1111183.122122287.95 k282.0087.6582.1181.58 A食盐B虾皮粉C料酒D木薯淀粉添加量添加量添加量添加量3133377.934212376.235223189.866231279.917313276.898321385.139332182.15 k183.0078.7582.7285.04 k381.3980.0081.5679.76 R1.617.751.165.28

由表4可知,以感官评分为指标,得到影响分析结果的主次顺序为B > D >A >C,即虾皮粉添加量的影响最大,其次是木薯淀粉、食盐和料酒添加量的影响较小,且食盐添加量和料酒添加量相近。其中,A1B2C1D1是最佳组合。由于9组正交试验中不包含此组合,因此需作验证试验,结果见表5。

表5 最佳组合验证试验结果
Table5 Verification test results of optimal combination

评分评分评分评分评分(感官评分)(mg/100 g)色泽风味滋味弹性组织状态总分钙含量/15.1120.0623.8922.0912.9894.13569.27±0.53

由表5可知,最佳组合所制得的高钙虾豆腐的感官评分最高,为94.13。因此,高钙虾豆腐优化后的配方为食盐添加量0.4%、虾皮粉添加量10%、料酒添加量2%、木薯淀粉添加量4%、蛋清添加量3%、卡拉胶添加量3%。在此配方下制作的高钙虾豆腐,光泽度佳,色泽均匀,表面平滑无大气孔,虾肉香味浓郁,风味协调无腥味,口感细腻咸淡适宜,无颗粒感且富有弹性,钙含量为(569.27±0.53) mg/100 g。

2.2 复合增稠剂配方的优化结果

产品的质构指标包括硬度、弹性、凝胶强度以及咀嚼性。其中,硬度作为评价虾豆腐品质的重要指标,与弹性、咀嚼性呈显著正相关,与其受到挤压后恢复形变的能力也有着密切关系。具体表现为硬度越大,虾豆腐受到挤压后恢复形变的能力越强。合适的硬度能赋予虾豆腐良好的口感,提高抗外力压缩的能力。弹性是虾豆腐加工过程中蛋白质凝胶特性的表现。通过检测弹性,可以了解虾豆腐在加工过程中的蛋白质变性和凝胶化程度,有助于优化加工工艺。凝胶强度赋予虾豆腐制品紧实、弹牙的质地,在加热过程中形成三维网络结构,凝胶强度越高,网络交联越紧密,在烹饪过程中的形状保持性越好。咀嚼性与虾糜产品的内部结构和质地密切相关。通常,蛋白质凝胶网络结构完善、淀粉等添加剂与蛋白质相互作用良好的虾糜,会具有适宜的咀嚼性,表现出质地均匀、细腻的特点。

以食盐添加量为0.4%、虾皮粉添加量为10%、料酒添加量为2%、木薯淀粉添加量为4%、蛋清添加量为3%为基础配方,测定不同增稠剂作用下,高钙虾豆腐的质构及感官评分见表6。

表6 基础配方的质构与感官结果
Table6 Texture and sensory results of basic formula

增稠剂添加量/g硬度/g弹性/mm凝胶强度/(g·cm)咀嚼性/mJ感官评分0122.00±0.603.19±0.01302.10±30.0038.10±1.0981.09±0.67黄原胶1135.50±0.205.94±0.07530.30±30.0054.60±0.8787.13±0.90卡拉胶1160.90±1.016.65±0.09442.60±61.1049.50±1.5794.21±1.21明胶1129.70±0.625.62±0.09518.10±80.9049.00±1.2391.88±1.01琼脂1159.30±0.865.56±0.06500.90±62.0031.40±1.3088.91±0.87

由表6可知,添加增稠剂的虾豆腐各类指标分数均高于未添加增稠剂的虾豆腐产品,这说明增稠剂能够与虾豆腐中的蛋白质等成分相互作用,形成更稳定的网络结构,对提升虾豆腐的弹性和凝胶强度等有帮助。其中,添加1 g卡拉胶时,所得产品硬度最大,弹性最大,凝胶强度小于其他增稠剂,咀嚼性适中,感官评分最高。

2.2.1 单因素试验结果

2.2.1.1 黄原胶添加量对虾豆腐品质的影响

黄原胶添加量对虾豆腐品质的影响见表7。

表7 黄原胶添加量的质构与感官评定结果
Table7 Texture and sensory evaluation results of xanthan gum addition

黄原胶添加量/g硬度/g弹性/mm凝胶强度/(g·cm)咀嚼性/mJ感官评分0.30129.00±0.695.21±0.03418.30±73.8028.00±0.0385.13±0.650.60135.50±0.746.79±0.01610.80±85.0039.06±0.0192.06±1.070.90160.90±0.825.18±0.02530.20±59.5036.21±0.0383.11±0.891.20129.70±0.414.81±0.01423.90±25.8036.00±0.0280.34±0.531.50159.30±1.593.70±0.03459.10±81.3025.81±0.0577.89±0.76

由表7可知,随着黄原胶添加量的增加,弹性、咀嚼性和感官评分先增大后减小,而硬度、凝聚强度则呈现不规律的变化趋势。黄原胶添加量为0.30 g时,凝胶强度相对较低,意味着虾豆腐结构稳定性欠佳,可能在加工、储存和食用中破碎变形,添加量达到0.90 g时,硬度上升明显,使虾豆腐口感过硬,弹性逐渐下降,添加量增加到1.50 g时弹性降至(3.70±0.03)mm,虾豆腐缺乏弹性,口感变差。与此同时,感官评分也随着添加量的增加而逐渐下降,虾豆腐内部的组织气孔变大,表面不够光滑,原因可能是适量添加黄原胶可以提高虾豆腐内部的凝聚力,使气孔变小。

黄原胶添加量为0.60 g时,各项指标达到较好的平衡,硬度为(135.50±0.74) g ,适中的硬度让虾豆腐既有一定坚实度,又不会过硬难咀嚼;弹性为(6.79±0.01) mm,赋予产品良好弹性,口感筋道爽滑;凝胶强度为(610.80±85.00)g·cm ,保障了结构稳定性,不易破碎变形;咀嚼性为(39.06±0.01) mJ ,咀嚼时有弹性,体验感良好。此时的感官评分也达到了最高分(92.06±1.07),综上,选择黄原胶添加量为0.30、0.60、0.90 g进行后续试验。

2.2.1.2 卡拉胶添加量对虾豆腐品质的影响

卡拉胶添加量对虾豆腐品质的影响见表8。

表8 卡拉胶添加量的质构与感官评定结果
Table8 Texture and sensory evaluation results of carrageenan addition

卡拉胶添加量/g硬度/g弹性/mm凝胶强度/(g·cm)咀嚼性/mJ感官评分0.30191.00±0.699.00±0.01465.70±75.0033.00±0.0185.13±1.350.60143.20±0.749.31±0.01619.20±35.2018.05±0.0289.06±0.830.90222.60±0.828.28±0.05438.00±21.5027.16±0.0180.10±0.841.20141.80±0.497.31±0.02540.60±21.0025.62±0.0478.89±0.641.50117.80±0.766.90±0.01579.00±80.3018.15±0.0774.76±0.58

由表8可知,卡拉胶添加量为0.60 g时硬度相对较低,为0.90 g时硬度大幅升高。可能是低浓度时卡拉胶分子间作用力弱,硬度小,卡拉胶添加量增加后分子交联增强,过量时体系结构改变致硬度降低。随着卡拉胶添加量从0.30 g增至1.50 g,弹性逐渐下降,说明卡拉胶过多会使虾豆腐弹性变差,可能是过量卡拉胶形成紧密凝胶网络,限制弹性变形。凝胶强度在卡拉胶添加量为0.60 g时达到最高,之后呈现波动变化的趋势,表明适量增加卡拉胶可增强凝胶强度,提升结构稳定性,但过量效果不佳。咀嚼性变化无明显规律,在卡拉胶添加量为0.30 g时较高,在0.60 g时降低,在0.90 g时有所升高,而后又下降,说明卡拉胶添加量对咀嚼性影响复杂。

当卡拉胶添加量为0.60 g时,弹性为(9.00±0.01) mm,弹性较高的产品在按压时恢复形状的能力更好,能提升口感;凝胶强度达到最高[(619.20±35.20)g·cm];咀嚼性[(18.05±0.02) mJ]适中,不会让人感觉咀嚼费劲或过于软烂;感官评分达到89.06。综上,选择卡拉胶添加量为0.30、0.60、0.90 g进行后续试验。

2.2.1.3 明胶添加量对虾豆腐品质的影响

明胶添加量对虾豆腐品质的影响见表9。

表9 明胶添加量的质构与感官评定结果
Table9 Texture and sensory evaluation results of gelatin addition

明胶添加量/g硬度/g弹性/mm凝胶强度/(g·cm)咀嚼性/mJ感官评分0.30166.10±1.904.51±0.03390.30±49.5024.31±0.0379.11±0.460.60169.50±1.275.91±0.06461.40±88.2046.02±0.0583.07±0.730.90164.80±0.697.03±0.01569.10±39.0038.39±0.0192.17±1.251.20205.30±0.706.18±0.10479.80±31.1041.25±0.0787.85±1.051.50184.90±0.374.79±0.05420.20±65.6020.83±0.0286.88±0.90

由表9可知,随着明胶的添加,弹性、凝胶强度和咀嚼性呈先上升后下降的趋势,硬度的变化则较为波动。当明胶添加量过低时,凝胶网络不完整,明胶分子数量不足,氢键和疏水键互相作用不足,无法形成充分的三维交联网络,导致凝胶强度和弹性较低,结构松散,咀嚼性差。而当明胶添加量过高时,过量明胶使分子间交联过密,导致凝胶网络刚性增加并抑制分子链的柔性运动,形成刚性结构,弹性和咀嚼性急剧下降,硬度增加,感官评分降低。

明胶添加量为0.90 g时,明胶分子形成均匀且稳定的网络结构,弹性[(7.03±0.01)mm]、凝胶强度[(509.10±39.00)g·cm]及感官评分(92.17±1.25)达到最高,硬度[(164.80±0.69) g]适中,既不过于松散也不过于坚硬,赋予产品柔韧且有嚼劲的口感,综上,选择明胶添加量为0.60、0.90、1.20 g进行后续试验。

2.2.1.4 琼脂添加量对虾豆腐品质的影响

琼胶添加量对虾豆腐品质的影响见表10。

表10 琼脂添加量的质构与感官评定结果
Table10 Texture and sensory evaluation results of agar addition

琼脂添加量/g硬度/g弹性/mm凝胶强度/(g·cm)咀嚼性/mJ感官评分0.30179.00±2.135.20±0.03436.10±32.1033.00±0.0175.13±0.390.60205.40±2.807.17±0.03509.00±67.0035.90±0.0293.22±1.350.90227.10±2.055.86±0.05474.10±48.9038.96±0.0290.06±0.711.20214.50±1.404.04±0.01391.00±30.3037.14±0.0485.88±0.491.50195.20±1.483.93±0.01380.30±43.9023.21±0.0281.89±0.36

由表10可知,随着琼脂的添加,各项指标都是呈先上升后下降的趋势。当琼脂添加量为0.30 g时,由于添加量过低,凝胶强度、咀嚼性和弹性较低,口感偏软、缺乏嚼劲。表明凝胶结构不够密致,无法提供足够的支撑,导致产品在形态上保持欠佳,容易变形破碎。而琼脂添加量过高时,质地劣变,咀嚼性、硬度增加,失去了适宜的弹性和柔软度,口感过于紧实、难咀嚼。

当琼脂添加量为0.60 g时,硬度、弹性、凝胶强度和咀嚼性均达到较好的平衡,既保证了产品具有一定的形态稳定性,又赋予了良好的口感和弹性,所以感官评分最高,综合品质表现最佳。综上,选择琼脂添加量为0.30、0.60、0.90 g进行后续试验。

2.2.2 正交试验结果及其分析

采用L9(34)正交试验设计,对虾豆腐增稠剂添加量进一步确定,选择黄原胶添加量(A′)、卡拉胶添加量(B′)、明胶添加量(C′)、琼脂添加量(D′)为4 个因素,以评判虾豆腐品质最为重要的凝胶强度及感官评分为指标,结果见表11。

表11 正交试验结果
Table11 Results of orthogonal experiment

编号A′黄原胶添加量B′卡拉胶添加量C′明胶添加量D′琼脂添加量凝胶强度/(g·cm)感官评分11111475.20±34.6090.22±0.8421222507.70±56.2085.86±0.8131333487.90±76.0092.09±1.2342123479.20±82.6084.12±0.7152231513.30±57.6084.11±0.7062312491.90±86.3082.09±0.8473132479.20±54.0086.89±0.9283213517.20±64.1084.67±0.6493321498.10±55.8088.13±0.77

续表11 正交试验结果
Continue table 11 Results of orthogonal experiment

水平A′黄原胶添加量B′卡拉胶添加量C′明胶添加量D′琼脂添加量凝胶强度/(g·cm)感官评分凝胶强度k1490.27497.87494.77493.53 k2494.80512.73495.00492.93 k3498.17492.63483.47494.77极差R7.9014.8611.532.60感官评分k189.3987.0885.6687.49 k283.4484.8886.0484.95 k386.5687.4487.7086.96极差R5.952.562.042.54

由表11可知,影响凝胶强度分析结果的主次顺序为B′>C′>A′>D′,凝胶强度最优的组合为A′3B′2C′2D′3;影响感官评分分析结果的主次顺序为A′>B′>D′>C′,感官评分的最优组合为A′1B′3C′3D′1。质构特性与感官评分的高低密切相关,然而较高的感官评分更能影响产品受喜爱程度,所以最终确定各因素的最优组合为A′1B′3C′3D′1,由于正交试验中不包含此组合,因此需要进行验证试验,结果见表12。

表12 最佳组合验证试验结果
Table12 Verification test results of optimal combination

硬度/g弹性/mm凝胶强度/(g·cm)咀嚼性/mJ感官评分225.00±2.158.13±0.02614.00±48.0056.91±0.0394.13±0.89

由表12可知,当正交组合为A′1B′3C′3D′1,即黄原胶添加量为0.30 g、卡拉胶添加量为0.90 g、明胶添加量为1.20 g、琼脂添加量为0.30 g时,虾豆腐凝胶强度为(614.00±48.00) g·cm,感官评分为94.13±0.89,入口顺滑劲道弹性足、表面光滑无断裂,优于正交试验最优组A′1B′3C′3D′3(编号3)。因此A′1B′3C′3D′1是虾豆腐增稠剂的最优加工工艺参数。

3 结论

本研究确定了虾豆腐的最佳配方为虾肉100 g、蛋清添加量3%、食盐添加量0.4%、虾皮粉添加量10%、料酒添加量2%、木薯淀粉添加量4%,复配增稠剂包括黄原胶添加量0.30 g、卡拉胶添加量0.90 g、明胶添加量1.20 g、琼脂添加量0.30 g,此配方下制作的高钙虾豆腐光泽度佳,色泽均匀,表面平滑无大气孔,虾肉香味浓郁,风味协调无腥味,口感细腻咸淡适宜,无颗粒感且富有弹性,感官评分达到94.13,钙含量为(569.27±0.53) mg/100 g,是未添加虾皮粉成品的2.89 倍,虾豆腐凝胶强度为(614.00±48.00) g·cm,咀嚼性为(56.91±0.03) mJ,弹性为(8.13±0.02) mm,硬度为(225.00±2.15) g。此研究为虾豆腐生产及品质提升提供了一定的理论依据。

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Development of High-Calcium Shrimp Tofu and Optimization of Composite Thickener Formula

LI Ying,LU Jinfeng,LU Lanfeng,DAI Ziru,XIONG Zheng *

(School of Food Engineering,Beibu Gulf University,Qinzhou 535000,Guangxi,China)

Abstract:By using Pacific white shrimp and shrimp skins as raw materials,with sensory scores and textural properties as indicators,the formula for high-calcium shrimp tofu and composite thickener was determined through single-factor and orthogonal experiments. The results showed that the optimal formula for shrimp tofu was as follows:shrimp meat of 100 g,egg white addition of 3%,salt addition of 0.4%,shrimp skin powder addition of 10%,cooking wine addition of 2%,and cassava starch addition of 4%. The high-calcium shrimp tofu produced with this formula had good gloss,uniform color,smooth surface without large pores,rich shrimp aroma,harmonious flavor without fishy odor,fine texture with appropriate saltiness,no granularity,and rich elasticity. The sensory score reached 94.13. The calcium content was (569.27±0.53) mg/100 g,which was 2.89 times that of the product without shrimp skin powder. The optimal thickener formula was xanthan gum addition of 0.30 g,carrageenan addition of 0.90 g,gelatin addition of 1.20 g,and agar addition of 0.30 g. Under this formula,the gel strength of the shrimp tofu was (614.00±48.00) g·cm;chewiness was (56.91±0.03) mJ;elasticity was (8.13±0.02) mm,and hardness was (225.00±2.15) g.

Key words:high-calcium shrimp tofu;shrimp skin powder;thickener;gel property;elasticity

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2026.14.014

基金项目:广西重点研发计划项目(桂科AB25069301、2024AB33070)

作者简介:李莹(1987—),女(汉),讲师,硕士,研究方向:食品安全、水产品加工。

*通信作者:熊拯(1981—),男(汉),副教授,硕士,研究方向:热带食品资源开发与利用。

引文格式:
李莹,卢金凤,卢兰凤,等. 高钙虾豆腐的研制及复合增稠剂的配方优化[J]. 食品研究与开发,2026,47(14):111-119.
LI Ying,LU Jinfeng,LU Lanfeng,et al. Development of High-Calcium Shrimp Tofu and Optimization of Composite Thickener Formula[J]. Food Research and Development,2026,47(14):111-119.

加工编辑:李文欣

收稿日期:2025-09-10