豆腐的形成机制

豆腐中的食品化学

豆腐不仅是优质植物蛋白的来源，还含有异黄酮等功能性成分，具有预防心血管疾病、降血脂等保健功能，是一种深受消费者喜爱的传统食品。我国传统的豆腐主要由大豆制成，有石膏豆腐、卤水豆腐以及内酯豆腐。

豆腐本质上是大豆蛋白胶凝的产物，是一种凝胶水分复合体系。豆腐是由大豆打浆，大豆蛋白经热处理变性后，使用凝固剂，蛋白分子间因凝固剂的推动作用，在各种化学键或物理作用力下相互连接，形成稳定空间网络结构，是大豆蛋白凝固形成的产品。

根据凝固剂的不同，分为以下三种豆腐：

石膏豆腐又称南豆腐，使用的凝固剂是石膏液，石膏的主要成分是硫酸钙，由于结晶水含量不同又可以分为生石膏、半熟石膏、熟石膏和过熟石膏。石膏在水中形成Ca2+和SO42-，与卤水点脑相比，蛋白质凝固速度要慢很多，但是保水力强，产品较为细腻，使用石膏时，由于石膏粉在豆浆中沉淀快，能使豆浆温度降低，因而与其他凝固剂相比凝固时间稍长，总的来说，石膏作用慢，可用于不同浓度的豆浆，做老、嫩豆腐皆可，且容易操作。与卤水豆腐相比，质地比较软嫩、细腻。石膏豆腐的加工工艺流程为：原料选择、浸泡、磨浆、过滤、点浆、蹲脑、摊布、烧制、翻板、成品。

卤水豆腐又称北豆腐，是将豆浆煮开后加入盐卤，盐卤是海水制盐后的副产品，有固体和液体两种。用盐卤作为凝固剂，蛋白质凝固速度快，蛋白质网状结构容易收缩，持水性差，一般适用于制作豆腐干、干豆腐等含水量较低的产品。盐卤的成分较为复杂，除了主要成分氯化镁以外，还含有一定量的氯化钙、氯化钠和氯化钾等。卤水点豆腐存在凝固速度快、不易操作等问题，比石膏豆腐水分少而硬。卤水豆腐的加工工艺流程为：原料选择、浸泡、磨浆、点浆、蹲脑、摊布、烧制、压制、切块、降温、成品。

目前盐类凝固剂促进豆腐凝胶形成机理主要有三种，即阳离子桥学说、盐析作用和pH降低效应。阳离子桥学说：盐类凝固剂加入后，与相互聚集蛋白质分子间形成“钙桥”或“镁桥”连接方式，加快蛋白质凝胶形成速度，增加蛋白网络结构稳定性，增加豆腐强度和硬度；盐析作用：盐类凝固剂加入后，盐中的阳离子与热变性的大豆蛋白表面带负电荷的氨基酸残基结合，使蛋白质分子间的静

电斥力下降形成凝胶，又由于盐的水合能力强于蛋白质，所以加入盐类后，争夺蛋白质分子的表面水合层导致蛋白质稳定性下降形成胶状物；pH降低效应：盐类凝固剂加入后，pH显著下降，趋近大豆蛋白质等电点，热作用使蛋白质分子充分膨胀，以静电力等次级键形式发生缠绕聚合，形成豆腐凝胶。

内酯豆腐指用δ-葡萄糖酸内酯为凝固剂生产的豆腐，δ-葡萄糖酸内酯是一种酸性凝固剂，是白色结晶粉末状固体物质，易溶于水，不易沉淀，容易与豆浆混合均匀，在豆浆中缓慢转化成为葡萄糖酸，使蛋白质凝固。可减少蛋白质的流失，并使豆腐的保水率提高，且豆腐质地细嫩、有光泽，适口性好，清洁卫生。内酯豆腐是在包装袋内加温，凝固成型，不需要压制和脱水的新型豆腐制品。内酯豆腐的加工工艺流程为：原料清洗、浸泡、水洗、磨浆、刹沫、滤浆、煮浆、脱气、冷却、混合、灌装、加热凝固、冷却、成品。此种豆腐形成机理与上述pH 降低效应相似。

形成机理：综合三种豆腐而言，传统豆腐加工主要包括原料预处理、浸泡、磨浆、煮浆、点脑、养脑和压制脱水成型等工序：原料预处理主要是清除原料中的杂质；浸泡使大豆充分吸收水分，激活大豆中的蛋白质分子，在提取蛋白质时最大程度使蛋白质析出；磨浆是为了破坏大豆的细胞组织，使大豆蛋白随水溶出，制成豆浆；

煮浆是豆腐加工中必不可少工序，也是豆腐凝胶形成必需过程。大豆蛋白质在热处理作用下发生热变性，借助温度的作用，加速蛋白分子间的剧烈运动，相互撞击，拆断维持蛋白质空间结构的氢键导致空间结构的变化，疏水基团暴露，大豆蛋白表面疏水性和硫基含量增加，只有当大豆蛋白发生适当的热变性，才能在点脑阶段形成洁白、柔软有劲、富有光泽和保水性的豆腐，通过煮浆还可以消除大豆中的胰蛋白酶抑制剂等对人体的有害成分，减少豆腥异味，并且可以消毒；

点脑是在煮浆后豆浆温度降至85℃左右时开始点卤，温度过高，会使蛋白质凝固速度快，蛋白质的网状结构牢固性较差，持水性差，温度过低，部分蛋白质产生惰性，不参与热变性，蛋白质结构松软；养脑是豆浆蛋白质继续凝固的过程，是为了让蛋白质分子间的聚合力增强，在此过程中，热变性后的大豆蛋白质与凝固剂作用，在静态条件下联结而构成空间网络，将脂肪和水等包络其间。

豆腐成型主要与大豆蛋白的组成和凝胶性质有关。大豆蛋白主要由大豆球蛋

白(11S蛋白)和伴大豆球蛋白(7S蛋白)组成，这两种蛋白占大豆蛋白总量70％，也称贮藏蛋白，是豆腐凝胶形成的主要蛋白。11S蛋白是由6个亚基组成的六聚体，每个亚基由一条酸性(A)多肽链和一条碱性(B)多肽链通过二硫键链接而成。从分子结构看，11S蛋白分子中含有两组巯基和20个二硫键；而7S蛋白分子不含有巯基，只具有2个二硫键，主要与两类蛋白中所含硫氨基酸(甲硫氨酸和半胱氨酸)数量有关。大豆贮藏蛋白含有特殊氨基酸，在热处理和凝固剂双重作用下可形成稳定均一的空间网络结构。11s蛋白主要与豆腐硬度和脆性有关；而7S 蛋白则与豆腐弹性有关。在相同蛋白浓度条件下，7S蛋白热致凝胶硬度弱于11S 蛋白凝胶硬度。由于静电相互作用和二硫键存在，在加热和凝固剂作用下，11S 蛋白形成蛋白凝胶具有稳定三维网状结构；而7s蛋白形成蛋白凝胶只由氢键和疏水作用完成。由于网状结构不同，在相同热处理条件下，11S蛋白热致凝胶性优于7s蛋白。

综上所述，豆腐的形成机制主要是大豆蛋白受热变性，蛋白分子链展开，分子链上的基团暴露，由于基团和电荷作用力分子链相互聚集，当蛋白分子链的空间位置稳定后，分子力相互连接，从而形成凝胶空间网络结构。其中分子力主要包括：一是共价键交联，包括形成新的肽键和肽键间的二硫键；二是离子键，即肽链分子间正负电荷的吸引作用；三是肽键间的次级键作用，包括氢键和疏水作用。