凝固剂

凝固剂是豆制品加工的灵魂。凝固剂一般分为：盐类凝固剂、有机酸、酶和复合凝固剂。

盐类凝固剂

盐类凝固剂主要有盐卤、石膏等无机盐，其中主要成分是氯化镁、硫酸镁、氯化钙、硫酸钙和乙酸钙等。

盐卤

以纯 MgCI2 来计，盐卤最适用量为 0.13% ～ 0.22%。

用盐卤作为凝固剂：

• 蛋白质凝固特性： 蛋白质凝固速度快，蛋白质网状结构容易收缩，因此制品保水性差，出品率低。
• 存放时间短： 卤水（氯化镁）的凝固蛋白质的速度快，会使大豆蛋白分子迅速聚集，形成一个 紧密而粗糙 的凝胶网络。这个网络中空隙较小，且不够均匀，导致对水分子的束缚力较弱。

水分离： 随着放置时间越来越长，凝胶网络会逐渐收缩，内部的乳清会被挤出。

质地变化： 由于水分流失，豆腐口感会越来越硬，口感变差，同时，其内部结构更容易崩散。

离子渗入细胞： 卤水中的镁离子会逐渐渗透到细胞结构中，导致其固有的 微苦涩味 更加明显，影响口感。

• 味道好： 卤水豆腐豆香味浓，味道极佳。

凝胶网络挤压使得风味物质释放： 因为卤水对于豆浆凝胶过程的反应更加迅速，所以，凝胶网络在形成的过程中，会挤压 蛋白质——风味物质复合体，将更多的风味物质释放到乳清中，使得人能更明显地闻到或者尝到豆制品的香味。

石膏

石膏的主要成分是硫酸钙，在食品工业中，熟石膏（CaSO4）。

石膏点浆的特点是凝固的速度相对氯化镁慢，能适应不同豆浆浓度，做老嫩豆腐均可。

• 保水性好： 用石膏作出的豆腐保水性能好，组织光滑细腻，出品率高。
• 硫酸钙残留： 制品能残留未溶解的硫酸钙，略带苦涩味和杂质。

生产中，将石膏粉用热水冲分溶解成浆后再使用，并严格控制用量，可以减少石膏豆腐的涩味。

• 石膏添加量： 一般根据盐类凝固剂浓度和豆浆浓度确定，用量大，则可以强化豆腐凝胶强度，但对保水性有弱化作用。一般用量范围在 2.2～2.8Kg/100Kg。

石膏用量是正式生产中需要灵活调整的地方，最佳的石膏用量不是一个固定值，它取决于 大豆品种、豆浆浓度和期望的最终质地。通常需要小规模试验，寻找出最佳的石膏用量。

酸类凝固剂

酸类凝固剂主要有醋酸、乳酸、葡萄糖酸-δ-内酯（GDL）和柠檬酸等有机酸。除 GDL ，其他酸在生产中采用很少。

GDL

GDL 是白色结晶或结晶性粉末，几乎无臭，味先甜后酸。由于 GDL 在水中分解成葡萄糖酸的速度较慢，蛋白质分子网络的发展是一个渐进的过程，因此有利于形成细致嫩滑的结构。因此 GDL 做成的豆腐品质较好，质地华润爽口，弹性大，持水性好。但口味平淡，质地偏软，不适合煎炒，且略带酸味。

用其他酸类凝固剂也可以有效地凝固豆乳：

表格所示为，使用单一凝固剂时，凝固效果最佳的添加量。

其中，用 1.0% 乳酸制成的豆腐品质要优于其他酸。

复合凝固剂的最佳组合为：

酶类凝固剂

酶类凝固剂是指 能使大豆蛋白凝固的酶。凝固酶广泛地存在于动植物组织及微生物中，包括酸性、中性、碱性三种蛋白酶。

酶类凝固剂是一种利用 生物酶 来凝固豆浆的特殊方法，它与我们之前讨论的盐类凝固剂和酸类凝固剂的原理完全不同。这种方法在工业上不如盐类和酸类凝固剂普遍，但它可以制备出质地非常独特、细腻的豆制品。

酶凝固剂的作用机理：

酶能将大豆蛋白水解成较短的肽链，短肽链之间通过非共价键交联形成网络状凝胶。

凝固原理与代表实例：

酶类凝固剂的代表是 木瓜蛋白酶，它从木瓜中提取出来。

与盐类凝固剂通过电荷中和促使蛋白质聚集不同，木瓜蛋白酶的作用机理是 催化水解。它会像一把剪刀，切断大豆蛋白质（尤其是11S蛋白）分子中的特定肽键，从而破坏蛋白质的稳定结构，使其水解折叠并相互聚合，最终形成凝胶。

graph TD
    subgraph 凝胶形成过程
    A[完整的11S蛋白质分子] --> B[酶的剪切作用<br>破坏稳定结构];
    B --> C[分子展开 and 暴露疏水基团];
    C --> D[蛋白质片段相互聚合];
    D --> E[形成三维凝胶网络<br>最终凝胶];
    end
	
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style B fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px
style C fill:#ccf,stroke:#333,stroke-width:2px
style D fill:#ddf,stroke:#333,stroke-width:2px
style E fill:#eef,stroke:#333,stroke-width:2px	

优点：

• 口感独特： 酶类凝固剂制作的豆腐质地非常 嫩滑、细腻，具有类似布丁或者奶酪的柔滑口感。
• 无化学残留味： 由于凝固剂本身是生物酶，最终产品中没有盐类凝固剂可能带来的微苦涩味。
• 工艺新颖： 为开发高附加值、差异化的豆制品（如豆腐布丁、豆腐奶酪等）提供了新技术路径。

缺点：

• 工艺控制难： 酶的活性对 温度和pH值 非常敏感。如果温度或 pH 值的控制不精确，酶的活性过高或过低都会影响凝胶效果，导致产品品质不稳定。
• 容易“过头”： 如果酶反应没有及时停止（通常通过加热来使酶失活），它会持续分解蛋白质，导致凝胶结构被过度破坏，成品会变得非常松散甚至无法成型。
• 成本较高： 相比于常见的石膏或内酯，食品级的酶制剂成本通常更高。

木瓜蛋白酶（Papain）：

木瓜蛋白酶像一把 剪刀。他是一种蛋白水解酶，其作用是切断蛋白质分子内部的肽键，把蛋白质分子分解成更小的片段。这种”切割“作用可使导致蛋白质凝胶，但如果作用过度，会导致凝胶结构变软甚至崩溃。

作用原理：从“切割”到“凝胶”：

木瓜蛋白酶的核心功能是 水解蛋白质。它会像一把精准的“剪刀”，专门切断蛋白质分子链中 特定的肽键，将大分子蛋白质（主要是11S蛋白）分解为较小的片段（肽链）。

木瓜蛋白酶持续分解蛋白质，将大分子蛋白质（11S蛋白质）从特定的肽键断开，短肽链之间通过非共价键交联形成凝胶，如果温度适宜，木瓜蛋白酶持续分解蛋白质，易导致蛋白质被过度分解（无法形成质地）。

1. 蛋白质结构破坏： 当11S蛋白质的完整结构被酶切段后，其内部原本被隐藏的疏水基团和活性位点暴露出来。
2. 片段相互聚合： 这些暴露的片段不再稳定，它们会相互靠近并聚集。（小规模）
3. 形成凝胶： 最终，这些片段会形成一个非常精细、脆弱且均匀的三维网状凝胶结构，并将豆浆中的水分和脂肪包裹在其中。

优点：

• 极致嫩滑的口感： 这是木瓜蛋白酶最大的优势。由于蛋白质本分解成更小的片段，后再形成凝胶，其内部 网络结构 非常细腻、均匀，成品豆腐具有类似布丁或蛋羹般 细腻、柔滑 的口感。
• 无异味： 作为一种生物酶，它不含有任何矿物质盐分，因此成品豆腐没有任何苦涩或金属味，能最大限度地保留大豆的天然风味。

缺点：

• 工艺控制难度大： 木瓜蛋白酶的活性对 温度 和 时间 都极为敏感。通常其最佳作用温度在 60 ～ 70摄氏度之间。如果温度或作用时间控制不当，很容易导致：
  • 凝固不完全： 酶活性不足，无法形成理想的凝胶。
  • 过度水解： 酶作用时间过长，会持续分解凝胶结构，导致成品变得松散、甚至无法成型。
• 产地和质地限制： 木瓜当白酶凝固的豆腐质地非常软嫩，通常无法进行压制，因此出品率相对较低，且不适合制作需要坚实质地的老豆腐或豆腐干。

TGase（转谷氨酰胺酶）：

转谷氨酰胺酶 是一种在视频工业中广泛使用的生物酶，它的主要功能是 将蛋白质分子交联在一起。与我们之前讨论的凝固剂不同，TGase 的作用并非让蛋白质聚集，而是通过形成 牢固的共价键，将蛋白质分子永久性地“缝合”起来。

作用原理：

TGase 的核心作用是催化两种特定的氨基酸（谷氨酰胺和赖氨酸），使它们之间形成一种 新的化学键，即 异肽键。

催化异肽键的过程相当于在蛋白质分子之间搭建一座座坚固的“桥梁”。这些桥梁将原本独立或仅靠微弱作用力聚集的蛋白质链连接成一个稳定、不可逆的立体网络。这个交联过程不受加热或pH值的影响，一旦形成，网络结构就会非常坚固。

在豆制品中的应用与优势：

由于这种独特的交联能力，TGase 在豆制品生产中扮演着重要的“质地改良剂”角色，能够从根本上提升产品质量。

1. 显著改善质地： TGase 形成的共价键网络赋予了豆腐更强的 弹性、韧性和咀嚼感。相比于卤水豆腐的紧实和石膏豆腐的细腻，TGase 豆腐的口感更Q弹、更有嚼劲。
2. 提高保水性与出品率： 强大的交联网络能够更有效地锁住水分。这可以大幅减少豆腐在压榨、运输和储存过程中的 离水收缩 现象，从而提高成品率和保质期。
3. 用于新品开发： 例如素肉食品、高蛋白豆腐甜品等。

技术要求：

1. 温度控制：

这是 TGase 最关键的要求。没得活性高度依赖于温度。

• 适宜的温度范围： TGase 在 40 ～ 50摄氏度的范围内活性最高。在这个温度下，酶的交联反应效率最高，形成的凝胶网络最强。
• 反应的启动与停止： 需要将豆浆的温度精准控制在这个范围内，以确保酶能充分作用。当达到预期的质地后，通常需要将产品加热至 70 摄氏度以上并保持几分钟（目的使 TGase 失活），从而停止交联反应。

2. pH 值要求：

TGase 对环境的 pH 值也有要求，其最佳活性范围通常在 pH 6.0 至 8.0 的中性范围内。

• 如果豆浆的 pH 值过低，TGase 的活性显著降低。
• 如果 pH 值过高，也可能影响酶的活性和交联效果。

3. 用量与浓度：

用量范围： 用量通常以 TGase 的活性单位来衡量，具体取决于使用的哪种酶制剂、豆浆的蛋白质浓度以及期望的最终质地。

4. 反应时间：

• 时间与温度的关系： 反应时间与温度是相互关联的。在适宜温度下，反应时间越长，形成的对交联网络就越强，产品质地就越硬。
• 生产流程： 需要用恒温箱来保温静止一段时间。

TGase 生产实验数据实例：

此条件下，最终凝胶强度(凝胶强度)为 148.6g，并且具有良好的感官品质。

复合凝固剂

复合凝固剂是，人为地用两种或两种以上的成分加工成的凝固剂。复合凝固剂不仅可以克服单一凝固剂的缺点，而且可使产品的硬度增强，风味口感更佳，保持了豆腐光滑细腻的原有质地。

复配的方式有多种：

• 盐与盐
• 盐与酶
• 酶与酸
• 盐与食用胶
• 盐与酶及酸
• 利用 W/O、W/O/W 型乳液的缓释性制备新型凝固剂
• 利用天然的食品成分制备复合凝固剂
• 乳酸菌发酵

复合凝固剂实例（质量比）：

以上实验条件下，制得的豆腐在感官、出品率以及质构特性等方面都有明显改善。