李兴武，章黎黎

（重庆旅游职业学院，重庆 409000）

豆腐柴（Premna microphyllaTurcz.） 是马鞭草科多年生的小型灌木，豆腐柴属植物有200 多种，我国主要有石山豆腐柴（Premna crassaHand.）、黄毛豆腐柴（Premna fulvaCeaib.）、臭黄荆（Premna ligustroidesHemsl.）、狐臭柴（Premna puberulaPamb.）等品种，主要分布在西南、华南等地[1]。豆腐柴属植物果胶含量丰富，叶中果胶含量可达30%～40%。豆腐柴叶中也含有较多的黄酮类、多酚类物质生物活性物质，有较强的抗氧化作用，并有研究表明豆腐柴叶提取物可以延长果蝇寿命，有利于人体健康[2-5]。

豆腐柴叶因含丰富的果胶可形成凝胶，很早就被各地居民用于制作成“绿豆腐”“神仙豆腐”“斑鸠豆腐”“绿凉粉”等食品。传统豆腐柴叶加工制作绿豆腐的过程主要包括鲜叶洗涤、烫漂、磨浆、过滤、凝固、成型等工序[6-7]。豆腐柴叶的原料特性、烫漂温度、磨浆工艺、凝固剂选择、成型温度等直接影响豆腐柴叶果胶凝胶的品质。综合豆腐柴凝胶的影响因素，豆腐柴叶原料、豆腐柴果胶提取方法、温度、pH 值和金属离子凝固剂的选择对凝胶品质影响最大。从这些方面综述豆腐柴叶果胶凝胶形成影响，以期为豆腐柴叶加工利用提供理论和技术指导。

1 豆腐柴果胶的化学组成及凝胶机理

果胶是一类非常复杂的多糖物质，也可以看作碳水化合物的衍生物[8]。果胶多糖是一种酸性多糖，可以分为聚半乳糖醛酸（HG） I 型、聚鼠李半乳糖醛酸（RG－I） II 型、聚鼠李半乳糖醛酸（RG－II）、木聚半乳糖醛酸（XGA） 和芹糖聚半乳糖醛酸（AGA） 都具有的凝胶功能[9]。但果胶的化学组成不同，凝胶的机理差异较大。低甲氧基果胶（酯化度＜50%） 分子间很难形成凝胶，需要添加Ca2+，Mg2+等金属离子促进凝胶形成，低酯果胶通过自由羧基和离子键、氢键的相互作用才能形成稳定的凝胶。酯化值越低，越有利于果胶与金属离子的结合，即越有利于形成凝胶[10]。高甲氧基果胶（酯化度＞50%） 果胶凝胶时需要可溶性固形物，pH 值低于3.5 的条件，通过羟基、羧基或彼此之间的氢键、甲氧基之间的疏水键的作用发生交联，形成凝胶[11]。高酯化度的凝胶一般添加可溶性固形物更有利于凝胶的形成。

豆腐柴果胶主要来源于豆腐柴叶的细胞壁和初生细胞层，豆腐柴叶中的果胶主要是高酯化果胶[12]，豆腐柴果胶的提取方式不同显著影响豆腐柴叶果胶的酯化度。陈军[13]采用草酸铵所得豆腐柴叶果胶甲基化度最低14.9%，且果胶有较好凝胶性。李晓、廖雯娟等人[14-15]采用酸法利用豆腐柴干叶制得了低酯化度的豆腐柴果胶，认为干燥后制成豆腐柴叶干粉时可能会对豆腐柴叶果胶分子产生影响。洪亚男[16]盐酸提取得到豆腐柴果胶的半乳糖醛酸含量最高85.83%，酯化度也最高77.61%。晋睿冲[17]、张攀[18]、蒋立科等人[19]利用不同的酸法提取豆腐柴果胶皆为高酯果胶。同时，提取方法的不同或产地不同也使豆腐柴叶果胶的中性糖组成有所不同。陈军[13]气相色谱测得硫酸提取的果胶中主要含有阿拉伯糖、半乳糖和鼠李糖，半乳糖酸酸的含量超过50%。蒋立科[19]、廖雯娟等人[15]采用薄层层析测得盐酸浸提豆腐柴叶中果胶成分为葡糖糖、果糖、D- 半乳糖。洪亚男[16]利用高效液相色谱测得盐酸提取的豆腐柴叶果胶含有葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖，草酸铵法提取的豆腐柴叶果胶含有较多的甘露糖，还含有半乳糖醛酸、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖。因不同的提取方法可能导致豆腐柴叶果胶不同程度的降解产生组成各异的单糖、多糖。因此，不同方法提取豆腐柴果胶化学组成、中性糖组成、酯化度不同会对所得豆腐柴果胶凝胶产生很大影响。

2 豆腐柴叶原料对豆腐柴凝胶形成影响

豆腐柴叶一般6～10 月份采摘，不同月份豆腐柴叶成熟度不同，叶中的果胶含量也不尽相同。胡予等人[20]研究四川绵阳地区豆腐柴叶果胶含量，不同月份差异较大，7～9 月份豆腐柴叶果胶含量较多，品质更好，更利于豆腐柴叶的凝胶形成。蒋立科等人[19]研究安徽黄山地区的豆腐柴叶发现5～7 月果胶含量最高，7 月份以后果胶开始下降，后续相同的加工工艺7 月份采摘的树叶制作绿豆腐效果最好。徐安书等人[21]研究重庆涪陵地区的秋季采摘的豆腐柴叶片，果胶成分比春季含量下降，但仍可以加工制作绿豆腐。因此，豆腐柴叶采摘时节不同，果胶含量各异，会对凝胶形成产生一定影响。特别是秋季开始，叶中果胶的消耗加快，且果胶酶活跃，会使叶中果胶含量的逐渐下降，豆腐柴叶凝胶性也会下降。此外，李瑜等人[22]研究不同豆腐柴叶位果胶含量中也不同,指出3，5，6 叶位的豆腐柴叶片果胶含量较高。目前，为了摆脱季节对豆腐柴叶开发的影响，相关单位已开展了红外瞬时杀青干燥、豆腐柴叶干粉制备、鲜叶冷藏等方面的研究，为较好地利用豆腐柴叶原料制作绿豆腐提供更多的可能。

3 温度对豆腐柴叶果胶凝胶形成的影响

豆腐柴鲜叶干燥温度、豆腐柴磨浆时温度、豆腐柴果胶凝胶时的温度对其凝胶形成都有一定影响。陈鸿申等人[23]研究在40～60 ℃干燥处理豆腐柴鲜叶能形成色形俱佳的凝胶，80 ℃以上干燥豆腐柴鲜叶不能形成外形规则的凝胶，干粉需在90～95 ℃热烫温度下才利用凝胶的溶出，温度低于90 ℃以下，果胶浸出较少，不能形成凝胶。而豆腐柴磨浆时温度，大多数学者的研究结果都显示出豆腐柴磨浆时温度过低不利于果胶溶出，温度过高会破坏果胶分子结构不利于果胶凝胶的形成。余萍、张翔等人[24-25]研究豆腐柴叶经过100 ℃热烫后容易破坏豆腐柴叶的果胶成分，后续得到的果胶很难形成凝胶。热烫温度为90 ℃左右时，具有较好的凝胶性。

刘婷等人[26]研究豆腐柴溶液的水温必须保持在90～95 ℃时，否则很难形成凝胶。李刚凤等人[27]研究低于50 ℃豆腐柴叶果胶很难溶出，超过50 ℃的水温又破坏了果胶的结构，凝胶能力下降，50 ℃的磨浆温度最好。洪亚男[16]研究当温度小于70 ℃时，随着温度的升高，不同方法提取的豆腐柴果胶的凝胶强度和持水性逐渐增大，超过70 ℃时，果胶会发生脱酯作用，使凝胶强度下降。

对于豆腐柴果胶凝胶时的温度，霍艳荣、唐克华等人[28-29]发现温度对豆腐柴溶液胶凝的影响较小，冷冻状态下豆腐柴果胶悬浮于冰冻固体中，而不能形成凝胶。蒋立科等人[19]研究（高脂豆腐柴果胶） 在低于20 ℃的条件下，豆腐柴果胶会在金属离子凝胶剂分散均匀之前迅速发生凝集形成预凝胶，不再形成凝胶。金属离子应在较高温度下分散在果胶中，否则在没有分散均匀的情况下果胶就以金属离子为中心开始发生交联，形成小颗粒凝胶后，交联作用产生的聚集力较小，不足以使胶粒聚集，难以形成凝胶状态，也不能制作绿豆腐。而高建华等人[30]研究低酯化豆腐柴果胶，温度越高，热运动使溶液中的氢键破坏，减弱了溶液中分子间的结合，温度越高（超过70 ℃），不能形成凝胶。

4 pH 值对豆腐柴叶果胶凝胶形成的影响

pH 值的变化直接影响胶体内氢键及电荷在分子结构的分布状态，当豆腐柴果胶溶液pH 值较大时一般不能形成凝胶，而pH 值一般处于等电点附近容易形成凝胶。天然豆腐柴鲜叶提取液的pH 值大约在5左右。大多数学者研究豆腐柴鲜叶果胶在pH 值4～5能够形成质地较好的凝胶，pH 值大于7 不能形成凝胶[24-25]等。唐克华等人[29]研究鲜叶豆腐柴果胶溶液pH 值小于4.0 时豆腐柴溶液也能发生胶凝现象，但凝胶的渗出液较多。但也有研究的豆腐柴果胶的凝胶的最适pH 值为7 时凝胶效果最好[27]。

pH 值对豆腐柴干叶果胶凝胶的影响基本和鲜叶相似，豆腐柴干叶果胶pH 值在4～5 能形成质地较好的豆腐柴干叶豆腐凝胶；pH 值大于6 时，只能形成薄薄的凝胶；而当pH 值大于7 不能形成凝胶[30]。陈洪坤等人[23]研究豆腐柴干粉果胶溶液pH 值低于3 或大于8 均不能凝胶形成凝胶，最适豆腐柴干粉的果胶溶液凝胶pH 值为4～7。

豆腐柴果胶提取后，果胶酯化度不同，最适凝胶的pH 值差别较大。低酯豆腐柴果胶，在果胶在pH 值3.6～5.0 时凝胶强度最好；pH 值大于4.0，果胶溶液羧基解离较多，易与钙离子交联；当pH 值小于4.0，胶体中氢键更多，可形成脆性凝胶[15]；pH 值小于3 果胶易分解，pH 值大于7 果胶易发生皂化反应，两者均不能形成凝胶。而高酯化度豆腐柴果胶凝胶的pH 值3.3 时的凝胶强度最大，是pH 值2.4时的凝胶强度的8 倍，pH 值低于2.4 时无法形成凝胶[16]。

5 金属离子对豆腐柴叶果胶凝胶形成的影响

在传统的豆腐柴绿豆腐的制作中，促进豆腐柴凝胶过程时，大多加入草木灰、香灰、桐壳灰等促进凝胶形成。目前，就金属离子对豆腐柴果胶的影响，大多数学者都认为Ca2+可以促进豆腐柴果胶的凝胶形成，并使用CaSO4、CaCl2、CaCO3、Ca(OH)2等钙盐开展试验，得出不同的研究成果。唐克华等人[29]研究Ca2+可以促进豆腐柴鲜叶果胶的凝胶的形成，且同样浓度的CaCO3比CaCl2促凝效果好，而CaCl2因强电离作用使凝胶析水较多，K+及Na+无促胶凝作用。罗东升等人研究豆腐柴干叶制作的凝胶有相同的现象，CaCl2可以使豆腐柴叶快速凝胶，但渗出液较多，并得出CaCO3质量分数在0.04%～0.08%之间最好。廖雯娟[15]研究了不同金属离子对豆腐柴果胶凝胶强度的影响Cu2+＞Ca2+＞Fe3+＞Mg2+，添加Cu2+凝胶强度最好，但用于食品中，Ca2+可能是最好的选择。霍艳荣等人[28]研究鲜叶豆腐柴果胶溶液认为CaCl2、MgCl2的质量分数为0.04%～0.08%，凝胶效果最好；质量分数增大，渗出液增多。余萍等人[24]研究选择CaCO3溶液促进果胶凝胶时，最好是其饱和溶液，用时要摇匀。洪亚男[16]研究提取后的豆腐柴果胶凝胶效果，发现Cu2+，Ca2+有促进果胶的凝胶作用，而Mg2+没有促进效果，皆因Mg2+半径过小，不能与果胶形成稳定的桥梁。孙莹莹研究以CaSO4、CaCl2为凝固剂形成的豆腐柴凝胶弹性、韧性及色泽都比较好，但口感微苦，MgSO4为凝固剂形成的凝胶韧性较差易碎、不宜切割。而采用0.03%MgCl2、0.01%CaCO3、0.015%食用碱复配的凝固剂形成的豆腐柴果胶凝胶效果很好。陈洪坤[23]认为饱和澄清石灰水溶液对豆腐柴果胶凝胶的效果优于草木灰和MgCl2效果要好。大多数学者都认为Ca2+可以促进豆腐柴果胶的凝胶形成，但是使用CaSO4、CaCl2、CaCO3、Ca(OH)2等钙盐的质量分数差别很大。

6 料液比对豆腐柴叶果胶凝胶形成的影响

豆腐柴果胶的料液比，直接决定豆腐柴果胶的浓度，浓度过小，分子间的交联较弱，无法形成凝胶。豆腐柴干叶料液比小于1∶20（g∶mL） 时，滤汁黏稠，很难过滤，有气泡在凝胶中，且口感粗糙。料液比大于1∶30（g∶mL），滤汁过稀，豆腐柴干叶凝胶不能形成。干叶豆腐柴形成凝胶时的料液比控制在1∶20～1∶30（g∶mL） 凝胶强度最佳[31]，且干叶豆腐柴粉末粒径500 目以上是果胶溶解的最佳粒径条件[23，26]。同时，利用豆腐柴鲜叶形成凝胶时，也观察到料液比过大难过滤、过小不成型的特点，鲜叶豆腐柴料液比控制在1∶6～1∶8（g∶mL） 为宜[24-25，31]。而对于盐酸提取后的低酯化的豆腐柴果胶在果胶质量分数达到1.2%之前，凝胶强度呈上升趋势，果胶质量分数超过1.2%时，出现预凝胶现象，反而使凝胶强度下降[15]。酯化度77.61%的高酯豆腐柴果胶低于0.6%时，果胶分子的氢键不易形成，凝胶无法形成[16]。

7 其他因素对豆腐柴叶果胶凝胶形成的影响

颜跃跃[31]研究在豆腐柴果胶溶液中除了加入CaCO3以外，还加入了0.02%的葡萄糖酸内酯获得比较好的凝胶效果。楚文靖等人[32]在豆腐柴果胶中加入黄原胶、卡拉胶和葡萄糖酸内酯来减少豆腐柴叶凝胶渗出液。豆腐柴果胶中添加一定浓度的蔗糖，凝胶强度显著增强。在低pH 值条件下，适当的蔗糖浓度，可促使氢键的形成，稳定分子间的网状结构，但是蔗糖浓度过高，形成的凝胶分子之间缺乏足够的水分子，难以形成凝胶网格结构，导致产生黏稠的液体，且凝胶强度下降[15-16]。

8 结语

综上所述，豆腐柴果胶凝胶机理根据果胶的酯化度略有不同，但凝胶的形成主要还是由于果胶分子里的半乳糖醛酸的羧基、羰基、氢键等相互作用后，在低pH 值的果胶溶液中，由金属离子凝固剂促发凝胶形成，最终在各种化学键或物理作用力下相互连接，形成稳定的空间网络结构。豆腐柴果胶凝胶形成过程涉及因素较多，包括豆腐柴叶采摘的时间、地点及其叶内果胶的含量和组成，处理温度、pH 值、凝固剂种类及料液比等条件，经过各种加工及物化反应后，才能形成凝胶强度好、色泽美观、持水力良好的豆腐柴果胶凝胶。豆腐柴凝胶过程涉及物理化学变化复杂，在多因素影响下，豆腐凝胶形成机制虽围绕果胶酯化度展开，但不同酯化度豆腐柴果胶更广泛的应用还需要深入研究。

豆腐柴叶作为一种优质果胶资源，加工成豆腐柴叶制品将会满足市场多样化需求，受到消费者的喜爱。但现在的研究基础存在一定不足，未来可以针对豆腐柴叶果胶凝胶性及凝胶析水的问题，将以豆腐柴果胶提取物为原料，从改善豆腐柴叶凝胶性角度出发，采用物理、化学和生物改性等多种方法优化豆腐柴果胶的凝胶性能，并利用其他胶体复配豆腐柴果胶，开发出质优物美的豆腐柴绿豆腐。在豆腐柴叶凝胶过程中，充分借助激光共聚焦显微镜、原子力显微镜、低温冷冻电镜和显微CT 等先进手段表征加工揭示豆腐柴果胶凝胶结构变化和组分间相互作用，并将借助数学建模建立豆腐柴叶豆腐加工条件、功能特性和结构变化之间关系模型，用于指导豆腐柴叶豆腐生产实践，实现对豆腐柴叶高效精确的加工。