豆腐是一種起源於中國兩千年前的傳統大豆食品，通過將豆漿凝結成豆腐，其製作方式類似於用牛奶製作奶酪，過程中雖然可以使用各種凝固劑，但MgCl2較常被使用，因為它能產生更自然的風味，並且能保留大豆的原始風味，然而，鎂離子在豆漿中不容易迅速溶解，這常導致豆漿迅速凝固，進而產生質量較差的豆腐。

本篇文章著重於設計水包油（W/O）乳化液，以封裝MgCl2並控制其釋放速度，以減緩豆腐的凝膠速率，這可用於提高豆腐的產量和品質。

 
材料與方法

水包油乳化液的油相製備是通過混合0.6或1.0克的聚甘油聚蓖麻酸酯（PGPR）乳化劑和60克的大豆油而完成的；水相則有不同濃度的MgCl2（從0.4到2.6 M），最終被分散在PGPR-大豆油混合物中，並在65°C下攪拌15分鐘製成，參見下表一：

Emulsion PGPR%(w/w) MgCl2(M)
A 0.6 0.4
B 1.2
C 2.0
D 2.5
E 1.0 0.4
F 1.2
G 2.0
H 2.5

表一、不同組成比例的乳化液(A-H)

實驗結果
測試1：水包油乳化液(W/O emulsions)在65 °C放置1天後的TSI變化

我們使用Turbiscan Stability Index（TSI）自動評估樣品的整體穩定性，該指標將由於尺寸變化和樣品中檢測到的分層所引起的所有信號變化加總，在一樣測量時間中，TSI越高，代表樣品的穩定性越低。

圖一、在65 °C下，比較不同配方的乳化液穩定性

上圖一顯示隨著MgCl2濃度的增加，TSI值降低，表明添加鎂鹽有助於提高水包油乳化液的穩定性，另一方面，隨著表面活性劑PGPR濃度從0.6%增加到1.0%（w/w），TSI值則會下降，特別是在MgCl2濃度較低的情況下，我們猜測是因為更高濃度的PGPR可以迅速包覆和硬化新形成的乳化液的界面薄膜，因此可以防止凝聚，這些結論可以在一天中就迅速得出可以歸因於方便的TSI計算功能。
 

測試2:水包油乳化液(W/O emulsions)在室溫下存放14天的穩定性測量

我們使用Turbiscan Stability Index（TSI）自動評估樣品的整體穩定性，該指標將由於尺寸變化和樣品中檢測到的分層所引起的所有信號變化加總，在一樣測量時間中，TSI越高，代表樣品的穩定性越低。

圖二、樣品A在室溫下放置14天的背向光散射訊號變化

 

在樣品管的不同區域可以識別出不同的不穩定現象：

  • 底部：ΔBS的強度降低，對應到水滴濃度的增加，意即此處出現了分離的水相層。
  • 中部：隨著時間的推移，乳滴變化導致ΔBS整體增加，乳滴傾向於聚集成較大的尺寸。
  • 頂部：由於油相的上浮，出現清晰的油層，ΔBS減少。

這些現象在所有樣品中均有觀察到，但在ΔBS的強度上有所不同，如表二所總結的，增加更多的鎂可以通過影響滲透壓梯度延遲相分離和凝聚，此外，通過增加PGPR表面活性劑的濃度，也可以改善穩定性。

  PGPR%(w/w) MgCl2(M) Botton Middle Top
A 0.6 0.4 ++++ + ++++
D 2.5 +++ + +++
E 1.0 0.4 ++ ++ ++
H 2.5 + + +

表二、樣品管不同區域的變化現象表格(+越多表示該區域越不穩定)

 

下圖三的影像是在25°C儲存14天後拍攝的，可以發現只有在樣品A中可以在肉眼上看到分層現象，Turbiscan®用於有效地比較這些樣品的穩定性，且僅需1天的分析，一鍵TSI功能使迅速量化穩定性變得可能，另外增加鎂鹽的濃度也可以提高乳化液在相分離和凝聚方面的穩定性。

 圖三、樣品A、B、C及D放置14天後的照片


結論

使用Turbiscan是研究包含凝固劑MgCl2的水包油乳化液穩定性的簡單方法，通過水包油乳化液的方式使該凝固劑可以在豆腐生產中被精確地釋放到豆漿中，且透過增加鹽或表面活性劑的濃度可以穩定乳化液，這種配方可以進一步再優化，像是考慮其他因素，如產量、保水性、質地性能、配方成本等，為了滿足快速性或精確性的不同需求，Turbiscan允許通過一鍵TSI功能在一天內就可以比較樣品的穩定性。

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參考資料

Q. Zhu, F. Wu, M. Saito, E. Tatsumi et al. "Effect of magnesium salt concentration in water-in-oil emulsions on the physical properties and microstructure of tofu." Food chemistry 201 (2016): 197-204.

 

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