《Food Chemistry: X》：Accelerating the coagulation of germinated soymilk by glucono-δ-lactone using different physical treatments and quality assessment of separated soybean whey
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为探索提高豆腐生产效率与改善品质的方法，研究人员以发芽大豆为原料，联合GDL（葡糖酸-δ-内酯）和物理处理（蒸热、微波、超声）开展研究。结果发现，微波与超声处理可分别将蛋白质凝固时间缩短5.4-8.7倍，微波处理能提升豆腐硬度（277.3 g）并增加β-折叠结构。该研究为优化豆腐制造工艺、实现副产物大豆乳清高值化利用提供了新策略。
在东亚传统饮食中，豆腐扮演着不可或缺的角色，它是全球植物基饮食的重要蛋白质来源。然而，传统的豆腐生产，特别是依靠钙盐或GDL（葡糖酸-δ-内酯）凝固豆乳的过程，往往耗时较长，且产品的质构、营养和风味有进一步提升的空间。与此同时，每年豆腐生产过程中会产生大量大豆乳清副产物，其通常被当作废水处理，不仅造成资源浪费，还可能带来环境负担。如何更高效、更环保地生产出质地优良、营养丰富的豆腐，并充分利用其副产品，是当前食品工业面临的双重挑战。
近年来，发芽大豆和新型物理处理技术为解决这些问题带来了希望。发芽过程本身就像一场“生物活化”，能有效提升大豆中氨基酸、多酚等有益成分的含量，并降低抗营养因子。而微波、超声波等物理技术，则被认为是改造蛋白质结构和功能，进而优化食品加工效率的“物理魔术”。那么，能否将这些“生物活化”的原料与高效的“物理魔术”结合起来，实现“1+1>2”的效果呢？这正是由Nguyen Tat Thanh大学的研究团队在《Food Chemistry: X》上发表的一项研究所要探索的核心问题。
为了系统回答上述问题，研究人员设计了一套严谨的实验方案。他们首先对大豆进行了为期2天的发芽处理，然后将发芽和未发芽大豆的豆乳分别进行三种不同的物理预处理：传统的蒸汽加热、微波处理以及超声波处理。之后，使用GDL作为凝固剂诱导蛋白质形成豆腐凝胶，并与传统的氯化钙凝固剂进行对比。研究对凝固时间、豆腐的质构、颜色、蛋白质分子量分布（SDS-PAGE）和二级结构（傅里叶变换红外光谱，FTIR）进行了全面分析。同时，对从豆腐中分离出的大豆乳清的理化性质、氨基酸组成、总酚含量以及抗氧化能力（FRAP法）也进行了评估。研究还采用了标准的统计分析来验证结果的显著性。
研究人员首先关注了不同处理对凝固效率的影响。结果令人瞩目：微波和超声波处理展现出强大的“加速”能力。与传统的蒸汽加热处理（凝固时间长达891.0-1055.2秒）相比，微波和超声处理将凝固时间大幅缩短至151.6-164.2秒和121.5-144.3秒，分别快了约5.4-7.0倍和6.2-8.7倍，。这表明，利用微波或超声进行预处理，可显著提升豆腐生产的效率。然而，发芽过程本身在本研究中却略微延长了凝固时间，这可能与大豆品种和处理条件差异有关。
在豆腐的“口感”即质构方面，研究有了有趣的发现。总的来说，由发芽豆乳制成的豆腐硬度更高（122.0至277.3克），而未发芽的对照组则在33.6至48.3克之间。微波处理尤其能“强化”这种硬度提升效果，经微波处理的发芽样品（MW_2）硬度达到了惊人的277.3克。相反，超声波处理则表现出“软化”效应，无论是否发芽，其豆腐硬度都维持在很低的水平（约31克），。豆腐的颜色也发生了变化，发芽和处理导致豆腐的a值（红绿色度）偏向绿色，b值（黄蓝色度）增加，变得更黄，这主要归因于发芽过程中色素的转化以及物理处理引发的梅拉德反应。
研究进一步深入到蛋白质的微观世界。SDS-PAGE（十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳）分析显示，所有样品都含有大豆主要储存蛋白——β-伴大豆球蛋白（7S）和大豆球蛋白（11S）的特征条带。物理处理（尤其是微波和超声）样品的蛋白条带强度高于钙盐凝固的样品，表明物理处理促进了更多蛋白质进入豆腐凝胶网络。而通过FTIR（傅里叶变换红外光谱）对蛋白质二级结构的分析，则揭示了质构差异背后的“结构密码”，，。研究发现，β-折叠是豆腐中蛋白质最主要的二级结构。微波处理显著增加了β-折叠结构的含量，同时降低了α-螺旋的比例。这种从α-螺旋向β-折叠的转变，与豆腐硬度的增加密切相关，因为β-折叠能促进蛋白质分子间形成更紧密、坚固的氢键网络。相比之下，超声处理虽然也增加了β-折叠，但可能因其强烈的空化作用破坏了蛋白质聚集体的结构，导致最终凝胶硬度偏低。
研究的另一大亮点是对副产物——大豆乳清的全面“体检”。结果表明，发芽大豆的乳清中，多种氨基酸含量显著升高，尤其是谷氨酸（Glu，增加了2.1-3.4倍）和天冬氨酸（Asp），这为乳清作为天然风味增强剂提供了可能。发芽也提高了乳清中的总酚含量，但有趣的是，经微波和超声处理的发芽样品，其乳清的FRAP抗氧化活性并未与总酚含量呈正相关，甚至出现了下降趋势。这可能是因为在微波和超声处理下，多酚类物质更牢固地结合在了致密的豆腐凝胶网络中，未能充分释放到乳清里。乳清的理化性质也因处理方式不同而异，超声处理得到的乳清pH最低，而钙盐凝固的乳清浊度最高。
综上所述，这项研究系统评估了将发芽大豆与物理预处理（微波、超声）相结合，在GDL凝固体系中的应用潜力。核心结论是：微波处理是其中最有效的策略，它能大幅缩短凝固时间（提高生产效率5.4倍以上），同时显著提升豆腐的硬度和有序的β-折叠结构含量，从而改善产品质地。而超声波处理虽然在加速凝固方面同样出色，但会导致豆腐质地偏软。此外，发芽过程丰富了大豆乳清副产物的营养成分，特别是提升了谷氨酸等氨基酸的含量，为其高值化利用开辟了新途径。
这项研究的意义深远。首先，它为豆腐制造业提供了一种高效、节能且能改善产品质量的创新加工思路。其次，它改变了大豆乳清作为“废弃物”的传统认知，通过量化其营养成分，论证了将其转化为功能性食品配料或风味物质的可行性，契合可持续发展的“零废弃”理念。尽管将微波处理规模化应用于工业生产仍面临均匀性等挑战，但本研究无疑为未来优化植物蛋白基食品的加工工艺、实现全豆资源的高效利用，提供了重要的科学依据和实践方向。
