豆渣的利用現狀及應用研究進展

閔翔宇，馬梓涵，羅昇宇，謝鵬飛，周閃偉，吉慶宇，郭文靜，王 燕

（齊齊哈爾大學食品與生物工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

豆渣是生產豆奶或豆腐過程中的副產品，由于我國豆腐及豆制品的需求量大，因此相應的豆渣的產量十分豐富。我國每年傳統豆腐及豆制品需要大豆原料約600萬t，因此每年產生的鮮豆渣可達千萬t[1]。豆渣含有豐富的營養物質，其中粗蛋白質含量18%～23%，膳食纖維含量達到55%，還含有人體必需的8種氨基酸、大豆異黃酮及豐富的礦物質和維生素[2]。但由于鮮豆渣中含水量極高，蛋白質含量高，不易保存，并且豆渣中粗纖維含量高，又含有多種抗營養因子，不能直接利用，被當作垃圾傾倒于環境中，不僅降低了豆渣的利用率，還造成環境污染。基于以上特點，如何利用豆渣并在工業中大規模應用成為問題。

1 豆渣的營養性和功能性

1.1 膳食纖維

膳食纖維又被稱為第七大營養素，包括纖維素、半纖維素等其他一些膳食纖維單體成分。大豆膳食纖維雖然不能為人體消化酶所消化，不能為人體提供任何的營養成分，但是可調節人體的血糖平衡，預防便秘，增加飽腹感，還可以有效預防肥胖、具有提高抵抗力的生理功能。由于大豆豆渣中含有大量的膳食纖維，因此在豆渣利用的研究中，膳食纖維成為研究的熱點之一。李偉偉等利用真菌及乳酸菌對豆渣膳食纖維進行發酵，發現真菌與乳酸菌協同發酵可引起豆渣大分子的降解，使某些特征基團暴露，引發功能性的改善[3]。尤其是黑曲霉與乳酸菌協同發酵，豆渣中所含有的蛋白質、脂肪和IDF等大分子明顯降解，SDF明顯升高，豆渣的感官與蓬松度都有所提高。李楊等利用低溫超微粉碎對豆渣膳食纖維進行了處理，發現在超微粉碎200目下豆渣膳食纖維持水性、膨脹性最佳，分別為1 520%，18.3 mL·g-1；通過觀測發現此技術能明顯改善豆渣膳食纖維的微觀結構[4]。李佳芳等還將豆渣膳食纖維代替部分小麥粉用于蛋糕的制作，通過正交實驗，確定在豆渣粉添加量8%時，成品膳食纖維含量較普通杯子蛋糕增加了287%，據有很好的市場利用價值[5]。

1.2 大豆多糖的發現

目前，大部分豆渣被用作飼料、肥料使用，資源的利用度不高。豆渣干物質中含有約30%的水溶性多糖類物質，具有多種生物學活性，能夠改變食品的品質與外觀，具有良好的抗氧化和穩定性。因此，大豆多糖的提取以及工藝優化成為新的研究方向。桂雨豪等采用水熱法提取大豆多糖，并對固液比、溫度、pH、提取時間進行單因素實驗，分析了各因素對粗多糖產率、還原糖含量、透明度、水溶性大豆多糖純度的影響[6]。采用正交實驗對工藝進行調整，得到了優化的工藝條件。選出最佳參數是：固液比1∶2（g∶mL），溫度110 ℃，pH 4.5，提取時間3 h。在此條件下粗多糖產率52.4%，還原糖含量3.86%，透明度86.14%，多糖純度69.88%。葉長龍等利用超聲波技術對大豆多糖進行提取并且對大豆多糖的抗氧化性進行探究，確定了最佳提取工藝，當參率90 W、超聲溫度55℃、料液比1∶24，在此條件下大豆多糖對羥自由基的清除率為24.8%[7]。任花利用微波輔助法從豆渣中提取水溶性大豆多糖[8]。在單因素實驗的基礎上，通過正交實驗確立最佳提取工藝，在微波提取時間4 min、液料比40∶1、提取功率700 W，提取兩次的條件下水溶性大豆多糖的得率6.64%。

1.3 其他功能性物質的挖掘

利用不同方法對豆渣中的活性物質進行提取，并對其抗氧化性進行研究，為豆渣的抗氧化性研究提供新思路。沈瑩等用乙醇、乙酸乙酯、正己烷、甲醇和水對黑豆渣中活性物質進行提取，并用DPPH法、ABTS法、還原力測定法、β-胡蘿卜素法探討此5種提取物的抗氧化性性，最后測定此5種提取物的總酚含量，結果顯示，甲醇和水提取物的抗氧化性良好，乙醇、乙酸乙酯和正己烷取物不明顯，甲醇和水提取中的總酚含量較高，這很好地說明其抗氧化活性高的情況[9]。曹巧巧等采用微波輔助法提取豆渣中抗氧化活性物質，采用Schall烘箱法，以油脂的誘導期為響應值，在單因素實驗基礎上，利用Design-Expert 8.0軟件進行響應曲面設計試驗，建立豆渣抗氧化活性成分提取條件的數學回歸模型，并經驗證實驗得到微波輔助甲醇法提取豆渣抗氧化活性物質的最佳工藝條件為：甲醇體積分數70%，液料比22∶1（mL·g-1），提取時間150 s，功率320 W。在此條件下，豆渣提取物可使油樣的誘導時間達到7.33 d，抗氧化效果最佳[10]。

2 豆渣在食品中的應用

2.1 方便食品

豆渣中除了膳食纖維還有大量的其他營養物質，近年來豆渣在食品中的應用有了新的發展。曹樹穩等利用食品工藝處理發酵豆渣，并利用美拉德反應生產霉豆渣，并制成口感適宜的方便食品[11]。李雨露利用豆渣與甘薯為原材料研制富含膳食纖維的方便食品，并確定豆渣100 g、甘薯50 g、面粉150 g、雞蛋20 g、酵母5%（以干面粉計），28℃條件下發酵1 h，生產的產品質量較好，并且口感香甜酥脆，老少皆宜[12]。

2.2 烘焙食品

除了方便食品，豆渣的利用還應用在餅干制作方面。孫禹凡等以水酶法得到的豆渣為原料制作餅干，并得到在豆渣添加量為30%時，餅干的品質較佳，餅干內部結構均勻，豆香濃郁，色澤均勻。并將豆渣作為一種直接食用的原材料生產健康高膳食纖維低糖餅干[13]。除了傳統豆渣用于生產方便食品、餅干以外，經過新型工藝生產的豆渣開始應用于不同類型的面包中。李玉美等利用傳統豆渣（SF）和新型工藝豆渣（NSF）生產面包，結果表明NSF的可溶性膳食纖維含量多，面包口感更加綿軟，當NSF在面包中的添加量逐漸增加時（0～25%），面包的體積呈減小趨勢，水分逐漸增加，老化速度變慢；當添加量＞20%時，面包體積下降明顯，感官綜合評價明顯偏低，結果顯示新型工藝豆渣生產的面包比傳統豆渣生產的面品相更好、口感好[14]。于宏達等把經過工藝處理后的豆渣加入到面粉中，使豆渣和小麥粉營養相互補充，并加入菠蘿，生產菠蘿口味的新型保健面包[15]。除了在烘焙食品中的應用，豆渣還被應用于面條、飲料、饅頭、腐乳等方面的研究。

3 豆渣在發酵行業的應用

我國每年產生大量的豆渣，在研究再利用中除了在食品方面的少量應用，絕大部分應用于發酵行業。豆渣中含有大量的蛋白質、脂肪等物質，但是豆渣中的蛋白質大部分是大分子蛋白質和抗氧化物，若直接飼喂牲畜不僅營養物質很難被吸收而且還會導致牲畜消化不良，產生腹瀉，生長慢等狀況。如何在消除牲畜不適性的情況下高效豆渣中營養物質的利用率成為關鍵。莫重文利用混合菌種結合正交實驗固態發酵豆渣生產蛋白質飼料并得到了最佳工藝條件，其發酵豆渣產品中粗蛋白質含量可達29.76%，比原來增加43.07%[16]。張文佳利用含水量65%的豆渣作為發酵原料，利用產朊假絲酵母和白地霉雙菌發酵體系種菌株混合發酵，通過正交實驗選出固態發酵的最佳發酵條件，且蛋白質含量明顯升高，較未發酵豆渣提高到了29.88%；中性洗滌纖維由38.36%變為發酵后34.57%；瘤胃降解試驗表明，相較于發酵原料，發酵產物干物質、中性洗滌纖維和蛋白質的有效瘤胃降解率均有所提高；干物質的有效降解率有所提高；發酵產物中性洗滌纖維的瘤胃有效降解率提高到52.77%；粗蛋白質的有效降解率顯著提高[17]。于寒松等利用統計學分析軟件SAS及響應面分析法對混合菌種的發酵條件進行優化，優化后的最佳混合菌種發酵工藝發酵豆渣后水溶性蛋白含量從發酵前0.26 mg·g-1增至4.15 mg·g-1，有效提高了水溶性蛋白含量[18]。蔡輝益等利用發酵豆渣代替部分顆粒飼料用來飼喂肥豬，結果表明，按一定比例添加豆渣并結合液體飼料工藝喂養肥豬，料肉比有所降低，每kg飼料的成本有所降低，與顆粒飼料組相比，每頭豬的飼料成本優化了17.55元[19]。

4 小結

我國豆渣產量巨大，但是我國對于豆渣的研究再利用投入很少。大部分還停留在實驗室階段，對于豆渣的研究還停留在食品直接利用、發酵飼料的應用階段。我國對豆渣的研究應該加大科研投入的力度，才能使豆渣的營養物質充分得到充分利用。