豆渣的利用現(xiàn)狀及應(yīng)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(xué)食品與生物工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

豆渣是生產(chǎn)豆奶或豆腐過程中的副產(chǎn)品，由于我國豆腐及豆制品的需求量大，因此相應(yīng)的豆渣的產(chǎn)量十分豐富。我國每年傳統(tǒng)豆腐及豆制品需要大豆原料約600萬t，因此每年產(chǎn)生的鮮豆渣可達千萬t[1]。豆渣含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，其中粗蛋白質(zhì)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(zhì)和維生素[2]。但由于鮮豆渣中含水量極高，蛋白質(zhì)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(yǎng)因子，不能直接利用，被當作垃圾傾倒于環(huán)境中，不僅降低了豆渣的利用率，還造成環(huán)境污染?；谝陨咸攸c，如何利用豆渣并在工業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用成為問題。

1 豆渣的營養(yǎng)性和功能性

1.1 膳食纖維

膳食纖維又被稱為第七大營養(yǎng)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(yǎng)成分，但是可調(diào)節(jié)人體的血糖平衡，預(yù)防便秘，增加飽腹感，還可以有效預(yù)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(fā)酵，發(fā)現(xiàn)真菌與乳酸菌協(xié)同發(fā)酵可引起豆渣大分子的降解，使某些特征基團暴露，引發(fā)功能性的改善[3]。尤其是黑曲霉與乳酸菌協(xié)同發(fā)酵，豆渣中所含有的蛋白質(zhì)、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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)此技術(shù)能明顯改善豆渣膳食纖維的微觀結(jié)構(gòu)[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(jù)有很好的市場利用價值[5]。

1.2 大豆多糖的發(fā)現(xiàn)

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(zhì)中含有約30%的水溶性多糖類物質(zhì)，具有多種生物學(xué)活性，能夠改變食品的品質(zhì)與外觀，具有良好的抗氧化和穩(wěn)定性。因此，大豆多糖的提取以及工藝優(yōu)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(chǎn)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(diào)整，得到了優(yōu)化的工藝條件。選出最佳參數(shù)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(chǎn)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(shù)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(chǔ)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(zhì)的挖掘

利用不同方法對豆渣中的活性物質(zhì)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(zhì)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(jié)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(zhì)，采用Schall烘箱法，以油脂的誘導(dǎo)期為響應(yīng)值，在單因素實驗基礎(chǔ)上，利用Design-Expert 8.0軟件進行響應(yīng)曲面設(shè)計試驗，建立豆渣抗氧化活性成分提取條件的數(shù)學(xué)回歸模型，并經(jīng)驗證實驗得到微波輔助甲醇法提取豆渣抗氧化活性物質(zhì)的最佳工藝條件為：甲醇體積分數(shù)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(dǎo)時間達到7.33 d，抗氧化效果最佳[10]。

2 豆渣在食品中的應(yīng)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(yǎng)物質(zhì)，近年來豆渣在食品中的應(yīng)用有了新的發(fā)展。曹樹穩(wěn)等利用食品工藝處理發(fā)酵豆渣，并利用美拉德反應(yīng)生產(chǎn)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(fā)酵1 h，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)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(yīng)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(zhì)較佳，餅干內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(chǎn)健康高膳食纖維低糖餅干[13]。除了傳統(tǒng)豆渣用于生產(chǎn)方便食品、餅干以外，經(jīng)過新型工藝生產(chǎn)的豆渣開始應(yīng)用于不同類型的面包中。李玉美等利用傳統(tǒng)豆渣（SF）和新型工藝豆渣（NSF）生產(chǎn)面包，結(jié)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(jié)果顯示新型工藝豆渣生產(chǎn)的面包比傳統(tǒng)豆渣生產(chǎn)的面品相更好、口感好[14]。于宏達等把經(jīng)過工藝處理后的豆渣加入到面粉中，使豆渣和小麥粉營養(yǎng)相互補充，并加入菠蘿，生產(chǎn)菠蘿口味的新型保健面包[15]。除了在烘焙食品中的應(yīng)用，豆渣還被應(yīng)用于面條、飲料、饅頭、腐乳等方面的研究。

3 豆渣在發(fā)酵行業(yè)的應(yīng)用

我國每年產(chǎn)生大量的豆渣，在研究再利用中除了在食品方面的少量應(yīng)用，絕大部分應(yīng)用于發(fā)酵行業(yè)。豆渣中含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)，但是豆渣中的蛋白質(zhì)大部分是大分子蛋白質(zhì)和抗氧化物，若直接飼喂牲畜不僅營養(yǎng)物質(zhì)很難被吸收而且還會導(dǎo)致牲畜消化不良，產(chǎn)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(yǎng)物質(zhì)的利用率成為關(guān)鍵。莫重文利用混合菌種結(jié)合正交實驗固態(tài)發(fā)酵豆渣生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料并得到了最佳工藝條件，其發(fā)酵豆渣產(chǎn)品中粗蛋白質(zhì)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(fā)酵原料，利用產(chǎn)朊假絲酵母和白地霉雙菌發(fā)酵體系種菌株混合發(fā)酵，通過正交實驗選出固態(tài)發(fā)酵的最佳發(fā)酵條件，且蛋白質(zhì)含量明顯升高，較未發(fā)酵豆渣提高到了29.88%；中性洗滌纖維由38.36%變?yōu)榘l(fā)酵后34.57%；瘤胃降解試驗表明，相較于發(fā)酵原料，發(fā)酵產(chǎn)物干物質(zhì)、中性洗滌纖維和蛋白質(zhì)的有效瘤胃降解率均有所提高；干物質(zhì)的有效降解率有所提高；發(fā)酵產(chǎn)物中性洗滌纖維的瘤胃有效降解率提高到52.77%；粗蛋白質(zhì)的有效降解率顯著提高[17]。于寒松等利用統(tǒng)計學(xué)分析軟件SAS及響應(yīng)面分析法對混合菌種的發(fā)酵條件進行優(yōu)化，優(yōu)化后的最佳混合菌種發(fā)酵工藝發(fā)酵豆渣后水溶性蛋白含量從發(fā)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(fā)酵豆渣代替部分顆粒飼料用來飼喂肥豬，結(jié)果表明，按一定比例添加豆渣并結(jié)合液體飼料工藝喂養(yǎng)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(yōu)化了17.55元[19]。

4 小結(jié)

我國豆渣產(chǎn)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(fā)酵飼料的應(yīng)用階段。我國對豆渣的研究應(yīng)該加大科研投入的力度，才能使豆渣的營養(yǎng)物質(zhì)充分得到充分利用。