□ 趙 爽 龐沐嘉 天津市利民調(diào)料有限公司
大豆豆渣是大豆加工產(chǎn)品如豆?jié){、豆腐、乳腐等的副產(chǎn)物。大豆豆渣中含有未被利用的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)物質(zhì),同時含有大量的大豆膳食纖維。表1為干燥豆渣中的營養(yǎng)成分[1]。
但是,由于鮮豆渣中水分含量極高,可高達85%,所以鮮豆渣極易腐敗,再利用存在困難。幾年來,大豆豆渣的再利用取得了很多進展,主要包括鮮豆渣的直接利用、干燥后豆渣粉的利用和豆渣營養(yǎng)成分的再利用。
表1 干燥豆渣中常見營養(yǎng)成分(g/100g)
有些調(diào)味品生產(chǎn)廠家直接將鮮豆渣利用到醬油和黃豆醬的發(fā)酵中。因為醬油和黃豆醬的主要原料是黃豆,因此可以將鮮豆渣替換一部分黃豆原料。將鮮豆渣和黃豆等原料混合,進行蒸煮、接菌、發(fā)酵等,不僅可以節(jié)省成本,提高出品率,同時減少鮮豆渣對環(huán)境的破壞。
有研究表明將鮮豆渣蒸煮后通過酶解,加入穩(wěn)定劑及乳化劑后均質(zhì),能夠形成一種流動性好、口感圓潤爽滑的新型功能性纖維飲料[2]。
由于蛋糕烘烤過程中有水分散失,而豆渣中的大豆膳食纖維具有很好的保水特性。因此鮮豆渣可以添加入蛋糕中,不僅增加蛋白質(zhì)含量,而且能有效改善蛋糕的失水問題。豆渣的添加量為30%~35%。
鮮豆渣中蛋白質(zhì)分子量較大,同時鮮豆渣缺少有益的酶系,因此鮮豆渣直接喂食牲畜,大分子蛋白質(zhì)不能被吸收,會造成牲畜消化道問題。研究表明,可以將鮮豆渣利用毛霉再發(fā)酵。發(fā)酵過程中,大分子蛋白質(zhì)會被分解,同時會產(chǎn)生大量蛋白酶,將豆渣變成一種優(yōu)質(zhì)低價的飼料。
李琳等[3]通過蛋白酶和纖維素酶對鮮豆渣進行催化水解,經(jīng)米曲霉再次發(fā)酵,可提取出食品添加劑。正交實驗確立的最優(yōu)發(fā)酵條件為發(fā)酵溫度30 ℃,接種量4%,在轉(zhuǎn)速為130 r/min的搖床中發(fā)酵48 h。發(fā)酵后52.87%的豆渣固形物可分解為可溶組分,約51.8%的蛋白質(zhì)水解成多肽。發(fā)酵提取產(chǎn)物包括多糖、可溶性纖維和分子量在5 000 Da以下的肽類。
由于鮮豆渣不利于儲存,所以迫切需要研究豆渣的干燥保藏技術(shù)。現(xiàn)有成熟的豆渣干燥技術(shù)包括滾筒干燥、熱風干燥和減壓干燥。
吳金鳳等研究發(fā)現(xiàn)[4],在制作餅干過程中,豆渣粉替代面粉的用量可以達到40%以上。宋蓮軍等[5]研究發(fā)現(xiàn),添加31.75%的豆渣干粉,餅干的綜合性能最優(yōu)。豆渣粉也可以應(yīng)用到饅頭制作中,不僅可以減少面粉的用量,還可以增加饅頭的蛋白和膳食纖維含量,改良饅頭的質(zhì)構(gòu)特性。
張慧霞等研究[6]發(fā)現(xiàn),將大豆蛋白、復(fù)配膠、淀粉、植物油及豆渣粉進行復(fù)配,利用各組分的結(jié)構(gòu)特性,可以代替動物肉,制作素豆腸。添加豆渣粉,能夠?qū)⒍鼓c的膳食纖維質(zhì)量分數(shù)提高到2.98%,使素豆腸擁有更高的保健價值。
姚曉玲等[7]從原料、改良劑的選擇及生產(chǎn)工藝的改進入手,解決了豆渣粉加入后,降低面筋種蛋白質(zhì)比例,弱化面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),因面團流變學(xué)特性造成面條成型困難的問題。
大豆纖維素占豆渣干重的50%左右。大豆纖維素包括可溶性膳食纖維(Soluble Dietary Fiber,SDF) 和 不溶性膳食纖維(Insoluble Dietary Fiber,IDF)。其中IDF含量占總重的40%以上。膳食纖維被列為“第七大營養(yǎng)素”。增加攝入膳食纖維,調(diào)整優(yōu)化膳食結(jié)構(gòu),是現(xiàn)代人群飲食的發(fā)展趨勢[8]。
大豆纖維素的提取方法一般為:清洗、去除雜質(zhì)、除蛋白、脫脂脫色、均質(zhì),干燥、粉碎,處理后大豆纖維含量達 61%~88%[9,10]。
王常青等[11]以SD大鼠為研究對象,揭示了豆渣纖維的生理功能。實驗結(jié)果表明,豆渣纖維具有良好的降血脂、改善血液流變性能。
徐虹[12]和孫海燕[13]均研究證明,豆渣纖維的降低血糖和血脂,改善血糖、血脂代謝功能顯著,并且對患糖尿病的小鼠肝臟和腎臟具有很好的保護作用。
白婕[14]等研究利用大豆膳食纖維制作酸奶。首先利用超聲波輔助化學(xué)法對豆渣中的膳食纖維進行提取,隨后進行超微粉碎改性,再與低聚木糖等輔料添加至全脂乳中進行發(fā)酵,可以制成富含膳食纖維的保健酸奶。成品中活菌數(shù)達5.0×106CFU/mL以上,色澤乳黃,凝乳質(zhì)地致密,具有柔和的乳香。
除此之外,豆渣纖維素還可用于膠囊壁的制作和可食用紙張的制作等。
多糖具有抗腫瘤、免疫、抗凝血、降血糖、抗病毒和抗氧化等廣泛的生物活性[15]。張強[16]等的研究建立了簡單可行的豆渣多糖提取工藝。多糖提取率為1.68%,且提取的多糖為水溶性多糖,具有還原活性。體外抗氧化試驗結(jié)果表明豆渣多糖對超氧陰離子自由基和羥基自由基均具有一定的清除能力,且存在一定的量效關(guān)系。豆渣多糖有望作為天然抗氧化劑和功能性食品而得到開發(fā)應(yīng)用。
陳紅等[17]對超聲波協(xié)同酶法提取大豆多糖的工藝進行了優(yōu)化,確定超聲波協(xié)同酶法提取大豆多糖的最佳超聲波功率為200 W,超聲波輻射時間為30 min,料液質(zhì)量濃度0.04 g/mL,纖維素酶用量1.5%,酶解溫度50 ℃,酶解時間40 min,pH值5.0。在此工藝條件下,多糖的得率為12.23%。
姚衍[18]將羊肚菌加入豆渣中,通過半固態(tài)方式進行發(fā)酵,并分析了提取出的多糖的理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及生物活性。豆渣發(fā)酵的多糖經(jīng)體外實驗證實其擁有良好的抗氧化特性。因此大豆多糖可應(yīng)用于天然抗氧化劑材料、功能性食品和藥品等領(lǐng)域。
大豆蛋白用途非常廣闊,是一種效果良好的食品添加劑[19]。大豆蛋白經(jīng)水解后的含氨基酸和多肽的水解蛋白液是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白來源,廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)生產(chǎn)中。水解蛋白中的某些寡肽還具有特殊的生理功能。
馬秀婷等[20]研究了堿溶解、超聲波處理、酸沉淀的方法提取豆渣蛋白的工藝。結(jié)果表明:超聲波輔助可增加豆渣蛋白提取率,并且豆渣蛋白未發(fā)生特別大程度變性。
劉帥等[21]采用黑曲霉對豆渣進行發(fā)酵,使豆渣中的蛋白在蛋白酶的催化下初步水解。再通過中性蛋白酶和木瓜蛋白酶進一步催化,水解成大豆多肽。水解度達到40%。
任海偉等[22]采用正交實驗設(shè)計法確定了蛋白酶水解豆渣制備可溶性蛋白肽的最佳工藝,并對其結(jié)構(gòu)進行了表征。優(yōu)化后可溶性蛋白肽提取率達到了63.03%,氨基酸態(tài)氮含量控制在5.15%;傅里葉變換紅外光譜分析表明,該可溶性大豆蛋白肽具有蛋白質(zhì)和多肽的雙重特征。
總而言之,豆渣作為一種高營養(yǎng)、低安全風險的原料,其利用率還遠遠不夠。豆渣還有巨大的可利用潛能。豆渣的再利用研究需要重點攻克改善豆渣的不良特質(zhì),開發(fā)出附加值高、營養(yǎng)豐富的產(chǎn)品。