豆渣的营养成分功能及其在食品工业中的利用_湛祺.pdf

农产品加工2023 年第 1 期文章编号：1671-9646（2023）01b-0076-05第 1 期（总第 568 期）农产品加工No.12023 年 1 月Farm Products ProcessingJan.摘要：我国是豆制品加工大国，豆渣是大豆在加工过程中产生的副产物，然而豆渣中含有丰富的营养物质，以干质量计豆渣中约含有 50%膳食纤维，20%左右蛋白质，10%左右的脂肪及其他营养物质，但因其具有较高的水分含量容易腐败变质，故在生产中常被丢弃。研究表明，豆渣具有多种活性功能，如抗糖尿病、抗肥胖、调节肠道和抗氧化等作用，所以对豆渣进行综合利用，可减少资源浪费，为现代食品工业带来新的发展思路。主要综述了豆渣的营养成分、功能性质及在食品工业中的应用状况，旨在为豆渣废弃物的综合利提供参考。关键词：豆渣；营养成分；功能特性；食品工业；高值化利用中图分类号：TS209文献标志码：Adoi：10.16693/ki.1671-9646（X）.2023.01.052Nutritional Composition Function and Utilization of Okara in Food IndustryZHAN Qi，Kiran Thakur，HU Fei，ZHANG Jianguo，*WEI Zhaojun（School of Food and Biological Engineering，Hefei University of Technology，Hefei，Anhui 230601，China）Abstract：China is a large processing country of soybean products，okara is a by-product of soybean processing，however，okara is rich in nutrients，in dry weight soybean residue contains about 50%dietary fiber，about 20%protein，about 10%fatand other nutrients，but because it has a high moisture content is easy to spoil，so in production is often discarded.Studieshave shown that okara has a variety of active functions，such as anti-diabetic effect，anti-obesity effect，intestinal regulation，and antioxidant effect，so the comprehensive utilization of okara can reduce the waste of resources and bring new developmentideas for modern food industry.This paper mainly reviewed the nutritional composition，functional properties，and applicationof okara in food industry，aiming to provide reference for the comprehensive utilization of okara.Key words：okara；nutrients；functional characteristics；food industry；high value utilization豆渣的营养成分 功能及其在食品工业中的利用湛祺，Kiran Thakur，胡飞，章建国，*魏兆军（合肥工业大学 食品与生物工程学院，安徽 合肥230601）收稿日期：2022-03-23基金项目：安徽省重点研究与开发计划资助项目（202104f06020026，202004a06020042，201904a06020008）。作者简介：湛祺（1999），女，在读硕士，研究方向为食品工程。*通讯作者：魏兆军（1970），男，博士，教授，研究方向为农林特产食品加工。0引言中国是全球豆制品加工的主要国家之一，在生产豆制品，如豆浆、豆腐的加工过程中，会剩下大量的副产品豆渣。在我国每年产生将近 200 万t 湿豆渣，有研究表明豆制品副产物豆渣中含有 18%24%的蛋白质、50%56%的膳食纤维，每 100 g豆渣中含有钙 210 mg，镁 39 mg，磷 380 mg，维 B20.976 mg及赖氨酸 5.86 g 等，可成为人体补充赖氨酸的来源1。但是，由于豆渣的口感不佳、豆腥味等不良气味较重、色泽暗淡且易腐败变质，导致人们对豆渣的利用率较低，大多是用于生产饲料或作为废物丢弃2。但是豆渣经过一定的处理方法，可以实现从废弃物到增值食品的演变3。因此，如何将豆渣变废为宝，实现其综合利用是当前豆制品行业发展所面临的问题。1豆渣的营养成分豆渣中的化学成分主要取决于从已磨碎大豆中所提取出的水分、是否继续添加更多水分来提取剩余的可提取成分，其次是取决于大豆的品种及其加工方法。在中国，为了更好地研磨大豆，在研磨前人们通常先将大豆浸泡使其充分吸水膨胀，而后再进行研磨，将研磨好的豆浆过滤，过滤后得到豆渣；在日本，复水的大豆先经过煮制后进行研磨过滤4-6。且以前的研究中，也有报道干豆渣和新鲜豆渣在营养成分方面的区别。新鲜豆渣及干豆渣营养成分含量见表 17-10。由表 1 可看出，豆渣中的主要成分是膳食纤维，主要分为 4 种不同的形式在豆渣中存在，粗膳食纤2023 年第 1 期维（17.9%）、总膳食纤维（58.6%），不可溶性膳食纤维（55.63%），可溶性膳食纤维（1.96%）。膳食纤维中又以不可溶性膳食纤维为主，可溶性膳食纤维占很少的比例，但使用化学、微生物发酵、高压处理等方法可以提高豆渣中可溶性膳食纤维的含量11-12。膳食纤维所表现出来的益处大多与可溶性膳食纤维相关，如可溶性膳食纤维的益生元效应，对癌症的调节作用等13。相比之下，豆渣中的游离碳水化合物的含量很低（4%5%），碳水化合物的缺乏也是在利用豆渣制作发酵产品过程中限制发酵微生物生长的主要原因14。干燥后的豆渣具有很高的营养价值，在干豆渣中有 20%左右的蛋白质，其中以碱性 7S 和 11S 球蛋白为主15，具有高营养品质，可作为一种潜在以供人类食用的优质蛋白质来源16。另外，豆渣蛋白的品质高于其他大豆产品17，豆渣中的必需氨基酸比例与豆腐，大豆中的含量相当，但是豆渣蛋白的溶解度较低，使其很难和许多其他食品体系融入到一起。但是可通过改性作用，提高豆渣蛋白的溶解性，进而改善其乳化性、起泡性，促进豆渣蛋白的吸收7。尽管豆渣蛋白中含有 5.19%14.4%的胰蛋白酶抑制剂，但是可以通过热处理将其灭活8。异黄酮是天然存在的一组杂环酚类物质，具有多种保健功能，如预防心血管疾病、癌症、营养不良等症状，主要存在于土壤之中16。糖苷形式是大豆异黄酮的主要存在形式，主要有染料木苷、黄豆苷等；以及其对应的苷元形式，如染料木黄酮及黄豆苷元等。-葡萄糖苷酶可将糖苷形式的异黄酮酶促水解成苷元形式，相比糖苷形式来说，苷元形式的大豆异黄酮更容易消化。有研究表明，用豆渣固定化乳酸菌发酵的豆浆可以增强 -葡萄糖苷酶活性，刺激异黄酮的生物转化17。异黄酮的酶抑制作用、抗癌、消炎等功能与其抗氧化功能有关，并且异黄酮的抗氧化能力大多优于其他多酚类物质。黄豆苷元和染料木黄酮是抗氧化能力最强的异黄酮，可使DNA 免受羟基自由基造成的氧化损伤18，而影响豆渣中异黄酮含量及其存在形式的主要因素是豆渣的加工方法。豆渣中还含有 10%左右的脂肪4，豆渣是富含脂肪的大豆种子制成的，故豆渣仍属于高脂肪制品。豆渣中所含的多不饱和脂肪酸主要由亚油酸组成，其次是亚麻酸。豆渣中的其他营养成分还包括维 B1、维 B2、烟酸，以及钙、铁、锌、镁和铜等微量元素19。Santos DC D等人6的报告称，豆渣中的磷（313 mg/100 g）、钙（126 mg/100 g）和钾（286 mg/100 g）含量较高，锌（3.14mg/100g）、铜（0.77mg/100g）和铁（4.45mg/100g）含量中等。2豆渣的功能特性迄今为止，有关豆渣及其价值化的研究主要强调物理属性（如风味和质地的改善），而不是调查可能的健康属性和潜在机制。据报道，豆渣中的异黄酮、肽和氨基酸具有多种生理功能，可对抗代谢综合征，如糖尿病、肥胖症、高脂血症、心血管疾病和肠道失调等。2.1抗糖尿病作用近年来，研究强调了食物干预对防治型糖尿病的重要性。异黄酮和大豆蛋白的作用已被公认为改善糖耐量，然而，自 2016 年以来，很少有研究阐明豆渣的抗糖尿病作用。Ismaiel M等人20在试验诱导的型糖尿病模型中，评估补充 15%豆渣和 15%大豆麸皮的饮食对 8 周的抗糖尿病作用。结果表明，豆渣可显著控制高血糖并改善糖耐量，从而降低型糖尿病并发症的风险。Chan L Y 等人21研究了发酵豆渣的体外和体内降血糖作用，结果表明，补充发酵豆渣可以降低餐后血糖水平。Nguyen L T等人22研究了发酵秋葵的体外和体内降血糖作用，结果表明，补充发酵豆渣可以降低餐后血糖水平。2.2抗肥胖作用饮食不当和不良的生活方式会导致肥胖症的发病率增加，从而导致各种代谢疾病，如糖尿病、心脑血管疾病和癌症。据报道，粗纤维豆渣作为膳食补充剂在预防肥胖和脂质代谢紊乱方面发挥了有益的作用。Prez-LpezE等人13的研究表明，与对照组小鼠相比，食用豆渣可诱导小鼠的体重减轻，降低血浆中甘油三酯的含量，并改善氨基酸代谢。此外，豆渣喂养使肠道中种有益菌群的恢复，改善了钙和镁的吸收。Nishibori N 等人23喂食豆渣的干燥粉末可降低高脂饮食喂养小鼠的血甘油三酯（TG）水平并抑制肠道中的脂肪酶活性。Nagano T等人24的研究表明，补充豆渣膳食纤维与运动相结合，可以通过调节小鼠肠道菌群的平衡来抑制肥胖。Yang T 等人25使用湿介质球磨机提高豆渣的胆固醇结合能力。此外，最近的一项研究报告，来自豆渣的纤维可显著降低血清总胆固醇、甘油三酯和动脉粥样硬化指数，或可以预防高胆固醇小鼠的高脂血症26。Nagata Y 等人27在大鼠的血清和肝脏脂质谱的相关研究中，证明了豆渣的低甘油三酯效应。这些研究都证明了，豆湛祺，等：豆渣的营养成分 功能及其在食品工业中的利用表 1新鲜豆渣及干豆渣营养成分含量成 分干豆渣干豆渣新鲜豆渣新鲜豆渣水分脂肪蛋白质粗膳食纤维总膳食纤维不可溶性膳食纤维可溶性膳食纤维6.710.015.900.1215.310.3317.900.2058.600.2055.630.071.910.064.710.0616.290.0433.530.1136.320.0156.60042.00014.60080.250.046.220.457.910.254.10013.830.4910.580.403.250.0974.00.201.980.1232.800.6323.400.0934.672.9117.790.6116.880/%77农产品加工2023 年第 1 期渣可能减轻高脂饮食引起的一些不良代谢影响，预防肥胖、改善血脂状况。2.3肠道调节作用食品副产品或废物生物材料可以作为益生元等新型功能成分的来源受到了广泛关注。据报道，用豆渣制成的食品具有热量低、低血糖指数和低负荷，以及高纤维和蛋白质含量引起的饱腹感的效应。最近的一项综述强调了豆渣益生元在肠道营养失调中的作用，并强调了其对肝和肾功能的潜在影响28。在过去的研究中，豆渣已经通过体外和体内模型进行了研究，主要是因为豆渣的细胞壁非常复杂，赋予了广泛的益生元效应29。2.4抗氧化作用在所有的生物学特性中，豆渣的抗氧化特性得到了广泛的研究。Kamble D