豆渣的综合利用及研究进展

李鑫宇，孙冰玉，张 光，朱秀清

（哈尔滨商业大学食品工程学院/黑龙江省普通高等学校食品科学与工程重点实验室，哈尔滨 150076）

豆渣是制作豆腐、豆油、酱油等大豆制品的主要副产物，我国是生产和消费大豆的主要国家，大豆类制品产量巨大，同时也会有大量的豆渣被制出。但由于其易腐烂性、不良风味和质地等原因被认为是废物，通常直接应用于动物饲料或废弃，这不仅造成了越来越严重的环境问题，也使豆渣失去了增值用途的机会。豆渣虽然是一种松散的物质，但是有非常丰富的营养物质，包括蛋白质、脂肪、膳食纤维、矿物质以及未指定的单糖和低聚糖等营养素。因此，对豆渣进行加工利用是很必要的。本文主要概括了近五年国内外对豆渣的利用现状，为豆渣的开发利用提供一定的基础。

1 豆渣中营养物质的研究进展

1.1 大豆多糖

大豆多糖具有多种生物学活性，能够改善食品的食用品质、加工和外观特性。另外还有着良好的稳定性、成膜性、抗黏结性等，在预防肥胖和癌症上也有一定的功效[1]。

关于大豆多糖的研究多为其提取工艺的优化。田海娟等[2]采用超声波辅助用以提取可溶性大豆多糖，采用响应面法进行优化得出最佳条件，多糖提取率为1.869%。陈宇航等[3]采用超声微波协同处理提取可溶性多糖，经响应面法优化得出最佳提取条件，该条件下，多糖提取率可达17.97%。桂宇豪等[4]采用水热法提取大豆多糖，通过正交试验进行优化得出最佳提取条件，多糖产率为52.4%。韩业辉[5]利用亚临界水对豆渣中多糖进行提取，采用单因素和正交试验确定最佳提取条件，多糖得率可达到57.2%，该法可极大的缩短提取时间并提高多糖得率。Shuhong Li等[6]对豆渣进行固态发酵来制备多糖，通过响应面法得到最佳条件：发酵温度23.7℃、发酵时间7.5 d、接种量15.5 mL，在此条件下多糖产量可达到88.93 mg/g。

1.2 异黄酮

大豆异黄酮具有广泛的生物活性，具有抗癌、抗氧化、降血脂等作用。李万林等[7-8]采用超声辅助法和微波处理法提取异黄酮，通过正交试验得到超声提取微波萃取最优条件，异黄酮得率分别为0.394 2%、0.377 5%。

1.3 抗氧化物质

采用多种方法对豆渣中的物质进行提取，并对其抗氧化性进行研究，为豆渣的综合利用提供新的领域。曹巧巧等[9-11]分别采用70%浓度的乙醇、甲醇和丙酮对豆渣中的活性物质进行提取，并对各个样品的提取物进行抗氧化活性测定，结果表明，采用70%甲醇的提取物抗氧化活性最高，总酚含量也最高；采用微波辅助甲醇法对豆渣中抗氧化物质进行提取，经响应曲面法优化提取条件：甲醇体积分数为70%时，所得提取物可使油样的诱导时间长达7.33 d；最后，将所提取的抗氧化物与其他天然抗氧化剂进行复配，采用响应曲面法进行优化，得到最优复配比例：豆渣提取物0.57%、茶多酚0.05%、VC0.02%，在此条件下可使油脂诱导时间延长至11.22 d。还有一部分研究对豆渣进行酶解，从而获得抗氧化物，高义霞等[12]以豆渣蛋白为原料进行酶解制备豆渣蛋白肽，通过单因素和正交试验确定最佳参数：pH 7、温度70℃、豆渣蛋白浓度4mg/mL、酶用量100 U，将制得蛋白肽与VC进行对比，其总还原力与浓度呈正相关并具有一定的抗氧化性。方燕凌等[13]对豆渣进行酶解制备豆渣多肽并加钙螯合，通过单因素和正交试验确定最优酶解条件，最终产物的抗氧化性可达2.48%。

1.4 营养素及其他微量物质

维生素是人体必不可少的物质，王静等[14]通过半固态发酵法对豆渣进行发酵，采用高效液相色谱对VB2和VB12含量变化进行测定，结果表明，采用菌藻混合25℃的条件下豆渣发酵5 d，其含量分别增长约0.5和5.9倍。

低聚糖具有预防癌症和龋齿、调节血脂等功效，在食品领域中被广泛应用，孙军涛等[15]采用超声辅助碱法对豆渣中的低聚糖进行提取，通过单因素和正交试验确定最佳提取条件，在此条件下低聚糖的提取率可达到1.19%。

植酸具有多种生物学活性和抗氧化性，江连洲等[16]采用超声辅助法对豆渣中的植酸进行提取，通过响应面法优化得出最佳提取工艺，植酸提取率可达1.23%，对比振荡提取法，其提取率提高了41%。

脲酶是一种重要的生物制剂，被广泛应用于医学和农业等，张铁军等[17]通过盐析法结合有机溶剂并用法对豆渣中的脲酶进行提取，通过单因素分析得出最优提取条件，此条件下脲酶得率为0.1%，为国产脲酶提供了途径。

1.5 膳食纤维

膳食纤维是一种人们所熟知的物质，它有着促进肠胃蠕动、预防糖尿病、降低胆固醇含量等作用，陈磊等[18]采用酶法处理提取豆渣中的可溶性膳食纤维，通过单因素和正交试验进行优化得到最优参数，可溶性膳食纤维得率可达8.05%。路志芳等[19]也采用酶法以豆渣为原料进行提取，通过单因素分析得出最优条件，在此条件下，可溶性膳食纤维得率达到11.48%。李佩燚等[20]使用酶-碱结合法对豆渣纤维进行提取，通过单因素和正交优化得到最佳条件，纤维得率达到80.47%，但平均聚合度和分子量有所下降。

2 现代加工技术在豆渣中的应用

2.1 发酵技术在豆渣中的应用

姚珩等[21]采用羊肚菌对豆渣进行半固态发酵并采用正交试验优化发酵条件，可得发酵产物中多糖含量为8.86%。Min Shi等[22-23]通过超声辅助提取从发酵豆渣中提取灵芝多糖，通过正交试验得出最佳提取条件，得到灵芝多糖的产量为115.47 mg/g，并且具有较强的抗氧化作用和免疫调节活性；还以豆渣为底物采用固态发酵法制备多糖，通过响应面法优化发酵条件，最终获得59.15 mg/g的多糖，另外通过超声辅助在发酵过的豆渣中进行多糖的提取又可获得多糖106.74 mg/g。Shuhong Li等[24]采用羊肚菌对豆渣进行发酵，采用正交试验设计和响应面法进行优化，得到最佳发酵条件，得到多糖产量为95.82 mg/g。

Vong W C等[25]利用解脂耶罗威亚酵母对豆渣进行固态发酵，发酵产物中脂质、琥珀酸和谷氨酸盐含量增加，抗氧化能力也显著增强，还使豆渣具有了大量的鲜味物质，使其更有营养，更适宜加入到食品中。Li S[26]等通过羊肚菌对豆渣进行发酵并与未发酵豆渣进行对比，结果显示，发酵豆渣具有更高的热稳定性和多孔均匀的结构，并且游离氨基酸、多糖、总多酚的含量也得到了明显的提升，为豆渣的利用提供了新的途径。

赵泰霞和朱杏玲[27]通过发酵法提取膳食纤维，采用正交试验进行优化，在最优条件下膳食纤维得率为75.6%。Tu Z等[28]研究了乳酸菌发酵和动态高压微流对豆渣中膳食纤维的影响，结果表明，两种方式均可增加豆渣中可溶性膳食纤维的含量，降低不可溶与可溶性膳食纤维的比例，半纤维素有所损失，纤维素含量没有显着差异，豆渣发酵后会导致纤维结构的改性使其结晶度降低，动态高压微流则破坏其结构形成了粗糙表面。

高大响和黄小忠[29]采用黑曲霉固态发酵豆渣制备纤维素酶和淀粉酶，通过单因素和正交试验分析，产纤维素酶的最佳条件：豆渣15 g、含水量55%、接种量1.7 mL、培养时间84 h，酶活力达475 U/g；产淀粉酶的最佳条件：豆渣15 g、含水量60%、接种量1.5 mL、培养时间60 h，酶活力达198 U/g。Shi M等[30]发酵豆渣生产总多酚，用过响应面法进行优化，最优条件下的发酵豆渣与未发酵豆渣相比，多酚含量增长了19.81 mg/g，并且发酵豆渣的多糖、蛋白质和各种氨基酸显着增加。Vidiany A等[31]使用酿酒酵母对豆渣进行固态发酵并对总酚、抗氧化性、异黄酮转化等参数进行评估，发现发酵有助于提高豆渣的营养品质，促进蛋白质含量的增加和总酚的增加，还能促进异黄酮的生物转化。

王夫杰等[32]采用食用菌农平1号对豆渣进行固态发酵，以氨基酸态氮含量和蛋白质含量为指标进行单因素和响应曲面法分析，得出最优的发酵条件，获得发酵豆渣中氨基酸态氮的含量为334 g/100g，蛋白质含量为33.86 g/100g，可显著增加豆渣的营养成分。张长贵等[33]利用豆渣生产酱油曲，通过单因素和正交试验获得最优参数，在该条件下干曲活性可达2 286.82 U/g，成曲感官品质良好。Salakkam A等[34]采用米曲霉对豆渣进行固态发酵，制得富含游离氨基氮的溶液，并用作乙醇发酵中的氮源，将豆渣与米饭以75∶25进行复配作为发酵底物，可显著提高蛋白酶的产量，随后将豆渣衍生水解产物与甘蔗糖蜜混合用于酿酒酵母对乙醇的生产，每40.7 g酵母可产生1 L乙醇，生产率为0.62 g/L/h，该研究表明了豆渣与米饭的共同发酵增加蛋白酶产量并将豆渣作为低成本的氮源进行乙醇发酵是可行的。

2.2 挤压技术在豆渣中的应用

挤压技术是使物料通过机械作用辅以高温、剪切作用，使物料组织结构发生改变，使其更利于应用，李艾霖等[35]对豆渣进行挤压膨化并对产物结构和膨化度进行研究，经响应曲面法优化得出最优挤压膨化条件，在此条件下产物膨化度较好且结构疏松。张岚等[36]对豆渣进行高湿挤压，对挤压前后膳食纤维含量进行比较，物料水分升高不利于膳食纤维的降解，温度过高不利于膳食纤维的降解。芦菲等[37]将豆渣和玉米粉进行复配后进行挤压，通过正交优化得出最优参数，此时的膨化物再于200℃下焙烤15 min后，感官品质良好，可应用于食品中。

Jing Y和Chi Y J[38]应用挤压技术提取豆渣中的可溶性膳食纤维，采用响应曲面法优化得出最佳挤压参数，在此条件下，豆渣中可溶性膳食纤维含量可达12.65%，较未膨化豆渣提高10.60%，且挤压豆渣中的膳食纤维比未挤压豆渣具有更高的保水能力、保油能力和膨胀力。Wang L等[39]将豆渣玉米粉混合物通过双螺杆挤压机进行挤压，通过响应曲面法评估工艺变量对挤压产物的影响，得出最佳挤压条件，此时挤压产物具有最好的外观、味道、质地和整体可接受性。Chen Y等[40]研究爆破挤压加工对豆渣中可溶性膳食纤维的影响，分析出最优挤压条件，挤压产物中膳食纤维含量从2.6%增加到30.1%，峰值温度提升了5.9℃，体内试验证明可降低总胆固醇和甘油三酯的含量。

3 豆渣在食品中的应用

豆渣是一种营养丰富的物质，但由于其口感粗糙和豆腥味，不易被人接受，随着社会的进步，豆渣的可利用性逐渐被开发并应用于食品领域。

3.1 豆渣饼干和糕点

王瑞霞等[41]将原料中的面粉用豆渣进行替换，豆渣使用比例为13%时，可制得感官良好的豆渣纤维饼干。黄益前和苏扬[42]对豆渣纤维饼干的工艺进行了优化，将豆渣添加量提升到17%，产品不仅口感松脆，还具有浓厚的豆香味。郭雪霞等[43]在豆渣纤维饼干中加入奶粉，其中豆渣添加量达到12%，不仅将豆渣充分利用，还使其具有了奶香味，更易被消费者接受。陈书明[44]使用豆渣制备桃酥，豆渣添加量最高可达15%，其色香味等指标良好。

李佳芳等[45]使用豆渣制作杯子蛋糕，其中豆渣添加量为8%，制得蛋糕中膳食纤维相比普通蛋糕提高了290%。夏秀华等[46]和王宝刚等[47]均使用豆渣制作蛋糕，豆渣添加量可达30%，且其质构和风味良好。叶韬等[48]在月饼的制作中添加了16%的豆渣，可使月饼具有最佳的豆香味和感官品质。

3.2 豆渣馒头

宋莲军等[49]和邹妍等[50]以豆渣为原料进行馒头的制作，豆渣添加量为7%时，可使馒头的感官评分达到最高且能最大程度的延迟产品的货架期。崔丽琴等[51]研究了豆渣的使用对面团和馒头的质构性质，当豆渣添加量为15%时最为适宜。何洁等[52]在窝头的制作中添加了30%豆渣，使其成型、色泽、香味达到理想水平。王军等[53]研究了豆渣的添加对馒头中淀粉的体外消化率的影响，豆渣添加的越多淀粉的体外消化率越低。

3.3 豆渣面包

陈宇航等[54]研究了豆渣面包的制备和低血糖生成指数，当豆渣添加量为5.4%时，面包品质极佳且适合肥胖人群和糖尿病患者食用。周梦雪和陆宁[55]研究了豆渣面包的质构和风味，豆渣添加量为10%时，面包品质良好，其硬度和咀嚼型要优于普通面包，而粘弹性略差，风味无明显差别。姜元华等[56]和孟凡冰等[57]通过研究发现豆渣添加量为8%时，会使面团具有更好的拉伸特性，降低面包的比容并减缓面包老化。

3.4 豆渣饮料

刘昊飞[58]将豆渣作为稳定剂应用于酸性乳饮料中并对饮料沉淀率进行测定，结果表明豆渣的稳定性优于果胶和阿拉伯胶，可作为一种新型稳定剂。刘畅等[59]将豆渣与红枣汁进行复配，豆渣添加量达到9%，制备出新型的红枣豆渣乳饮料，该饮料中不仅含有由豆渣提供的大量膳食纤维，还具有红枣的香味，使其口感更佳。林雪娇等[60]进行了发酵豆渣乳饮料的研制，其中豆渣添加量为7%，制得的产品分散体系均匀、口感极佳、稳定性良好。

3.5 其他

许彦腾等[61]以豆渣为原料进行面条的制备，通过对面条断条率、吸水率、咀嚼性等性质进行测定，最终确定豆渣添加量为160 g/kg时面条品质达到最佳。毕韬韬等[62]将豆渣应用到烤肠的研发中，通过对配方的优化，豆渣添加量可达4%，此时烤肠具有良好的感官性质和口感。

4 豆渣在饲料中的应用

蒋余等[63]研究了发酵豆渣对建鲤的特定生长率为评价指标，通过回归分析得出其饲料中发酵豆渣添加量为10.2%时最适宜其生长，添加水平过高时会抑制其生长，但能提高其机体的抗氧化能力。周兴华等[64]研究了发酵豆渣对鲫鱼生长情况的影响，当饲料中发酵豆渣中含量为20%时，其各项生长指标达到最优。李剑锋等[65]采用芽孢杆菌、乳酸菌、产元假丝酵母和白地霉等菌株进行复配并对豆渣进行发酵并进行饲喂肉牛试验，发现发酵豆渣适口性增强，粗蛋白含量28.35%，有机酸含量高，pH降低，饲喂发酵豆渣的肉牛相比于普通饲料的肉牛日增重提升20.2%，具有显著效果。侍宝路等[66]通过乳酸菌和酿酒酵母菌对豆渣为原料进行发酵，通过正交试验分析最优发酵条件，发酵产物总酸含量提升，蛋白含量有所提升，且发酵豆渣更加耐贮存。Yasuda K等[67]研究了豆渣对黑鲷的生长情况、胴体性状和肌肉特性的影响，在生长情况方面，平均日增重以及胴体性状没有显着差异，肉的颜色受膳食的影响，饲喂豆渣的肉样品色度更高，另外，饲喂豆渣的肉样品中极性脂质含量更高，因此，豆渣可以应用于饲料。

5 展望

随着时代的发展和科技的进步，豆渣逐渐被应用于各个领域中，这不仅提高了豆渣的利用率，还解决了废弃豆渣对环境所造成的问题，但是豆渣的使用并未被完全开发出来，因此对豆渣的相关性研究是非常有必要的，相信在不久的将来，豆渣将会作为一种非常重要的加工原料出现在人们的视线之内。