李云捷+周哲+劉志+李植儒

摘 要：通過(guò)介紹大豆黃漿水的主要成分、功能性成分提取和發(fā)酵制品的研究現(xiàn)狀，分析了在大豆黃漿水開(kāi)發(fā)利用中可能存在的主要問(wèn)題，為黃漿水的綜合利用指明了方向。

關(guān)鍵詞：大豆黃漿水；營(yíng)養(yǎng)成分；發(fā)酵制品；大豆低聚糖

中圖分類(lèi)號(hào)：TS209 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.009

豆制品是亞洲，尤其是中國(guó)的傳統(tǒng)食品，深受人們的喜愛(ài)。但在生產(chǎn)豆制品的過(guò)程中，豆?jié){熱凝固、壓濾成型時(shí)會(huì)排放出廢水。由于廢水富含大豆異黃酮和類(lèi)胡蘿卜素色素，且呈黃色，因此被稱(chēng)為“黃漿水”。長(zhǎng)期以來(lái)，黃漿水被當(dāng)作廢水直接排放，而其中富含蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)素，導(dǎo)致江河湖水BOD（生物需氧量）、COD（化學(xué)需氧量）值嚴(yán)重超標(biāo)，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。正確認(rèn)識(shí)大豆黃漿水，合理、有效地利用此類(lèi)副產(chǎn)品，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 大豆黃漿水主要成分

大豆黃漿水，又稱(chēng)“大豆乳清”，為棕黃色膠體混合物。大豆黃漿水中含有大分子蛋白、小分子寡糖、色素類(lèi)和鹽類(lèi)等物質(zhì)，被直接排放至環(huán)境中，為微生物的生長(zhǎng)、繁殖創(chuàng)造了有利條件，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。同時(shí)，大豆黃漿水中也有一些有益的生理活性成分，比如大豆異黃酮、皂苷、大豆低聚糖、胰蛋白酶抑制劑等。大豆黃漿水的主要成分見(jiàn)表1.

表1 大豆黃漿水的主要成分（單位：g/100 mL）

成分 蛋白質(zhì) 還原糖 總酚 總酯 乙醇 甲醇 固形物

黃漿水 3.07 2.14 0.81 2.38 3.51 0.01 11.4

2 大豆黃漿水功能性成分提取

2.1 大豆異黃酮

大豆異黃酮是大豆生長(zhǎng)過(guò)程中形成的一類(lèi)次級(jí)代謝產(chǎn)物，其雌激素會(huì)影響到激素分泌、代謝生物學(xué)活性、蛋白質(zhì)合成、生長(zhǎng)因子活性等，是天然的癌癥化學(xué)預(yù)防劑，被譽(yù)為“植物雌激素”。女性經(jīng)常食用大豆制品，能夠彌補(bǔ)30歲以后雌激素分泌不足的缺陷，補(bǔ)充皮膚水分，改善皮膚彈性狀況，緩解更年期綜合癥和改善骨質(zhì)疏松，使女性再現(xiàn)青春魅力。

大豆黃漿水中異黃酮的含量為20～300 mg/L。顧建明、潘春云采用乙醇、丙酮和乙醇/丙酮混合液（體積之比為1∶1） 作為混合活性炭吸附柱中大豆異黃酮的洗脫溶劑，證實(shí)丙酮的洗脫率優(yōu)于其他溶劑，依次為丙酮（65%）>乙醇（60%）>乙醇/丙酮混合液（35%）。通過(guò)進(jìn)一步試驗(yàn)得出，洗脫液丙酮溶液的最佳洗脫條件為pH=9，溫度40 ℃，質(zhì)量濃度65%，35倍量的吸附劑用量（mL/g）。

2.2 維生素B2

核黃素，又叫“維生素B2”。國(guó)際上生產(chǎn)核黃素的工藝方法主要有4種，即抽提法、化學(xué)合成法、微生物發(fā)酵法和半合成法。與其他方法相比，微生物發(fā)酵法屬于生物化學(xué)法，無(wú)毒、安全，且轉(zhuǎn)化率高，發(fā)展前景十分廣闊。在核黃素發(fā)酵生產(chǎn)的原料中，豆渣和黃漿水效價(jià)高、原料來(lái)源廣泛、價(jià)格較低，可延長(zhǎng)大豆產(chǎn)業(yè)鏈，有廣闊的發(fā)展前景。目前，以大豆黃漿水為原料，利用阿氏假囊酵母生產(chǎn)核黃素，接種量為0.5%，在28 ℃的溫度下發(fā)酵培養(yǎng)13 d，核黃素產(chǎn)量可達(dá)到10%以上。

2.3 維生素B12

維生素B12是人體內(nèi)許多輔酶的組成部分，是人體維持正常代謝、進(jìn)行生理生化活動(dòng)不可缺少的成分。劉平、李曉峰等人以謝氏丙酸桿菌為菌種，以大豆黃漿水為原料，篩選出了合理的發(fā)酵條件。結(jié)果表明，利用大豆黃槳水發(fā)酵生產(chǎn)維生素B12是可行的，將大豆黃漿水進(jìn)行預(yù)處理后，其基本符合發(fā)酵維生素B12的工藝要求。另外還發(fā)現(xiàn)，丙酸菌在有氧的環(huán)境下生產(chǎn)良好，無(wú)需使用特定的厭氧培養(yǎng)體系，這也使得生產(chǎn)加工過(guò)程更趨便捷、易于操作。

2.4 大豆低聚糖

大豆低聚糖主要有四種制備方法，分別為提取法、酶法、微生物發(fā)酵法和膜分離法。提取法主要包括堿溶酸沉法和輔助微波提取法，產(chǎn)品得率高、純度好。酶法提取操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品得率高，但反應(yīng)條件難以控制。比如，馬鶯、駱承庫(kù)采用米曲霉提取β-呋喃果糖苷酶，可將蔗糖水解為葡萄糖和果糖，并將果糖轉(zhuǎn)移到蔗糖分子的果糖殘基上，通過(guò)β（l→2）糖苷鍵連接一兩個(gè)果糖基，形成低聚果糖（F0S）。微生物發(fā)酵法是利用多數(shù)功能性低聚糖的難發(fā)酵性，選擇適當(dāng)微生物將非功能性低聚糖成分發(fā)酵除去。利用微生物對(duì)糖類(lèi)發(fā)酵的選擇性可分離純化功能性低聚糖，且投資少、成本相對(duì)較低，是一種很有前途的生物分離法。趙冬梅、劉凌等人對(duì)黃漿水進(jìn)行了超濾、納濾和反滲透組合膜處理研究。結(jié)果顯示，超濾單元可以實(shí)現(xiàn)糖與蛋白質(zhì)的分離、不同分子量蛋白質(zhì)的分離，納濾單元可截留原液中絕大部分大豆低聚糖。

2.5 大豆乳清蛋白

從大豆黃漿水中提取大豆清蛋白的主要技術(shù)手段有以高分子絮凝為主的吸附法，以厭氧、曝氣及其組合處理為特征的生物降解法和以電滲析技術(shù)為手段的分離法。吸附法工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、處理量大，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但化學(xué)大分子聚合物僅能脫除廢水中50%～60%的蛋白質(zhì)，得到的蛋白質(zhì)也只能作飼料用，附加值不高，且過(guò)高的絮凝劑添加量（0.15%～0.3%）還會(huì)造成二次污染；生物降解法是目前使用最廣泛的一種污水處理方法，可有效降低COD、BOD值，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，但污水處理廠占地面積大，在現(xiàn)代寸土寸金的城市中，處理廠只能建在郊區(qū)，且豆制品企業(yè)規(guī)模小、分布散，無(wú)形中增加了廢水集中處理的難度；以超濾為代表的分離法相對(duì)成熟，分離速度快、處理量大，但是膜易污染，運(yùn)行費(fèi)用、單位成本偏高。

3 大豆黃漿水發(fā)酵制品

3.1 制備酵母

20世紀(jì)70年代就有報(bào)道利用豆腐黃漿水成功研制高核酸酵母的案例；80年代，南京市蔬菜公司利用黃漿水生產(chǎn)面包酵母和藥用酵母，取得了顯著的成績(jī)。近年來(lái)，王愛(ài)偉、孫冰潔等人利用黃漿水培養(yǎng)假絲酵母，采用正交試驗(yàn)法對(duì)該菌株的產(chǎn)蛋白培養(yǎng)基配比進(jìn)行了優(yōu)化，得到了最佳產(chǎn)蛋白方案。

3.2 釀造白酒

用黃漿水釀酒主要包括酒母培養(yǎng)和發(fā)酵兩個(gè)關(guān)鍵步驟。正常的一級(jí)培養(yǎng)酒母一般培養(yǎng)18～24 h即可成熟，酒母醪中的酵母細(xì)胞數(shù)則可達(dá)到工藝規(guī)定的要求。如果超出正常的培養(yǎng)時(shí)間，酵母細(xì)胞數(shù)仍不能達(dá)到工藝指標(biāo)規(guī)定的要求，則表明細(xì)胞的生長(zhǎng)受到了抑制，其他因素對(duì)其產(chǎn)生了影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致酵母細(xì)胞繁殖過(guò)慢的主要原因有培養(yǎng)基溫度過(guò)低、酒母醪中營(yíng)養(yǎng)物太少或糖度太高、醪中pH值太小、接種量太少或接種時(shí)間不當(dāng)、酒母質(zhì)量較差等。

3.3 釀造醬油

目前，很多豆制品工廠利用黃漿水生產(chǎn)醬油，不僅充分利用了資源，還創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益，比如酒廠、食品腐乳廠。生產(chǎn)大曲酒的地底漿水營(yíng)養(yǎng)豐富，尤其是蛋白質(zhì)含量高，生產(chǎn)1 t大曲酒可產(chǎn)400 kg黃漿水。過(guò)去，黃漿水一直未被有效利用，不僅浪費(fèi)了資源，還污染了酒廠周?chē)h(huán)境。而利用黃漿水生產(chǎn)醬油，可以大幅度提高醬油的生產(chǎn)利潤(rùn)。

3.4 發(fā)酵蝦青素、曲酸等

孫玉梅、崔迎進(jìn)等人對(duì)在大豆黃漿水中添加乙醇和葡萄糖發(fā)酵蝦青素進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在黃漿水中添加質(zhì)量濃度為6 g/L的乙醇，可提高生物量、蝦青素含量和蝦青素產(chǎn)量，但發(fā)酵周期有所延長(zhǎng)；在黃漿水中添加質(zhì)量濃度為10 g/L的葡萄糖，有利于酵母菌的生長(zhǎng)和提高蝦青素產(chǎn)量。另外，熊衛(wèi)東、衛(wèi)軍以豆腐渣、黃漿水為主要原料，利用米曲霉發(fā)酵生產(chǎn)曲酸，對(duì)發(fā)酵生成曲酸所需添加的各種營(yíng)養(yǎng)素和發(fā)酵條件進(jìn)行了研究，得出了該菌利用豆腐渣的最佳發(fā)酵培養(yǎng)基條件和米曲霉利用黃漿水生產(chǎn)曲酸的最佳發(fā)酵培養(yǎng)基條件。

3.5 發(fā)酵生產(chǎn)飲料

王欣欣、張莉等人通過(guò)在黃漿水中添加乳粉和糖，并利用植物乳桿菌和戊糖片球菌，均使發(fā)酵過(guò)程中苷元型大豆異黃酮含量顯著增加。通過(guò)對(duì)比、研究發(fā)現(xiàn)，添加了葡萄糖的黃漿水發(fā)酵后，苷元型大豆異黃酮的含量總體較高，果糖、蔗糖次之，乳糖最低。同時(shí)，還研究了制備富含苷元型大豆異黃酮黃漿水發(fā)酵乳的最佳發(fā)酵條件，得出通過(guò)添加穩(wěn)定劑，可以提高發(fā)酵乳的穩(wěn)定性。杜欣利用黃漿水作為乳酸菌的發(fā)酵基質(zhì)，系統(tǒng)地研究了乳酸菌發(fā)酵黃漿水的抗氧化和抑菌活性的變化，為黃漿水的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用奠定了理論基礎(chǔ)。

4 存在的問(wèn)題和展望

利用大豆黃漿水生產(chǎn)功能性物質(zhì)，延長(zhǎng)了產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，減少了環(huán)境污染，在指導(dǎo)企業(yè)科學(xué)生產(chǎn)、增加產(chǎn)品附加值方面確實(shí)具有十分重要的意義。但我們也看到，在大豆黃漿水再利用的過(guò)程中，雖然在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了各種功能性成分分離提取，但在工業(yè)生產(chǎn)上面臨著豆制品企業(yè)規(guī)模小、分布不集中、再利用成本高、原料得不到保證的難題。同時(shí)，利用黃漿水直接發(fā)酵生產(chǎn)食品，消費(fèi)者可能從心理上難以接受。這也可能是目前我國(guó)僅有一兩家以黃漿水為原料的生產(chǎn)廠家的主要原因。另外，如果能實(shí)現(xiàn)幾種功能性成分依次分離提取，真正實(shí)現(xiàn)黃漿水的綜合利用，也許對(duì)黃漿水的開(kāi)發(fā)有更現(xiàn)實(shí)、更積極的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]李新華，張秀玲.糧油副產(chǎn)品綜合利用[M].北京：科學(xué)出版社，2013.

[2]顧建明，潘春云.混合活性炭吸附柱法回收黃漿水中大豆異黃酮[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2007，128（2）.

[3]宋德貴，衛(wèi)軍，楊生玉.利用豆渣黃漿水發(fā)酵生產(chǎn)核黃素的研究[J].廣西工學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，16（04）.

[4]劉平，李曉峰，譚新敏.利用大豆黃漿水發(fā)酵生產(chǎn)維生素B12的工藝研究[J].陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，21（04）.

[5]KIM S，KIM W，HWANG I K.Optimization of the extraction and purification of oligosaccharides from defatted soybean meal[J].International Journal of Food Science and Technology，2003（38）.

[6]劉錚，蔣毅民.微波法提取大豆中的低聚糖的研究[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2002，23（2）.

[7]馬鶯，駱承庫(kù).β-D-呋喃果糖苷酶高產(chǎn)菌株的篩選及培養(yǎng)特性研究[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2001，22（2）.

[8]佟獻(xiàn)俊，孫洋，錢(qián)方.大豆黃漿水中乳清蛋白和低聚糖制備研究進(jìn)展[J].中國(guó)釀造，2009，213（12）.

[9]趙冬梅，劉凌，張京健.黃漿水中功能性成分和主要污染物在組合膜分離中的再分布[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2006（05）.

[10]褚紹霞.大豆黃漿水的資源化利用[D].杭州：浙江工業(yè)大學(xué)，2010.

[11]Baker R W，Cussler E L，Eykamp W，et al.In membrane separation systems-recent developments & future directions[M].New Jersey：Noyes Data Corp.，1991.

[12]南京發(fā)酵廠，江蘇省化工設(shè)計(jì)研究所.利用豆腐黃漿水制造高核酸酵母的試驗(yàn)[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，1977（03）.

[13]李通.利用豆制品廢水（黃漿水）工業(yè)化生產(chǎn)面包酵母和藥用酵母[J].上海調(diào)味品，1982（01）.

[14]王愛(ài)偉，孫冰潔，劉玉，等.酸漿豆腐廢水中發(fā)酵假絲酵母的研究[J].中國(guó)釀造，2009（10）.

[15]李新華，張秀玲.糧油副產(chǎn)品綜合利用[M].北京：科學(xué)出版社，2013（3）.

[16]薛臨生.腐乳生產(chǎn)的廢水用于醬油生產(chǎn)的試驗(yàn)[J].中國(guó)釀造，1986（04）.

[17]孫玉梅，崔迎進(jìn)，曹芳.豆腐黃漿水中補(bǔ)加乙醇和葡萄糖發(fā)酵蝦青素的研究[J].中國(guó)釀造，2007，166（01）.

[18]熊衛(wèi)東，衛(wèi)軍.利用豆渣、黃漿水發(fā)酵生產(chǎn)曲酸的研究[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2004，25（04）.

[19]王欣欣，張莉，蕾蕾，等.益生菌發(fā)酵黃漿水過(guò)程中大豆異黃酮的生物轉(zhuǎn)化[J].大豆科學(xué)，2014（04）.

[20]杜欣.發(fā)酵黃漿水的抗氧化和抑菌活性研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2014.

〔編輯：劉曉芳〕