姜慧燕，鄒禮根，翁麗萍，邱靜，朱城冰

杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院（杭州 310024）

黃豆豆渣是豆?jié){、豆腐等豆制品加工過(guò)程中的主要副產(chǎn)物，按每加工1 t大豆產(chǎn)生2 t濕豆渣計(jì)，中國(guó)濕豆渣年產(chǎn)量在2 000萬(wàn) t以上[1]。新鮮豆渣營(yíng)養(yǎng)豐富，富含膳食纖維、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以及大豆異黃酮、大豆多糖等生物活性物質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高[2]；但其口感粗糙，有豆腥味，且水分高，極易腐敗變質(zhì)，僅部分被作為飼料或肥料使用，產(chǎn)品附加值低，資源浪費(fèi)大，污染環(huán)境。因此，豆渣的高值化利用是亟待解決的問(wèn)題。關(guān)于豆渣蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)的研究鮮有報(bào)道，試驗(yàn)對(duì)黃豆豆渣的主要營(yíng)養(yǎng)成分及蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，并與黃豆的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行比較分析，為豆渣的高值化加工利用和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

豆渣及黃豆原料（杭州祖名豆制品股份有限公司）。用于分析測(cè)試的豆渣原料經(jīng)60 ℃熱風(fēng)干燥至水分含量低于10%，用高速粉碎機(jī)粉碎后過(guò)60目篩備用；黃豆原料用高速粉碎機(jī)粉碎后過(guò)60目篩備用。

1.2 主要儀器與設(shè)備

氨基酸分析儀（L-8900，日本Hitachi）；電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS，X Series2，美國(guó)Thermo）；全自動(dòng)凱氏定氮儀（KjeltecTM8400，丹麥FOSS）；熱風(fēng)干燥設(shè)備（TCFZD-2HP，杭州歐易電器有限公司）；程控箱式電爐（SXL-1002，上海精宏）；分析天平（MS204S，美國(guó)Mettler）；數(shù)顯恒溫水浴鍋（HH-6，江蘇金壇億通）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 指標(biāo)測(cè)定方法

水分采用GB 5009.3—2016直接干燥法測(cè)定；灰分采用GB 5009.4—2016方法測(cè)定；脂肪含量采用GB 5009.6—2016索氏抽提法測(cè)定；蛋白質(zhì)含量采用GB 5009.5—2016凱氏定氮法測(cè)定；膳食纖維含量采用GB 5009.88—2014酶重量法測(cè)定；礦物質(zhì)元素及重金屬元素含量采用GB 5009.268—2016 ICP-MS法測(cè)定；氨基酸組成及含量分析采用GB 5009.124—2016酸水解法處理，用全自動(dòng)氨基酸分析儀測(cè)定；碳水化合物參考GB/Z 21922—2008中利用減法計(jì)算，即食品總質(zhì)量分別減去水分、蛋白質(zhì)、脂肪、灰分和膳食纖維的質(zhì)量。

1.3.2 蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

氨基酸評(píng)分（AAS）、化學(xué)評(píng)分（CS）、必需氨基酸指數(shù)（EAAI）、生物價(jià)（BV）、營(yíng)養(yǎng)指數(shù)（NI）采用Bano & Rajarathram（1982）和FAO（1970）推薦的方法計(jì)算[3-5]；氨基酸比值系數(shù)（RCAA）和氨基酸比值系數(shù)分（SRCAA），采用朱圣陶和吳坤（1988）推薦的方法計(jì)算[6-8]。

式中：Ax為待測(cè)蛋白質(zhì)中某一必需氨基酸含量，g/100 g pro；Fx為FAO/WHO評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式中相應(yīng)必需氨基酸含量，g/100 g pro；Ae為待測(cè)蛋白質(zhì)中必需氨基酸總含量，g/100 g pro；Ex為標(biāo)準(zhǔn)雞蛋模式中相應(yīng)必需氨基酸含量，g/100 g pro；Ee為標(biāo)準(zhǔn)雞蛋模式中必需氨基酸總含量，g/100 g pro；n為比較的必需氨基酸個(gè)數(shù)；PP為待測(cè)蛋白質(zhì)的百分含量，%；CV為RCAA的變異系數(shù)，CV=標(biāo)準(zhǔn)差/均數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

豆渣各營(yíng)養(yǎng)成分指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3次，取平均值，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Excel 2010進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 豆渣常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析

豆渣及黃豆常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。新鮮豆渣中水分達(dá)83.3%，干黃豆中水分為11.35%。豆渣干基中蛋白質(zhì)含量為18.17%，僅為黃豆蛋白質(zhì)含量的44.36%，但其蛋白質(zhì)含量仍高于大部分糧食和蔬菜[9]，屬于高蛋白含量食物原料；豆渣蛋白質(zhì)和黃豆一樣，主要由球蛋白和清蛋白組成，其中90%左右為球蛋白，屬于優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)[10]。豆渣中灰分含量為3.72%，略低于黃豆；碳水化合物含量為13.71%，略高于黃豆。豆渣中粗脂肪含量為4.14%，遠(yuǎn)低于黃豆的18.44%，與謝婧[11]、趙爽[12]所述脂肪含量9.3%～12.4%有所差異，這主要基于豆渣來(lái)源不同。

豆渣干基中主要成分為膳食纖維，總含量達(dá)60.26%，遠(yuǎn)高于黃豆的24.00%，以不溶性膳食纖維為主。膳食纖維是指不能被人體小腸消化吸收，而在人體大腸能部分或全部發(fā)酵的碳水化合物聚合物，按水溶性分為可溶性膳食纖維（SDF）和不溶性膳食纖維（IDF），是人體不可缺少的第七營(yíng)養(yǎng)素[13]。豆渣和黃豆SDF含量相當(dāng)，而IDF含量豆渣是黃豆的3倍。豆渣膳食纖維具有調(diào)節(jié)腸道和預(yù)防慢性病等多種生理作用，其中SDF比IDF具有更強(qiáng)的功能性。利用發(fā)酵處理、高壓均質(zhì)、擠壓蒸煮、微波處理、超微粉碎等技術(shù)提高豆渣SDF含量，以改善膳食纖維的吸附性、持水性、乳化性、膨脹力等特性[14-17]。

表1 豆渣及黃豆常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量（均以干基計(jì)）g/100 g

2.2 豆渣礦物質(zhì)含量分析比較

礦物質(zhì)是維持人體正常生理功能所必須的無(wú)機(jī)化學(xué)元素，主要包括鈣、鎂、鉀、鈉等常量元素和鐵、銅、鋅、硒等微量元素。如表2所示，豆渣和黃豆中礦物質(zhì)含量豐富。豆渣常量元素中K和Mg含量略低于黃豆，均為黃豆含量的60%；而Na和Ca元素含量遠(yuǎn)高于黃豆。豆渣中Na含量為990.65 mg/kg，遠(yuǎn)高于黃豆的30.81 mg/kg，可能是由于豆制品加工過(guò)程中添加鈉鹽所致。干豆渣中Ca含量為433.82 mg/100 g，遠(yuǎn)高于黃豆干基的183.54 mg/100 g，是《中國(guó)食物成分表》中奶片的鈣含量269 mg/100 g的1.6倍，且豆渣的鈣質(zhì)和牛奶中所含鈣質(zhì)一樣，具有容易吸收的特點(diǎn)，因此豆渣是優(yōu)良的鈣質(zhì)來(lái)源[18]。豆渣中微量元素含量略低于黃豆，差異不顯著。

2.3 豆渣重金屬含量分析

如表2所示，豆渣和黃豆重金屬含量均低于GB 7096—2014食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)，屬于安全可靠的食品加工原料。豆渣中Cd和As含量略低于黃豆；Hg含量低于0.003 mg/kg。豆渣中Pb含量顯著高于黃豆，但其含量低于標(biāo)準(zhǔn)限量值，主要是豆渣的高膳食纖維增加對(duì)金屬元素的吸附力，加工過(guò)程中與設(shè)備接觸易帶入，因此在豆制品加工設(shè)備選型和維護(hù)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)重金屬污染防控。

表2 豆渣及黃豆礦物質(zhì)含量（以干基計(jì)） mg/kg

表3 豆渣及黃豆重金屬含量（以干基計(jì)） mg/kg

2.4 豆渣氨基酸組成及含量分析

如表4所示，豆渣中含有17種氨基酸，其中色氨酸由于在樣品酸處理水解過(guò)程中易被破壞而未測(cè)到[19]。豆渣氨基酸組成及各組分占比與黃豆基本一致，氨基酸總含量為12.85 g/100 g，為黃豆的41.23%，源于豆渣蛋白質(zhì)含量低于黃豆（豆渣蛋白質(zhì)含量為黃豆的44.36%）。豆渣EAA/TAA、EAA/NEAA比值分別為0.36和0.57，均略高于黃豆，與FAO/WHO提出的理想蛋白質(zhì)模式中EAA/TAA比值0.4左右、EAA/NEAA比值應(yīng)在0.6以上的標(biāo)準(zhǔn)接近。

2.5 豆渣蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

采用非生物學(xué)評(píng)價(jià)方法對(duì)豆渣和黃豆蛋白質(zhì)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)，以FAO/WHO模式和全雞蛋模式為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果如表6所示。豆渣蛋白和大豆蛋白的必需氨基酸總量分別為30.56 g/100 g pro和31.37 g/100 g pro，兩者基本一致，與FAO/WHO模式相近，低于全雞蛋模式；兩者的限制性氨基酸均為含硫氨基酸蛋氨酸和胱氨酸。豆渣氨基酸評(píng)分AAS為33.84，比黃豆低30.73%；化學(xué)評(píng)分CS為35.02，比黃豆低28.89%。豆渣蛋白質(zhì)中苯丙氨酸和酪氨酸AAS評(píng)分高達(dá)114.48，說(shuō)明苯丙氨酸和酪氨酸含量豐富。張?chǎng)┢G等[20]研究表明，苯丙氨酸在體內(nèi)酶解氧化成酪氨酸，并與酪氨酸一起合成重要的神經(jīng)遞質(zhì)和激素，參與機(jī)體糖代謝，對(duì)小鼠甲狀腺激素、血糖和血脂水平具有一定的干擾作用。從表7來(lái)看，豆渣蛋白質(zhì)和黃豆蛋白質(zhì)的必需氨基酸指數(shù)EAAI、生物價(jià)BV、氨基酸比值系數(shù)分SRCAA基本一致；豆渣蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)指數(shù)NI 16.50僅為黃豆的43.27%，主要是由于豆渣中蛋白質(zhì)含量?jī)H為黃豆的44.36%。因此，豆渣除蛋白質(zhì)含量較黃豆低，其蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與黃豆相近。

表4 豆渣和黃豆氨基酸組成與含量

表5 豆渣和黃豆氨基酸占比分析

表6 豆渣和黃豆蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量和氨基酸評(píng)分

表7 豆渣和黃豆蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

3 結(jié)論與討論

豆渣中主要營(yíng)養(yǎng)成分為膳食纖維、蛋白質(zhì)和碳水化合物，膳食纖維含量高達(dá)60.26%，是黃豆的2.5倍，以不溶性膳食纖維為主；蛋白質(zhì)含量為18.17%，是黃豆的44.36%；豆渣礦物質(zhì)元素含量豐富，其中Ca含量為433.82 mg/100 g，遠(yuǎn)高于黃豆和奶片，是優(yōu)良的鈣質(zhì)來(lái)源；重金屬含量低于國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)，是安全可靠的食品加工原料；氨基酸組成和占比與黃豆基本一致，第一限制氨基酸均為蛋氨酸和胱氨酸。蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，豆渣蛋白質(zhì)AAS、CS評(píng)分略低于黃豆，EAAI、BV、SRCAA與黃豆蛋白質(zhì)基本一致，即豆渣除蛋白質(zhì)含量較黃豆低，其蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與黃豆相近，屬優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。

豆渣是高膳食纖維、高蛋白、高鈣、低脂，蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值接近大豆蛋白的健康食物原料，且廉價(jià)易得，是制備膳食纖維、開(kāi)發(fā)減肥營(yíng)養(yǎng)代餐和高血糖高血脂特殊膳食等功能性食品的優(yōu)良原料，具有良好的開(kāi)發(fā)利用前景。豆渣膳食纖維主要為不溶性膳食纖維，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中需利用改性技術(shù)提高可溶性膳食纖維含量，以增強(qiáng)豆渣的功能特性。同時(shí)，濕豆渣水分高，水分活度大，營(yíng)養(yǎng)豐富，易腐敗變質(zhì)，鮮濕豆渣需在短時(shí)內(nèi)進(jìn)行加工利用，或經(jīng)擠壓干燥、熱風(fēng)干燥、微波干燥等干燥處理后貯存。