文 献 综 述

1.1大豆

大豆原产于中国，是中国的主要粮食作物之一。大豆按其色泽可以分为黄、青、黑、褐等，通常说的大豆就是指黄豆。我国主产于东北地区,中国古称菽，是一种其种子含有丰富蛋白质的豆科植物。据统计^[1]，2011年世界大豆产量2.387亿吨我国大豆产量为1448万吨进口5264万吨，2012年世界大豆产量2.694亿吨我国产量为1280万吨进口5838万吨。我国大豆消耗量占全球的四分之一，但是原料越来越依赖于进口。大豆中富含丰富的蛋白质、多糖、脂肪酸以及矿物质等众多活性物质，是高效用的植物作物。大豆中的活性物质及其作用如下表所示：

表1.1 大豆生理活性物质及其作用^[2]

1.2豆渣

豆渣是大豆食品、豆腐、豆奶等产品在加工中除去可溶性蛋白后的副产品，所产生的豆渣约占大豆干重的16%~25%^[3]。中国的大豆消耗量是巨大的，与此同时产生了大量的豆渣。而豆渣但储、运都不方便，极易腐败，除影响经济效益，还污染环境，通常豆渣的处理就是做饲料或者丢弃。然而大豆豆渣中还储藏着很多大豆中的营养成分，它其实是非常有利用价值的。

豆渣的主要成分是蛋白质和纤维素，特别是总膳食纤维占豆渣常见营养成分总量的一半以上，豆渣中的营养成分以干豆渣计^[4]见表1.2和表1.3。

表1.1豆渣中常见营养成分

营养成分	水分	蛋白质	脂肪	总膳食纤维	可溶性膳食纤维	灰分	淀粉
含量(g/100g)	2.96	18~23	12~13	50~55	6.55	2.76	3.75

表1.3豆渣中矿物质和维生素

成分	锌	锰	铁	铜	钙	镁	钾	磷	VB1	VB2
含量(mg/100g)	2.263	1.511	10.690	1.148	210	39	200	380	0.272	0.976

上表数据说明，豆渣中各种营养成分非常丰富，豆渣干基（水分2.96%）中一般含蛋白质18%~23%，脂质12%~13%，还含有多糖等其他许多成分。

1.3豆渣作为食品原料的研究

1.3.1糖化菌粉^[5]

将豆渣干燥后，与糖化菌的液体培养基混匀，加入糖化菌所需的营养液，进行固体发酵，培养结束后，取出瓶中物料，日晒干燥或入烘房用100℃热风干燥，得糖化菌粉。其产品浅黄色，闻之有发酵产物的特有香味，没有黑色、黄色或臭味。糖化菌粉能改善人体肠道环境，并且能促进肠道双歧杆菌的生长，因菌体内含有大量的维生素，能有效的防止人体某些维生素的缺乏。

1.3.3提取活性因子

豆渣中有活性因子大豆皂甙^[6]，大豆异黄酮^[7]等。

大豆皂甙由于其溶血性，不利于人体健康，被视为抗营养因子是有毒的化合物。但是今年来对大豆皂甙生物活性和药理学性的药理研究的深入，人们发现大豆皂甙不仅无毒害还具有很多有益作用。大豆皂甙是一种具有药疗、食养双重效果的天然生物活性物质具有抗衰老作用、抗病毒、抗血栓、免疫调节、抗癌、抗氧化和降低血液中胆固醇和三酰甘油的含量等作用。

大豆异黄酮是大豆生长中形成的一类次级代谢产物。由于是从植物中提取，与雌激素有相似结构，因此大豆异黄酮又称植物雌激素，能够弥补30岁以后女性雌性激素分泌不足的缺陷，改善皮肤水分及弹性状况，缓解更年期综合症和改善骨质疏松，使女性再现青春魅力。大豆异黄酮的雌激素作用影响到激素分泌、代谢生物学活性、蛋白质合成、生长因子活性，是天然的癌症化学预防剂。

1.3.4可食用纸^[5]

为保护环境开发可降解无污染的食品包装材料已经成为世界范围内的研究热点。日本酒井理化研究所已经用豆渣为主要原料研制成功此类产品， 国内亦有企业利用豆渣制成可食用包装纸，它是将豆渣与酶类混合加工而成的一种无味无臭、稳定性好的纤维。

1.3.5其他

对于豆渣的其他一些利用有人造肉、霉豆渣^[8]、提取蛋白质^[9]和豆渣生产酒精等。

1.4 大豆豆渣的水解

目前生物质的水解手段主要有酸水解、碱水解和酶解。酸水解与碱水解就是利用酸碱试剂对大豆豆渣进行水解，这类方法反应速度快反应效率高，但是这类方法要用到酸碱化学试剂有一点危险性且会腐蚀器材，水解完后会产生大量的酸碱废液处理不当的话会造成环境污染。酶解顾名思义就是在酶的作用下对豆渣进行水解，通常会用到蛋白质酶和纤维素酶等。酶解的反应周期比较长，而且反应不完全成本又很高，但不会有化学残。此外还有利用亚临界水技术的水解方法，水在临界状态下H₂O 和OH^-浓度较高已经接近弱酸和弱碱，自身具有酸碱催化功能，用亚临界水解技术对豆渣水解具有廉价、安全、效率等优点^[10]。

其中豆渣蛋白质的水解主要是利用蛋白酶对豆渣中的蛋白质进行水解，豆渣蛋白通过酶促反应可以产生具有免疫活性等功能的多肽，除此之外，还可以更加深入地水解以制取氨基酸。同时大豆蛋白的水解也是一种去除豆渣中蛋白质以获得豆渣多糖的手段^[11]。通过水解蛋白质或者碱溶酸沉等手段去除蛋白质后，对大豆多糖进行水解可以制备还原糖。这部分还原糖就可以用以进行一些相关的生物转化，继续制备一系列产品^[12]。

1.5豆渣的生物转化

豆渣的生物转化即运用微生物对大豆豆渣资源的一种转化利用，所用到的手段就是发酵，发酵的对象是豆渣中的多糖。

发酵的方法可以分为直接发酵法、间接发酵法、混合菌种发酵法和同步发酵法^[13]。直接发酵法特点就是直接利用纤维素分解细菌，不用经过酶解或酸水解等前处理直接进行发酵；而间接发酵法则需要用酶前处理，先用纤维素水解酶将纤维素糖化后发酵，是种两步发酵法；大豆多糖是以大豆纤维为主的混合物，大豆纤维素糖化后是木糖、阿拉伯糖、葡萄糖等单糖和寡糖的混合物，单用一种菌种发酵很难对各种糖都进行利用，这是就需要用混合菌种发酵法；纤维素酶被水解产物纤维二糖与葡萄糖抑制，严重影响发酵效率，这时就发展出同步发酵法，该法将发酵与酶水解相结合,进行于同一发酵罐中,且由于发酵罐内葡萄糖消耗的速度远高于纤维素的水解速度,使得保持较低葡萄糖的浓度。这种方法也有些缺点例如最佳发酵和最佳水解温度不同,在发酵过程中产生的化合物对纤维素酶有抑制作用,木质纤维素的预处理过程中出现的有毒物质对微生物的发酵和纤维素酶的活性有抑制作用。

豆渣的发酵产品有很多，可以生产柠檬酸、维生素、抗生素、杀虫剂等^[14]。豆渣多糖进行水解产生的还原糖可以用以发酵生产乙醇^[13]，还能发酵生产一些功能性单糖或双糖。

1.6本课题的研究目的和意义

随着我国的飞速发展，国人对大豆的利用越来越多产生的豆渣也越来越多，按消耗1吨大豆产生2吨湿豆渣计算我国每年将产生2000万吨湿豆渣^[15]。豆渣中富含丰富的大豆多糖、蛋白质和矿物质等营养物质，这些营养物质都是大豆生产中遗留的未加利用的，但是长久以来人们都把豆渣当成废品来看待。现在对大豆豆渣的最常见利用是加工做为饲料，这种利用方法并未做到物尽其用。本课题研究旨在利用科技手段提高豆渣的综合利用效率，这对减少环境污染、对可持续发展、对建设资源节约型社会、对提高社会循环经济效益有非常重要的意义。

参考文献

[1] 中国国家统计局

[2] 余玮 .粗壮脉纹抱菌对豆渣成分的影响及多糖分离纯化研究[D]. 南昌大学. 2007

[3] 吴占威 胡志和 .大豆豆渣的生理功能及其在食品中的应用[A] .天津 天津市食品生物技术重点实验室，天津商业大学生物技术与食品科学学院 300134

[4] 谢婧. 豆渣发酵过程中主要营养保健成分变化规律的研究[D] .湖南农业大学 2008

[5] 肖少香 .豆渣发酵技术的研究及产品开发[D]. 湖南农业大学 2006

[6] 王俊伟 .大豆皂苷的提取、分离及其溶血、止咳祛痰的研究[D]. 合肥工业大学 .2007

[7] 司方 王明力 .大豆豆渣的综合利用研究进展[A].贵州 贵阳 550003

[8] 李应琼 .霉豆渣混合发酵的研究[D] .华南理工大学 2011

[9] 马秀婷 .豆渣蛋白提取、结构及性质研究[D] .东北农业大学 2013

[10] 朱广用 .大豆渣的资源化研究#8212;亚临界水解过程及热解过程[D] .上海大学 2011

[11] 朱会霞^（1、2） 孙金旭^（1、2） .大豆豆渣膳食纤维的制备条件研究[J] .（1）衡水学院 生命科学系 河北 衡水 053000 （2）天津科技大学 天津市工业微生物重点实验室 天津 300457

[12] 王凤荣^（1），张永忠^（1、2） .部分脱蛋白的豆渣水解糖化的工艺优化[J] . （1）东北农业大学理学院，黑龙江哈尔滨 150030；（2）教育部大豆生物学重点实验室，黑龙江哈尔滨 150030

[13] 王凤荣 .大豆多糖的水解及发酵制备乙醇的研究[D]. 东北农业大学 2012

[14] 石威 .自然发酵豆渣中微生物分离、鉴定及混合发酵豆渣产品的研制[D] . 南昌大学 2012

[15] 张振山叶素萍 .豆渣的处理与加工利用[A]. 北京市豆制食品工业公司 100053

文 献 综 述

1.1大豆

大豆原产于中国，是中国的主要粮食作物之一。大豆按其色泽可以分为黄、青、黑、褐等，通常说的大豆就是指黄豆。我国主产于东北地区,中国古称菽，是一种其种子含有丰富蛋白质的豆科植物。据统计^[1]，2011年世界大豆产量2.387亿吨我国大豆产量为1448万吨进口5264万吨，2012年世界大豆产量2.694亿吨我国产量为1280万吨进口5838万吨。我国大豆消耗量占全球的四分之一，但是原料越来越依赖于进口。大豆中富含丰富的蛋白质、多糖、脂肪酸以及矿物质等众多活性物质，是高效用的植物作物。大豆中的活性物质及其作用如下表所示：

表1.1 大豆生理活性物质及其作用^[2]