以豆渣为原料的素肉产品挤压前后营养因子含量变化

吕斌，于寒松，2，王玉华，朴春红，刘俊梅，代伟长，胡耀辉，2，*（.吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春308；2.国家大豆产业技术研发中心加工研究室，吉林长春308）



以豆渣为原料的素肉产品挤压前后营养因子含量变化

吕斌1，于寒松1，2，王玉华1，朴春红1，刘俊梅1，代伟长1，胡耀辉1，2，*
（1.吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春130118；2.国家大豆产业技术研发中心加工研究室，吉林长春130118）

摘要：以豆渣为主要原料，采用单螺杆挤压机在豆渣含量（0 %、15 %、30 %、45 %），物料水分（40 %），挤压温度（二区：140℃～150℃，三区：170℃～180℃）条件下挤压制备组织蛋白。采用三价铁沉淀法、福林酚法、芦丁标品法、酶-重量法、消化法、国标法分别测定植酸、总酚、总黄酮、胰蛋白酶抑制剂活性、体外消化率及可溶性膳食纤维含量，比较挤压前后产品各种营养因子的含量变化。结果表明：豆渣非膨化挤压后植酸、可溶性膳食纤维含量增加，总酚、总黄酮、胰蛋白酶抑制剂活性降低，体外消化率增加，各营养因子之间的相关系数挤压后降低。

关键词：素肉；豆渣；营养因子；总酚；植酸；总黄酮；可溶性膳食纤维

soluble dietary fiber

豆渣具有丰富的膳食纤维和大豆蛋白等有益人体的营养物质成分，但是作为大豆制品的副产物并没有得到充分利用[1]。食用豆渣或者以豆渣为原料的食品可以降低人体血液中胆固醇的含量，降低人们患糖尿病、心脑血管疾病的风险；豆渣中丰富的膳食纤维可以预防结肠癌，对于肥胖者也可以达到减肥的功效[2]。所以，豆渣被视为一种新的保健食品来源。将豆渣作为主要原料采用单螺杆挤压机生产组织化蛋白（素肉），不仅可以使豆渣有效的利用，而且可以提高素肉产品的膳食纤维及其他微量元素含量，促进人体的消化吸收，丰富素肉产品的营养成分，满足了人们对于健康食品的需求。

螺杆挤压技术是20世纪60年代后兴起的一种新技术，它是指在挤压加工的同时，聚合物单体在螺杆挤压机内发生物理变化的同时发生化学反应，从而直接获得高聚物或制品的一种新的工具性的工艺方法[3]。目前螺杆挤压技术在食品生产的各个领域应用广泛，进而产生了许多相关产品，如耳熟能详的锅巴、虾条、素鸭、素鸡、素肠、拉条等产品收到广大消费者的追捧。

以豆渣为主原料的螺杆挤压产品国内并没有开发。本试验以豆渣、大豆分离蛋白、谷朊粉按不同豆渣添加量混合，采用单螺杆挤压机在一定物料水分及挤压温度下对不同混合物进行挤压，对挤压前后素肉产品植酸、总酚、可溶性膳食纤维、总黄酮、胰蛋白酶抑制剂含量及体外蛋白消化率进行测定，探讨经单螺杆挤压前后素肉产品的营养因子变化情况。

1　材料与方法

1.1材料

鲜豆渣购自农贸市场（经实验室干燥处理含水量控制在6 %左右）、大豆分离蛋白：购自山东万德福集团；谷朊粉：购于河南天冠企业集团有限公司，低温粕片：河南漫天雪有限公司。

1.2仪器

单螺杆挤压机、InfiniteM200型酶标仪：瑞士TECAN；GL-20B-Ⅱ型高速冷冻离心机：上海安亭科学仪器厂等。

1.3试剂

浓硫酸、浓盐酸、95 %乙醇、石油醚、丙酮、福林酚试剂等，以上试剂均为AR级。

标准品：植酸标准品、芦丁标准品、没食子酸标准品等购自北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司。

1.4方法

1.4.1素肉产品制作

单螺杆挤压机在豆渣含量（0%、15%、30%、45%），物料水分（40 %），挤压温度（二区：140℃～150℃，三区：170℃～180℃），喂料速度在35 r/min条件下挤压制备组织蛋白，其他条件保持一致。原料谷朊粉与大豆分离蛋白、脱脂豆粉、低温粕片添加比不变，豆渣添加量分别为0 %、15 %、30 %、45 %。

1.4.2样品前处理

将原料与所得素肉产品分别烘干粉碎过200目筛编号待测。

1.4.3样品中植酸含量的测定

精确称取0.5 g样品置于15 mL离心管中，加入10mL石油醚振荡6h（150、5500r/min离心30min。将石油醚层倒掉，保留部分石油醚，在通风厨中开盖放置过夜。脱脂后待测样品加入10 mL2.4 %HCl，漩涡混匀，振荡16 h（220 r/min）。10℃下离心20 min（1 000 r/min）。粗提物置于事先添加1 gNaCl的离心管中，振荡提取60 min（150 r/min）。4℃下静置60 min。10℃条件下离心20 min（1 000 r/min）。取1 mL上清液稀释25倍，稀释后提取液取3 mL与1 mL改良韦德试剂（0.03 %FeCl3· 6H2O和0.3 %磺基水杨酸）混合，放置100 min后再每个样品试管中吸取200 μL待测液置于96孔板上，在500 nm处酶标仪测得吸光度并记录读数。

1.4.4样品中总酚含量的测定

取13支洁净试管，分别加入50 μL蒸馏水，分别编号，并作标记。空白样试管标为0，样品试管分别于盛放样品提取液的离心管标号对应。然后分别向其中加入3 mL蒸馏水，250 μL的福林酚试剂，和750 μL 7 %Na2CO3溶液，在室温下涡流混合均匀，然后加入950 μL蒸馏水，在室温下静置2 h。静置结束后，用200 μL微量移液器分别将混合溶液移至96孔板上，在765 nm处用酶标仪测得吸光度并记录读数。

1.4.5总黄酮含量的测定

取13支洁净试管分别加入0.5 mL空白样液（95 %乙醇）及各编号待测样品提取液，再加入95 %乙醇于1.5 mL于试管中，并标记。空白样试管标为0，样品试管与所盛放样品提取液离心管标号对应。依次向各试管中加入0.25 mL 4 %NaNO2溶液（现用现配），静置6 min后，接着加入0.25 mL10 %Al（NO3）3溶液后，静置反应6 min。最后各加入1.5 mL 4 %NaOH溶液，通过漩涡混合器完全混匀。用200 μL微量移液器分别将混合溶液移至96孔板上，用酶标仪在可见光波长510 nm处测定吸光度值并记录读数。

1.4.6胰蛋白酶抑制剂活性测定

胰蛋白酶和胰蛋白酶抑制剂活性的测定参照燕方龙和美国化学会（ACS）[4]推荐的方法进行测定。测定程序如下：测定中所用溶液均预热至37℃。吸2 mL胰蛋白酶溶液于具塞试管中，加入20 μL热处理的样品，1.98 mLTris缓冲液及5 mL BANPA溶液，于水浴锅中37℃保温反应10 min，中间摇动3次，加入1 mL 30 %的乙酸溶液终止反应，反应混合液用定量滤纸过滤，用1 cm比色杯在紫外可见光分光光度计上测定其410 nm的吸光度。空白为把乙酸溶液与BAPNA溶液的加入顺序对换，即胰蛋白酶先与乙酸混合失活，BAPNA溶液最后加入，其它过程不变。通过样品测定的吸光率与空白读数相减，所得值与样品加入量为零时的吸光率的差值，即可算出样品中残留的胰蛋白酶抑制剂活性。测定重复3次。

1.4.7体外蛋白消化率（IVPD）体外蛋白消化方法采用胃蛋白酶-胰蛋白酶两步消化法

用去离子水制成蛋白混悬液（5 %），用1 mol/L HCl调整pH至2.0，再添加胃蛋白酶（4 %，质量分数），混合液在37℃水浴下震荡培育1 h。接着用0.9 mol/L NaHCO3调整pH至5.3，再添加胰蛋白酶（4 %，质量分数），用1 mol/L NaOH将pH调整至7.5，消化开始，同时继续在37℃水浴震荡2 h。之后，混悬液在沸水浴中5 min终止消化。4℃离心10 min（10 000 r/min），样品和剩余残渣的氮含量采用凯氏定氮法测定。蛋白消化率按下列公式计算：

蛋白质消化率/%=（可消化蛋白/总蛋白）×100

1.4.8可溶性膳食纤维测定

根据GB/T 5009.88-2008《食品中膳食纤维的测定》方法测定。

采用SPSS16.0进行数据处理和分析。

2　结果与分析

2.1挤压前后植酸含量的变化

植酸是一种抗营养因子，易与金属离子形成植酸盐，影响机体对钙、镁、铁、锌等矿物质的吸收，并能与蛋白结合，降低蛋白溶解性。图1代表挤压前后组织蛋白中植酸的变化情况。

图1　挤压前后植酸变化情况Fig.1 Changes of phytates content after extrusion

从图1中可以看出原料中添加豆渣后植酸含量逐渐降低，挤压后，植酸含量显著增加，豆渣含量在0 %～ 45 %时候植酸增加量逐渐降低，可以看出添加豆渣后可以有效降低产品中植酸的含量。

2.2挤压前后总酚含量的变化

图2代表挤压前后组织蛋白中总酚的变化情况。

图2　挤压前后总酚变化情况Fig.2 Changes of total phenols content after extrusion

原料中随豆渣含量增加，总酚含量有所增加，当挤压条件一致时，产品中总酚含量均显著降低，其中当豆渣为45 %时，总酚含量最低。

2.3挤压前后总黄酮含量的变化

图3代表挤压前后组织蛋白中总黄酮的变化情况。

图3　挤压前后总黄酮变化情况Fig.3 Changes of total flavonoids content after extrusion

随着原料中豆渣含量的增加，总黄酮含量增加，经过非膨化挤压后，含有不同豆渣含量的挤出物中总黄酮含量均下降。

2.4挤压前后胰蛋白酶抑制剂活力变化

挤压前后胰蛋白酶抑制剂的变化情况见图4。

图4　挤压前后胰蛋白酶抑制剂的变化情况Fig.4 Changes of trypsin inhibitor after extrusion

胰蛋白酶活性的定义为规定的实验条件下，每10 mL反应混合液在410 nm处增加0.01个吸光度，用TU表示。每抑制一个胰蛋白酶活性单位，定义为一个单位的胰蛋白酶抑制剂活性，用TIU表示。

图4可知，随着豆渣含量增加，原料中胰蛋白酶抑制剂活性微量增加，经挤压后，各组原料产品胰蛋白酶抑制活性均降低，其中豆渣含量为0 %和45 %时，产品胰蛋白酶抑制剂活性降低较快。

2.5挤压前后体外消化率变化情况

图5可知挤压前后原料与产品体外消化率的变化情况。

图5　挤压前后体外消化率变化情况Fig.5 Changes of in vitro digestibility after extrusion

结果表明，随着豆渣含量增加，原料体外消化率逐渐降低，而经过非膨化挤压制备成素肉后，素肉产品的体外消化率均出现小幅增加趋势。

2.6挤压前后可溶性膳食纤维含量的变化

豆渣中含有丰富的膳食纤维成分，图6表示挤压前后可溶性膳食纤维含量的变化规律。

图6　挤压后可溶性膳食纤维含量变化Fig.6 Changes of SDF content after extrusion

由图可知随着豆渣添加量的提高，原料与素肉产品中的可溶性膳食纤维含量明显增高。

2.7挤压前后个成分的相关系数

挤压前植酸与总酚、总黄酮、胰蛋白酶、膳食纤维之间相关性系数较高，呈现出负相关趋势，与体外消化率之间呈现出较高的正相关趋势。挤压后植酸与总酚、体外消化率呈现出正相关趋势，与总黄酮、一蛋白酶抑制剂及膳食纤维含量呈现负相关趋势，挤压前各营养成分相关性分析见表1。

挤压前各营养成分相关性分析见表2。

表1　挤压前各营养成分相关性分析Table 1 Correlation analysis of each nutrient before extrusion

表2　挤压后各营养成分相关性分析Table 2 Correlation analysis of each nutrient before extrusion

3　讨论

大豆中含有抗营养因子和营养因子，营养因子有大豆异黄酮等，抗营养因子有蛋白酶抑制因子、植酸等植酸是一种多功能绿色食品添加剂[5-6]。也是一种抗营养因子，易与金属离子形成植酸盐类，影响机体对钙、镁、铁等矿物质的吸收，并能与蛋白结合，降低蛋白溶解性。目前，也有研究认为，植酸对人体健康也有一定的作用。植酸可通过参与细胞内植酸盐库或与氧自由基螯合，预防和治疗某些癌症[7-8]。王路等研究了植酸对胃癌细胞（SGC-7901细胞）具有抑制增殖作用[9]本研究中挤压前原料豆渣添加量对于植酸含量基本没有影响，挤压后，未添加豆渣的产品植酸纤维升高，而添加豆渣后的产品中植酸含量也有增多，但是比未添加豆渣的产品略低对产品的感官品质基本没有影响。

酚酸在植物中多以结合态存在，相关研究表明其具有增强免疫力、提高寿命、改善认知能力[10-12]。胰蛋白酶抑制因子可抑制胰蛋白酶和糜蛋白酶活性，降低蛋白质的消化、吸收和利用。本实验中总酚、总黄酮、胰蛋白酶抑制剂经挤压后均有所降低，并且在挤压前和体外消化率有是高度的负相关性，但是在挤压后，总酚、总黄酮、胰蛋白酶抑制剂与体外消化率相关性降低，总黄酮仍有很高负相关性，胰蛋白酶抑制剂相关性显著降低，而挤压后的总酚却与体外消化率呈现出正相关性。

刘金霞等[13]采用双螺杆挤压机挤压小麦膳食纤维，可溶性纤维提高。本研究挤压后不同豆渣含量的可溶性膳食纤维含量均有所提高。与其研究结论一致。郑建仙等[14]采用双螺杆挤压机对蔗渣膳食纤维进行改性，X-射线衍射分析表明挤压蒸煮对蔗渣膳食纤维的晶体结构没有影响，但挤压蒸煮可以改变膳食纤维的物化性质，如蔗渣膳食纤维的阳离子交换容量、持水力、结合水力以及膨胀力。

4　结论

挤压后，原料中植酸含量、可溶性膳食纤维含量和体外消化率增加，总酚、总黄酮、胰蛋白酶抑制剂活性减少，挤压前后各营养因子间相关系数降低。挤压后的可溶性膳食纤维含量增加，丰富了素肉产品的营养成分，总酚、总黄酮等营养因子的减少有利于营养成分在人体中进一步消化吸收，使得素肉产品在营养的种类及对人体消化利用上都更加平衡。

参考文献：

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[13]刘金霞,李庆龙,李丽,等.双螺杆挤压对小麦膳食纤维改性的研究[J].粮食加工,2010,35(2):62-65

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The Change of the Nutritional Content after the Extrusion in Okara as Raw Materials of Meat Analogs Products

L譈Bin1，YU Han-song1，2，WANG Yu-hua1，PIAO Chun-hong1，LIU Jun-mei1，DAI Wei-chang1，HU Yao-hui1，2，*
（1. Food Science and Engineering College，Jilin Agriculture University，Changchun 130118，Jilin，China；2. Division of Soybean Processing，Soybean Research and Development Center，CARS：Changchun 130118，Jilin，China）

Abstract：In this experiment，okara as the main raw material，using the single screw extruder Squeezes the preparation tissue protein meat under the okara content（0 %，15 %，30 %，45 %），material moisture content （40 %），the extrusion temperature（140℃-150℃，170℃-180℃）conditions. Using ferric iron precipitation，Folin phenol method，rutin standard products，enzyme-gravimetric method and other methods determinate phytic acid，total phenols，flavonoids and trypsin inhibitor activity，in vitro digestibility and soluble dietary fiber content and compare the change of the nutritional content after the extrusion. The results showed that after the dregs of non-puffed squeeze phytic acid，soluble dietary fiber content increases，total phenols，flavonoids and trypsin inhibitor activity decreased in vitro digestibility increased. The correlation coefficient between the various nutritional factors reduced after extrusion.

Key words：tissue protein meat；bean dregs；nutritional factors；total phenols；phytic acid；total flavonoids；

收稿日期：2015-02-08

*通信作者：胡耀辉（1951—），男，教授，博士生导师。

作者简介：吕斌（1988—），男（汉），硕士，研究方向：食品科学。

基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金资助（CARS-04）

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.005