豆渣营养成分分析及蛋白质营养价值评价

姜慧燕，邹礼根，翁丽萍，邱静，朱城冰

杭州市农业科学研究院（杭州 310024）

黄豆豆渣是豆浆、豆腐等豆制品加工过程中的主要副产物，按每加工1 t大豆产生2 t湿豆渣计，中国湿豆渣年产量在2 000万 t以上[1]。新鲜豆渣营养丰富，富含膳食纤维、蛋白质、矿物质、维生素等营养物质，以及大豆异黄酮、大豆多糖等生物活性物质，营养价值高[2]；但其口感粗糙，有豆腥味，且水分高，极易腐败变质，仅部分被作为饲料或肥料使用，产品附加值低，资源浪费大，污染环境。因此，豆渣的高值化利用是亟待解决的问题。关于豆渣蛋白质营养价值评价的研究鲜有报道，试验对黄豆豆渣的主要营养成分及蛋白质营养价值进行分析评价，并与黄豆的营养成分进行比较分析，为豆渣的高值化加工利用和产品开发奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

豆渣及黄豆原料（杭州祖名豆制品股份有限公司）。用于分析测试的豆渣原料经60 ℃热风干燥至水分含量低于10%，用高速粉碎机粉碎后过60目筛备用；黄豆原料用高速粉碎机粉碎后过60目筛备用。

1.2 主要仪器与设备

氨基酸分析仪（L-8900，日本Hitachi）；电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS，X Series2，美国Thermo）；全自动凯氏定氮仪（KjeltecTM8400，丹麦FOSS）；热风干燥设备（TCFZD-2HP，杭州欧易电器有限公司）；程控箱式电炉（SXL-1002，上海精宏）；分析天平（MS204S，美国Mettler）；数显恒温水浴锅（HH-6，江苏金坛亿通）。

1.3 试验方法

1.3.1 指标测定方法

水分采用GB 5009.3—2016直接干燥法测定；灰分采用GB 5009.4—2016方法测定；脂肪含量采用GB 5009.6—2016索氏抽提法测定；蛋白质含量采用GB 5009.5—2016凯氏定氮法测定；膳食纤维含量采用GB 5009.88—2014酶重量法测定；矿物质元素及重金属元素含量采用GB 5009.268—2016 ICP-MS法测定；氨基酸组成及含量分析采用GB 5009.124—2016酸水解法处理，用全自动氨基酸分析仪测定；碳水化合物参考GB/Z 21922—2008中利用减法计算，即食品总质量分别减去水分、蛋白质、脂肪、灰分和膳食纤维的质量。

1.3.2 蛋白质营养价值评价

氨基酸评分（AAS）、化学评分（CS）、必需氨基酸指数（EAAI）、生物价（BV）、营养指数（NI）采用Bano & Rajarathram（1982）和FAO（1970）推荐的方法计算[3-5]；氨基酸比值系数（RCAA）和氨基酸比值系数分（SRCAA），采用朱圣陶和吴坤（1988）推荐的方法计算[6-8]。

式中：Ax为待测蛋白质中某一必需氨基酸含量，g/100 g pro；Fx为FAO/WHO评分标准模式中相应必需氨基酸含量，g/100 g pro；Ae为待测蛋白质中必需氨基酸总含量，g/100 g pro；Ex为标准鸡蛋模式中相应必需氨基酸含量，g/100 g pro；Ee为标准鸡蛋模式中必需氨基酸总含量，g/100 g pro；n为比较的必需氨基酸个数；PP为待测蛋白质的百分含量，%；CV为RCAA的变异系数，CV=标准差/均数。

1.4 数据处理

豆渣各营养成分指标重复测定3次，取平均值，结果以“平均值±标准偏差”表示。数据统计分析采用Excel 2010进行。

2 结果与分析

2.1 豆渣常规营养成分分析

豆渣及黄豆常规营养成分分析测试结果见表1。新鲜豆渣中水分达83.3%，干黄豆中水分为11.35%。豆渣干基中蛋白质含量为18.17%，仅为黄豆蛋白质含量的44.36%，但其蛋白质含量仍高于大部分粮食和蔬菜[9]，属于高蛋白含量食物原料；豆渣蛋白质和黄豆一样，主要由球蛋白和清蛋白组成，其中90%左右为球蛋白，属于优质蛋白质[10]。豆渣中灰分含量为3.72%，略低于黄豆；碳水化合物含量为13.71%，略高于黄豆。豆渣中粗脂肪含量为4.14%，远低于黄豆的18.44%，与谢婧[11]、赵爽[12]所述脂肪含量9.3%～12.4%有所差异，这主要基于豆渣来源不同。

豆渣干基中主要成分为膳食纤维，总含量达60.26%，远高于黄豆的24.00%，以不溶性膳食纤维为主。膳食纤维是指不能被人体小肠消化吸收，而在人体大肠能部分或全部发酵的碳水化合物聚合物，按水溶性分为可溶性膳食纤维（SDF）和不溶性膳食纤维（IDF），是人体不可缺少的第七营养素[13]。豆渣和黄豆SDF含量相当，而IDF含量豆渣是黄豆的3倍。豆渣膳食纤维具有调节肠道和预防慢性病等多种生理作用，其中SDF比IDF具有更强的功能性。利用发酵处理、高压均质、挤压蒸煮、微波处理、超微粉碎等技术提高豆渣SDF含量，以改善膳食纤维的吸附性、持水性、乳化性、膨胀力等特性[14-17]。

表1 豆渣及黄豆常规营养成分含量（均以干基计）g/100 g

2.2 豆渣矿物质含量分析比较

矿物质是维持人体正常生理功能所必须的无机化学元素，主要包括钙、镁、钾、钠等常量元素和铁、铜、锌、硒等微量元素。如表2所示，豆渣和黄豆中矿物质含量丰富。豆渣常量元素中K和Mg含量略低于黄豆，均为黄豆含量的60%；而Na和Ca元素含量远高于黄豆。豆渣中Na含量为990.65 mg/kg，远高于黄豆的30.81 mg/kg，可能是由于豆制品加工过程中添加钠盐所致。干豆渣中Ca含量为433.82 mg/100 g，远高于黄豆干基的183.54 mg/100 g，是《中国食物成分表》中奶片的钙含量269 mg/100 g的1.6倍，且豆渣的钙质和牛奶中所含钙质一样，具有容易吸收的特点，因此豆渣是优良的钙质来源[18]。豆渣中微量元素含量略低于黄豆，差异不显著。

2.3 豆渣重金属含量分析

如表2所示，豆渣和黄豆重金属含量均低于GB 7096—2014食品中污染物限量标准，属于安全可靠的食品加工原料。豆渣中Cd和As含量略低于黄豆；Hg含量低于0.003 mg/kg。豆渣中Pb含量显著高于黄豆，但其含量低于标准限量值，主要是豆渣的高膳食纤维增加对金属元素的吸附力，加工过程中与设备接触易带入，因此在豆制品加工设备选型和维护时应加强重金属污染防控。

表2 豆渣及黄豆矿物质含量（以干基计） mg/kg

表3 豆渣及黄豆重金属含量（以干基计） mg/kg

2.4 豆渣氨基酸组成及含量分析

如表4所示，豆渣中含有17种氨基酸，其中色氨酸由于在样品酸处理水解过程中易被破坏而未测到[19]。豆渣氨基酸组成及各组分占比与黄豆基本一致，氨基酸总含量为12.85 g/100 g，为黄豆的41.23%，源于豆渣蛋白质含量低于黄豆（豆渣蛋白质含量为黄豆的44.36%）。豆渣EAA/TAA、EAA/NEAA比值分别为0.36和0.57，均略高于黄豆，与FAO/WHO提出的理想蛋白质模式中EAA/TAA比值0.4左右、EAA/NEAA比值应在0.6以上的标准接近。

2.5 豆渣蛋白质营养价值评价

采用非生物学评价方法对豆渣和黄豆蛋白质进行营养价值评价，以FAO/WHO模式和全鸡蛋模式为标准，结果如表6所示。豆渣蛋白和大豆蛋白的必需氨基酸总量分别为30.56 g/100 g pro和31.37 g/100 g pro，两者基本一致，与FAO/WHO模式相近，低于全鸡蛋模式；两者的限制性氨基酸均为含硫氨基酸蛋氨酸和胱氨酸。豆渣氨基酸评分AAS为33.84，比黄豆低30.73%；化学评分CS为35.02，比黄豆低28.89%。豆渣蛋白质中苯丙氨酸和酪氨酸AAS评分高达114.48，说明苯丙氨酸和酪氨酸含量丰富。张雯艳等[20]研究表明，苯丙氨酸在体内酶解氧化成酪氨酸，并与酪氨酸一起合成重要的神经递质和激素，参与机体糖代谢，对小鼠甲状腺激素、血糖和血脂水平具有一定的干扰作用。从表7来看，豆渣蛋白质和黄豆蛋白质的必需氨基酸指数EAAI、生物价BV、氨基酸比值系数分SRCAA基本一致；豆渣蛋白质营养指数NI 16.50仅为黄豆的43.27%，主要是由于豆渣中蛋白质含量仅为黄豆的44.36%。因此，豆渣除蛋白质含量较黄豆低，其蛋白质的营养价值与黄豆相近。

表4 豆渣和黄豆氨基酸组成与含量

表5 豆渣和黄豆氨基酸占比分析

表6 豆渣和黄豆蛋白质的必需氨基酸含量和氨基酸评分

表7 豆渣和黄豆蛋白质营养价值评价

3 结论与讨论

豆渣中主要营养成分为膳食纤维、蛋白质和碳水化合物，膳食纤维含量高达60.26%，是黄豆的2.5倍，以不溶性膳食纤维为主；蛋白质含量为18.17%，是黄豆的44.36%；豆渣矿物质元素含量丰富，其中Ca含量为433.82 mg/100 g，远高于黄豆和奶片，是优良的钙质来源；重金属含量低于国家限量标准，是安全可靠的食品加工原料；氨基酸组成和占比与黄豆基本一致，第一限制氨基酸均为蛋氨酸和胱氨酸。蛋白质营养评价结果表明，豆渣蛋白质AAS、CS评分略低于黄豆，EAAI、BV、SRCAA与黄豆蛋白质基本一致，即豆渣除蛋白质含量较黄豆低，其蛋白质的营养价值与黄豆相近，属优质蛋白质。

豆渣是高膳食纤维、高蛋白、高钙、低脂，蛋白营养价值接近大豆蛋白的健康食物原料，且廉价易得，是制备膳食纤维、开发减肥营养代餐和高血糖高血脂特殊膳食等功能性食品的优良原料，具有良好的开发利用前景。豆渣膳食纤维主要为不溶性膳食纤维，产品开发过程中需利用改性技术提高可溶性膳食纤维含量，以增强豆渣的功能特性。同时，湿豆渣水分高，水分活度大，营养丰富，易腐败变质，鲜湿豆渣需在短时内进行加工利用，或经挤压干燥、热风干燥、微波干燥等干燥处理后贮存。