生物技术开拓大豆精深加工利用的新途径

董良杰 刘汉涤 靳济洲 王雍凯 曹红莹 车敏

生物技术已广泛应用于医学、食品、农业等领域，并取得了显著成绩。大豆产业作为基础产业之一，在改善人类饮食营养结构方面发挥着极其重要的作用，而生物技术现已成为大豆产业发展的巨大动力。

一、大豆精深加工

大豆深加工技术主要是提取大豆油和大豆蛋白，以及分离提取大豆异黄酮、大豆低聚糖、大豆磷脂、大豆膳食纤维等物质。近年来，诸多学者对大豆深加工进行了研究，其技术特点是在保证大豆营养素完整性的前提下，单独分离大豆营养素，从而更好地利用大豆营养成分，这个过程打破了过去低规模、低质量产品占领市场的局面。

二、酶工程的应用

1.在大豆油生产中的应用。Sosuleki等人较早地研究了酶工程在菜籽油生产领域的应用，他们研究发现，经过酶处理和压榨处理后，与非酶法相比，菜籽油的提取率可从大约70%提高到90%左右。在此基础上，我国学者谢向茂采用水性酶法提取大豆油，实现了大豆油的酶法提取。研究表明，19.3%蛋白酶、32.9%纤维素酶、47.8%果胶酶的酶组成比例更有利于大豆细胞细胞壁中纤维素骨架的降解，此比例下的制油率约为73%。

2.在大豆蛋白肽生产中的应用。在必需氨基酸比例合理且酶解完成之后，大豆蛋白质组成成分的比例发生变化，所获得的产品粘度低、分散性好，易于人体吸收，其功能特性远超过大豆蛋白且更容易加工，因此可以用作优质食品的原材料。大豆蛋白肽酶促水解的关键技术包括酶的选择和工艺条件的确定，以及抑制酶促水解产物的苦味。

3.在大豆低聚糖生产中的应用。在淀粉制品中适量添加大豆低聚糖可以延长食品的保鲜期；大豆低聚糖的渗透压与蔗糖较为相似，但所含热量较低，且在相同浓度下粘度比蔗糖要高，因此可代替蔗糖用于烘焙食品中。传统的分离纯化工艺损失大，制得的大豆低聚糖纯度低，只能达到40%左右（总糖含量约为70%），难以广泛应用。近年来，许多研究人员在提高大豆低聚糖的纯度方面取得了重要成就，例如使用酶技术将大豆低聚糖中的部分蔗糖转化为低聚果糖，或通过改变酶的特性来改善大豆低聚糖的热稳定性，极大地扩展了大豆低聚糖的利用。

4.在大豆膳食纤维生产中的应用。传统生产方法提取的膳食纤维纯度低，与国外同类产品相差近20%。大豆膳食纤维是由深加工副产品中的豆渣制成，生物技术中的酶技术即可用于纯化膳食纤维。豆粕含有约18%-25%的残留蛋白质，可以在生产过程中添加适量的蛋白酶将其水解；水解的蛋白质具有良好的流动性和水溶性，并且可以在压力过滤过程中将纤维相和水相分离，从而提高膳食纤维的纯度。

三、发酵工程的应用

1.在废水处理中的应用。近年来，许多学者致力于研究如何将大豆深加工主要排放物中的豆乳和有机成分等废料进行转化，从而创造一定的经济和社会效益。这些排放物包含少量的蛋白质（约0.2%-0.4%）和碳水化合物（约0.1%），如果使用其他外源营养物来配置培养基，则可以发酵大量菌丝体。细菌对这些有机成分的发酵，一方面可以获取沼气能量，另一方面还可以降低排放中的COD值，从而达到环保节能的目的。目前，大多数大豆公司已经采用了这种污染控制程序。

2.在豆渣中的應用。除了可以剔除蛋白质来制造膳食纤维之外，豆渣中剩余的营养成分还可以通过发酵来生产饲料。在适宜的环境条件下用发酵的豆渣来培养适宜的菌株，可以获得粗蛋白含量较高的产品，其粗蛋白含量可高达29%，是理想的饲料添加剂。

3.在豆粕中的应用。在合理控制工艺条件的前提下，豆粕中仍然可以保留大量的有益细菌及其产物，具有同优质蛋白饲料相似的性能。目前，豆粕主要为低温粕，未经高温处理的豆粕仍含有大量的活性抗原蛋白，可能引起牲畜腹泻，甚至导致其死亡。通过发酵，抗原蛋白可以降解为小分子量的肽和氨基酸，不仅提高了动物产品的利用率，还有助于保持环境卫生和水质。

四、生物技术在大豆深加工中的应用展望

大豆中的营养物质都具有极高的应用价值，大豆皂苷可作为保健食品和药品，用来降血脂、抗氧化；大豆异黄醇具有抗真菌、抑制白血病的功效；大豆多肽可以降低胆固醇、促进矿物质吸收；大豆低聚糖可用作食品添加剂，来延长保质期或增加甜味；大豆膳食纤维可以预防肥胖症、高血压、结肠癌。随着研究工作的深入，当务之急是加大科技及资金投入，改变以往设备落后、生产成本高、生产水平低的局面，尽量采取行之有效的高新生物技术，这将对大豆产业的发展产生重大影响。