1.大豆皮
豆皮占大豆全粒质量的6%~8%,大豆中32%的铁集中在豆皮内,此外豆皮中还含有约86%的膳食纤维及碳水化合物、8.8%的粗蛋白质、1.2%的粗脂肪及其他微量成分。
(1)制备膳食纤维 由于豆皮中具有明显生理功能的膳食纤维含量高,目前含有豆皮纤维的产品主要有膳食纤维饮料、面包、饼干等,豆皮膳食纤维在面包、饼干等产品中应用时需先经高温处理。这类产品既强化了其中的膳食纤维,又可改善产品的品质。
(2)铁强化剂 集中在豆皮中的铁,植酸含量较少,对铁元素在体内的吸收影响较小,可广泛用于烘焙制品、饮料、保健品等食品中,作为铁的强化剂。据试验证实,在面包中添加5%的豆皮粉,其中铁的含量将由0.70mg/100g增加到1.89mg/100g,因此豆皮是治疗缺铁性贫血的天然食物来源。
(3)可降解方便餐具 大豆皮中,除含纤维素、半纤维素外,还含有果胶、甘露聚糖、古柯豆胶等可溶性纤维,是制做模压一次性可降解方便餐具的良好纤维源。
2.大豆胚
大豆胚芽是大豆的生殖器官,占大豆总质量的2.5%,大豆胚芽营养丰富,含有28%蛋白质与 10%左右的油脂,与小麦胚芽的含油量相当,其中不饱和脂肪酸含量高达80%,此外还含有多种生理活性物质,如大豆异黄酮、大豆皂甙、大豆低聚糖、维生素E和甾醇等,具有特殊的生理作用和营养价值。
(1)大豆胚芽油 大豆胚芽油中富含不饱和脂肪酸,其中的亚麻酸和亚油酸两种不饱和脂肪酸含量高达77.2%。从脂肪酸组成来看,大豆胚芽油具有很高的营养价值,因为这两种脂作为必需脂肪酸,它对保持人体各种组织的机能和正常活动是不可缺少的。大豆胚芽油还富含维生素E,其维生素E含量为190mg/100g。维生素E是一种强抗氧化剂,具有抑制不饱和脂肪酸氧化、保护细胞膜、增强免疫力、延缓人体衰老等功能。大豆胚芽油还富含植物甾醇,其甾醇含量为0.37%,具有调节高胆固醇血脂的能力和抗肿瘤能力。β-谷甾醇还具有抗炎活性,在脂肪酸的合成中具有抗老化的作用。
(2)异黄酮 大豆平均含总异黄酮0.2%~0.4%,其中胚芽中含1.40%~1.76%、子叶中含0.15%~0.32%、种皮中含0.01%~0.02%。研究表明, 大豆异黄酮包括黄豆甙、黄豆糖甙和染料木黄酮,是一类重要的生理活性物质,具有弱雌性激素活性、抗氧化活性、抗溶血活性和抗真菌活性,能有效地预防和抑制白血病、骨质增生、结肠癌、胃癌、乳腺癌和前列腺癌等多种疾病的发生,尤其是在预防和改善乳腺癌和前列腺癌方面有着明显的作用。据日本Fujiko公司和东京大学的研究人员推算,每人每天异黄酮的必需摄入量为40mg~50mg。大豆异黄酮这种早先被视为抗营养的成分,由于其对心血管病和癌症所起到的显著预防作用,被认为可能成为21世纪的维生素。因此,大豆异黄酮在功能性食品、医药制品和功能助剂等方面有着广泛的作用。据调查,市场对大豆异黄酮的年需求量在1500t以上,而目前的年产量不足500t。
(3)皂甙 大豆皂甙约占大豆含量的0.6%,包括17种不同的皂甙。大豆总皂甙属三萜类皂甙,具有一般皂甙的性质,分子量较大、不易结晶、呈五色或乳白色粉末。近年来的研究表明,大豆皂甙具有很强的生理功能,是阻止慢性疾病发生的天然抑制剂,如抑制血小板凝聚、抑制肿瘤细胞的生长和防止动脉粥样硬化等,具有重要的药学价值。此外大豆皂甙作为添加剂也常添加到食品和化妆品中,以改善产品的品质和性能。我国是加工大豆的大国,但是大豆皂甙等一直没有加以合理利用。
3.大豆粕
豆粕是大豆经过提取豆油后得到的一种副产品,按照提取的方法不同,可以分为一浸豆粕和二浸豆粕两种,其中以浸提法提取豆油后的副产品为一浸豆粕;而先以压榨取油,再经过浸提取油后所得的副产品称为二浸豆粕。一浸豆粕的生产工艺较为先进,蛋白质含量高,是国内目前现货市场上流通的主要品种。豆粕一般呈不规则碎片状,颜色为浅黄色至浅褐色,具有烤大豆香味,含蛋白质40%~48%、赖氨酸2.5%~3.0%、色氨酸0.6%~0.7%、蛋氨酸0.5%~0.7%。作为一种高蛋白质,豆粕是制作牲畜与家禽饲料的主要原料,还可以用于制作糕点食品、健康食品以及化妆品和抗菌素原料。
(1)高蛋白饲用豆粕 豆粕中蛋白质是最重要的饲料蛋白来源。2005年工业饲料的产量约为1.03亿,配合饲料工业总产量约占7371余万t,配合饲料中蛋白饲料是必不可少的原料,而大豆粕在饲料蛋白原料中的比例大大提高,2005年达到了59%,饲用大豆粕需求量为4348万t。
(2)大豆蛋白 大豆蛋白的基础原料是低变性食用豆粕,大豆蛋白质中含有63%球蛋白、12%白蛋白、3%醇溶蛋白、7%谷蛋白,大豆经过浸出法提取油脂后,豆粕在低温条件下脱除溶剂,得到的大豆蛋白质基本不变性,利用此低温脱溶豆粕(俗称白豆片)可以进一步生产出大豆蛋白粉、大豆组织蛋白、大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白等大豆蛋白产品。研究表明,大豆蛋白及其水解物都有降胆固醇和降血脂的保健作用,能有效地预防肥胖和心血管疾病。另外,大豆蛋白不会引起尿钙过多,对预防骨质疏松也大有好处。
大豆蛋白系列产品主要有4种,即脱脂大豆粉(蛋白质含量50%以上)、组织蛋白(蛋白含量55%以上)、浓缩蛋白(蛋白含量68%以上)、分离蛋白(蛋白含量90%以上),其产量和利用率依次为分离蛋白、脱脂豆粉和组织蛋白、浓缩蛋白。世界上浓缩蛋白的产量和利用率大于分离蛋白,前者与可溶性多糖有关,后者与不溶性多糖有关。大豆蛋白加工领域是大豆深加工中最有潜力、最有前途的领域,产品大都是高技术含量、高附加值的产品。
4.豆渣
豆渣是豆腐、豆奶、大豆分离蛋白生产过程中产生的主要副产品,约占全豆干质量的15%~20%,主要成分为蛋白质22.56%、脂肪19.6%、糖分37.98%、纤维素14.62%、灰分6.16%,此外还有钙、磷、铁等矿物质。豆渣经烘干后,膳食纤维含量高达50%以上。实践证明,食用豆渣能降低血液中胆固醇含量,减少糖尿病人对胰岛素的消耗,有助于预防肠癌、高血压、糖尿病等疾病,豆渣被视为新兴的膳食纤维源。
大豆分离蛋白是现代大豆加工正规模化比较高的产品,能产生30%~35%的豆渣,而豆渣有着较高的营养价值,但长期没有被很好地利用和发挥。另外,豆渣含有一定水分,储存和运输都不方便,夏季极易腐败,除经济效益受到影响外,还对环境造成了污染。
(1)功能性大豆纤维 大豆渣中含有丰富的膳食纤维成分,碱性过氧化氢处理可以改变大豆渣纤维的物理化学性质,色泽、持水性、溶胀性等指标,得到膳食纤维含量达94%,色浅、无异味的功能性大豆纤维,其持水能力是本身质量的12倍,充分溶胀后体积增加24倍。应用实验表明,大豆纤维可以有效地保持乳化型碎肉制品中的水分。当添加量较低时,它的保水作用强于相同添加量的ADM大豆分离蛋白。大豆纤维可以明显地提高面粉的吸水性和面团稳定性,强化面团筋力和韧性,同时也发现大豆纤维会降低其延展性。
由于豆渣经蛋白酶、脂肪酶等处理后的总膳食纤维干基含量可达60%,而且含有约20%的蛋白质,加入食品中可同时提高膳食纤维与蛋白质的含量。所以,将豆渣制备成膳食纤维不失为一条利用豆渣的有效途径。
(2)可溶性大豆多糖 豆渣的主要成分是子叶部位的细胞壁多糖类,含约30%(以豆渣为准)的水溶性多糖类,从豆渣中提取可溶性多糖,能提高豆渣的利用价值,降低大豆产品的生产成本。可溶性大豆多糖是一种从大豆中提取的水溶性多糖,黏性低,可制成高浓度溶液,其溶液的黏度几乎不受盐类影响,对温度的热稳定性也优于其他糖类,具有分散性、稳定性、乳化性和黏着性等多种功能,不仅能用作强化食品的膳食纤维素,还可以用于制药与工业中。
(3)发酵培养基基料 由于豆渣中含有的多种营养成分,使其在许多物质的发酵生产中可作为基料有效利用,如核黄素、糖类、豆渣豉等都可以选用合适的菌种进行发酵,实现规模化生产需要。
5.大豆油脚
大豆油脚是植物油厂获取油脂产品后的副产品,一般是指毛油经水化后以及油长期静置后的沉淀物,其中油脚和皂脚约占毛油质量的5%~10%,外观为棕黄色胶状物,可流动。大豆油脚的主要成分是磷脂、中性油、水分及其他类脂物。此外,还有少量的蛋白质、糖类、蜡、色素以及有机和无机杂质。目前,绝大多数大豆油脚没有充分利用,不仅浪费了大量资源,而且还使大豆油脚受热(20℃以上)发酵,夏季3天~5天、冬季5天~7天即酸败,严重污染环境。
(1)大豆磷脂 大豆磷脂是从大豆油脚中提取的产物,占大豆籽粒质量的1.2%~3.2%,主要由卵磷脂、脑磷脂、肌醇磷脂、磷脂酰丝氨酸、磷脂酸组成,其中卵磷脂还是胆碱、饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸以及高度不饱和脂肪酸的最好来源。大豆磷脂既有亲水性又有疏水性,具有乳化性质,因此在一定程度上可促进油脂的消化吸收,同时也可补充一定量的胆碱。
(2)配合饲料能量源 经过测定,大豆油脚的含热量是普通饲料能量的2倍,如果将其加入饲料中,可有效地提高饲料的能量。当用含磷脂的饲料喂食小鸡时,小鸡除了生长情况很好外,还可增加维生素正在肝中的贮藏量;对小鸡的骨骼形成也有较好作用,又可避免出现牛皮癣。同时据国外的资料介绍,由于维生素E的缺乏,小鸡发育不好,只有通过饲喂磷脂加维生素E,才能医治,但若省去磷脂,单用维生素E则不会产生效果。油脂中含有的植物油,大多是容易被物质吸收的亚油酸和亚麻酸,而在动物中含硬脂酸较多,不易为动物所消化吸收。因此将大豆油脚加入肉禽饲料中,其效果一定好于动物油。
6.豆制品废水
豆制品废水主要来源于泡豆水、压榨出的黄浆水、豆粕制成浓缩蛋白。分离蛋白时排出的大豆乳清水以及生产清洗用水,其中泡豆水、黄浆水和大豆乳清水属于高浓度的有机废水,总产生量为大豆质量的7倍~9倍,COD值超过2000mg/L。豆制品废水中含有单糖、寡聚糖、钾、磷、钙、铁、维生素、有机酸、水溶性蛋白、氨基酸、月旨类等营养成分;特点是废水的排放相对集中,有机物浓度高;适宜于生物法处理,BOD5/COD之比高,可达到0.6~0.7,碳∶氮∶磷平均为100∶4.7∶0.2;除pH值较低外,有毒有害物质很少。如果对其进行综合利用,不仅减少环境污染,还可回收利用其中的营养成分,获得经济效益。
大豆寡聚糖是一种双歧因子,可以利用反渗透和纳滤技术在废水中提取,黄浆水、大豆乳清水中固性物含量仅为1%,各种功能性成分含量很低,由于受技术的限制,豆制品废水的开发利用并没有实现产业化。但是,近年来由于大豆生产规模的不断扩大,水污染问题日益严重,从大豆加工废水中提取异黄酮等功能性物质已经受到人们的重视。