豆渣干燥技術(shù)研究進(jìn)展

秦璇璇 趙良忠 李化強(qiáng)等

摘要豆渣是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)物。豆渣中富含膳食纖維、蛋白質(zhì)、異黃酮、卵磷脂、大豆多糖等成分，因此被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化學(xué)、工業(yè)等行業(yè)。但豆渣不耐貯存，極易腐敗，需要進(jìn)行干燥處理。目前已經(jīng)進(jìn)行研究的干燥方式有：氣流干燥、真空干燥、微波干燥、電場(chǎng)干燥、聯(lián)合干燥等，主要闡述豆渣干燥技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)展，以期為豆渣的生產(chǎn)應(yīng)用提供技術(shù)支持和理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞豆渣；營(yíng)養(yǎng)；干燥；進(jìn)展

中圖分類號(hào)S509.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2015）31-202-02

Research Progress of Okara Drying Technology

QIN Xuanxuan1，2，3， ZHAO Liangzhong1，2，3*， LI Huaqiang1，2，3 et al

（1. Department of Biological and Chemical Engineering， Shaoyang University， Shaoyang， Hunan 422000； 2. Hunan Basic Research Base of Bean Products Processing Technology， Shaoyang， Hunan 422000； 3. Hunan Technology Research Center of Fruits and Vegetables Processing Engineering， Shaoyang， Hunan 422000）

Abstract Okara is a kind of byproduct of bean products， which has a good quantity of nutritional value， such as DF， protein， isoflavone， lecithin， soybean polysaccharide and so on. Okara is widely used in aspects of foods， drugs， chemistry and industry. Okara is easy to rotten， so drying technology is necessary. Drying technology which have been studied include flash drying， vacuum drying， microwave drying， electric field drying and combined drying. The drying technology of okara and the application progress were elaborated， aiming to provide technology supports and theory guidance for okaras production and application.

Key words Okara； Nutrition；Drying； Progress

豆渣，是指豆腐、豆?jié){、豆奶等豆制品加工的副產(chǎn)物[1]（76-78）。全國(guó)每年有2 000萬t濕豆渣產(chǎn)生[2]。但目前豆渣并沒有得到充分合理的利用，主要是作為牲畜飼料和廢棄物處理，這不但浪費(fèi)資源，而且會(huì)造成環(huán)境的污染，增加企業(yè)的治污成本。因此，對(duì)豆渣的合理開發(fā)利用具有重要的意義。

豆渣中營(yíng)養(yǎng)成分豐富，研究發(fā)現(xiàn)，豆渣中膳食纖維占50%～70%，蛋白質(zhì)含量占19%～23%，脂肪含量8%～11%[3]，還含有大豆異黃酮、卵磷脂、大豆多糖、大豆苷等多種功能性成分?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)將膳食纖維與蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物等并稱為“第七營(yíng)養(yǎng)素”。膳食纖維良好的持水性、復(fù)水性、膨脹性、陽離子交換能力使其在維持人體健康方面起到重要作用，具有降脂、減肥、降血壓等多種功效。大豆卵磷脂因其良好的抗氧化性能，以及分散、發(fā)泡、乳化的性能，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化學(xué)、食品等行業(yè)。此外，豆渣中還含有大豆低聚糖、大豆苷、大豆分離蛋白等多種生物活性物質(zhì)，利用豆渣部分代替食品主料可獲得具有一定保健作用的產(chǎn)品。

豆渣含水量一般在75%～80%，水分活度在0.99以上，因此特別適合微生物的生長(zhǎng)繁殖，不耐貯存，因此在豆渣綜合利用前需進(jìn)行干燥處理。目前可用于豆渣干燥的技術(shù)主要有：熱風(fēng)干燥、氣流干燥、微波干燥、聯(lián)合干燥等，干燥工藝對(duì)產(chǎn)品的感官、質(zhì)量、性質(zhì)功能等各方面都有重要影響。

1自然干燥

自然干燥是最原始的干燥方式，它是利用自然的風(fēng)和光照進(jìn)行干燥，因此受天氣影響較大。李慧勤等將豆渣置于26 ℃常溫通風(fēng)處自然晾曬過夜，得出自然干燥的香味物質(zhì)主要是醛和酮類，主要的香氣成分為3羥基2丁酮，占1829%；己醛，占16.30%；丙酮，占11.87%[4]（167-172） 。自然干燥豆渣產(chǎn)生的豆腥味成分相對(duì)最多且含量高，占總香味含量的22.10%。豆渣的自然干燥周期長(zhǎng)，不能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，不適合用來干燥豆渣。

2電熱鼓風(fēng)干燥

王雙燕等設(shè)置電熱鼓風(fēng)干燥的溫度60、65、70 ℃，每隔1 h翻攪一次，得到電熱鼓風(fēng)干燥的最佳溫度為65 ℃，在此條件下干燥的豆渣，略有砂炒感，顏色淡黃，具有輕微的豆腥味[1]（76-78）。李波等對(duì)電熱鼓風(fēng)干燥進(jìn)行了研究，在50～70 ℃下干燥8～10 h，每隔0.5 h翻攪一次，研究表明，電熱鼓風(fēng)干燥的豆渣產(chǎn)品顏色深黃，溫度越高，褐變情況越明顯[5]（318-324）。在鼓風(fēng)干燥條件下，豆渣無豆香味，持水力為24，溶脹性285 ml/g，結(jié)合脂肪能力2.7，陽離子交換能力408.56 mmol/g。持水力、溶脹性、結(jié)合脂肪能力較真空干燥和冷凍干燥低，陽離子交換能力有所提高，熱風(fēng)干燥的黃酮含量較真空干燥和冷凍干燥高。李慧琴等將豆渣在60 ℃恒溫干燥箱中干燥3 h，每隔0.5 h翻動(dòng)一次，干燥至含水量約為15%，色譜分析表明，熱風(fēng)干燥的豆渣的特有的香氣成分為丁基羥基甲苯，含量為1.79%，熱風(fēng)干燥后的豆渣己醛含量不足1%，表明熱風(fēng)干燥可以大幅度抑制己醛的產(chǎn)生[4]（167-172）。熱風(fēng)干燥豆渣丙酮含量低至0.8%，表明熱風(fēng)干燥有效降低了油脂的氧化，減少了酮類的產(chǎn)生。綜上所述，電熱鼓風(fēng)干燥的產(chǎn)品雖然質(zhì)量有一定保證，但是生產(chǎn)效率低，無法適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

3氣流干燥

氣流干燥的傳熱面積大，傳熱系數(shù)高，干燥時(shí)間短，具有熱風(fēng)溫度高而豆渣溫度不高的特點(diǎn)，適合于干燥豆渣，可以保留大部分熱敏性成分和乳白色特點(diǎn)。但是干燥管道較長(zhǎng)，氣流干燥的發(fā)展受到了一定的限制。為了降低干燥管道長(zhǎng)度，先后出現(xiàn)了倒錐式、脈沖式、套管式等結(jié)構(gòu)，用于降低其高度。攪拌型閃蒸干燥工藝干燥豆渣被國(guó)內(nèi)一些企業(yè)采用，通過原料輸送機(jī)將濕豆渣送入攪拌罐，攪拌罐提供500 ℃左右的熱風(fēng)，通過攪拌葉對(duì)攪拌罐內(nèi)的豆渣進(jìn)行攪拌，將容易結(jié)塊的豆渣拋灑開，提高介質(zhì)空氣和物料的接觸面積，提高干燥效率。水分靠排風(fēng)機(jī)排向大氣，干豆渣經(jīng)旋風(fēng)集料筒收集，該工藝使得原料在攪拌槳的打擊下懸浮于空氣中并與熱風(fēng)進(jìn)行熱量交換，所得豆渣含水量10%左右。

氣流干燥由于具有工業(yè)化程度高、生產(chǎn)高效、產(chǎn)品品質(zhì)可靠等特點(diǎn)，在工業(yè)上使用較為廣泛。氣流干燥設(shè)備將朝著自動(dòng)化、多功能化、專業(yè)化、節(jié)能化的方向發(fā)展，以更好地適應(yīng)工業(yè)化大生產(chǎn)的需要。

4聯(lián)合干燥

聯(lián)合干燥可以發(fā)揮各個(gè)干燥方式的優(yōu)勢(shì)，起到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的作用。

4.1真空冷凍干燥

真空冷凍干燥是將物料在較低的溫度下（-10～-50 ℃）凝結(jié)成固態(tài)，繼而在真空狀態(tài)下（1.3～13.0 MPa）通過升華脫除水分的一種干燥方法。王雙燕等將豆渣用真空冷凍干燥箱進(jìn)行干燥，干燥溫度-53 ℃，獲得含水量為10%左右的豆渣，結(jié)果表明真空冷凍干燥較自然干燥、電熱鼓風(fēng)干燥、真空干燥而言，色澤最好，口感細(xì)膩，豆腥味濃[1]（76-78）。李慧勤等將豆渣樣品冷凍過夜后，在-50 ℃，100 Pa的冷凍干燥機(jī)中干燥3 h，至含水量約為15%，研究結(jié)果表明，真空冷凍干燥豆渣的己醛含量低于1%，表明真空冷凍干燥可以大幅度降低己醛的產(chǎn)生；真空凍干丙酮含量在樣品中高達(dá)22.86%，是最重要的香氣成分之一，遠(yuǎn)高于其他干燥方式，真空凍干豆渣樣品中酯類含量最高，主要是乙酸乙酯，它是真空凍干的主要香氣成分[4]（167-172）。但是凍干設(shè)備和凍干產(chǎn)品成本高，所需時(shí)間較其他方法長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高，目前主要應(yīng)用于生物制品的保存。因此，研究合理的凍干工藝，降低凍干成本，成了凍干技術(shù)亟待解決的問題。

4.2微波真空干燥

李波等對(duì)微波真空干燥進(jìn)行研究，將1 cm厚的豆渣在微波功率700 W、真空度100 kPa下干燥20 min，結(jié)果表明，微波真空干燥的產(chǎn)品復(fù)水性好（Rr=566），復(fù)水比與冷凍干燥相近，遠(yuǎn)高于熱風(fēng)干燥，微波干燥的黃酮含量比冷凍干燥和熱風(fēng)干燥低一些，熱風(fēng)干燥比微波干燥和冷凍干燥能節(jié)約90%的時(shí)間節(jié)約時(shí)間[5]（318-324）。微波以其獨(dú)特的加熱特點(diǎn)和干燥機(jī)理為農(nóng)產(chǎn)品的加工開辟了新道路，利用微波與其他技術(shù)相結(jié)合必然會(huì)成為農(nóng)產(chǎn)品的發(fā)展的新途徑。

5其他干燥方式

有學(xué)者利用電場(chǎng)干燥方式對(duì)豆渣進(jìn)行干燥。崔國(guó)強(qiáng)等用高壓電場(chǎng)干燥豆渣的試驗(yàn)表明：高壓電場(chǎng)對(duì)食品物料的干燥具有明顯的促進(jìn)作用，且干燥后的物料顏色較烘箱干燥保持良好[6]。高壓電場(chǎng)技術(shù)是一種有效的豆渣干燥技術(shù)，有待于進(jìn)一步研究。

國(guó)外還有些企業(yè)采用遠(yuǎn)紅外加熱干燥技術(shù)處理濕豆渣，遠(yuǎn)紅外干燥技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)能高效，成本低，維修方便，結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，快速便捷[7]。

6展望

隨著人們對(duì)健康的越來越重視，人們對(duì)膳食纖維食品越來越青睞。干燥技術(shù)的進(jìn)展，為豆渣的深加工和利用提供了有效的途徑。豆渣干燥技術(shù)的發(fā)展方向主要有以下幾種：

第一，效率高，能耗少，節(jié)能環(huán)保。效率高才能適應(yīng)企業(yè)化的大生產(chǎn)，能耗少才會(huì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。熱量的回收再利用是可以考慮的一種節(jié)能降耗的方法。氣流干燥效率高，能耗相對(duì)較低，但是產(chǎn)品質(zhì)量較差，如能降低質(zhì)量損耗，是一種不錯(cuò)的方法，例如降低氣流干燥的溫度，結(jié)合添加劑進(jìn)行干燥等，以保持豆渣良好的產(chǎn)品品質(zhì)。另外，太陽能、風(fēng)能、生物能都可以作為能耗的出發(fā)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)企業(yè)采用較多的攪拌式旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)，是利用氣流干燥的原理，具有效率高，生產(chǎn)強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)，也存在著能耗高、設(shè)備磨損嚴(yán)重、前期風(fēng)機(jī)投資大的問題，有待進(jìn)一步開發(fā)。

第二，保持豆渣良好的功能特性和營(yíng)養(yǎng)成分。要保持豆渣良好的功能特性和營(yíng)養(yǎng)成分，就要保證豆渣的復(fù)水性、持水性、陽離子交換能力，蛋白質(zhì)的含量，熱敏性成分含量。因此需要干燥設(shè)備的專業(yè)化，有時(shí)需要將干燥同其他工序同時(shí)進(jìn)行，以提高干燥的效率和能力。

第三，要多種干燥方式組合使用，各取所長(zhǎng)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。各種干燥方法聯(lián)合干燥，使豆渣真正的變廢為寶，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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[5] 李波，王東玲，韓偉元.豆腐渣微波真空干燥實(shí)驗(yàn)的研究[J].食品工業(yè)科技，2011，32（12）：318-324.

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