旋转闪蒸干燥温度对豆渣品质的影响

豆渣是在豆腐和豆奶等豆制品生产过程中产生 的副产品。我国是大豆种植的主要国家，大量的豆渣常被用作牲畜饲料和肥料。由于豆渣富含蛋白 质、膳食纤维和微量元素等营养成分和较高的含水 率,豆渣极易腐败，贮藏性差,不易于进一步的加工 应用,导致豆渣利用率低。因此，需要对鲜豆渣进 行脱水干燥处理,使其更好的贮藏和深加工,以提高 豆渣的附加值。目前应用于豆渣干燥的方法有热风干燥、真空冷冻干燥、对撞流干燥以及高压电场干燥等。每种干燥技术各有利弊，比如热风干燥的干燥时间长， 对样品品质破坏较大。真空冷冻干燥能够较好地保 存样品的营养成分,但投资和运营成本高。对撞流干燥釆用热蒸汽流作为传热介质，能耗较高。高压电场 干燥虽能提高干燥效率,但尚处于研究阶段。

旋转闪蒸干燥是一种将固态物料搅拌分散采用 高速热气流使之流态化进行干燥的一种气流干燥技 术，具有快速、高效、可靠等特点，已被广泛应用于化 工、食品、医药、农药等行。田志鸿采用旋转闪蒸干 燥技术干燥催化剂和分子筛，研究了温度、停留时 间、转速等参数对于产品的影响，优化了干燥工 艺⑸。与热风循环干燥相比，旋转闪蒸干燥器提高 了阿奇霉素的干燥速率和干燥物料粒度均匀性。 目前，关于旋转闪蒸干燥用于豆渣鲜有报道。

食品的热气流干燥实验中，温度是影响干燥速 率和产品品质的重要因素:温度过高使豆渣易发生 褐变,也会破坏豆渣中的热敏性功能组分；温度过低 将延长干燥时间，降低干燥效率由明。因此,确定适 宜的豆渣旋转闪蒸干燥合适的干燥温度至关重要。

我们前期的预实验表明,在低于100度旋转闪蒸干燥时，干燥样品结块严重，干燥不充分，高于 200 °C干燥时，样品颜色品质差，呈棕黑色。本实验 以真空冷冻干燥豆渣为对照，研究旋转闪蒸干燥以 及不同干燥温度(120,150和180笆)对于豆渣的基 本组分、色泽、抗氧化活性等品质的影响以及对于胰 蛋白酶抑制剂、脈酶活性等抗营养因子的清除能力， 确定其适宜的干燥温度，为开发高附加值豆渣提供 理论和技术依据。

1.1新鲜豆渣来源于丰益 国际有限公司 (上海 )，含水量为 82 ～859／5，蛋 白质含量为34．33 ，脂肪含 量为 4．77 。从工厂收集到后 ，分袋包装于-80℃ 冰箱冷冻备用。干燥前 ，豆渣于 5℃环境下解冻 48h至彻底 解冻 。

1．2 主要设 备 和试 剂 旋转闪蒸干燥机 ：XSCr-6型 ，常州市赣林干燥工程有限公司；真空冷冻 干燥 机 ：Triad型 ，Labconco， USA；色差计 ：LabScanXE型，HunterLab，USA； 紫外分光光度计 ：UV-1800型 ，Shimadzu，Japan。 牛胰 蛋 白酶 ：Sigma-Aldrich，USA；苯 甲酰一L广 精氨酸一对硝基苯胺 (L_BAPA)：国药集 团化学试剂 有限公司；抗坏血酸 ：国药集 团化学试剂有限公 司； 1，1一二苯 基一2一三硝基 苯 肼 (DPPH)：Sigma-Aldrich， UsA；尿素 ：国药集团化学试剂有限公司。 

1．3 干燥方法旋转闪蒸干燥(spinflashdrying，SFD)：豆渣进 样量 ：15kg；干燥温度 ：120、150和 180oc；干燥 时 间 ：10S。 真空冷冻 干燥 (vacuum freezedrying，VFD)： 豆渣加载量为 3kg／m ，豆渣在一8O℃下预冷冻 3 h后 ，在真空冷冻干燥机放置 24h，真空度为 45Pa， 温度 为 2O℃ 。

1．4 试 验方 法

1．4．1 基 本组 分 水分含量 ：常压干燥法 (GB5009．3—2010)。 蛋 白质含量 ：凯氏定氮法(GB5009．5-2010)。 脂肪含量 ：索氏抽提法(GB／T14772—2008)。

1．4．2 颜 色 色度指标(L*、a*、b*)使用 LabScanXE型 色度仪采用 D65光源进行测定 。 总色差 (△E)计算公式如下 ： △E一 、／／△L +Aa +Ab。一 ~／( L。)+ ( a0)。+ ( bo) (1) Lo、ao、bo——标 准 板 的 L*、a*、b*值 (93．23，一O．73，0．01)；L、a、6——样 品的 L*、a*、 b*值 。

1．4．3 抗 营养 因子 胰蛋 白酶抑制剂活性 ：GB／T21498～2008。 脲 酶 活性 ：GB／T 8622—2006。 

1．4．4 抗氧 化活 性 本实验采用 DPPH 自由基 清除能力评价豆渣 样 品的抗 氧化 活性 [¨]。 提取 ：10g样品与 70 (v／v)乙醇溶液混匀 ， 并超声 30min。提取液在 12400r／min转速下离 心 10min，收集上清液并进行过滤 ，随后对上清液 进行旋转蒸发完全除去 乙醇 ，并使用去离子水定容至 50mI，作为后续测定使用。 DPPH 自由基清除能力 ：0．75mL试液与 1．5 mLDPPH 甲醇溶 液反应 5rain，对反 应液 在 5l7 nm波长下测定 吸光度值 ，并 以梯度稀释 的抗 坏血 酸溶液作为标准曲线。

1．5 数据 处理 豆渣经旋转闪蒸干燥和真空冷冻干燥处理 ，其 指标数据使用 SPSS21数据分析软件进行 ANOVA 方差分析 。每个数据做 3次平行 ，取平均值 。使用 Duncan法进行显著性差异分析 (P<O．05)。水 分 含量、蛋 白质含量、脂肪含量、胰蛋 白酶抑制剂 、脲酶 活性、抗氧化活性均 以干基数据表示 。

2．2 颜色变化均增大 ，变化相似。 由表 2可知 ，与真空冷冻干燥相 比，旋转 闪蒸干 120~180℃温度处理下 ，△E随着干燥温度的 燥豆渣的总色差均显著增大 ，说明经旋转闪蒸干燥 升高而显著增大(P<0．05)，说 明温度越高 ，豆渣颜 处理后 ，豆渣颜色有明显变化 。同时旋转闪蒸干燥 色变化越大。不同干燥温度下 ，L*无显著性差异 ， 豆渣的 L*显著小于对照组 ，a*、b*则显著增大，120℃的 a*显著小于其他温度 ，b*则随着温度 的 表明旋转闪蒸干燥豆渣较暗、偏红 、发黄 。可能原因 升高而显著增大。干燥 温度越高 ，样品颜 色变化越 是在高温干燥条件下 ，豆渣发生美拉德反应和焦糖 大，呈现偏黄的趋势。主要原 因由于高温对 于非酶 化反应等一系列颜 色反应 ，产生褐 变，导致颜色变 褐变的反应速率有较大的影 响，褐变速率随着温度 化 。Wachiraphansakul等_8采用 喷动床 干燥豆渣 ， 升高而加快，颜色变化也就越大[1引。干燥温度对 于 干燥样品与鲜豆渣 比较亦表现出颜色变暗，a*、b* 豆渣颜色影响类似于吸附喷动床干燥的豆渣 。

2．3 抗营养因子 属酰胺酶类，是大豆中的天然酶类 ，具有热不稳定性， 由表 3可知 ，与真空冷冻干燥豆渣相比，经旋转 经热处理后容易失活。国标 GB／T19541—2004{饲料 闪蒸干燥处理后，豆渣脲酶活性显著降低。因为脲酶 用大豆粕》中规定，饲料用大豆粕 中尿素酶活性不得超过 0．3U／g。可见本实验干燥豆渣 已达到该要求 ， 具备做饲料使用的潜能。不 同温度处理下，180℃干 燥豆渣的脲酶活性显著低于 120和 150~C处理。有研 究表明 ，干燥温度越高 ，干燥时间越长，大豆中脲 酶失活程 度越大。Wachiraphansakul等嗍应用 吸附 喷动床干燥豆渣 ，在任意的干燥床高、吸附颗粒、干燥 风速水平下，130℃干燥豆渣的脲 酶活性均高于 9O ℃处理 ，温度是影响脲酶失活的主要因素。 

经旋转闪蒸干燥处理后 ，胰蛋 白酶抑制剂活性 均低于真空冷冻干燥处理 。胰蛋 白酶抑制剂是大豆 中主要的抗 营养因子 ，是一类多肽或者蛋 白质 ，高温 下处理发生变性 ，导致活性 降低l_1引。不 同温度水平 下 ，豆渣胰蛋白酶抑制剂活性明显 差异 (P<0．05)。 可能是 因为高温条件下 ，胰蛋 白酶抑制剂活性 已经 降到较低的水平 ，导致温度 的影响不显著。研究表 明，温度是影响胰蛋 白酶抑制剂 活性 降低 的主要 因 素[1。在豆渣强对流干燥实验 中，100℃干燥样品 的胰 蛋 白 酶 抑 制 剂 活 性 比 40 ℃ 处 理 降 低 62．5 [引 。 2．4 抗氧化活性 与真空冷冻干燥 豆渣 比较 ，经旋转闪蒸干燥处 理后 ，DPPH 自由基清除能力下降明显 ，3个处理温 度下 分 别 降低 了 93．2 、94．4 和 94．9 (P< 0．05)。豆渣中抗氧化物质有酚类 、黄酮 、异黄酮 、多 肽 、皂角苷 、绿 原酸等 ，具有较 好 的抗氧化活性l_1。 然而 ，在干燥的高温环境下 ，这些抗氧化活性物质受 热与氧气发生氧化反应，活性下降或降解。 本实验结果表明不同温度豆渣 的抗氧化活性下 降无显著性 差异 (P< 0．05)。可 能因为高 温环境 下 ，抗氧化活性已下降至较低水平 ，导致相互 间无显 著差异。而 Erbay等E7J应用热风干燥技术处理橄榄 叶，发现干燥温度越高，橄榄叶抗氧化活性降低速率 越 大 。

本文研究了旋转闪蒸干燥温度 (120～180℃) 对豆渣水分含量、蛋白质含量、抗氧化活性、抗 营养因子、颜色等品质的影响 。结果表明，与真空冷冻干 燥豆渣相 比，旋转闪蒸干燥时间短 ，豆渣的蛋 白质含 量、脂肪含量、抗氧化活性均降低 ，豆渣颜色发生变 化 ，外观较暗，偏红发黄 ，胰蛋 白酶抑制剂 、脲酶等抗 营养因子活性下降，抗营养 因子去除效果较好 。在 120~180℃温度内，温度变化对脲酶活性存在显著 性 影 响 ，180℃ 时 ，脲 酶 活 性下 降最 大 ；对 蛋 白质 含 量、胰蛋 白酶抑制 剂活性、抗 氧化活性无显著性 影 响；对豆渣亮度 (L*)无显著影响 ，对 a*、b*影响 显著 ，温度越大 ，豆渣颜色越黄 。 采用 120℃干燥时 ，豆渣的颜色 品质最接近于 真空冷冻干燥豆渣，且样 品蛋 白质含量、脂肪含量 、 脲酶 、胰蛋 白酶抑制剂活性、抗氧化活性与其他温度 处理 无 明显差 异 。因 此 ，120℃ 与 150和 180℃ 相 比，温度较低 ，耗能少 ，是豆渣旋转闪蒸 干燥较适宜 的干 燥温 度 。 本研究确定了豆渣旋转闪蒸干燥的适宜温度条件，验证了旋转闪蒸干燥在豆渣干燥应用的可行性，并探讨该干燥技术对于豆渣部分品质的影响。后续 实验将进一步探究豆渣旋转闪蒸干燥最优工艺 ，确 定最优干燥温度条件,将有助于该技术的应用。