豆渣是豆浆、豆腐等大豆制品的副产物，全球年产量高达1.4亿吨，预计到2030年市场规模将达到54.1亿美元。但长期以来豆渣主要被用作饲料或肥料，甚至被直接废弃。豆渣富含膳食纤维（约50%）、蛋白质（25%）、脂质（10%）以及异黄酮等功能成分。然而，豆渣中不溶性膳食纤维（IDF）含量高口感粗糙，且豆腥味严重，大大限制了其在食品工业中的应用。

目前，已经报道了豆渣改性方法主要有三类：化学法、物理法和生物法。化学法主要使用强酸强碱进行处理，有溶剂残留且容易产生副产物，因此不适合用于食品工业的豆渣处理。物理法主要包括蒸汽爆炸、高速剪切、高压均质化等，具有效率高、不产生废物的优点，但通常需要特殊的设备，前期投入成本高。生物法主要包括酶处理和微生物发酵，主要依靠纤维素酶将IDF转化为可溶性膳食纤维（SDF），同时微生物发酵代谢还可以有效去除豆腥味并产生生物活性成分，从而增加健康价值。然而，生物法对IDF的降解转化效率往往低于物理和化学法。因此研究者们探索利用生物-物理相结合的方法对豆渣进行改性。

近日，成都大学李云成教授团队开发了一种简单易工业化操作的豆渣协同改性技术，将超强紫外UV-A与微生物发酵（酵母菌和乳酸菌）相结合，系统评估了不同处理顺序对豆渣的影响。研究成果《Effects of UV-A irradiation and microbial fermentation on the physicochemical, microstructure and functional properties of okara》发表在国际TOP期刊Food Research International（中科院一区）上。

结果与结论

（1）不同处理方法对豆渣SDF含量的影响

单独UV-A处理可使SDF含量从5.98%提升至8.82%，但降低了总膳食纤维含量。仅用植物乳杆菌（LFO）或酿酒酵母（YFO）发酵或两种菌株混合发酵（MFO）的豆渣SDF含量没有显著差异（P>0.05）。与单独的微生物发酵相比，UV-A结合微生物发酵的联合处理并没有显著提升SDF含量。当豆渣经微生物发酵及UV-A联合处理时，SDF含量显著提高，特别是对于植物乳杆菌结合UV-A的处理，SDF含量提高到23.72%。微观结构研究表明联合处理豆渣释放出更多的亲水基团，形成多孔疏松的微观形态。说明不同处理顺序对豆渣膳食纤维含量有较大影响。

（2）不同处理方法对豆渣豆腥味的影响

豆腥味是许多消费者排斥豆制品的主要原因，豆渣作为食品原料使用也受豆腥味的限制。本研究利用电子鼻探究了不同处理方法对豆渣豆腥味的影响。UV-A单独处理可一定程度降低豆腥味但不显著，微生物发酵是对豆渣腥味影响较大。联合处理显著降低了与豆腥味相关的挥发性化合物（如醛类、硫化物）在传感器上的响应值。如酵母/乳酸菌混合发酵结合UV-A照射（MUO）使W2S传感响应值（对应醇类和醛类）显著降低，赋予豆渣更清新的风味。

（3）不同处理方法对豆渣功能特性的影响

单独UV-A处理降低了样品的抗氧化能力，但微生物发酵提高了豆渣的抗氧化活性，这可能是因为发酵产生的β-葡萄糖苷酶促进异黄酮苷转化为活性更高的苷元。联合处理可进一步提高样品的抗氧化能力，但先微生物发酵后UV-A处理的样品，DPPH和ABTS自由基清除率显著高于先UV-A处理后微生物发酵的样品，特别是酵母菌发酵结合UV-A处理的豆渣（YUO），其DPPH和ABTS自由基清除率较未处理豆渣提升了近2倍。说明处理顺序对豆渣的功能特性影响非常重要，微生物发酵后进行UV-A照射更有利于提高豆渣的性能。

其他理化指标如持水性、持油性、膨胀特性、阳离子交换能力等结果也支持了上述观点。

创新亮点与应用前景

本研究明确了“微生物发酵结合超强UV-A处理”的处理顺序对豆渣功能特性的影响。该技术操作简单、无需复杂设备，尤其适合中小型企业推广应用。改性后的豆渣可广泛应用于烘焙食品、饮料、膳食补充剂等领域，为开发高膳食纤维、低致敏、功能性食品原料提供了新思路。

成都大学农产品质量安全与营养功能团队李云成教授为论文通讯作者，硕士研究生雷雅婷和孟凡冰教授为论文第一作者。相关研究受到四川省重点研发项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.foodres.2024.115445

通讯作者简介：

李云成，博士（后），教授，硕士生导师。成都大学食品与生物工程学院党委副书记。主要从事食品微生物代谢与功能菌种选育、发酵工程、食品组学等方面的研究。近年来主持国家自然科学基金及省重点研发项目9项，农业农村部委托项目5项、厅局级项目8项、横向项目5项。以第一作者或通讯作者在Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety、Food Hydrocolloids、Carbohydrate Polymers、食品科学等期刊上发表学术论文60余篇，其中SCI收录36篇（h指数20），EI收录3篇。申报国家发明专利7项（授权4项）。鉴定省级科技成果3项，获四川省科技进步奖1项。