《International Journal of Food Properties》：Supercritical carbon dioxide processing of soybean isoflavones and utilization of partially defatted soybean cake in soymilk
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摘要专业翻译
本研究探讨了乙醇-水共溶剂用于超临界二氧化碳（SC-CO?）萃取大豆异黄酮，以及将部分脱脂豆饼应用于豆奶中的可行性。研究人员选用台南选1号黄大豆和台南5号黑大豆，分别以60–40%或80–20%的乙醇-水进行萃取。在20.7、17.2、13.8和
摘要专业翻译
本研究探讨了乙醇-水共溶剂用于超临界二氧化碳（SC-CO?）萃取大豆异黄酮，以及将部分脱脂豆饼应用于豆奶中的可行性。研究人员选用台南选1号黄大豆和台南5号黑大豆，分别以60–40%或80–20%的乙醇-水进行萃取。在20.7、17.2、13.8和10.3?MPa的压力下收集馏分，并通过高效液相色谱法（HPLC）对五种异黄酮进行定量。在所测试的条件中，以80%含水乙醇萃取的台南选1号黄大豆显示出最高的五种异黄酮总量（13.47–14.77?mg/g干物质）。其中，大豆苷（Daidzin）、黄豆黄苷（Glycitin）、染料木苷（Genistin）、大豆苷元（Daidzein）和染料木素（Genistein）的含量分别约为2.97–3.11、0.55–0.58、3.63–3.81、6.27–6.63和0.06–0.07?mg/g干物质。黑大豆在使用60%含水乙醇时，其异黄酮总量略高于使用80%含水乙醇的情况。顺序降压分级仅在馏分间产生了有限的差异。将部分脱脂豆饼以0%、3%和5%的比例重新加入豆奶中。豆饼的添加增加了膳食纤维和特定功能性成分的含量，同时所有配方的总体可接受性评分均高于5.0。在所评估的条件下，乙醇对所收集馏分中异黄酮含量的影响因大豆品种而异。
论文解读文章
研究背景与目的
大豆（Glycine max [L.] Merr.）不仅是重要的粮食作物，也是食用油、豆奶、豆腐等食品的主要原料。除蛋白质和脂质外，大豆还富含膳食纤维、矿物质、皂苷、植物甾醇、酚类化合物及异黄酮。大豆异黄酮作为其主要黄酮类化合物，主要包括大豆苷（Daidzin）、黄豆黄苷（Glycitin）、染料木苷（Genistin）及其相应的苷元——大豆苷元（Daidzein）、黄豆黄素（Glycitein）和染料木素（Genistein），它们通常以β-葡萄糖苷、乙酰基葡萄糖苷和丙二酰基葡萄糖苷等形式存在。这些化合物的化学形式直接影响其极性、溶解度、热稳定性及肠道代谢转化。然而，由于葡萄糖苷与苷元形式的极性差异显著，传统有机溶剂萃取法难以实现高效分离。近年来，绿色萃取技术如深共晶溶剂和超声辅助萃取虽有所应用，但尚无适用于所有大豆基质的单一溶剂条件。
超临界流体萃取（SFE）因其可通过调节压力与温度改变溶剂性质而在食品加工中得到应用。二氧化碳（CO?）因其临界温度低、不可燃且易于去除而成为最常用的超临界流体。然而，纯超临界CO?的非极性限制了其对极性大豆异黄酮的萃取效率。为此，研究者引入极性共溶剂（如乙醇-水混合物）以提高系统极性。已有研究表明，乙醇-水改性剂可改善SC-CO?对大豆异黄酮的萃取效果，但其影响因大豆品种而异。此外，顺序降压分级（sequential pressure fractionation）作为一种潜在的分离开关，其在大豆异黄酮分离中的有效性尚需验证。
与此同时，大豆加工副产物——部分脱脂豆饼（soybean cake）——仍含有蛋白质、膳食纤维、脂质、矿物质及异黄酮，具备作为功能性食品配料的价值。将其回添至豆奶中可增加膳食纤维与功能成分，但也可能影响产品的质地、颜色、黏度及感官接受度。因此，本研究旨在探究大豆品种与乙醇-水共溶剂浓度对SC-CO?萃取大豆异黄酮的影响，确定五种异黄酮在不同压力馏分中的分布规律，并评估豆饼添加量对豆奶组成、功能成分、理化特性及感官品质的影响。
主要关键技术方法
- 1.
超临界二氧化碳（SC-CO?）萃取：采用Spe-ed SFE-2系统，CO?预热至50°C，冷凝器维持5°C，CO?与大豆提取液进料流速分别为6 mL/min和3 mL/min。使用60%或80%含水乙醇作为共溶剂，在20.7、17.2、13.8、10.3 MPa下顺序收集馏分（分别标记为R、S1、S2、S3）。
- 2.
高效液相色谱（HPLC）分析：采用Hitachi HPLC-UV系统，配备LiChrospher 100 RP-18色谱柱（250 × 4.0 mm, 5 μm），以乙腈与磷酸溶液（pH 2.3）为流动相梯度洗脱，检测波长280 nm，外标法定量大豆苷、黄豆黄苷、染料木苷、大豆苷元和染料木素。
- 3.
豆奶制备与豆饼回添：台南选1号黄大豆经机械压榨（70°C, 30 rpm）获得部分脱脂豆饼，浸泡后与水按1:10（w/v）混合打浆，煮沸过滤后，将熟豆渣以0%、3%、5%（w/w）比例回添至滤液中，均质后罐装密封，121°C灭菌20 min。
- 4.
常规成分与功能成分测定：水分、粗蛋白（Kjeldahl法）、粗脂肪（Soxtherm系统）、粗纤维（酸碱消化法）、灰分（550°C灼烧）按AOAC方法测定；总酚（Folin–Ciocalteu法，以没食子酸当量计）、总黄酮（铝比色法，以槲皮素当量计）、总膳食纤维（酶-重量法，AOAC 991.43）分别测定。
- 5.
矿物质含量测定：采用火焰原子吸收光谱法（AAS）测定钙、钾、镁、钠、锌、铁含量。
- 6.
感官评价：由30名未经培训的品评员（25–40岁）采用七点喜好标度（1=极不喜欢，4=一般，7=非常喜欢）对颜色、香气、风味、口感和总体可接受性进行评价。
研究结果
大豆类型、乙醇浓度及分级压力对异黄酮含量的影响
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四种处理的异黄酮总量排序为：Y80 > Y60 > B60 > B80。Y80（80%乙醇处理黄大豆）的五种异黄酮总和最高（13.47–14.77 mg/g干物质），显著高于Y60（9.98–10.47 mg/g）。黑大豆中B60（6.40–6.77 mg/g）略高于B80（5.71–5.89 mg/g）。这表明提高乙醇浓度有利于黄大豆的异黄酮萃取，但对黑大豆无相同效应。
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大豆苷（Daidzin）与染料木苷（Genistin）呈现相似趋势，Y80含量最高。黄豆黄苷（Glycitin）在各处理中含量较低，且黑大豆中未持续低于黄大豆，反映品种依赖性差异。
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大豆苷元（Daidzein）是主要的定量苷元，Y80中达6.27–6.63 mg/g，约为相应大豆苷含量的1.7–2.4倍。染料木素（Genistein）含量极低（0.02–0.07 mg/g）。
- •
不同压力馏分（R、S1、S2、S3）间的差异较小且不一致，表明顺序减压未能实现五种异黄酮的选择性分级。大豆品种与乙醇浓度对异黄酮谱的影响远大于分级压力。
豆奶的基本成分
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豆饼回添后，SM3（3%豆饼）的水分含量显著高于SM0和SM5。粗蛋白（1.32–1.76%）与粗脂肪（0.16–0.34%）在三组间无显著差异。粗纤维从SM0的0.04%增至SM5的0.17%，但差异未达统计显著水平。
豆奶的矿物质组成
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钾是主要矿物质（87.07–105.14 mg/g干重），其次为镁、钙、钠。豆饼添加普遍提高了矿物质含量，SM5的钠（12.66 mg/g）和钙（14.80 mg/g）显著高于其他组。钾、镁、锌、铁在SM5中也显著升高。
豆奶的功能成分
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总膳食纤维从SM0的6.10 mg/g干重显著增至SM3的7.05 mg/g和SM5的9.00 mg/g（分别增加15.6%和47.5%）。总酚含量在SM5中最高（15.65 mg/g），总黄酮也随豆饼添加量增加而升高（SM5达1.03 mg/g）。
豆奶的异黄酮含量
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染料木苷是主要异黄酮。SM3的五种异黄酮总和最高（301.51 μg/g干重），较SM0（242.26 μg/g）增加24.5%；SM5（278.35 μg/g）增加14.9%。大豆苷与染料木苷在SM3中最高，而大豆苷元在SM5中最高（18.09 μg/g）。异黄酮含量并非随豆饼添加量线性增加。
豆奶的理化性质
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L值（亮度）从SM0的66.81降至SM5的64.70，a（红度）与b*（黄度）值升高，表明豆饼添加使饮料颜色变暗、偏红黄。可溶性固形物从6.00°Brix升至6.42°Brix。pH（6.25–6.33）与容器真空度变化有限。
豆奶的感官接受度
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所有感官属性（颜色、香气、风味、口感、总体偏好）在三组间均无显著差异（p > .05）。颜色评分最高（6.31–6.62），总体偏好评分均在5.0以上（中性点为4），表明添加高达5%豆饼未降低消费者接受度。
讨论与结论
讨论总结：本研究表明，大豆品种与乙醇浓度对异黄酮谱的影响远大于分级压力。Y80处理获得最高异黄酮总量，而黑大豆在60%乙醇条件下表现更优，提示最佳乙醇浓度具有品种依赖性。大豆苷元在收集馏分中占主导地位，可能源于其在改性SC-CO?系统中的优先萃取或差异溶解性，而非苷元的直接转化。豆饼回添显著提升了豆奶的膳食纤维、矿物质、总酚与总黄酮含量，但SM3的异黄酮总量高于SM5，这可能与高固形物含量导致的基质效应及分析可萃取性下降有关。理化分析显示豆饼添加降低了亮度、增加了黄色调和可溶性固形物，但感官评价证实高达5%的添加量未显著影响接受度。
研究结论翻译：大豆品种与乙醇浓度对异黄酮谱的影响大于顺序分级压力。在所评估条件下，以80%含水乙醇萃取的台南选1号黄大豆表现出最高的五种异黄酮总量，而台南5号黑大豆在60%含水乙醇条件下略高。压力馏分间的差异小且不一致，表明顺序减压未能实现对所定量异黄酮的清晰选择性分离。豆饼回添改善了豆奶的营养与功能特性，且未显著降低感官接受度。SM3含有最高的五种异黄酮总量，而SM5具有最高的膳食纤维、总酚、总黄酮及矿物质含量。这些发现证明了豆饼作为增值配料开发营养强化型豆奶饮品的潜力。当优先追求较高异黄酮含量时，SM3更为适宜；而当以最大化膳食纤维及其他功能成分为目标时，SM5更具优势。
