豆渣循環經濟之市場技術應用與專利分析

 

刊登日期:2023/10/5
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蔡書憲、蘇豊棋、張景煇、陳昶源、李士畦、簡全基 / 工研院中分院
 
全球每年約產生4,300萬公噸的豆渣,台灣一年的豆渣產量就高達42萬公噸。豆渣是黃豆製作成相關食品過濾後剩下不溶性部分的殘渣,具有相當高的營養價值。我國豆渣轉為飼料用占65%、肥料用占25%、其他占9%、食品應用占1%。經濟部產業發展署(原工業局)暨桃園市政府推動跨域生態系,以寵物市場(如貓砂)起始,後續可推動至其他領域,包括食品、保健品、飼料、生活用品等市場。從專利分析中可知,近年豆渣有相當多新興的應用領域,包含調味料、防腐劑、結著劑、貓砂、寵物食品、環保餐具、面膜、養髮液、中藥散劑等。
 
【內文精選】
豆渣應用領域市場現況與技術
經濟部產業發展署(原工業局)暨桃園市政府推動跨域生態系,擘劃首座示範場域連結桃園豆腐公會廠家,並陸續推動多種豆渣去化可能,首先以寵物市場(如貓砂)起始,逐步擴散市場,連結出海口廠家及消費者回饋,跨域進入飼料市場,逐步建構豆製品生態系由點至面之合作契機(圖三)。本章節將依據豆渣循環經濟應用領域市場商品技術現況進行闡述。
 
圖三、豆渣再利用推動示意圖
圖三、豆渣再利用推動示意圖
 
1. 飼料化/肥料化
工研院中分院曾協助捷特威事業股份有限公司,利用蚯蚓養殖處理大量豆渣並採複方製作蚯蚓飼料添加物,進一步將蚯蚓處理後產生的蚯蚓糞肥再供蔬果施肥使用。傳貴宏業生機有限公司研究以豆渣取代部分廚餘之豬食飼養豬隻,實驗結果發現每頭多增加12公斤,且豬肉的肉色較紅亮、肌肉紋路較佳以及離水狀況較輕微。食品工業發展研究所也開發出「發酵豆渣製造螯合葉肥技術」,將豆渣經乾燥、發酵、分解、分離、螯合、中和及濃縮等步驟,製成含有適當氮、磷、鉀元素比例及螯合型式之微量元素液體螯合葉肥,可有效地促進葉及果實的生長;另開發「豆渣改質技術」,將豆渣以酵素水解、微細研磨、介質研磨及高壓均質等技術,製成全豆豆漿以提高豆渣利用性。
 
3. 食品
豆渣粉末屬於不溶性食物纖維,具有緩解便秘、低糖、低熱量、防止骨質疏鬆以及具類雌激素等功效,可有效解決女性煩憂,例如:去皺及美白等美膚效果。此外,發酵是豆渣再利用中相當重要的一項技術,不僅方便豆渣長期保存,更可增加適口性、提高消化吸收率及降解抗營養因子,如:利用納豆菌發酵分解蛋白質與纖維素,可提高其消化吸收率;利用乳酸菌發酵去除醣類後,再進行天貝菌發酵,將延長豆渣發酵產品保存期限,並讓口感更為滑順。
 
4. 微生物培養基
日本花王株式會社將豆渣與葡萄糖混合製成微生物培養基,用於培養相關微生物,從而以低成本且高效率獲得可添加於化妝品中的神經醯胺促進劑,並申請多項專利。大漢酵素生技篩選特殊乳酸菌與酵母菌,將豆渣複合蔬果機能性原料發酵後再搭配「酵解技術」以產生新一代生技革命原料「醣肽」。
 
7. 保養品
農業科技研究院利用豆渣加入安全微生物發酵後成為具美白功效之美妝原料,研究顯示此發酵液可有效抑制酪胺酸酶活性高達96.68%;在細胞功效部份,也可抑制黑色素細胞瘤(B16-F10)生成黑色素,抑制效果優於衛福部公告認可的美白原料麴酸,抑制強度約為麴酸的5倍。
 
專利分析
在豆渣去化處理技術方面,綜觀台、中、美三地區,係以物理轉換的專利數量最多、其次為生物轉換,分別又以利用乾燥技術降低豆渣水分或延長豆渣保存時間,以及發酵具較多相關專利,其餘則主要布局混合、粉碎、成型、酵素處理等物理/生物轉換去化技術,然而物理與生物轉換的專利數量雖較多,但自2016年後呈現減少趨勢;相對而言,布局化學轉換之相關專利數量最少,主要包含與萃取物再利用相關的萃取及純化等去化技術(圖七)。
 
圖七、台灣、中國、美國地區一階技術分類之專利數量(件)統計圖
圖七、台灣、中國、美國地區一階技術分類之專利數量(件)統計圖
 
進一步觀察各地區生質再利用之主要布局方向,台灣地區主要將豆渣原料應用於一般食品(主要包含烘焙食品及豆製食品)、農林漁牧用品(主要包含土壤改良材料及培養基質)與工業製品(主要包含環保餐具、塑膠材料及微生物培養基),並將豆渣萃取出的異黃酮應用於飼料,多醣應用於乳化劑,未限定萃取物應用於化妝品及微生物培養基 ---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
★本文節錄自《工業材料雜誌》442期,更多資料請見下方附檔。

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