豆海港,楊改,曹徳玉,苑建偉
(周口職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 周口 466001)
我國是以食用豬、牛、雞肉為主的國家,為世界肉食大國,鮮肉的消費(fèi)量巨大,其加工副產(chǎn)品——畜禽骨隨著肉食總產(chǎn)量增加而逐年增加,產(chǎn)生的骨頭多達(dá)2000多萬噸[1]。畜禽骨是由蛋白質(zhì)和鈣等物質(zhì)組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、形成的管子,管內(nèi)骨髓中含有豐富的蛋白質(zhì),骨蛋白是吸收率和生物學(xué)效價(jià)較高的蛋白質(zhì),其中90%為膠原、骨膠原及軟骨素[2],還含有豐富的氨基酸及人腦發(fā)育不可缺少的磷脂質(zhì)、磷蛋白等[3,4]。由于畜禽骨營養(yǎng)價(jià)值高,可防治多種營養(yǎng)缺乏癥,尤其是缺鈣癥,被食品和營養(yǎng)學(xué)家們譽(yù)為“21世紀(jì)的新型食品”,骨類食品也被日本等國家作為功能性食品[5,6]。所以,骨質(zhì)食品被視為“高級(jí)營養(yǎng)補(bǔ)品”。
目前,畜禽骨的產(chǎn)品有骨湯、明膠、骨粉等,其產(chǎn)品附加值較低[7,8],隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,畜禽骨的綜合開發(fā)利用已成為新型食品的重要研究方向,本文詳細(xì)講述了利用現(xiàn)代技術(shù)等方法生產(chǎn)骨泥、膠原多肽、骨素等產(chǎn)品及其加工關(guān)鍵技術(shù)[9]。
骨泥的傳統(tǒng)加工方法是:通過骨肉分離機(jī),分離出MDM肉和硬骨頭,硬骨頭經(jīng)蒸煮后再粉碎,用手摸,會(huì)有明顯的顆粒感,添加到產(chǎn)品中時(shí),在口中會(huì)產(chǎn)生“墊牙”感?;蛘卟捎媚z體磨等機(jī)器,將新鮮骨頭煮熟后研磨,不管采取哪種方法,都會(huì)造成骨中的營養(yǎng)成分流失殆盡。而楚安照的報(bào)道方法:首先將新鮮豬骨(頭、蹄、骨頭除外)從分割線上分離出來,通過KS破碎機(jī),將其完全破碎,然后二次切割,保持骨泥的自然溫度,第3次再加工時(shí),控制溫度是技術(shù)的核心。加工出的骨泥基本消除傳統(tǒng)骨泥產(chǎn)品的“骨礫”和“墊牙”感覺,并確保了骨頭的鈣質(zhì)及其他的礦物質(zhì)的完整性,實(shí)現(xiàn)在人體中的完全吸收和利用[10]。
采用酶解等生物技術(shù)可以從骨中提取出膠原多肽,多肽類物質(zhì)具有良好的溶解性,可直接經(jīng)消化道吸收,除營養(yǎng)價(jià)值高外,還對(duì)人體的神經(jīng)、消化、吸收、免疫、生長代謝等起到重要的調(diào)節(jié)作用,所以適當(dāng)補(bǔ)充某些活性多肽物質(zhì)[11],可促進(jìn)身體健康、增強(qiáng)免疫力、抗衰老,其生產(chǎn)制備也受到越來越多的研究,目前從豬皮、牛皮、魚骨和魚鱗中提取膠原多肽的報(bào)道研究較多。
骨膠原多肽(以下簡稱骨肽)是從動(dòng)物骨中提取的活性多肽物質(zhì)。文獻(xiàn)[12]中用胃蛋白酶酶解雞骨制備膠原多肽,確定了最佳酶解條件。陳靜怡等研究了牛骨制備膠原多肽,采用胃蛋白酶酶解牛骨,確定了最佳酶解條件[13]。魏庭浩以豬骨為研究對(duì)象,采用過氧化氫(H2O2)浸泡法提取豬骨膠原蛋白,并采用胰蛋白酶獲得一種具有生理活性的膠原多肽[14]。
通過鄭明強(qiáng)、陳靜怡等人的研究,采用酶解方法制備骨膠原多肽時(shí),解決酶用量、溫度、pH值和酶解時(shí)間等,才能確保所選定酶的水解功能最佳。
目前,國內(nèi)肉制品企業(yè)中僅山東金鑼集團(tuán)、河南雙匯集團(tuán)等企業(yè)可以工業(yè)化生產(chǎn)骨素。
3.2.1 牛骨驗(yàn)收
牛骨要求無雜質(zhì)、無淤血、無浮毛、無異味。
3.2.2 預(yù)處理
預(yù)處理包括清洗和粉碎。清洗出肉眼可見雜質(zhì),粉碎:將無法投入碎骨機(jī)內(nèi)大的骨先分割成小段,然后再投入碎骨機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎。
3.2.3 高溫高壓萃?。ㄔ摴に嚍殛P(guān)鍵工序)
將粉碎好的原料放入到蒸煮鍋內(nèi),對(duì)蒸煮鍋進(jìn)行加熱升溫,升溫至溫度要求并保持恒溫,壓力升至壓力要求,保溫一定時(shí)間。恒溫完成后進(jìn)行泄壓、放氣,使槽內(nèi)壓力降至0后,即可打開蒸煮鍋。
3.2.4 靜置分離
從蒸煮鍋放出的湯液,可添加10%的食鹽,使其自然冷卻分離。
3.2.5 過濾
自然冷卻的湯液進(jìn)行過篩分離出碎骨頭,保留牛骨湯原液。
3.2.6 濃縮
將牛骨湯進(jìn)行濃縮成骨素半成品。
3.2.7 調(diào)和
得到骨素半成品后再過膠體磨,使之調(diào)和均勻細(xì)化。
鮮骨萃取方法主要有煮制法、酸堿水解萃取法和酶解法等,煮制法根據(jù)壓力和溫度又分為常壓、低溫真空、高溫高壓等[15]。實(shí)際生產(chǎn)中高溫高壓提取應(yīng)用最為廣泛,萃取溫度一般通常為110~130℃,壓力為0.1~0.3MPa,時(shí)間為l~6h。不同的工藝參數(shù),骨湯的成分、味道、提取率也不同,通常,根據(jù)產(chǎn)品的差別來決定萃取工藝參數(shù)。
超微粉碎技術(shù)是一種高科技尖端技術(shù),可將物質(zhì)粉碎成粒度在10~25μm之間,廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域[16,17]。目前,超微粒粉碎設(shè)備按其作用原理可分為氣流式和機(jī)械式兩大類。與普通機(jī)械式超微粉碎相比,氣流粉碎可將產(chǎn)品粉碎得更細(xì),粒度更均勻。粉碎過程不產(chǎn)生熱量,所以粉碎溫度上升很低,這一特性對(duì)于低熔點(diǎn)和熱敏性物料的超微粉碎特別重要。
目前市場上除排骨外一般骨頭的銷路不暢,骨頭價(jià)格低,儲(chǔ)存不便,因而大部分被廢棄,環(huán)境受到了污染。新鮮畜禽骨頭中含有豐富的鈣、磷、鐵、鋅、銅及B族維生素,這些物質(zhì)為人體所必需的營養(yǎng)成分。另外,如膠原質(zhì)在人體骨質(zhì)部成纖維狀,使骨髓具有彈性,多糖類作為黏合劑,能強(qiáng)化骨骼,并能成為關(guān)節(jié)腔和神經(jīng)膠的潤滑劑。人們一般將鮮骨煮制、熬制后食用,實(shí)際上鮮骨的營養(yǎng)成分被人體吸收較少。利用氣吸式超微粉碎技術(shù)制成的骨粉,可以保持95%以上的營養(yǎng)素,同時(shí)提高人體吸收率[18]。
噴霧干燥是目前干燥技術(shù)中較為成熟、先進(jìn)的方法之一,噴霧干燥是將原料液通過霧化器分散形成霧滴,并用干燥介質(zhì)(熱空氣或其他氣體)與霧滴直接接觸,在原料液下落的過程中,水分被蒸發(fā)而獲得的粉粒狀產(chǎn)品[19]。
噴霧干燥具有霧滴群表面積大,對(duì)流傳熱傳質(zhì)速度快,干燥時(shí)間短且對(duì)有效成分破壞少的特點(diǎn),同時(shí)又能相對(duì)提高干燥成品的質(zhì)量,產(chǎn)品品質(zhì)較好,可以充分地保持原來的色、香、味,且產(chǎn)品粒度均勻細(xì)小,流動(dòng)性好,溶解性好等,目前,噴霧干燥技術(shù)廣泛應(yīng)用于化學(xué)、醫(yī)藥、食品、林業(yè)、陶瓷、冶金等工業(yè)生產(chǎn)中[20]。
酶解法作為一種現(xiàn)代生物工程技術(shù),已經(jīng)在食品行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用,利用酶制劑對(duì)骨湯肉骨渣進(jìn)行酶解,使大分子蛋白質(zhì)分解為小分子多肽或氨基酸,除增加了風(fēng)味,產(chǎn)生了豐富的美拉德反應(yīng)前體物質(zhì)外,還降低了粘度,有利于各個(gè)工序的加工處理。對(duì)肉骨渣進(jìn)行酶解,能進(jìn)一步提取高溫蒸煮未能提取的可溶性固形物,使?fàn)I養(yǎng)和風(fēng)味物質(zhì)充分釋放,避免了資源的浪費(fèi),也改善了骨肉渣風(fēng)味和降低了其硬度。為了達(dá)到充分的酶解目的,一般采用具有不同水解方式的復(fù)合功能酶制劑共同參與體系酶解[21]。
美拉德反應(yīng)(Maillard Reaction)是非酶促褐變反應(yīng)之一,是指羰基化合物(糖類物質(zhì))和 氨基化合物(氨基酸、蛋白質(zhì)等)的反應(yīng)。美拉德反應(yīng)通常經(jīng)過3個(gè)階段,包括縮合、降解、重排、異構(gòu)等反應(yīng),產(chǎn)生許多非酶褐變產(chǎn)物(類黑精或擬黑素)、香氣揮發(fā)物(吡咯、呋喃、噻吩、噻唑和吡嗪等S、N化合物)和一些抗氧化物(醛、還原酮等),形成食品特征顏色和食品風(fēng)味物質(zhì)。
美拉德反應(yīng)可使食品顏色加深并賦予食品一定的風(fēng)味,如面包皮的金黃色、紅燒肉的褐色以及它們濃郁的香味,有些能使食品具有迷人的香味,具有誘食效果,通過選擇氨基酸和糖類,我們可以有目的地合成不同香型的香精[22,23]。
綜上所述,采用科學(xué)技術(shù)提取鮮骨中的營養(yǎng)物質(zhì),改造傳統(tǒng)骨產(chǎn)品,開發(fā)滿足市場需求的新型食品,給研發(fā)人員提出了新課題。