趙樺萍

(齊齊哈爾大學 化學與化工學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

1 骨素

骨素又稱鮮骨提取物，是以可食性動物的骨為生產(chǎn)原料，利用熱壓、抽提、酶解、熱壓抽取以及分離等技術，得到易被人體吸收利用的蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，經(jīng)過脫脂和一系列衍生化處理得到的骨源食品。骨素的最大特點是能夠保持動物新鮮骨肉所具有的天然味道和香氣，可以明顯增強食品的風味[1]。

骨素的主要成分包括蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)、維生素等，骨素中含有18種氨基酸，尤其是人體必需的賴氨酸和蛋氨酸，此外，還含有短肽以及核苷酸等鮮味成分。骨素中的天然鮮味物質(zhì)(主要是谷氨酸鹽)含量高達5.9%，最大限度地發(fā)揮了氨基酸的呈味、呈鮮功能，可以賦予食物呈現(xiàn)自然、柔和的美味。骨素中除含有各種復雜的鮮味成分外，還保留了畜禽骨髓和肉中天然的香氣成分并具有濃厚的口感。

2 骨素的生產(chǎn)工藝

以新鮮畜禽骨為原料，經(jīng)破碎、高溫蒸煮、酶解、過濾和真空濃縮等步驟可以得到營養(yǎng)豐富、味道鮮美的骨類抽取物，包括骨素和骨油等。骨白湯在濃縮后，若分離出骨油，則為骨清湯，包括牛骨清湯、豬骨清湯、雞骨清湯等，形態(tài)為膏體，顏色為淺褐色到深褐色。將清湯進行噴霧干燥后可以得到骨素粉。

目前生產(chǎn)骨素的方法主要有酶解法和熱壓法。其中酶解法是研究應用較多的方法。利用蛋白酶對骨進行酶解，可以將骨中的膠原蛋白水解成膠原多肽及氨基酸，成為營養(yǎng)豐富的骨湯產(chǎn)品。對骨進行酶解可以使骨的營養(yǎng)價值更好地發(fā)揮出來，使之變廢為寶，提高畜禽產(chǎn)品的經(jīng)濟效益。酶解法的生產(chǎn)工藝見圖1。

圖1 酶解骨湯生產(chǎn)工藝

除了利用酶解法生產(chǎn)骨素，還有熱壓抽取骨素。熱壓包括加壓提取和常壓提取。加壓抽取時需要在密閉的加壓容器中反應，反應溫度在100 ℃以上，一般在120 ℃左右反應，產(chǎn)品得率也比較高，單產(chǎn)品的風味比較差。常壓抽提一般在敞口容器中進行反應，不需加壓。反應時的溫度在100 ℃左右，反應溫度相對溫和，產(chǎn)品風味較好，但產(chǎn)品得率比較低。

骨蛋白的主要成分是膠原蛋白，膠原蛋白的分子結構呈三股超螺旋狀，這種結構非常穩(wěn)定， 不易被人體吸收而且口感差。利用蛋白酶對骨進行酶解，可以將骨中的膠原蛋白水解成膠原多肽及肽段，這些肽段具有比骨膠原蛋白分子更高的功能活性，更容易被消化吸收，所以酶解技術可以大幅度提升骨素產(chǎn)品的營養(yǎng)及附加值。

蛋白酶按其水解機理不同可分為內(nèi)切酶和外切酶2種。內(nèi)切酶針對—CO—NH—作用，將蛋白質(zhì)分解為低分子肽類；外切酶作用于肽鏈末端，降低酶水解物的苦味。

2.1 溫度對酶解的影響

一定范圍內(nèi)，升高溫度可以加速底物轉化為產(chǎn)物，提高酶解效率，50～55 ℃酶的活性最大，溫度進一步提高可使酶的活性下降，溫度過高可使酶失活。

2.2 pH對酶解的影響

每種酶都有最適合的pH，中性蛋白酶的最佳酶解pH為7左右，木瓜蛋白酶、堿性蛋白酶、復合蛋白酶的最佳酶解pH為8左右。

實驗證明：預處理后的骨溶液pH為7.0～7.9，酶解后的pH為7.6，與堿性蛋白酶、風味蛋白酶、復合蛋白酶最佳酶解pH基本一致，因此在生產(chǎn)上不必對酶解液的pH進行調(diào)整，以防引入雜質(zhì)。

2.3 料液比對酶解的影響

料液比太小，酶解不完全，產(chǎn)率低；料液比大，酶解完全，產(chǎn)率高，但產(chǎn)物濃度低，濃縮時間長，耗能大，一般料液比控制在1∶1.5～1∶3之間較為合適。

2.4 酶加入量對酶解的影響

蛋白質(zhì)的水解度隨著加酶量的增加而增加，加到一定濃度后，繼續(xù)加入酶，水解度增加緩慢，基本維持平衡。

2.5 時間對酶解反應進行程度的影響

隨著時間的延長，水解度增加，時間增大到一定后，水解度增加緩慢，甚至下降。主要原因是隨著時間的增加，底物減少，酶的活性降低。

趙妍嫣等[2]以豬骨為原料，選用胰蛋白酶分別采用單因素及響應面試驗，以水解度為考察指標，確定了酶解反應的最佳工藝參數(shù)，用該方法得到的產(chǎn)品具有更好的溶解性和乳化性。

張崟等[3]用正交試驗法及響應面法確定了以木瓜酶酶解豬骨素的最佳工藝條件，研究表明：響應面法確定的工藝條件水解度優(yōu)于正交試驗法，為骨素酶解工藝條件方法的選擇提供了理論依據(jù)。

劉佳慧等[4]利用超聲波輔助的方法對木瓜酶酶解鴨骨素的工藝條件進行了研究，用響應面法確定了最佳工藝參數(shù)，用該方法提取的骨素含量顯著高于其他方法。

楊銘鐸等[5]比較了加熱和超聲波預處理豬骨酶解后的水解度和氮收率，結果表明：超聲波預處理的水解度和氮收率明顯高于加熱預處理。采用木瓜酶和胰蛋白酶雙酶水解工藝能顯著提高水解度和氮收率。

骨蛋白酶解液具有苦味，這種苦味是由苦味肽產(chǎn)生的。苦味肽由疏水性氨基酸殘基組成，水解前疏水性的氨基酸殘基隱藏在內(nèi)部不會與舌上的味蕾接觸，所以不會嘗到苦味。蛋白質(zhì)水解后，藏在分子內(nèi)部的氨基酸側鏈當?shù)鞍踪|(zhì)水解后，肽鏈含有的疏水性氨基酸側鏈暴露出來，接觸味蕾產(chǎn)生苦味[6]。

酶解法得到的蛋白水解物是必然的，而苦味的程度直接影響其在食品工業(yè)中的應用。去除苦味的方法主要有：選擇性分離，用疏水性的吸附劑吸附疏水性的氨基酸和苦味多肽；利用類蛋白反應富集肽中的疏水性氨基酸，由于疏水作用，疏水側鏈被包圍起來不能接觸味蕾，達到脫苦的目的；水解反應中加入蘋果酸、多聚磷酸鹽、果膠、環(huán)糊精、麥芽糊精等可以掩蔽苦味；使用特定的外切酶可以生成“類蛋白”物質(zhì)，它的性質(zhì)與原蛋白不同，不具有苦味[7]。

趙永敢等研究發(fā)現(xiàn)用復合蛋白酶∶風味酶為1∶3的2種酶混合，可以降低酶解液的苦味。

3 骨素的調(diào)配

經(jīng)過過濾、濃縮工藝的骨素是一種粗提的原料，可以用于肉味香精及調(diào)味品的生產(chǎn)，但不能直接用于餐飲產(chǎn)品及預包裝食品的生產(chǎn)，要做到商品化，還需要進行調(diào)配。下表列出了骨素生產(chǎn)常用的配料。

表1 骨素生產(chǎn)常用的配料

耿銘晛[8]以牛骨為原料，利用正交試驗法確定了骨湯粉生產(chǎn)的工藝條件，在骨湯粉中添加調(diào)味料，制成了可以直接使用的速溶骨湯料。

4 骨素的衍生物

4.1 骨油

骨中含有豐富的脂肪，禽畜骨中的脂肪含量與禽畜的種類、骨的部位、禽畜的年齡等因素有關。骨素經(jīng)過離心分離可以得到骨油，目前我國生產(chǎn)的骨油以牛、豬、雞骨油為主。

豬骨油是以豬骨作為原料經(jīng)過高壓蒸煮、離心分離、精煉精致得到的純天然調(diào)味料，口感圓潤、細膩柔和，具有豬骨和豬油的香味，可以為肉制品提香。以豬骨油為原料可以生產(chǎn)紅燒排骨醬包以及烤肉汁等調(diào)味品。

牛骨油具有濃郁的牛骨髓香味，是制作牛肉香精和調(diào)味品的上等原料。

雞骨油保留了天然雞脂的香味，是其他香料不能替代的，雞骨油能夠顯著提高雞肉湯料的香氣，受到調(diào)味品行業(yè)的青睞。

4.2 肉味香精

骨素在初期生產(chǎn)時并不是直接用于食品生產(chǎn)，而是作為肉味香精的基料用于咸味香精的生產(chǎn)。咸味香精主要以肉類風味為主。骨素調(diào)味品與化學肉味調(diào)味品有很多不同點，主要區(qū)別是骨素味道豐富、柔和、醇厚。

骨素通常風味單一，香氣不足，需要利用美拉德反應對其進行生香處理，控制美拉德反應程度可以得到醬香、烤香等不同風味的調(diào)味料。美德拉反應打破了傳統(tǒng)調(diào)味料調(diào)配的思路，是調(diào)味技術的重大改革。

沈健等以鴨骨、胰蛋白酶酶解液作為主要原料，利用微波加熱的方式，通過感官評價確定了美拉德反應制備鴨味香精的最佳工藝參數(shù)[9]。

張志宇利用豬骨酶解液，通過美拉德反應，采用噴霧干燥法制得了粉末狀肉味香精。對影響美拉德反應的因素進行了討論，采用氣-質(zhì)聯(lián)用儀對產(chǎn)生香氣的物質(zhì)進行了分析[10]。

5 微膠囊技術在骨素及其衍生物生產(chǎn)中的應用

微膠囊技術是將骨油、骨素、肉味香精作為芯材，加入合適的壁材和乳化劑，將骨油、骨素、肉味香精包埋在微膠囊內(nèi)，噴霧干燥法是目前最常采用的生產(chǎn)微膠囊的方法。微膠囊可以最大程度地保持以上骨產(chǎn)品的香味和生物活性，防止營養(yǎng)物質(zhì)的流失與破壞，延長保存時間。微膠囊粒度均勻，易溶于水，因此擴大了其在食品行業(yè)的應用范圍。

張根生等將豬骨油包埋在微膠囊中，并將其制成香氣濃郁、醇厚的湯料，常溫下可以保存18個月[11]。

6 骨素產(chǎn)品的開發(fā)前景

我國的肉食消費在世界上居首位，每年可產(chǎn)生近2000萬噸的各類畜禽骨頭。畜禽骨作為肉品加工產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物，年產(chǎn)量巨大。而目前這些骨頭的利用率較低，主要是用作骨泥及飼料加工，也有少量用于明膠提取。這樣，一方面對骨資源造成浪費，另一方面還會因骨頭腐敗造成環(huán)境污染。

隨著生活水平的改善，人們更加關注食品的安全性、天然性和營養(yǎng)性，我國飲食文化歷史悠久，骨湯被奉為調(diào)味的“靈魂”。骨素正是由于滿足了以上要求，才備受消費者的青睞。利用禽畜骨生產(chǎn)高附加值、高營養(yǎng)的產(chǎn)品成為未來發(fā)展的趨勢，利用骨素開發(fā)復合調(diào)味品具有廣闊的市場前景。