蛇骨粉的研制及工藝優(yōu)化

吳玉瓊，胡永樂(lè)，徐曉斌，傅新征，溫愛(ài)國(guó)

（1.武夷學(xué)院茶與食品學(xué)院，福建武夷山354300；2.武夷學(xué)院生態(tài)與資源工程學(xué)院，福建武夷山354300；3.武夷山蛇類(lèi)研究所，福建武夷山354300）

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蛇骨粉的研制及工藝優(yōu)化

吳玉瓊1，胡永樂(lè)2，徐曉斌1，傅新征1，溫愛(ài)國(guó)3

（1.武夷學(xué)院茶與食品學(xué)院，福建武夷山354300；2.武夷學(xué)院生態(tài)與資源工程學(xué)院，福建武夷山354300；3.武夷山蛇類(lèi)研究所，福建武夷山354300）

摘要：以蛇骨為原料研制骨粉，并優(yōu)化其最佳制備工藝。在借鑒傳統(tǒng)骨粉加工工藝的基礎(chǔ)上，分析了蛇骨前處理的最佳方法，并采用正交試驗(yàn)對(duì)木瓜蛋白酶用量、酶解溫度、酶解時(shí)間、pH、高壓處理時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明：蛇骨粉制備最佳方法為酶解高壓處理法，其最佳參數(shù)為木瓜蛋白酶酶用量1%，酶解溫度60℃，pH為6，酶解時(shí)間3 h，120℃高壓30 min。

關(guān)鍵詞：蛇骨粉；酶解；高壓；最佳參數(shù)

動(dòng)物骨粉中含有豐富的礦物質(zhì)，其中包括人體所必需的常量礦物元素鈣和磷，而且它們的比例2∶1，是體內(nèi)吸收鈣磷的最佳比例［1-2］。此外，骨粉中還含有12.0%～35.0%的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和17種氨基酸，包括人體所必需的8種氨基酸，其中，含量較多的為甘氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丙氨酸和天冬氨酸［3］。骨粉中也含有合理的脂肪酸比例，棕櫚酸和硬脂酸為其主要的飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸油酸和亞油酸兩者的比例接近1∶1，符合營(yíng)養(yǎng)協(xié)會(huì)推薦人體攝入脂肪酸的組成比例［4］。

骨粉作為一種天然的營(yíng)養(yǎng)食品添加劑，被廣泛應(yīng)用于各種食品中。經(jīng)酶制劑作用后骨粉中的蛋白質(zhì)水解成小分子肽和游離的氨基酸，具有原料的天然肉香氣，經(jīng)反應(yīng)后，具有各種不同風(fēng)味，可添加于肉制品（如火腿腸、香腸、低溫肉制品等）、方便面的調(diào)味包、醬類(lèi)食品、休閑食品中［5-6］；骨粉也可以作為肉味香精的前體，經(jīng)過(guò)美拉德反應(yīng)，獲得不同風(fēng)味的肉味香精，如雞肉香精、排骨香精、豬肉香精、牛肉香精、羊肉香精等［7］。此外，骨粉常作為動(dòng)物飼料的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，對(duì)動(dòng)物飼養(yǎng)起到補(bǔ)充鈣、磷等營(yíng)養(yǎng)素的作用［8-9］。

目前動(dòng)物飼料、食品加工中所使用的動(dòng)物骨粉多為畜禽類(lèi)的骨頭制成，少數(shù)使用魚(yú)類(lèi)下腳料研制而成，以蛇骨加工骨粉的尚少。有研究表明以蛇骨作為活性鈣來(lái)源在動(dòng)物體內(nèi)的吸收利用較好，能有效地補(bǔ)充鈣質(zhì)［9-11］。

武夷山有豐富的生態(tài)環(huán)境，為蛇的棲息、繁衍提供了適宜的條件，因此本地的蛇類(lèi)養(yǎng)殖戶(hù)就有數(shù)十家，養(yǎng)殖基地面積達(dá)300 m2，據(jù)調(diào)查，每年產(chǎn)蛇量可達(dá)上百?lài)?，而這些菜蛇在被加工利用過(guò)程中蛇骨均被棄去，這不僅是資源的浪費(fèi)，還可能造成環(huán)境污染。以武夷山蛇博園提供的蛇骨為原料，采用不同處理方法制備蛇骨粉，確定出最佳工藝參數(shù)，為蛇骨的綜合開(kāi)發(fā)利用提供有利的參考依據(jù)，也對(duì)促進(jìn)蛇養(yǎng)殖業(yè)具有重要經(jīng)濟(jì)意義。

1 材料與方法

1.1 材料

以武夷山蛇博園提拱的人工養(yǎng)殖王錦蛇（Elaphe carinata）、赤鏈蛇（Dinodon rufozonatum）等鮮蛇骨為原料，速凍備用；木瓜蛋白酶（80×104 U /g）購(gòu)于上海沃凱藥業(yè)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 蛇骨加工工藝流程

（1）蛇骨前處理：蛇骨→解凍→清洗→酶解→高壓蒸煮→骨渣備用

（2）骨粉加工：骨渣→真空冷凍干燥→粉碎→過(guò)篩→成粉

1.2.2 操作要點(diǎn)

原料蛇骨上留存大量的蛇肉，若直接干燥制成產(chǎn)品則腥味重，蛋白質(zhì)及脂肪含量高，不符合食品級(jí)骨粉的質(zhì)量要求［12］，需要對(duì)蛇骨進(jìn)行脫肉處理。不同的處理方法對(duì)骨粉品質(zhì)影響較大，分別采用以下四種方法脫肉處理，并確定最佳參數(shù)。

（1）沸水浴蒸煮法

取洗凈的蛇骨100 g于120℃的沸水浴中蒸煮30 min后，觀察蛇骨的脫肉情況。

（2）高壓蒸煮法

取洗凈的蛇骨100 g于120℃高壓蒸煮30 min后，觀察蛇骨的脫肉情況。

（3）酶解法

取洗凈的蛇骨100 g置于500 mL的燒杯中，添加一定量的蒸餾水，再加入1%的木瓜蛋白酶，于55℃的恒溫水浴鍋中酶解3 h后，觀察蛇骨的脫肉情況。

（4）酶解高壓法

取洗凈的蛇骨100 g置于500 mL的燒杯中，添加一定量的蒸餾水，再加入1%的木瓜蛋白酶，于55℃的恒溫水浴鍋中酶解3 h取出用清水清洗，再于120℃高壓蒸煮30 min后，觀察蛇骨的脫肉情況。

1.2.3 最佳酶解條件的確定

以木瓜蛋白酶的水解度為目標(biāo)參數(shù)，選取酶用量、酶解溫度、酶解時(shí)間、pH四個(gè)單因素對(duì)水解度的影響。并在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交試驗(yàn)優(yōu)化木瓜蛋白酶酶解反應(yīng)條件（見(jiàn)表1）。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

1.2.4 高壓蒸煮時(shí)間的確定

（1）不同高壓時(shí)間對(duì)骨粉質(zhì)量的影響

將原料蛇骨用1%（W/W）木瓜蛋白酶在pH為6.5、溫度為60℃下水解3 h后的樣品于120℃條件下分別高壓蒸煮10、20、30、40 min，然后真空冷凍干燥，粉碎，制粉。

（2）不同高壓時(shí)間對(duì)粉碎效果的影響

將20，40，60，80，100目的篩網(wǎng)由上到下依次疊放，取蛇骨粉20 g，于相同條件下粉碎相同時(shí)間后過(guò)篩，收集通過(guò)各篩網(wǎng)的骨粉樣品，稱(chēng)重后計(jì)算其所占比例。

1.2.5 蛇骨粉成品品質(zhì)評(píng)定

（1）蛇骨粉感官質(zhì)量測(cè)定

在自然光下肉眼觀察蛇骨粉顏色，亮度及色差采用色差儀測(cè)定。

（2）蛇骨粉理化指標(biāo)測(cè)定

蛋白質(zhì)含量的測(cè)定參照GB/T 5009.5-2010半微量凱氏定氮法；灰分含量的測(cè)定參照GB/T 5009.4——2010食品中灰分的測(cè)定；鈣含量的測(cè)定采用EDTA滴定法；磷含量的測(cè)定采用磷鉬藍(lán)分光光度法；蛋白水解度的測(cè)定采用中性甲醛滴定法。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同脫肉方法對(duì)蛇骨粉質(zhì)量的影響

由表2可得知，蛇骨上附有的大部分肉經(jīng)煮沸或高壓蒸煮處理后可以去除，但蛇骨表面及蛇骨之間仍殘留有部分蛇肉，不利于蛇骨的凈化，經(jīng)此工藝處理制得的蛇骨粉顏色呈黃或黃褐色，兩種處理方法均存在較重的腥味；經(jīng)酶解處理后，蛇肉去除效果較好，但脊骨部分仍存在膠質(zhì)樣物質(zhì)，這些物質(zhì)在一定程度上仍會(huì)影響蛇骨粉產(chǎn)品的顏色和腥味；進(jìn)一步采用高壓處理可使這些膠質(zhì)樣物質(zhì)與骨分離，使骨變得潔白，腥味明顯降低。高壓處理可以將蛇骨中的蛋白質(zhì)含量由酶解后的24.99%降低到13.78%，蛋白質(zhì)的去除率接近一半。

表2 不同處理方法脫肉效果比較

2.2 最佳酶解條件的確定

2.2.1 不同酶用量對(duì)蛋白質(zhì)水解度的影響

由圖1可知，當(dāng)酶解溫度、時(shí)間、pH值一定時(shí)，酶用量增加，水解度也隨著增加。當(dāng)酶用量增加到1%時(shí)，水解度增加趨于平緩，當(dāng)酶用量到一定程度，水解度將不再增加，因?yàn)樽鳛榈孜锏纳吖巧系纳呷庾阋员凰?，故從?jié)約成本考慮，選擇1%酶用量較適當(dāng)。

圖1 不同酶用量對(duì)蛋白質(zhì)水解度的影響

2.2.2 不同酶解溫度對(duì)蛋白質(zhì)水解度的影響

由圖2可知，蛋白質(zhì)的水解度隨著溫度的升高而逐漸增大，當(dāng)溫度上升到60℃時(shí)，水解度最大；超過(guò)65℃時(shí)，水解度降低。當(dāng)酶解溫度在一定范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨溫度升高而上升，溫度過(guò)高時(shí)酶受熱變性，反應(yīng)速率反而隨溫度上升而下降?？梢?jiàn)，酶解溫度應(yīng)控制在60℃左右為宜。

圖2 不同酶解溫度對(duì)蛋白質(zhì)水解度的影響

2.2.3 不同酶解時(shí)間對(duì)蛋白質(zhì)水解度的影響

由圖3可知，水解度隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，當(dāng)酶解時(shí)間為3 h后，水解度的增加程度趨于平緩。故而，酶解時(shí)間可控制在3 h左右。

圖3 不同酶解時(shí)間對(duì)蛋白質(zhì)水解度的影響

2.2.4 不同pH對(duì)蛋白質(zhì)水解度的影響

由圖4可知，水解度隨著酶解pH的升高而增加，當(dāng)pH為6時(shí)，蛋白質(zhì)水解度可達(dá)到最高，pH超過(guò)6，水解度便開(kāi)始下降。實(shí)際操作中pH選擇6。

圖4 不同pH對(duì)蛋白質(zhì)水解度的影響

2.2.5 正交試驗(yàn)

由表3可知，酶用量（A）、酶解溫度（B）、酶解時(shí)間（C）、pH（D）4個(gè)因素對(duì)水解度影響大小順序?yàn)椋好赣昧浚緋H＞酶解溫度＞酶解時(shí)間，水解度最大的條件組合是A2B2C2D2，即酶用量1%，酶解溫度60℃，酶解時(shí)間3 h，pH為6。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

2.3 高壓處理對(duì)骨粉品質(zhì)的作用

2.3.1 不同高壓時(shí)間對(duì)骨粉質(zhì)量的影響

結(jié)果（表4）表明，隨高壓蒸煮時(shí)間的延長(zhǎng)，蛋白質(zhì)含量呈下降趨勢(shì)，其中高壓蒸煮10 min產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量約減少一半，至30 min產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量降低不明顯（p＞0.05）。高壓可以賦予產(chǎn)品良好的色澤，但高壓處理時(shí)間對(duì)顏色的影響不明顯，產(chǎn)品經(jīng)高壓處理后亮度（L*）明顯增加，產(chǎn)品黃色（b*）及紅色（a*）值均下降，產(chǎn)品由淡黃色轉(zhuǎn)為白色。高壓處理時(shí)間過(guò)短（小于10 min），干燥后的蛇骨骨質(zhì)較硬，不易折斷，而處理20 min以后的骨質(zhì)脆易折斷。

表4 不同高壓處理時(shí)間對(duì)蛇骨粉品質(zhì)的影響

2.3 不同高壓時(shí)間對(duì)骨粉粉碎效果的影響

結(jié)果（如圖5）表明，所有蛇骨樣品粉碎粒度分配趨勢(shì)相同，即20、40、100目收集的樣品較多，而60目及80目收集的樣品較少。但隨高壓蒸煮時(shí)間的延長(zhǎng)，蛇骨粉碎細(xì)度增加，60目及80目收集的樣品比例隨高壓處理時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，100目收集的樣品比例則隨高壓處理時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，說(shuō)明高壓處理有利于蛇骨的細(xì)化過(guò)程。但高壓處理時(shí)間超過(guò)30 min，不會(huì)再明顯增加產(chǎn)品的粉碎細(xì)度，因此選擇將酶解后的樣品于120℃下進(jìn)行高壓處理30 min。

圖5 不同高壓時(shí)間對(duì)骨粉粉碎效果的影響

2.4 最佳工藝參數(shù)條件下制備蛇骨粉的質(zhì)量評(píng)定

2.4.1 感官評(píng)定結(jié)果

產(chǎn)品為乳白色粉末狀，無(wú)肉眼可見(jiàn)雜質(zhì)，顆粒大小十分均勻，表面無(wú)凹陷，無(wú)粘結(jié)現(xiàn)象；帶有動(dòng)物蛋白特有的氣味。

2.4.2 理化分析結(jié)果

從表5各成分含量均符合或超過(guò)骨粉推薦標(biāo)準(zhǔn)值，此法制備的骨粉可作為食品添加劑使用。

表5 蛇骨粉理化成分測(cè)定結(jié)果

3 結(jié)論

通過(guò)單因素及優(yōu)化試驗(yàn)的結(jié)果分析可得出以下結(jié)論：以蛇骨為原料制備骨粉時(shí)，最佳脫肉方法可采用先酶解后高壓；在酶解過(guò)程中，酶用量、酶解溫度、酶解時(shí)間、pH等4個(gè)因素對(duì)蛋白質(zhì)水解度影響大小順序?yàn)椋好赣昧浚久附鈺r(shí)間＞pH＞酶解溫度，最佳條件是酶用量1%，酶解溫度60℃，酶解時(shí)間3 h，pH為6；高壓處理不僅能去除蛇骨殘留蛋白質(zhì)，還有利于蛇骨的粉碎，最佳條件為酶解后的蛇骨120℃高壓30 min。

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（責(zé)任編輯：葉麗娜）

Processing and Process Optimization Snake Bone Powder

WU Yuqiong1，HU YongLe2，XU Xiaobin1，F(xiàn)U Xinzheng1，WEN Aiguo3
（1. CoLLege of Tea and Food Science，Wuyi University，Wuyishan Fujian 354300；2. CoLLege of EcoLogicaL and Resources，Wuyi University，Wuyishan Fujian 354300；3.Wuyishan Snakes Research Institute，Wuyishan Fujian 354300）

Abstract:With snake boner as a raw materiaL be processed to bone meaL，and then the process is optimized. Reference of the traditionaL technoLogy of bone meaL processing，The optimum bone meaL processing is anaLyzed，and adopt orthogonaL design to optimize papain enzyme dosage，reaction temperature，reaction time，pH，high pressure time. The resuLt suggested∶Best process of snake bone meaL is enzymoLysis - high pressure processing，the best argument is the amount of enzyme papain 1%，reaction temperature 60℃，pH of 6，hydroLysis time 3 h，120℃high pressure 30 min.

Key words:snake bone meaL；enzymoLysis；high pressure；best parameters

文章編號(hào)：中圖分類(lèi)號(hào)∶TN05文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼∶A1674-2109（2016）03-0005-04

收稿日期：2015-03-11

基金項(xiàng)目：福建省科技廳重點(diǎn)項(xiàng)目（2012Y0063）。

作者簡(jiǎn)介：吳玉瓊（1973-），女，漢族，副教授，主要從事食品營(yíng)養(yǎng)、食品工藝的研究。