畜禽骨加工利用及其骨湯工藝開發(fā)現(xiàn)狀

1.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院 河南新鄉(xiāng) 4530022.漯河食品職業(yè)學(xué)院食品工程系 河南漯河 462002

畜禽骨中蘊(yùn)含著包括骨膠、礦質(zhì)元素等大量有益營養(yǎng)成分，這些成分對人體十分有益。

我國的畜骨和禽骨資源極為豐富，但是由于技術(shù)水平的限制，對這一優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)源的利用卻很落后。每年都有大量的畜禽骨被浪費，或是簡單加工成附加值很低的產(chǎn)品。畜禽骨的利用對于開發(fā)新型、天然、綠色的營養(yǎng)食品及食品添加劑，提高肉品加工企業(yè)的綜合效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 禽畜骨的營養(yǎng)價值及利用現(xiàn)狀

1.1 骨的營養(yǎng)價值

骨骼中富含蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分。專家通過科學(xué)檢測從多種指標(biāo)上證明骨的營養(yǎng)價值甚至高于鮮肉，營養(yǎng)成分及含量指標(biāo)接近于甲魚，尤其是從鈣含量的指標(biāo)來看，骨的營養(yǎng)價值高于甲魚。且骨頭中的鈣更容易被工藝提取和人體吸收，人體通過骨頭既攝入鈣又解決了肉類脂肪攝入太高的問題。相關(guān)學(xué)者將人體從骨制品和植物制品吸收攝取蛋白質(zhì)、鈣(Ca)、鋅(Zn)、磷(P)、鐵(Fe)、鉀(K)、鈉(N)、鎂(Mg)等做了科學(xué)測試，結(jié)果證明了植物中的這些元素攝取量與從魚類和畜禽骨頭中攝取量差距非常大，骨中營養(yǎng)攝取率和質(zhì)量都更佳。近年來由于對骨骼的深入研究，人們對骨的營養(yǎng)價值也有了更高更深層的認(rèn)識。骨中除了各種微量元素之外，還含有大量的膠原蛋白能夠促進(jìn)細(xì)胞代謝，美容防衰老；骨頭中的脂肪富含大量的脂肪酸和亞油酸，故是人體機(jī)能運(yùn)轉(zhuǎn)所需的必需品。且新鮮骨頭中還含有大量的鈣鹽、生物活性物質(zhì)以及大腦所需的磷脂類磷蛋白質(zhì)等[1～3]。

從骨類的營養(yǎng)成分表明，研究骨制品，充分利用我國鮮骨資源是非常必要的。表1是本研究中涉及到的幾種畜禽骨、肉的營養(yǎng)成分對比。

表1 牛、豬、雞骨以及肉類的主要營養(yǎng)成分對比

Table 1 cattle, pigs, chicken bones and meatcontrast of main nutrients

鈣/%蛋白質(zhì)/%脂肪/%水分/%鐵/%鋅/%豬骨3.612.39.662.70.0570.032豬肉0.00517.515.166.20.0040.008雞骨116.31465.60.0320.024雞肉0.00217.215.866.30.0030.005牛骨4.611.36.962.80.0690.017牛肉0.00816.811.663.90.0070.001

1.2 骨的利用現(xiàn)狀

統(tǒng)計2015年，我國的禽、畜肉產(chǎn)量超過9 000萬t，同期增長12.43%，鮮骨資源占肉類總重的20%左右，大約年產(chǎn)2 000萬t，骨類產(chǎn)品開發(fā)具有相當(dāng)大的資源優(yōu)勢。當(dāng)前，我國的禽畜骨組織部位資源利用率達(dá)到90%，幾乎所有的部位骨都進(jìn)行了利用，部分產(chǎn)品還走在了世界前列。我國利用鮮軟骨生產(chǎn)的硫酸軟骨素達(dá)到國際水平，遠(yuǎn)銷海外[4，5]。但是，由于一些錯誤觀念和習(xí)慣的影響，我國大多數(shù)地區(qū)人們對骨的營養(yǎng)價值認(rèn)識不足，長期以來對骨的利用僅是做菜和熬湯。我國雖然禽畜的養(yǎng)殖規(guī)模、數(shù)量都非常龐大，由于屠宰場的規(guī)?；F(xiàn)代化程度低，骨產(chǎn)品也是以基本沒有附加值的粗加工產(chǎn)品為主。除硫酸軟骨素、牛骨明膠等產(chǎn)品有一定的市場和成熟的技術(shù)之外，大多數(shù)的禽畜骨只能被簡單的打破磨碎，作為動物食品添加劑來使用。

2 骨湯工藝及應(yīng)用的研究現(xiàn)狀

目前，按照歷史順序分，市場中的湯類產(chǎn)品大致可以分為三代：第一代出現(xiàn)在于19世紀(jì)末，此時期的產(chǎn)品以添加劑復(fù)配的濃縮高湯為主，如濃縮雞湯、排骨湯、羊肉湯等；第二代發(fā)展于上世紀(jì)末，真空冷凍干燥技術(shù)被運(yùn)用到食品工業(yè)生產(chǎn)后，沖調(diào)湯，如紫菜湯、酸菜湯、蛋花湯等；第三代成品湯開始蓬勃發(fā)展開來，第三代湯品宣傳以營養(yǎng)為主打，此類產(chǎn)品最近幾年得到了廣泛的推廣，其市場潛力巨大[4～6]。

目前對鮮骨余料利用率較高的國家是日本、美國和歐盟等。20世紀(jì)70年代以來，歐盟國家開始研究牛肉湯，排骨湯，常壓高壓研制工藝和機(jī)械。他們研制骨粉骨泥產(chǎn)品，實現(xiàn)骨的利用率達(dá)百分之百。隨著骨粉利用在食品加工中大量應(yīng)用，一系列的功能性營養(yǎng)食品被生產(chǎn)出來。當(dāng)前，關(guān)于新型的骨類產(chǎn)品種類數(shù)目繁多，市場價值和空間很大[6～11]。

2.1 骨湯制備工藝的研究

長期以來，我國傳統(tǒng)制湯工藝主要是通過家庭式熬煮來補(bǔ)充鈣、磷等微量元素和營養(yǎng)的同時缺乏對傳統(tǒng)煮湯工藝科學(xué)系統(tǒng)的探索研究，骨湯的工業(yè)化生產(chǎn)相對國外而言比較落后。再加上動物骨價格低廉、開發(fā)渠道不暢，大部分的骨料被浪費掉，所以，現(xiàn)在對骨的認(rèn)識和研究仍有很大空間。近幾年，就牛骨湯和排骨湯的傳統(tǒng)煮骨工藝，我國一些學(xué)者進(jìn)行了一些研究。

曹雁平[12](2002)等在對豬骨的煮骨工藝的比較研究中發(fā)現(xiàn)，高壓煮骨具有高效簡單、能較好的保留骨湯原有風(fēng)味的特點。

瞿明勇[13，14](2012，2013)等通過不同蒸煮工藝參數(shù)下豬排骨湯感官品質(zhì)和營養(yǎng)構(gòu)成的對比分析，確定了豬排骨湯較為成熟的蒸煮工藝，即最佳的蒸煮制作工藝；在進(jìn)行豬排骨湯蒸煮工藝的研究中，還利用了一級化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模型來研究豬排骨湯的儲藏方法，建立起科學(xué)的儲藏模型，能夠精準(zhǔn)的計算分析和描述出豬排湯儲藏過程中隨著時間和溫度的變化而引起的營養(yǎng)值變化，創(chuàng)新性研究充實了我國骨湯生產(chǎn)工業(yè)化理論研究成果。

張建友[15](2013)等以豬骨湯為研究對象，對熱處理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并對熱處理技術(shù)應(yīng)用中豬骨湯的性質(zhì)、品質(zhì)、品味的變化進(jìn)行科學(xué)對比分析，論證了熱處理技術(shù)可以在一定的條件下促進(jìn)高湯營養(yǎng)物質(zhì)積累的假設(shè)。

張進(jìn)[16](2012)通過對羊骨湯進(jìn)行溫度、時間、酶用量三因素的實驗研究，對不同因素條件下羊骨的氨基酸成分進(jìn)行對比分析，確定了當(dāng)時制備氨基酸成分最高的羊骨湯最佳的制作工藝。

呂廣英[17](2011)以魚骨湯工藝研究為目的，對影響魚骨湯風(fēng)味的熬制工藝和酶解條件進(jìn)行了實驗對比，最終研究出了得率最高，風(fēng)味評分最高的魚骨湯制作工藝。

鄭婭[18](2013)在前人研究的基礎(chǔ)上對牛骨湯的制作工藝進(jìn)行了優(yōu)化研究，同時對骨湯濃縮、冷凍、干燥的技藝進(jìn)行了研究，他的研究分析了濃縮骨湯各個化解對牛骨湯的風(fēng)味和營養(yǎng)成分的影響，為骨湯生產(chǎn)工業(yè)化提供了參考。

2.2 骨湯類產(chǎn)品的開發(fā)

朱琳芳[19](2012)等主要研究方向為魚骨湯產(chǎn)品，她通過對魚骨湯的熬制、殺菌處理、干燥等環(huán)節(jié)的方便魚骨湯的風(fēng)味和營養(yǎng)成分的分析對比，最終獲得了在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，保存時間更長，保存更方便的魚湯產(chǎn)品，提升了魚骨湯的市場競爭力。

張根生[20](2013)等主要研究方向是方便豬骨湯，研究重點為豬骨湯的儲存工藝，他的研究中將卡拉膠、麥芽糊精、現(xiàn)清粉制作成豬骨膠囊壁，用豬骨湯的脂肪為膠囊芯，制成新型容器，將豬骨湯用噴霧干燥法制成粉狀，最終研制成微膠囊骨湯粉產(chǎn)品。這種新的方便裝置對骨湯產(chǎn)品的儲存時間和食用的方便性都帶來了歷史性的革新。

羅賓[21](2000)等研究了牛骨湯粉在方便面中的應(yīng)用，將牛骨粉加入到方便面的制作過程中，實驗了其可行性、食用感受以及方便面的營養(yǎng)成分，發(fā)現(xiàn)加入牛骨粉后方便面味道不僅更加鮮美，也更具有營養(yǎng)，得到新的方便面產(chǎn)品，也是骨湯的新應(yīng)用。

劉可春[22](2001)等對骨湯產(chǎn)品在火腿腸的應(yīng)用中進(jìn)行了研究，在其所在企業(yè)的兒童火腿腸生產(chǎn)中加入了雞骨泥，改良了原來的火腿腸配方，讓兒童火腿腸香味更加濃郁，口感更加香嫩，更適合兒童食用，也迎合了家長想為兒童補(bǔ)充鈣營養(yǎng)的需求，其產(chǎn)品一上市就取得了良好的銷售業(yè)績。

余杰[23](2001)等對鰻魚頭骨進(jìn)行工藝研究，用酶法提取鰻魚頭骨的蛋白成分，并對提取工藝中產(chǎn)品風(fēng)味進(jìn)行對比試驗，最終研制出了適應(yīng)市場需求的鰻魚海鮮湯料。楊莎[24](2014)等對豬骨湯進(jìn)行了創(chuàng)新性研究，他們利用生物酶解技術(shù)對豬骨湯進(jìn)行加工，對其酶解液的營養(yǎng)成分和口感風(fēng)味進(jìn)行對比研究，將其加入酸奶并對創(chuàng)新性假設(shè)進(jìn)行穩(wěn)定性試驗分析，開發(fā)出骨湯酶解液酸奶類飲品。

3 國外骨制品的加工與研究狀況

畜禽骨產(chǎn)品的研發(fā)可分為全骨產(chǎn)品和骨提取物兩大類。全骨產(chǎn)品主要有骨粉，骨泥等；骨提取物主要包括骨蛋白、骨明膠、骨多肽、骨油和骨鈣。骨骼是一種天然復(fù)雜有機(jī)體，一般可占到動物體重的1/10～1/5，主要包括：(1)膠原與膠原蛋白,被稱為骨基質(zhì)；(2)骨礦物質(zhì)，主要成分是羥基磷灰石。目前，針對畜禽骨骼的綜合利用，國外主要相關(guān)開發(fā)是從圍繞膠原蛋白、鈣以及多肽類展開。在20世紀(jì)70年代，丹麥等發(fā)達(dá)國家率先開發(fā)了骨泥和骨蛋白粉等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品極大地開發(fā)了動物骨骼。在20世紀(jì)80年代，日本還開發(fā)了食用骨粉和骨膏，骨膠等食品；美國有的公司分別從骨骼中提取食用蛋白質(zhì)干物質(zhì)和可溶性蛋白質(zhì)；丹麥率先使用酶來處理動物骨骼，以生產(chǎn)可食用的蛋白質(zhì)粉末和明膠。近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者主要致力于畜禽骨骼酶解技術(shù)的研究，以期獲得功能性多肽產(chǎn)品，并取得了可觀的成果[25，26]。

3.1 酶解骨蛋白的研究動態(tài)

國外一些發(fā)達(dá)國家在此領(lǐng)域的研究很活躍。丹麥開始用酶處理骨骼生產(chǎn)食用蛋白粉，其方法是用中性蛋白酶在58～62℃下處理骨頭，再加工成高品質(zhì)肉骨蛋白粉，探討了將酶工程技術(shù)應(yīng)用于骨蛋白食品中的可行性；Miche Linder[27](1997)等將小牛骨骼進(jìn)行酶性水解，確定了最佳水解條件，從而成功進(jìn)行了酶解回收小牛骨蛋白的研究；Benjakul[28](2010)研究了牙鱷廢棄物的利用，將其廢棄物包括魚頭、皮、骨、內(nèi)臟和肌肉組織絞碎，分別用中性和堿性蛋白酶水解，選擇了最優(yōu)酶和最佳水解條件，所得產(chǎn)物蛋白質(zhì)含量高，氨基酸組成與魚肌肉十分相近。

3.2 鈣類食品添加劑和營養(yǎng)強(qiáng)化劑開發(fā)

補(bǔ)鈣類食品種類繁多,包括第一代無機(jī)鈣、第二代有機(jī)酸鈣和第三代氨基酸螯合鈣。第三代鈣，易吸收同時安全性高，在補(bǔ)充鈣的同時也補(bǔ)充了氨基酸。近來研究表明,多肽與鈣的螯合物無機(jī)鈣比氨基酸鈣有更好的穩(wěn)定性和更易吸收性,是一種比三代鈣產(chǎn)品螯合機(jī)制更合理的有機(jī)鈣產(chǎn)品，越來越多的將其用于制作理想的補(bǔ)鈣制劑。而畜禽骨副產(chǎn)品通過酶解技術(shù)提取新的多肽鈣的螯合物也有利于畜禽骨骨廢物的再利用。

目前,免疫活性肽以其活性強(qiáng)、用量少、穩(wěn)定性強(qiáng)、生物活性高的獨特優(yōu)勢,且在自然界食物中含量豐富而備受關(guān)注,其產(chǎn)品已成為食品和醫(yī)藥行業(yè)的營養(yǎng)強(qiáng)化劑的熱門。Jung W K[29，30](2005，2006)等利用提取的淡水魚加工副產(chǎn)物酶對鱈魚廢棄骨料進(jìn)行酶解，并從酶解液中分離出魚骨磷酸肽，使其與鈣螯合，此法得到的螯合鈣被認(rèn)為是一種新穎的營養(yǎng)性食品，之后通過動物實驗證明可以阻止骨質(zhì)疏松模型小鼠體內(nèi)礦物質(zhì)的流失。從骨骼這種相對便宜且可以利用的副產(chǎn)物里提取生物活性多肽,既可降低生產(chǎn)成本,又不失為一個有效的廢料處理方式，這不僅會為畜禽骨的深加工開拓新思路,還為人類對于免疫調(diào)節(jié)食品及藥物輔助劑的篩選提供了新的選擇。