蛇骨粉的研制及工藝優化

吳玉瓊，胡永樂，徐曉斌，傅新征，溫愛國

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

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蛇骨粉的研制及工藝優化

吳玉瓊1，胡永樂2，徐曉斌1，傅新征1，溫愛國3

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

摘要：以蛇骨為原料研制骨粉，并優化其最佳制備工藝。在借鑒傳統骨粉加工工藝的基礎上，分析了蛇骨前處理的最佳方法，并采用正交試驗對木瓜蛋白酶用量、酶解溫度、酶解時間、pH、高壓處理時間等參數進行了優化。結果表明：蛇骨粉制備最佳方法為酶解高壓處理法，其最佳參數為木瓜蛋白酶酶用量1%，酶解溫度60℃，pH為6，酶解時間3 h，120℃高壓30 min。

關鍵詞：蛇骨粉；酶解；高壓；最佳參數

動物骨粉中含有豐富的礦物質，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%的優質蛋白質和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，符合營養協會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養食品添加劑，被廣泛應用于各種食品中。經酶制劑作用后骨粉中的蛋白質水解成小分子肽和游離的氨基酸，具有原料的天然肉香氣，經反應后，具有各種不同風味，可添加于肉制品（如火腿腸、香腸、低溫肉制品等）、方便面的調味包、醬類食品、休閑食品中［5-6］；骨粉也可以作為肉味香精的前體，經過美拉德反應，獲得不同風味的肉味香精，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，骨粉常作為動物飼料的營養強化劑，對動物飼養起到補充鈣、磷等營養素的作用［8-9］。

目前動物飼料、食品加工中所使用的動物骨粉多為畜禽類的骨頭制成，少數使用魚類下腳料研制而成，以蛇骨加工骨粉的尚少。有研究表明以蛇骨作為活性鈣來源在動物體內的吸收利用較好，能有效地補充鈣質［9-11］。

武夷山有豐富的生態環境，為蛇的棲息、繁衍提供了適宜的條件，因此本地的蛇類養殖戶就有數十家，養殖基地面積達300 m2，據調查，每年產蛇量可達上百噸，而這些菜蛇在被加工利用過程中蛇骨均被棄去，這不僅是資源的浪費，還可能造成環境污染。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，為蛇骨的綜合開發利用提供有利的參考依據，也對促進蛇養殖業具有重要經濟意義。

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）購于上海沃凱藥業有限公司。

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→過篩→成粉

1.2.2 操作要點

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

（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參數，選取酶用量、酶解溫度、酶解時間、pH四個單因素對水解度的影響。并在單因素試驗的基礎上，采用L9（34）正交試驗優化木瓜蛋白酶酶解反應條件（見表1）。

表1 正交試驗設計表

1.2.4 高壓蒸煮時間的確定

（1）不同高壓時間對骨粉質量的影響

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）不同高壓時間對粉碎效果的影響

將20，40，60，80，100目的篩網由上到下依次疊放，取蛇骨粉20 g，于相同條件下粉碎相同時間后過篩，收集通過各篩網的骨粉樣品，稱重后計算其所占比例。

1.2.5 蛇骨粉成品品質評定

（1）蛇骨粉感官質量測定

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定。

（2）蛇骨粉理化指標測定

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

2 結果與討論

2.1 不同脫肉方法對蛇骨粉質量的影響

由表2可得知，蛇骨上附有的大部分肉經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；經酶解處理后，蛇肉去除效果較好，但脊骨部分仍存在膠質樣物質，這些物質在一定程度上仍會影響蛇骨粉產品的顏色和腥味；進一步采用高壓處理可使這些膠質樣物質與骨分離，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含量由酶解后的24.99%降低到13.78%，蛋白質的去除率接近一半。

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 不同酶用量對蛋白質水解度的影響

由圖1可知，當酶解溫度、時間、pH值一定時，酶用量增加，水解度也隨著增加。當酶用量增加到1%時，水解度增加趨于平緩，當酶用量到一定程度，水解度將不再增加，因為作為底物的蛇骨上的蛇肉足以被水解，故從節約成本考慮，選擇1%酶用量較適當。

圖1 不同酶用量對蛋白質水解度的影響

2.2.2 不同酶解溫度對蛋白質水解度的影響

由圖2可知，蛋白質的水解度隨著溫度的升高而逐漸增大，當溫度上升到60℃時，水解度最大；超過65℃時，水解度降低。當酶解溫度在一定范圍內，酶促反應速率隨溫度升高而上升，溫度過高時酶受熱變性，反應速率反而隨溫度上升而下降。可見，酶解溫度應控制在60℃左右為宜。

圖2 不同酶解溫度對蛋白質水解度的影響

2.2.3 不同酶解時間對蛋白質水解度的影響

由圖3可知，水解度隨著酶解時間的延長而增加，當酶解時間為3 h后，水解度的增加程度趨于平緩。故而，酶解時間可控制在3 h左右。

圖3 不同酶解時間對蛋白質水解度的影響

2.2.4 不同pH對蛋白質水解度的影響

由圖4可知，水解度隨著酶解pH的升高而增加，當pH為6時，蛋白質水解度可達到最高，pH超過6，水解度便開始下降。實際操作中pH選擇6。

圖4 不同pH對蛋白質水解度的影響

2.2.5 正交試驗

由表3可知，酶用量（A）、酶解溫度（B）、酶解時間（C）、pH（D）4個因素對水解度影響大小順序為：酶用量＞pH＞酶解溫度＞酶解時間，水解度最大的條件組合是A2B2C2D2，即酶用量1%，酶解溫度60℃，酶解時間3 h，pH為6。

表3 正交試驗結果

2.3 高壓處理對骨粉品質的作用

2.3.1 不同高壓時間對骨粉質量的影響

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

表4 不同高壓處理時間對蛇骨粉品質的影響

2.3 不同高壓時間對骨粉粉碎效果的影響

結果（如圖5）表明，所有蛇骨樣品粉碎粒度分配趨勢相同，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。但隨高壓蒸煮時間的延長，蛇骨粉碎細度增加，60目及80目收集的樣品比例隨高壓處理時間的延長而降低，100目收集的樣品比例則隨高壓處理時間的延長而升高，說明高壓處理有利于蛇骨的細化過程。但高壓處理時間超過30 min，不會再明顯增加產品的粉碎細度，因此選擇將酶解后的樣品于120℃下進行高壓處理30 min。

圖5 不同高壓時間對骨粉粉碎效果的影響

2.4 最佳工藝參數條件下制備蛇骨粉的質量評定

2.4.1 感官評定結果

產品為乳白色粉末狀，無肉眼可見雜質，顆粒大小十分均勻，表面無凹陷，無粘結現象；帶有動物蛋白特有的氣味。

2.4.2 理化分析結果

從表5各成分含量均符合或超過骨粉推薦標準值，此法制備的骨粉可作為食品添加劑使用。

表5 蛇骨粉理化成分測定結果

3 結論

通過單因素及優化試驗的結果分析可得出以下結論：以蛇骨為原料制備骨粉時，最佳脫肉方法可采用先酶解后高壓；在酶解過程中，酶用量、酶解溫度、酶解時間、pH等4個因素對蛋白質水解度影響大小順序為：酶用量＞酶解時間＞pH＞酶解溫度，最佳條件是酶用量1%，酶解溫度60℃，酶解時間3 h，pH為6；高壓處理不僅能去除蛇骨殘留蛋白質，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。

參考文獻：

［1］趙光英.動物骨粉的應用研究［J］.肉類研究，2005（7）∶25-29.

［2］楊桂蘋.骨粉營養成分的分析［J］.食品研究與開發，1997（4）∶32-35.

［3］趙瑞香，連喜軍，王欣.利用酶法促使骨粉中鈣轉化的研究［J］.食品科學，2003（3）∶34-36.

［4］江新業.多肽骨粉的制作工藝及市場分析［J］.中國食品添加劑，2006（10）∶275-277.

［5］白建，梁亞萍，黃素珍.骨粉新產品的開發研制［J］.肉類研究，2006（1）∶33-36.

［6］Martnezvi，Jesus P，SantaeLLa M. The content and nutritionaL significance of mineraLs on fish fLesh in the presence and absence of bone［J］. Food Chemistry，2000（4）∶503-509.

［7］劉文年.開發加工利用骨頭的可行性研究［J］.食品工業科技，1991（5）∶22-25.

［8］李赤翎，劉仲華，俞建.骨粉膨化休閑食品研制［J］.食品研究與開發，2007（4）∶108-110.

［9］史可，舒普榮.蛇骨粉中活性鈣在動物體內吸收和利用的研究［J］.蛇志，2001（1）∶20-21.

［10］洪鵬志.酶解羅非魚下腳料制備的超微羅非魚骨粉營養價值分析［J］.食品與機械，2007（3）∶125-131.

［11］王朝旭.酶法水解骨蛋白最佳條件的研究［J］.食品科學，2001（2）∶48-49.

［12］趙霞，馬麗珍.酶解骨蛋白的研究［J］.食品科技，2003（7）∶99-101.

（責任編輯：葉麗娜）

Processing and Process Optimization Snake Bone Powder

WU Yuqiong1，HU YongLe2，XU Xiaobin1，FU 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：中圖分類號∶TN05文獻標識碼∶A1674-2109（2016）03-0005-04

收稿日期：2015-03-11

基金項目：福建省科技廳重點項目（2012Y0063）。

作者簡介：吳玉瓊（1973-），女，漢族，副教授，主要從事食品營養、食品工藝的研究。