高溫高壓浸提對畜禽骨理化性質的影響研究

張天鵬，曹書峰，王 揚，王俊青，王利萍，李東奇

（1. 河南永達美基食品股份有限公司，河南鶴壁 458030；2. 鶴壁市食品藥品監督局，河南鶴壁 458030）

高溫高壓浸提對畜禽骨理化性質的影響研究

張天鵬1，曹書峰1，王 揚2，王俊青1，王利萍1，李東奇1

（1. 河南永達美基食品股份有限公司，河南鶴壁 458030；2. 鶴壁市食品藥品監督局，河南鶴壁 458030）

高溫高壓浸提是畜禽骨加工行業目前普遍使用的一種方法。通過相關資料的查閱和借鑒，闡述了高溫高壓浸提對畜禽骨中油組分、蛋白組分、無機鹽組分和畜禽骨風味的影響及作用機理。

高溫高壓；骨；理化性質；影響

（1. He'nan Yongda Meiji Food Co.， Ltd.， Hebi， He'nan 458030， China；2. Hebi Food and Drug Administration， Hebi， He'nan 458030， China）

0 引言

骨資源的開發和利用受到世界各國的重視，骨類產品的應用面很廣，既能提供豐富的營養物質，還可以提高產品附加值，節約資源，促進經濟增長。骨產品的開發開辟了營養食品新資源，促進了相關學科的發展和肉制品加工行業效益的增收。我國畜牧產品綜合利用的潛力巨大，其產業化發展勢態不可估量。畜禽骨的主要成分是水分（45%～60%）、蛋白質（20%～30%）、脂肪（12%～20%）、無機質（鈣和磷約占20%）[1]，含有大腦不可或缺的磷脂、磷蛋白、膽堿、骨膠原、類黏朊、酸性黏多糖（即軟骨素）、維生素等[2]。這些營養組分不僅有利于人體新陳代謝，還能滿足高血壓、骨折、骨質疏松、糖尿病、佝僂病、貧血等患者對食品的特殊需求。

隨著高新技術的發展，畜禽骨的加工方式更加先進。首先，在預處理階段，微粉碎技術的應用[3]使得畜禽骨利用率得到大幅度提高；其次，在提取分離階段，高溫高壓顯著縮短了提取工藝的時間；最后，在濃縮調和階段，真空濃縮技術和均質乳化技術提高了骨類產品的性能及狀態[4]。此外，微生物發酵技術[5]、酶工程技術、微膠囊化技術[6]、納米材料技術[7]等豐富了骨類產品的形式和種類。

1 高溫高壓浸提在提取畜禽骨中的應用

目前，國內對畜禽骨的加工高溫高壓提取后進行油水分離的方法，得到的骨油和骨蛋白水溶液進行再加工或直接使用。影響高溫高壓提取畜禽骨的因素主要有溫度、時間、料液比和粒度大小[8]，針對不同種屬的骨頭通過最優化試驗就可以得到最佳的提取工藝。與常壓蒸煮相比，高壓熬煮時間較短，不僅減少營養的損失，而且提高了產品狀態的穩定性，同時減少了產品的腥膻味，使得鮮味均衡、香味更持久。趙芩等人[9]利用SPMEGC-MS檢測技術在高壓熬煮及常壓熬煮雞骨湯中分別檢測到62種和54種揮發性風味物質后，骨湯中總氨基酸和游離氨基酸含量均顯著高于常壓熬煮的骨湯。畜禽骨的酶解提取也很常見，但是酶解過程會產生多肽和氨基酸，風味差異顯著，該方法更趨向于在制取生理活性肽和肉味香精方面的應用[10]。與酶解提取相比，高溫高壓提取更容易保留畜禽骨的自然風味，更適用于制作傳統飲食，如湯品和醬類。

2 高溫高壓浸提對畜禽骨組分的影響

骨油中主要成分為硬脂酸、油酸、亞油酸、豆蔻酸、豆蔻油酸、棕櫚酸等，其不飽和脂肪酸的含量明顯高于板油中不飽和脂肪酸含量，可預防肥胖和腦血管疾病。溫度對骨油中脂肪酸組成影響較大，隨著溫度的升高、時間的延長，飽和脂肪酸呈遞增趨勢。不飽和脂肪酸（包括單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸）呈遞減趨勢，其中多不飽和脂肪酸變化最顯著。另外，反式脂肪酸的含量和羰基值都呈上升趨勢，并且這種趨勢隨著溫度的升高，變化更加劇烈，尤其在150 ℃后，油脂的品質急劇下滑[11]。

首先，在高溫、水分催化作用下，油脂會發生部分酯化反應，使脂肪酸的含量有增加趨勢[12]；其次，骨油中甘油通過脫水生成丙烯醛，飽和脂肪酸由于碳鏈在高溫下斷裂也會生成丙烯醛[13]；再次，不飽和脂肪酸也會通過氧化生成烯丙自由基，進一步斷裂得到丙烯醛等，如骨油中亞油酸通過氧化反應生成揮發性風味物質反- 2 -壬烯醛，造成其含量顯著降低[14]；最后，高溫時間越長，會產生的極性化合物，如羰基化合物、反式結構物質和含苯環化合物等，這些物質能夠和生物體系中的含氮物質發生反應，誘發多種慢性或急性疾病。

畜禽骨中蛋白質含量高（膠原蛋白占90%以上，且主要為Ⅰ型膠原蛋白），脂肪含量低，屬于高營養低熱能食品，氨基酸種類齊全，其中50%以上為呈味氨基酸，且體外消化率和氨基酸評分高，屬于優質的蛋白源。

與常壓蒸煮相比，高溫高壓浸提有助于骨中營養物質（包括礦物質）的溶出和蛋白質的降解，并造成更深程度的褐變，但是總蛋白含量降低了。據王哲平等人[15]的研究，膠原蛋白聚集體極不穩定，在30～40 ℃條件下發生解體，穩定三螺旋結構的氫鍵受到破壞，相對分子量降低（＜100 kDa）；60～70 ℃以后，三級結構發生變化，肽鏈開始疊加、聚集和收縮，分子量開始升高。對骨膠原蛋白二級結構的影響表現如下：隨溫度升高，α-螺旋結構、β-折疊結構百分含量增加，β-轉角結構和P2結構百分含量降低[16]。當溫度超過100 ℃時，Ⅰ型膠原蛋白二級結構遭到破壞。同時，Ⅱ型膠原蛋白一級結構被嚴重破壞，發生斷裂，生成短肽和氨基酸。由于常規的高溫高壓浸提溫度不超過150 ℃，所以骨蛋白中Ⅰ型膠原蛋白一級結構沒有受到破壞[17]。

高溫高壓浸提過程中，隨著時間的延長，畜禽骨硬度呈下降趨勢，鈣、磷溶出率增加。例如，豬骨中鈣、磷含量溶出率為0.57±0.04 mg/g和0.17±0.01 mg/g[18]。鈣、磷溶出后的畜禽骨主要成分為磷羥基磷灰石（Ca10（PO4）6（OH）2），該物質晶粒越細，生物活性越高，廣泛應用于制造認同牙齒或骨骼成分的尖端新素材[19]，溶出的鈣和磷為無定形鈣鹽，其主要成分可能是CaHPO4·2H2O或Ca3（PO4）2·3H2O[20]，并與畜禽骨中膠原蛋白、檸檬酸鹽通過協同作用生成以鈣為中心，結合氨基和羰基基團的五元環結構（膠原多肽螯合鈣）[21]，該物質具有壯骨和預防骨質疏松的作用。

3 高溫高壓浸提對畜禽骨風味的影響

第一，畜禽骨本身中含有大量的呈味物質，如氨基酸、肽類、核苷酸、含氮有機物等，例如2,4-癸二烯醛為雞骨特征性風味物質，反,反- 2,4 -癸二烯醛與反- 2 -壬烯醛為羊骨主要揮發性物質[22]；第二，高溫高壓浸提過程中骨蛋白產生大量肽類、游離氨基酸 （Lys，Glu， Ala， Thr， Ser， Gly 等）， 形成一定的風味；第三，達到一定的溫度，2種或多種化合物之間發生一系列化學反應（包括美拉德反應、酯化反應、氧化反應）生成醛、酮、環氧化合物、聚合物等，對香氣起到強化作用；第四，控制不同的浸提溫度和時間，畜禽骨形成的風味成分差異也很大，其中含硫、含氮雜環化合物的相對含量沒有明顯變化，醛類、醇類和酮類物質相對含量顯著降低（降低約14%），同時吡嗪類物質相對含量有所增加（增加約1.4%）[23]。例如，雞骨在115 ℃，200 min處理條件下所鑒定出的風味成分最多[24]。

4 改善高溫高壓浸提對畜禽骨影響的方法

為防止油脂氧化，常用方法是添加BHT（2,6-二叔丁基對苯甲酚）、D - alpha -生育酚醋酸酯、迷迭香提取物等。此外，蜂膠能夠延緩這些底物的氧化進程，明顯延長誘導期，且檸檬酸、卵磷脂能增強其抗氧化功能[25]。茶多酚中兒茶素A環和B環上的酚性羥基具有供氫活性，因此其還原能力很強，可用于畜禽骨的加工中[26]。

5 結語

高溫高壓提取畜禽骨的營養成分是一種很普遍的加工手段，但針對高溫高壓對畜禽骨的理化性質的影響，并沒有明確的研究和全面的檢測數據。從目前的研究成果看，高溫高壓浸提對畜禽骨的影響主要表現在：飽和脂肪酸增加，不飽和脂肪酸降低且被分解氧化成醛類、羰基化合物、反式結構物質和含苯環化合物等有害物質；I型膠原蛋白二級結構破壞，II型膠原蛋白一級結構破壞，并降解生成多肽和氨基酸；鈣、磷溶出率增加并與膠原蛋白等協同生成膠原多肽螯合鈣；氨基酸、脂肪酸、肽類等通過美拉德等一系列的反應生成烷烴類、醛類、吡嗪類等物質，并伴隨溫度和時間變化而變化。

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TS251.94

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.10.020

1671-9646（2017） 10a-0066-03

2017-07-21

張天鵬（1989— ），男，碩士，研究方向為食品科學與工程。