高温高压浸提对畜禽骨理化性质的影响研究

张天鹏，曹书峰，王 扬，王俊青，王利萍，李东奇

（1. 河南永达美基食品股份有限公司，河南鹤壁 458030；2. 鹤壁市食品药品监督局，河南鹤壁 458030）

高温高压浸提对畜禽骨理化性质的影响研究

张天鹏1，曹书峰1，王 扬2，王俊青1，王利萍1，李东奇1

（1. 河南永达美基食品股份有限公司，河南鹤壁 458030；2. 鹤壁市食品药品监督局，河南鹤壁 458030）

高温高压浸提是畜禽骨加工行业目前普遍使用的一种方法。通过相关资料的查阅和借鉴，阐述了高温高压浸提对畜禽骨中油组分、蛋白组分、无机盐组分和畜禽骨风味的影响及作用机理。

高温高压；骨；理化性质；影响

（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

骨资源的开发和利用受到世界各国的重视，骨类产品的应用面很广，既能提供丰富的营养物质，还可以提高产品附加值，节约资源，促进经济增长。骨产品的开发开辟了营养食品新资源，促进了相关学科的发展和肉制品加工行业效益的增收。我国畜牧产品综合利用的潜力巨大，其产业化发展势态不可估量。畜禽骨的主要成分是水分（45%～60%）、蛋白质（20%～30%）、脂肪（12%～20%）、无机质（钙和磷约占20%）[1]，含有大脑不可或缺的磷脂、磷蛋白、胆碱、骨胶原、类黏朊、酸性黏多糖（即软骨素）、维生素等[2]。这些营养组分不仅有利于人体新陈代谢，还能满足高血压、骨折、骨质疏松、糖尿病、佝偻病、贫血等患者对食品的特殊需求。

随着高新技术的发展，畜禽骨的加工方式更加先进。首先，在预处理阶段，微粉碎技术的应用[3]使得畜禽骨利用率得到大幅度提高；其次，在提取分离阶段，高温高压显著缩短了提取工艺的时间；最后，在浓缩调和阶段，真空浓缩技术和均质乳化技术提高了骨类产品的性能及状态[4]。此外，微生物发酵技术[5]、酶工程技术、微胶囊化技术[6]、纳米材料技术[7]等丰富了骨类产品的形式和种类。

1 高温高压浸提在提取畜禽骨中的应用

目前，国内对畜禽骨的加工高温高压提取后进行油水分离的方法，得到的骨油和骨蛋白水溶液进行再加工或直接使用。影响高温高压提取畜禽骨的因素主要有温度、时间、料液比和粒度大小[8]，针对不同种属的骨头通过最优化试验就可以得到最佳的提取工艺。与常压蒸煮相比，高压熬煮时间较短，不仅减少营养的损失，而且提高了产品状态的稳定性，同时减少了产品的腥膻味，使得鲜味均衡、香味更持久。赵芩等人[9]利用SPMEGC-MS检测技术在高压熬煮及常压熬煮鸡骨汤中分别检测到62种和54种挥发性风味物质后，骨汤中总氨基酸和游离氨基酸含量均显著高于常压熬煮的骨汤。畜禽骨的酶解提取也很常见，但是酶解过程会产生多肽和氨基酸，风味差异显著，该方法更趋向于在制取生理活性肽和肉味香精方面的应用[10]。与酶解提取相比，高温高压提取更容易保留畜禽骨的自然风味，更适用于制作传统饮食，如汤品和酱类。

2 高温高压浸提对畜禽骨组分的影响

骨油中主要成分为硬脂酸、油酸、亚油酸、豆蔻酸、豆蔻油酸、棕榈酸等，其不饱和脂肪酸的含量明显高于板油中不饱和脂肪酸含量，可预防肥胖和脑血管疾病。温度对骨油中脂肪酸组成影响较大，随着温度的升高、时间的延长，饱和脂肪酸呈递增趋势。不饱和脂肪酸（包括单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸）呈递减趋势，其中多不饱和脂肪酸变化最显著。另外，反式脂肪酸的含量和羰基值都呈上升趋势，并且这种趋势随着温度的升高，变化更加剧烈，尤其在150 ℃后，油脂的品质急剧下滑[11]。

首先，在高温、水分催化作用下，油脂会发生部分酯化反应，使脂肪酸的含量有增加趋势[12]；其次，骨油中甘油通过脱水生成丙烯醛，饱和脂肪酸由于碳链在高温下断裂也会生成丙烯醛[13]；再次，不饱和脂肪酸也会通过氧化生成烯丙自由基，进一步断裂得到丙烯醛等，如骨油中亚油酸通过氧化反应生成挥发性风味物质反- 2 -壬烯醛，造成其含量显著降低[14]；最后，高温时间越长，会产生的极性化合物，如羰基化合物、反式结构物质和含苯环化合物等，这些物质能够和生物体系中的含氮物质发生反应，诱发多种慢性或急性疾病。

畜禽骨中蛋白质含量高（胶原蛋白占90%以上，且主要为Ⅰ型胶原蛋白），脂肪含量低，属于高营养低热能食品，氨基酸种类齐全，其中50%以上为呈味氨基酸，且体外消化率和氨基酸评分高，属于优质的蛋白源。

与常压蒸煮相比，高温高压浸提有助于骨中营养物质（包括矿物质）的溶出和蛋白质的降解，并造成更深程度的褐变，但是总蛋白含量降低了。据王哲平等人[15]的研究，胶原蛋白聚集体极不稳定，在30～40 ℃条件下发生解体，稳定三螺旋结构的氢键受到破坏，相对分子量降低（＜100 kDa）；60～70 ℃以后，三级结构发生变化，肽链开始叠加、聚集和收缩，分子量开始升高。对骨胶原蛋白二级结构的影响表现如下：随温度升高，α-螺旋结构、β-折叠结构百分含量增加，β-转角结构和P2结构百分含量降低[16]。当温度超过100 ℃时，Ⅰ型胶原蛋白二级结构遭到破坏。同时，Ⅱ型胶原蛋白一级结构被严重破坏，发生断裂，生成短肽和氨基酸。由于常规的高温高压浸提温度不超过150 ℃，所以骨蛋白中Ⅰ型胶原蛋白一级结构没有受到破坏[17]。

高温高压浸提过程中，随着时间的延长，畜禽骨硬度呈下降趋势，钙、磷溶出率增加。例如，猪骨中钙、磷含量溶出率为0.57±0.04 mg/g和0.17±0.01 mg/g[18]。钙、磷溶出后的畜禽骨主要成分为磷羟基磷灰石（Ca10（PO4）6（OH）2），该物质晶粒越细，生物活性越高，广泛应用于制造认同牙齿或骨骼成分的尖端新素材[19]，溶出的钙和磷为无定形钙盐，其主要成分可能是CaHPO4·2H2O或Ca3（PO4）2·3H2O[20]，并与畜禽骨中胶原蛋白、柠檬酸盐通过协同作用生成以钙为中心，结合氨基和羰基基团的五元环结构（胶原多肽螯合钙）[21]，该物质具有壮骨和预防骨质疏松的作用。

3 高温高压浸提对畜禽骨风味的影响

第一，畜禽骨本身中含有大量的呈味物质，如氨基酸、肽类、核苷酸、含氮有机物等，例如2,4-癸二烯醛为鸡骨特征性风味物质，反,反- 2,4 -癸二烯醛与反- 2 -壬烯醛为羊骨主要挥发性物质[22]；第二，高温高压浸提过程中骨蛋白产生大量肽类、游离氨基酸 （Lys，Glu， Ala， Thr， Ser， Gly 等）， 形成一定的风味；第三，达到一定的温度，2种或多种化合物之间发生一系列化学反应（包括美拉德反应、酯化反应、氧化反应）生成醛、酮、环氧化合物、聚合物等，对香气起到强化作用；第四，控制不同的浸提温度和时间，畜禽骨形成的风味成分差异也很大，其中含硫、含氮杂环化合物的相对含量没有明显变化，醛类、醇类和酮类物质相对含量显著降低（降低约14%），同时吡嗪类物质相对含量有所增加（增加约1.4%）[23]。例如，鸡骨在115 ℃，200 min处理条件下所鉴定出的风味成分最多[24]。

4 改善高温高压浸提对畜禽骨影响的方法

为防止油脂氧化，常用方法是添加BHT（2,6-二叔丁基对苯甲酚）、D - alpha -生育酚醋酸酯、迷迭香提取物等。此外，蜂胶能够延缓这些底物的氧化进程，明显延长诱导期，且柠檬酸、卵磷脂能增强其抗氧化功能[25]。茶多酚中儿茶素A环和B环上的酚性羟基具有供氢活性，因此其还原能力很强，可用于畜禽骨的加工中[26]。

5 结语

高温高压提取畜禽骨的营养成分是一种很普遍的加工手段，但针对高温高压对畜禽骨的理化性质的影响，并没有明确的研究和全面的检测数据。从目前的研究成果看，高温高压浸提对畜禽骨的影响主要表现在：饱和脂肪酸增加，不饱和脂肪酸降低且被分解氧化成醛类、羰基化合物、反式结构物质和含苯环化合物等有害物质；I型胶原蛋白二级结构破坏，II型胶原蛋白一级结构破坏，并降解生成多肽和氨基酸；钙、磷溶出率增加并与胶原蛋白等协同生成胶原多肽螯合钙；氨基酸、脂肪酸、肽类等通过美拉德等一系列的反应生成烷烃类、醛类、吡嗪类等物质，并伴随温度和时间变化而变化。

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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

张天鹏（1989— ），男，硕士，研究方向为食品科学与工程。