畜禽骨微粉碎技术及其在食品中的应用

张　婷，张，熊　伟，贺明明，庄雪梅

（成都大学肉类加工四川省重点实验室，四川成都　610106）



畜禽骨微粉碎技术及其在食品中的应用

（成都大学肉类加工四川省重点实验室，四川成都610106）

摘要：畜禽骨经微粉碎后，其中的营养物质易于消化吸收。畜禽骨微粉碎方法有酸解、碱解、酶解、微生物发酵及多种方法联合法，经过微粉碎后的畜禽骨可用于西式肠类、骨泥挂面、酸辣酱、饮料、饼干等食品。为了促进畜禽骨中营养物质的充分利用，对畜禽骨的微粉碎技术及其在食品中的应用研究进行总结分析。

关键词：骨粉；加工现状；应用

我国是肉类生产大国，2015年猪、牛、羊禽肉产量8 454×104t，其中猪肉产量5 487×104t。以畜禽骨占胴体10%估算，2015年我国将产生845× 104t左右的畜禽骨副产物。将这些畜禽骨副产物回收利用，不仅有利于减少环境污染，而且可以有效利用畜禽资源，降低肉类生产成本。目前，我国对新鲜畜禽骨的利用主要是将排骨、腔骨、腿骨用于烹调食用，其他的畜禽骨都未能得到很好利用[1]。畜禽骨中营养物质含量丰富，其中蛋白质含量约为12.0%～35.0%，Gly，Glu，Pro，Ala和Asp的含量高。Glu和Asp为鲜味氨基酸，Gly和Ala为甜味氨基酸，这些氨基酸的存在为畜禽骨的呈味提供了物质基础。畜禽骨中脂类含量较低，饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的比例接近1∶1[2]。畜禽骨中的无机质含量达40.0%以上，主要有Ca，P，Mg，Na，Cl等，其中Ca∶P约为2∶1，是人体吸收Ca最佳的比例。畜禽骨中还含有VA，VD，VB等，以及一些有特殊功能的营养物质，如磷脂质、软骨素、胶原蛋白等[2]。

尽管畜禽骨中营养物质含量丰富，但是如何将这些营养物质充分利用，是制约高附加值利用畜禽骨的关键。研究发现，当畜禽骨的粒径小于110 μm时，在与人体胃液相同的pH值下可溶[3]；这种粒径的骨粉可用于制作饮品、可溶活性骨钙粉或制成补钙胶囊、片剂。因此，骨粉的微粉碎对其营养物质的利用非常关键。为了更好地促进畜禽骨的回收利用，本文对畜禽骨的微粉碎技术及其在食品中的应用进行了总结分析。

1　微骨粉的定义

所谓微骨粉是指畜禽骨经超微粉碎技术粉碎得到的平均直径在100～500 μm以下的骨粒；超微骨粉是指粒径为10～25 μm以下的微细颗粒[4]。畜禽经过粉碎后通常具有较大的表面积和空隙率，有很好的吸附性和流动性，其中的营养物质变得更容易吸收。

2　微骨粉的制备方法

传统的微骨粉制备方法大致分为蒸煮法、高湿高压法、生化法等几种[2]，但这些方法都存在一定的局限性。为了更好地制备微骨粉，研究者们在传统的骨粉制作法上改进了制备工艺，主要有酸解法、碱解法、酶解法、微生物发酵法等。

2.1酸解法

畜禽骨中的胶原纤维较多，是造成高温高压、蒸煮法等得到的骨粉较为粗糙的原因之一。酸解法通过破坏骨粉中胶原纤维中蛋白质的盐键、酯键，使骨蛋白质水解，并易于粉碎[5]。酸解法得到的骨粉，可以增加骨粉的钙出溶率和可溶性蛋白质的含量。连喜军等人[6]比较了醋酸、磷酸、柠檬酸和乳酸水解骨粉的不同效果，4种酸转化骨钙的百分率分别为19.3%，28.8%，30.7%，22.8%。酸解蛋白质时不会使L-型氨基酸转换成D-型氨基酸，营养价值较传统的高温高压、蒸煮法得到很大的提高，且细化度也得到了改善。

2.2酶解法

利用酶解畜禽骨中蛋白质的研究始于20世纪70年代[7]。赵瑞香等人[8]比较了中性蛋白酶、胰酶和碱性蛋白酶作用于骨粉的效果，发现用胰酶可获得最大的钙转化率，钙溶出率为2.56%，骨钙转化率为16.0%，并确定了胰酶最佳用量为骨粉∶胰酶（W/W）=1 000∶1～2 000∶1，酶解时间为9～10 h。周涛[9]用木瓜蛋白酶酶解鲐鱼头骨等加工废弃物，确定了最佳水解条件，并选用不同颗粒大小的活性炭对水解液进行脱色，制得营养价值高、水溶性好的蛋白水解物，可作为理想的蛋白质强化剂。

2.3微生物发酵法

利用微生物的作用降解骨粉中的蛋白质、黏多糖，使部分钙从结合态游离出来。该法兼有酸解、酶解、生物转化的共同作用，是一种比较新且效果好的方法。唐勇等人利用乳酸菌发酵超微骨粉，得出骨粉的直径大小与发酵产生游离钙离子量和氨基酸的生成量存在显著相关性，骨粉结合钙最大游离转化率为36.9%，骨粉蛋白质最大水解率为63.0%。

2.4多种方法结合制骨粉

2.4.1柠檬酸及胃蛋白酶法

柠檬酸作用于蛋白质，主要破坏蛋白质中的盐键和酯键等，使蛋白质二、三级结构受到破坏而变性分解。对于胶原蛋白，可以使其中邻近胶原蛋白的连接处分解[6]。柠檬酸在生物体内参与机体的新陈代谢，无毒副作用，并为胃蛋白酶提供酸性环境，可充分提高骨蛋白、骨钙的利用率。尹彦洋等人利用柠檬酸与胃蛋白酶的协同作用，研究了柠檬酸与胃蛋白酶水解牛骨粉的最佳工艺条件，得出柠檬酸浓度0.5 mol/L、酶与底物蛋白量比（E/S）500 U/g、底物浓度11%、反应时间6 h，水解度和钙溶出率分别达33.7%和11.2%。

2.4.2高压和酶解辅助法

将畜禽骨经过高压处理后再用木瓜蛋白酶水解可制得超微骨粉，提高畜禽骨的粉碎率。高压处理使骨头软化，骨蛋白易于酶解。张崟等人通过响应面法优化了高压及酶处理猪骨的粉碎工艺，得出酶解温度55℃，酶解时间2.01 h，酶解pH值7.00，加酶量10 363 U/g时所得猪骨的粉碎率最高为82.0%，比未优化前提高了9.45%。对粉碎前后猪骨中的Ca，P含量分析，得出高压和酶解辅助粉碎对猪骨中的Ca，P含量损失较小。

3　微骨粉在食品中的应用

3.1西式肠类制品

灌肠类的食品（如火腿、脆皮肠等）现在受到消费者广泛喜爱。传统的做法是利用猪肉与淀粉按一定比例混合后加入调味的佐料，现在也有研究者将骨粉加入到肠类中。花金东等人将100目以上的骨粉添加到热狗香肠、大陆早餐肠、鸡肉早餐肠和棒棒肠中并对其口感做了评价。在比较了不同的骨粉添加量以后得出，当骨粉添加量为2%时产品感官评价最好，可增加制品的钙质为115 mg/100 g。

3.2富钙骨泥挂面

余华将粉碎度为100目的骨粉添加到挂面中，比较了骨泥添加量10%，15%，20%时对挂面的感官品质影响，得出骨粉添加量15%，CMC添加量0.3%时所得挂面的柔韧性、劲道、弹性、爽口、口感好，而且面条光滑、熟断条率低、不浑汤。为了去除骨粉本身带有的腥味，余华使用了β-CD加以去除，效果很好。对骨粉的营养进行测定，每100 g骨粉中含有10.94 g蛋白质，1.85 g脂肪，432.56 mg钙，221.05 mg磷。

3.3微骨粉酸辣酱及饮料

陈丽尧[1]研究了超微粉碎骨粉酸辣酱，骨粉水解后以转速3 000 r/min离心15 min，取底层的物质，通过添加不同量的辣椒油进行感官评价。结果表明，酸辣酱在加了骨粉以后辣味较轻、有酸味、也有骨头的香味，颜色暗红，口感比较细腻。

除了超微粉碎骨粉酸辣酱，陈丽尧还做了骨粉饮料，当稀释倍数为80倍时饮料总体分数较高，且在蔗糖添加量为10%和15%时，感官评价最高；当蔗糖添加量为15%，稀释倍数为80倍时，饮料口感相比其他组好。

3.4微骨粉饼干

饼干是现代人们都很喜爱的一种食品，将骨粉加入到饼干中，不仅可以增加饼干的营养性，还能利用饼干特殊的口感来掩盖骨粉带来的不适口感。张昕研究超微骨粉饼干的最适比例，得出超微骨粉添加量10%时饼干口感酥松、表面光滑、外形完整，但无骨香味；超微骨粉添加量增加到30%以上，饼干的色泽变深、口感变坏、质地僵硬。

3.5其他骨粉制品

用不同种类的酶制剂，将骨中的蛋白质水解成小分子肽和游离的氨基酸，具有原料的天然肉香气。经反应后，具有各种不同风味，除了以上提到的食品以外，还有富钙骨泥膨化营养米果、高效同补钙肽糜型、味类似于腐乳的“钙方”。此外，国外研究了用骨粉作为固定化酶的载体，将β-半乳糖苷酶和淀粉酶固定于骨粉上，应用于食品工业，如生产糖浆，达到非常好的效果。保健品也是现在很热的一种类型，利用动物骨可以做成不同风味的骨髓壮骨粉、骨精、多肽钙磷制剂等。该类产品富含蛋白质、多肽及其他无机盐，强化了人体对钙及其他微量元素的补充，适应了现代天然保健食品的发展趋势。

4　结论

畜禽骨经过微粉碎后，可以使其中营养物质的利用效率大大提高。研究显示，除了传统的机械粉碎外，酸解、碱解、酶解及微生物发酵均可以实现畜禽骨的微粉碎。经过微粉碎的畜禽骨，可用于西式肠类、骨泥挂面、酸辣酱、饮料、饼干等食品加工。

参考文献：

[1]陈丽尧.猪骨骼超微粉碎工艺及新产品的开发 [D].哈尔滨：东北农业大学，2008.

[2]赵志峰，谭敏，郭晶，等.动物骨粉的研究开发及应用现状 [J].食品工业科技，2008，29（3）：306-308.

[3]孙蓓，王龙刚.畜禽骨的综合利用现状及发展前景 [J].中国调味品，2011，36（4）：1-4，13.

[4]高福成.现代食品工业高新技术 [M].北京：中国轻工业出版社，1997：21-56.

[5]廖洪波，李洪军，李铁牛，等.动物骨粉的营养、加工及应用 [J].肉类工业，2003（1）：23-25.

[6]连喜军，刘良中.酸法水解骨粉的研究 [J].农牧产品开发，1999（11）：21-23.

[7]赵霞，马丽珍.酶解利用骨蛋白的研究进展 [J].肉类工业，2003（6）：32-36.

[8]赵瑞香，连喜军，王欣，等.利用酶法促使骨粉中钙转化的研究 [J].食品科学，2000，21（3）：34-36.

[9]周涛.酶解鲐鱼蛋白制取低分子肽的初步研究 [J].浙江水产学院学报，1997，16（1）：13-18.◇

中图分类号：TS201.1

文献标志码：A

doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.06.014

文章编号：1671-9646（2016）06a-0052-02

收稿日期：2016-05-04

作者简介：张婷（1995— ），女，本科，研究方向为畜产品加工及保藏。

Micro-crushing Technology of Animal Bone and Its Application in Foods

ZHANG Ting，ZHANG Yin，XIONG Wei，HE Mingming，ZHUANG Xuemei
（Key Laboratory for Meat Processing of Sichuan Province，Chengdu University，Chengdu，Sichuan 610106，China）

Abstract：The nutrients in animal bone are easy to be digested and absorbed as after micro-crushing.Recent reported methods used to broken animal bone include acid hydrolysis，alkali hydrolysis，enzymatic hydrolysis，microbial fermentation and combined methods.The micro-crushing bone has been used in production of western sausage，bone vermicelli，chutney，drinks，biscuits and other foods.In order to make full use of nutrients in animal bones，the micro-crushing technology and its application in food production is summarized.

Key words：bone dust；processing status；application