畜禽骨加工利用及其骨汤工艺开发现状

1.新乡医学院第二附属医院 河南新乡 4530022.漯河食品职业学院食品工程系 河南漯河 462002

畜禽骨中蕴含着包括骨胶、矿质元素等大量有益营养成分，这些成分对人体十分有益。

我国的畜骨和禽骨资源极为丰富，但是由于技术水平的限制，对这一优质营养源的利用却很落后。每年都有大量的畜禽骨被浪费，或是简单加工成附加值很低的产品。畜禽骨的利用对于开发新型、天然、绿色的营养食品及食品添加剂，提高肉品加工企业的综合效益，具有广阔的应用前景。

1 禽畜骨的营养价值及利用现状

1.1 骨的营养价值

骨骼中富含蛋白质、脂肪、矿物质等营养成分。专家通过科学检测从多种指标上证明骨的营养价值甚至高于鲜肉，营养成分及含量指标接近于甲鱼，尤其是从钙含量的指标来看，骨的营养价值高于甲鱼。且骨头中的钙更容易被工艺提取和人体吸收，人体通过骨头既摄入钙又解决了肉类脂肪摄入太高的问题。相关学者将人体从骨制品和植物制品吸收摄取蛋白质、钙(Ca)、锌(Zn)、磷(P)、铁(Fe)、钾(K)、钠(N)、镁(Mg)等做了科学测试，结果证明了植物中的这些元素摄取量与从鱼类和畜禽骨头中摄取量差距非常大，骨中营养摄取率和质量都更佳。近年来由于对骨骼的深入研究，人们对骨的营养价值也有了更高更深层的认识。骨中除了各种微量元素之外，还含有大量的胶原蛋白能够促进细胞代谢，美容防衰老；骨头中的脂肪富含大量的脂肪酸和亚油酸，故是人体机能运转所需的必需品。且新鲜骨头中还含有大量的钙盐、生物活性物质以及大脑所需的磷脂类磷蛋白质等[1～3]。

从骨类的营养成分表明，研究骨制品，充分利用我国鲜骨资源是非常必要的。表1是本研究中涉及到的几种畜禽骨、肉的营养成分对比。

表1 牛、猪、鸡骨以及肉类的主要营养成分对比

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

钙/%蛋白质/%脂肪/%水分/%铁/%锌/%猪骨3.612.39.662.70.0570.032猪肉0.00517.515.166.20.0040.008鸡骨116.31465.60.0320.024鸡肉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 骨的利用现状

统计2015年，我国的禽、畜肉产量超过9 000万t，同期增长12.43%，鲜骨资源占肉类总重的20%左右，大约年产2 000万t，骨类产品开发具有相当大的资源优势。当前，我国的禽畜骨组织部位资源利用率达到90%，几乎所有的部位骨都进行了利用，部分产品还走在了世界前列。我国利用鲜软骨生产的硫酸软骨素达到国际水平，远销海外[4，5]。但是，由于一些错误观念和习惯的影响，我国大多数地区人们对骨的营养价值认识不足，长期以来对骨的利用仅是做菜和熬汤。我国虽然禽畜的养殖规模、数量都非常庞大，由于屠宰场的规模化、现代化程度低，骨产品也是以基本没有附加值的粗加工产品为主。除硫酸软骨素、牛骨明胶等产品有一定的市场和成熟的技术之外，大多数的禽畜骨只能被简单的打破磨碎，作为动物食品添加剂来使用。

2 骨汤工艺及应用的研究现状

目前，按照历史顺序分，市场中的汤类产品大致可以分为三代：第一代出现在于19世纪末，此时期的产品以添加剂复配的浓缩高汤为主，如浓缩鸡汤、排骨汤、羊肉汤等；第二代发展于上世纪末，真空冷冻干燥技术被运用到食品工业生产后，冲调汤，如紫菜汤、酸菜汤、蛋花汤等；第三代成品汤开始蓬勃发展开来，第三代汤品宣传以营养为主打，此类产品最近几年得到了广泛的推广，其市场潜力巨大[4～6]。

目前对鲜骨余料利用率较高的国家是日本、美国和欧盟等。20世纪70年代以来，欧盟国家开始研究牛肉汤，排骨汤，常压高压研制工艺和机械。他们研制骨粉骨泥产品，实现骨的利用率达百分之百。随着骨粉利用在食品加工中大量应用，一系列的功能性营养食品被生产出来。当前，关于新型的骨类产品种类数目繁多，市场价值和空间很大[6～11]。

2.1 骨汤制备工艺的研究

长期以来，我国传统制汤工艺主要是通过家庭式熬煮来补充钙、磷等微量元素和营养的同时缺乏对传统煮汤工艺科学系统的探索研究，骨汤的工业化生产相对国外而言比较落后。再加上动物骨价格低廉、开发渠道不畅，大部分的骨料被浪费掉，所以，现在对骨的认识和研究仍有很大空间。近几年，就牛骨汤和排骨汤的传统煮骨工艺，我国一些学者进行了一些研究。

曹雁平[12](2002)等在对猪骨的煮骨工艺的比较研究中发现，高压煮骨具有高效简单、能较好的保留骨汤原有风味的特点。

瞿明勇[13，14](2012，2013)等通过不同蒸煮工艺参数下猪排骨汤感官品质和营养构成的对比分析，确定了猪排骨汤较为成熟的蒸煮工艺，即最佳的蒸煮制作工艺；在进行猪排骨汤蒸煮工艺的研究中，还利用了一级化学反应动力学模型来研究猪排骨汤的储藏方法，建立起科学的储藏模型，能够精准的计算分析和描述出猪排汤储藏过程中随着时间和温度的变化而引起的营养值变化，创新性研究充实了我国骨汤生产工业化理论研究成果。

张建友[15](2013)等以猪骨汤为研究对象，对热处理技术的应用进行了研究，并对热处理技术应用中猪骨汤的性质、品质、品味的变化进行科学对比分析，论证了热处理技术可以在一定的条件下促进高汤营养物质积累的假设。

张进[16](2012)通过对羊骨汤进行温度、时间、酶用量三因素的实验研究，对不同因素条件下羊骨的氨基酸成分进行对比分析，确定了当时制备氨基酸成分最高的羊骨汤最佳的制作工艺。

吕广英[17](2011)以鱼骨汤工艺研究为目的，对影响鱼骨汤风味的熬制工艺和酶解条件进行了实验对比，最终研究出了得率最高，风味评分最高的鱼骨汤制作工艺。

郑娅[18](2013)在前人研究的基础上对牛骨汤的制作工艺进行了优化研究，同时对骨汤浓缩、冷冻、干燥的技艺进行了研究，他的研究分析了浓缩骨汤各个化解对牛骨汤的风味和营养成分的影响，为骨汤生产工业化提供了参考。

2.2 骨汤类产品的开发

朱琳芳[19](2012)等主要研究方向为鱼骨汤产品，她通过对鱼骨汤的熬制、杀菌处理、干燥等环节的方便鱼骨汤的风味和营养成分的分析对比，最终获得了在现有生产条件下，保存时间更长，保存更方便的鱼汤产品，提升了鱼骨汤的市场竞争力。

张根生[20](2013)等主要研究方向是方便猪骨汤，研究重点为猪骨汤的储存工艺，他的研究中将卡拉胶、麦芽糊精、现清粉制作成猪骨胶囊壁，用猪骨汤的脂肪为胶囊芯，制成新型容器，将猪骨汤用喷雾干燥法制成粉状，最终研制成微胶囊骨汤粉产品。这种新的方便装置对骨汤产品的储存时间和食用的方便性都带来了历史性的革新。

罗宾[21](2000)等研究了牛骨汤粉在方便面中的应用，将牛骨粉加入到方便面的制作过程中，实验了其可行性、食用感受以及方便面的营养成分，发现加入牛骨粉后方便面味道不仅更加鲜美，也更具有营养，得到新的方便面产品，也是骨汤的新应用。

刘可春[22](2001)等对骨汤产品在火腿肠的应用中进行了研究，在其所在企业的儿童火腿肠生产中加入了鸡骨泥，改良了原来的火腿肠配方，让儿童火腿肠香味更加浓郁，口感更加香嫩，更适合儿童食用，也迎合了家长想为儿童补充钙营养的需求，其产品一上市就取得了良好的销售业绩。

余杰[23](2001)等对鳗鱼头骨进行工艺研究，用酶法提取鳗鱼头骨的蛋白成分，并对提取工艺中产品风味进行对比试验，最终研制出了适应市场需求的鳗鱼海鲜汤料。杨莎[24](2014)等对猪骨汤进行了创新性研究，他们利用生物酶解技术对猪骨汤进行加工，对其酶解液的营养成分和口感风味进行对比研究，将其加入酸奶并对创新性假设进行稳定性试验分析，开发出骨汤酶解液酸奶类饮品。

3 国外骨制品的加工与研究状况

畜禽骨产品的研发可分为全骨产品和骨提取物两大类。全骨产品主要有骨粉，骨泥等；骨提取物主要包括骨蛋白、骨明胶、骨多肽、骨油和骨钙。骨骼是一种天然复杂有机体，一般可占到动物体重的1/10～1/5，主要包括：(1)胶原与胶原蛋白,被称为骨基质；(2)骨矿物质，主要成分是羟基磷灰石。目前，针对畜禽骨骼的综合利用，国外主要相关开发是从围绕胶原蛋白、钙以及多肽类展开。在20世纪70年代，丹麦等发达国家率先开发了骨泥和骨蛋白粉等产品，这些产品极大地开发了动物骨骼。在20世纪80年代，日本还开发了食用骨粉和骨膏，骨胶等食品；美国有的公司分别从骨骼中提取食用蛋白质干物质和可溶性蛋白质；丹麦率先使用酶来处理动物骨骼，以生产可食用的蛋白质粉末和明胶。近年来，国内外许多学者主要致力于畜禽骨骼酶解技术的研究，以期获得功能性多肽产品，并取得了可观的成果[25，26]。

3.1 酶解骨蛋白的研究动态

国外一些发达国家在此领域的研究很活跃。丹麦开始用酶处理骨骼生产食用蛋白粉，其方法是用中性蛋白酶在58～62℃下处理骨头，再加工成高品质肉骨蛋白粉，探讨了将酶工程技术应用于骨蛋白食品中的可行性；Miche Linder[27](1997)等将小牛骨骼进行酶性水解，确定了最佳水解条件，从而成功进行了酶解回收小牛骨蛋白的研究；Benjakul[28](2010)研究了牙鳄废弃物的利用，将其废弃物包括鱼头、皮、骨、内脏和肌肉组织绞碎，分别用中性和碱性蛋白酶水解，选择了最优酶和最佳水解条件，所得产物蛋白质含量高，氨基酸组成与鱼肌肉十分相近。

3.2 钙类食品添加剂和营养强化剂开发

补钙类食品种类繁多,包括第一代无机钙、第二代有机酸钙和第三代氨基酸螯合钙。第三代钙，易吸收同时安全性高，在补充钙的同时也补充了氨基酸。近来研究表明,多肽与钙的螯合物无机钙比氨基酸钙有更好的稳定性和更易吸收性,是一种比三代钙产品螯合机制更合理的有机钙产品，越来越多的将其用于制作理想的补钙制剂。而畜禽骨副产品通过酶解技术提取新的多肽钙的螯合物也有利于畜禽骨骨废物的再利用。

目前,免疫活性肽以其活性强、用量少、稳定性强、生物活性高的独特优势,且在自然界食物中含量丰富而备受关注,其产品已成为食品和医药行业的营养强化剂的热门。Jung W K[29，30](2005，2006)等利用提取的淡水鱼加工副产物酶对鳕鱼废弃骨料进行酶解，并从酶解液中分离出鱼骨磷酸肽，使其与钙螯合，此法得到的螯合钙被认为是一种新颖的营养性食品，之后通过动物实验证明可以阻止骨质疏松模型小鼠体内矿物质的流失。从骨骼这种相对便宜且可以利用的副产物里提取生物活性多肽,既可降低生产成本,又不失为一个有效的废料处理方式，这不仅会为畜禽骨的深加工开拓新思路,还为人类对于免疫调节食品及药物辅助剂的筛选提供了新的选择。