肉類研究
2010.9
骨蛋白水解的研究現狀與發展前景
王冬冬,劉成國,陳(湖南農業大學
瑤,羅揚
食品科技學院,長沙410128)
摘要:我國畜禽骨骼資源豐富,其營養物質含量豐富,尤其是蛋白和鈣含量較高,但我國對畜禽骨
的深加工利用率不足1%。針對國內外的骨骼開發利用狀況進行闡述,對幾種主要骨製品(骨蛋白和骨多肽)的特點,用途,加工工藝及研究現狀做了較詳盡的闡述。並**了我國骨食品的開發
前景。關鍵詞:畜禽骨;骨蛋白;骨多肽
中圖分類號:ts251.9文獻標識碼:a文章編號
我國的畜骨和禽骨資源極為豐富,但對禽骨蛋白食用油。鮮骨中還含有大量的鈣磷鹽、生物活性物質、鎂、鈉、鐵、鋅、鉀、氟鹽、檸檬酸鹽和等,骨髓中有大腦不可缺少
這一優質營養源的利用卻很落後,每年都有大量的禽
骨被浪費或是加工成附加值很低的產品,以及傳統原
料或動物飼料等,骨中的蛋白及其他營養成分並未被充分利用。
的磷脂質、磷蛋白等 。另外,骨骼中鈣磷含量高,
分別為比值近似2:l,是人體
骨骼中的蛋白質90%為膠原、骨膠原及軟骨素,
有加強皮層細胞代謝和防止衰老的作用。骨中含有構成蛋白質的所有氨基酸,且比例均衡、必需氨基酸水
吸收鈣磷的最佳匕例 。可見,骨是一種名副其實的
營養源。開發骨食品不僅具有營養、保健意義,而且可提高產品附加值,變廢為寶,減少環境汙染源,提
平高,屬於優質蛋白。骨頭脂肪酸中含有人體最重要高經濟效益;同時挖掘了營養食品新資源 。
運用酶法水解**骨蛋白,將骨膠原蛋白水解
的必需脂肪酸亞油酸和其它多種脂肪酸,可作為優質
收稿日期
作者簡介:王冬冬(1983一),男,山東濰坊人,碩士研究生,研究方向:農產品深加工技術研究一通訊作者:劉成國,副教授,碩士生導師
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成多肽及l一氨基酸h』,可大大提高其營養價值和其營養成分比肉類更豐富。被西方人譽為21世紀的新食品和新資源。
2.1.2骨粉
將骨頭加工成骨粉,可以作為飼料,促進家畜的
功能特性,開闢新的動物蛋白資源途徑,變廢為寶,為企業減少經濟損失、提高經濟效益和社會
效益。目前,對於蛋白酶的選擇、酶解條件控制等的研生長發育,骨粉還可以作為牙膏的磨料,佔牙膏總量
的3o%-80%。
究很多,其中以酶法水解牛骨、豬骨、魚骨等方面的
研究較多,而對於鵝骨的報道很少。
2.2骨的提取物產品
2.2.1骨蛋白
1國內外發展概況
畜禽骨的開發利用已受到世界各國的重視,日本、美國、丹麥、瑞典等國在骨食品的開發利用方
面走在世界前列。丹麥、瑞典等發達國家最先在20世
畜禽骨中的蛋白質是較為全價的可溶性蛋白
質,生物學效價高 。主要是90%為膠原、骨膠原及軟骨素(酸性粘多醣),骨蛋白中的8種必需氨基酸
紀7o年代成功研製出畜骨加工機械及骨泥、骨粉等產品。很多人研究成功運用酶解法**骨蛋白,包括小牛骨和牙鱈魚骨等,所得產物含量較高 。日本從20世紀8o年代開始成立「骨有效利用委員會」等相關組織,利用豬、牛、雞等的骨骼製成骨泥、骨粉、骨味素、骨味汁和骨味蛋白肉等系列食品,並稱之為「長
壽之物」。在日本,骨產品的開發和市場十分活躍,
(eaa)含量較高,有資料顯示每1oomg骨粉中eaa為5.5l8mg佔氨基酸總量的20.67%(損失的氨基酸未計算在內)。目前對畜骨蛋白質的利用從加工方式來分:一方面是通過將畜骨加工成粉、漿或是糊狀加以
利用;另一方面是通過一定的提取工藝將畜骨中的
蛋白質提取出來加以利用。對於骨蛋白資源的開發
利用可緩解我國的蛋白質資源緊張有重要意義。在骨蛋白的利用上,國外許多研究者致力於應用酶解
技術。如suroukat和fic(1994)採用豬的胃蛋白酶進行
骨味食品已發展成為面向全社會的高階營養保健品。el本東京國際**株式會社還生產出骨湯**市場。骨湯含有豐富的骨膠原,能啟用人體的生命活性。
另外,日本還利用骨頭提取物作為營養強化劑,生產功能性食品。
了酶解雞頭骨蛋白的研究,確定了最佳酶解條件,並
測定了酶解物氨基酸成分含量;壬顯倫(1992)、楊桂蘋(1997)等分別進行骨蛋白水解研究,並對其水解液
中的氨基酸含量進行測定。2.2.2骨多肽
在我國,骨食品的開發研究從20世紀80年代才開始起步,20多年來,已取得了許多成績,但總體水平還較低。20世紀80年代末,不少食品機械廠及科研單位(如甘肅天水解放軍5722工廠)開
始研製骨泥加工機械,同日本產品相比,**大
膠原多肽是膠原或者明膠經蛋白酶等降解處理後
制得的低分子與明膠相比具有較強的水溶性,易被人體吸收的一類多肽混合物,膠原多肽具有較多的生理功能,例如抗高血壓、預防與**骨
大降低。之後,解放軍總參6913工廠研製出一種新型的骨頭專用成套超微粉碎裝置;長春市食品工程應用研究所研製出了專利裝置一超細微磨骨
機,與此同時我國也在小規模地生產骨髓粉、骨
關節炎和骨質疏鬆、**胃潰瘍等疾病、抗衰老和抗
氧化等。因此,膠原多肽在保健食品、化妝品等領域
具有較廣泛的用途。目前,已經從豬四肢骨、小鰻魚
精、鈣磷製劑和食用明膠,用於食品強化劑、調味劑和新增劑。近年來,國內眾多學者還紛紛致力於通過酶法水解**骨蛋白的研究,對如何充分利用
骨蛋白進行著不斷深入的探索,主要是通過酶法水解得到蛋白質產品。
骨、駱駝四肢骨、狗骨和鹿骨等提取製備出具有生物活性的骨多肽類物質。膠原多肽的生產方法有酸法、
鹼法、加熱法和酶法等;其中酶法以其水解條件溫
和,易控制及無汙染等優點而獨具優勢u 。其工藝流
程為:2畜禽骨的產品開發狀況
畜禽骨產品主要分為全骨利用產品及骨的提取物
產品。原料(骨)一預處理一熬制一乾燥(明膠)一明膠吸
水膨脹一加熱溶化、調節ph值一酶解一過濾一濃縮一
2.1全骨利用產品
2.1.1骨泥
防腐處理一噴霧乾燥一包裝一粉狀膠原多肽。
白恩俠,張衛柱(2003)ⅲ進行了動物骨生產小肽的
工藝研究,利用牛骨為原料,採用溫和的提取、水解方法,在保持其原有效成分的同時,對其所含蛋白質製備成小肽的工藝進行了研究,採用高壓蒸煮及酶水
作為食品應用的全骨利用產品主要指的是鮮食
骨泥,也稱為骨糊。它是採用超微粉碎機將骨磨成的200-400目的微粒,其口感潤滑鮮美,與肉類很相似,
7420,0耳第9期總第139期
解方法來製備易被人吸收的小肽及氨基酸,確定了工藝流程及最佳途徑,其工藝簡單,成本低廉,易於推廣應用。丁小燕,張雯(2006)「等利用復合風味蛋白酶對雞骨泥進行深度水解以製取動物
蛋白水解液,結果表明:雞骨泥經熱預處理,其水解度有較大提高,並確定了酶解的最佳條
3骨多肽酶解工藝的研究
張根生,楊春燕等對豬骨蛋白的提取工藝進行了研究,確定了骨原料處理一脫脂一浸酸一浸灰
一洗滌中和一熬煮一骨蛋白的工藝操作,採用石油醚
低溫回流的方法脫去骨中的脂肪,再經過稀鹽酸浸泡脫鈣、鹼處理後,採用熬煮的方法提取骨蛋白。研究
件,且得到的產品無任何苦味和異味。張永秀選
用了丹麥novo公司生產的鹼性蛋白酶alcalase、復
了脫鈣條件對脫鈣效果的影響,並確定了提取的最佳
條件。何力,劉學文用木瓜蛋白酶、中性蛋白酶和
合蛋白酶protamex、中性蛋白酶neutrase、風味蛋
白酶四種微生物蛋白酶對酶解牛骨工藝進行了研究,結果表明兩種酶製劑酶解骨蛋白水解度(dh)、三氯乙酸中可
菠蘿蛋白酶對肉雞骨進行酶解,得出最優酶為木瓜蛋白酶。然後以木瓜蛋白酶作水解酶,考察了原料預處
理方法、酶用量、料液比、酶解溫度及時間對水解度的影響,並採用正交實驗對酶解條件進行了優化。並確定了如下工藝:新鮮雞骨一高壓蒸煮一破碎一離心
一溶性氮游離氨基酸含量較高,苦味
較低。酶解一滅酶一離心一過濾一脫色脫臭一過濾一真空
王力,邱芳萍等比較了五種蛋白酶對鵝骨蛋
白的水解能力,篩選了風味蛋白酶為最佳用酶,確定
濃縮一水解蛋白。趙勝年,周冰等以新鮮牛骨為原
料,用國產胰酶進行酶水解反應,確定了適宜反應條
水解的最佳dh值為7.0。同時以水解度為指標,用響
應面分析對其酶解條件進行優化,其最優條件為:加酶量為4671u/g、溫度為58.7℃、時間為7.2h、底物
件,工藝流程:新鮮原料一清洗消毒一粗碎一細碎一
高壓蒸煮一脫脂一酶水解反應一酶滅活一過濾除渣
(骨渣)一濃縮一噴霧乾燥(真空冷凍乾燥)一成品
包裝。濃度為l8.8%。在此條件下達到最大水解度20.8%。蔡麗華,馬美湖闡述了酶解液中苦味物質的產生機
理並簡述了括離子交換色譜,凝膠色譜,反相分配色
4前景展望
骨食品營養價值很高,被營養學家譽為「21世紀
譜法等肽的分離純化方法並闡述了用質譜法分析肽的
分子量和一級結構的方法。何利,劉學文用木瓜蛋
新型食品」、「21世紀功能性食品」。國內目前骨類食
品的檔次較低,許多產品停留在試驗階段;人們對骨的營養價值及骨類食品認識不夠。必須加強宣傳,樹立
白酶、中性蛋白酶和菠蘿蛋白酶對肉雞骨進行酶解,得出最優酶為木瓜蛋白酶。然後以木瓜蛋白酶作水解酶,考察了原料預處理方法、酶用量、料液比、酶解溫度及時間對水解度的影響,並採用正交實驗對酶解
條件進行了優化。
人們「食骨補鈣」的觀念。相信隨著科技的發展、消費者對骨食品認識的加強,骨食品必將成為我國肉類
工業中的~朵奇葩。
2.2.3骨素
骨素是畜禽骨抽提物中應用最多、最廣的產品,是一種純天然的調味料。它浸提了骨中的水
溶性物質,含有多種氨基酸、肽和核酸等風味物
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2.2.4骨膠及明膠
骨膠是粉碎後的畜骨經洗滌脫脂,加酸去雜,浸泡熬煮,濃縮成膠凍狀的物質。它的化學組成為多肽的高聚物,它是一種纖維蛋白膠原,膠原通過聚合和交聯作用而成鏈狀的或網狀的結構,因而骨膠具有較高的機械強度,並能吸收水分發生溶脹「 。優質的骨膠稱作明膠。
明膠可分為食用、藥用和工業明膠,其價值比骨膠高3-5倍。
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