蛇骨粉的研制及工艺优化

吴玉琼，胡永乐，徐晓斌，傅新征，温爱国

（1.武夷学院茶与食品学院，福建武夷山354300；2.武夷学院生态与资源工程学院，福建武夷山354300；3.武夷山蛇类研究所，福建武夷山354300）



蛇骨粉的研制及工艺优化

吴玉琼1，胡永乐2，徐晓斌1，傅新征1，温爱国3

（1.武夷学院茶与食品学院，福建武夷山354300；2.武夷学院生态与资源工程学院，福建武夷山354300；3.武夷山蛇类研究所，福建武夷山354300）

摘要：以蛇骨为原料研制骨粉，并优化其最佳制备工艺。在借鉴传统骨粉加工工艺的基础上，分析了蛇骨前处理的最佳方法，并采用正交试验对木瓜蛋白酶用量、酶解温度、酶解时间、pH、高压处理时间等参数进行了优化。结果表明：蛇骨粉制备最佳方法为酶解高压处理法，其最佳参数为木瓜蛋白酶酶用量1%，酶解温度60℃，pH为6，酶解时间3 h，120℃高压30 min。

关键词：蛇骨粉；酶解；高压；最佳参数

动物骨粉中含有丰富的矿物质，其中包括人体所必需的常量矿物元素钙和磷，而且它们的比例2∶1，是体内吸收钙磷的最佳比例［1-2］。此外，骨粉中还含有12.0%～35.0%的优质蛋白质和17种氨基酸，包括人体所必需的8种氨基酸，其中，含量较多的为甘氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丙氨酸和天冬氨酸［3］。骨粉中也含有合理的脂肪酸比例，棕榈酸和硬脂酸为其主要的饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸油酸和亚油酸两者的比例接近1∶1，符合营养协会推荐人体摄入脂肪酸的组成比例［4］。

骨粉作为一种天然的营养食品添加剂，被广泛应用于各种食品中。经酶制剂作用后骨粉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，可添加于肉制品（如火腿肠、香肠、低温肉制品等）、方便面的调味包、酱类食品、休闲食品中［5-6］；骨粉也可以作为肉味香精的前体，经过美拉德反应，获得不同风味的肉味香精，如鸡肉香精、排骨香精、猪肉香精、牛肉香精、羊肉香精等［7］。此外，骨粉常作为动物饲料的营养强化剂，对动物饲养起到补充钙、磷等营养素的作用［8-9］。

目前动物饲料、食品加工中所使用的动物骨粉多为畜禽类的骨头制成，少数使用鱼类下脚料研制而成，以蛇骨加工骨粉的尚少。有研究表明以蛇骨作为活性钙来源在动物体内的吸收利用较好，能有效地补充钙质［9-11］。

武夷山有丰富的生态环境，为蛇的栖息、繁衍提供了适宜的条件，因此本地的蛇类养殖户就有数十家，养殖基地面积达300 m2，据调查，每年产蛇量可达上百吨，而这些菜蛇在被加工利用过程中蛇骨均被弃去，这不仅是资源的浪费，还可能造成环境污染。以武夷山蛇博园提供的蛇骨为原料，采用不同处理方法制备蛇骨粉，确定出最佳工艺参数，为蛇骨的综合开发利用提供有利的参考依据，也对促进蛇养殖业具有重要经济意义。

1 材料与方法

1.1 材料

以武夷山蛇博园提拱的人工养殖王锦蛇（Elaphe carinata）、赤链蛇（Dinodon rufozonatum）等鲜蛇骨为原料，速冻备用；木瓜蛋白酶（80×104 U /g）购于上海沃凯药业有限公司。

1.2 方法

1.2.1 蛇骨加工工艺流程

（1）蛇骨前处理：蛇骨→解冻→清洗→酶解→高压蒸煮→骨渣备用

（2）骨粉加工：骨渣→真空冷冻干燥→粉碎→过筛→成粉

1.2.2 操作要点

原料蛇骨上留存大量的蛇肉，若直接干燥制成产品则腥味重，蛋白质及脂肪含量高，不符合食品级骨粉的质量要求［12］，需要对蛇骨进行脱肉处理。不同的处理方法对骨粉品质影响较大，分别采用以下四种方法脱肉处理，并确定最佳参数。

（1）沸水浴蒸煮法

取洗净的蛇骨100 g于120℃的沸水浴中蒸煮30 min后，观察蛇骨的脱肉情况。

（2）高压蒸煮法

取洗净的蛇骨100 g于120℃高压蒸煮30 min后，观察蛇骨的脱肉情况。

（3）酶解法

取洗净的蛇骨100 g置于500 mL的烧杯中，添加一定量的蒸馏水，再加入1%的木瓜蛋白酶，于55℃的恒温水浴锅中酶解3 h后，观察蛇骨的脱肉情况。

（4）酶解高压法

取洗净的蛇骨100 g置于500 mL的烧杯中，添加一定量的蒸馏水，再加入1%的木瓜蛋白酶，于55℃的恒温水浴锅中酶解3 h取出用清水清洗，再于120℃高压蒸煮30 min后，观察蛇骨的脱肉情况。

1.2.3 最佳酶解条件的确定

以木瓜蛋白酶的水解度为目标参数，选取酶用量、酶解温度、酶解时间、pH四个单因素对水解度的影响。并在单因素试验的基础上，采用L9（34）正交试验优化木瓜蛋白酶酶解反应条件（见表1）。

表1 正交试验设计表

1.2.4 高压蒸煮时间的确定

（1）不同高压时间对骨粉质量的影响

将原料蛇骨用1%（W/W）木瓜蛋白酶在pH为6.5、温度为60℃下水解3 h后的样品于120℃条件下分别高压蒸煮10、20、30、40 min，然后真空冷冻干燥，粉碎，制粉。

（2）不同高压时间对粉碎效果的影响

将20，40，60，80，100目的筛网由上到下依次叠放，取蛇骨粉20 g，于相同条件下粉碎相同时间后过筛，收集通过各筛网的骨粉样品，称重后计算其所占比例。

1.2.5 蛇骨粉成品品质评定

（1）蛇骨粉感官质量测定

在自然光下肉眼观察蛇骨粉颜色，亮度及色差采用色差仪测定。

（2）蛇骨粉理化指标测定

蛋白质含量的测定参照GB/T 5009.5-2010半微量凯氏定氮法；灰分含量的测定参照GB/T 5009.4——2010食品中灰分的测定；钙含量的测定采用EDTA滴定法；磷含量的测定采用磷钼蓝分光光度法；蛋白水解度的测定采用中性甲醛滴定法。

2 结果与讨论

2.1 不同脱肉方法对蛇骨粉质量的影响

由表2可得知，蛇骨上附有的大部分肉经煮沸或高压蒸煮处理后可以去除，但蛇骨表面及蛇骨之间仍残留有部分蛇肉，不利于蛇骨的净化，经此工艺处理制得的蛇骨粉颜色呈黄或黄褐色，两种处理方法均存在较重的腥味；经酶解处理后，蛇肉去除效果较好，但脊骨部分仍存在胶质样物质，这些物质在一定程度上仍会影响蛇骨粉产品的颜色和腥味；进一步采用高压处理可使这些胶质样物质与骨分离，使骨变得洁白，腥味明显降低。高压处理可以将蛇骨中的蛋白质含量由酶解后的24.99%降低到13.78%，蛋白质的去除率接近一半。

表2 不同处理方法脱肉效果比较

2.2 最佳酶解条件的确定

2.2.1 不同酶用量对蛋白质水解度的影响

由图1可知，当酶解温度、时间、pH值一定时，酶用量增加，水解度也随着增加。当酶用量增加到1%时，水解度增加趋于平缓，当酶用量到一定程度，水解度将不再增加，因为作为底物的蛇骨上的蛇肉足以被水解，故从节约成本考虑，选择1%酶用量较适当。

图1 不同酶用量对蛋白质水解度的影响

2.2.2 不同酶解温度对蛋白质水解度的影响

由图2可知，蛋白质的水解度随着温度的升高而逐渐增大，当温度上升到60℃时，水解度最大；超过65℃时，水解度降低。当酶解温度在一定范围内，酶促反应速率随温度升高而上升，温度过高时酶受热变性，反应速率反而随温度上升而下降。可见，酶解温度应控制在60℃左右为宜。

图2 不同酶解温度对蛋白质水解度的影响

2.2.3 不同酶解时间对蛋白质水解度的影响

由图3可知，水解度随着酶解时间的延长而增加，当酶解时间为3 h后，水解度的增加程度趋于平缓。故而，酶解时间可控制在3 h左右。

图3 不同酶解时间对蛋白质水解度的影响

2.2.4 不同pH对蛋白质水解度的影响

由图4可知，水解度随着酶解pH的升高而增加，当pH为6时，蛋白质水解度可达到最高，pH超过6，水解度便开始下降。实际操作中pH选择6。

图4 不同pH对蛋白质水解度的影响

2.2.5 正交试验

由表3可知，酶用量（A）、酶解温度（B）、酶解时间（C）、pH（D）4个因素对水解度影响大小顺序为：酶用量＞pH＞酶解温度＞酶解时间，水解度最大的条件组合是A2B2C2D2，即酶用量1%，酶解温度60℃，酶解时间3 h，pH为6。

表3 正交试验结果

2.3 高压处理对骨粉品质的作用

2.3.1 不同高压时间对骨粉质量的影响

结果（表4）表明，随高压蒸煮时间的延长，蛋白质含量呈下降趋势，其中高压蒸煮10 min产品蛋白质含量约减少一半，至30 min产品蛋白质含量降低不明显（p＞0.05）。高压可以赋予产品良好的色泽，但高压处理时间对颜色的影响不明显，产品经高压处理后亮度（L*）明显增加，产品黄色（b*）及红色（a*）值均下降，产品由淡黄色转为白色。高压处理时间过短（小于10 min），干燥后的蛇骨骨质较硬，不易折断，而处理20 min以后的骨质脆易折断。

表4 不同高压处理时间对蛇骨粉品质的影响

2.3 不同高压时间对骨粉粉碎效果的影响

结果（如图5）表明，所有蛇骨样品粉碎粒度分配趋势相同，即20、40、100目收集的样品较多，而60目及80目收集的样品较少。但随高压蒸煮时间的延长，蛇骨粉碎细度增加，60目及80目收集的样品比例随高压处理时间的延长而降低，100目收集的样品比例则随高压处理时间的延长而升高，说明高压处理有利于蛇骨的细化过程。但高压处理时间超过30 min，不会再明显增加产品的粉碎细度，因此选择将酶解后的样品于120℃下进行高压处理30 min。

图5 不同高压时间对骨粉粉碎效果的影响

2.4 最佳工艺参数条件下制备蛇骨粉的质量评定

2.4.1 感官评定结果

产品为乳白色粉末状，无肉眼可见杂质，颗粒大小十分均匀，表面无凹陷，无粘结现象；带有动物蛋白特有的气味。

2.4.2 理化分析结果

从表5各成分含量均符合或超过骨粉推荐标准值，此法制备的骨粉可作为食品添加剂使用。

表5 蛇骨粉理化成分测定结果

3 结论

通过单因素及优化试验的结果分析可得出以下结论：以蛇骨为原料制备骨粉时，最佳脱肉方法可采用先酶解后高压；在酶解过程中，酶用量、酶解温度、酶解时间、pH等4个因素对蛋白质水解度影响大小顺序为：酶用量＞酶解时间＞pH＞酶解温度，最佳条件是酶用量1%，酶解温度60℃，酶解时间3 h，pH为6；高压处理不仅能去除蛇骨残留蛋白质，还有利于蛇骨的粉碎，最佳条件为酶解后的蛇骨120℃高压30 min。

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（责任编辑：叶丽娜）

Processing and Process Optimization Snake Bone Powder

WU Yuqiong1，HU YongLe2，XU Xiaobin1，FU Xinzheng1，WEN Aiguo3
（1. CoLLege of Tea and Food Science，Wuyi University，Wuyishan Fujian 354300；2. CoLLege of EcoLogicaL and Resources，Wuyi University，Wuyishan Fujian 354300；3.Wuyishan Snakes Research Institute，Wuyishan Fujian 354300）

Abstract:With snake boner as a raw materiaL be processed to bone meaL，and then the process is optimized. Reference of the traditionaL technoLogy of bone meaL processing，The optimum bone meaL processing is anaLyzed，and adopt orthogonaL design to optimize papain enzyme dosage，reaction temperature，reaction time，pH，high pressure time. The resuLt suggested∶Best process of snake bone meaL is enzymoLysis - high pressure processing，the best argument is the amount of enzyme papain 1%，reaction temperature 60℃，pH of 6，hydroLysis time 3 h，120℃high pressure 30 min.

Key words:snake bone meaL；enzymoLysis；high pressure；best parameters

文章编号：中图分类号∶TN05文献标识码∶A1674-2109（2016）03-0005-04

收稿日期：2015-03-11

基金项目：福建省科技厅重点项目（2012Y0063）。

作者简介：吴玉琼（1973-），女，汉族，副教授，主要从事食品营养、食品工艺的研究。