复合酶解对猪骨风味高汤品质的影响

褚新月，王实玉，夏飞飞，黄栋，石钰琢，杨松

颐海（安徽）食品科技有限公司（马鞍山 243000）

畜禽骨是猪、牛、鸡等动物肉制品生产加工后的副产物，我国是畜禽骨产量第一的国家，年产量约1 800万 t[1]。畜禽骨因含有丰富的蛋白质、脂质、胶原蛋白、胆碱和矿物质等成分，具有提高人体免疫力、补气益血等功效，而逐渐被深加工成骨汤、骨素、骨粉和骨油等产品。然而猪骨和牛骨等畜骨硬度大，破碎困难，单纯用水蒸煮熬汤耗时长、提取率低且营养物质无法完全熬出，因此如何能简单高效充分地提取出猪骨、牛骨和鸡骨等畜禽骨中有效营养物质、提高提取率是骨汤产业链亟须解决的问题之一。

国内外学者对猪骨、鸡骨和牛骨等畜禽骨类的综合利用研究主要集中在酸水解、碱水解、酶解处理[2]及自然蒸煮等方法获取其中的蛋白质、氨基酸和矿物质等令人体易吸收的营养物质，酶解技术比酸水解和碱水解技术温和且不易破坏畜禽骨中蛋白质、氨基酸等营养物质，酶解制备产品风味更饱满、功能性和生物活性更强[3]。近年来，利用畜禽骨制备骨汤、骨素等产品应用越来越广泛，逐渐被香精香料、保健品等各行业应用，并且越来越多添加畜禽骨提取物的产品得到消费者青睐[4-5]。

试验针对猪骨制备猪骨风味高汤浓厚感肉味不足、蛋白质含量和猪骨提取率低等问题，根据前期实验室初筛常用且酶解温度相近的3种酶制剂，通过控制酶解温度和时间相同，改变酶制剂添加量检测猪骨风味高汤感官品质和氨基酸态氮含量，并对比最适酶制剂配比和无酶解对照组产品蛋白质含量和猪骨提取率，探究提取猪骨风味高汤最适复合酶制剂配比及工艺，为复合酶制剂酶解猪骨提供综合参考意见。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冻猪棒骨（河南双汇投资发展股份有限公司）；精制猪油（临沂新程金锣肉制品集团有限公司）；碱性蛋白酶2.4 L[诺维信（中国）生物技术有限公司]；风味蛋白酶500MG[诺维信（中国）生物技术有限公司]；复合蛋白酶[诺维信（中国）生物技术有限公司]；精制食用盐（中国盐业集团有限公司）。

1.2 仪器与设备

ME104E精密型电子天平[梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司]；YP50001电子台秤（上海佑科仪器仪表有限公司）；LDZH-150L高压灭菌锅（上海申安医疗器械厂）；RV10旋转蒸发仪[艾卡（广州）仪器设备有限公司]；RJ300-D-1高速剪切机（上海沪析实业有限公司）；DHG 9240鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）；HWS-26恒温水浴锅（上海一恒科学仪器有限公司）；OS20-S顶置搅拌器[大龙兴创实验仪器（北京）股份公司]。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

猪骨筛选→清洗切分→高温蒸煮→冷却酶解→过筛分离→减压浓缩→混合调配→高压均质→猪骨高汤

1.3.2 处理方法

将购买来的猪棒骨用流动清水清洗去除表面碎肉和血渍，使用分割机将其切分成5 cm小块，加入猪骨质量2倍水和12%食盐后置于温度115 ℃条件蒸煮120min。待温度冷却至室温后分别加入复合酶制剂，将碱性蛋白酶2.4 L、风味蛋白酶及复合蛋白酶添加量进行三因素三水平正交试验，如表2所示，酶解温度55℃，时间4 h，酶解结束后95 ℃条件下灭酶20 min。冷却至室温后过0.150 mm（100目）筛网去除骨渣后，减压浓缩至水分40%～45%后加入食品猪油混合调配高压均质，均质压力30 kPa。灌装即得猪骨风味高汤产品，过程控制产品水分低于45%。

表2 正交试验因素与水平表 单位：%

1.4 测定指标及方法

1.4.1 感官评分

参考韩北忠等[6]的方法，将经过操作流程制备的样品加热至45～50 ℃，对产品进行感官评测，并邀请20名食品相关专业研究员作为评价员工。相关评价标准见表1。

表1 猪骨风味高汤感官评价标准

1.4.2 氨基酸态氮含量

依据GB 5009.235——2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸态氮的测定》[7]测定，单位g/100 g。

1.4.3 蛋白质含量依据 GB 5009.5——2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》[8]测定，单位g/100 g。

1.4.4 提取率[9]

骨汤提取率按式（1）计算。正交试验因素与水平见表2。

1.5 数据处理与分析

每组试验分别设置3组重复，试验数据取均值，应用SPASS 20.0软件对试验数据进行显著性分析，P＜0.05表示显著，P＜0.01表示极显著。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 碱性蛋白酶制剂添加量对猪骨风味高汤感官品质的影响

碱性蛋白酶制剂是在碱性环境条件下催化水解以蛋白质为底物的一类丝氨酸蛋白酶，被广泛应用于食品加工及制造业，包括畜禽肉提取、植物蛋白浸提及面包发酵等领域[10]。由图1可知，使用碱性蛋白酶制剂对猪骨进行酶解处理，不同剂量感官差异显著。随着碱性蛋白酶制剂添加量的增加，猪骨风味高汤感官评分先升高后降低。添加量过低，猪骨酶解不彻底，导致肉味较淡；过高，则酶解过度，使猪骨风味高汤产生苦味氨基酸等物质。碱性蛋白酶制剂添加量1.5%时，感官评分最高，为25分。综上所述，通过比较碱性蛋白酶添加量对猪骨风味高汤产品品质的影响，最适添加量是1.5%。

图1 碱性蛋白酶添加量对猪骨风味高汤感官品质的影响

2.1.2 风味蛋白酶制剂添加量对猪骨风味高汤感官品质的影响

风味蛋白酶是在中性或者酸性条件下催化水解以蛋白质为底物的一类改善食品风味、具备内切和外切属性的蛋白酶和肽酶[11-12]，被广泛应用于肉制品风味改良、降低动植物水解蛋白苦味等增强和改善食品风味方向[13]。如图2所示：风味蛋白酶制剂添加量1.5%时，猪骨风味高汤感官评分最高，可能是在这个添加量条件下，风味蛋白酶对猪骨酶解充分且没有其他使人体产生不愉悦感官的氨基酸、小肽及多肽等风味物质产生。持续添加风味蛋白酶，虽然酶解程度会更充分，但此时过度酶解，产生一些苦味肽和苦味氨基酸等使人体产生不愉悦感官的风味物质。综上所述，在风味蛋白酶最适添加量1.5%条件下，能最大程度提高猪骨风味高汤的同时还能明显改善其感官风味。

图2 风味蛋白酶添加量对猪骨风味高汤感官品质的影响

2.1.3 复合蛋白酶制剂添加量对猪骨风味高汤感官品质的影响

复合蛋白酶是一类水解食物蛋白的杆菌蛋白酶复合物，具有在水解度较低的条件下水解出低苦味氨基酸及小肽等物质的优点，主要在动物蛋白、动物血液水解的场景下应用。由图3可以看出，随着复合蛋白酶添加量的增加，猪骨风味高汤感官评分呈逐渐增加趋势，添加量0.5%～1.0%时，评分增加趋势明显高于1.0%～1.25%，可能是随着酶解程度加深，大分子蛋白质等底物浓度逐渐降低，分解出的短肽和氨基酸含量增加抑制酶解的顺向进行，进而导致酶解程度逐渐降低，感官评分也趋于平缓，并在添加量1.25%时最高，为27分，说明在添加量低于1.25%时可有效改善猪骨风味高汤的感官品质。综上所述，单因素条件下复合蛋白酶最适添加量为1.25%。

图3 复合蛋白酶添加量对猪骨风味高汤感官品质的影响

2.2 正交试验

感官指标是衡量猪骨风味高汤品质的关键因素，也是其带给消费者的直接印象。主要影响感官的关键因素包括呈味核苷酸、游离氨基酸及食盐等方面[14-15]。通过猪骨风味高汤外观形态、色泽和滋气味进行评分，根据评分结果结合氨基态氮含量，明确制备猪骨风味高汤最适复合蛋白酶制剂配比。

由表3直观分析可知：碱性蛋白酶、风味蛋白酶、复合蛋白酶对猪骨风味高汤感官品质和氨基酸态氮含量影响均是碱性蛋白酶影响最大，其次是风味蛋白酶，影响最小的是复合蛋白酶，即A（碱性蛋白酶添加量）＞B（风味蛋白酶添加量）＞C（复合蛋白酶添加量）。9组试验中感官评分及氨基酸态氮含量最高的组别均是第5组，即A2B2C3，通过k值分析的最佳配比是A2B2C3，两者相吻合，故猪骨风味高汤最适复合酶制剂配比为A2B2C3，即碱性蛋白酶添加量1.5%、风味蛋白酶添加量1.0%及复合蛋白酶添加量1.0%。在此条件下制备的猪骨风味高汤感官评分28.5分，氨基酸态氮含量0.281%，猪骨风味高汤色泽状态好，口感佳。

表3 猪骨风味高汤复合酶制剂配比正交试验结果

表4 猪骨风味高汤蛋白质含量及提取率

2.3 最适复合酶制剂对猪骨风味高汤蛋白质及提取率的影响

蛋白质含量是衡量动物提取物的关键品质。使用最适复合酶制剂酶解猪骨提取率62%，相较于无酶解处理猪骨提高12.7%；最适酶解猪骨风味高汤蛋白质含量为18.5 g/100 g，显著高于无酶解猪骨风味高汤产品蛋白质含量15.0 g/100 g，提高23.3%。综上所述，使用最适复合酶制剂能有效提取骨汤中的营养成分，提高猪骨风味高汤产品蛋白质含量和猪骨提取率。

3 结论

通过对碱性蛋白酶、风味蛋白酶和复合蛋白酶3种酶制剂添加量进行对比，通过单因素试验和正交试验明确酶解猪骨最适复合酶制剂浓度配比及工艺，结果表明：碱性蛋白酶添加量1.5%、风味蛋白酶添加量1.0%、复合蛋白酶添加量1.0%、酶解时间4 h、酶解温度55 ℃条件下，制作出的猪骨风味高汤品质最佳，色泽奶白、体态流畅润滑、香气口感肉味浓郁、浓厚感强，感官评分28.5分（总分30分），蛋白质含量18.5 g/100 g，猪骨提取率62%，与对照组相比，蛋白质含量增加23.3%，猪骨提取率提高12.7%。综合各种感官及理化指标，碱性蛋白酶、风味蛋白酶、复合蛋白酶添加量分别为1.5%，1.0%和1.0%，制备猪骨风味高汤产品品质最佳。