復(fù)合酶解對(duì)豬骨風(fēng)味高湯品質(zhì)的影響

褚新月，王實(shí)玉，夏飛飛，黃棟，石鈺琢，楊松

頤海（安徽）食品科技有限公司（馬鞍山 243000）

畜禽骨是豬、牛、雞等動(dòng)物肉制品生產(chǎn)加工后的副產(chǎn)物，我國(guó)是畜禽骨產(chǎn)量第一的國(guó)家，年產(chǎn)量約1 800萬 t[1]。畜禽骨因含有豐富的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、膠原蛋白、膽堿和礦物質(zhì)等成分，具有提高人體免疫力、補(bǔ)氣益血等功效，而逐漸被深加工成骨湯、骨素、骨粉和骨油等產(chǎn)品。然而豬骨和牛骨等畜骨硬度大，破碎困難，單純用水蒸煮熬湯耗時(shí)長(zhǎng)、提取率低且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)無法完全熬出，因此如何能簡(jiǎn)單高效充分地提取出豬骨、牛骨和雞骨等畜禽骨中有效營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、提高提取率是骨湯產(chǎn)業(yè)鏈亟須解決的問題之一。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)豬骨、雞骨和牛骨等畜禽骨類的綜合利用研究主要集中在酸水解、堿水解、酶解處理[2]及自然蒸煮等方法獲取其中的蛋白質(zhì)、氨基酸和礦物質(zhì)等令人體易吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，酶解技術(shù)比酸水解和堿水解技術(shù)溫和且不易破壞畜禽骨中蛋白質(zhì)、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，酶解制備產(chǎn)品風(fēng)味更飽滿、功能性和生物活性更強(qiáng)[3]。近年來，利用畜禽骨制備骨湯、骨素等產(chǎn)品應(yīng)用越來越廣泛，逐漸被香精香料、保健品等各行業(yè)應(yīng)用，并且越來越多添加畜禽骨提取物的產(chǎn)品得到消費(fèi)者青睞[4-5]。

試驗(yàn)針對(duì)豬骨制備豬骨風(fēng)味高湯濃厚感肉味不足、蛋白質(zhì)含量和豬骨提取率低等問題，根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)室初篩常用且酶解溫度相近的3種酶制劑，通過控制酶解溫度和時(shí)間相同，改變酶制劑添加量檢測(cè)豬骨風(fēng)味高湯感官品質(zhì)和氨基酸態(tài)氮含量，并對(duì)比最適酶制劑配比和無酶解對(duì)照組產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量和豬骨提取率，探究提取豬骨風(fēng)味高湯最適復(fù)合酶制劑配比及工藝，為復(fù)合酶制劑酶解豬骨提供綜合參考意見。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

凍豬棒骨（河南雙匯投資發(fā)展股份有限公司）；精制豬油（臨沂新程金鑼肉制品集團(tuán)有限公司）；堿性蛋白酶2.4 L[諾維信（中國(guó)）生物技術(shù)有限公司]；風(fēng)味蛋白酶500MG[諾維信（中國(guó)）生物技術(shù)有限公司]；復(fù)合蛋白酶[諾維信（中國(guó)）生物技術(shù)有限公司]；精制食用鹽（中國(guó)鹽業(yè)集團(tuán)有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

ME104E精密型電子天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]；YP50001電子臺(tái)秤（上海佑科儀器儀表有限公司）；LDZH-150L高壓滅菌鍋（上海申安醫(yī)療器械廠）；RV10旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀[艾卡（廣州）儀器設(shè)備有限公司]；RJ300-D-1高速剪切機(jī)（上海滬析實(shí)業(yè)有限公司）；DHG 9240鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；HWS-26恒溫水浴鍋（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；OS20-S頂置攪拌器[大龍興創(chuàng)實(shí)驗(yàn)儀器（北京）股份公司]。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

豬骨篩選→清洗切分→高溫蒸煮→冷卻酶解→過篩分離→減壓濃縮→混合調(diào)配→高壓均質(zhì)→豬骨高湯

1.3.2 處理方法

將購(gòu)買來的豬棒骨用流動(dòng)清水清洗去除表面碎肉和血漬，使用分割機(jī)將其切分成5 cm小塊，加入豬骨質(zhì)量2倍水和12%食鹽后置于溫度115 ℃條件蒸煮120min。待溫度冷卻至室溫后分別加入復(fù)合酶制劑，將堿性蛋白酶2.4 L、風(fēng)味蛋白酶及復(fù)合蛋白酶添加量進(jìn)行三因素三水平正交試驗(yàn)，如表2所示，酶解溫度55℃，時(shí)間4 h，酶解結(jié)束后95 ℃條件下滅酶20 min。冷卻至室溫后過0.150 mm（100目）篩網(wǎng)去除骨渣后，減壓濃縮至水分40%～45%后加入食品豬油混合調(diào)配高壓均質(zhì)，均質(zhì)壓力30 kPa。灌裝即得豬骨風(fēng)味高湯產(chǎn)品，過程控制產(chǎn)品水分低于45%。

表2 正交試驗(yàn)因素與水平表 單位：%

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.4.1 感官評(píng)分

參考韓北忠等[6]的方法，將經(jīng)過操作流程制備的樣品加熱至45～50 ℃，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)測(cè)，并邀請(qǐng)20名食品相關(guān)專業(yè)研究員作為評(píng)價(jià)員工。相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 豬骨風(fēng)味高湯感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.4.2 氨基酸態(tài)氮含量

依據(jù)GB 5009.235——2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基酸態(tài)氮的測(cè)定》[7]測(cè)定，單位g/100 g。

1.4.3 蛋白質(zhì)含量依據(jù) GB 5009.5——2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》[8]測(cè)定，單位g/100 g。

1.4.4 提取率[9]

骨湯提取率按式（1）計(jì)算。正交試驗(yàn)因素與水平見表2。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

每組試驗(yàn)分別設(shè)置3組重復(fù)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)取均值，應(yīng)用SPASS 20.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，P＜0.05表示顯著，P＜0.01表示極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 堿性蛋白酶制劑添加量對(duì)豬骨風(fēng)味高湯感官品質(zhì)的影響

堿性蛋白酶制劑是在堿性環(huán)境條件下催化水解以蛋白質(zhì)為底物的一類絲氨酸蛋白酶，被廣泛應(yīng)用于食品加工及制造業(yè)，包括畜禽肉提取、植物蛋白浸提及面包發(fā)酵等領(lǐng)域[10]。由圖1可知，使用堿性蛋白酶制劑對(duì)豬骨進(jìn)行酶解處理，不同劑量感官差異顯著。隨著堿性蛋白酶制劑添加量的增加，豬骨風(fēng)味高湯感官評(píng)分先升高后降低。添加量過低，豬骨酶解不徹底，導(dǎo)致肉味較淡；過高，則酶解過度，使豬骨風(fēng)味高湯產(chǎn)生苦味氨基酸等物質(zhì)。堿性蛋白酶制劑添加量1.5%時(shí)，感官評(píng)分最高，為25分。綜上所述，通過比較堿性蛋白酶添加量對(duì)豬骨風(fēng)味高湯產(chǎn)品品質(zhì)的影響，最適添加量是1.5%。

圖1 堿性蛋白酶添加量對(duì)豬骨風(fēng)味高湯感官品質(zhì)的影響

2.1.2 風(fēng)味蛋白酶制劑添加量對(duì)豬骨風(fēng)味高湯感官品質(zhì)的影響

風(fēng)味蛋白酶是在中性或者酸性條件下催化水解以蛋白質(zhì)為底物的一類改善食品風(fēng)味、具備內(nèi)切和外切屬性的蛋白酶和肽酶[11-12]，被廣泛應(yīng)用于肉制品風(fēng)味改良、降低動(dòng)植物水解蛋白苦味等增強(qiáng)和改善食品風(fēng)味方向[13]。如圖2所示：風(fēng)味蛋白酶制劑添加量1.5%時(shí)，豬骨風(fēng)味高湯感官評(píng)分最高，可能是在這個(gè)添加量條件下，風(fēng)味蛋白酶對(duì)豬骨酶解充分且沒有其他使人體產(chǎn)生不愉悅感官的氨基酸、小肽及多肽等風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生。持續(xù)添加風(fēng)味蛋白酶，雖然酶解程度會(huì)更充分，但此時(shí)過度酶解，產(chǎn)生一些苦味肽和苦味氨基酸等使人體產(chǎn)生不愉悅感官的風(fēng)味物質(zhì)。綜上所述，在風(fēng)味蛋白酶最適添加量1.5%條件下，能最大程度提高豬骨風(fēng)味高湯的同時(shí)還能明顯改善其感官風(fēng)味。

圖2 風(fēng)味蛋白酶添加量對(duì)豬骨風(fēng)味高湯感官品質(zhì)的影響

2.1.3 復(fù)合蛋白酶制劑添加量對(duì)豬骨風(fēng)味高湯感官品質(zhì)的影響

復(fù)合蛋白酶是一類水解食物蛋白的桿菌蛋白酶復(fù)合物，具有在水解度較低的條件下水解出低苦味氨基酸及小肽等物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，主要在動(dòng)物蛋白、動(dòng)物血液水解的場(chǎng)景下應(yīng)用。由圖3可以看出，隨著復(fù)合蛋白酶添加量的增加，豬骨風(fēng)味高湯感官評(píng)分呈逐漸增加趨勢(shì)，添加量0.5%～1.0%時(shí)，評(píng)分增加趨勢(shì)明顯高于1.0%～1.25%，可能是隨著酶解程度加深，大分子蛋白質(zhì)等底物濃度逐漸降低，分解出的短肽和氨基酸含量增加抑制酶解的順向進(jìn)行，進(jìn)而導(dǎo)致酶解程度逐漸降低，感官評(píng)分也趨于平緩，并在添加量1.25%時(shí)最高，為27分，說明在添加量低于1.25%時(shí)可有效改善豬骨風(fēng)味高湯的感官品質(zhì)。綜上所述，單因素條件下復(fù)合蛋白酶最適添加量為1.25%。

圖3 復(fù)合蛋白酶添加量對(duì)豬骨風(fēng)味高湯感官品質(zhì)的影響

2.2 正交試驗(yàn)

感官指標(biāo)是衡量豬骨風(fēng)味高湯品質(zhì)的關(guān)鍵因素，也是其帶給消費(fèi)者的直接印象。主要影響感官的關(guān)鍵因素包括呈味核苷酸、游離氨基酸及食鹽等方面[14-15]。通過豬骨風(fēng)味高湯外觀形態(tài)、色澤和滋氣味進(jìn)行評(píng)分，根據(jù)評(píng)分結(jié)果結(jié)合氨基態(tài)氮含量，明確制備豬骨風(fēng)味高湯最適復(fù)合蛋白酶制劑配比。

由表3直觀分析可知：堿性蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶、復(fù)合蛋白酶對(duì)豬骨風(fēng)味高湯感官品質(zhì)和氨基酸態(tài)氮含量影響均是堿性蛋白酶影響最大，其次是風(fēng)味蛋白酶，影響最小的是復(fù)合蛋白酶，即A（堿性蛋白酶添加量）＞B（風(fēng)味蛋白酶添加量）＞C（復(fù)合蛋白酶添加量）。9組試驗(yàn)中感官評(píng)分及氨基酸態(tài)氮含量最高的組別均是第5組，即A2B2C3，通過k值分析的最佳配比是A2B2C3，兩者相吻合，故豬骨風(fēng)味高湯最適復(fù)合酶制劑配比為A2B2C3，即堿性蛋白酶添加量1.5%、風(fēng)味蛋白酶添加量1.0%及復(fù)合蛋白酶添加量1.0%。在此條件下制備的豬骨風(fēng)味高湯感官評(píng)分28.5分，氨基酸態(tài)氮含量0.281%，豬骨風(fēng)味高湯色澤狀態(tài)好，口感佳。

表3 豬骨風(fēng)味高湯復(fù)合酶制劑配比正交試驗(yàn)結(jié)果

表4 豬骨風(fēng)味高湯蛋白質(zhì)含量及提取率

2.3 最適復(fù)合酶制劑對(duì)豬骨風(fēng)味高湯蛋白質(zhì)及提取率的影響

蛋白質(zhì)含量是衡量動(dòng)物提取物的關(guān)鍵品質(zhì)。使用最適復(fù)合酶制劑酶解豬骨提取率62%，相較于無酶解處理豬骨提高12.7%；最適酶解豬骨風(fēng)味高湯蛋白質(zhì)含量為18.5 g/100 g，顯著高于無酶解豬骨風(fēng)味高湯產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量15.0 g/100 g，提高23.3%。綜上所述，使用最適復(fù)合酶制劑能有效提取骨湯中的營(yíng)養(yǎng)成分，提高豬骨風(fēng)味高湯產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量和豬骨提取率。

3 結(jié)論

通過對(duì)堿性蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶和復(fù)合蛋白酶3種酶制劑添加量進(jìn)行對(duì)比，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)明確酶解豬骨最適復(fù)合酶制劑濃度配比及工藝，結(jié)果表明：堿性蛋白酶添加量1.5%、風(fēng)味蛋白酶添加量1.0%、復(fù)合蛋白酶添加量1.0%、酶解時(shí)間4 h、酶解溫度55 ℃條件下，制作出的豬骨風(fēng)味高湯品質(zhì)最佳，色澤奶白、體態(tài)流暢潤(rùn)滑、香氣口感肉味濃郁、濃厚感強(qiáng)，感官評(píng)分28.5分（總分30分），蛋白質(zhì)含量18.5 g/100 g，豬骨提取率62%，與對(duì)照組相比，蛋白質(zhì)含量增加23.3%，豬骨提取率提高12.7%。綜合各種感官及理化指標(biāo)，堿性蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶、復(fù)合蛋白酶添加量分別為1.5%，1.0%和1.0%，制備豬骨風(fēng)味高湯產(chǎn)品品質(zhì)最佳。