復合酶解對豬骨風味高湯品質的影響

褚新月，王實玉，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、雞等動物肉制品生產加工后的副產物，我國是畜禽骨產量第一的國家，年產量約1 800萬 t[1]。畜禽骨因含有豐富的蛋白質、脂質、膠原蛋白、膽堿和礦物質等成分，具有提高人體免疫力、補氣益血等功效，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長、提取率低且營養物質無法完全熬出，因此如何能簡單高效充分地提取出豬骨、牛骨和雞骨等畜禽骨中有效營養物質、提高提取率是骨湯產業鏈亟須解決的問題之一。

國內外學者對豬骨、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、氨基酸和礦物質等令人體易吸收的營養物質，酶解技術比酸水解和堿水解技術溫和且不易破壞畜禽骨中蛋白質、氨基酸等營養物質，酶解制備產品風味更飽滿、功能性和生物活性更強[3]。近年來，利用畜禽骨制備骨湯、骨素等產品應用越來越廣泛，逐漸被香精香料、保健品等各行業應用，并且越來越多添加畜禽骨提取物的產品得到消費者青睞[4-5]。

試驗針對豬骨制備豬骨風味高湯濃厚感肉味不足、蛋白質含量和豬骨提取率低等問題，根據前期實驗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間相同，改變酶制劑添加量檢測豬骨風味高湯感官品質和氨基酸態氮含量，并對比最適酶制劑配比和無酶解對照組產品蛋白質含量和豬骨提取率，探究提取豬骨風味高湯最適復合酶制劑配比及工藝，為復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（河南雙匯投資發展股份有限公司）；精制豬油（臨沂新程金鑼肉制品集團有限公司）；堿性蛋白酶2.4 L[諾維信（中國）生物技術有限公司]；風味蛋白酶500MG[諾維信（中國）生物技術有限公司]；復合蛋白酶[諾維信（中國）生物技術有限公司]；精制食用鹽（中國鹽業集團有限公司）。

1.2 儀器與設備

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（上海申安醫療器械廠）；RV10旋轉蒸發儀[艾卡（廣州）儀器設備有限公司]；RJ300-D-1高速剪切機（上海滬析實業有限公司）；DHG 9240鼓風干燥箱（上海一恒科學儀器有限公司）；HWS-26恒溫水浴鍋（上海一恒科學儀器有限公司）；OS20-S頂置攪拌器[大龍興創實驗儀器（北京）股份公司]。

1.3 試驗方法

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→混合調配→高壓均質→豬骨高湯

1.3.2 處理方法

將購買來的豬棒骨用流動清水清洗去除表面碎肉和血漬，使用分割機將其切分成5 cm小塊，加入豬骨質量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合酶制劑，將堿性蛋白酶2.4 L、風味蛋白酶及復合蛋白酶添加量進行三因素三水平正交試驗，如表2所示，酶解溫度55℃，時間4 h，酶解結束后95 ℃條件下滅酶20 min。冷卻至室溫后過0.150 mm（100目）篩網去除骨渣后，減壓濃縮至水分40%～45%后加入食品豬油混合調配高壓均質，均質壓力30 kPa。灌裝即得豬骨風味高湯產品，過程控制產品水分低于45%。

表2 正交試驗因素與水平表 單位：%

1.4 測定指標及方法

1.4.1 感官評分

參考韓北忠等[6]的方法，將經過操作流程制備的樣品加熱至45～50 ℃，對產品進行感官評測，并邀請20名食品相關專業研究員作為評價員工。相關評價標準見表1。

表1 豬骨風味高湯感官評價標準

1.4.2 氨基酸態氮含量

依據GB 5009.235——2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸態氮的測定》[7]測定，單位g/100 g。

1.4.3 蛋白質含量依據 GB 5009.5——2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》[8]測定，單位g/100 g。

1.4.4 提取率[9]

骨湯提取率按式（1）計算。正交試驗因素與水平見表2。

1.5 數據處理與分析

每組試驗分別設置3組重復，試驗數據取均值，應用SPASS 20.0軟件對試驗數據進行顯著性分析，P＜0.05表示顯著，P＜0.01表示極顯著。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 堿性蛋白酶制劑添加量對豬骨風味高湯感官品質的影響

堿性蛋白酶制劑是在堿性環境條件下催化水解以蛋白質為底物的一類絲氨酸蛋白酶，被廣泛應用于食品加工及制造業，包括畜禽肉提取、植物蛋白浸提及面包發酵等領域[10]。由圖1可知，使用堿性蛋白酶制劑對豬骨進行酶解處理，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，豬骨風味高湯感官評分先升高后降低。添加量過低，豬骨酶解不徹底，導致肉味較淡；過高，則酶解過度，使豬骨風味高湯產生苦味氨基酸等物質。堿性蛋白酶制劑添加量1.5%時，感官評分最高，為25分。綜上所述，通過比較堿性蛋白酶添加量對豬骨風味高湯產品品質的影響，最適添加量是1.5%。

圖1 堿性蛋白酶添加量對豬骨風味高湯感官品質的影響

2.1.2 風味蛋白酶制劑添加量對豬骨風味高湯感官品質的影響

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

圖2 風味蛋白酶添加量對豬骨風味高湯感官品質的影響

2.1.3 復合蛋白酶制劑添加量對豬骨風味高湯感官品質的影響

復合蛋白酶是一類水解食物蛋白的桿菌蛋白酶復合物，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的優點，主要在動物蛋白、動物血液水解的場景下應用。由圖3可以看出，隨著復合蛋白酶添加量的增加，豬骨風味高湯感官評分呈逐漸增加趨勢，添加量0.5%～1.0%時，評分增加趨勢明顯高于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行，進而導致酶解程度逐漸降低，感官評分也趨于平緩，并在添加量1.25%時最高，為27分，說明在添加量低于1.25%時可有效改善豬骨風味高湯的感官品質。綜上所述，單因素條件下復合蛋白酶最適添加量為1.25%。

圖3 復合蛋白酶添加量對豬骨風味高湯感官品質的影響

2.2 正交試驗

感官指標是衡量豬骨風味高湯品質的關鍵因素，也是其帶給消費者的直接印象。主要影響感官的關鍵因素包括呈味核苷酸、游離氨基酸及食鹽等方面[14-15]。通過豬骨風味高湯外觀形態、色澤和滋氣味進行評分，根據評分結果結合氨基態氮含量，明確制備豬骨風味高湯最適復合蛋白酶制劑配比。

由表3直觀分析可知：堿性蛋白酶、風味蛋白酶、復合蛋白酶對豬骨風味高湯感官品質和氨基酸態氮含量影響均是堿性蛋白酶影響最大，其次是風味蛋白酶，影響最小的是復合蛋白酶，即A（堿性蛋白酶添加量）＞B（風味蛋白酶添加量）＞C（復合蛋白酶添加量）。9組試驗中感官評分及氨基酸態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，故豬骨風味高湯最適復合酶制劑配比為A2B2C3，即堿性蛋白酶添加量1.5%、風味蛋白酶添加量1.0%及復合蛋白酶添加量1.0%。在此條件下制備的豬骨風味高湯感官評分28.5分，氨基酸態氮含量0.281%，豬骨風味高湯色澤狀態好，口感佳。

表3 豬骨風味高湯復合酶制劑配比正交試驗結果

表4 豬骨風味高湯蛋白質含量及提取率

2.3 最適復合酶制劑對豬骨風味高湯蛋白質及提取率的影響

蛋白質含量是衡量動物提取物的關鍵品質。使用最適復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%；最適酶解豬骨風味高湯蛋白質含量為18.5 g/100 g，顯著高于無酶解豬骨風味高湯產品蛋白質含量15.0 g/100 g，提高23.3%。綜上所述，使用最適復合酶制劑能有效提取骨湯中的營養成分，提高豬骨風味高湯產品蛋白質含量和豬骨提取率。

3 結論

通過對堿性蛋白酶、風味蛋白酶和復合蛋白酶3種酶制劑添加量進行對比，通過單因素試驗和正交試驗明確酶解豬骨最適復合酶制劑濃度配比及工藝，結果表明：堿性蛋白酶添加量1.5%、風味蛋白酶添加量1.0%、復合蛋白酶添加量1.0%、酶解時間4 h、酶解溫度55 ℃條件下，制作出的豬骨風味高湯品質最佳，色澤奶白、體態流暢潤滑、香氣口感肉味濃郁、濃厚感強，感官評分28.5分（總分30分），蛋白質含量18.5 g/100 g，豬骨提取率62%，與對照組相比，蛋白質含量增加23.3%，豬骨提取率提高12.7%。綜合各種感官及理化指標，堿性蛋白酶、風味蛋白酶、復合蛋白酶添加量分別為1.5%，1.0%和1.0%，制備豬骨風味高湯產品品質最佳。