（农产品加工及贮藏工程专业论文）鸡骨风味物质最佳提取工艺及其产物的应用研究.pdf

学位论 本人 人已 出贡 学位论 本学 有关 研究 影印 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密，口 保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：薄痞导师签名：尚- 痉9 签字日期： 2 0f f 年歹月乙y 日 签字日期：pt1 年，月订日 目 摘要 a b s t ra c t 。 1 文献综述 1 1 前言 1 2 鸡骨的营养价值1 1 3 鸡骨的开发利用概况1 1 4 热反应技术及美拉德反应的应用4 1 5 问题与展望。5 2 绪论7 2 1 目的和意义7 2 2 主要研究内容7 2 3 技术路线8 3 材料与方法。9 3 1 试验材料9 3 2 试验试剂。9 3 3 仪器设备9 3 4 实验方法9 4 结果与讨论1 7 4 1 秀山鸡骨主要营养成分1 7 4 2 酶活的测定1 9 4 3 秀山鸡骨粉水解处理条件确定2 0 4 4 秀山鸡骨粉超声波处理条件确定2 1 4 5 秀山鸡骨粉酶解处理条件确定2 3 4 6 鸡肉风味调味品工艺条件的确定3 9 5 结论与建议4 5 5 1 结j 沧4 5 5 2 建议4 6 参考文献一4 7 致谢4 9 在校期间发表论文情况5 1 、 摘要 鸡骨风味物质最佳提取工艺及其产物的应用 研究 农产品加工与贮藏工程专业硕士研究生李睿 指导教师尚永彪副教授 摘要 本课题主要研究内容为：以秀山土鸡骨架为原料，对土鸡骨粉中的蛋白质、脂肪、灰分、 氨基酸组成、常量元素、微量元素等基本营养成分进行测定，并评价其营养价值。在对鸡骨 预处理中，确定最佳水解条件和超声波处理条件。采用复合酶水解鸡骨架制备动物水解蛋白 ( h 廿) ，并确定最佳复配酶组合和比例、最佳酶解条件。最后通过美拉德反应制备风味前体 物，确定最佳美拉德反应条件；之后加入食盐调味料，制备鸡肉风味调味品。结果如下： ( 1 ) 鸡骨粉营养成分分析结果： 鸡骨中的蛋白质、脂肪、灰分含量分别为2 6 1 5 、9 2 5 、1 1 7 。鸡骨中含有1 7 种氨基 酸，必需氨基酸含量为9 3 6 ，必需氨基酸与总氨基酸含量之比为0 2 8 ，必需氨基酸与非必需 氨基酸o 4 0 。鸡骨中鲜味氨基酸含量较高，占总氨基酸含量的2 1 3 ，含硫氨基酸占总氨基酸 比例达2 4 8 。鸡骨中蛋白质最终氨基酸评分值8 9 ，较接近f a o 推荐的人体理想标准。鸡骨 中含有丰富矿质元素，常量元素含量高低顺序为：钙 钠 镁 钾，分别为1 4 2 2 5 m g 1 0 0 9 、 1 3 7 9 m g 1 0 0 9 、1 0 9 4 m g l o o g 、7 6 8 m g 1 0 0 9 ：微量元素含量高低顺序为：锌 铁 镍 铜，分 别为2 2 7 0 m g 1 0 0 9 、2 0 3 6 m g l o o g 、1 3 1 m g 1 0 0 9 、0 8 7 m g l o o g 。 ( 2 ) 最佳水解预处理条件： 水解温度在7 0 - 9 0 时，4 种酶随着温度增加水解度增加，在9 0 时达到最大，随之 降低，则可确定最佳水解预处理温度为9 0 ；水解时间在1 0 - - 1 5 m i n 时，各酶随着时间增加 水解度增加，在1 5 m i n 达最大，随后降低，则可确定最佳水解时间为1 5 m i n 。 ( 3 ) 最佳超声波预处理条件： 超声波处理功率在8 0 w 1 6 0w 范围时，4 种酶水解度均增幅较高，随后增幅稳定。胰蛋 白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶的超卢功率确定在1 2 0 w ，中性蛋白酶超声功率确定在1 6 0 w 。 超声时间在l o m i n 1 5 m i n 时，4 种酶水解度均增幅较高，1 5 m i n 后增幅减小，可确定最佳超 声时间为1 5 m i n 。 ( 4 ) 4 种酶处理鸡骨粉最佳工艺条件： 中性蛋白酶酶解鸡骨最优工艺参数为：温度为5 5 ，p h 值为8 0 ，水解时间6 h ，加酶量 为1 0 0 0 0 u g ，水解度达2 1 7 1 ；胰蛋白酶酶解鸡骨水解鸡骨最优i t 艺参数为：温度为5 0 c ， 关键词：鸡骨泥，酶解，鸡肉香精，美拉德反应 u a b sl k a o i 1 一 o r _ 一1 r 1 1 一 t 三x t r a c t l o nle c n n o l o g y0 士rl a v o rs u t ) s t a n c e si n c h i c k e nb o n e sa n dt h es t u d yo nt h e a p p l i c a t i o no f i t sp r o d u c t s m a s t e ro ff o o ds c i e n c e ：l ir u i s u p e r v i s o r ：a p r o f s h a n gy o n g b i a o a b s t r a c t t h er e s e a r c hw a sf o c u s e do nt h ef o l l o w i n gp o i n t s ：t ox i u s h a nc h i c k e ns k e l e t o n 弱r a wm a t e r i a l ， t h ep r o t e i n ，f a t ，a s h ，a m i n oa c i dc o m p o s i t i o n ，m a j o re l e m e n t s ，t r a c ee l e m e n t sa n do t h e re s s e n t i a l n u t r i e n t so fc h i c k e nb o n ew e r em e a s u r e d ，a n de v a l u a t e dt h e i rn u t r i t i o n a lv a l u e w h e nt h ec h i c k e n b o n ew e r ep r e t r e a t e d ，d e t e r m i n e dt h eo p t i m a lc o n d i t i o n so fh y d r o l y s i sa n du l t r a s o n i ct r e a t m e n t h y d r o l y z e da n i m a lp r o t e i n ( h a p ) w a sp r e p a r e db ye n z y m a t i ch y d r o l y s i so nc h i c k e ns k e l e t o n ，a n d d e t e r m i n e dt h eb e s tc o m b i n a t i o na n dp r o p o r t i o no fc o m p l e xe n z y m e s ，t h eo p t i m u mc o n d i t i o n so f e n z y m a t i ch y d r o l y s i s p r e p a r e dt h ef i n a lf l a v o rb ym a i l l a r dr e a c t i o np r e c u r s o r s ，a n dd e t e r m i n e dt h e o p t i m u mc o n d i t i o n so fm a i l l a r dr e a c t i o n a tt h el a s t ，p r e p a r e dc h i c k e nf l a v o rs e a s o n i n gb ya d d i n gi n s e a s o n i n gs a l t t h er e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) t h en u t r i t i o n a la n a l y s i so fc h i c k e nb o n em e a l ： t h ep r o t e i n ，f a t ，a s hc o n t e n t so fc h i c k e nb o n ew e r e2 6 1 5 ，9 2 5 ，1 1 7 i tc o n t a i n e d1 7k i n d a m i i n oa c i d s 。a n dt h ec o n t e n to fe s s e n t i a la m i n oa c i di nc h i c k e nb o n ew a s9 3 6 t h er a t i oo fe s s e n t i a la m i n oa c i d sa n dt o t a la m i n oa c i dw a s0 2 8 ，a n dn o n - e s s e n t i a la m i n oa c i de s s e n t i a la m i n oa c i d w a so 4 0 t h ec o n t e n to f f l a v o ra m i n oa c i dw a s2 1 3 i nt o t a la m i n oa c i d s ，a n ds u l f u r c o n t a i n i n g a m i n oa c i d su pt o2 4 8 i nt o t a la m i n oa c i dr a t i o t h ef i n a la m i n oa c i ds c o r eo fp r o t e i nv a l u ec h i c k - e nb o n ew a s8 9 i tc l o s e dt ot h ei d e a ls t a n d a r d si nb o d yw h a tf a or e c o m m e n d e d c h i c k e nb o n ew a s r i c hi nm i n e r a le l e m e n t s t h ec o n s t a n te l e m e n t si nd e s c e n d i n go r d e rw a s ：c a n a m g k r e s p e c - t i v e l yw e r e1 4 2 2 5 ，1 3 7 9 ，1 0 9 4a n d7 6 8 m g 1 0 0 9 t h et r a c ee l e m e n tc o n t e n ti nd e s c e n d i n go r d e r w a s ：z i n c f e n i c u ，r e s p e c t i v e l y2 2 7 0 m g 1 0 0 9 ，2 0 3 6 m g 1 0 0 9 ，1 3 1m g 1 0 0 9 ，0 8 7 m g 1 0 0 9 ( 2 ) t h eb e s tc o n d i t i o n so fh y d r o l y s i sp r e t r e a t m e n t ： i i i f o u rk i n d so fe n z y m e sp r e t r e a t m e n ti n c r e a s e df a s t , f o l l o w e db ya l li n c r e a s i n gs t a b i l i t y t h eu l t r a s o - n i cp o w e ro fp r o t e a s et r y p s i n ，p a p a i n ，a n da l k a l i n ep r o t e a s ep r e t r e a t m e n tw a s l 2 0 w t h eu l t r a s o n i c p o w e ro fn e u u a lp r o t e a s ew a s1 6 0 w v n l e nt h et i m eo fu l t r a s o n i cw a si nt h er a n g el o m i na n d l 5 r a i n ，t h eh y d r o l y s i sd e g r e e so ff o u rk i n d so fe n z y m e sp r e t r e a t m e n ti n c r e a s e df a s t ，u pt ot h em o s ta t 1 5 m i n ，t h e nd e c r e a s e d s ot h eo p t i m a lt i m eo fu l t r a s o n i cp r e t r e a t m e n tw a s1 5 r n i n ( 4 ) t h eo p t i m u mc o n d i t i o n so ff o u re n z y m a t i ch y d r o l y s i st r e a t m e n t so nc h i c k e nb o n e ： t h eo p t i m u mp a r a m e t e r so fn e u t r a lp r o t e a s eh y d r o l y s i st r e a t m e n to nc h i c k e nb o n ew a s ： t e m p e r a t u r e5 5 。c ，p h = 8 0 ，h y d r o l y s i st i m e6 h ，t h ea m o u n to fe n z y m ew a s1 0 0 0 0 u 8 , a n d h y d r o l y s i sp r o c e s sw a s2 1 7 1 t h eo p t i m u mp a r a m e t e r so fp r o t e a s et r y p s i nh y d r o l y s i st r e a t m e n t o nc h i c k e nb o n ew a s ：t e m p e r a t u r e5 0 c ，p h = 7 0 ，h y d r o l y s i st i m e5 h ，t h ea m o u n to fe n z y m ew a s 6 0 0 0 u g ，a n dh y d r o l y s i sp r o c e s sw a s 2 3 3 5 t h eo p t i m u m p a r a m e t e r so fp a p a i nh y d r o l y s i s t r e a t m e n to nc h i c k e nb o n ew a s ：t e m p e r a t u r e6 0 ，p h = 6 5 ，h y d r o l y s i st i m e3 h ，t h ea m o u n to f e n z y m ew a s1 0 0 0 0 u g ，a n dh y d r o l y s i sp r o c e s sw a s2 4 5 7 t h eo p t i m u mp a r a m e t e r so fa l k a l i n e p r o t e a s eh y d r o l y s i st r e a t m e n to nc h i c k e nb o n ew a s ：t e m p e r a t u r e4 0 。c ，p h = 8 5 ，h y d r o l y s i st i m e 6 h ，t h ea m o u n to fe n z y m ew a s6 0 0 0 u g ，a n dh y d r o l y s i sp r o c e s sw a s2 1 2 3 ( 5 ) t h eb e s tc o m b i n a t i o no fe n z y m ea n dt h eo p t i m u mc o n d i t i o n so fe n z y m a t i ch y d r o l y s i s t r e a t m e n t ： c o m b i n a t i n gt h ef o u re n z y m ei np a i r s ，d i de n z y m a t i ch y d r o l y s i st r e a t m e n ti na c c o r d a n c ew i t h t h er a t i oo f1 ：1 t h ec o m b i n a t i o no ft r y p s i na n dp a p a i ns h o wt h eb e s t ，t h eh y d r o l y s i sd e g r e eo f d i f f e r e n to r d e rw a y sw e r e 2 9 8 9 a n d3 0 3 2 a n dh y d r o l y s i sd e g r e eo ft h ed i f f e r e n to r d e rw a y s h a dn os i g n i f i c a n t s o ，t h eb e s tc o m b i n a t i o no fe n z y m ew a s t r y p s i na n dp a p a i n t h eo p t i m u m c o n d i t i o n so fe n z y m ec o m p l e xw e r e ：t e m p e r a t u r e5 5 。c ，p h = 6 5 ，h y d r o l y s i st i m e4 h ，e n z y m e s u b s t r a t er a t i oo f8 0 0 0 u g ，a n dh y d r o l y s i sd e g r e ew a s3 0 0 2 ( 6 ) t h eo p t i m u mc o n d i t i o n so fc h i c k e nf l a v o rs e a s o n i n g ： u s i n gt h eh y d r o l y z e dp r o t e i n ( h a p ) o fx i u s h a nc h i c k e nb o n ea st h eb a s em a t e r i a l ，p r e p a r e d m e a tf l a v o rb ym a f l l a r dr e a c t i o n ，a n dt h e na d d i n gi ns e a s o n i n gs a l tt om a k et h ec h i c k e nf l a v o r i v v v i 第1 章文献综述 第1 章文献综述 1 1 前言 据f a o 统计数据显示，近1 0 年来世界肉类生产中鸡肉产量增长很快，其中亚洲是 鸡肉增长最快的地区。中国是世界第二鸡肉生产大国，2 0 0 9 年我国肉鸡产量约1 3 7 0 万 t ，年产鲜鸡骨约1 3 7 4 1 1 万t 。鸡骨营养相当丰富，蛋白质、脂肪的含量与等量鲜肉相 似，而钙、磷、铁、锌等矿质元素是鲜肉的数倍，并且比例适宜。但是目前我国对包括 鸡骨在内的动物骨的加工利用还比较落后，每年都有大量的动物骨被白白浪费或加工成 附加值很低的产品【1 】。因此，如何合理开展鸡骨的加工和利用是迫切需要解决的问题。 近几十年来，国内外针对鸡骨综合利用开展了广泛研究，并取得大量成果，鸡骨资 源也逐渐得到开发和利用。鸡骨经过加工可制作成骨胶、明胶、鲜骨泥、肉骨粉、骨味 素、骨髓粉等产品，同时还可将鸡骨提取物添加到其他食品中改善产品风味，鸡骨加工 产品在工业、医药、农业上也得以应用【2 1 。我国鸡骨的开发利用比较晚，在其产品的多 样性、加工工艺的优化、产品安全性方面还需进一步改善。利用鸡骨开发高营养、高技 术含量、高附加值的产品具有广阔的前景，对促进我国食品工业的发展具有重要的意义。 1 2 鸡骨的营养价值 动物骨骼是一种名副其实的营养宝库，具有很高的开发利用价值。动物骨骼均含有 丰富的营养成分，特别是蛋白质、矿物质含量较高。不同的动物骨骼中含有的营养成分 差异较大，一般来说脂肪占1 一2 7 ，有机物占1 6 一3 3 ，无机物占2 5 一2 6 。与 猪、牛、羊等家畜骨相比较，鸡骨的脂肪和蛋白质的含量更高，而灰分较低。研究表明 【3 1 ，鸡骨蛋白质及脂肪含量( 1 6 3 ，1 4 5 ) 均高于猪骨( 1 2 ，9 6 ) 、牛骨( 1 1 5 ， 8 ) 、羊骨( 1 1 7 ，9 2 ) 。鸡骨蛋白是较为全价的可溶性蛋白质，生物价高，是优质 的蛋白源。这种资源的开发利用对缓解我国的蛋白质资源紧张有重要意义。鸡骨油中所 含脂肪酸丰富、比例适宜，且含有人体必须的必需脂肪酸。鸡骨中大量存在钙、磷、镁、 钠、铁、钾、氟盐等矿物质，钙( 3 9 5 ) 、磷( 2 0 4 ) 4 1 含量高，且钙磷比( 2 ：1 ) 适合人 体吸收，含铁量是肉的3 倍。除此之外，鸡骨中还含有大量的其它人体必需的营养素【5 1 ， 如磷脂质、磷蛋白各种氨基酸和维生素a 、d 、b l 、b 1 2 等。其中，含有大脑不可缺少的 磷脂质和磷蛋白，可防止衰老和加强皮层细胞代谢的骨胶原与软骨素，能促进肝功能的 蛋氨酶。由此可见，鸡骨具有重要的综合利用和开发价值。 1 3 鸡骨的开发利用概况 鸡骨综合开发利用的产品多种多样，人体上可归为2 人类，即全骨利用产品和骨提 取物产品。 1 得粒径小于5 - 1 吼m 超细低脂鲜骨粉【7 1 。冷冻法营养成分保留较全，但对骨的加丁条件 要求较高；热加工法则会造成营养成分的部分损失。 1 3 2 鸡骨提取物 鸡骨提取物产品是利用水解、分离等加工技术，从鸡骨中分离提取有效成分而得到 的产物，主要包括骨素、骨胶、骨油及水解动物蛋白、蛋白胨、钙制剂等。根据水解方 式的不同，鸡骨提取物的制备工艺主要包括常温常压水煮法、高温高压蒸煮法、酸解法、 碱解法、蛋白酶解法等。 1 3 2 1 鸡骨素 通常所说的鸡骨素，就是以水作为介质，采用一定水解方式，将鸡骨渣中的可溶性 的营养物质( 主要是蛋白质和脂肪等) 提取出来，然后经过真空浓缩而成的天然调味料【8 】。 鸡骨素具有丰富的鲜味成分和呈香物质，含有多种氨基酸、肽和核酸等风味物质，可作 为肉类香精和调料生产的原料或骨味汤料。鸡骨素提取中较少采用碱法提取，因其碱解 过程中易使天然的l 氨基酸发生消旋反应生成d 氨基酸，会产生苦味，还能形成有毒 物质，无生物利用价值。酸解法既利于蛋白的水解，也利于骨头中矿物质成分的提取， 水解液不会出现苦味。酸水解法常用的酸是盐酸、硫酸、磷酸、柠檬酸、醋酸和苹果酸。 林金莺等【9 】采用柠檬酸对鸡骨架进行水解，并确定最佳提取t 艺。王华杰等【1 0 1 采用乳酸 压力法对鸡骨营养成分浸出效果的影响进行研究，通过响应面法进行试验设计，优化工 艺参数。酶解法能彻底水解鸡骨营养成分、提高提取效率，且最好的保留鸡骨营养价值。 封雯娟等【1 1 】报道，采用诺维信公司的含有外切端脸酶的复合风味蛋白酶及复合蛋白酶 2 第1 章文献综述 酶解猪骨、鸡骨架等肉类加工副产品，可以生产风味型肉类抽提物如肉提取物、骨汤、 骨素等。 1 3 2 2 蛋白质水解物 动物水解物从新鲜动物原料中提取，能真实体现相应品种的天然风味【1 2 l 。鸡骨蛋 白经过水解之后，生成多肽和氨基酸，可提高产品的营养价值、改进风味。鸡骨蛋白质 水解物的降解方式有化学降解法和酶降解法。化学法常用酸法和碱法将肽链断裂形成小 分子物质。酸法多采用强酸在高温下反应，反应强烈，设备腐蚀严重，水解彻底，多生 成氨基酸混合物，同时在高温下色氨酸完全被破坏，目前已渐被淘汰；碱法水解因其负 面作用采用较少。与化学法相比较，酶法水解制备蛋白水解物，鸡骨利用更高，水解更 彻底，提取效率更好，风味更纯正。a l d e r n i s s e n x 3 1 研究了胃蛋白酶、枯草杆菌中性蛋 白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶，确定了四种酶的理论最适温度、p h 值和专一性( 优先切 开的肽键1 。解蕊【1 4 】等利用木瓜蛋白酶对鸡骨进行水解，生产鸡骨水解动物蛋白，结果 显示较为成功，木瓜蛋白酶水解6 h 后，水解度可达1 8 左右。王曙光等【”l 比较了多种 不同蛋白酶的水解结果，发现风味蛋白酶和复合蛋白酶对鸡骨泥蛋白的水解效果最佳。 杨铭铎【1 6 l 等人将鸡骨泥进行酶解，通过g c m s 联机分析，鸡骨泥酶解前共鉴定出1 5 种风味物质，而酶解后共鉴定出2 1 种风味物质，得到了鸡骨泥酶解液的风味物质的种 类和数量均比鸡骨泥酶解前增多的科学结论。丁小燕【1 7 1 等以鸡骨泥为原料采用双酶水 解制备动物水解蛋白( h a p ) ，以h a p 为基料，添加氨基酸、还原糖和鸡脂等制备鸡肉香 精，通过美拉德反应制备鸡肉香精。得到的酶解液无任何苦味和异味，h a p 能使产品 的香气饱满、醇厚，加入鸡脂能促进鸡肉特征风味的形成。酶法制备的鸡骨蛋白水解物 营养价值高、水溶性好，可制备低分子肽制品、精制氨基酸、骨索调味品、营养口服液 等高质量水解蛋白制品，具有很好的发展前景。 1 3 2 3 明胶 鸡骨明胶是一种高纯度、低热量的营养物质，含有约8 0 的蛋白质。鸡骨明胶是鸡 骨胶原经升温以及不可逆断裂后的主要产物，所以明胶是胶原纤维的衍生物【1 9 】。鸡骨 明胶的制备分为两个步骤，第一步，从鸡骨中获取胶原，并通过物理化学作用将胶原纤 维的结构破坏；第二步，采用热提法制得明胶。鸡骨明胶制备的传统提取工艺是：鸡骨 - 预处理一骨素一粉碎_ 加水浸泡涨润一调p h 值_ 提胶_ 后处理一鸡骨明胶。传统提 胶工艺是采用逐级升温，分道熬胶工艺。传统提胶方法耗时长、能耗大，同时浓缩本身 也是一个受热的过程，时间延长，会促进次级水解，降低明胶的质量。长时间的加热也 产生颜色反应，使明胶的色泽更黄。刘小玲等【1 8 】在传统方法的基础上，制定新的提取 工艺：骨素一粉碎_ 加h 2 0 2 溶液浸泡涨润一调p h 值一提胶_ 后处理鸡骨明胶。改良 3 1 3 2 4 钙制剂 骨骼中的钙主要以难溶的羟磷灰石结晶形式存在，采用简单物理方法制得的骨骼产 品，都是一种结合型的钙，不利于人体的吸收。利用酶法能有效的促进骨骼中钙转化， 利用蛋白酶能分解骨粉中残留的蛋白质，使骨钙充分分离出来，并与氨基酸作用生成可 溶性氨基酸钙，促进钙的利用。杨桂苹等【2 0 】确定了用木瓜蛋白酶水解骨粉的最佳工艺 条件( p h - - 7 0 ，t = 5 0 。6 0 。c ，t = 8h ) ，得到的骨粉粒径明显小于未酶解前的骨粉粒径。赵 瑞香等【2 1 】利用中性蛋白酶、胰酶和碱性蛋白酶作用于骨粉，得出胰酶可获得最大钙转 化率。梁峙等【2 2 1 利用酸水解后，再用复合酶水解骨骼中钙的工艺路线，使钙质能充分 分离出来，并与氨基酸作用生成可溶性氨基酸钙，促进了钙的作用。此外，学者们正在 探索以生物学方法提高钙制剂的吸收率。王兰等【2 3 】人采用固态发酵制醋工艺改进方法， 使用醋酸菌、甘薯曲菌、酵母菌种对骨头粉进行短期发酵，可把骨头中的无机钙转化为 人体吸收率高达9 3 以上的有机钙。同时把骨中所含大量的蛋白质、少量的脂肪进行分 解，产生人体所必须的各种氨基酸和不饱和脂肪酸，并保存了骨组织中原有的磷质、各 种维生素和铁、锌、铜等微量元素，且不产生任何有毒物质。 1 4 热反应技术及美拉德反应的应用 氨基化合物能够和还原糖或其它羰基化合物之间发生反应【2 4 1 ，在1 9 1 2 年由法国著 名科学家l c m a i l l a r d ( 1 8 7 8 1 9 3 6 ) 偶然发现，因而称为“m a i l l a r d ”反应。反应经过复杂的 历程，最终生成含各种小分子和高分子的棕色甚至黑色的混合物，其中高分子产物也被 称为蛋白黑素、类黑素或类黑精( m e l a n o i d i n s ) 。美拉德反应在于食品加工及贮藏过程中 广泛存在，其不仅能在人们食用食品时带来美妙香味，还能赋予食品诱人色泽，给食品 添加更多“色、香、味”的元素，是形成食品特殊风味的重要途径。 1 4 1 热反应技术和美拉德反应与肉昧调味品 在肉类风味调料加工技术中，热反应技术一直以来被人们作为关键技术进行研究。 因为在肉类调料的风味形成中，主要机理包含脂质氧化降解、美拉德反应、脂质与美拉 德反应产物的相互作用、硫胺素降解反应等，而美拉德反应处于关键性位置【2 5 1 ，所以 4 第1 章文献综述 常常有美拉德增香的说法。硫化物是美拉德反应的产物中最重要的反应产物之一，如果 除去硫化物这类挥发性成分，则加热内类物质几乎不形成的肉香气味。基于对肉类物质 在加热过程中产生风味物质的反应的模拟，以糖类和含硫氨基酸为基础，在热处理过程 中包括脂肪酸的氧化、分解、糖和氨基酸热降解、羰氨反应及各种生成物的多次反应， 产生肉香味的主要反应之一就是美拉德反应，所形成的肉味香精的原料和过程均可看作 是天然的【2 刚。人们在对美拉德反应所产生肉香味的机理做了大量研究，随着研究的不 断深入，这类技术目前被广泛地用于肉类风味调料的制备中，我们可以看到例如：猪肉 香精【2 7 1 、鸭肉香精【2 引、鸡肉香精、烟用香味料、海鲜调味品等等。 1 4 2 美拉德反应与食品抗氧化性 食品在加工和储藏过程中，会不断氧化，含氧自由基就是由食品自身氧化而产生， 特别是脂类氧化现象比较严重，根据大量研究表明：人类多种疾病均可能是由于含氧自 由基导致【2 9 1 。温度、时间、水分、p h 以及反应试剂的浓度和性质等不但影响美拉德反 应产物风味的形成【3 0 1 ，而且美拉德反应产物的性质和结构与反应底物的种类、性质对 抗氧化性的影响也有很大的关系【3 1 】，这些都有待于我们进一步深入研究。 早在在1 9 5 4 年，f r n a z k e 和i v a i n s k y 就发现m r p s 具有抗氧化性，进行了往人造奶 油中添加了甘氨酸葡萄糖的反应产物，来提高人造奶油的抗氧化性的研究【3 2 1 。j i n g 等 研究发现，除了核糖酪蛋白体系显示出对d p p h 有微弱的清除作用外，葡萄糖酪蛋白、 果糖酪蛋白、核糖酪蛋白3 种体系产生的美拉德产物，都对芬顿试剂引发的羟基自由 基具有抗氧化活性【3 引。这说明酪蛋白与糖反应产生的美拉德产物在清除亲水自由基方 面比清除亲脂自由基更有效。 毛善友等研究表明，木糖与甘氨酸、木糖与赖氨酸、木糖与色氨酸、二羟基丙酮与 组氨酸、二羟基丙酮与色氨酸、壳聚糖和葡萄糖的美拉德反应产物有很好的抗氧化作用 1 3 4 1 。师成斌等的研究表明，黑麦芽类黑精( m b m ) 的还原能力是随着浓度的增加而增强 的，并呈现出显著性相关，表明m b m 具有显著的抗氧化性【3 5 1 。 在食品工业生产中，对美拉德反应的抗氧化性的利用已经是一个重要的加工方法。 以往主要是利用一些酚类化合物作为食品抗氧化剂，如丁基羟基茴香醚( b h a ) 、特丁基 对苯二酚( t b h q ) 、二丁基羟基甲苯( b h t ) 、生育酚等。近年来有研究表明，b h a 、b h t 等可能存在致癌的安全隐患，很多国家已经明令禁i ：添加；因此天然抗氧化剂的开发利 用不失为一个解决问题的有效途径【3 6 1 。由于美拉德反应产物具有较强的抗氧化性，并 且反应发生的过程可以认为是天然的，这给研发天然抗氧化剂打开了新局面。 1 5 问题与展望 我国鸡骨开发利用比较晚，在鸡骨综合利用方面存在诸多问题。如从科学研究的角 5 产和消费大国，鸡骨资源丰富，鸡骨的综合利用虽然起步较晚，但已显示了极强的生命 力。随着食品和相关行业的科技进步，酶工程技术及微胶囊、超微粉碎、超临界萃取、 超高压、高真空、纳米等高新技术将会在鸡骨的加工和综合利用中得到更多的应用，鸡 骨加工产品也将被广泛应用于食品、医药、化工、建筑等领域，更多、更好的高附加值 产品将会不断涌现出来。 6 第2 章绪论 第2 章绪论 由于鸡骨加工中还是存在不少的问题有待我们进一步研究。我们可以以牛骨、猪骨的酶 解工艺所采用的方法可作为鸡骨酶解工艺的参考和指导，对酶解液中具体的活性物质可进行 深入研究p t 3 s ，并有望在秀山土鸡这种新资源上得到应用和开发。 同时还原糖和氨基酸在加热时发生美拉德反应，蛋白质和糖发生热分解反应，生成一次 生成物，一次生成物相互间又发生反应得n - 次反应生成物，这些反应生成物综合起来就形 成了肌肉的加热香气p 9 】。 在以上研究的基础上，可以进一步对配方和生产工艺进行优化，以获得风味独特的鸡骨 加工产品。 2 1 目的和意义 秀山是一个有着丰富土鸡资源的宝地。秀山的土鸡肉味独特鲜美，质感较好，是值 得我们去研究和开发的一种食品，但是在其加工过程中会留下大量的副产物，如果这些 副产物得不到好的处理，会对环境造成污染，对可利用资源造成浪费。 鸡骨营养相当丰富，但是目前我国对包括鸡骨在内的动物骨的加工利用还比较落 后，每年都有大量的动物骨被白白浪费或加工成附加值很低的产品。因此，如何合理开 展鸡骨的加工和利用是迫切需要解决的问题。近几十年来，国内外针对鸡骨综合利用开 展了广泛研究，并取得大量成果，鸡骨资源也逐渐得到开发和利用。我国鸡骨的开发利 用比较晚，在其产品的多样性、加工工艺的优化、产品安全性方面还需进一步改善。利 用鸡骨开发高营养、高技术含量、高附加值的产品具有广阔的前景，对促进我国食品工 业的发展具有重要的意义。 只有对鸡骨这类副产物进行加工利用，并且用科学的方法进行研究，秀山土鸡的副产物 问题才能找到合理的解决方法。科学的加工方法，合理的确定加工参数，就能充分利用鸡骨 资源，变废为宝，减少环境污染，解决家禽加工资源综合利用问题，使鸡骨这一优良的资源 得到充分的利用，发挥出巨大的社会意义和经济价值。 2 2 主要研究内容 本课题主要研究内容分为四个部分： 第一部分，对秀山鸡骨粉中的蛋白质、脂肪、灰分、氨基酸组成、常量元素、微量元素 等基本营养成分进行分析测定，评定鸡骨粉的营养价值。 第二部分，以秀山鸡骨粉为原料，以水解度为评价指标，确定预处理鸡骨粉的热加丁处 理和超声波处理的最佳条件。主要确定热处理的最佳处理时间和温度；超卢波处理的最佳处 理时间、超声波功率。 第三部分，在最佳预处理条件下，采用4 种蛋白酶对鸡骨粉进行酶法处理，同样以水解 7 西南大学硕士学位论文 度为评价指标，确定4 种酶的最佳酶解条件。首先确定酶解时间、酶解温度、底物浓度、p h 值、加酶量5 个单因素的最佳条件，再通过正交试验确定4 种酶最佳酶解工艺条件。在此基 础上，分别选用2 种酶按照1 ：1 比例进行复配，并采用先后添加的方式处理鸡骨粉，以水解 度为评价指标，选择出水解效果最好的2 种酶复配方式。 第四部分，根据以上所确定的2 种复配酶对鸡骨粉进行酶解处理，并确定最佳酶解条件。 在最佳酶解条件的基础上，进行此2 种酶最佳酶配比试验，确定最佳酶配比。 第五部分，以上述鸡骨酶解液为基料，通过美拉德反应，然后添加各种辅料制备鸡骨香 精。通过评分法感官评定方法评价香精风味，确定最佳美拉德反应条件。然后通过正交试验 分析得出最佳美拉德反应条件，确定添加辅料配比。 2 3 技术路线 ( 1 ) 秀山鸡骨处理工艺流程： 秀山鸡骨架日清洗日去肉日干燥日超微粉碎( 8 0 目) 亡魂解预处理( 热处理和超声波处理) 匕= 冷却 卸p h 值日 加酶日恒温酶解日灭酶处理日酶解产物。 ( 2 ) 最佳预处理条件的确定 r 一最佳热处理条件：时间、温度 l 秀山鸡骨粉日预处理一 l 最佳超声波处理条件：超声功率、时间 ( 3 ) 最佳酶处理条件、酶组合、复配酶酶解条件的确定 秀山鸡骨粉j 预处理日酶解处理( 中性蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性 蛋白酶4 种酶最佳酶解条件确定：温度、p h 值、时间、底物浓度、酶用量) 匕确解液。 4 种酶两两进行复配采用不同方式进行酶解匕酬据水解度确定最佳酶组合方式习 复配酶最佳酶解条件确定匕= = 复配酶最佳酶配比确定。 ( 4 ) 秀山鸡骨风味调味料制备 秀山鸡骨酶解产物日美拉德反应日添加调味晶制备香精( 确定最佳反应条件) 亡= 秀山鸡骨风味香精。 8 第3 章材料与方法 第3 章材料与方法 3 1 试验材料 新鲜秀山土鸡骨架重庆鲁渝禽业有限公司 3 2 试验试剂 甲醛 钙、镁、钠、钾标准溶液 铁、铜、锰、锌、镍标准溶液 酚酞 碱性品红 胰蛋白酶 中性蛋白酶 木瓜蛋白酶 碱性蛋白酶 3 3 仪器设备 鼓风干燥箱 p h b 8 精密p h 计 1 1 2 8 磁力搅拌器 紫外可见分光光度计 l d 5 2 a 离心机 s q 2 1 1 9 粉碎机 3 4 实验方法 成都科龙化工试剂厂 国家标准物质研究中心 国家标准物质研究中心 重庆东方试剂厂 温州市东升化工试剂厂 上海如吉生物科技有限公司 上海如吉生物科技有限公司 北京奥博星生物技术有限责任公司 上海如吉生物科技有限公司 上海浦东荣丰科学仪器有限公司 上海虹益仪器仪器有限公司 金坛市富华仪器有限公司 上海棱光技术有限公司 北京医用离心机厂 慈溪市西贝乐电器有限公司 3 4 1 鸡骨中基本营养成分测定方法 3 4 11 鸡骨中蛋白质测定 参照g b 5 0 0 9 5 2 0 1 0 食品中蛋白质测定方法中凯氏定氮法m l 。 称取约0 5 9 鸡骨粉，转入干燥的2 5 0 m l 定氮瓶中，同时加入0 2 9 硫酸铜，6 9 硫酸钾及 2 0 m l 硫酸，并将瓶以4 5 0 角斜支电炉上，小心加热，至液体呈蓝绿色澄清透明后，再继续加 热0 5 h 。取下放冷，用去离子水定容至1 0 0 m l 容量瓶中，混匀备用。同时做试剂空白试验。 装好定氨装置，于水蒸气发生瓶内装水至约2 3 处，加甲基红指示液数滴及数毫升硫酸， 以保持水早酸性，加入数粒玻璃珠以防暴沸，加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。向接收瓶内加 ) k 1 0 m l ( 2 0 l ) 硼酸溶液及混合指示液( 1 9 l q j 基红1 份+ l g l 溴甲酚绿5 份) 1 滴，并使冷凝管 9 上端加入石油醚至瓶内容积的三分之二处，于8 0 c 水浴上加热，使石油醚不断回流提取8 h 。 取下接收瓶，8 0 。c 水浴上回流回收石油醚，待接受瓶内石油醚剩l m l - - - 2 m l 时在水浴锅上蒸干， 再于1 0 0 c + 5 。c 干燥2 h ，放干燥器内冷却0 5 h 后称重。重复以上操作直至恒重。 计算公式： l o x - 掣舢。 式中： x - 一试样中粗脂肪的含量，单位为克每百克( g l o o g ) ； m 。接受瓶和粗脂肪的质量，单位克( g ) ； m 旷_ 接收瓶的质量，单位克( g ) ； m 广试样的质量，单位克( g ) ； 用酒精喷灯把该试管口下邶处拉细到4 6 m m ，抽真空l o m i n 后封管。处理过的试管置 l l o c i c 恒温烘箱中水解2 2 h ，拿出冷至室温，摇匀过滤，取1 m 嵫液于5 0 m l 饶杯中，于6 0 恒温水浴蒸干滤液，加入0 0 2 m o l l ，盐酸稀释1 0 倍，用0 4 和m 滤膜过滤上机即可。 分析条件：( 1 ) 分离柱：( 4 6 m m x 6 0 m m ) 洗脱液流速0 4 m l m i n ，柱温7 0 c ，柱压1 0 2 3 0 m p a ； ( 2 ) 反应柱：茚三酮及茚三酮缓冲液流速0 3 5m l m i n ，柱温1 3 5 ，柱压0 9