牛骨汤熬煮工艺的试验研究

1、本科毕业论文论文题目： 牛骨汤熬煮工艺的试验研究 学 院： 食品科学与工程学院 专 业： 生物工程 毕业届别： 11届 姓 名： 魏文琪 指导教师： 张玉斌 职 称： 讲 师 甘肃农业大学教务处制二一一年六月目录前言11 材料与方法41.1 材料21.1.1 试验原料与辅料21.1.2 试剂21.1.3 仪器与设备21.2 试验方法31.2.1 牛骨汤工艺的烹制流程31.2.2 原料牛骨基本成分的测定31.2.3 牛骨汤调味料配方的优化31.2.4 煮骨工艺的单因素试验31.2.5 正交优化煮骨工艺试验设计41.2.6 正交优化牛骨汤基础配方试验设计41.2.7 指标测定方法41.2.8 感官

2、评价52 结果分析与讨论52.1 原料牛骨基本成分的测定52.2 牛骨汤调味料配方的确定62.3 单因素试验72.3.1 不同骨粒径对骨汤蛋白质含量的影响结果72.3.2 不同料液比对骨汤蛋白质含量的影响结果72.3.3 不同煮骨时间对骨汤蛋白质含量的影响结果82.4 正交优化煮骨工艺试验92.4.1 煮骨工艺对骨汤中蛋白质含量的影响92.4.2 煮骨工艺对骨汤中固形物含量的影响102.4.3 煮骨工艺对牛骨汤感官评定的影响112.4.4 煮骨工艺的优化结果122.5 牛骨汤基础配方试验结果123 结论14参考文献15致 谢16牛骨汤熬煮工艺的试验研究魏文琪（甘肃农业大学 食品科学与工程学院

3、甘肃·兰州 730070）摘要：本课题以新鲜牦牛骨为原料，研究了原辅料、调味料及不同骨粒径、煮骨时间、骨水比条件对牛骨汤品质的影响，并对不同工艺得到的牛骨汤进行了感官评价，旨在得到牛骨汤熬煮的良好配方及工艺。综合理化分析、感官评价及正交试验得到牛骨汤调味料的优化配方为(g/500g牛骨汤)：食盐0.35g、胡椒0.8g、花椒0.6g、鸡精1.1g。熬煮工艺条件为:骨粒径4cm、骨水比1:4、煮骨6h。辅料添加量为(g/500g牛骨)：鸡肉70g、牛肉20g、胡萝卜50g。关键词：牛骨汤 熬煮 工艺优化 感官评价前言我国是世界肉食消费量第一大国，每年可产生近2000万吨的各类禽畜骨头。

4、在目前的消费市场，除排骨和腔骨可直接用于饮食而且需求较大，以及牛硬骨可用于生产市场热销的明胶且收购价较高外，其他骨头均销路不佳，而且收购价格低，所以绝大多数骨头都没有得到充分利用。不仅造成巨大的浪费，还会因骨头富含的营养物质易于腐败而造成严重的环境污染1。畜禽骨新的综合利用可产生骨素、明胶、骨胶、骨碳和骨粉等。它们在日常生活中都起着重要的作用。因此，畜禽骨的综合开发利用具有十分重要的意义。骨骼约占动物体重的20%-30%，是一种营养价值非常高的肉类加工副产品。鲜骨所含营养素非常丰富，其蛋白质和脂肪含量与肉类相似，研究发现：牛骨中蛋白质含量和脂肪含量分别为11.5%和8.5%，牛肉中分别为18.

5、0%和16.4%。骨骼中的蛋白质90%为胶原、骨胶原及软骨素，这些物质有加强皮层细胞代谢和延缓衰老的作用2。骨中含有构成蛋白质的所有氨基酸，且比例均衡，必需氨基酸水平高，属于优质蛋白。鲜骨中还含有大量的钙磷盐、生物活性物质、矿质元素、柠檬酸盐和维生素等，骨髓中有大脑不可缺少的磷脂质、磷蛋白等 以及促进肝功能造血物质的蛋氨酸和神经传递物质等多种特有成分。另外，骨骼中钙磷含量高，分别为19.3%和9.39%，Ca:P比值近似2:1，是人体吸收钙磷的最佳比例3。可见，骨头是一种名副其实的优质营养源。汤是膳食结构的重要组成部分之一, 讲究色、香、味及营养。骨汤因含有较高的水溶性营养成分、味道鲜美、营养

6、丰富以及食用方便等特点而深受人们的喜爱。很多地方小吃如牛骨头汤粉、汤面也颇受欢迎4。然而，由于骨头汤制作大多是小作坊模式，自备自用，且传统汤类的制作方法耗时长, 营养损失多，很难满足人们对食品质量的要求，尤其在野外等特殊条件下, 汤的制作受到很大限制，质量很难得到控制，因此不能形成规模效应，不利于大规模工业化生产和提高肉类加工业的附加值5。真空冻干牛骨汤，采用真空冷冻干燥技术制作而成, 是新型高档的骨汤料, 可以最大程度地保持汤的营养, 且原料形状、颜色、味道与鲜汤基本相同。食用时即冲即饮,方便快捷。产品重量轻、便于携带运输、易于长期保存6。目前, 我国市场上这类产品很少, 为使质优的汤料能有

7、更广阔的市场, 推广先进的真空冻干加工技术, 本试验对真空冻干牛骨汤的工艺进行了研究，本人主要负责牦牛骨汤熬煮工艺的试验研究。1 材料与方法1.1 材料1.1.1 试验原料与辅料新鲜牛棒骨、鸡架骨、鸡肉、牛肉、香葱、生姜、胡萝卜，购于农贸市场。食盐、鸡精、花椒、胡椒、白芸豆，购于华联超市。 试剂盐酸、氢氧化钠、浓硫酸、硫酸铜、硫酸钾，所用化学试剂均为分析纯。 仪器与设备YX280B手提式不锈钢蒸汽消毒器 上海三申医疗器械有限公司美的电磁炉 广东美的电器有限公司FA/JA系列分析天平 上海佑科仪器仪表有限公司HX-T系列多功能电子天平 浙江省慈溪市天东衡器厂HHS型电热恒温水浴锅 上海博讯实业有

8、限公司强力破骨机 廊坊惠友机械公司DHG-9240A电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏试验设备有限公司802索式抽提器 天津市玻璃仪器厂 QSL-08型消化炉 北京强盛分析仪器制造中心QSY型凯式定氮仪 北京强盛分析仪器制造中心1.2 试验方法 牛骨汤工艺的烹制流程新鲜牛骨破碎清洗沸水预煮2min去浮沫高压30min加冷水熬煮(煮后去骨渣)骨汤纱布过滤去油脂滤得汤液工艺操作要点7：(l)样品前处理：将破碎后的鲜牛棒骨冷水清洗后，在沸水中预煮两分钟，然后用冷水冲洗，于高压锅中加入一定量水压制30min。 (2)样品煮制：将前处理好的样品，生姜、葱段、白芸豆、胡椒、花椒以及鸡架骨放入锅中，加入设定量的冷

9、水，大火煮沸30min，然后按设定的时间小火熬煮，为增加汤的稠度和汤汁的厚感，可加入适量的鸡肉丁和牛肉丁。(3)骨汤去脂与过滤：将每次汤汁收集于不锈钢盆中冷却，用纱布过滤滤除骨渣并将油脂分离冷藏。 原料牛骨基本成分的测定对原料牛骨进行了水份含量、蛋白质含量、脂肪含量和钙含量的测定。 牛骨汤调味料配方的优化选取了现今在食品中常用的几种调味料进行牛骨汤调味料的优化试验。进行四因素三水平的正交试验，以感官评定作为指标来优化牛骨汤调味料的配方。L9(34)因素水平编码表，见表1。表1因素水平编码表水平食盐g(A)胡椒g(B)花椒g(C)鸡精g(D)1233.003.504.000.40.81.20.3

10、0.60.90.50.81.1 煮骨工艺的单因素试验以汤中蛋白质含量为评价指标，研究了骨粒径、骨水比和煮骨时间对骨汤品质的影响，确定较佳的煮骨工艺参数范围。 正交优化煮骨工艺试验设计在骨粒径、骨水比和煮骨时间三者单因素试验结果分析基础上，根据上述因素进行三因素三水平的正交试验，以骨汤中蛋白质含量、骨汤中固形物含量以及牛骨汤感官评定为指标优化熬骨工艺以获得最佳煮骨工艺参数。L9(34)因素水平编码表，见表2。表2因素水平编码表水平骨粒径cm(A)料液比(B)煮骨时间h(C)1233451:31:41:5456 正交优化牛骨汤基础配方试验设计经预实验筛选确定了牛骨汤基本配方组分：鸡肉、牛肉和胡萝卜

11、。对三种组分的添加量进行单因素试验，确定基本组分的添加量范围。以鸡肉、牛肉和胡萝卜作为因素，以感官评定作为指标进行主要辅料三因素三水平正交试验，来优化牛骨汤的基础配方。L9(34)因素水平编码表，见表3。表3因素水平编码表水平鸡肉丁g(A)牛肉丁g(B)胡萝卜g(C)123305070403020305070 指标测定方法.1 水分的测定恒温干燥法（GB/T5009.3-2003），取3次平行测量的平均值。.2 蛋白质的测定半微量凯氏定氮法（GB/T5009.3-2003），取3次平行测量的平均值。.3 固形物含量的测定用阿贝折光仪测定。取两次测定的算术平均值作为结果。 感官评价采用五人评分法

12、，以颜色外观、香气、滋味、稠度、可接受性作为牛骨汤的感官鉴定指标进行分析。按评分表中的方法评分，并记录数据8。香气的评定：将样品置于鼻子正下方约 5cm处，深吸入一口气，鉴定样品释放的气味，重复5次，按评分表方法评分并记录数据。滋味的评定：将样品置于口中，仔细慢慢品味，使之充满口腔，缓慢吞咽，鉴定样品的味道。重复5次，按评分表方法评分并记录。稠度的评定：将样品置于口中使之充满口腔，鉴定样品的粘稠度、滑爽度等情况，重复5次并记录。可接受性的评定：根据个人的感官，对样品整体的偏好程度进行评定并记录结果。感官鉴定的人员必须要做到固定，在进行感官鉴定前，不宜过饱或者过饿及食用辛辣刺激性的食品，评委在进

13、行鉴定前要用温白开水漱口，在评定过程中不得相互交流。表4骨汤感官品质评分标准评分标准性能指标颜色外观香气滋味稠度可接受性1色泽灰暗有突出异常气味有异常口味很低很差2灰白有异常气味有不舒服味道低差3白灰无气味无明显口味适中一般4白色有正常香气有正常口味很稠好5乳白色特征香气浓郁特征口味醇厚稠很好2 结果分析与讨论2.1 原料牛骨基本成分的测定原料牛骨的基本成分见表5。表5鲜牛骨成分分析名称水分(%)蛋白质(%)脂肪(%)钙(mg/100g)鲜牛骨64.212.68.25682.2 牛骨汤调味料配方的确定牛骨汤调味料配方正交优化试验的感官评定结果见表6，极差分析结果见表7。表6正交优化试验感官评定

14、结果处理号食盐g(A)胡椒g(B)花椒g(C)鸡精g(D)感官评分试验13.00.40.30.519.00试验23.00.80.60.820.00试验33.01.20.91.120.50试验43.50.40.61.124.00试验53.50.80.90.523.00试验63.51.20.30.823.50试验74.00.40.90.815.00试验84.00.80.31.114.00试验94.01.20.60.512.00均值119.83319.33318.83318.000均值223.50019.00018.66719.500均值313.66718.66719.50019.500极差9.83

15、30.6660.8331.500表7正交优化试验极差分析结果变异来源偏差平方和自由度F比F临界值显著性食盐148.16723.8363.110*胡椒0.66720.017花椒1.16720.030鸡精4.50020.117误差154.508从表7中可以看出各因素对骨汤品质影响大小关系为A>D>C>B，即对骨汤感官影响最大的是食盐的添加量，其次是鸡精和花椒，影响最小的是胡椒。从表6中可以看出处理组4的感官评定分数最高，表明在这种配方组合下牛骨汤的接受性最高，风味最受欢迎。综合方差分析即得最优配方为A2B2C2D3，对应的牛骨汤最佳调味料配方参数为(g/500g骨汤)：食盐0.3

16、5g，胡椒0.8g，花椒0.6g，鸡精1.1g。2.3 单因素试验 不同骨粒径对骨汤蛋白质含量的影响结果为了研究骨粒径对骨汤熬煮的影响，本试验对三种骨粒径(5cm骨块、4cm骨块和 3cm骨块)对骨汤蛋白质含量的影响进行了研究，结果见图1。图1 不同骨粒径对骨汤蛋白质含量的影响Fig.1 Effects of different bones sizes for contents of protein由图1可以看出随着骨粒径由5cm、4cm、3cm依次减小，骨汤中蛋白质含量则依次递增。由上结果可知骨粒径越小对牛骨中内含物的溶出越有利，但随着骨粒径越小，骨汤的色泽加深，腥味也有所增加显著，所以在加

17、工过程中，有必要适当对骨的破碎度予以控制。因此，选取4cm骨粒径进行后续工艺试验的研究。2.3.2 不同料液比对骨汤蛋白质含量的影响结果料液比，即牛骨投入量与加水量之间的质量比值。为了研究料液比对骨汤熬煮的影响，本试验对4种不同料液比(1:2、l:3、1:4、1:5)对骨汤蛋白质含量的影响进行了测定，结果见图2。图2不同料液比对骨汤蛋白质含量的影响Fig.2 Effects of different proportion of bone and water for contents of Protein图2中所显示的骨汤蛋白质含量为不同料液比下煮骨4h的试验结果。由图可知，当料液比扩大到1:4

18、时，汤汁蛋白质含量提升显著，而进一步再扩大料液比，其汤汁蛋白质含量的升高趋势则平缓。所以，选取料液比为1:4进行后续工艺试验的研究。液料比不是决定汤中营养呈味物质提取的关键因素，只是主要因素，所以液料比的选择应根据最后成品的浓度和采用的工艺来决定。 不同煮骨时间对骨汤蛋白质含量的影响结果煮骨时间是影响牛骨汤煮制的主要因素。为了研究煮骨时间对骨汤煮制的影响，本试验对不同骨汤煮制时间对骨汤蛋白质含量影响进行了研究，即从1h后起，每隔1h对骨汤蛋白质含量影响进行了测定，结果见图3。图3不同煮骨时间对牛骨汤蛋白质含量的影响Fig.3 Effects of cooking time on soup fo

19、r contents of Protein从图3中可以看出，煮骨时间从4h-8h区间内，骨汤中蛋白质含量提升比较快，而煮骨时间在lh-4h、8h-10h这两个区间内，骨汤中蛋白质含量提升趋势较平缓。由图3可知，骨汤蛋白质含量大体上是与煮骨时间成正相关的。煮骨时间越长汤中的蛋白含量越高，同时也可能由于水分的蒸发，使蛋白得到浓缩，进一步提高了蛋白含量。因此，骨汤中蛋白质含量的变化只能在一定程度上解释煮骨时间对骨汤品质的影响，骨汤中蛋白质含量不可完全确定最佳的煮骨时间区间。2.4 正交优化煮骨工艺试验在骨粒径、骨水比和煮骨时间三者单因素试验结果分析基础上，进行三因素三水平的正交试验，以主要理化指标及

20、牛骨汤感官评定指标来优化熬骨工艺，获得最佳煮骨工艺参数。 煮骨工艺对骨汤中蛋白质含量的影响正交试验各处理组的骨汤中蛋白质含量测定结果，见图4。图4煮骨工艺对骨汤中蛋白质含量的影响Fig.4Effects of different cooking models for Protein content of bone soup牛骨在熬煮后，骨头受到高温的作用，结构变得相对松散，可溶性物质向外扩散。汤中的粗蛋白含量的增加均是由于骨骼中的蛋白质降解渗出所致。3、5、7号工艺下骨汤中蛋白质含量较高，这可能是因为高温下熬煮较长时间后，一部分蛋白质从骨头中转移出来，使得蛋白质含量较高。表8骨汤蛋白质含量结果

21、分析表变异来源偏差平方和自由度F比F临界值显著性极差骨粒径12.57820.0583.1102.777料液比104.94620.4808.360煮骨时间752.34723.442*22.290空列4.54920.0211.633误差874.428由表8骨汤蛋白质含量结果方差分析，可以看出煮骨时间和料液比在煮骨工艺中对骨汤中蛋白质含量影响显著，而骨粒径对其影响不大。其中影响最大的是煮骨时间，这可能由于长时间的熬煮使骨头中的蛋白质溶出来，从而使骨汤中蛋白质含量升高。 煮骨工艺对骨汤中固形物含量的影响 正交试验各处理组骨汤中固形物含量测定结果，见图5。图5-煮骨工艺对骨汤中固形物含量的影响Fig.5

22、 Effects of different cooking models for soluble solids in soup汤中固形物的增加初期主要来源于原料中的水溶性物质，如维生素、无机盐及胶原蛋白等，它们都能较快的溶于汤中，随后是深层的水溶性物质的逐步外移，及一些大分子不溶性物质的水解。由图5可以看出，采用7号工艺煮制骨汤时，熬煮时间较长、料液比最小，使得大量可溶性物质更易于溶入汤中，使得汤中固形物含量最高。表9骨汤中固形物含量结果分析表变异来源偏差平方和自由度F比F临界值显著性极差R骨粒径1.55520.1758.6501.000料液比17.55621.9753.334煮骨时间13.5

23、5621.5253.000空列2.88920.3251.333误差35.568由9汤中固形物含量结果方差分析，通过F值可以看出，骨粒径、煮骨时间和料液比在煮骨工艺中对汤中固形物含量影响均不太显著。由R值可以看出影响最大的是料液比，煮骨时间次之，影响最小的是骨粒径。 煮骨工艺对牛骨汤感官评定的影响煮骨工艺正交优化试验的骨汤感官评定结果见表10，感官评定结果的方差极差分析表见表11。表10正交优化试验感官评定结果实验序号骨粒径cm(A)料液比(B)煮骨时间h(C)空列感官评分131:34113231:45220331:56323441:35319541:46124641:54214751:3622

24、2851:44315951:55118均值118.66718.00014.00018.333均值219.00019.66719.00018.667均值318.33318.33323.00019.000极差0.6671.6679.0000.667表11感官评定结果方差分析表变异来源偏差平方和自由度F比F临界值显著性骨粒径0.66720.0213.110料液比4.66720.146煮骨时间122.00023.812*空列0.667920.021误差128.008由表10煮骨工艺优化试验的骨汤感官评定结果，可以看出3号、5号、7号处理组的感官综合评分相对较高。5号处理组的感官评分结果最高。由表11煮

25、骨工艺优化试验的骨汤感官评定的方差极差分析结果，可以看出：骨粒径、煮骨时间、料液比三因素中对综合感官评定的影响主次关系为C>B>A，最优方案为A2B2C3，即骨粒径 4cm，骨水比为1:4，煮骨时间6h。 煮骨工艺的优化结果由以上理化指标及感官评定指标方差极差结果分析可以得出，煮骨时间和料液比是主要影响因素。经综合分析得到煮骨工艺方案为:骨粒径 5cm、骨水比l:4、煮骨时间6h。2.5 牛骨汤基础配方试验结果牛骨有其特有的腥味，单独熬煮时牛骨汤缺少鲜味和香味。添加少量鸡肉、牛肉和胡萝卜熬煮可明显增添牛骨汤的鲜味和香气，使汤汁更加醇厚，增加汤的稠度和汤汁的厚感，还能去除牛骨的不良腥

26、味。其添加量应在考虑成本的基础上着重考虑对牛骨汤风味的改善作用。图6配料对骨汤感官评价影响Fig·6 The effect of the ingredients on senseroy evaluation由图6可以看出，随单种铺料加入量的增加，感官评价得分整体上升趋势明显，但当加入量在50g-70g时，感官评定分值上升趋势明显，当辅料加入量大于70g后，感官评定分值开始呈下降趋势。这主要是因为在铺料加入量太少时汤灰白清淡、腥味浓，骨汤风味不易接受，当铺料加入量在一定范围内时，对牛骨汤的品质改善明显，而当配料量添加量过大时，牛骨汤又失去了原本的特色风味。进行主要辅料三因素三水平的正交

27、试验，正交优化试验感官评定结果见表12。感官评定结果的方差极差分析结果见表13。表12正交优化试验感官评定结果处理号鸡肉丁g(A)牛肉丁g(B)胡萝卜g(C)空列感官评分试验1204030113.78试验2203050215.24试验3202070312.96试验4504050318.92试验5503070117.46试验6502030220.58试验7704070223.48试验8703030322.76试验9702050124.00均值113.99318.72719.04018.413均值218.98718.48719.38719.767均值323.41319.18017.96718.21

28、3极差9.4200.6931.4201.554表13正交优化试验结果方差分析结果变异来源偏差平方和自由度F比F临界值显著性鸡肉133.2523.7653.110*牛肉0.74420.021胡萝卜3.28920.093空列4.28420.121误差141.588由表12熬骨主要辅料配方优化试验的骨汤感官评定结果，三种辅料因素对骨汤品质影响关系大小为A>C>B，所以确定的最优配方为A3B3C1，即牛骨汤的最佳辅料工艺参数为(g/500g牛骨)：鸡肉70g、牛肉 20g、胡萝卜50g。3 结论由于骨汤中反应复杂，成分很多，各自对整体品质的贡献不一样，本试验只对部分指标测定进行了分析，其它

29、指标有待测定和进一步研究。考虑到能量的消耗及工艺的简化，经综合分析得：（1）牛骨汤调味料的正交优化配方为(g/500g牛骨汤)：食盐0.35g、胡椒0.8g、花椒0.6g、鸡精1.1g。（2）结合熬骨工艺试验优化得到的煮骨工艺为(g/500g牛骨汤)：骨粒径4cm、煮骨时间6h、骨水比l：4。（3）由正交试验优化得到得牛骨汤辅料添加量为(g/500g牛骨汤)：鸡肉70g、牛肉20g、胡萝卜50g。参考文献1杨迎伍,张利,李正国.畜骨的营养价值开发现状.食品科技.2002,(1):60622向聪,马美湖.畜骨综合利用与产品开发研究进展,肉类研究,2009,(6):7884 3赵玉红.骨的综合利用

30、.肉类工业,2001,(3):21234殷海吕.骨头汤养生成时尚.食品与健康.2002,(l):225李光辉,钟世荣.传统调味高蛋白汤的调料化研究与开发,2007,(2):13166孔凡真.真空冻干食品市场前景广阔J.包装与食品机械,2003,(1):23257王向东.真空冻干方便汤加工技术J.中国食品学报,2006,(3):1571588谭贝妮,马美湖.牛骨汤煮制工艺条件的研究,食品科学,2010,10:29309孔凡真.开发冻干食品的技术与设备J.中外食品,2004,(3):414210叶明泉.鲜骨加工技术研究进展J.食品工业科技,1999,(3):262911魏庆瑞,宋继林.食品真空冷冻

31、干燥技术研究J.黑龙江科技信息,科技论坛12吴立芳,马美湖.我国畜禽骨骼综合利用的研究进展J.现代食品科技,200513丁耐克.食品风味化学.北京:中国轻工业出版社,200314梁剑锋,刘婷婷,余精中.方便面汤料的现状及发展趋势.江苏调味副食品,2007,(01):6915Barbara AeamPoraZellner,et al Gaschromato graphyes-oflactometry in food flavour analysis. Journal of Chromatography A,2008:123143, 2005.53(13):p.53775378致 谢在大学的四年里，我非常感谢甘肃农业大学食品科学与工程学院提供给我的学习机会，特别是在我完成论文期间，张玉斌老师给予了我许多具体的指导，提出了很多宝贵的意见。张老师的施教方法、为师风范以及严谨治学的态度，都使我终生受益。在此，谨向恩师表示深深的感谢。同时感谢韩玲老师在实验过程中给予我的宝贵意见以及郭兆斌老师为我提供了完成试验所需的实验仪器，还有兰州科近真空冻干技术有限公司李斌