CN103689664A - 一种纳米鱼骨制品及制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米鱼骨制品及制备方法与应用，属功能食品领域。将清洗干净的鱼骨加适量水浸没，转入高压蒸煮锅蒸煮软化，倾倒蒸煮液，加水漂洗，沥干水分；用筛板孔径为2-10mm的绞肉机破碎鱼骨，干燥，粗粉碎，过140目分样筛，得粒度小于105μm的鱼骨粉或鱼骨泥；向鱼骨粉或鱼骨泥加水，调节分散液水分60-90％，转高能球磨机粉碎，2000-3000rpm、研磨介质尺寸0.5-5cm、介质填充量60％-80％，球磨0.5-2h。本发明的制品无鱼腥味，鱼骨颗粒粒径为100-300nm，钙含量30-50mg/g乳液。纳米鱼骨可稳定分散在乳液中，无沙砾感，可用于强化鱼糜制品中的钙和改善鱼糜制品的质构特性。

Description

一种纳米鱼骨制品及制备方法与应用

技术领域

本发明属于功能食品加工技术领域，具体涉及一种纳米鱼骨及其制备方法和在鱼糜制品中的应用。

背景技术

钙是人体内非常重要、含量最多的一种矿物质。正常人体内钙的含量约占人体重量的1.5%～2.0%，其中99%存在于骨骼和牙齿之中。另外，1%的钙大多数呈离子状态存在于软组织、细胞外液和血液中，与骨钙保持着动态平衡。机体内的钙，一方面构成骨骼和牙齿，另一方面则可参与各种生理功能和代谢过程，影响各个器官组织的活动（Cashman,K.D.Calciumintake,calcium bioavailability and bone health.British Journal of Nutrition(2002),87:169-177）。我国的膳食营养结构是以谷类为主，导致我国居民普遍缺钙。根据对随机抽查的全国31个省的68962人的钙摄入状况调查，大多数人的钙摄入水平只达到适宜摄入量（AI）的20%-60%，达到AI的人群不足5%。11～13岁年龄的青少年达到AI的人数最少，在1.1%-1.7%之间（何宇纳等.中国居民膳食钙的摄入状况.卫生研究.(2007)，36：600-603）。因此，人们除了合理均衡膳食外，还需适当补充额外的钙质。

鱼骨含有丰富的钙、磷等矿物质，而且其钙含量与磷含量的比值接近人体骨骼的钙磷比（2：1），易被人体消化吸收，是一种良好的天然钙源。合理开发和利用鱼骨中的钙将为预防和治疗钙缺乏、骨质疏松提供又一重要途径。鱼骨钙的粒径是决定其生物利用率的一个重要因素。谢雯雯，尹涛，熊善柏等报道了采用分步酶解制备的鱼骨粉和蛋白多肽混合物中钙的生物利用率随着鱼骨粉粒径的减小而显著增加（谢雯雯，尹涛，熊善柏等.鱼骨粉粒径对鱼骨粉－鱼蛋白酶解武混合物中钙生物利用率的影响.食品科学(2013),网络预发表）。Huang S.等报道了纳米碳酸钙和纳米柠檬酸比微米碳酸钙钙和微米柠檬酸具有更高的生物利用率（Huang S.,et al.,Effects of nano calcium carbonate and nano calcium citrate on toxicity in ICRmice and on bone mineral density in an ovariectomized mice model.Nanotechnology(2009),20(37):375102）。开发纳米鱼骨钙对增强鱼骨中钙的生物利用率和改善其感官品质具有重要意义。目前，以鱼骨为原料加工微米鱼骨粉、鱼骨泥功能产品的报道已经很多，而对纳米鱼骨及其相关产品的报道还非常少。公开号CN 102318845A中国专利申请文献报道了一种纳米鱼脊粉的加工方法，是以鱼脊骨为原料，通过烘烤、油炸、破碎、酸解、干燥、脱油、干燥和干法球磨等工序（与本发明的工艺完全不相同）制备粒径为100-300nm的鱼骨粉的方法。但是，该文献的方法是以盐酸溶解鱼骨，以石油醚脱油，此类物质易造成对食品的化学污染，不符合绿色食品的发展方向。另外，该文献的方法工序复杂、能耗大，制备的纳米鱼骨粉易团聚，对后续利用有影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，是针对现有的微米鱼骨的钙生物利用率低、易产生不良口感（沙砾感）和降低鱼糜制品的凝胶强度等问题，以及现有的干法制备的鱼骨粉易团聚和颗粒大小不均匀等问题，提供一种新的功能更好的纳米鱼骨制品及其制备方法与在鱼糜制品中的应用，本发明采用高能球磨湿法制备纳米鱼骨制品，其外观为牛奶状乳白色液体，无鱼腥味，乳液中鱼骨颗粒的平均粒径（D50）为100-300nm，成品中的含量按干基质量百分数计分别如下：粗蛋白质20％-25％，粗脂肪3％-5％的，灰分70-75；按照干基质量计的矿物质含量为：钙200-250mg/g，磷140-160mg/g，镁2-3mg/g，钠1-2mg/g，铜5-10mg/kg，铁3-mg/kg，锌75-79mg/kg，硒65-70mg/kg，氯2-3mg/kg，氟1.31.6mg/kg，碘0.51mg/kg。在鱼糜制品中的应用表明，本发明的纳米鱼骨制品能显著强化鱼糜制品中的钙和改善鱼糜制品的质构特性。

具体地，本发明的技术方案如下所示：

一种纳米鱼骨制品，该制品为牛奶状乳液，制品中的含量按干基质量百分数计分别如下：粗蛋白质20％-25％，粗脂肪3％-6％的，灰分70-75％，其余是洁净水；按照干基质量计的矿物质含量为：钙200-250mg/g，磷140-160mg/g，镁2-3mg/g，钠1-2mg/g，铜5-10mg/kg，铁3-4mg/kg，锌75-79mg/kg，硒65-70mg/kg，氯2-3mg/kg，氟1.3-1.6mg/kg，碘0.5-1mg/kg；

按照如下的步骤制成：

将新鲜鱼骨或者解冻后的鱼骨清洗干净，加入鱼骨2-3倍体积的洁净水，在温度110-120℃、压力0.14-0.20MPa条件下蒸煮软化，蒸煮时间为0.5-1h，再经过脱油，绞碎，粗粉碎，调节水分至60-90％，最后用高能球磨机湿法粉碎和超声波振荡分散，得到鱼骨颗粒平均粒径为100-300nm的鱼骨乳液或鱼骨泥；

其中：

所述的粗粉碎是采用骨泥机进行湿法粉碎，先在磨盘间隙为0.5-1mm，转速为1000-1500rpm条件下粉碎一次，再在磨盘间隙为0.1-0.5mm，转速为2000-3000rpm条件下粉碎一次；

高能球磨机粉碎条件：转速2000-3000rpm，研磨介质尺寸0.5-5cm，介质填充量为60％-80％，球磨时间0.5-2h；

超声波的条件：功率500-1000W，温度10-40℃，时间5-10min。

申请人提供了一种纳米鱼骨制品的制备方法，在于以下步骤：

（1）将新鲜鱼骨或者解冻后的鱼骨清洗，加鱼骨2-3倍重量的洁净水浸没鱼骨，转入高压蒸煮锅中蒸煮软化，倾倒蒸煮液，接着加洁净水漂洗3-5次，再沥干水分；

（2）将上步得到的鱼骨用孔径为2-10mm的筛板的绞肉机破碎，粗粉碎后，将粗粉碎原料过140目筛；

（3）向上步所得粗粉碎原料中加入洁净水，调节水分含量至60％-90％，转入高能球磨机中粉碎，得到纳米鱼骨乳液；

（4）将上步所得的纳米鱼骨乳液置于超声波仪中振荡分散，使纳米鱼骨颗粒均匀稳定分散，得到纳米鱼骨制品；

其中：

步骤（1）中高压蒸煮的条件为：110℃-120℃，压力0.14-0.20MPa，蒸煮时间为0.5-1h。

步骤（2）中粗粉碎是采用骨泥机进行湿法粉碎，先在磨盘间隙为0.5-1mm、转速为1000-1500rpm条件下粉碎一次，再在磨盘间隙为0.1-0.5mm、转速为2000-3000rpm条件下粉碎一次；

步骤（3）中高能球磨机粉碎条件：转速2000-3000rpm，研磨介质尺寸0.5-5cm，介质填充量为60％-80％，球磨时间0.5-2h；

步骤（4）中超声波的条件为：功率500-1000W，温度10-40℃，时间5-10min。

作为本发明的替换方案的其中步骤，上述步骤（2）中的粗粉碎方法还包括将破碎的鱼骨在105℃鼓风干燥箱中干燥3-6h，再用高速粉碎机干法粉碎，过筛，使制品的粒度小于150μm。

本发明的纳米鱼骨制品的应用方法在于：将所得纳米鱼骨制品用于强化鱼糜制品中的钙和改善鱼糜制品的质构特性，以干基计，纳米鱼骨制品的添加量为鱼糜重量的1％。

与现有技术相比，本发明具有以下优点或积极效果：

1）本发明采用湿法高能球磨技术，研磨效率高，鱼骨粒度可以在短时间内达到纳米级别，避免出现长时间湿法加工过程中产生原料腐败等问题；可有效解决干法粉碎过程中因鱼骨粉颗粒产生团聚而产生粒度极限，鱼骨粒度不能达到纳米级别的问题；可有效解决干法球磨中球磨罐死角的部分物料无法研磨而出现粒度不均匀的问题。

2）本发明采用蒸煮软化和脱油技术，有利于提高微米粉碎和纳米粉碎的效率，有利于脱除骨髓中的油脂。

3）本发明在鱼糜制品中添加功能性辅料纳米鱼骨，既可以起到强化钙的作用，又可以改善鱼糜制品的质构特性。纳米鱼骨中释放的钙离子可以激活转谷氨酰胺酶和形成“钙桥”，同时纳米鱼骨颗粒可以填充在鱼糜蛋白网络结构中，起到增强鱼糜制品的凝胶强度。

4）本发明制备的鱼骨的粒度为纳米级，钙的生物利用率高，添加到产品中不产生沙砾感。

本发明与现有技术的比对见表1所示：

表1 本发明与现有技术的主要差别

附图说明

图1：为本发明制备的纳米鱼骨工艺流程图。

图2：为本发明制备的纳米鱼骨的外观图。

图3：为激光粒度仪测定的实施例1制备的纳米鱼骨的粒度分布图，其平均粒度（D50）为280纳米。

图4：为实施例1制备的纳米鱼骨的原子力显微镜观察结果。

图5：为添加实施例1制备的纳米鱼骨和微米鱼骨对鱼糜凝胶强度的影响图。图5中的左图

是添加不同含量纳米鱼骨的鱼糜凝胶的破断力和破断距离；图5中的右图是添加不同含量微米鱼骨的鱼糜凝胶的破断力和破断距离。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明进行进一步的详细说明，但本发明不限于此具体实例，本发明的保护范围由权利要求书来决定。

实施例1：

首先将清洗干净的鱼骨（优选是鱼脊骨，或解冻后的鱼骨或鱼脊骨）切成3cm左右的长段，接着加上鱼骨3倍总量的洁净水浸没鱼骨，转入高压蒸煮锅中并在温度为120℃、压力为0.2MPa条件下蒸煮软化1h；蒸煮结束后，倾倒蒸煮液，接着加洁净水漂洗3次，再沥干水分，以脱除油脂；用筛板孔径为10mm的绞肉机破碎鱼骨，接着用骨泥机进行湿法粉碎，先在磨盘间隙为1mm、转速为1500rpm条件下粉碎一次，再在磨盘间隙为0.5mm、转速为3000rpm条件下粉碎一次，所得到的鱼骨泥过140目的分样筛；调节鱼骨泥水分为90％，转入高能球磨机中粉碎，研磨条件为：转速3000rpm、研磨介质尺寸0.5cm、介质填充量80％和球磨时间90min；最后在功率为1000W、温度40℃条件下振荡分散时间10min，得到纳米鱼骨制品。

本实施例制备的纳米鱼骨制品为乳液，其基本成分、矿物质组成和氨基酸组成见表2。

表2 纳米鱼骨制品的基本组成、氨基酸组成和矿物质测定（以干基计）

实施例2：

首先将清洗干净的鱼骨（或解冻后的鱼骨）切成3cm左右的长段，接着加2倍总重量的洁净水浸没鱼骨，转入高压蒸煮锅并在温度为120℃、压力为0.2MPa条件下蒸煮软化0.5h；蒸煮结束后，倾倒蒸煮液，接着加洁净水漂洗3次，再沥干水分，以脱除油脂；用筛板孔径为2mm的绞肉机破碎鱼骨，接着用骨泥机进行湿法粉碎，先在磨盘间隙为0.5mm、转速为1000rpm条件下粉碎一次，再在磨盘间隙为0.1mm、转速为2000rpm条件下粉碎一次，将所得到的鱼骨泥过140目的分样筛；调节鱼骨泥水分为90％，转入高能球磨机中粉碎，研磨条件为：转速2000rpm、研磨介质尺寸0.5cm、介质填充量60％和球磨时间2h；最后在功率为500W、温度10℃条件下振荡分散时间5min，得到纳米鱼骨制品。

实施例3：

首先将清洗干净的鱼骨（或解冻后的鱼骨）切成3cm左右的长段，接着加2倍总重量的洁净水浸没鱼骨，转入高压蒸煮锅并在温度为110℃、压力为0.14MPa条件下蒸煮软化1h；蒸煮结束后，倾倒蒸煮液，接着加洁净水漂洗3次，再沥干水分，以脱除油脂；用筛板孔径为5mm的绞肉机破碎鱼骨，接着用骨泥机进行湿法粉碎，先在磨盘间隙为1mm、转速为1500rpm条件下粉碎一次，再在磨盘间隙为0.1mm、转速为2000rpm条件下粉碎一次，将所得到的鱼骨泥过140目的分样筛；调节鱼骨泥水分为90％，转入高能球磨机中粉碎，研磨条件为：转速2500rpm、研磨介质尺寸2cm、介质填充量75％和球磨时间2h；最后在功率为800W、温度25℃条件下振荡分散时间10min，得到纳米鱼骨制品。

实施例4：

首先将清洗干净的鱼骨（优选是鱼脊骨，或解冻后的鱼骨或鱼脊骨）切成3cm左右的长段，接着加上鱼骨3倍总量的洁净水浸没鱼骨，转入高压蒸煮锅中并在温度为120℃、压力为0.2MPa条件下蒸煮软化1h；蒸煮结束后，倾倒蒸煮液，接着加洁净水漂洗3次，再沥干水分，以脱除油脂；用筛板孔径为10mm的绞肉机破碎鱼骨，将破碎的鱼骨在105℃鼓风干燥箱中干燥6h，再用高速粉碎机干法粉碎，所得到的鱼骨粉过140目的分样筛；调节鱼骨泥水分为60％，转入高能球磨机中粉碎，研磨条件为：转速3000rpm、研磨介质尺寸0.5cm、介质填充量80％和球磨时间90min；最后在功率为1000W、温度40℃条件下振荡分散时间10min，得到纳米鱼骨制品（纳米鱼骨泥）。

实施例5（试验实施例）对照微米鱼骨和纳米鱼骨对鱼糜凝胶强度的影响

用实施例1的方法制备得到纳米鱼骨乳液。按照鱼骨干重百分比分别为0％、0.1％、0.5％、1％和2％向鱼糜中添加纳米鱼骨乳液，再加入2％的食盐，然后真空低温下斩拌，抽真空排气泡，灌肠，在25℃低温下凝胶化3h，再在90℃温度下加热30min。以微米鱼骨（鱼骨粒径D50<105μm）为对照，微米鱼骨的添加比例与纳米鱼骨的添加比例相同，微米鱼骨凝胶的加工方式与纳米鱼骨凝胶的加工方式也相同。结果见图4。由图4可知，添加0.1-1%的本发明制备的纳米鱼骨制品可显著增强鱼糜制品的凝胶强度。而添加0.1-0.5％的微米鱼骨（对照）对鱼糜的凝胶强度增强不明显，并且微米鱼骨添加量在高于0.5％后降低了鱼糜的凝胶强度。

Claims (4)

1.一种纳米鱼骨制品，其特征在于：该制品为牛奶状鱼骨乳液或鱼骨泥，制品中的含量按干基质量百分数计分别如下：粗蛋白质20％-25％，粗脂肪3％-6％的，灰分70-75％，其余是洁净水；按照干基质量计的矿物质含量为：钙200-250mg/g，磷140-160mg/g，镁2-3mg/g，钠1-2mg/g，铜5-10mg/kg，铁3-4mg/kg，锌75-79mg/kg，硒65-70mg/kg，氯2-3mg/kg，氟1.3-1.6mg/kg，碘0.5-1mg/kg；

按照如下的步骤制成：

将新鲜鱼骨或者解冻后的鱼骨清洗干净，加入鱼骨2-3倍体积的洁净水，在温度110-120℃、压力0.14-0.20MPa条件下蒸煮软化，蒸煮时间为0.5-1h，再经过脱油，绞碎，粗粉碎，调节水分至60-90％，最后用高能球磨机湿法粉碎和超声波振荡分散，得到鱼骨颗粒平均粒径为100-300nm的鱼骨乳液或鱼骨泥；

其中：

所述的粗粉碎是采用骨泥机进行湿法粉碎，先在磨盘间隙为0.5-1mm，转速为1000-1500rpm条件下粉碎一次，再在磨盘间隙为0.1-0.5mm，转速为2000-3000rpm条件下粉碎一次；

高能球磨机湿法粉碎的条件：转速2000-3000rpm，研磨介质尺寸0.5-5cm，介质填充量为60％-80％，球磨时间0.5-2h；

超声波的条件：功率500-1000W，温度10-40℃，时间5-10min。

2.一种纳米鱼骨制品的制备方法，其特征在于以下步骤：

（1）将新鲜鱼骨或者解冻后的鱼骨清洗，加鱼骨2-3倍重量的洁净水浸没鱼骨，转入高压蒸煮锅中蒸煮软化，倾倒蒸煮液，接着加水漂洗3-5次，再沥干水分；

（2）将上步得到的鱼骨用孔径为2-10mm的筛板的绞肉机破碎，粗粉碎后，将粗粉碎原料过140目筛；

（3）向上步所得粗粉碎原料中加入洁净水，调节水分含量至60％-90％，转入高能球磨机中湿法粉碎，得到纳米鱼骨乳液；

（4）将上步所得的纳米鱼骨乳液置于超声波仪中振荡分散，使纳米鱼骨颗粒均匀稳定分散，得到纳米鱼骨制品；

其中：

步骤（1）中高压蒸煮的条件为：110℃-120℃，压力0.14-0.20MPa，蒸煮时间为0.5-1h。

步骤（2）中粗粉碎是采用骨泥机进行湿法粉碎，先在磨盘间隙为0.5-1mm、转速为1000-1500rpm条件下粉碎一次，再在磨盘间隙为0.1-0.5mm、转速为2000-3000rpm条件下粉碎一次；

步骤（3）中高能球磨机粉碎条件：转速2000-3000rpm，研磨介质尺寸0.5-5cm，介质填充量为60％-80％，球磨时间0.5-2h；

步骤（4）中超声波的条件为：功率500-1000W，温度10-40℃，时间5-10min。

3.一种纳米鱼骨制品的制备方法，其特征在于，步骤（2）中的粗粉碎方法还包括将破粉碎的鱼骨在105℃鼓风干燥箱中干燥3-6h，再用高速粉碎机干法粉碎，过筛，使制品的粒度小于150μm。

4.权利要求1所述的纳米鱼骨制品的应用，其特征在于：将纳米鱼骨制品强化鱼糜制品中的钙和改善鱼糜制品的质构特性，以干基计，纳米鱼骨制品的添加量为鱼糜重量的1％。

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