CN109892475A - 一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺,包括以下步骤：按1:1的料液比将每120g的金枪鱼骨和蒸馏水混合，得a1混合液，再向a1混合液中加入胰蛋白酶和中性蛋白酶对其进行酶解，然后将鱼骨煮沸灭酶后，在400～1200W的微波功率下进行微波加热处理，微波加热时间为30～150分钟；最后通过粉碎机对鱼骨进行粉碎后，得成品骨粉。本发明能够有效提高金枪鱼骨粉的利用率和使用效果。

Description

一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺

技术领域

本发明涉及一种鱼骨粉的制备工艺，特别是一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺。

背景技术

金枪鱼因其高营养、高食用价值的特点，目前普遍被加工制成金枪鱼生鱼片和鱼罐头受到全世界消费者的喜爱；但金枪鱼骨作为金枪鱼加工业的副产物之一，因其经济效益低下通常与内脏等其他副产物一起被废弃。但由于金枪鱼骨中的钙含量十分丰富，且鱼骨中的钙磷比例符合人体需求，因此能够将金枪鱼骨加工制成可利用的鱼骨粉饲料或补钙制剂，则可大大提高对金枪鱼的利用率并产生较大经济收益。

目前对骨粉的制备方法主要为机械粉碎法。但这种方法虽具有粉碎效率高、成本低、操作简便等特点，但其制成的骨粉粒径较大，且颗粒表面较为完整，而骨钙粉的粒径越小，其孔隙率和表面积就越大，表面吸附力、溶解性和分散性能就越好；并且骨粉颗粒表面的完整性越高，其溶解性和分散性能越差，导致传统对骨粉的制备方法制备得到的骨粉普遍存在粒径大、利用率低的问题，无法满足用户的需求。此外，目前的市面上也没有专用于金枪鱼骨粉的制备工艺，导致常规工艺制备得到金枪鱼骨粉会进一步降低其利用率和使用效果。因此，现有粉碎方法制得的金枪鱼骨粉存在利用率低和使用效果差的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺。它能够有效提高金枪鱼骨粉的利用率和使用效果。

本发明的技术方案：一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺，包括以下步骤：

①按1:1的料液比将每60～140g的金枪鱼骨和蒸馏水混合，得a1混合液，再向a1混合液中加入胰蛋白酶和中性蛋白酶对其进行酶解，得A鱼骨；

②将A鱼骨煮沸灭酶，得B鱼骨；

③将B鱼骨在400～1200W的微波功率下进行微波加热处理，微波加热时间为30～150分钟；得C鱼骨；

④通过粉碎机对C鱼骨进行粉碎后，得成品鱼骨。

前述的一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺中，所述步骤①中金枪鱼骨在与蒸馏水混合前，先通过沸水浴对金枪鱼骨烫漂3分钟，去除表面杂质后再在120℃环境下对金枪鱼骨蒸煮20分钟。

前述的一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺中，所述步骤①中胰蛋白酶和中性蛋白酶的加入量相同，均为金枪鱼骨质量的0.5％。

前述的一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺中，所述步骤①中金枪鱼骨的酶解时间为1小时，酶解温度为55℃，所述步骤②中A鱼骨的煮沸时间为10分钟。

前述的一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺中，所述步骤①中金枪鱼骨在混合时的质量为120g。

前述的一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺中，所述步骤③的具体步骤为：将B鱼骨在800W的微波功率下进行微波加热处理，微波加热时间为90分钟；得C鱼骨。

与现有技术相比，本发明在对金枪鱼骨进行粉碎前通过微波加热，能够有效破坏金枪鱼骨的表面完整性，使金枪鱼骨表面形成疏松的海绵状结构并产生大量缝隙，从而促进粉碎机对金枪鱼骨使粉碎效果，相比常规方式缩小了金枪鱼骨粉在粉碎后的粒径，并使金枪鱼骨粉的粒径分布更加均匀，从而提高了金枪鱼骨粉的利用率和使用效果；当骨粉的粒径减小后，还能够促进其与生物酶的酶解反应，进而减少金枪鱼骨粉在酶解后的蛋白和骨胶原杂质，提高矿物元素的相对含量，使金枪鱼骨粉具有良好的溶解性和分散性能；通过对待粉碎的金枪鱼骨质量、微波加热处理时的微波功率和微波时间的进一步优化，能够有效提高微波加热对金枪鱼骨的处理效果，使金枪鱼骨在粉碎后的平均粒径能够达到16.627μm，其骨粉在酶解后的钙磷含量能够达到19.23％和14.98％，进一步提高了金枪鱼骨粉的吸收效率和使用效果。

此外，本发明针对微波处理对金枪鱼骨的处理效果进一步设定了相应的前处理工艺并优化其工艺参数，使微波加热能够提高对金枪鱼骨的处理效果；当金枪鱼骨经酶解和微波加热产生裂纹后，还能降低粉碎机对金枪鱼骨的粉碎难度，并降低金枪鱼骨在粉碎后的团聚现象，从而有效缩短金枪鱼骨所需的粉碎时间，提高其粉碎效率。所以，本发明能够有效提高金枪鱼骨粉的利用率和使用效果。

附图说明

图1是普通金枪鱼骨粉和是微波金枪鱼骨粉在粉碎后的粒径对比图；

图2是普通金枪鱼骨粉在扫描电镜下的表面结构图；

图3是微波金枪鱼骨粉在扫描电镜下的表面结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺，包括以下步骤：

①按1:1(g/mL)的料液比将每60～140g的金枪鱼骨和蒸馏水混合，将PH值调至7.5后，得a1混合液，再向a1混合液中加入胰蛋白酶和中性蛋白酶对其进行酶解，得A鱼骨；

②将A鱼骨煮沸灭酶，得B鱼骨；

③运用微波炉将B鱼骨在400～1200W的微波功率下进行微波加热处理，微波加热时间为30～150分钟；得C鱼骨；

④通过粉碎机对C鱼骨进行粉碎后，得成品骨粉；粉碎机可选用市售的高速万能机械粉碎机。

所述步骤①中金枪鱼骨在与蒸馏水混合前，先通过沸水浴对金枪鱼骨烫漂3分钟，去除表面杂质后再在120℃环境下对金枪鱼骨蒸煮20分钟。

所述步骤①中胰蛋白酶和中性蛋白酶的加入量相同，均为金枪鱼骨质量的0.5％。

所述步骤①中金枪鱼骨的酶解时间为1小时，酶解温度为55℃，所述步骤②中A鱼骨的煮沸时间为10分钟。

所述步骤①中金枪鱼骨在混合时的质量为120g。

所述步骤③的具体步骤为：将B鱼骨在800W的微波功率下进行微波加热处理，微波加热时间为90分钟；得C鱼骨。

本发明的工作原理：本发明通过对金枪鱼骨的微波加热处理，可以有效破坏金枪鱼骨的完整性，使金枪鱼骨在微波作用下产生缝隙，从而促进粉碎机对金枪鱼骨的粉碎效果，缩小金枪鱼骨粉在粉碎后的粒径。通过金枪鱼骨在微波后产生的微孔和缝隙，还可以提高其在粉碎过程中的分散性，从而避免团聚现象的产生，降低了粉碎机对金枪鱼骨的粉碎难度并提高金枪鱼骨粉在粉碎后的粒径均匀度；使金枪鱼骨粉具有良好的利用率和使用效果。本发明还针对微波加热对金枪鱼骨的粉碎效果进一步优化了相应的工艺参数，从而使金枪鱼骨粉在粉碎后的粒径达到最小，并相比直接通过机械粉碎的方式提高对金枪鱼骨粉的溶解性和易吸收性能，提高金枪鱼骨粉的使用效果。

实验例1：采用单因素轮换法，以产品质量(A)、微波功率(B)和微波时间(C)为考察因素，依次选取质量为60g、80g、100g、120g和140g的金枪鱼骨作为样品，并分别设置微波功率为400W、600W、800W、1000W和1200W，微波加热时间为30分钟、60分钟、90分钟、120分钟和150分钟，共17组金枪鱼骨实验组；然后按本发明所述的粉碎方法对17组金枪鱼骨实验组进行粉碎；粉碎后得到的金枪鱼骨粉采用激光粒径分布仪测定其粒径，测定结果如表1所示，响应值即鱼骨粉粒径：

表1金枪鱼骨粉粒径测定结果

由测定结果可知，当金枪鱼骨样品在60～140g范围内时，金枪鱼骨粉粒径随着样品质量的增加先降低而后升高，在样品质量为120g时，鱼骨粉粒径最小；当微波功率在400～1200W范围内时，金枪鱼骨粉粒径呈现先减小后增大，在微波功率为800W时，鱼骨粉粒径最低；当微波时间在30～150分钟时，金枪鱼骨粉粒径随着微波功率的增大先减小后增大，在微波时间为90分钟时，鱼骨粉粒径达到最小。而当金枪鱼骨样品质量为120g、微波功率为800W、微波时间为90分钟时，金枪鱼骨粉的粒径达到最小，为16.6μm。因此，本发明对微波条件的优化能够有效缩小金枪鱼骨粉在粉碎后的粒径。

实验例2：分别设置普通鱼骨粉组和微波鱼骨粉组两个实验例，其中普通鱼骨粉组按本发明所述的制备方法进行粉碎，并将步骤④中的微波方法改为直接干燥处理，得到普通鱼骨粉样品；而微波鱼骨粉组则按本发明所述的制备方法进行粉碎，微波参数具体为微波功率800W、微波时间90分钟，得到微波鱼骨粉样品。然后分别对两组鱼骨粉样品粒径通过扫描电镜进行观察。

观察结果如图1所示(图中左侧曲线为微波鱼骨粉的粒径分布图，右侧曲线为普通鱼骨粉的粒径分布图)，直接干燥处理后的普通鱼骨粉其平均粒径为285.169μm，粒度分布范围较广，分散性差，颗粒团聚严重；而经微波加热后的微波鱼骨粉平均粒径为16.627μm，分散性较好。因此，本发明所用的微波辅助粉碎工艺能够有效降低金枪鱼骨在粉碎后的粒径，并提高其粒径均匀度和分散性。

实验例3：分别将实验例2制备得到的两份鱼骨粉样品均匀地铺撒到固定在铝制样品台的绝缘胶上，在真空状态下用离子溅射仪喷金，使其表面带电，用扫描电镜(SEM)在加速电压为10kV的条件下观察鱼骨粉的表面形貌。

观察结果如图2和图3所示(图2为普通金枪鱼骨粉的表面结构图，图3为微波金枪鱼骨粉的表面结构图)，普通金枪鱼骨粉的表面和整体形态比较完整，仅有部分表面发生破裂，微波金枪鱼骨粉的整体形态则不再保持完整性，并在鱼骨粉表面出现微孔。因此，本发明所用的微波辅助粉碎工艺能够有效促进金枪鱼的粉碎效果。

实验例4：分别将实验例2制备得到的两份鱼骨粉样品经酶解和清洗杂质后由原子吸收光谱检测，检测结果如表2所示：

表2微波处理金枪鱼骨粉与普通金枪鱼骨粉矿物质成分对比

如检测结果可知，经微波处理后的金枪鱼骨粉中钙磷含量有所提高，钙元素从183.5mg/g增加到192.3mg/g，磷的含量从144.1mg/g增加到149.8mg/g，镁、锌和铜的含量也有所增加。实验证明本发明通过微波工艺能够进一步促进金枪鱼骨粉与生物酶之间的水解反应，从而提高矿物元素的相对摄入含量。

实验例5：依据我国实验动物饲料营养标准GB14924-2001《实验动物大鼠小鼠配合饲料》，配制不同含钙源饲料喂养小鼠。48只健康小鼠随机分成4组，每组8只，雌雄各半。单只饲养在聚乙烯塑料盒内，每日投喂饲料6.5g，自由饮用去离子水。实验期28天，逐日记录进食量，实验期后3天进行代谢实验，收集粪尿，测定饲料钙、粪钙和尿钙，计算钙的表观吸收率及存留率。剥离大鼠股骨，剔除肌肉和筋膜后称质量，游标卡尺测其长度和宽度，同时测定骨钙含量。

分别设置4组饲料配方对4组小鼠进行投喂，其中A组饲料配方为：玉米淀粉50％，酪蛋白18％，麦麸10％，蔗糖8％，大豆油4％，纤维素1％，矿物元素混合物0.4％，赖氨酸0.3％，酒石酸氢胆碱0.2％，维生素混合物0.1％，水分适量；B组饲料配方为A组饲料配方+1.6％本发明所制备得到的微波金枪鱼骨粉；C组饲料配方为A组饲料配方+1.6％实验例2所用方法制备得到的普通金枪鱼骨粉；D组饲料配方为A组饲料配方+1.6％碳酸钙。

然后采用GB/T 5009.92—2003《食品中钙的测定》中所述的测定方法对饲料、粪便、尿液和股骨中的钙含量进行测定，代谢期间小鼠的钙摄入量为X1，粪便中含钙量为X2，尿液中钙含量为X3，计算钙的表观吸收率及存留率，计算公式具体为：

表观吸收率(％)＝[(X1-X2)/X1]*100

存留率(％)＝[(X1-X2-X3)/X1]*100

测定得到的钙吸收率和钙储留率如表3所示：

表3大鼠钙代谢测定结果

测定结果可知，喂养普通金枪鱼骨粉的B组和喂养微波金枪鱼骨粉的C组在吸收率、储留率上显著高于D组，而C组在吸收率、储留率上又显著高于B组；A组则由于大鼠缺钙产生的应激反应，导致对钙的吸收效果增加。因此，本发明所制备得到的微波金枪鱼骨粉在生物效值上高于碳酸钙和普通鱼骨粉。

骨骼生长的重要指标是股骨的长势，可通过对股重、股长、股钙的测定结果看出，其检测结果如表4所示：

表4大鼠摄入不同钙制剂对股骨的影响

由表4可知，喂养微波金枪鱼骨粉的C组无论是左侧股骨长度、质量、钙含量或者股骨指数和强度上均高于喂养普通金枪鱼骨粉的B组和喂养碳酸钙的D组，A组的股骨数据显著低于其他三组。实验结果表明补钙可以有效改善大鼠骨质的钙化状况，增强股骨强度。而本发明所制得金枪鱼骨粉的吸收率更高，能更好的促进大鼠骨骼的生长。

Claims (6)

1.一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

①按1:1的料液比将每60～140g的金枪鱼骨和蒸馏水混合，得a1混合液，再向a1混合液中加入胰蛋白酶和中性蛋白酶对其进行酶解，得A鱼骨；

②将A鱼骨煮沸灭酶，得B鱼骨；

③将B鱼骨在400～1200W的微波功率下进行微波加热处理，微波加热时间为30～150分钟；得C鱼骨；

④通过粉碎机对C鱼骨进行粉碎后，得成品骨粉。

2.根据权利要求1所述的一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺，其特征在于：所述步骤①中金枪鱼骨在与蒸馏水混合前，先通过沸水浴对金枪鱼骨烫漂3分钟，去除表面杂质后再在120℃环境下对金枪鱼骨蒸煮20分钟。

3.根据权利要求1所述的一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺，其特征在于：所述步骤①中胰蛋白酶和中性蛋白酶的加入量相同，均为金枪鱼骨质量的0.5％。

4.根据权利要求1所述的一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺，其特征在于：所述步骤①中金枪鱼骨的酶解时间为1小时，酶解温度为55℃，所述步骤②中A鱼骨的煮沸时间为10分钟。

5.根据权利要求1所述的一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺，其特征在于，所述步骤①中金枪鱼骨在混合时的质量为120g。

6.根据权利要求1所述的一种金枪鱼骨粉的微波辅助制备工艺，其特征在于，所述步骤③的具体步骤为：将B鱼骨在800W的微波功率下进行微波加热处理，微波加热时间为90分钟；得C鱼骨。