CN111084368A - 一种使用牛骨联产牛骨香精和骨胶原蛋白活性肽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用牛骨联产牛骨香精和骨胶原蛋白肽的方法，包括1）将牛骨清洗后粉碎；2）将骨粉置于远红外线下辐照；3）将骨粉与水混合后进行热压抽提；4）分别使用复合蛋白酶和风味蛋白酶进行酶解；5）超滤，分离，分别得到美德拉反应前体和骨胶原蛋白活性肽前体；6）分别经美德拉反应和后处理得到牛骨香精和骨胶原蛋白活性肽。本发明的方法使用远红外线使生物体细胞处于最高振动能级，因此在随后的热压抽提和酶解过程中，使得骨粉内的生物大分子更加容易的被抽提和分解，在大大提高了酶解过程速率的同时，能够分解生成营养价值更高的牛骨香精和骨胶原蛋白活性肽。
Description
技术领域
本发明涉及一种牛骨香精和胶原蛋白肽的生产方法，尤其涉及一种使用牛骨联产牛骨香精和骨胶原蛋白活性肽的方法，属于保健食品的加工技术领域。
背景技术
牛骨作为牛肉加工过程中的副产物，具有很高的营养价值，普通百姓一般是用其熬制牛骨汤，直接食用或添加至汤面、蔬菜中食用，既美味健康，又营养丰富。然而牛骨汤的熬制过程非常长，且一般家庭烹饪难以达到最佳风味及营养价值最大化。现在市面上有骨汤浓缩液在售，但多是以化学调味料调配而成，不含真正的牛骨成分，也有骨汤的高倍浓缩液，但仅是将熬制的骨汤直接浓缩而成，口感及风味上均有所欠缺，且营养成分并不易于人体消化吸收。
牛骨中的胶原蛋白是较为全价的可溶性蛋白质，生物价值高，是优质的蛋白源，含有大量人体所必需的营养素，如各种氨基酸和维生素A、D、B1、B12等，尤其含有大脑所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硫酸软骨素，以及能促进肝功能的蛋氨酶。
咸味食品香精是由热反应香料、食品香料化合物、香辛料(或其提取物)等香味成分中的一种或多种与食用载体和/或其他食品添加剂构成的混合物，用于咸味食品的加香。这些咸味食品包括各种肉类、海鲜类罐头食品、各种肉制品、仿肉制品、方便菜肴、汤料、调味料、调味品、鸡精、膨化食品等。现有的咸味食品香精只起到增香作用，不具有营养价值或营养价值极低
因此如果开发一种能够将牛骨有效的利用起来，提取出其中的营养物质，并进行有效的分离，则既可以解决牛骨香精营养价值不足的问题，又可以将牛骨中的胶原蛋白充分加以利用。
发明内容
本发明针对现有牛骨的利用方法所存在的不足，提供一种使用牛骨联产牛骨香精和骨胶原蛋白活性肽的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种使用牛骨联产牛骨香精和骨胶原蛋白活性肽的方法，包括如下步骤：
（1）将牛骨清洗后水煮去油脂，捞出后用碎骨机粉碎得骨粉；
（2）将骨粉置于远红外线下进行辐照，所述远红外线的波长为2～14μm，辐照的温度为120～160℃，辐照时间5～20min；
（3）将步骤（2）所得的骨粉与水按照质量比1：(2～5）混合，后置于热压罐中进行热压抽提得抽提液，热压抽提的条件为压力0.1～0.2MPa、温度130～150℃，抽提0.5～2小时，后进行高压匀质处理；
（4）向步骤（3）所得抽提液中加入复合蛋白酶后于搅拌条件下进行一次酶解，所述复合蛋白酶由胃蛋白酶、胰蛋白酶、组织蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和中性蛋白酶按照2：2：1：1：1：1的比例混合而成，控制酶解过程的温度为30～60℃，一次酶解1.5～2小时后向其中加入风味蛋白酶，继续酶解1～2小时后灭酶，过滤后得酶解液；
（5）将步骤（4）所得酶解液进行两级超滤，首先将所得酶解液采用截留分子量为9～10kDa的超滤膜进行一级超滤，得到一级截留液和一级滤出液，将一级滤出液继续使用截留分子量为2～3kDa的超滤膜进行二级超滤，得到二级截留液和二级滤出液；
（6）将所得一级截留液采用乙醇进行醇沉，得到沉淀和上清液，将所得上清液与二级截留液混合后形成美德拉反应的前体，向所得美德拉反应的前体中加入木糖、半胱氨酸和硫胺素混合后进行热压反应，得到美德拉反应产物，将所得美德拉反应产物浓缩干燥后即得牛骨香精；
（7）将步骤（5）中所得的二级滤出液进行浓缩干燥即得骨胶原蛋白活性肽。
进一步，步骤（1）中水煮过程的时间为15～20min；
进一步， 步骤（2）中远红外辐照的温度为140～150℃，辐照10～15min；
进一步，步骤（3）中骨粉与水的质量比为1：（3～4）；
进一步，步骤（3）中高压匀质处理的压力为10～15MPa；
进一步，步骤（4）中酶解过程的温度为40～50℃；
进一步，步骤（4）中所述抽提液与复合蛋白酶的质量比为1：（0.01～0.02），所述抽提液与风味蛋白酶的质量比为1：（0.02～0.03）。
进一步，步骤（4）中所述灭酶过程的温度为90～100℃，灭酶时间为5～10min。
进一步，步骤（6）中所述木糖、半胱氨酸和硫胺素的加入量各自独立的为美德拉反应前体的0.5～1.5wt%；
进一步，步骤（6）中所述热压反应的温度为95～110℃，压力为2～5 MPa，反应80～120min。
本发明的有益效果是：
1）由于远红外线具有很强的渗透力和辐射力，因而在使用远红外线辐照骨粉后，远红外线的能量被骨粉所吸收，使骨粉内的水分子产生共振，水分子被活化，增强其分子间的结合力，从而活化了骨粉内的蛋白质、多糖等生物大分子，进而使生物体细胞处于最高振动能级，因此在随后的热压抽提和酶解过程中，使得骨粉内的生物大分子更加容易的被抽提和分解，在大大提高了酶解过程速率的同时，能够分解生成营养价值更高的美德拉反应前体和骨胶原蛋白，因此，远红外线的使用在本发明中具有至关重要的作用；
2）通过使用复合蛋白酶和风味蛋白酶进行分布酶解，一方面复合蛋白酶能够增加酶切位点，因此能够充分酶解不易溶解的胶原蛋白，从而增加酶解的效果，获得大量多肽，另一方面风味蛋白酶对多肽分子链末端进行修饰，使酶解产生的苦味肽含量得到控制，鲜味肽含量增多，大大提高了产物的风味，经添加木糖、半胱氨酸和硫胺素后进行美德拉反应进行生香；
3）通过远红外线的辐照和酶解过程的配合，充分利用了牛骨中的营养物质，使得所得牛骨香精和胶原蛋白肽中的营养价值大幅提高，既解决了现有的牛骨香精营养价值不足的问题，又获得了营养更为丰富的骨胶原蛋白肽。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
（1）将牛骨清洗后水煮20min去油脂，捞出后用碎骨机粉碎得骨粉；
（2）将骨粉置于远红外线下进行辐照，所述远红外线的波长为2～14μm，辐照的温度为120℃，辐照时间20min；
（3）将步骤（2）所得的骨粉与水按照质量比1：2混合，后置于热压罐中进行热压抽提得抽提液，热压抽提的条件为压力0.2MPa、温度150℃，抽提0.5小时，后于15MPa下进行高压匀质处理；
（4）向步骤（3）所得抽提液中加入复合蛋白酶后于搅拌条件下进行一次酶解，所述复合蛋白酶由胃蛋白酶、胰蛋白酶、组织蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和中性蛋白酶按照2：2：1：1：1：1的比例混合而成，控制酶解过程的温度为30℃，一次酶解2小时后向其中加入风味蛋白酶，继续酶解2小时后灭酶，抽提液与复合蛋白酶、风味蛋白酶的质量比分别为1：0.01：0.02，过滤后得酶解液；
（5）将步骤（4）所得酶解液进行两级超滤，首先将所得酶解液采用截留分子量为9～10kDa的超滤膜进行一级超滤，得到一级截留液和一级滤出液，将一级滤出液继续使用截留分子量为2～3kDa的超滤膜进行二级超滤，得到二级截留液和二级滤出液；
（6）将所得一级截留液采用乙醇进行醇沉，得到沉淀和上清液，将所得上清液与二级截留液混合后形成美德拉反应的前体，向所得美德拉反应的前体中加入木糖、半胱氨酸和硫胺素混合后进行热压反应，木糖、半胱氨酸和硫胺素的加入量分别为美德拉反应前体的0.5wt%、1wt%和1wt%，热压反应的温度为100℃，压力为3 MPa，反应90min得到美德拉反应产物，将所得美德拉反应产物浓缩干燥后即得牛骨香精；
（7）将步骤（5）中所得的二级滤出液进行浓缩干燥即得胶原蛋白活性肽。
实施例2：
（1）将牛骨清洗后水煮20min去油脂，捞出后用碎骨机粉碎得骨粉；
（2）将骨粉置于远红外线下进行辐照，所述远红外线的波长为2～14μm，辐照的温度为140℃，辐照时间15min；
（3）将步骤（2）所得的骨粉与水按照质量比1：3混合，后置于热压罐中进行热压抽提得抽提液，热压抽提的条件为压力0.2MPa、温度130℃，抽提2小时，后于12 MPa下进行高压匀质处理；
（4）向步骤（3）所得抽提液中加入复合蛋白酶后于搅拌条件下进行一次酶解，所述复合蛋白酶由胃蛋白酶、胰蛋白酶、组织蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和中性蛋白酶按照2：2：1：1：1：1的比例混合而成，控制酶解过程的温度为40℃，一次酶解2小时后向其中加入风味蛋白酶，继续酶解2小时后灭酶，抽提液与复合蛋白酶、风味蛋白酶的质量比分别为1：0.02：0.02，过滤后得酶解液；
（5）将步骤（4）所得酶解液进行两级超滤，首先将所得酶解液采用截留分子量为9～10kDa的超滤膜进行一级超滤，得到一级截留液和一级滤出液，将一级滤出液继续使用截留分子量为2～3kDa的超滤膜进行二级超滤，得到二级截留液和二级滤出液；
（6）将所得一级截留液采用乙醇进行醇沉，得到沉淀和上清液，将所得上清液与二级截留液混合后形成美德拉反应的前体，向所得美德拉反应的前体中加入木糖、半胱氨酸和硫胺素混合后进行热压反应，木糖、半胱氨酸和硫胺素的加入量分别为美德拉反应前体的1wt%、0.5wt%和1.5wt%，热压反应的温度为95℃，压力为3 MPa，反应100min得到美德拉反应产物，将所得美德拉反应产物浓缩干燥后即得牛骨香精；
（7）将步骤（5）中所得的二级滤出液进行浓缩干燥即得胶原蛋白活性肽。
实施例3：
（1）将牛骨清洗后水煮15min去油脂，捞出后用碎骨机粉碎得骨粉；
（2）将骨粉置于远红外线下进行辐照，所述远红外线的波长为2～14μm，辐照的温度为150℃，辐照时间10min；
（3）将步骤（2）所得的骨粉与水按照质量比1：4混合，后置于热压罐中进行热压抽提得抽提液，热压抽提的条件为压力0.1MPa、温度150℃，抽提1小时，后于14MPa下进行高压匀质处理；
（4）向步骤（3）所得抽提液中加入复合蛋白酶后于搅拌条件下进行一次酶解，所述复合蛋白酶由胃蛋白酶、胰蛋白酶、组织蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和中性蛋白酶按照2：2：1：1：1：1的比例混合而成，控制酶解过程的温度为50℃，一次酶解1.5小时后向其中加入风味蛋白酶，继续酶解2小时后灭酶，抽提液与复合蛋白酶、风味蛋白酶的质量比分别为1：0.02：0.03，过滤后得酶解液；
（6）将所得一级截留液采用乙醇进行醇沉，得到沉淀和上清液，将所得上清液与二级截留液混合后形成美德拉反应的前体，向所得美德拉反应的前体中加入木糖、半胱氨酸和硫胺素混合后进行热压反应，木糖、半胱氨酸和硫胺素的加入量分别为美德拉反应前体的1.5wt%、1wt%和1wt%，热压反应的温度为95℃，压力为5 MPa，反应120min得到美德拉反应产物，将所得美德拉反应产物浓缩干燥后即得牛骨香精；
（7）将步骤（5）中所得的二级滤出液进行浓缩干燥即得胶原蛋白活性肽。
实施例4：
（1）将牛骨清洗后水煮15min去油脂，捞出后用碎骨机粉碎得骨粉；
（2）将骨粉置于远红外线下进行辐照，所述远红外线的波长为2～14μm，辐照的温度为160℃，辐照时间5min；
（3）将步骤（2）所得的骨粉与水按照质量比1：(2～5）混合，后置于热压罐中进行热压抽提得抽提液，热压抽提的条件为压力0.1MPa、温度130℃，抽提2小时，后于15MPa下进行高压匀质处理；
（4）向步骤（3）所得抽提液中加入复合蛋白酶后于搅拌条件下进行一次酶解，所述复合蛋白酶由胃蛋白酶、胰蛋白酶、组织蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和中性蛋白酶按照2：2：1：1：1：1的比例混合而成，控制酶解过程的温度为60℃，一次酶解1.5小时后向其中加入风味蛋白酶，继续酶解1小时后灭酶，抽提液与复合蛋白酶、风味蛋白酶的质量比分别为1：0.01：0.02，过滤后得酶解液；
（5）将步骤（4）所得酶解液进行两级超滤，首先将所得酶解液采用截留分子量为9～10kDa的超滤膜进行一级超滤，得到一级截留液和一级滤出液，将一级滤出液继续使用截留分子量为2～3kDa的超滤膜进行二级超滤，得到二级截留液和二级滤出液；
（6）将所得一级截留液采用乙醇进行醇沉，得到沉淀和上清液，将所得上清液与二级截留液混合后形成美德拉反应的前体，向所得美德拉反应的前体中加入木糖、半胱氨酸和硫胺素混合后进行热压反应，木糖、半胱氨酸和硫胺素的加入量分别为美德拉反应前体的1wt%、1.5wt%和0.5wt%，热压反应的温度为110℃，压力为2MPa，反应80min得到美德拉反应产物，将所得美德拉反应产物浓缩干燥后即得牛骨香精；
（7）将步骤（5）中所得的二级滤出液进行浓缩干燥即得胶原蛋白活性肽。
将实施例2所得牛骨香精进行基本成分分析和营养成分分析，结果如表1和表2所示：
表1 牛骨香精基本成分分析
| <i>检测项目</i> | <i>标准要求</i> | <i>检测结果</i> |
| 水分/g/100g | ≦65 | 41.2 |
| 氨基酸态氮（以N计）/g/100g | ≧0.1 | 1.2 |
| 食用盐（以NaCl计）/g/100g | ≦30 | 9.8 |
| 总砷（以As计）/（mg/kg） | ≦0.5 | 未检出 |
| 铅（以Pb计）/（mg/kg） | ≦1.0 | 未检出 |
表2 牛骨香精营养成分分析
| 项目 | 每100g | NRV% |
| 能量 | 1346KJ | 18% |
| 蛋白质 | 24.5g | 26% |
| 脂肪 | 9.6g | 14% |
| 碳水化合物 | 8.5g | 3% |
| 钠 | 2988mg | 132% |
| 钙 | 320mg | 35% |
将实施例3所得的骨胶原蛋白活性肽通过体积排阻色谱测定其分子量分布，结果如表3所示，由表3中所得数据可以看出，实施例3所得的骨胶原蛋白活性肽的分子量98%以上均为2.0 kDa以下，95%以上为1.0 kDa以下，因此本发明的方法所得的骨胶原蛋白活性肽均为寡肽。
表3
| 分子量 | 比例 |
| ﹤0.5kDa | 73.8% |
| 0.5-1.0kDa | 18.9% |
| 1.0-2.0 kDa | 2.5% |
| ﹥2.0 kDa | 4.8% |
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种使用牛骨联产牛骨香精和骨胶原蛋白活性肽的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将牛骨清洗后水煮去油脂，捞出后用碎骨机粉碎得骨粉；
（2）将骨粉置于远红外线下进行辐照，所述远红外线的波长为2～14μm，辐照的温度为120～160℃，辐照时间5～20min；
（3）将步骤（2）所得的骨粉与水按照质量比1：(2～5）混合，后置于热压罐中进行热压抽提得抽提液，热压抽提的条件为压力0.1～0.2MPa、温度130～150℃，抽提0.5～2小时，后进行高压匀质处理；
（4）向步骤（3）所得抽提液中加入复合蛋白酶后于搅拌条件下进行一次酶解，所述复合蛋白酶由胃蛋白酶、胰蛋白酶、组织蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和中性蛋白酶按照2：2：1：1：1：1的比例混合而成，控制酶解过程的温度为30～60℃，一次酶解1.5～2小时后向其中加入风味蛋白酶，继续酶解1～2小时后灭酶，过滤后得酶解液；
（5）将步骤（4）所得酶解液进行两级超滤，首先将所得酶解液采用截留分子量为9～10kDa的超滤膜进行一级超滤，得到一级截留液和一级滤出液，将一级滤出液继续使用截留分子量为2～3kDa的超滤膜进行二级超滤，得到二级截留液和二级滤出液；
（6）将所得一级截留液采用乙醇进行醇沉，得到沉淀和上清液，将所得上清液与二级截留液混合后形成美德拉反应的前体，向所得美德拉反应的前体中加入木糖、半胱氨酸和硫胺素混合后进行热压反应，得到美德拉反应产物，将所得美德拉反应产物浓缩干燥后即得牛骨香精；
（7）将步骤（5）中所得的二级滤出液进行浓缩干燥即得骨胶原蛋白活性肽。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中远红外辐照的温度为140～150℃，辐照10～15min。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（3）中骨粉与水的质量比为1：（3～4）。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（3）中高压匀质处理的压力为10～15MPa。
5.根据权利要求1、2或4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤（4）中酶解过程的温度为40～50℃。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（4）中所述灭酶过程的温度为90～100℃，灭酶时间为5～10min。
7.根据权利要求1、2或4任一项所述的方法，其特征在于，步骤（6）中所述木糖、半胱氨酸和硫胺素的加入量各自独立的为美德拉反应前体的0.5～1.5wt%。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（6）中所述热压反应的温度为95～110℃，压力为2～5 MPa，反应80～120min。
9.根据权利要求1、2、4、6或8任一项所述的方法，其特征在于，步骤（1）中水煮过程的时间为15～20min。
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