骨汤高温高压提取影响因素及其在方便面中的应用
傅志容，明子力，张永帅，李国海
摘要：传统畜禽骨汤中丰富的营养价值已经得到人们的广泛认可，在方便食品中的应用也越来越广。本文阐述了骨汤中的营养价值以及现代热压提取技术对畜禽骨中油组分、蛋白组分、无机盐组分及畜禽骨风味的影响及作用机理，结合资料分析骨汤在方便食品中的应用现状，对方便食品营养健康的新趋势进行相关案例探讨。
关键词：骨汤；热压提取；营养；方便食品
汤在中国人的膳食中有着重要的作用，汤能健脾开胃、温中散寒、补益强身，在《本草纲目》、《随息居饮食谱》、《随园食单》、《红楼梦》等美食、医学、文学典籍中都有涉及记录，汤是中华美食文化的一块瑰宝。自古以来就有“无汤不成席”的说法，上下五千年，经过历史岁月的沉淀，各地都形成了独具特色的汤，比如湖北的排骨藕汤、江西的瓦罐汤、山东的羊肉汤、广东的“老火靓汤”等。这些骨汤和肉汤主要都是家庭作坊式的生产，未形成大规模的生产体系。方便食品的理念是源于生活也要高于生活，以方便、美味作为基础属性，在生活节奏逐渐加快的当今社会，人们越发认识到健康的重要性。因此，骨汤中营养、滋补的概念又重新成为人们的诉求，方便食品也有了新的发展方向。，
1骨汤的营养价值和加工技术
骨原料中富含的种类丰富的氨基酸多为人体必须氨基酸，且为容易被人体吸收利用的短肽游离氨基酸，比例均衡。骨资源的开发和利用受到世界各国的重视，骨类产品的应用面很广，既能提供丰富的营养物质，还可以提高产品附加值，节约资源，促进经济增长。骨产品的开发开辟了营养食品新资源，促进了相关学科的发展和肉制品加工行业效益的增收。我国畜牧产品综合利用的潜力巨大，其产业化发展势态不可估量。畜禽骨的主要成分是水分（45~60%）、蛋白质（20~30%）、脂肪（12~20%）、无机质（钙和磷占约20%）[]，含有大脑不可或缺的磷脂、磷蛋白、胆碱、骨胶原、类黏朊、酸性黏多糖（即软骨素）、维生素等[]。这些营养组分不仅有利于人体新陈代谢的需要，还能满足高血压、骨折、骨质疏松、糖尿病、佝偻病、贫血等患者对食品的特殊需求。
随着高新技术的发展，畜禽骨骨汤的加工方式更加先进。首先，在预处理阶段，微粉碎技术的应用[]使得畜禽骨利用率得到大幅度提高；其次，在提取分离阶段，高温高压显著缩短了提取工艺的时间；最后，在浓缩调和阶段，真空浓缩技术和均质乳化技术提高了骨类产品的性能和状态[]。此外，微生物发酵技术[]，酶工程技术，微胶囊化技术[]及纳米材料技术[]等丰富了骨类产品的形式和种类。
2高温高压提取对畜禽骨营养物质的影响
目前，国内对畜禽骨的加工普遍采用经高温高压提取。影响因素主要有温度、时间、料液比和粒度大小[]，针对不同种属的骨头通过最优化实验就可以得到最佳的提取工艺。与常压蒸煮相比，高压熬煮时间较短，不仅减少营养的损失，而且提高了产品状态的稳定性，同时，减少了产品的腥膻味，使得鲜味均衡，香味更持久。赵芩等[]利用SPMEGC-MS检测技术在高压熬煮及常压熬煮鸡骨汤中分别检测到62和54种挥发性风味物质后，骨汤中总氨基酸和游离氨基酸含量均显著高于常压熬煮的骨汤。畜禽骨的酶解提取也很常见，但是酶解过程产生多肽和氨基酸，风味差异显著，该方法更趋向于在制取生理活性肽和肉味香精方面的应用[]。与酶解提取相比，高温高压提取更容易保留畜禽骨的自然风味。
2.1高温高压提取对骨油组分的影响
骨油中主要成分为硬脂酸、油酸、亚油酸、豆蔻酸、豆蔻油酸、棕榈酸等，其不饱和脂肪酸的含量明显高于板油中不饱和脂肪酸含量，可预防肥胖和脑血管疾病。温度对骨油中脂肪酸组成影响较大，随着温度的升高,、时间的延长，饱和脂肪酸呈递增趋势，如C16:0。不饱和脂肪酸（包括单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸）呈递减趋势，如C18:2，其中多不饱和脂肪酸变化最显著。另外，反式脂肪酸（反式C18:1和反式18:2）的含量和羰基值都呈上升趋势，并且这种趋势随着温度的升高，变化更加剧烈，尤其在℃后，油脂的品质急剧下滑[]。
首先，在高温、水分催化作用下，油脂会发生部分酯化反应，以致脂肪酸的含量有增加趋势[]；其次，骨油中甘油通过脱水生成丙烯醛，饱和脂肪酸由于碳链在高温下断裂也会生成丙烯醛[]；再次，不饱和脂肪酸也会通过氧化生成烯丙自由基，进一步断裂得到丙烯醛等，如骨油中亚油酸通过氧化反应生成挥发性风味物质反-2-壬烯醛，造成其含量显著降低[]；最后，高温时间越长，会产生的极性化合物如羰基化合物、反式结构物质和含苯环化合物等，这些物质能够和生物体系中的含氮物质发生反应诱发多种慢性或急性疾病。
2.2高温高压提取对骨蛋白组分的影响
畜禽骨中蛋白质含量高（胶原蛋白占90%以上，且主要为Ⅰ型胶原蛋白），脂肪含量低，属于高营养低热能食品，氨基酸种类齐全，其中50%以上为呈味氨基，且体外消化率和氨基酸评分高，属于优质的蛋白源。
与常压蒸煮相比，高温高压提取有助于骨中营养物质（包括矿物质）的溶出和蛋白质的降解，并造成更深程度的褐变，但是总蛋白含量降低了。据王哲平等[]的研究，胶原带白聚集体极不稳定，在30-40℃条件下发生解体，稳定三螺旋结构的氢键受到破坏，相对分子量降低(kDa)，60-70℃以后，三级结构发生变化，肽链开始叠加、聚集和收缩，分子量开始升高，对骨胶原蛋白的二级结构的影响表现在：随温度升高，α-螺旋结构、β-折叠结构百分含量增加，β-转角结构和P2结构百分含量降低[]。当温度超过℃时，Ⅰ型胶原蛋白二级结构遭到破坏，同时，Ⅱ型胶原蛋白一级结构被严重破坏，发生断裂，生成短肽和氨基酸。由于常规的高温高压提取温度不超过℃，所以，骨蛋白中Ⅰ型胶原蛋白一级结构没有受到破坏[]。
2.3高温高压提取对畜禽骨无机盐的影响
提取过程中，随着时间的延长，畜禽骨硬度呈下降趋势，钙、磷溶出率增加。例如猪骨骨中钙、磷含量溶出率为0.57±0.04mg/g和0.17±0.01mg/g[]。钙、磷溶出后的畜禽骨主要成分为磷羟基磷灰石（Ca10(PO4)6(OH)2），该物质晶粒越细，生物活性越高，广泛应用于制造认同牙齿或骨骼成份的尖端新素材[]，溶出的那部分钙和磷为无定形钙盐，其主要成分可能是CaHPO4·2H2O或Ca3(PO4)2·3H2O[]，并与畜禽骨中胶原蛋白、柠檬酸盐通过协同作用生成以钙为中心，结合氨基和羰基基团的五元环结构（胶原多肽螯合钙）[]，该物质具有壮骨和预防骨质疏松的作用。
3高温高压提取对骨汤风味的影响及改善方法
提取过程中除了需要考虑相关营养物质的保留，同样需要考虑的是风味的变化。第一，畜禽骨本身中含有大量的呈味物质，如氨基酸、肽类、核苷酸、含氮有机物等，例如2,4-癸二烯醛为鸡骨特征性风味物质，反,反-2,4-癸二烯醛与反-2-壬烯醛为羊骨主要挥发性物质[]；第二，热压提取过程中骨蛋白产生产生大量肽类、游离氨基酸（Lys、Glu、Ala、Thr、Ser、Gly等），形成一定的风味；第三，达到一定的温度，两种或多种化合物之间发生一系列化学反应（包括美拉德反应、酯化反应、氧化反应）生成醛、酮、环氧化合物、聚合物等，对香气起到强化作用；第四，控制不同的浸提温度和时间，畜禽骨形成的风味成分差异也很大，其中含硫、含氮杂环化合物的相对含量没有明显变化，醛类、醇类和酮类物质相对含量显著降低（降低约14%），同时，吡嗪类物质相对含量有所增加（增加约1.4%）[]，例如鸡骨在℃、min处理条件下所鉴定出的风味成分最多[]。
为防止油脂氧化，常用方法是添加BHT(2,6-二叔丁基对苯甲酚)、D-alpha-生育酚醋酸酯、迷迭香提取物等。此外，蜂胶能够延缓这些底物的氧化进程，明显延长诱导期。且柠檬酸、卵磷脂能增强其抗氧化功能[]。茶多酚中儿茶素A环和B环上的酚性羟基具有供氢的活性，因此，其还原能力很强，可用于畜禽骨的加工[]。
4骨汤在方便面中的应用
方便面被誉为“二十世纪最伟大的发明之一”，产品形式新颖、价格便宜、食用方便、口味多样化而受到消费者欢迎。近年来，随着人们生活水平的提高，追求健康、营养已成为人们生活新的追求。
白象作为以方便面主业的企业，为提升方便面营养与美味，阅览和研究了多篇历史典籍及文献，与浙江工商大学合作成立“白象骨汤研究中心”，与中国农科院、北京营养源研究所等科研单位建立产学研合作，联合研究骨汤深加工、骨汤营养成分分析等，确证了纳米胶粒为骨汤的关键功效成分，依托骨汤纳米胶粒消化道黏膜保护和免疫调节活性评价模型，阐释了骨汤纳米胶粒发挥口腔-肠道营养健康功能的作用机制，有效清除人体消化道自由基，从而增强人体免疫等功能。
基于骨汤的有益作用，白象创新将骨汤应用于方便面中，于3年开发上市大骨面，不仅提升了方便面的滋味，也提升了方便面的营养，获得食品界最高奖项“全球食品工业奖”及多次行业创新奖，骨汤类产品产品销量爆发性地从1个亿增长到20个亿。到目前，各方便面企业也陆续推出汤类产品如汤达人、汤大师等，销量也越来越大，越来越受到各个企业的重视。
5讨论
随着人们对营养和美味的不断追求，随着生活节奏的不断加快，以骨汤为基础的功能性天然调味料必定会越来越受到人们的重视，骨汤的抽提、应用研究会越来越深入，应用会越来越广。
相信在不断努力下，能让每一个消费者吃到和家中熬汤一般、真有骨汤在里面的一碗好面。
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