骨粉

由动物骨骼加工制成的粉状

骨粉

骨粉(Bone meal)是由动物骨骼加工制成的粉末,主要成分为磷酸三钙、骨胶和脂肪,呈浅灰黄色或褐色[5],无恶臭气味[0],呈中性,不溶于水,也不溶于酸。[1]骨粉可做肥料,是迟效磷肥,亦可作饲料或食品。[3][6]食用鲜骨泥的研究始于上个世纪七十年代,由丹麦、瑞典等发达国家首先研制成功,此后很快在东南亚各国、日本、美国、德国等国家得到推广,尤以日本发展最快。中国对食用鲜骨泥加工方法及加工设备的研究始于二十世纪八十年代,主要是在引进设备的基础上,自行研制骨泥加工机组,并形成了多种加工方法。但由于中国对骨泥加工研究的认识不足,加工技术落后,以及产品的贮存、保鲜等一系列问题,食用鲜骨泥在中国一直未能得到推广。[4]二十一世纪初,骨粉在中国畜牧养殖生产中大量使用,但是由于对骨粉认识上的不足,动物骨头的浪费严重,骨粉的营养价值未得到充分利用。[7]此后人们逐渐开始增加对骨粉的研究,并开发利用这一资源。其中,把骨头加工成不同粒度的骨粉泥的形式,再对其进行改造、应用,从而提高它的价值,是二十一世纪中国学者较为热门的研究方向。[8]将鲜骨制成骨粉,既有效地保存了骨的营养成分,又便于贮藏、运输、包装,而且可以扩大其应用范围。随着纳米技术、骨粉粉碎技术的发展,将更容易获得最有利于人体吸收的骨粉颗粒,酶工程、发酵工程在提高骨粉利用价值方面也起到越来越大的作用。骨粉不仅可作为添加物添加到其他食品中,还可以制成不同剂型的保健食品等。[4]

骨粉(Bone meal)是由动物骨骼加工制成的粉末,主要成分为磷酸三钙、骨胶和脂肪,呈浅灰黄色或褐色[6],无恶臭气味[1],呈中性,不溶于水,也不溶于酸。[2]骨粉可做肥料,是迟效磷肥,亦可作饲料或食品。[4][7]

食用鲜骨泥的研究始于上个世纪七十年代,由丹麦瑞典等发达国家首先研制成功,此后很快在东南亚各国、日本、美国、德国等国家得到推广,尤以日本发展最快。中国对食用鲜骨泥加工方法及加工设备的研究始于二十世纪八十年代,主要是在引进设备的基础上,自行研制骨泥加工机组,并形成了多种加工方法。但由于中国对骨泥加工研究的认识不足,加工技术落后,以及产品的贮存、保鲜等一系列问题,食用鲜骨泥在中国一直未能得到推广。[5]二十一世纪初,骨粉在中国畜牧养殖生产中大量使用,但是由于对骨粉认识上的不足,动物骨头的浪费严重,骨粉的营养价值未得到充分利用。[8]此后人们逐渐开始增加对骨粉的研究,并开发利用这一资源。其中,把骨头加工成不同粒度的骨粉泥的形式,再对其进行改造、应用,从而提高它的价值,是二十一世纪中国学者较为热门的研究方向。[9]将鲜骨制成骨粉,既有效地保存了骨的营养成分,又便于贮藏、运输、包装,而且可以扩大其应用范围。随着纳米技术、骨粉粉碎技术的发展,将更容易获得最有利于人体吸收的骨粉颗粒,酶工程、发酵工程在提高骨粉利用价值方面也起到越来越大的作用。骨粉不仅可作为添加物添加到其他食品中,还可以制成不同剂型的保健食品等。[5]

骨粉的原料为动物骨骼,[2]含有丰富的矿物元素、优质的蛋白质脂肪酸黏多糖等营养成分,不仅可以强骨、增高、益寿,还可美容、健肤。[5]一般分为熬制骨粉、粗制骨粉(生骨粉)和蒸制骨粉(脱胶、脱脂骨粉)三类。[2]其制作方法按加工过程的温度不同可分为低温冷冻法、高温高压法和常温法;按处理方式不同又分为粗制骨粉的加工法、蒸制骨粉的加工法和晒制骨粉的加工法。[9]

历史沿革

食用鲜骨泥的研究始于上个世纪七十年代,由丹麦瑞典等发达国家首先研制成功,而后很快在东南亚各国、日本、美国、德国等国家得到推广,尤以日本发展最快。中国对食用鲜骨泥加工方法及加工设备的研究始于八十年代,主要是在引进设备的基础上,自行研制骨泥加工机组,并形成了多种加工方法。但由于中国对骨泥加工研究的认识不足,加工技术落后,以及产品的贮存、保鲜等一系列问题,食用鲜骨泥在中国一直未能得到推广。[5]

二十一世纪初,骨粉在中国畜牧养殖生产中大量使用,但是由于对骨粉认识上的不足,动物骨头的浪费严重,骨粉的营养价值也未得到充分利用。面对中国的肉类加工产量逐年上升,抛弃的动物骨头越来越多的状况,如何合理加工和充分利用动物骨头成为十分重要的课题。[8]人们逐渐开始增加对骨粉的研究,并开发利用这一资源。其中,把骨头加工成不同粒度的骨粉泥的形式,再对其进行改造、应用,从而提高它的价值,是二十一世纪中国学者较为热门的研究方向。[9]将鲜骨制成骨粉,既有效地保存了骨的营养成分,又便于贮藏、运输、包装,而且可以扩大其应用范围。随着纳米技术、骨粉粉碎技术的发展,将更容易获得最有利于人体吸收的骨粉颗粒,酶工程、发酵工程在提高骨粉利用价值方面也起到越来越大的作用。骨粉不仅可作为添加物添加到其他食品中,还可以制成不同剂型的保健食品等。骨系列食品种类更加丰富,市场空间也更加广阔。[5]

分类

骨粉一般分为熬制骨粉、粗制骨粉(生骨粉)和蒸制骨粉(脱胶、脱脂骨粉)。[2]

原料

骨粉的原料为动物骨骼。[2]如鸡骨、猪骨、牛骨、羊骨、鱼骨等。[5]

制作方法

骨粉的制作方法按加工过程的温度不同可分为低温冷冻法、高温高压法和常温法;按处理方式不同又分为粗制骨粉的加工法、蒸制骨粉的加工法和晒制骨粉的加工法。[9]

低温冷冻法

低温冷冻法主要是将鲜骨在-15至-25℃以下充分冷冻脆化,然后进行粉碎、磨细等加工制作。[9]

高温高压法

高温高压法是在0.1MPa的压强下把鲜骨蒸煮40分钟至酥软,然后烘干、粉碎。[9]

常温法

常温法是无需冷冻或高温蒸煮,在常温下加工。[9]

利用钢柔复合材料超细粉碎机制备超细骨粉,其产品从粒度分布、微观形貌及营养成分等方面与高温高压法制取的骨粉相比,具有粒度细、能耗低、营养全的优点。该加工方法过程是将清洗烘干的骨头通过强冲击力,使其破碎成10-20毫米的骨粒团;再粗粉碎,通过剪切力、研磨力使韧性组织被反复切断,通过挤压力、研磨力使钢性骨粒进一步粉碎至1-2毫米的骨糊;接着通过剪切、挤压、研磨的复合力场的作用,使骨料得到细粉碎或超细粉碎。[9]

粗制骨粉的加工法

将骨压成小块,置于锅中煮沸3-8小时,以除去骨中的脂肪。将煮后的骨沥尽水分,烘干。烘干一般采用干燥炉,用100至120℃的温度烘10至12小时即可。将烘干的骨用粉碎机磨成粉状,过筛后为骨粉。[9]

蒸制骨粉的加工法

蒸制骨粉,采用蒸汽蒸骨提取骨油、骨胶,使骨胶、骨油与骨分离,骨渣干燥、粉碎制成骨粉。具体方法是将骨放入大锅中蒸,通入105至110℃的蒸汽,每隔1小时取骨油、骨胶一次,将骨中大部分油脂除去,把骨干燥、粉碎,即成为骨粉。这种骨粉含蛋白质较少,但其色泽洁白,易于消化,无特殊气味 。[9]

晒制骨粉的加工法

将禽骨刮去表面肉筋后,在生石灰水中浸泡20至30天,将油脂全部除去后,取出晾晒,然后粉碎即成骨粉。晒制骨粉为白色、光滑、无油脂。[9]

特点

骨粉一般为浅灰黄色或褐色、[6][2]干燥的超细粉末,手感细腻柔滑,略有鲜骨的特殊风味,无异味和杂质,口感滑润。[6]性质呈中性,不溶于水,不溶于酸。[7]

营养价值

骨组织在动物体中约占体重的20%-30%,是一种营养价值非常高的肉类加工副产品,它含有大量的蛋白质、脂质、 矿物质等营养成分。[8]其蛋白质含量较高,脂肪相对较低,属典型的高营养、低热能食品。骨粉中的矿物质含量显著高于其他食品,这也是其发挥补钙作用的原因。[5]

矿物质

骨粉中含有丰富的矿物质,最主要的是羟磷灰、石晶体和无定型磷酸氢钙。骨粉中钙和磷含量很高,分别为19.3%和9.39%,且它们的比例约为2:1,是体内吸收钙磷的最佳比例。动物骨含钙丰富,且与人骨相似,人体骨骼细胞对相同组织的细胞有较强的亲和力,因而利用率极高。据营养部门证实,鸡骨泥钙含量高达3950mg/100g,钙磷比例合理,吸收率在90%以上。此外,骨粉中还含有人体所必需的微量元素,如Co、Cu、Fe、Mn、Si、Zn等。[5]

蛋白质

骨粉中含有12.0%-35.0%的蛋白质,其中含量最高的是组成胶原纤维的胶原蛋白。骨粉中含17种氨基酸,包括8种人体所必需的氨基酸,其中量较多的为Gly、Glu、Pro、Ala和 Asp。骨粉中的蛋白质属优质蛋白质。此外,氨基酸及其衍生物既是重要的活性物质,又是食品中主要的风味成分,如谷氨酸钠具有鲜味,可赋予骨粉鲜美的味道。 [5]

脂肪酸

骨粉中含有的脂肪酸比例较为合理。主要的饱和脂肪酸棕榈酸硬脂酸,不饱和脂肪酸有油酸亚油酸,两者的比例接近1:1,与营养协会推荐人体摄入脂肪酸的组成比例相符。另外,骨粉中还含有微量的豆蔻酸(14∶0)、豆蔻油酸(14∶1)、棕榈油酸(16∶1)、亚麻酸(18∶3)等脂肪酸。[5]

其他营养成分

骨粉中还含有脑组织发育不可缺少的磷脂质、 磷蛋白以及被认为有加强皮下细胞代谢、防止衰老功能的软骨素、骨胶原。此外,还有多种维生素,如维生素A、D、B1、B2、B12等。[5]

用途

骨粉不仅可作为动物饲料、植物肥料,还可添加至食品中,生产出众多的骨食品,甚至制成不同剂型的保健食品,如:咀嚼片、口含片、胶囊、袋装骨粉茶、冲剂等。[8]

饲料

在动物体内,钙和磷在维持机体的正常机能中,起着非常重要的作用。[8]在畜牧业中,骨粉一直被作为钙、磷添加剂和其它饲料混合饲喂动物。实践证明,这种方法既可以有效补充动物所需的钙、磷等元素,又能增强动物的食欲,是饲料必不可少的有效成分。[5][8]对于家禽类动物,其用法是按0.1%至1%浓度混饲。[1]

肥料

骨粉是迟效磷肥,[7]宜作底肥,集中条施或穴施,一般亩用量以30至50斤为宜,用于酸性土壤效果较好;在石灰性土壤上,骨粉的肥效很低;一般十字花科作物和豆科绿肥作物对骨粉的利用率较高。此外,骨粉不宜作追肥。[10]

食品

骨粉作为一种天然的营养食品添加剂,广泛应用于各种食品中,如补充肽类、钙类无机盐的保健食品、功能性食品(饮料)、高档肉类制品、高档方便面的调味包、膨化食品、速冻食品等。[5]

保健食品

利用动物骨,可以做成不同风味的骨髓壮骨粉、 骨精、多肽钙磷制剂等。该类产品富含蛋白质、多肽及其他无机盐,强化了人体对钙及其他微量元素的补充,适应了现代天然保健食品的发展趋势。[5]例如以鱼骨粉作为钙源,可生产氨基酸螯合钙和多肽钙粉、提取食品级磷酸氢钙与可溶性钙等,这些钙产品都具有高活性、高吸收性的特点。[11]

风味型多肽骨粉

用不同种类的酶制剂,将骨中的蛋白质水解成小分子肽和游离的氨基酸,具有原料的天然肉香气, 经反应后,具有各种不同风味,可添加于肉制品(如火腿肠香肠、低温肉制品等)、方便面的调味包、酱类食品、休闲食品中,加强食品风味和蛋白质的含量。[5]

肉味香精的前体

骨粉也可以作为肉味香精的前体,经过美拉德反应,获得不同风味的肉味香精,如鸡肉香精、排骨香精、猪肉香精、牛肉香精、羊肉香精等。[5]

功能性食品

利用骨粉可生产骨粉咀嚼片、骨粉面条、 骨粉饼干等功能性食品,食用方便且营养健康。[11]例如将新鲜骨粉添加到饼干中,其营养成分发生变化,蛋白质和脂肪含量略有增加,而钙、磷营养元素增加幅度较大,铁、锌营养素也起到了一定的强化作用。[5]此外,用骨粉作为固定化酶的载体,把β-半乳糖苷酶和淀粉酶固定于骨粉上,应用于食品工业生产糖浆,可达到非常好的效果。[8]

发展趋势

由于鲜骨具有全面丰富的营养,鲜骨加工技术及骨食品的开发,世界各国均给予了高度重视,进行了一系列的研究。[5]

食用鲜骨泥

根据对原料骨处理过程的不同,食用鲜骨泥加工方法可分为三种:低温冷冻磨碎加工、常温磨碎加工、高温高压蒸煮后磨碎加工。一般而言,低温冷冻后较常温易加工,如日本采用的冷冻后加工,中国采用的低温冷冻后加工及常温加工等,故仍以低温冷冻加工为主,通常称为冷冻法。该方法是将鲜骨在-15至-25℃以下充分冷冻脆化,然后切成碎块、绞碎、再经多次磨碎,制成鲜骨泥。工艺流程为:动物骨→选骨→清洗→剔骨→冷冻→切碎→粗磨→ 细磨→成品。[5]

所得鲜骨泥粒径为70至80μm。其优点是低温加工保存了鲜骨中全部营养成分。缺点是对原料骨有一定要求,需剔除坚硬的腿骨及骨骼上附着的骨膜、韧带、碎肉等不易磨碎的成分;成品骨泥含水、含油量高、不易保鲜、贮存、运输、使用均有不便;生产成本高、产品粒度粗,影响吸收利用。高温高压蒸煮后磨碎法在骨泥加工中应用也较多,如前苏联采用此法,但高温高压蒸煮会使鲜骨中许多营养成分遭到破坏,从食品营养角度来看,此法有一定局限性。[5]

鲜骨泥
鲜骨泥

食用鲜骨粉

由于食用鲜骨泥的贮存、保鲜问题制约其推广, 鲜骨粉的研究应运而生,鲜骨粉的制备方法大致可分为蒸煮法、高湿高压法、生化法等几种。[5]

蒸煮法

将鲜骨经高温蒸煮,去除油脂、肌肉、肌腱、骨髓等,然后洗净烘干,再粉碎细化,可制得极细的干骨粉,由于高温蒸煮脱去了绝大部分有机成分,鲜骨营养成分丢损严重,能利用的仅仅是骨钙。[5]

高温高压法

将鲜骨经高温高压蒸煮,使骨组织酥软,然后通过胶体磨、斩拌机细化成骨泥,再经干燥成粉。工艺流程为:选骨→烫漂→预煮→切块→ 高温蒸煮→干燥→磨细→过筛→成粉。由于高温蒸煮很难使动物腿骨骨干变酥软而磨细,因此,骨粉粒度较粗,影响食用;高温高压亦会使鲜骨中许多营养成分被破坏;该方法还存在能耗大、成本高等缺点。 [5]

生化法

将鲜骨粗碎后,通过化学水解法及生物学酶解法,使骨钙、蛋白质、脂肪等营养物质变成易于人体直接吸收的营养成分。该法产品粒度细,营养物质吸收率高。缺点是通过化学及生物学处理,引入新的杂质,破坏了鲜骨营养成分的全天然性及完整性,生产成本亦很高。[5]

鲜骨超细化加工新技术

南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所实现了鲜骨的超细化加工,可制得粒径小于5至10μm的超细低脂鲜骨粉。该技术是根据鲜骨的构成特点,针对不同组成部分的性质,采用不同的粉碎原理、方法,进行粉碎及细化,从而达到超细加工的目的。对刚性的骨骼,主要通过冲击、挤 压、研磨力场作用使之粉碎及细化;对肉、筋类柔韧性部分主要通过强剪切、研磨力场作用,使之被反复切断及细化,整个粉碎过程是通过一套具有冲击、剪切、挤压、研磨等多种作用力组成的复合力场的粉碎机组来实现的。考虑到鲜骨中含有丰富的脂肪及水分,对保质、保鲜不利,为此,该技术中还包含一套脱脂、脱水装置,因而可直接制得超细低脂鲜骨粉,其工艺为:鲜骨→清洗→破碎→粗碎→细碎→脱脂→超细粉 碎→干燥灭菌→成品。[5]

提高骨粉食用价值的方法

通过对骨进行加工,可以制得不同粒度的骨粉,并将其应用于食品中。但是为了提高人体对骨粉营养成分的充分吸收利用,骨粉在被应用于食品加工之前,还有必要进行改造或处理,提高其食用价值。[5]

酸解法

利用酸的作用,破坏骨粉胶原纤维中蛋白质盐键、酯键,使蛋白质变性,从而使与胶原纤维有机结合的羟磷灰石裸露出来,然后酸作用于羟磷灰石,让骨钙转化为可溶性钙。此法可提高骨粉 中可溶性钙和可溶性蛋白质的含量。[5]

碱解法

用碱处理的目的主要是除去骨粉内外包围缠绕的蛋白质、脂肪,进一步减小骨粉的粒度,从而有利于人体对钙的吸收。但是碱解法会将组成蛋白质的L-型氨基酸部分转变为D-型氨基酸,且水解过程中破坏的氨基酸比较多,所以此法使用较少。 [5]

酶解法

20世纪70年代标志着食用蛋白质的酶解研究作为一门相对独立的研究领域的建立,酶法水解骨蛋白已成为其中一个分支。各国众多研究者对此方面进行了逐步深入的研究和探索。Surowka等采用猪的胃蛋白酶进行了酶解鸡头骨蛋白的研究,确定了最佳酶解条件,并测定了酶解物氨基酸成分含量;1992年,丹麦也开始用酶处理骨骼生产食用蛋白粉,其方法是用中性蛋白酶在58至62℃下将骨处理一小时,再用常规方法加工出高品质肉骨蛋白粉;Miche Linder等人将小牛骨骼进行酶水解,确定了最佳水解条件,成功进行了酶解回收小牛骨蛋白的研究。中国的研究主要集中在对鱼骨等副产物的酶解上。何建军等以小杂鱼和鲢鱼下脚料为原料,加酶分解蛋白质,并进行恒温发酵,研制了淡水鱼露,比传统方法生产周期短,产品盐份低、得率高;周涛等运用木瓜蛋白酶酶解鲐鱼头骨等加工废弃物,确定了最佳水解条件,并选用不同颗粒大小的活性炭对水解液进行脱色,制得营养价值高、水溶性好的蛋白水解物,可作为理想的蛋白质强化剂。[5]

微生物发酵法

利用微生物的作用,降解骨粉中的蛋白质、黏多糖,使部分钙从结合态游离出来。该法兼有酸解、酶解、生物转化的共同作用,是一种比较新、效果好的方法。连喜军等采用微生物纯种发酵法分解骨粉,骨钙的转化率47.8%; 梁锐萍等利用两种乳酸菌发酵动物骨粉,通过研究影响其发酵的因素,优化出了乳酸菌发酵骨泥的最佳生产工艺,从而开发出了一种新型的生物态补钙制剂。[5]

参考资料 11

  1. 参考 1
  2. 浅析中蒙饲料用骨粉及肉骨粉标准指标比对 — 知网
  3. 参考 3
  4. 参考 4
  5. 动物骨粉的研究开发及应用现状 — 知网
  6. 骨粉营养成分的分析 — 知网
  7. 参考 7
  8. 动物骨粉的应用研究 — 知网
  9. 动物骨粉的应用研究 — 知网
  10. 参考 10
  11. 鱼骨粉在食品工业中的应用 — 知网
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