胡跃斌,贾冬英,姚开,孙惠 (1.成都市工业学校, 成都610081; 2.四川大学轻纺与食品学院, 成都610065) 摘要: 研究了鲜猪皮的脱脂和胶原蛋白的提取条件及其美容食品的加工配方。结果表明, 鲜猪皮的适宜脱脂条件为: 鲜猪皮以其质量4倍体积的4%醋酸溶液于35℃浸泡1h, 漂洗后加入0.02%(w/w)脂肪酶于起始pH8.5、40℃下水解2h。脱脂皮中胶原蛋白的适宜提取条件为: 加入其质量0.02%(w/w)胰蛋白酶于起始pH8.0、40℃下水解2.5h。胶原蛋白美容食品的适宜配方为: 胶原蛋白提取液100g、白糖8.5g、红糖5.5g、β- 环糊精2.0g、大枣1.0g、银耳1.0g、枸杞1.0g、氯化钾0.4g、柠檬酸0.3g、魔芋精粉0.3g和卡拉胶0.2g。 关键词: 猪皮; 脱脂; 胶原蛋白; 提取; 配方 Manufacture of a nutritious gel product from fresh pigskin HU Yue- bin1, J IA Dong- ying2*, YAO Kai2, SUN Hui2 (1.Chengdu Indus try School, Chengdu 610081; 2.College of Light Indus try & Food Science, Chengdu 610065) Abstr act: Conditions for defatting of and collagen extraction from fresh pigskin were s tudied. A nutritious gel product made from this extract and other materials were developed. When the chopped fresh pigskin was soaked in 4 times volume of 4% acetic acid solution at 35℃ for 1 hour, washed with water and then hydrolyzed by 0.02%(w/w) lipase at pH8.5 and 40℃ for 2 hours , the res idual contained the leas t fat. The appropriate collagen extraction condition was that the defatted pigskin added with 0.02%(w/w) tryps in was kept at pH8.0 and 40℃ for 2.5 hours . Suitable ingredients for the pigskin gel are as follows : the extract 100g, white sugar 8.5g, black sugar 5.5g, β- cyclodextrin 2.0g, Chinese date 1.0g, white fungus1.0g, medlar 1.0g, KCl 0.4g, citric acid 0.3g, konjac glucomannan 0.3g and carrageenan 0.2g. Key words: pigskin; defatting; collagen; extraction; ingredient 我国是猪肉生产和消费大国, 每年有大量的猪皮副产物产生。目前, 在我国除少部分猪皮被用于制革、提取明胶和加工膨化食品外, 其利用主要为鲜销, 深加工程度低。据分析, 鲜猪皮中含有33%蛋白质、2%脂肪和0.5%矿物质, 其中胶原蛋白占真皮干重的98%[1]。胶原蛋白是一种不完全蛋白质, 但它是皮肤健康必需的营养成分, 能促进皮肤代谢和减少皮肤皱纹形成。此外, 胶原蛋白及其多肽还具有保护胃肠黏膜、促进造血功能和降低血压等功能[2]。因此, 猪皮具有很大的开发利用价值。然而, 目前国内市场上鲜见以猪皮为原料直接加工的方便食品。本文中以鲜猪皮为主要原料提取胶原蛋白, 配以我国传统的具有滋补和美容养颜作用的药食两用食物资 源开发出胶原蛋白美容食品, 期望为猪皮的深加工利用提供重要参考。 1 材料与方法 1.1材料 猪皮、银耳、大枣、枸杞、白糖、红糖: 市售;β- 环糊精(β- CD)、卡拉胶、魔芋精粉、氯化钾柠檬酸: 食用级; 脂肪酶胰蛋白酶: 无锡酶制剂厂南京生化制剂厂提供; 其余试剂均分析纯。 1.2 方法 1.2.1 工艺流程 原料→预处理→脱脂→胶原蛋白提取→调配→均质→罐装→杀菌→成品 1.2.2 脱脂方法的选择 1.2.2.1 脱脂方法的选择鲜猪皮经清洗、手工刮去脂肪、切碎、称质量后, 分别采用高压法、酸法、碱法、酶法和复合法对其进行脱脂。高压法是在碎猪皮中加入其质量4倍体积的水于0.15MPa下保持20min;酸法是以4%醋酸溶液处理2h; 碱法采用10% Na2CO3处理2h; 酶法是添加0.02%(w/w)脂肪酶于pH8.0(用10% Na2CO3 调节)、40℃水解2h; 复合法是用10%Na2CO3或4%醋酸溶液于35℃浸泡1h、漂洗后加入0.02%(w/w)脂肪酶于pH8.0(用10%Na2CO3调节)、40℃下水解2h[2]。过滤后将滤渣于80℃干燥至恒质量。采用酸水解法测定滤渣的脂肪含量[3]。 1.2.2.2 酶法脱脂条件的优化在上述实验基础上,用L9(43)正交试验考察了反应温度、反应时间、介质pH和酶添加量对脱脂效果的影响, 由此对酶法脱脂条件进行优化。正交试验中所有样品的加水量均为鲜猪皮质量的4倍。 1.2.3 胶原蛋白提取方法的选择采用酸法和酶法对脱脂皮中的胶原蛋白进行提取。酸法是在脱脂皮中加入其质量3倍体积的柠檬酸(pH4.0)溶液后将其置于80℃水浴中提取2.5h。酶法是在脱脂皮中加入其质量3倍体积的水后用10% Na2CO3调节溶液的pH至8.0,再加入0.02%(w/w)胰蛋白酶, 然后于40℃水浴中反应2.5h。过滤后对提取液的色泽和胶凝性以及滤渣残留量进行评定。以银耳、大枣、枸杞、白糖、红糖、β- 环糊精、卡拉胶、魔芋精粉等作为辅料, 分别按表2进行不同配比研究, 大枣、枸杞和银耳经过充分蒸煮、细化后使用。运用感官评价方法对产品的色泽、气味和滋味进行综合评价, 按1.2.4方法测定其胶凝性, 由感官指标和胶凝性综合评分结果确定产品的适宜配方。 1.2.4 凝胶强度的测定在胶体表面覆盖一张薄纸后分别将不同质量的砝码置于其上, 观察胶体表面变化情况。胶体表面被破坏时所能承受的砝码质量越重, 则表示其凝胶强度越高。根据不同的砝码质量范围按5分制对胶体的凝胶强度进行分级评分。 1.2.5 感官评定和加权计分按表4标准对不同配方产品的色泽、滋味及气味进行评价, 这些指标每项均以5分为最高分。利用加权法计算总分, 色泽、气味、滋味和胶凝性的加权系数分别为0.1、0.2、0.3和0.4。 2 结果与讨论 2.1 脱脂方法的确定 研究显示, 当介质pH2.5～3.0和pH11.0～13.0, 猪皮吸水膨胀达到最大值[4], 故pH对猪皮的溶胀性存在明显的影响, 并且无论是酸溶胀还是碱溶胀都使胶原蛋白的形状和物理性质发生变化。因此, 选择10%碳酸钠溶液或4%醋酸溶液对猪皮进行前处理, 以促进蛋白质的溶出和脂肪的水解。不同脱脂方法所得样品中残留的脂肪含量见表5。可以看出, 酸法脱脂效果优于酶法、碱法和高压法, 复合脱脂法效果优于单一脱脂法。在所采用的6种脱脂方法中, 以酸- 酶复合法效果最佳。这是由于碱法脱脂通常只是脱去猪皮表层的脂肪, 而对皮内脂质去除相对较困难;酸法由于能够破坏脂肪细胞膜, 因此对皮内脂质的去除效果较明显。由于猪皮的韧性和致密的结构,且皮内脂肪大多存在于脂肪细胞中, 单独的脂肪酶对细胞膜作用不大, 故单一的酶法对猪皮脱脂效果并不十分理想, 因此如果在脱脂之前对猪皮进行酸溶胀或碱溶胀, 不仅可以松散胶原纤维, 而且还能破坏脂肪细胞膜, 从而有利于脂肪酶的作用, 因此酸- 酶或碱- 酶复合法脱脂效果优于单一脱脂法。由此可知, 鲜猪皮的适宜脱脂方法为酸- 酶复合法, 即对鲜猪皮采用酸溶胀后再进行酶法脱脂。 2.2 最佳酶法脱脂条件的确定 反应温度、反应时间、介质pH和酶用量对脱脂效果的影响见表6。 由表6看出, 4种因素对脱脂效果影响程度大小依次为介质pH、反应温度、酶用量和反应时间, 其中介质pH影响最大, 反应时间影响最小。4种因素的最佳组合为A B C D , 即猪皮酶法脱脂的优化条件为: 介质pH8.5、酶添加量为底物质量的0.02%、反应温度为40℃、反应时间为2h。 2.3 胶原蛋白提取方法的确定 采用酸法或酶法对猪皮中的胶原蛋白进行提取,加水量必须适宜。若加水量过少, 则不利于蛋白质的充分提取; 而加水过多又会使提取液中的蛋白质含量难以达到形成凝胶产品所需的最低浓度。经过反复实验得出胶原蛋白提取的适宜加水量为脱脂皮质量的2~3倍。酸法和酶法提取胶原蛋白的结果见表7。 由表7看出, 2种方法所得提取液均具有较好的色泽和胶凝性。但与酸法相比, 酶法具有反应条件温和、所得滤渣残留量低、蛋白质提取率和原料利用率高、能耗低等特点, 因此更适于猪皮中胶原蛋白的提取。 2.4 配方的确定 由于猪皮提取液具有一种特殊的腥味, 该味道很难为消费者接受。因此, 必须选用包埋剂或复配其他多种对人体皮肤有营养作用的物料来消除或掩盖该不良味道。此外, 由于单独以提取液中的胶原蛋白及其多肽作为胶凝剂是难以制备出胶凝性和弹性俱佳的果冻样产品。所以, 在本实验中选用了β- 环糊精作包埋剂, 大枣、枸杞、银耳和红糖等作为营养改善剂和矫味剂, 卡拉胶和魔芋精粉作为胶凝剂进行了配方研究。不同配方产品的感官及胶凝性评定和加权计分见表8。 由表8看出, 以配方8制备的样品的加权得分最高, 即猪皮胶原蛋白美容食品的适宜配方为: 胶原蛋白提取液100g、白糖8.5g、红糖5.5g、β- 环糊精2.0g、大枣1.0g、银耳1.0g、枸杞1.0g、氯化钾0.4g、柠檬酸0.3g、魔芋精粉0.3g和卡拉胶0.2g。 3 结论 采用醋酸- 脂肪酶复合法对鲜猪皮进行脱脂处理后运用胰蛋白酶提取其中的胶原蛋白, 然后以该提取液为原料, 配以大枣、枸杞、银耳、红糖等多种药食两用食物资源, 经均质、罐装、杀菌后即可制成胶原蛋白美容食品。该产品具有原料蛋白利用率高、营养价值高、风味好、食用方便的特点, 具有较广阔的市场前景。 参考文献 [1] 周光敏.猪皮、猪蹄、猪血作为高蛋白食品在美容保健领域的探索研究[J]. 资源节约和综合利用,1997,(2):48- 54 [2] S Morimura, H Nagata, Y Uemura, et al. Development of an effective process for utilization of collagen from livestock and fish waste[J].Process Biochemistry,2002,37:1403- 1412 [3] 李亦兵,缪丽雯.食品分析[M]. 北京:中国轻工业出版社,1983:3- 8 [4] 侯国泉,王璋. 酶法从猪皮制备食用明胶工艺的研究[J].无锡轻工业学院学报,1992,11(1):10- 18