蒸汽爆破处理提升驴骨粉可磨性及理化特性及其在饼干中的应用研究

本研究针对驴骨利用率低、传统粉碎能耗高的问题，创新性采用蒸汽爆破(SE)技术预处理驴骨，显著提升其可磨性（粒径从83.80 μm降至24.87 μm）和功能特性（持水性+28.21%，可溶性蛋白+86.84%，体外蛋白消化率+123.61%）。将SE驴骨粉(SEDBP)以16%比例添加至饼干中，不仅改善面团流变特性（降低软化度，提升稳定性），更使饼干钙含量显著提高，抗性淀粉增加，感官评分最优。该研究为动物骨副产物高值化利用提供了新思路。

　　

研究背景与意义
在全球驴存栏量超4000万头的背景下，驴骨作为肉类加工副产物常被废弃或仅作饲料使用，造成资源浪费。驴骨富含胶原蛋白、羟基磷灰石和矿物质（如钙、磷），具有补钙、预防关节炎等生理功能，但其致密结构导致粉碎能耗高、生物利用率低。传统预处理方法（如焙烧、冷冻）存在效率低、成本高等缺陷，而蒸汽爆破(Steam Explosion, SE)技术凭借瞬时释压效应，能高效破坏生物质结构，已在鸡骨、鱼骨处理中展现优势。与此同时，市售饼干多以精制小麦粉为主料，缺乏功能性成分。如何将营养丰富的驴骨粉融入烘焙食品，成为兼顾副产物增值与健康食品开发的双赢课题。

聊城大学的研究团队在《LWT》发表论文，系统探究SE对驴骨粉(SEDBP)理化特性的影响及其在饼干中的应用。研究发现，0.5 MPa/7 min的SE处理使驴骨粉粒径降低72.05%，钙含量提升12.98%，并显著提升13种氨基酸含量。将SEDBP添加至饼干后，不仅改善产品质构特性，更使抗性淀粉含量达80.92%，16%添加组的感官评分最优。该研究为动物骨副产物的绿色加工与功能食品开发提供了关键技术支撑。

关键技术方法
研究采用0.3-0.7 MPa蒸汽压力、3-7 min处理时间对驴骨进行SE预处理，通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)分析结构变化；采用激光粒度仪测定粒径分布，扫描电镜(SEM)观察微观形貌；通过溶剂保持能力(SRC)和粉质仪分析面团特性；体外消化模型评估蛋白质和淀粉消化率；感官评价由12名食品专业学生按标准化流程完成。

研究结果

3.1 驴骨结构特性
FTIR显示SE处理使羟基磷灰石特征峰（562、603、960 cm^-1）增强，表明胶原-羟基磷灰石交联被破坏。XRD证实SE未改变羟基磷灰石晶体结构，但31.86°衍射峰强度增加，提示蛋白质降解导致结晶度提升。

3.2 可磨性分析
SE处理使粉碎能耗从1.06×10^-2 kWh降至9.83×10^-3 kWh（p<0.05），粒径从83.80 μm降至24.87 μm。SEM显示SE样品表面粗糙度增加，出现明显裂隙，利于粉碎。

3.4 营养成分变化
SEDBP的钙含量达18978.98 mg/100 g，较未处理组提升12.98%。甘氨酸、丙氨酸等13种氨基酸显著增加（p<0.05），总氨基酸含量提升3.36%。

3.5 理化性质改善
持水性提升28.21%至1.50 g/g，可溶性蛋白含量增加86.84%，体外蛋白消化率从30.88%跃升至69.05%（p<0.05），归因于SE暴露更多亲水基团和酶作用位点。

3.6-3.7 面团特性调控
添加16% SEDBP使面团吸水率从65.63 mL降至54.30 mL，软化度从83.67 FU降至27.67 FU，而稳定时间从5.83 min延长至15.67 min，表明SEDBP可增强面团机械耐性。

3.8-3.10 饼干品质评价
16% SEDBP饼干的抗性淀粉含量达80.92%，硬度降低19.32%，摊散比提升15.72%。感官评分显示其在色泽、口感方面均优于对照组，且ΔE<1.15表明颜色变化不易察觉。

结论与展望
该研究证实SE技术可高效破解驴骨加工瓶颈，0.5 MPa/7 min处理方案在能耗控制与营养保留间取得最佳平衡。SEDBP的添加不仅赋予饼干高钙、高蛋白特性，其降低淀粉消化率的效应（抗性淀粉占比80.92%）更为开发低GI食品提供新思路。从产业角度看，该技术有望推动驴骨从废弃物向功能性食品配料转型，契合可持续农业发展理念。未来研究可进一步优化SE参数，并探究SEDBP在其他烘焙体系中的应用潜力。