《Poultry Science》：The formation mechanism and solution for the black bone syndrome of deep-fried chicken legs
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本研究针对油炸鸡腿黑骨综合征(BBS)这一长期困扰产业的品质难题，通过多尺度分析揭示了其形成机制：骨髓在热加工过程中因微孔气体热膨胀和水分蒸发驱动而外泄，同时血红蛋白热变性导致颜色变深。研究人员创新性地开发了一套骨髓精准分离设备，通过钻孔与负压抽吸有效去除骨髓，从而在保持产品风味的前提下解决了BBS问题。该研究为禽肉热加工质量控制提供了新视角。
在全球鸡肉消费量持续增长的背景下，禽肉加工品质控制显得尤为重要。其中，黑骨综合征(Black Bone Syndrome, BBS)作为困扰产业数十年的顽疾，主要表现为禽类骨骼及邻近肌肉组织在热加工过程中出现异常褐变，严重影响产品感官品质和消费者接受度。尽管已有研究尝试通过饲料添加剂或调整加工方案来缓解BBS，但效果有限，这一问题至今未能得到根本解决。特别值得注意的是，冷冻鸡腿的BBS发生率(44%)显著高于新鲜鸡腿(28%)，而快餐供应商往往选择放弃带骨鸡腿或改用去骨鸡肉，这种治标不治本的做法凸显了深入探究BBS形成机制的必要性。
为系统解析BBS的形成机理并开发有效解决方案，南昌大学食品科学与资源挖掘国家重点实验室的研究团队在《Poultry Science》上发表了最新研究成果。该研究首次将油炸工艺参数与BBS形成直接关联，并创新性地提出了骨髓迁移是导致BBS的关键因素。
研究人员采用了一套多学科交叉的技术方法体系。他们通过计算机视觉技术量化深部渗出血液(Deep Extravasated Blood, DEB)面积来评估BBS严重程度；利用核磁共振成像(MRI)和低场核磁共振(LF-NMR)动态监测骨髓中油水分布；采用计算机断层扫描(CT)和扫描电子显微镜(SEM)分析骨骼结构变化；通过X射线光电子能谱(XPS)分析铁离子价态变化；并设计了一套自动化骨髓分离设备进行验证。实验样本为圣农食品提供的白羽鸡腿(110±5克/只)。
效果评估：油炸温度与时间对BBS的显著影响
研究结果显示，BBS严重程度随着油炸温度(120-180°C)和时间(12-18分钟)的增加而加剧，DEB率从0.12%升至16.91%。在100°C下油炸12分钟时，鸡腿组织保持可接受色泽，几乎无BBS现象；而延长至18分钟后，DEB率急剧上升至7.98%，表明BBS形成与热累积效应密切相关。
骨髓迁移机制：微孔气体膨胀与水分蒸发的共同驱动
通过MRI动态监测发现，加热过程中骨髓内形成大量孔隙，油脂同时膨胀并向外迁移。水分从骨髓腔内部向外扩散并蒸发，游离水比例从74%降至18%。去骨实验证明，骨髓泄漏主要由水分蒸发和气体扩散共同作用导致：气体微孔的热膨胀和非热膨胀是主要驱动力，而真空冷冻干燥去除微孔气体和水分后，加热过程中不再发生骨髓泄漏。
骨髓热变性：血红蛋白氧化导致颜色变深
颜色分析表明，随温度升高，骨髓亮度值(L)先略微下降后急剧上升，红度值(a)和黄度值(b*)持续下降。当温度达到60-100°C时，骨髓迅速变为深褐色。XPS分析证实加热后骨髓中铁离子价态升高，血红蛋白由氧合血红蛋白转变为高铁血红蛋白，解释了颜色变深现象。流变学测定显示，加热过程使骨髓从真凝胶态转变为粘流体态，流动性增加促进了迁移。
骨骼结构变化：温度升高加剧骨质损伤
CT和SEM分析显示，新鲜鸡骨存在骨孔，随油炸温度升高，骨小梁受损加剧，骨密度从0.4565降至0.3987。骨表面孔隙数量随温度升高而增加，180°C时出现严重损伤，为骨髓泄漏提供了通道。
解决方案：精准骨髓分离设备的有效性验证
研究人员设计了一套四工位骨髓分离设备，通过气动夹具固定、钻孔、负压抽吸等步骤实现骨髓高效去除，去除率达95%以上。验证实验表明，经处理的油炸鸡腿不再产生BBS，且骨髓分离仅使鸡腿平均重量减少0.81%±0.13%。电子鼻和电子舌分析证实，骨髓分离对主要挥发性风味成分(硫化物、萜烯、芳香化合物)和味觉属性(咸味、鲜味)无显著影响。
机制阐释：三阶段BBS形成过程
基于上述结果，研究提出了BBS形成的三阶段机制：初期骨髓充满骨腔，呈亮红色弱凝胶态；中期加热使骨髓流动性增加，骨密度降低形成微孔通道，骨髓在内部压力下向外迁移；后期骨髓在骨肉交界处形成凝胶，血红蛋白氧化导致颜色加深，最终形成BBS。
该研究首次系统阐明了油炸鸡腿BBS的形成机制，确认骨髓泄漏和血红蛋白热变性是核心因素，突破了传统认知局限。研发的骨髓分离设备为解决这一产业难题提供了可行方案，不仅适用于新鲜鸡腿，对高BBS发生率的冷冻鸡腿同样具有应用潜力。研究建立的DEB定量评估方法为产业质量监控提供了新工具，多尺度分析策略为食品加工过程中品质变化机制研究提供了范式。这项研究成果对提升禽肉加工品质、减少食物浪费、满足消费者对高品质禽肉产品的需求具有重要意义，为禽肉加工行业的技术创新和质量控制提供了理论依据和实践指导。
