豬全血酶解為低肽和氨基酸的工業生產方法
【專利摘要】本發明是以豬全血蛋白質為原料經過酶解為低肽和氨基酸的工業生產方法。包括采血衛生、全血酶解、蒸發濃縮、噴霧干燥和產品包裝等環節。創造性的選擇了搪玻璃反應釜和搪玻璃蒸發罐為本方法的核心設備。發明了蒸汽--溫水循環系統，解決了在同一設備中對豬血既能高溫殺菌又能低溫酶解和高溫滅酶的工業生產。將三步生產過程縮減為一步，將三件設備減化為一件。由此提高了產品質量，消化率達到96％以上，大幅度縮短了生產周期和降低了成本。生產技術易于掌握，生產過程對環境無污染，產品質量符合國家食品安全標準，可廣泛用作食品營養強化劑，高級飼料添加劑。
【專利說明】豬全血酶解為低肽和氨基酸的工業生產方法
1、【技術領域】
[0001]本發明方法屬于豬血精深加工綜合利用領域，是以豬全血為原料，采用復合酶將豬全血酶解成低肽和氨基酸的工業生產方法。
2、【背景技術】
[0002]隨著人口的增長和耕地的減少，食物資源特別是蛋白質資源已日趨緊張。我國是以谷類為主食的國家，植物蛋白中的必需氨基酸配比不甚理想，但目前動物性蛋白的產量又遠未達到人們需求。因此，大力開發動物性蛋白資源顯得尤為重要。而屠宰加工副產物豬血的綜合開發利用是有效解決蛋白質資源匱乏的途徑之一。不僅與行業可持續發展和環保緊密相連，而且帶來的經濟效益遠超過畜肉的價值。隨著畜禽規模化養殖場的不斷建立和養殖規模的不斷擴大，以及國家生豬定點屠宰規定的貫徹實施和屠宰加工企業向大型化方向發展，使得動物血液的大量收集成為可能。因此，豬血的綜合開發與利用前景廣闊。
[0003]我國是世界生豬出欄數最多的國家，2012年生豬出欄已超過7億頭，每頭豬約產生2.5kg豬血，因此由屠宰生豬而產生的副產物豬血大約有175萬噸，其中約含35萬噸優質蛋白，資源相當的豐富。但由于種種條件的限制，如色澤差，有較重的血腥味，適口性差等原因，對豬血的利用率不高。而且，豬血蛋白質的分子量很大，肽鏈分子結構呈卷曲狀排列，在體內消化時，肽鏈不易斷裂，消化率很低，僅20~30%，提高豬血蛋白消化率和形成產業化生產是開發豬血的技術關鍵。目前，我國利用豬血資源開發的產品還比較單一，除一小部分被加工成面粉或發酵血 粉作為飼料添加劑，或用于生化制藥生產血紅素、超氧化物歧化酶、蛋白胨外，相當大的部分被作為廢棄物而倒進地溝，既造成巨大浪費，又污染環境。
[0004]豬血是一種豐富的蛋白質資源，其營養特性首先體現在蛋白質的含量和氨基酸的組成上。鮮血含有20%左右的蛋白質，與豬瘦肉相當，而聞于人乳和全蛋。從氣基酸組成看，豬血含有包括成人必需的8種氨基酸在內的18種氨基酸，特別是賴氨酸和亮氨酸含量豐富，豬血蛋白質中賴氨酸含量可達14.1%，是肉、乳、蛋含量的兩倍。
[0005]目前開發豬血蛋白質的方法主要有三種:酸水解法、堿水解法和傳統酶解法。
[0006](I)酸水解法一般用鹽酸或硫酸水解，蛋白質水解率較高，但酸要破壞色氨酸和胱氨酸，由于色氨酸是必需氨基酸，被破壞后導致豬血蛋白質的利用率下降。
[0007](2)堿水解法一般用氫氧化鈉水解，堿要破壞精氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、胱氨酸和半胱氨酸，明顯使氨基酸組成比失調，降低其在機體的利用率，而且對環境有污染。
[0008](2)傳統酶解法雖然對氨基酸不破壞，但水解率低，產物多數停留在多肽水平，消化率低，一般僅40~50%，生產工藝落后。
[0009]根據上述解法的優缺點，采用胰蛋白復合酶對豬全血蛋白進行酶解，通過提高酶活性和消化率，創新發明一種豬全血蛋白質酶解為低肽和氨基酸的產業化工藝，是開發豬全血蛋白質的最佳途徑。
3、
【發明內容】
[0010]我們除了提高豬全血蛋白質水解酶活性和豬全血蛋白質消化率外，重點研究發明了一套酶解法工業生產流程，使豬全血蛋白酶解為易于消化吸收的低肽和氨基酸，取得重大突破。
[0011] 我們設計了一套豬全血酶解為低肽和氨基酸的工業生產方法，進行了設備選型和技術參數的確立，工藝流程包括五個步驟:
[0012]采血衛生一全血酶解一蒸發濃縮一噴霧干燥一產品包裝
[0013]①采血衛生:血源必須采自經檢疫檢驗合格的健康豬血液，抗凝，無生物污染和化學污染。所采血液必須及時冷藏，盡快運往豬血酶解車間，注意屠宰衛生和器具衛生。
[0014]②全血酶解:我們查閱了大量設備資料，沒有發現適合本方法的現成設備及工藝流程，經多次篩選和試驗，發現搪瓷玻璃反應釜。它具有金屬的強度和優質玻璃的耐腐蝕性，不與物料發生化學反應，對產品無化學污染，能滿足對豬血的高溫殺菌，但是不能滿足對豬血的低溫酶解，在此基礎上我們創造性的設計了一套蒸汽循環與溫水循環交替使用的綜合循環系統(蒸汽——溫水循環系統)，該系統解決了反應釜既能高溫煮沸血液、殺菌、又能低溫酶解血液的要求，因此我們選定搪瓷玻璃反應釜作為酶解工藝的核心設備。在反應釜中加入豬血、適量飲用水，通過蒸汽——溫水循環系統將蒸汽通入反應釜將血煮沸殺菌。停止通汽，又經蒸汽一溫水循環系統通入溫水，降低溫度，轉入酶解，攪拌，讓血蛋白分子與酶充分接觸。在酶解過程中確立了技術參數:酶解溫度40-45°C;酶解酸度pH7.8~
9.5 ;通常酶添加量血:酶=25:1 ;酶解3~4h后，停止通入溫水。再通入蒸汽煮沸酶解液將酶滅活，轉入蒸發濃縮。
[0015]該酶解方法的發明使得豬血蛋白酶解成低肽和氨基酸能夠工業化生產，而且簡化了工藝程序，節省了能源、縮短了生產時間、對環境無污染、提高了酶解效果，使豬血酶解產物消化率提高到96%以上，本方法在國內外未見報道。
[0016]③蒸發濃縮:因為豬血酶解產品是低肽和氨基酸，主要用作于食品營養強化劑和高級飼料營養添加劑，為了便于向食品和飼料中添加，以及易于運輸和保藏，選擇產品為粉狀形式。因此對酶解液采用蒸發濃縮和噴霧干燥。我們選用.搪瓷玻璃蒸發罐，將酶解液轉入蒸發罐中，蒸汽加熱、攪拌，使酶解液濃縮后轉入噴霧干燥。
[0017]噴霧干燥:將濃縮液泵入噴霧干燥機，獲得淺褐色粉末狀產品。
[0018]⑤產品包裝:由于產品是低肽和氨基酸，吸濕性很強，噴霧干燥后的產品必須及時采用食品級防潮材料包裝。
[0019]本工藝產品經衛生部門檢驗:菌落總數，大腸菌群值，致病菌及有毒重金屬等指標均符合國家食品安全標準，達到了乳粉標準要求，產品還富含人體必需的8種微量元素Fe、Cu、Mn、Zn、Co、N1、Sn、Cr，尤其 Fe 的含量很高。
[0020]豬血蛋白酶解產品的感官檢測見表1。
[0021 ] 表1豬血蛋白酶解產品的感官評價[0022]
【權利要求】
1.豬全血酶解為低肽和氨基酸的工業生產方法，其特征包括如下步驟: (1)采血衛生:血源必須采自經檢疫檢驗合格的健康豬血，結果抗凝處理，及時冷藏。 (2)全血酶解:選擇搪玻璃反應釜作為酶解核心設備，將全血加入反應釜中，加入適量飲用水，通入蒸汽煮沸殺菌后，通入溫水降溫至酶解溫度，調酸度至弱堿性，加入胰蛋白復合酶，酶解3~4h，再通入蒸汽加熱滅酶。 (3)蒸發濃縮:選擇搪玻璃蒸發罐，將酶解液轉入蒸發罐中，通入蒸汽濃縮。 (4)噴霧干燥:將濃縮液泵入噴霧干燥機，獲得淺褐色粉末產品，無異味。 (5)產品包裝:選擇食品級防潮材料及時對產品包裝。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)中所述的全血酶解是通過發明的一套蒸汽——溫水循環系統，來完成豬血蛋白的水解。先通過蒸汽——溫水循環系統通入蒸汽，將血煮沸殺菌，再通過蒸汽——溫水循環系統通入溫水降溫至酶解溫度，對全血進行酶解，又通過蒸汽一溫水循環系統通入蒸汽滅菌，從而完成全血酶解過程。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)中選擇了工業設備搪玻璃反應釜，結合權利要求2所述的蒸汽一一溫水循環系統，在同一個設備搪玻璃反應釜中完成了血液煮沸、酶解、滅酶三步生產。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)中全血酶解選擇的搪玻璃反應釜具有夾層結構，通過夾層可交替通入蒸汽和溫水。反應釜內壁耐酸、耐堿，對產品無污染。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟⑵中酶解溫度40~45°C、pH7.8~9.5、酶添加量血:酶= 25:1、酶解時間3~4h。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所獲得產品18種氨基酸齊全，保存豬全血氨基酸組成比，消化率達到96%以上，產品衛生指標符合國家食品安全標準，達到乳粉標準。
【文檔編號】C12P21/06GK103589770SQ201310477267
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】胡濱, 陳一資, 胡惠民, 黃乾民, 朱雅冬, 王得眾, 紀斗朝, 郭德斌, 胡捷 申請人:四川農業大學