一種高品質骨粒及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于畜產品副產物加工領域，尤其是指一種高品質骨粒的生產方法。
【背景技術】
[0002]我國是畜禽飼養大國，全國肉類總產量超過5000萬噸，約占世界肉食總產量的1/4，產生的畜禽骨頭超過1500多萬噸，骨資源極為豐富。有關研宄結果表明，骨的營養價值很高，含有豐富的蛋白質、脂肪、礦物質等營養素，是寶貴的營養性資源。但目前每年有1000萬噸左右的畜禽骨沒有得到有效利用，造成了極大的資源浪費和環境污染。動物的骨骼組織由骨細胞(約占總體積的2°/『3%)和鈣化的骨基質組成。骨基質中65%左右為富含鈣、磷、鎂、鐵、鋅等人體必需元素的礦物質，35%左右為由膠原蛋白和非膠原蛋白質組成有機物質。動物骨骼是生產骨粉、骨明膠、骨肽等骨制品的重要原料。骨粉、骨明膠、骨肽等骨制品的生產原料畜禽骨的質量嚴重影響產品的質量。盡量脫除骨料的油脂、縮小骨料粒徑是提高骨制品質量的關鍵因素。另外骨料的衛生安全性也是骨制品質量及生產過程力爭使環境免受污染的重要保證。為實現骨制品安全、高效生產，經過長期的發展，擯棄鮮骨大料工藝、采用骨粒為原料生產骨粉、骨明膠、骨肽等骨制品已成為勢在必行的趨勢。傳統的骨粒的加工一般是將經檢疫合格的牛、豬、羊、禽類和魚等新鮮動物骨經砸骨、蒸煮、脫脂、烘干、分選等加工成一定粒度的碎骨。采用傳統工藝鮮骨生產骨粒得率不足30%。骨明膠生產行業對骨粒的質量要求是:新鮮、無酸敗味、臭味、無生骨。水分< 8.0 %、鈣18.0 %?24.0%，、磷彡9.0 %、氟彡1800 mg/kg、粗蛋白質彡22.0 %、粒度40目篩下物彡10%、細菌總數< 2X 16個 / 克、總砷(As) ^ 1.0 mg/kg、絡(Cr) ^ 2.0 mg/kg、鉛(Pb) ^ 1.5 mg/kg。
[0003]生產優質骨粒的關鍵是骨原料的脫脂、殺菌及干燥。目前，骨原料脫脂技術主要為水力脫脂法、水煮脫脂法和擠壓脫脂法。水力脫脂法是將骨料經粗砸后，投入PH4.5-5.0的80°C熱水中，將骨原料中的固態油脂溶化為液態，撈出骨料，脫水、送入精砸機，精砸后的骨粒連續進入蒸煮機，在80°C熱水中煮5~6min，然后進行液固離心分離，去除骨料中的油脂。此法優點是可實現連續化生產，缺點是溫度高、不但對骨膠原產生一定程度的破壞，影響骨膠的得率及質量，而且耗水量大、耗能嚴重，有大量污水排放，對生態環境產生不良影響。水煮脫脂法是將精砸后的骨粒裝入籠筐，再把籠筐放入水槽中加熱到90°C -95°C，維持l~3h，然后吊出籠筐，迅速將骨粒放入離心機中高速旋轉脫除骨粒上的油水混合物，實現骨料脫月旨。此法操作溫度高、時間長，嚴重破壞骨膠原的天然屬性。擠壓脫脂法是將骨料經粗砸和加熱到65°C ~75°C后，利用螺旋壓榨機進行擠壓，脫除骨料中的油水。得到的脫脂骨粒殘油率3% ~ 4%。但此法適宜骨粉的處理，不適于骨粒的制備。
[0004]目前骨粒生產中殺菌過程幾乎都是采用濃硫酸高溫煮骨，一般加入質量濃度92%以上的濃硫酸于85°C -95°C,20分鐘左右高溫煮骨進行脫脂及滅菌處理。濃硫酸不但會破壞骨原料中的有效成分，而且操作環境惡劣、危險，給安全生產帶來隱患。
[0005]原料骨的干燥通常采用滾筒干燥、炒干和烘干，干燥溫度300°C左右。由于干燥溫度高，易造成骨膠原蛋白變性，極大降低骨明膠、骨肽等骨蛋白制品的的質量和得率。
[0006]目前，骨粒加工技術落后，骨粒的生產成本較高，骨制品行業多數采用生鮮大骨直接應用，骨制品生產環境差，產品的得率低、品質差，既造成骨資源的浪費，同時嚴重影響行業的健康發展。
【發明內容】
[0007]本發明提供一種高品質骨粒及其生產方法，以解決目前骨粒工業化生產成本高、品質差、骨資源利用率低、資源浪費等問題，為人們提供健康、安全的高品質骨粒，為骨資源的資源化、高值化利用提供前提和原料保證。
[0008]本發明采取的技術方案是由下列步驟得到的:
(一)原料骨挑選及預處理
將健康無疫病的動物生骨，鋸斷成長度不大于20cm的短骨，備用；
(二)表面脆化、干法凈骨及粗破碎
將由步驟(一)獲得的短骨置于載物底板具有孔徑15mm的孔洞的旋轉式熱風爐，骨料單層平鋪，通入160°C?190°C干燥熱風，直至生骨表面殘存的非骨組織部分、如皮、毛、碎肉、骨膜發生熱變性而脆化，然后取出置于相對濕度25?30%的操作環境，按骨質量百分比0.5?2.0%加入質量濃度30%的過氧化氫噴涂骨料表面使之持續脆化，然后進行滾揉搓擦，實現干法凈骨，去除附著在骨表面已脆化的非骨組織部分、如皮、碎肉、骨膜然后進行篩分及風選，除去非骨質的碎肩，得到的凈骨進行有限破碎，得到粒度為20mm?25mm的潔凈碎骨，備用；
(三)微波遠紅外組合式連續殺菌碳化及灰化
將步驟(二)獲得碎骨首先在頻率2450MHz、溫度65°C?95°C、壓力98?lOlKPa、時間8?15min條件下進行微波殺菌并進一步脫水，然后迅速直接送入隧道式遠紅外烘箱，將物料單層平鋪，在溫度180°C?190°C、15?25min條件下進行表面高溫處理，使表面殘存的非骨質雜質進一步碳化變成灰質，然后在操作環境相對濕度25?30%、骨料中心溫度65°C?95°C條件下進行滾揉搓擦，脫除骨料表面碳化的灰狀非骨雜質，碎骨最終含水量2%?5%，備用;
(四)粉碎及高壓超臨界0)2流體脫脂
將經過步驟(三)干燥殺菌處理的骨料進一步粉碎，獲得粒度3mm?5mm的碎骨，按骨質量百分比0.3%?0.8%加入食品級碳酸氫銨(NH3HCO2),拌勾，然后以CO2為脫脂流體、在壓力55?70MPa、溫度45°C?60°C、時間60?120min條件下進行脫脂處理，同時脫除骨料中異味，得到脂肪含量小于2%的凈化的骨料，即為骨粒制品。
[0009]本發明所述動物生骨包括畜類、禽類、魚類的生骨。
[0010]本發明所述畜類生骨包括牛、豬、羊的生骨。
[0011]本發明所述禽類生骨包括雞、鴨、鵝的生骨。
[0012]本發明所述魚類生骨包括淡水魚、咸水魚的生骨。
[0013]微波是指頻率為300MHz?300GHz的電磁波，即波長在I米(不含I米)到I毫米之間的電磁波。農畜產品加工中常用微波頻率為2450MHz，不但具有良好的熱效應，同時具有殺菌、滅酶作用。微波比紅外線、遠紅外線具有更好的穿透性。微波透入介質時，由于微波能與介質發生一定的相互作用，如果微波頻率2450 MHz，則使介質的分子每秒產生24億五千萬次的震動，介質的分子間互相產生摩擦，引起的介質溫度的升高，使介質材料內部、外部幾乎同時加熱升溫，大幅度縮短熱傳導時間，且物料內外加熱均勻一致。微波可以進行選擇性加熱。水分子屬極性分子，介電常數較大，其介質損耗因數也很大，對微波具有強吸收能力。而蛋白質、碳水化合物等的介電常數相對較小，其對微波的吸收能力比水小得多。微波熱慣性小，升溫速度快，同時介質溫升可無惰性的隨微波輸出功率改變，不存在“余熱”現象，可防止過熱現象發生，微波能較好地保證產品的質量。
[0014]通過利用電磁場的熱效應和生物效應，微波可以對介質進行殺菌。微波對細菌的熱效應是使蛋白質變化，使細菌失去營養、繁殖和生存的條件而死亡。微波對細菌的生物效應是微波電場改變細胞膜斷面的電位分布，影響細胞膜周圍電子和離子濃度，從而改變細胞膜的通透性能，細菌因此營養不良，不能正常新陳代謝，細胞結構功能紊亂，生長發育受到抑制而死亡。此外，微波能使細菌正常生長和穩定遺傳繁殖的核酸和脫氧核糖核酸的化學鍵松弛、斷裂和重組，從而誘發遺傳基因突變，或染色體畸變甚至斷裂，失去生命特征而死亡，實現殺菌目的。
[0015]超臨界流體是處于臨界溫度和臨界壓力以上，介于氣體和液體之間的流體。超臨界流體具有氣體和液體的雙重特性。超臨界流體的密度和液體相近，粘度與氣體相近，但擴散系數約比液體大100倍。超臨界流體同時也具有氣體的優點，粘度小，擴散系數大、滲透性好，與其它氣體的互容性強，可以利用超臨界流體對物質進行較好的溶解和分離。超臨界CO2流體對極性較低的親脂性物質及低分子量的脂肪烴具有極強的選擇性萃取。CO 2是惰性氣體，萃取過程中不發生化學反應，不易燃、不易爆，無味、無臭、無毒、安全性好。與傳統高溫脫脂工藝相比，超臨界流體CO2萃取脫脂具有明顯優勢。首先可以在接近室溫(35°C?40°C )下進行，同時由于CO2是惰性氣體，可以有效地防止熱敏性骨膠原蛋白質類物質鈍化、變性；萃取全程不使用有機溶劑，萃取物和萃余物均無溶劑殘留，防止生產過程中產生對人體有害物質和對環境的污染；實現選擇性萃取、萃取和分離同時進行，提高生產效率降低生產成本，簡化操作程序。
[0016]本發明優點是:與傳統骨粒加工技術相比較，采用微波技術對原料骨進行先行殺菌、干燥處理，避免原料骨霉變、變味等變質情況的發生，保證原料骨及環境衛生，進而保證骨粒的品質。采用干法凈骨技術，獲得潔凈骨料同時節省水資源，產生副產物易于收集和再利用。在碳酸氫銨存在環境下采用高壓超臨界流體脫脂純化處理，提高脫脂率，同時產生充足氣體增加高壓氣體穿透力，提高骨質疏松度，有利于骨膠、骨粉的生產。按本方法生產骨粒對環境無污染，節水、省時，生產效率高，實現潔凈生產。采用本發明方法全過程操作條件溫和，避免高溫長時間熱作用，最大限度保證原料骨中骨膠原蛋白活性，有利于骨膠、骨肽、骨粉等骨制品的加工。采用本專利技術鮮骨生產骨粒得率超過60%，骨粒風味新鮮、無異味，水分含量3.0 %，脂肪含量0.8%，粗蛋白45.0 %，細菌總數小于2 X 14個/克，品質優于傳統方法。
[0017]本發明獲得的產品，即可作為骨膠原提取及骨明膠、骨肽、骨粉等骨制品的生產原料。
【具體實施方式】
[0018]實施例1 (一)原料骨挑選及預處理
將健康無疫病的動物生骨，鋸斷成長度不大于20cm的短骨，備用；
(二)表面脆化、干法凈骨及粗破碎
將由步驟(一)獲得的短骨置于載物底板具有孔徑15mm的孔洞的旋轉式熱風爐，骨料單層平鋪，通入160°C干燥熱風，直至生骨表面殘存的非骨組織部分、如皮、毛、碎肉、骨膜發生熱變性而脆化，然后取出置于相對濕度25%的操作環境，按骨質量百分比0.5%加入質量濃度30%的過氧化氫噴涂骨料表面使之持續脆化，然后進行滾揉搓擦，實現干法凈骨，去除附著在骨表面已脆化的非骨組織部分、如皮、碎肉、骨膜，然后進行篩分及風選，除去非骨質的碎肩，得到的凈骨進行有限破碎，得到粒度為20mm的潔