一种胶原蛋白的加工方法 |
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申请号 | CN201610159226.5 | 申请日 | 2016-03-18 | 公开(公告)号 | CN105746843A | 公开(公告)日 | 2016-07-13 |
申请人 | 安勇; | 发明人 | 安勇; | ||||
摘要 | 本 发明 一种 胶原蛋白 的加工方法,该方法对胶原蛋白原材料采用自然 水 解 处理,并进行无添加 喷雾干燥 ,得到一种 氨 基酸含量高、吸收好、口味自然的氨基酸粉。该方法中胶原蛋白的水解率高,氨基酸含量≥85%,多种氨基酸的比例合理,口味自然,有利于人体的吸收,适合大规模、工业化生产,能促进胶原蛋白的市场发展和 回收利用 。 | ||||||
权利要求 | 1.一种胶原蛋白的加工方法,其特征在于,具体步骤如下: |
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说明书全文 | 一种胶原蛋白的加工方法技术领域背景技术[0002] 胶原蛋白是生物高分子,动物结缔组织中的主要成分,也是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋白,占蛋白质总量的25%~30%,某些生物体甚至高达80%以上。胶原蛋白的水解产物含有多种氨基酸,其中以甘氨酸最为丰富,其次为丙氨酸、谷氨酸和精氨酸,半胱氨酸、色氨酸、酪氨酸以及蛋氨酸等必需氨基酸含量低,因此,胶原蛋白属不完全蛋白质。胶原蛋白分子经水解后主要形成相对分子量较小的胶原多肽,由于胶原蛋白独特的三股超螺旋结构,性质十分稳定,一般的加工温度及短时间加热都不能使其分解,从而造成其消化吸收较困难,不易被人体充分利用。 [0003] 现有对胶原蛋白的加工技术多采用蛋白酶或在酸、碱条件下进行水解得到氨基酸,虽然具有水解速度快的优点,但蛋白酶的催化具有专一性,一种蛋白酶只能催化水解一种蛋白质,蛋白酶种类使用过少,胶原蛋白水解不充分,水解率低,不利于人体的吸收,蛋白酶使用种类过多,会增加生产成本,并且化学物质的引入还会影响最后产品的口味,不能被小孩、老人和病人所喜爱,不利于产品的推广,应用。 发明内容[0005] 本发明的目的在于克服现有技术中所存在的胶原蛋白水解率低,生产成本高的不足,提供一种胶原蛋白的加工方法。该方法对胶原蛋白原材料采用自然水解处理,在进行充分水解后,通过分离、过滤,最后进行喷雾干燥,得到一种氨基酸含量高、吸收好、口味自然的氨基酸粉。 [0006] 为了实现上述发明目的,本发明提供了一种胶原蛋白的加工方法,该方法的具体步骤为:1、将含有胶原蛋白的原材料进行清洗,破碎; 2、将步骤1得到的原材料与水混合后进行自然水解处理,得水解汤液; 3、将步骤2得到的水解汤液进行过滤、分离,得原汤; 4、将步骤3得到的原汤静置分层,进行处理后得原汤清液; 5、将步骤4得到的原汤清液进行喷雾干燥,得到氨基酸粉。 [0007] 上述一种胶原蛋白的加工方法,其中步骤1中所述的原材料为含有胶原蛋白的动物原材料,包括各种动物的筋、皮和淡水鱼;动物胶原蛋白含有大量人体所需要的氨基酸,人体必需氨基酸的含量高。 [0009] 上述一种胶原蛋白的加工方法,其中步骤2中所述的自然水解,能将原材料所含有的各类胶原蛋白都进行水解,水解得到的各种氨基酸的含量比例为自然比例,更容易被人体吸收,对保证人体健康和增加免疫力具有更加积极的作用。 [0010] 其中,在自然水解时进行持续搅拌,水解压力为常压;水解时需加入适量的水,水与原材料的重量份比值为4~5﹕3;水的加入量过少,水解反应需要水的参与,造成水解不完全,且水解汤液过稠,不利于分离过滤;水的加入量过多,水解汤液中可溶物的固含量低,喷雾干燥时能耗高,为此需对其进一步浓缩,造成能源浪费,增加生产成本。 [0011] 其中,水解的温度为90~100℃,水解温度低于90℃,胶原蛋白水解速度慢,部分胶原蛋白不发生水解,胶原蛋白水解率低,氨基酸的产率低;水解温度大于100℃,部分胶原蛋白发生变性,丧失水解作用,不能生成氨基酸,也不易被人体吸收。 [0012] 优选的,水解的温度为90~95℃,通过优选,原材料水解更彻底,氨基酸含量更高,营养价值更高。 [0013] 其中,水解时间为10~15h,水解时间低于10h,水解不彻底,胶原蛋白水解率低,不利于人体吸收,水解时间高于15h,耗能大,成本高。 [0014] 优选的,水解时间为12~13h,通过优选,能最大程度的保证水解率,并减少能耗。 [0015] 其中水解时采用夹套加热,在30~40min内升温到80℃,再用15~20min升温到90~100℃;能在减少能耗,加快水解反应,提高氨基酸的生成率。 [0016] 上述一种胶原蛋白的加工方法,其中步骤3对水解汤液采用60-100目的振动筛进行过滤; 60-100目的振动筛,过滤速度快,不易堵塞,能缩短加工周期,且滤液粘度适中,可溶物含量适中,利于喷雾干燥。 [0017] 上述一种胶原蛋白的加工方法,其中步骤4中在进行静置分层时,温度保持在80~85℃;对分层的原汤的处理为上层油层进行不少于3次的离心处理,取清液,下层清液直接使用;脂肪属于大分子有机物,在喷雾干燥时会堵塞喷嘴,且脂肪摄入量过大影响人体健康,将脂肪分离出来不仅有利于喷雾干燥,还有利于人体健康。 [0018] 上述一种胶原蛋白的加工方法,其中步骤5中对原汤清液在常压下直接进行喷雾干燥,不添加其他添加剂,不改变氨基酸的性质,氨基酸能更容易被人体吸收。 [0019] 其中,喷雾干燥的进风温度为150~200℃,出风温度为150~200℃;温度低于150℃,原汤清液的粘度过大,喷嘴易堵塞,且液滴不易分散,干燥后颗粒直径大;温度高于200℃,温度过高,可能导致氨基酸变性,失去营养价值。 [0020] 优选的,进风温度为165~180℃,出风温度为165~180℃;通过优选,使原汤清液的粘度更适合喷雾干燥,得到的粉体颗粒大小适中,利于溶解、吸收,颗粒直径相近,均匀性更好。 [0021] 上述一种胶原蛋白的加工方法,其中步骤5中对原汤清液的喷雾干燥,原汤清液的可溶物含量为10~25%,可溶物含量低于10%,干燥困难,能耗大,生产成本增加,可溶物含量高于25%,原汤清液粘度大,喷雾困难,干燥粉末颗粒直径大,不利于溶解、吸收。 [0022] 优选的,原汤清液的可溶物含量为18~22%,通过优选,原汤清液粘度最佳,喷雾干燥耗最小,粉体颗粒直径大小最佳,粒度均匀。 [0023] 一种胶原蛋白的加工方法,该方法利用在特殊的水解条件下,所有种类胶原蛋白分子都能进行水解生成氨基酸的特性,选择在90~100℃的温度下对胶原蛋白进行自然水解的方法,即能最大程度的提高胶原蛋白的水解率,保证氨基酸的含量,且多种氨基酸的比例合理,有利于人体的吸收;采用无添加、在进风温度为150~200℃、出风温度为150~200℃、可溶物含量为10~25%的条件下对原汤清液进行喷雾干燥,既能保证不改变氨基酸的性质,氨基酸能更容易被人体吸收,又能降低能源消耗,减少生产成本;该方法生产得到的得到氨基酸粉中氨基酸含量≥85%,吸收好、口味自然,适合大规模、工业化生产,能促进胶原蛋白的市场发展和回收利用。 [0024] 与现有技术相比,本发明的有益效果:。 [0025] 1、本发明方法将胶原蛋白原材料进行自然水解处理,对原材料所含有的全部种类胶原蛋白都进行了水解,胶原蛋白的水解效率高,得到的氨基酸的含量比例为自然比例,更容易被人体吸收,氨基酸粉中氨基酸含量≥85%。 [0026] 2、本发明方法对原汤清液在特定的温度和压力下进行喷雾干燥,能耗小。成本低。 [0027] 3、本发明方法直接对原汤清液进行喷雾干燥,不添加其他添加剂,不改变氨基酸的性质,口味自然,氨基酸能更容易被人体吸收。 [0028] 4、本发明方法工艺简单,操作方便,适合大规模、工业化生产。 具体实施方式[0030] 下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。 [0031] 实施例11、将1500kg的牛蹄筋用清水进行清洗,并采用2.5mm孔板的绞肉机进行破碎,破碎的牛蹄筋的粒度为1.2cm; 2、将步骤1得到的破碎的牛蹄筋与2.5吨的水混合加入到水解罐中,常压下,在35min内升温到80℃,再用15min升温到95℃后进行自然水解处理10h,得水解汤液; 3、将步骤2得到的水解汤液进行用60目的振动筛进行过滤、分离,滤液即原汤; 4、将步骤3得到的原汤保持温度为80℃,静置2h后分层,将上层油液用离心机进行3次离心处理除去脂肪,得清液,与下层清液混合后得原汤清液; 5、将步骤4得到的原汤清液在常压、进风温度为150℃、出风温度为150℃、可溶物含量为25%的条件下进行喷雾干燥,得到氨基酸粉。 [0032] 将上述得到的氨基酸粉进行检测,得其氨基酸的含量为88.5%;经计算,喷雾干燥能耗成本为2300元/吨。 [0033] 实施例21、将1500kg的草鱼用清水进行清洗,并采用3mm孔板的绞肉机进行破碎,破碎的板筋的粒度为1.5cm; 2、将步骤1得到的破碎的板与2.0吨的水混合加入到水解罐中,常压下,在40min内升温到80℃,再用20min升温到90℃后进行自然水解处理15h,得水解汤液; 3、将步骤2得到的水解汤液进行用100目的振动筛进行过滤、分离,滤液即原汤; 4、将步骤3得到的原汤保持温度为85℃,静置2h后分层,将上层油液用离心机进行5次离心处理除去脂肪,得清液,与下层清液混合后得原汤清液; 5、将步骤4得到的原汤清液在常压、进风温度为200℃、出风温度为200℃、可溶物含量为10%的条件下进行喷雾干燥,得到氨基酸粉。 [0034] 将上述得到的氨基酸粉进行检测,得其氨基酸的含量为85.3%;经计算,喷雾干燥能耗成本为2200元/吨。 [0035] 实施例31、将1500kg的猪皮用清水进行清洗,并采用2mm孔板的绞肉机进行破碎,破碎的牛蹄筋的粒度为1.0cm; 2、将步骤1得到的破碎的牛蹄筋与2.5吨的水混合加入到水解罐中,常压下,在35min内升温到80℃,再用15min升温到100℃后进行自然水解处理12h,得水解汤液; 3、将步骤2得到的水解汤液进行用80目的振动筛进行过滤、分离,滤液即原汤; 4、将步骤3得到的原汤保持温度为83℃,静置2h后分层,将上层油液用离心机进行3次离心处理除去脂肪,得清液,与下层清液混合后得原汤清液; 5、将步骤4得到的原汤清液在常压、进风温度为170℃、出风温度为170℃、可溶物含量为20%的条件下进行喷雾干燥,得到氨基酸粉。 [0036] 将上述得到的氨基酸粉进行检测,得其氨基酸的含量为87.2%;经计算,喷雾干燥能耗成本为2350元/吨。 [0037] 对比例11、将1500kg的牛蹄筋用清水进行清洗,并采用2.5mm孔板的绞肉机进行破碎,破碎的牛蹄筋的粒度为1.2cm; 2、将步骤1得到的破碎的牛蹄筋与2.5吨的水混合加入到水解罐中,常压下,在35min内升温到80℃,再用15min升温到86℃后进行自然水解处理10h,得水解汤液; 3、将步骤2得到的水解汤液进行用60目的振动筛进行过滤、分离,滤液即原汤; 4、将步骤3得到的原汤保持温度为80℃,静置2h后分层,将上层油液用离心机进行3次离心处理除去脂肪,得清液,与下层清液混合后得原汤清液; 5、将步骤4得到的原汤清液在常压、进风温度为150℃、出风温度为150℃、可溶物含量为25%的条件下进行喷雾干燥,得到氨基酸粉。 [0038] 由于上述加工方法中自然水解的温度为86℃(低于90℃),温度过低,部分胶原蛋白在此温度下不能进行水解,胶原蛋白的水解率低,所以将上述得到的氨基酸粉进行检测,得其氨基酸的含量为51%,与实施例1相比含量降低37.5%;经计算,喷雾干燥能耗成本为2830元/吨。由以上结果可知,自然水解时的温度不在权利要求保护的范围内,胶原蛋白的水解不彻底,水解率降低,导致氨基酸粉中的氨基酸含量降低。 [0039] 对比例21、将1500kg的牛蹄筋用清水进行清洗,并采用2.5mm孔板的绞肉机进行破碎,破碎的牛蹄筋的粒度为1.2cm; 2、将步骤1得到的破碎的牛蹄筋与2.5吨的水混合加入到水解罐中,常压下,在35min内升温到80℃,再用15min升温到105℃后进行自然水解处理10h,得水解汤液; 3、将步骤2得到的水解汤液进行用60目的振动筛进行过滤、分离,滤液即原汤; 4、将步骤3得到的原汤保持温度为80℃,静置2h后分层,将上层油液用离心机进行3次离心处理除去脂肪,得清液,与下层清液混合后得原汤清液; 5、将步骤4得到的原汤清液在常压、进风温度为150℃、出风温度为150℃、可溶物含量为25%的条件下进行喷雾干燥,得到氨基酸粉。 [0040] 由于上述加工方法中自然水解的温度为105℃(高于100℃),温度过高,部分胶原蛋白在此温度下变性,不能再进行水解得到氨基酸,胶原蛋白的水解率低,所以将上述得到的氨基酸粉进行检测,得其氨基酸的含量为56%,与实施例1相比含量降低32.5%;经计算,喷雾干燥能耗成本为2780元/吨。由以上结果可知,自然水解时的温度不在权利要求保护的范围内,胶原蛋白的水解不彻底,水解率降低,导致氨基酸粉中的氨基酸含量降低。 [0041] 对比例31、将1500kg的牛蹄筋用清水进行清洗,并采用2.5mm孔板的绞肉机进行破碎,破碎的牛蹄筋的粒度为1.2cm; 2、将步骤1得到的破碎的牛蹄筋与2.5吨的水混合加入到水解罐中,常压下,在35min内升温到80℃,再用15min升温到95℃后进行自然水解处理9h,得水解汤液; 3、将步骤2得到的水解汤液进行用60目的振动筛进行过滤、分离,滤液即原汤; 4、将步骤3得到的原汤保持温度为80℃,静置2h后分层,将上层油液用离心机进行3次离心处理除去脂肪,得清液,与下层清液混合后得原汤清液; 5、将步骤4得到的原汤清液在常压、进风温度为150℃、出风温度为150℃、可溶物含量为25%的条件下进行喷雾干燥,得到氨基酸粉。 [0042] 由于上述加工方法中自然水解的时间为9h(低于10h),水解时间过短,部分胶原蛋白在还没有完全进行水解,胶原蛋白的水解率低,所以将上述得到的氨基酸粉进行检测,得其氨基酸的含量为59%,与实施例1相比含量降低29.5%;经计算,喷雾干燥能耗成本为2680元/吨。由以上结果可知,自然水解的时间不在权利要求保护的范围内,胶原蛋白的水解不彻底,水解率降低,导致氨基酸粉中的氨基酸含量降低。 [0043] 对比例41、将1500kg的牛蹄筋用清水进行清洗,并采用2.5mm孔板的绞肉机进行破碎,破碎的牛蹄筋的粒度为1.2cm; 2、将步骤1得到的破碎的牛蹄筋与2.5吨的水混合加入到水解罐中,常压下,在35min内升温到80℃,再用15min升温到95℃后进行自然水解处理10h,得水解汤液; 3、将步骤2得到的水解汤液进行用60目的振动筛进行过滤、分离,滤液即原汤; 4、将步骤3得到的原汤保持温度为80℃,静置2h后分层,将上层油液用离心机进行3次离心处理除去脂肪,得清液,与下层清液混合后得原汤清液; 5、将步骤4得到的原汤清液在常压、进风温度为150℃、出风温度为150℃、可溶物含量为8%的条件下进行喷雾干燥,得到氨基酸粉。 [0044] 上述加工方法中喷雾干燥时可溶物的含量为8%(低于10%),原汤清液浓度较大,喷雾时间长、难度大,干燥困难,将上述得到的氨基酸粉进行检测,得其氨基酸的含量为88.2%;经计算,喷雾干燥能耗成本为3890元/吨,与实施例1相比成本增加了1590元。由以上结果可知,喷雾干燥时,可溶物的含量不在权利要求保护的范围内,能源消耗大大增加,生产成本增加。 [0045] 对比例51、将1500kg的牛蹄筋用清水进行清洗,并采用2.5mm孔板的绞肉机进行破碎,破碎的牛蹄筋的粒度为1.2cm; 2、将步骤1得到的破碎的牛蹄筋与2.5吨的水混合加入到水解罐中,常压下,在35min内升温到80℃,再用15min升温到95℃后进行自然水解处理10h,得水解汤液; 3、将步骤2得到的水解汤液进行用60目的振动筛进行过滤、分离,滤液即原汤; 4、将步骤3得到的原汤保持温度为80℃,静置2h后分层,将上层油液用离心机进行3次离心处理除去脂肪,得清液,与下层清液混合后得原汤清液; 5、将步骤4得到的原汤清液在常压、进风温度为140℃、出风温度为140℃、可溶物含量为25%的条件下进行喷雾干燥,得到氨基酸粉。 [0046] 上述加工方法中喷雾干燥时进风和出风温度为140℃(低于150℃),原汤清液浓度较大,喷雾时间长、难度大,干燥困难,将上述得到的氨基酸粉进行检测,得其氨基酸的含量为88.6%;经计算,喷雾干燥能耗成本为4130元/吨,与实施例1相比成本增加了1830元。由以上结果可知,喷雾干燥时,进风温度和出风温度不在权利要求保护的范围内,能源消耗大大增加,生产成本增加。 |