CN101715870A - 一种可食性大豆蛋白肠衣膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可食性大豆蛋白肠衣膜，是由以下重量百分比的原料制成的：水：10～20％；大豆蛋白：40～45％；胶原：25～30％；甘油：4～8％；聚乙烯醇：5～10％；可食性纤维：3～6％；戊二醛：0.3～0.8％。其制备工艺包括：1)大豆蛋白的提取、精制；2)调配、改性；3)挤压、定型；4)固化烘干、增塑。本发明的大豆蛋白肠衣营养价值高，抗拉强度大，伸长率高，耐蒸煮，产品质量好，符合灌制各种风味的肉食灌肠的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种可食性大豆蛋白肠衣膜及其制备方法。
背景技术
大豆是我国长期以来的传统农作物，人们对大豆的营养价值和功能价值在很早以前就有了记载。由大豆而衍生的相关制品如豆汁、豆腐等早已进入了人们的日常生活。现代科学研究表明，大豆中含有多种对人体有益的成分。但其中有很大一部分未被研究开发出来，更谈不上充分利用了。随着现代科学技术的飞速发展，我国对大豆蛋白产品的研究开发也得了快速发展，像大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白、大豆组织蛋白已被广泛应用到各种肉制品、乳制品中去，然而将大豆蛋白与动物胶原通过添加一定的助剂，加工复合在一起，做成一种机械强度大，耐蒸煮，产品质量好，符合灌制各种风味的肉食灌肠的可食性蛋白肠衣，在国内外目前仍处于空白。
大豆蛋白肠衣有原料丰富，肠衣厚薄均匀，强度一致，容易咀嚼等优点，同时由于其韧性好，扭结性能好，口径均匀，误差小，更适合机械化生产。大豆蛋白肠衣的优点必然会使其代替动物的天然肠衣和部分代替胶原肠衣，必将得到市场的欢迎。特别在我国的广东、东北及华北地区以及广西地区对肠衣的需求量在不断增长。从国内目前客户需求统计，预测近几年，每年需求量将超过8亿米，而国内目前的生产能力仅为1.2亿米。在国际市场，全球生产能力为25亿米，需求量为45亿米，为此该产品出口潜力很大，具有巨大的发展空间。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供了一种可食性大豆蛋白肠衣膜，本发明还提供了它的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种可食性大豆蛋白肠衣膜，是由以下重量百分比的原料制成的：水：10～20％；大豆蛋白：40～45％；胶原：25～30％；甘油：4～8％；聚乙烯醇：5～10％；可食性纤维：3～6％；戊二醛：0.3～0.8％。
所述可食纤维素优选羟甲基纤维素。
一种可食性大豆蛋白肠衣膜的制备工艺，其加工工艺路线为：低温豆粕→碱提→分离→过滤→酸洗→研磨→调配→改性→挤压→烘干→改性增塑→缩折→打卷→包装。
具体步骤如下：
1)大豆蛋白的提取、精制：低温豆粕经PH值在7.2～7.4的食品级碱溶液提取、分离后，采用160目～180目滤网过滤，把不能完全分离除去的豆渣进一步去除；然后用PH值在4.4～4.6的食品级盐酸溶液水洗，再用含水乙醇冲洗，得高纯度的大豆球蛋白；然后对大豆球蛋白进行改性，再经过二级胶体磨的均质细化，使蛋白颗粒细化至2～20微米，得蛋白乳浊液；
2)调配、改性：将上述大豆蛋白乳液的PH值调至11～12，在50～60℃下，加入戊二醛，然后用胶体磨研磨，真空脱气，进行大豆分离蛋白的交联改性；待大豆分离蛋白充分交联改性后，再加入胶原、聚乙烯醇、可食性纤维，并加水调溶液浓度至7～8％(此浓度是指溶液中总干物质的质量百分比浓度)，然后高速搅拌使物料充分混匀，并采用胶体磨研磨，真空滚揉脱气，使大豆蛋白质和胶原充分交联、凝聚成大豆蛋白质和胶原的复合蛋白胶状物；
3)挤压、定型：采用挤压旋转喷头法对上述得到的大豆蛋白质和胶原的复合蛋白胶状物进行挤压，使复合蛋白纤维经旋转喷头重叠交织成管状肠衣；
4)固化烘干、增塑：挤出成型后，首先进入饱和食盐溶液固化，固化后的管状物在40～50℃的隧道干燥器中干燥，用改性剂、增塑剂、防腐剂组成的混合液喷洒2～3次，干燥后经机械压扁和卷绕，送至熟化室熟化，最后由卷绕机缩折，打卷，即得成品。
所述步骤1)中，食品级碱溶液是氢氧化钠溶液。
所述步骤1)中，含水乙醇的体积浓度为60％～80％。
所述步骤1)中，所述改性选用常规的改性方法即可，优选水不溶性改性。
所述步骤2)中，复合蛋白胶状物的温度控制在10～20℃。
所述步骤3)中，进行挤压的挤压力为20～30Mpa。
所述步骤3)中，管状肠衣的口径为16～28mm，膜厚为25～35微米。
所述步骤4)中，改性剂为戊二醛，增塑剂为甘油，防腐剂为山梨酸，其组成的混合液中，戊二醛的质量百分比浓度为0.1％～0.4％，甘油的质量百分比浓度为4.0％～8.0％，山梨酸的质量百分比浓度为0.1％～0.12％。
所述胶原(collagen)是细胞外最重要的水不溶性纤维蛋白，相对分子质量为240000～375000，是构成细胞外基质的骨架。胶原肽链的一级结构具有(Gly-x-y)n重复序列，是由三条α-肽链组成的纤维状蛋白质，相互拧成三股螺旋状构型，长300nm，直径1.5nm。胶原在细胞外基质中形成半晶体的纤维，给细胞提供抗张力和弹性，并在细胞的迁移和发育中起作用。胶原在各种动物中都有存在。胶原可以从牛皮或猪皮中直接提取，也可以从市场上直接采购。
所述聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)分子式：[C2H4O]n，是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物，无毒无害，具有独特的强粘结性、平滑性、耐油性、耐溶性、气体阻绝性、耐磨性、保护胶体性等特性，又可经特殊处理使其具有耐水性，其水溶液具有很好的成膜性、乳化稳定性、透明度高、粘着力强、耐湿性好，其溶解性随醇解度的降低而变好，保护胶体特性、粘度随聚合度的降低而降低。主要用于生产合成纤维、塑料、粘合剂。并广泛应用于化工、农业、食品、医药、包装、化妆、等行业。
所述戊二醛(glutaraldehyde)分子式：C5H8O2，分子量：100.12，溶于热水乙醇、氯仿、冰醋酸、乙醚。作为生产戊二醛系列杀菌剂的原液，本品具有甲醇含量低，无致歧变、无积毒的特点，戊二醛属广谱、高效消毒剂，可以杀灭一切微生物；可用于不耐热的医疗器械的灭菌；戊二醛在使用浓度下，具有刺激性小、腐蚀性低、安全低毒；受有机物的影响小，20％的有机物对杀菌效果影响不大。在一定条件下，可以做为大豆蛋白分子内或分子间的交联剂使用，从而减少大豆蛋白质的水溶性，主要用途：用作杀菌剂，也用于制药、皮革鞣制。
所述甘油(glycerol)分子式：C3H8O3，分子量：92.09，甘油又名丙三醇，是一种无色、无臭、味甘的粘稠液体。甘油的化学结构与碳水化合物完全不同，因而不属于同一类物质。每克甘油完全氧化可产生4千卡热量，经人体吸收后不会改变血糖和胰岛素水平。甘油是食品加工业中通常使用的甜味剂和保湿剂，大多出现在运动食品和代乳品中。冬季人们常用甘油搽于手和面部等暴露在空气中的皮肤表面，能够使皮肤保持柔软，富有弹性，不受尘埃、气候等损害而干燥，起到防止皮肤冻伤的的作用。由于甘油可以增加人体组织中的水分含量，所以可以增加高热环境下人体的运动能力。
所述可食性纤维是天然纤维经过化学改性后所获得的一种水溶性好的聚阴离子纤维素化合物，易溶于冷热水。它具有乳化分散剂、固体分散性、不易腐败、生理上无害等不同寻常的和极有价值的综合物理、化学性质，是一种用途广泛的天然高分子衍生物。可食性纤维为白色或微黄色粉末、粒状或纤维状固体，无臭、无味、无毒。可食性纤维具有增稠、分散、悬浮、粘合、成膜、保护胶体和保护水分等优良性能，广泛应用于食品、医药等行业。
所述羧甲基纤维素(CMC)分子式：[C6H7O2(OH)2CH2COONa]n，是天然纤维经过化学改性后所获得的一种水溶性好的聚阴离子纤维素化合物，易溶于冷热水。
上述工艺中，凡未详细说明的操作均为所述领域中的公知技术、常用技术，本发明对其无特殊要求，也无改进，在此不再赘述。
本发明的大豆蛋白肠衣营养价值高，抗拉强度大，伸长率高，耐蒸煮，产品质量好，符合灌制各种风味的肉食灌肠的要求。
本发明可食性大豆蛋白肠衣膜的主要创新点是分离提纯、生物改性，经过特殊生化改性加工，改变蛋白质的分子结构。该产品的主要特点是：1、大豆球蛋白的分离纯化：通过高速离心分离和过滤，去除不溶性大豆纤维和其它不溶性杂质。再用酸洗法洗去小分子的蛋白和糖类物质，制得高纯度的大豆球蛋白。2、大豆蛋白的改性：通过一定的条件及添加一定的助剂，使大豆蛋白的可溶性降低，同时使大豆蛋白和胶原之间发生聚合，聚合成一种复合蛋白纤维胶状物。3、采用挤压旋转喷涂法，使挤压喷出的胶状物重叠义织，提高了蛋白胶的成膜性及横向强度。4、首先采用饱和食盐固化法，又采用多次喷淋烘干法，即保证了大豆蛋白肠衣的内外脱水效果和内外伸缩度，又大大提高了大豆蛋白肠衣的拉伸强度和揉软度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1制备可食性大豆蛋白肠衣膜
工艺流程如下所示：低温豆粕→碱提→分离→过滤→酸洗→研磨→调配→改性→挤压→烘干→改性增塑→缩折→打卷→包装。
具体步骤如下：
1)大豆蛋白的提取、精制：低温豆粕，经PH值在7.2的NaOH溶液提取、分离后，采用180目滤网过滤，把不能完全分离除去的豆渣进一步去除；然后用PH值在4.5的食品级盐酸溶液水洗，再用65％的乙醇溶液冲洗，即得到了高纯度的大豆球蛋白；同时又使大豆球蛋白进行了适当的水不溶性的改性。再经过二级胶体磨的均质细化，使蛋白颗粒细化至2～20微米，得蛋白乳浊液；
2)调配、改性：将上述大豆蛋白乳液的PH值调至11.5，在60℃下，添加戊二醛0.4％，然后用胶体磨研磨，真空脱气，进行大豆分离蛋白的交联改性；待大豆分离蛋白充分交联改性后，再加入胶原25％、聚乙烯醇6％、羧甲基纤维素4％等助剂。并加水调溶液总干物质的质量百分比浓度至7％，然后高速搅拌使物料充分混匀，并采用胶体磨研磨，真空滚揉脱气，使大豆蛋白质和胶原充分交联、凝聚成大豆蛋白质和胶原的复合蛋白胶状物，复合蛋白胶状物的温度控制在15℃；
3)挤压、定型：选取一定的挤压力22Mpa，采用挤压旋转喷头法对上述得到的大豆蛋白质和胶原的复合蛋白胶状物进行挤压，使复合蛋白纤维经旋转喷头重叠交织成口径：20mm，膜厚：30微米的管状肠衣；
4)固化烘干、增塑：挤出成型后，首先进入饱和食盐溶液固化，固化后的管状物在45℃的隧道干燥器中干燥，用改性剂(0.3％戊二醛)、增塑剂(8.0％的甘油)、防腐剂(0.1％山梨酸)按质量百分比浓度组成的混合液喷洒2～3次，干燥后经机械压扁和卷绕，送至熟化室熟化，最后由卷绕机缩折，打卷，即得成品。
制得的可食性大豆蛋白肠衣膜，其成分组成如下，取100g可食性大豆蛋白肠衣膜，其中：水：11.4g，大豆蛋白：45g，胶原：25g，甘油：8g，聚乙烯醇：6g，羧甲基纤维素：4g，戊二醛：0.6g。
通过以上工艺和加工方法生产的可食性大豆蛋白肠衣膜，经取样检测其：拉伸强度可达22Mpa，断裂伸长率为30％，120℃蒸煮20分钟无融化、破裂。该肠衣膜营养价值高，抗拉强度稍大，伸长率稍高，耐蒸煮，产品质量好，可以满足灌制各种风味的肉食灌肠的要求。
实施例2：
1)大豆蛋白的提取、精制：低温豆粕，经PH值在7.4的NaOH溶液提取、分离后，采用180目滤网过滤，把不能完全分离除去的豆渣进一步去除；然后用PH值在4.6的食品级盐酸溶液水洗，再用70％的乙醇溶液冲洗，即得到了高纯度的大豆球蛋白；同时又使大豆球蛋白进行了适当的水不溶性的改性。再经过二级胶体磨的均质细化，使蛋白颗粒细化至2～20微米，得蛋白乳浊液；
2)调配、改性：将上述大豆蛋白乳液的PH值调至12，在60℃下，添加戊二醛0.5％，然后用胶体磨研磨，真空脱气，进行大豆分离蛋白的交联改性；待大豆分离蛋白充分交联改性后，再加入胶原27％、聚乙烯醇10％、羧甲基纤维素3％等助剂。并加水调溶液总干物质的质量百分比浓度至8％，然后高速搅拌使物料充分混匀，并采用胶体磨研磨，真空滚揉脱气，使大豆蛋白质和胶原充分交联、凝聚成大豆蛋白质和胶原的复合蛋白胶状物，复合蛋白胶状物的温度控制在15℃；
3)挤压、定型：选取一定的挤压力25Mpa，采用挤压旋转喷头法对上述得到的大豆蛋白质和胶原的复合蛋白胶状物进行挤压，使复合蛋白纤维经旋转喷头重叠交织成口径：20mm，膜厚：30微米的管状肠衣；
4)固化烘干、增塑：挤出成型后，首先进入饱和食盐溶液固化，固化后的管状物在50℃的隧道干燥器中干燥，用改性剂(0.4％戊二醛)、增塑剂(6.0％的甘油)、防腐剂(0.12％山梨酸)按质量百分比浓度组成的混合液喷洒2～3次，干燥后经机械压扁和卷绕，送至熟化室熟化，最后由卷绕机缩折，打卷，即得成品。
制得的可食性大豆蛋白肠衣膜，其成分组成如下，取100g可食性大豆蛋白肠衣膜，其中：水：15.2g，大豆蛋白：40g，胶原：27g，甘油：4g，聚乙烯醇：10g，羧甲基纤维素：3g，戊二醛：0.8g。
通过以上工艺和加工方法生产的可食性大豆蛋白肠衣膜，经取样检测其：拉伸强度可达25Mpa，断裂伸长率为29％，120℃蒸煮20分钟无融化、破裂。该肠衣膜营养价值高，抗拉强度大，伸长率高，耐蒸煮，产品质量好，符合灌制各种风味的肉食灌肠的要求。
实施例3：
1)大豆蛋白的提取、精制：低温豆粕，经PH值在7.3的NaOH溶液提取、分离后，采用160目滤网过滤，把不能完全分离除去的豆渣进一步去除；然后用PH值在4.5的食品级盐酸溶液水洗，再用75％的乙醇溶液冲洗，即得到了高纯度的大豆球蛋白；同时又使大豆球蛋白进行了适当的水不溶性的改性。再经过二级胶体磨的均质细化，使蛋白颗粒细化至2～20微米，得蛋白乳浊液；
2)调配、改性：将上述大豆蛋白乳液的PH值调至11.6，在55℃下，添加戊二醛0.3％，然后用胶体磨研磨，真空脱气，进行大豆分离蛋白的交联改性；待大豆分离蛋白充分交联改性后，再加入胶原30％、聚乙烯醇8％、羧甲基纤维素3.5％等助剂。并加水调溶液总干物质的质量百分比浓度至7.8％，然后高速搅拌使物料充分混匀，并采用胶体磨研磨，真空滚揉脱气，使大豆蛋白质和胶原充分交联、凝聚成大豆蛋白质和胶原的复合蛋白胶状物，复合蛋白胶状物的温度控制在15℃；
3)挤压、定型：选取一定的挤压力28Mpa，采用挤压旋转喷头法对上述得到的大豆蛋白质和胶原的复合蛋白胶状物进行挤压，使复合蛋白纤维经旋转喷头重叠交织成口径：20mm，膜厚：30微米的管状肠衣；
4)固化烘干、增塑：挤出成型后，首先进入饱和食盐溶液固化，固化后的管状物在50℃的隧道干燥器中干燥，用改性剂(0.3％戊二醛)、增塑剂(8.0％的甘油)、防腐剂(0.1％山梨酸)按质量百分比浓度组成的混合液喷洒2～3次，干燥后经机械压扁和卷绕，送至熟化室熟化，最后由卷绕机缩折，打卷，即得成品。
制得的可食性大豆蛋白肠衣膜，其成分组成如下，取100g可食性大豆蛋白肠衣膜，其中：水：12g，大豆蛋白：40g，胶原：30g，甘油：6g，聚乙烯醇：8g，羧甲基纤维素：3.5g，戊二醛：0.5g。
通过以上工艺和加工方法生产的可食性大豆蛋白肠衣膜，经取样检测其：拉伸强度可达26Mpa，断裂伸长率为32％，120℃蒸煮20分钟无融化、破裂。该肠衣膜营养价值高，抗拉强度大，伸长率高，耐蒸煮，产品质量好，符合灌制各种风味的肉食灌肠的要求。
Claims (10)
1.一种可食性大豆蛋白肠衣膜，其特征在于：是由以下重量百分比的原料制成的：水：10～20％；大豆蛋白：40～45％；胶原：25～30％；甘油：4～8％；聚乙烯醇：5～10％；可食性纤维：3～6％；戊二醛：0.3～0.8％。
2.根据权利要求1所述的一种可食性大豆蛋白肠衣膜，其特征在于：所述可食纤维素为羟甲基纤维素。
3.根据权利要求1所述的一种可食性大豆蛋白肠衣膜的制备工艺，其特征在于，步骤如下：
1)大豆蛋白的提取、精制：低温豆粕经PH值在7.2～7.4的食品级碱溶液提取、分离后，采用160目～180目滤网过滤，把不能完全分离除去的豆渣进一步去除；然后用PH值在4.4～4.6的食品级盐酸溶液水洗，再用含水乙醇冲洗，得高纯度的大豆球蛋白；然后对大豆球蛋白进行改性，再经过二级胶体磨的均质细化，使蛋白颗粒细化至2～20微米，得蛋白乳浊液；
2)调配、改性：将上述大豆蛋白乳液的PH值调至11～12，在50～60℃下，加入戊二醛，然后用胶体磨研磨，真空脱气，进行大豆分离蛋白的交联改性；待大豆分离蛋白充分交联改性后，再加入胶原、聚乙烯醇、可食性纤维，并加水调溶液浓度至7～8％，然后高速搅拌使物料充分混匀，并采用胶体磨研磨，真空滚揉脱气，使大豆蛋白质和胶原充分交联、凝聚成大豆蛋白质和胶原的复合蛋白胶状物；
3)挤压、定型：采用挤压旋转喷头法对上述得到的大豆蛋白质和胶原的复合蛋白胶状物进行挤压，使复合蛋白纤维经旋转喷头重叠交织成管状肠衣；
4)固化烘干、增塑：挤出成型后，首先进入饱和食盐溶液固化，固化后的管状物在40～50℃的隧道干燥器中干燥，用改性剂、增塑剂、防腐剂组成的混合液喷洒2～3次，干燥后经机械压扁和卷绕，送至熟化室熟化，最后由卷绕机缩折，打卷，即得成品。
4.根据权利要求3所述的可食性大豆蛋白肠衣膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤1)中，食品级碱溶液是氢氧化钠溶液。
5.根据权利要求3所述的可食性大豆蛋白肠衣膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤1)中，含水乙醇的体积浓度为60％～80％。
6.根据权利要求3所述的可食性大豆蛋白肠衣膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤1)中，所述改性为水不溶性改性。
7.根据权利要求3所述的可食性大豆蛋白肠衣膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤2)中，复合蛋白胶状物的温度控制在10～20℃。
8.根据权利要求3所述的可食性大豆蛋白肠衣膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤3)中，进行挤压的挤压力为20～30Mpa。
9.根据权利要求3所述的可食性大豆蛋白肠衣膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤3)中，管状肠衣的口径为16～28mm，膜厚为25～35微米。
10.根据权利要求3所述的可食性大豆蛋白肠衣膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤4)中，改性剂为戊二醛，增塑剂为甘油，防腐剂为山梨酸，其组成的混合液中，戊二醛的质量百分比浓度为0.1％～0.4％，甘油的质量百分比浓度为4.0％～8.0％，山梨酸的质量百分比浓度为0.1％～0.12％。
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