CN103589770B - 猪全血酶解为低肽和氨基酸的工业生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明是以猪全血蛋白质为原料经过酶解为低肽和氨基酸的工业生产方法。包括采血卫生、全血酶解、蒸发浓缩、喷雾干燥和产品包装等环节。创造性的选择了搪玻璃反应釜和搪玻璃蒸发罐为本方法的核心设备。发明了蒸汽--温水循环系统，解决了在同一设备中对猪血既能高温杀菌又能低温酶解和高温灭酶的工业生产。将三步生产过程缩减为一步，将三件设备减化为一件。由此提高了产品质量，消化率达到96％以上，大幅度缩短了生产周期和降低了成本。生产技术易于掌握，生产过程对环境无污染，产品质量符合国家食品安全标准，可广泛用作食品营养强化剂，高级饲料添加剂。

Description

猪全血酶解为低肽和氨基酸的工业生产方法

1、技术领域

本发明方法属于猪血精深加工综合利用领域，是以猪全血为原料，采用复合酶将猪全血酶解成低肽和氨基酸的工业生产方法。

2、背景技术

随着人口的增长和耕地的减少，食物资源特别是蛋白质资源已日趋紧张。我国是以谷类为主食的国家，植物蛋白中的必需氨基酸配比不甚理想，但目前动物性蛋白的产量又远未达到人们需求。因此，大力开发动物性蛋白资源显得尤为重要。而屠宰加工副产物猪血的综合开发利用是有效解决蛋白质资源匮乏的途径之一。不仅与行业可持续发展和环保紧密相连，而且带来的经济效益远超过畜肉的价值。随着畜禽规模化养殖场的不断建立和养殖规模的不断扩大，以及国家生猪定点屠宰规定的贯彻实施和屠宰加工企业向大型化方向发展，使得动物血液的大量收集成为可能。因此，猪血的综合开发与利用前景广阔。

我国是世界生猪出栏数最多的国家，2012年生猪出栏已超过7亿头，每头猪约产生2.5kg猪血，因此由屠宰生猪而产生的副产物猪血大约有175万吨，其中约含35万吨优质蛋白，资源相当的丰富。但由于种种条件的限制，如色泽差，有较重的血腥味，适口性差等原因，对猪血的利用率不高。而且，猪血蛋白质的分子量很大，肽链分子结构呈卷曲状排列，在体内消化时，肽链不易断裂，消化率很低，仅20～30％，提高猪血蛋白消化率和形成产业化生产是开发猪血的技术关键。目前，我国利用猪血资源开发的产品还比较单一，除一小部分被加工成面粉或发酵血粉作为饲料添加剂，或用于生化制药生产血红素、超氧化物歧化酶、蛋白胨外，相当大的部分被作为废弃物而倒进地沟，既造成巨大浪费，又污染环境。

猪血是一种丰富的蛋白质资源，其营养特性首先体现在蛋白质的含量和氨基酸的组成上。鲜血含有20％左右的蛋白质，与猪瘦肉相当，而高于人乳和全蛋。从氨基酸组成看，猪血含有包括成人必需的8种氨基酸在内的18种氨基酸，特别是赖氨酸和亮氨酸含量丰富，猪血蛋白质中赖氨酸含量可达14.1％，是肉、乳、蛋含量的两倍。

目前开发猪血蛋白质的方法主要有三种：酸水解法、碱水解法和传统酶解法。

(1)酸水解法一般用盐酸或硫酸水解，蛋白质水解率较高，但酸要破坏色氨酸和胱氨酸，由于色氨酸是必需氨基酸，被破坏后导致猪血蛋白质的利用率下降。

(2)碱水解法一般用氢氧化钠水解，碱要破坏精氨酸、丝氨酸、苏氨酸、胱氨酸和半胱氨酸，明显使氨基酸组成比失调，降低其在机体的利用率，而且对环境有污染。

(2)传统酶解法虽然对氨基酸不破坏，但水解率低，产物多数停留在多肽水平，消化率低，一般仅40～50％，生产工艺落后。

根据上述解法的优缺点，采用胰蛋白复合酶对猪全血蛋白进行酶解，通过提高酶活性和消化率，创新发明一种猪全血蛋白质酶解为低肽和氨基酸的产业化工艺，是开发猪全血蛋白质的最佳途径。

3、发明内容

我们除了提高猪全血蛋白质水解酶活性和猪全血蛋白质消化率外，重点研究发明了一套酶解法工业生产流程，使猪全血蛋白酶解为易于消化吸收的低肽和氨基酸，取得重大突破。

我们设计了一套猪全血酶解为低肽和氨基酸的工业生产方法，进行了设备选型和技术参数的确立，工艺流程包括五个步骤：

采血卫生→全血酶解→蒸发浓缩→喷雾干燥→产品包装

①采血卫生：血源必须采自经检疫检验合格的健康猪血液，抗凝，无生物污染和化学污染。所采血液必须及时冷藏，尽快运往猪血酶解车间，注意屠宰卫生和器具卫生。

②全血酶解：我们查阅了大量设备资料，没有发现适合本方法的现成设备及工艺流程，经多次筛选和试验，发现搪瓷玻璃反应釜。它具有金属的强度和优质玻璃的耐腐蚀性，不与物料发生化学反应，对产品无化学污染，能满足对猪血的高温杀菌，但是不能满足对猪血的低温酶解，在此基础上我们创造性的设计了一套蒸汽循环与温水循环交替使用的综合循环系统(蒸汽——温水循环系统)，该系统解决了反应釜既能高温煮沸血液、杀菌、又能低温酶解血液的要求，因此我们选定搪瓷玻璃反应釜作为酶解工艺的核心设备。在反应釜中加入猪血、适量饮用水，通过蒸汽——温水循环系统将蒸汽通入反应釜将血煮沸杀菌。停止通汽，又经蒸汽——温水循环系统通入温水，降低温度，转入酶解，搅拌，让血蛋白分子与酶充分接触。在酶解过程中确立了技术参数：酶解温度40-45℃；酶解酸度pH7.8～9.5；通常酶添加量血：酶＝25：1；酶解3～4h后，停止通入温水。再通入蒸汽煮沸酶解液将酶灭活，转入蒸发浓缩。

该酶解方法的发明使得猪血蛋白酶解成低肽和氨基酸能够工业化生产，而且简化了工艺程序，节省了能源、缩短了生产时间、对环境无污染、提高了酶解效果，使猪血酶解产物消化率提高到96％以上，本方法在国内外未见报道。

③蒸发浓缩：因为猪血酶解产品是低肽和氨基酸，主要用作于食品营养强化剂和高级饲料营养添加剂，为了便于向食品和饲料中添加，以及易于运输和保藏，选择产品为粉状形式。因此对酶解液采用蒸发浓缩和喷雾干燥。我们选用.搪瓷玻璃蒸发罐，将酶解液转入蒸发罐中，蒸汽加热、搅拌，使酶解液浓缩后转入喷雾干燥。

喷雾干燥：将浓缩液泵入喷雾干燥机，获得浅褐色粉末状产品。

⑤产品包装：由于产品是低肽和氨基酸，吸湿性很强，喷雾干燥后的产品必须及时采用食品级防潮材料包装。

本工艺产品经卫生部门检验：菌落总数，大肠菌群值，致病菌及有毒重金属等指标均符合国家食品安全标准，达到了乳粉标准要求，产品还富含人体必需的8种微量元素Fe、Cu、Mn、Zn、Co、Ni、Sn、Cr，尤其Fe的含量很高。

猪血蛋白酶解产品的感官检测见表1。

表1猪血蛋白酶解产品的感官评价

目前仍在进行猪血酶解工业生产的研究及产品开发。经动物试验，还发现猪血蛋白水解产物低肽具有抗贫血、降血脂、降胆固醇的保健功能，现正在深入研究，具有广阔的前景。

4、附图说明：

图1是猪全血酶解为低肽和氨基酸的工业生产流程图

①蒸汽；②：反应釜；③：蒸发罐；④：温水池；⑤喷雾干燥机；⑥：搅拌器；⑦：温度计；⑧：水泵

5、具体实施方法

实施例1：

(1)采检疫检检合格的健康猪血，抗凝，及时冷藏。

(2)将猪全血200kg装入K-1000L.搪玻璃反应釜中，加入适量饮用水，通过蒸汽——温水循环系统，将蒸汽通入反应釜，搅拌加热、煮沸杀菌后，停止通入蒸汽。再通过蒸汽——温水循环系统通入温水于反应釜，降温至40～41℃；调pH7.8～8.3；按血：酶=20：1添加胰复合酶，进行酶解，酶解时间3～4h。停止通入温水。又通过蒸汽——温水循环系统通入蒸汽于反应釜，煮沸灭酶。

(3)将酶解液转入K-1000L搪玻璃蒸发罐中，通入蒸汽加热浓缩。将浓缩液泵入Q-25型喷雾干燥机中，调进口温度250～260℃，出口温度85～90℃进行喷雾干燥。得浅褐色粉末状产品。及时用食品级防潮材料包装。

(4)产品消化率达到96％以上，产品卫生指标符合国家食品安全标准，达到乳粉标准。

实施例2：

(1)采检疫检验合格的健康猪血、抗凝、及时冷藏。

(2)将猪全血300Kg装入K-1000L.搪玻璃反应釜中加入适量饮用水，通过蒸汽——温水循环系统，将蒸汽通入反应釜，搅拌加热，煮沸杀菌后，停止通入蒸汽，再通过蒸汽——温水循环系统，通入温水至反应釜降温至42～43℃；调pH8.4～8.9；按血：酶=22：1添加胰复合酶，进行酶解，酶解时间3～4h。停止通入温水。再通过蒸汽——温水循环系统通入蒸汽于反应釜，煮沸内酶。

(3)将酶解液转入K-1000L搪玻璃蒸发罐中，通入蒸汽加热浓缩。将浓缩液泵入Q-25型喷雾干燥机中，调进口温度250～260℃，出口温度85～90℃进行喷雾干燥。得浅褐色粉末状产品。及时用食品级防潮材料包装。

(4)产品消化率达到96％以上，产品卫生指标符合国家食品安全标准，达到乳粉标准。

实施例3：

(1)采检疫检验合格的健康猪血、抗凝、及时冷藏。

(2)将猪全血400Kg，装入K-1000L.搪玻璃反应釜中加入适量饮用水，通过蒸汽——温水循环系统，将蒸汽通入反应釜，搅拌加热，煮沸杀菌后，停止通入蒸汽。再通过蒸汽——温水循环系统，通入温水至反应釜降温至44～45℃；调pH9.0～9.5；按血：酶=25：1添加胰复合酶，进行酶解，酶解时间3～4h。停止通入温水。又通过蒸汽——温水循环系统通入蒸汽与反应釜，煮沸灭酶。

(3)将酶解液转入K-1000L搪玻璃蒸发罐中，通入蒸汽加热浓缩。将浓缩液泵入Q-25型喷雾干燥机中，调进口温度250～260℃，出口温度85～90℃进行喷雾干燥。得浅褐色粉末状产品。及时用食品级防潮材料包装。

(4)产品消化率达到96％以上，产品卫生指标符合国家食品安全标准，达到国家乳粉标准。

Claims (4)

1.猪全血酶解为低肽和氨基酸的工业生产方法，其特征包括如下步骤：

(1)采血卫生：血源采自经检疫检验合格的健康猪血，经过抗凝处理，及时冷藏；

(2)全血酶解：选择工业设备搪玻璃反应釜作为酶解核心设备，将全血加入反应釜中，加入适量饮用水，采用蒸汽——温水循环系统，来完成猪血蛋白的水解：先通过蒸汽——温水循环系统将蒸汽通入反应釜，将血液煮沸杀菌，再通过蒸汽——温水循环系统通入温水于反应釜，以降温至酶解温度，调酸度至弱碱性后，加入胰蛋白复合酶，酶解3～4h；又通过蒸汽——温水循环系统通入蒸汽于反应釜灭酶，在同一个搪玻璃反应釜中实现了血液煮沸、酶解、灭酶三个步骤，从而完成全血酶解过程；

(3)蒸发浓缩：选择搪玻璃蒸发罐，将酶解液转入蒸发罐中，通入蒸汽浓缩；

(4)喷雾干燥：将浓缩液泵入喷雾干燥机，获得浅褐色粉末状产品，无异味；

(5)产品包装：选择食品级防潮材料及时对产品包装。

2.权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中全血酶解选择的搪玻璃反应釜具有夹层结构，通过夹层可交替通入蒸汽和温水，反应釜内壁耐酸、耐碱，对产品无污染。

3.权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中酶解温度40～45℃、pH7.8～9.5、血液与酶添加量的比值为25∶1、酶解时间3～4h。

4.权利要求1所述的方法，其特征在于，获得产品18种氨基酸齐全，保留了猪全血氨基酸的组成比，消化率达到96％以上，产品卫生指标符合国家食品安全标准要求，达到乳粉标准。