CN104450840A - 一种牛骨蛋白胨的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种牛骨蛋白胨的生产工艺。具体步骤如下：A、溶料，向原料牛骨膏中加水，一边加入一边搅拌，所述的牛骨膏中含有牛肉，牛肉的含量为16-25%；B、调pH值，在48-54℃恒温，不断搅拌的条件下，调节料液pH值至7.8-8.2；C、酶解，采用两次酶解：在不断搅拌下，分两次加入生物酶到料液中，恒温酶解4-6h，整个酶解过程保持pH值在7.8-8.2；D、灭酶，酶解结束后，调pH值至6-6.5，在不断搅拌下将料液升温至75℃-85℃后，加入硅藻土，煮开5-10min；E、成品，料液经过滤、浓缩、干燥后，即得成品；该工艺技术先进，工艺路线合理，蛋白胨产品质量好，水分和灰分含量低，适于工业化应用。

Description

一种牛骨蛋白胨的生产工艺

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种牛骨蛋白胨的生产工艺。

背景技术

    我国是一个禽畜消费大国，骨资源极为丰富，其营养价值也非常高，是优质的蛋白源。但我国对禽畜的消费往往只限于禽畜肉类的利用，大量的禽畜骨骼得不到充分利用，造成了巨大的资源浪费和环境污染。其中以牛骨尤为严重，因此以牛骨为原料制备蛋白胨具有十分重要的意义。

蛋白胨（peptone）是将肉、酪素或明胶用酸、或蛋白酶水解后干燥而成的外观呈淡黄色的粉剂，也可是蛋白质经酸、碱或蛋白酶分解后获得的一种水溶性混合物。蛋白胨富含有机氮化合物，也含有一些维生素和糖类，是微生物培养基的主要原料，在培养基中的主要作用是为微生物提供碳源、氮源、生长因子等营养物质，各种蛋白胨中胨、肽、氨基酸等比例不同，因此对微生物的营养价值和适应性也不相同。蛋白胨广泛应用于抗生素、医药工业、发酵工业、生化制品及微生物学科研等领域，

酶水解法是蛋白胨制备的常用方法，如200810102213.X，名称为“一种酶技术生产牛骨蛋白胨的方法”的发明专利，公开了一种酶技术生产牛骨蛋白胨的方法，将新鲜牛骨预处理后加酶酶解而制得。

该专利采用传统的牛骨蛋白胨生产工艺，具有以下缺点：

1、需要在120-150℃的高温条件下对牛骨蒸煮数小时，能耗成本大，而且相对不安全。

2、酶解过程并没有具体讲明是哪种酶或哪几种酶按怎样的量进行复配，所对应的温度、pH和时间范围也较大。

3、将产物装入干燥盘进行干燥，易导致干燥盘内待干燥产品铺设厚度不一，成品水分含量差异明显。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种牛骨蛋白胨的生产工艺。该工艺使原料得到充分利用，牛骨的选择降低了生产成本；技术先进，工艺路线合理，适于工业化应用；蛋白胨产品质量好，总氮和氨基氮含量高，氨基酸种类丰富，比例恰当，水分和灰分含量低，达到试剂级产品标准，应用前景广泛。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种牛骨蛋白胨的生产工艺，其特征在于：具体步骤如下：

A、溶料  

向原料牛骨膏中加水，一边加入一边搅拌，所述的牛骨膏中含有牛肉，牛肉的含量为16-25%；

牛肉的蛋白质要高于牛骨，添加了20%的牛肉，增大产品总氮和氨基氮含量，提高产品质量的同时，控制成本。

优选地，将料液在搅拌下缓慢升温到80-90℃并保温15-25min；其目的是：（1）杀灭原料中的微生物，因为后面的酶解条件比较温和，不利于杀灭微生物；（2）使蛋白质变性，破坏其结构，有助于酶解。

B、调pH值  

在48-54℃恒温，不断搅拌的条件下，调节料液pH值至7.8-8.2；

由于温度越高，测出的pH值比实际的要低，加入酶时的pH可能不在它的最适范围，不利于酶解；另一方面，酶解的最适温度是降温后的48-54℃。

C、酶解  

采用两次酶解：在不断搅拌下，分两次加入生物酶到料液中，恒温酶解4-6h，整个酶解过程保持pH值在7.8-8.2；

采用两次酶解，既不会使工艺过于复杂，使产品氨基氮含量更高，产品质量更好。

D、灭酶

酶解结束后，调pH值至6-6.5，在不断搅拌下将料液升温至75℃-85℃后，加入硅藻土，并煮开5-10min；

E、成品

料液经过滤、浓缩、干燥后，即得成品；

传统的蒸煮技术是将牛骨机械破碎成块状，需要在高压高温下蒸煮3-5h，耗能非常大，而且相对不安全。本发明直接采用破碎成膏体状的牛骨膏作为原料，便可直接溶料酶解，不仅简化了工艺步骤，还节约成本。

本发明所述A步骤的加水质量为牛骨膏质量的2.5倍。

由于加水过少不利于原料与酶的充分接触，会导致酶解不充分或不彻底，而且加水太少溶液越粘稠，不利于酶解后的过滤；而加水太多升温更慢，能耗也增大，提高成本。牛骨膏质量的2.5倍的比例能很好地达到平衡。

本发明所述的B步骤和C步骤均采用质量分数15-20%NaOH液来调节pH值。

氢氧化钠浓度太低会引入大量的水，一是增大了液料比，二是会是使后续能耗增大；浓度过大，加入氢氧化钠pH波动较大，不便于pH的控制。所以选择15-20%这个浓度能很好地达到平衡。

本发明所述C步骤的生物酶为胰酶，酶解效果最好。

优选地，第一次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.6%，酶解时间为2h；第二次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.2%，酶解时间为2-4h。

第一次酶解前一小时pH变化波动很大，说明酶解程度很大，生成大量氨基酸，之后pH变化趋于平稳，再酶解一段时间加第二次酶，以弥补第一次部分酶没起到的作用。这样酶解更彻底，总氮与氨基氮含量更高，利于提高产品质量。

本发明所述的D步骤，调pH值是指：料液在不断搅拌下，先用草酸中和，然后用盐酸溶液将料液pH值调至6.2-6.3。

草酸只含C、H、O元素，相比盐酸不会引入Cl^-，这样便降低了产品的灰分含量；而且引入草酸，H⁺中和碱性条件下的OH^-，草酸根与原料中的钙镁离子结合生成草酸钙和草酸镁，草酸镁微溶于水和稀酸，草酸钙不溶于水，溶于稀酸，但最后pH条件为调至6.3左右，所以两者均不太溶解，通过过滤便被分离。减小了产品中钙镁离子浓度。

优选地，所述的草酸用量按每千克牛骨膏需2.3克草酸添加。这个量既能有效清除原料中的钙镁离子，也不会引入过多的草酸对产品造成影响。

优选地，所述的盐酸溶液的质量分数为10-15%。

盐酸浓度太低会引入大量的水，一是增大了液料比，二是会是使后续能耗增大；浓度过大，加入盐酸后pH波动较大，不便于pH的控制。

本发明所述的D步骤，加入硅藻土的量为料液质量的1.0%。有助于过滤，而且过滤后料液澄清，也不会改变其他指标。这是满足这些条件最低的量，加大量会增大成本。

本发明所述E步骤的过滤是指：将料液趁热依次用滤布、0.8μm滤膜和0.45μm滤膜过滤。依次用孔径更小的过滤器材过滤有助于过滤，因为如果直接用0.45μm的滤膜过滤速度非常慢。这样有层次感的过滤便于过滤，过滤后溶液澄清透明且保证了过滤速度。

本发明所述E步骤的浓缩温度为90-95℃，浓缩至料液的波美度为20度左右。

90-95℃不仅可以快速蒸发水分，相比100℃及其以上温度，更安全。这个波美度的料液浓度适宜，如果过稀，水分太多，喷干成本更高；如果浓度过高，喷干过程料液太粘稠容易把管道堵塞。

本发明所述的E步骤，干燥至成品含水量低于5%，利于产品的储存。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的牛骨蛋白胨的生产工艺原料采用含有牛肉的牛骨膏，牛肉的蛋白质含量高于牛骨，有效地增大产品总氮和氨基氮含量；另一方面，采用胰酶两次酶解，第二次酶解可以有效补充第一次由于部分酶失活的作用，加上原料蛋白质含量比单纯的牛骨更高，所以氨基氮含量高于传统工艺。

2、本发明工艺仅采用单酶酶解，不同于传统工艺采用复合酶，其优点在于：由于不同酶的最适pH和温度都不一样，采用复合酶在工业生产中还需要改变pH和温度等条件，使工艺复杂化。而本发明仅采用胰酶，配合优化的工艺控制，便达到了很高的质量标准，并且工艺非常简单，适应于工业化大规模生产。

3、传统牛骨蛋白胨生产工艺需要在120-150℃条件下对牛骨蒸煮数小时，能耗成本大，而本发明是直接将牛骨及少量牛肉下脚料捣碎成膏体，只需升温到90度左右维持20min左右，大大节约了成本，而且相比高温高压条件，本发明的生产条件温和安全。

4、原料中含有一定量的钙镁离子，而这些离子的存在肯定会导致产品的碱性检测和磷酸盐检测不合格，但传统的生产方法并没有指出如何解决这个问题。本发明提出了采用草酸清除的方法，H⁺中和碱性条件下的OH^-，草酸根与原料中的钙镁离子结合生成草酸钙和草酸镁，草酸镁微溶于水和稀酸，草酸钙不溶于水，溶于稀酸，但最后pH条件为调至6.3左右，所以两者均不太溶解，通过过滤便被分离。减小了产品中钙镁离子浓度。

5、在酸调过程中，先用草酸调pH，再用盐酸，草酸只含C、H、O元素，相比盐酸不会引入Cl^-，可以有效减少料液中氯离子的浓度，这样便降低了产品的灰分含量，从而使灰分和氯化钠的含量明显低于传统工艺。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。

实施例1

一种牛骨蛋白胨的生产工艺，具体步骤如下：

A、溶料  

向原料牛骨膏中加水，一边加入一边搅拌，所述的牛骨膏中含有牛肉，牛肉的含量为16%；

B、调pH值  

在48℃恒温，不断搅拌的条件下，调节料液pH值至7.8；

C、酶解  

采用两次酶解：在不断搅拌下，分两次加入生物酶到料液中，恒温酶解4h，整个酶解过程保持pH值在7.8；

D、灭酶

酶解结束后，调pH值至6，在不断搅拌下将料液升温至75℃后，加入硅藻土，煮开5min；

E、成品

料液经过滤、浓缩、干燥后，即得成品；

实施例2

一种牛骨蛋白胨的生产工艺，具体步骤如下：

A、溶料  

向原料牛骨膏中加水，一边加入一边搅拌，所述的牛骨膏中含有牛肉，牛肉的含量为25%；

B、调pH值  

在54℃恒温，不断搅拌的条件下，调节料液pH值至8.2；

C、酶解  

采用两次酶解：在不断搅拌下，分两次加入生物酶到料液中，恒温酶解6h，整个酶解过程保持pH值在8.2；

D、灭酶

酶解结束后，调pH值至6.5，在不断搅拌下将料液升温至85℃后，加入硅藻土，煮开10min；

E、成品

料液经过滤、浓缩、干燥后，即得成品；

实施例3

一种牛骨蛋白胨的生产工艺，具体步骤如下：

A、溶料  

向原料牛骨膏中加水，一边加入一边搅拌，所述的牛骨膏中含有牛肉，牛肉的含量为20%；

B、调pH值  

在50℃恒温，不断搅拌的条件下，调节料液pH值至8；

C、酶解  

采用两次酶解：在不断搅拌下，分两次加入生物酶到料液中，恒温酶解5h，整个酶解过程保持pH值在8；

D、灭酶

酶解结束后，调pH值至6.2，在不断搅拌下将料液升温至80℃后，加入硅藻土，煮开8min；

E、成品

料液经过滤、浓缩、干燥后，即得成品；

实施例4

一种牛骨蛋白胨的生产工艺，具体步骤如下：

A、溶料  

向原料牛骨膏中加水，一边加入一边搅拌，所述的牛骨膏中含有牛肉，牛肉的含量为19%；

B、调pH值  

在49℃恒温，不断搅拌的条件下，调节料液pH值至7.9；

C、酶解  

采用两次酶解：在不断搅拌下，分两次加入胰酶到料液中，恒温酶解4.5h，整个酶解过程保持pH值在7.9；

D、灭酶

酶解结束后，调pH值至6.2，在不断搅拌下将料液升温至76℃后，加入硅藻土，煮开6min；

E、成品

料液经过滤、浓缩、干燥后，即得成品；

实施例5

一种牛骨蛋白胨的生产工艺，具体步骤如下：

A、溶料  

向原料牛骨膏中加水，一边加入一边搅拌，所述的牛骨膏中含有牛肉，牛肉的含量为21%；

B、调pH值  

在52℃恒温，不断搅拌的条件下，调节料液pH值至8.1；

C、酶解  

采用两次酶解：在不断搅拌下，分两次加入胰酶到料液中，恒温酶解5.5h，整个酶解过程保持pH值在8.1；

D、灭酶

酶解结束后，调pH值至6.3，在不断搅拌下将料液升温至78℃后，加入硅藻土，煮开7min；

E、成品

料液经过滤、浓缩、干燥后，即得成品；

实施例6

本实施例与实施例3基本相同，在此基础上： 

所述的A步骤，将料液在搅拌下升温到80℃并保温15min。

所述A步骤的加水质量为牛骨膏质量的2.5倍。

实施例7

本实施例与实施例3基本相同，在此基础上：

所述的A步骤，将料液在搅拌下升温到90℃并保温25min。

所述的B步骤和C步骤均采用质量分数15%的NaOH溶液来调节pH值。

实施例8

本实施例与实施例3基本相同，在此基础上：

所述的A步骤，将料液在搅拌下升温到85℃并保温20min。

所述的B步骤和C步骤均采用质量分数20%的NaOH溶液来调节pH值。

所述C步骤的生物酶为胰酶。

实施例9

本实施例与实施例4基本相同，在此基础上：

所述的A步骤，将料液在搅拌下升温到2℃并保温15-25min。

所述的B步骤和C步骤均采用质量分数16%的NaOH溶液来调节pH值。

第一次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.6%，酶解时间为2h；第二次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.2%，酶解时间为2h。

实施例10

本实施例与实施例5基本相同，在此基础上：

所述的A步骤，将料液在搅拌下升温到86℃并保温18min。

所述A步骤的加水质量为牛骨膏质量的2.5倍。

所述的B步骤和C步骤均采用质量分数18%的NaOH溶液来调节pH值。

第一次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.6%，酶解时间为2h；第二次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.2%，酶解时间为4h。

所述D步骤的调pH值是指：料液在不断搅拌下，先用草酸中和，然后用盐酸溶液将料液pH值调至6.2。

所述的盐酸溶液的质量分数为12%。

实施例11

本实施例与实施例3基本相同，在此基础上：

所述的A步骤，将料液在搅拌下升温到87℃并保温22min。

所述的B步骤和C步骤均采用质量分数17%的NaOH溶液来调节pH值。

所述C步骤的生物酶为胰酶。

第一次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.6%，酶解时间为2h；第二次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.2%，酶解时间为2.5h。

所述D步骤的调pH值是指：料液在不断搅拌下，先用草酸中和，然后用盐酸溶液将料液pH值调至6.3。

所述的草酸用量按每千克牛骨膏需2.3克草酸添加。

实施例12

本实施例与实施例3基本相同，在此基础上：

所述的A步骤，将料液在搅拌下升温到81℃并保温21min。

所述的B步骤和C步骤均采用质量分数19%的NaOH溶液来调节pH值。

所述C步骤的生物酶为胰酶。

第一次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.6%，酶解时间为2h；第二次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.2%，酶解时间为2.2h。

所述D步骤的调pH值是指：料液在不断搅拌下，先用草酸中和，然后用盐酸溶液将料液pH值调至6.25。

所述的盐酸溶液的质量分数为10%。

所述的草酸用量按每千克牛骨膏需2.3克草酸添加。

所述的D步骤，加入硅藻土的量为料液质量的1.0%。

所述的E步骤，干燥至成品含水量低于5%，利于产品的储存。

实施例13

本实施例与实施例3基本相同，在此基础上：

所述的A步骤，将料液在搅拌下升温到88℃并保温22min。

所述的B步骤和C步骤均采用质量分数18%的NaOH溶液来调节pH值。

所述C步骤的生物酶为胰酶。

第一次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.6%，酶解时间为2h；第二次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.2%，酶解时间为2.4h。

所述D步骤的调pH值是指：料液在不断搅拌下，先用草酸中和，然后用盐酸溶液将料液pH值调至6.2。

所述的草酸用量按每千克牛骨膏需2.3克草酸添加。

所述的盐酸溶液的质量分数为15%。

所述的D步骤，加入硅藻土的量为料液质量的1.0%。

所述E步骤的过滤是指：将料液趁热依次用滤布、0.8μm滤膜和0.45μm滤膜过滤。

所述的E步骤，干燥至成品含水量低于5%，利于产品的储存。

实施例14

本实施例与实施例3基本相同，在此基础上：

所述的A步骤，将料液在搅拌下升温到85℃并保温20min。

所述的B步骤和C步骤均采用质量分数16%的NaOH溶液来调节pH值。

所述C步骤的生物酶为胰酶。

第一次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.6%，酶解时间为2h；第二次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.2%，酶解时间为2.5h。

所述D步骤的调pH值是指：料液在不断搅拌下，先用草酸中和，然后用盐酸溶液将料液pH值调至6.3。

所述的草酸用量按每千克牛骨膏需2.3克草酸添加。

所述的D步骤，加入硅藻土的量为料液质量的1.0%。

所述E步骤的过滤是指：将料液趁热依次用滤布、0.8μm滤膜和0.45μm滤膜过滤。

所述E步骤的浓缩温度为90℃，浓缩至料液的波美度为15度。

实施例15

本实施例与实施例4基本相同，在此基础上：

所述的A步骤，将料液在搅拌下升温到83℃并保温16min。

所述的B步骤和C步骤均采用质量分数16%的NaOH溶液来调节pH值。

第一次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.6%，酶解时间为2h；第二次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.2%，酶解时间为3h。

所述D步骤的调pH值是指：料液在不断搅拌下，先用草酸中和，然后用盐酸溶液将料液pH值调至6.3。

所述的草酸用量按每千克牛骨膏需2.3克草酸添加。

所述的D步骤，加入硅藻土的量为料液质量的1.0%。

所述E步骤的过滤是指：将料液趁热依次用滤布、0.8μm滤膜和0.45μm滤膜过滤。

所述E步骤的浓缩温度为95℃，浓缩至料液的波美度为25度。

实施例16

本实施例与实施例5基本相同，在此基础上：

所述的A步骤，将料液在搅拌下升温到82℃并保温18min。

所述的B步骤和C步骤均采用质量分数16%的NaOH溶液来调节pH值。

第一次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.6%，酶解时间为2h；第二次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.2%，酶解时间为3.5h。

所述D步骤的调pH值是指：料液在不断搅拌下，先用草酸中和，然后用盐酸溶液将料液pH值调至6.2。

所述的草酸用量按每千克牛骨膏需2.3克草酸添加。

所述的D步骤，加入硅藻土的量为料液质量的1.0%。

所述E步骤的过滤是指：将料液趁热依次用滤布、0.8μm滤膜和0.45μm滤膜过滤。

所述E步骤的浓缩温度为92℃，浓缩至料液的波美度20度。

所述的E步骤，干燥至成品含水量低于5%，利于产品的储存。

实施例17

    采用牛骨破碎和复合酶的传统生产方法制得的牛骨蛋白胨，与本发明的牛骨蛋白胨理化指标见下表：

检测项目	传统方法	本发明
			磷酸盐、碱性检测	澄清、透明、无沉淀	澄清、透明、无沉淀
2%水溶液	透明	透明
			酸碱度	6-7	6-7
总氮	14.5-14.8%	15.0-15.2%
			氨基氮	2.5-2.7%	3.5-3.9%
胨含量	≥85%	≥85%
			色氨酸	≥0.8%	≥0.8%
水分	4.8-5.0%	2.5-3.5%
			灰分	5.5-6.0%	2.5-3.0%
氯化钠	≤0.2%	≤0.15%

表1

由理化指标可见，本发明的生产工艺得到的蛋白胨的总氮和氨基氮含量高，氨基酸种类丰富，比例恰当，水分和灰分含量低，产品质量好，达到试剂级产品标准，应用前景广泛；同时，本发明工艺使原料得到充分利用，牛骨膏的原料选择降低了生产成本；采用单酶酶解，技术先进，工艺路线简单合理，适于工业化应用。 

Claims (10)

1. 一种牛骨蛋白胨的生产工艺，其特征在于：具体步骤如下：

A、溶料  

向原料牛骨膏中加水，一边加入一边搅拌，所述的牛骨膏中含有牛肉，牛肉的含量为16-25%；

B、调pH值  

在48-54℃恒温，不断搅拌的条件下，调节料液pH值至7.8-8.2；

C、酶解  

采用两次酶解：在不断搅拌下，分两次加入生物酶到料液中，恒温酶解4-6h，整个酶解过程保持pH值在7.8-8.2；

D、灭酶

酶解结束后，调pH值至6-6.5，在不断搅拌下将料液升温至75℃-85℃后，加入硅藻土，煮开5-10min；

E、成品

料液经过滤、浓缩、干燥后，即得成品。

2.根据权利要求1所述的一种牛骨蛋白胨的生产工艺，其特征在于：所述的A步骤，将料液在搅拌下升温到80-90℃并保温15-25min。

3. 根据权利要求1所述的一种牛骨蛋白胨的生产工艺，其特征在于：所述的B步骤和C步骤均采用质量分数15-20%的NaOH溶液来调节pH值。

4. 根据权利要求1所述的一种牛骨蛋白胨的生产工艺，其特征在于：所述C步骤的生物酶为胰酶。

5. 根据权利要求4所述的一种牛骨蛋白胨的生产工艺，其特征在于：第一次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.6%，酶解时间为2h；第二次加入胰酶的量为牛骨膏重量的0.2%，酶解时间为2-4h。

6. 根据权利要求1所述的一种牛骨蛋白胨的生产工艺，其特征在于：所述D步骤的调pH值是指：料液在不断搅拌下，先用草酸中和，然后用盐酸溶液将料液pH值调至6.2-6.3。

7. 根据权利要求6所述的一种牛骨蛋白胨的生产工艺，其特征在于：所述的草酸用量按每千克牛骨膏需2.3克草酸添加。

8. 根据权利要求1所述的一种牛骨蛋白胨的生产工艺，其特征在于：所述的D步骤，加入硅藻土的量为料液质量的1.0%。

9. 根据权利要求1所述的一种牛骨蛋白胨的生产工艺，其特征在于：所述E步骤的过滤是指：将料液趁热依次用滤布、0.8μm滤膜和0.45μm滤膜过滤。

10. 根据权利要求1所述的一种牛骨蛋白胨的生产工艺，其特征在于：所述E步骤的浓缩温度为90-95℃，浓缩至料液的波美度为15-25度。