CN107136296A - 高凝胶性血浆蛋白粉及其制备方法 - Google Patents

高凝胶性血浆蛋白粉及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法，包括：步骤（1）采血；步骤（2）静置分离：将抗凝的血液在4℃～8℃下静置3～8h；步骤（3）设备分离：将静置的血液上层液体离心分离得到血浆液；步骤（4）膜浓缩：先采用超滤法对血浆液进行浓缩除盐，再采用纳滤法对超滤透过液进行纳滤浓缩处理，并将超滤浓缩液和纳滤浓缩液按比例混合，比例为1～7:1，超滤压力为0.4～0.6MPa，循环超滤时间为8～25min，纳滤压力为0.1～0.3MPa；步骤（5）干燥。本发明公开了一种高凝胶性血浆蛋白粉。本发明制得的血浆蛋白粉产品颜色为淡黄色，溶解性好，蛋白变性程度小，凝胶性强，无异味，其硬度得到提高。

Description

高凝胶性血浆蛋白粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种食品添加剂的制备方法，尤其涉及一种高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法。
背景技术
动物血液富含多种生物活性成分和营养物质，其中蛋白质约占17％～22％。动物血液经离心分离获得血浆，经加工成为血浆蛋白粉，不仅可使富含蛋白质的血液得到充分利用，还可避免环境的污染和资源的浪费。血浆蛋白具有较好的保水性、乳化性和凝胶性等功能特性，可用作食品添加剂。
为便于储存和运输，血浆多被加工成血浆蛋白粉。在加工过程中，不同干燥方式会对蛋白的功能特性产生不同的影响，常用的蛋白粉干燥方式有喷雾干燥和冷冻干燥。冷冻干燥通过使物料中的水分在低温下直接升华而使蛋白保持较好的形态。喷雾干燥过程由于温度较高，蛋白会发生变性，引起构象的改变，从而影响血浆蛋白的功能。凝胶性能是衡量食品级血浆蛋白粉的重要指标，而灰分是影响血浆蛋白粉品质的重要因素，其来源主要是矿物质离子，盐浓度低或高均会影响产品的凝胶性能，本发明通过改进加工工艺，制备出凝胶性能高的血浆蛋白粉。
发明内容
针对上述技术问题，本发明设计开发了一种高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法。
本发明还设计开发了一种高凝胶性血浆蛋白粉。
本发明提供的技术方案为：
一种高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法，包括：
步骤(1)采血：采集新鲜健康动物血液，加入抗凝剂，混匀，所述动物血液为畜禽血液；
步骤(2)静置分离：将抗凝的血液在4℃～8℃下静置3～8h；
步骤(3)设备分离：将静置的血液上层液体在4℃～6℃下离心分离得血浆液；
步骤(4)膜浓缩：先采用超滤法对血浆液进行浓缩除盐，再采用纳滤法对超滤透过液进行纳滤浓缩处理，并将超滤浓缩液和纳滤浓缩液按比例混合，所述比例为2～7:1，所述超滤法的具体工艺参数为：超滤膜截留分子量为5000～10000Da，超滤温度为16℃～25℃，料液pH为6.5～11，超滤压力为0.4～0.6MPa，循环超滤时间为8～25min，所述纳滤法的具体工艺参数为：纳滤膜截留分子量为100～300Da，纳滤压力为0.1～0.3MPa；
步骤(5)干燥：将混合后的血浆液进行干燥处理。
优选的是，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述比例为10:3。
优选的是，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述步骤(1)中，所述抗凝剂为柠檬酸钠，所述抗凝剂在所述血液中的终浓度为0.3％～1.0％。
优选的是，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述步骤(2)中，静置温度为6℃，静置时间为6h。
优选的是，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述步骤(3)中，离心转速为1000～6000×g，离心时间为10～20min。
优选的是，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述步骤(3)中，离心转速为2437×g，离心时间为10min。
优选的是，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述步骤(4)中，所述超滤法的具体工艺参数为：超滤膜截留分子量为10000Da，料液pH为9，超滤压力为0.6MPa，超滤循环时间为18min。
优选的是，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述步骤(5)中，采用冷冻干燥工艺进行干燥处理，所述冷冻干燥工艺的具体过程为：将混合后的血浆液置于-30℃下预冻10～20h，冷阱温度为-40℃～-74℃，冷冻时间50～72h。
优选的是，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述超滤法的具体工艺参数为：将超滤过程划分为1～5个循环，在每个循环中，先维持超滤压力在0.6MPa，在每个循环结束之前的1～2s，瞬间将所述超滤压力降低至0.4MPa，在下一个循环开始时刻再使所述超滤压力恢复至0.6MPa。
一种高凝胶性血浆蛋白粉，其为由所述的方法制备得到。
本发明所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法包括原血的抗凝、血浆分离、血浆蛋白浓缩和干燥技术，具体来说，其过程为，将经抗凝处理的原血进行冷藏处理，离心分离得血浆；分离的血浆液经超滤浓缩后得冷冻或喷雾干燥的血浆蛋白粉。本发明工艺制得的血浆蛋白粉产品颜色为淡黄色，溶解性好，蛋白变性程度小，凝胶性强，无异味，其硬度得到提高。本发明膜浓缩过程无温度要求，降低生产能耗，对畜禽血有效利用，既节约资源，又保护环境。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供一种高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法，包括：
步骤(1)采血：采集新鲜健康动物血液，加入抗凝剂，混匀，所述动物血液为畜禽血液；
步骤(2)静置分离：将抗凝的血液在4℃～8℃下静置3～8h；
步骤(3)设备分离：将静置的血液上层液体在4℃～6℃下离心分离得血浆液；
步骤(4)膜浓缩：先采用超滤法对血浆液进行浓缩除盐，再采用纳滤法对超滤透过液进行纳滤浓缩处理，并将超滤浓缩液和纳滤浓缩液按比例混合，所述比例为1～7:1，所述超滤法的具体工艺参数为：超滤膜截留分子量为5000～10000Da，超滤温度为16℃～25℃，料液pH为6.5～11，超滤压力为0.4～0.6MPa，循环超滤时间为8～25min，所述纳滤法的具体工艺参数为：纳滤膜截留分子量为100～300Da，纳滤压力为0.1～0.3MPa；
步骤(5)干燥：将混合后的血浆液进行干燥处理。
研究发现，将抗凝的血液直接进行离心分离，在进行离心分离之前，红细胞未与血浆液分离，离心过程中，容易导致红细胞破裂，红细胞内的物质释放到血浆液中，影响血浆液的质量。本发明将抗凝的血液在4～8℃下静置3～8h，在静置的过程中，红细胞和血浆液彼此初步分离，避免出现红细胞破碎的情况，改善了血浆液的质量。
此外，凝胶性能是衡量食品级血浆蛋白粉的重要指标，本发明改进膜浓缩的工艺，即精确设计了超滤浓缩和纳滤浓缩的工艺参数，最终将超滤浓缩液和纳滤浓缩液以一定比例混合，使得最终制备血浆蛋白粉中的灰分少，凝胶性能优良。
具体地，可以采用真空采血刀采集新鲜健康动物血液。
另外，采用超滤/纳滤膜浓缩设备对分离的血浆液进行浓缩除盐。
在一个优选的实施例中，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述比例为10:3。
在一个优选的实施例中，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述步骤(1)中，所述抗凝剂为柠檬酸钠，所述抗凝剂在所述血液中的终浓度为0.3％～1.0％。
在一个优选的实施例中，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述步骤(2)中，静置温度为6℃，静置时间为6h。
在一个优选的实施例中，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述步骤(3)中，离心转速为1000～6000×g，离心时间为10～20min。
在一个优选的实施例中，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述步骤(3)中，离心转速为2437×g，离心时间为10min。
在一个优选的实施例中，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述步骤(4)中，所述超滤法的具体工艺参数为：超滤膜截留分子量为10000Da，料液pH为9，超滤压力为0.6MPa，超滤循环时间为18min。
在一个优选的实施例中，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述步骤(5)中，采用冷冻干燥工艺进行干燥处理，所述冷冻干燥工艺的具体过程为：将混合后的血浆液置于-30℃下预冻10～20h，冷阱温度为-40℃～-74℃，冷冻时间50～72h。
冷冻干燥通过使物料中的水分在低温下直接升华而使蛋白保持较好的形态。而喷雾干燥过程由于温度较高，蛋白会发生变性，引起构象的改变，从而影响血浆蛋白的功能。因此，本发明优选采用冷冻干燥工艺。
在一个优选的实施例中，所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法中，所述超滤法的具体工艺参数为：将超滤过程划分为1～5个循环，在每个循环中，先维持超滤压力在0.6MPa，在每个循环结束之前的1～2s，瞬间将所述超滤压力降低至0.4MPa，在下一个循环开始时刻再使所述超滤压力恢复至0.6MPa。
本发明还提供了一种高凝胶性血浆蛋白粉，其为由所述的方法制备得到。凝胶性能是衡量食品级血浆蛋白粉的重要指标，本发明最终制备血浆蛋白粉中的灰分少，凝胶性能优良。
为进一步说明本发明的技术方案，现提供以下对比例和实施例。以下实施例采用猪的新鲜血液进行试验，本发明也适用于对其他动物的新鲜血液进行处理，以制备高凝胶性血浆蛋白粉。
实施例一
(1)采血：采用真空采血刀采集新鲜健康动物血液，加入抗凝剂，使终浓度为0.345％，混匀，冷藏条件贮存。(2)静置分离：血液在6℃静置6h，上层液体在2437×g离心10min得血浆液。(3)调节血浆液pH为9.0，0.6MPa超滤至结束，透过液进行纳滤，纳滤压力为0.12MPa，超滤浓缩液和纳滤浓缩液混合比例为7:1(v/v)。(3)干燥：将混合血浆液-30℃预冻12h，冷阱温度为-50℃冷冻干燥72h。所得蛋白粉调整蛋白溶液浓度为60mg/mL，pH为9.0，在85℃水浴45min。
实施例二
(1)采血：采用真空采血刀采集新鲜健康动物血液，加入抗凝剂，使终浓度为0.345％，混匀，冷藏条件贮存。(2)静置分离：血液在6℃静置6h，上层液体在2437×g离心10min得血浆液。(3)调节血浆液pH为9.0，0.6MPa超滤至结束，透过液进行纳滤，纳滤压力为0.12MPa，超滤浓缩液和纳滤浓缩液混合比例为5:1(v/v)。(3)干燥：将混合血浆液-30℃预冻12h，冷阱温度为-50℃冷冻干燥72h。所得蛋白粉调整蛋白溶液浓度为60mg/mL，pH为9.0，在85℃水浴45min。
实施例三
(1)采血：采用真空采血刀采集新鲜健康动物血液，加入抗凝剂，使终浓度为0.345％，混匀，冷藏条件贮存。(2)静置分离：血液在6℃静置6h，上层液体在2437×g离心10min得血浆液。(3)调节血浆液pH为9.0，0.6MPa超滤至结束，透过液进行纳滤，纳滤压力为0.12MPa，超滤浓缩液和纳滤浓缩液混合比例为10:3(v/v)。(3)干燥：将混合血浆液-30℃预冻12h，冷阱温度为-50℃冷冻干燥72h。所得蛋白粉调整蛋白溶液浓度为60mg/mL，pH为9.0，在85℃水浴45min。
实施例四
(1)采血：采用真空采血刀采集新鲜健康动物血液，加入抗凝剂，使终浓度为0.345％，混匀，冷藏条件贮存。(2)静置分离：血液在6℃静置6h，上层液体在2437×g离心10min得血浆液。(3)调节血浆液pH为9.0，0.6MPa超滤至结束，透过液进行纳滤，纳滤压力为0.12MPa，超滤浓缩液和纳滤浓缩液混合比例为2:1(v/v)。(3)干燥：将混合血浆液-30℃预冻12h，冷阱温度为-50℃冷冻干燥72h。所得蛋白粉调整蛋白溶液浓度为60mg/mL，pH为9.0，在85℃水浴45min。
实施例五
(1)采血：采用真空采血刀采集新鲜健康动物血液，加入抗凝剂，使终浓度为0.3％，混匀，冷藏条件贮存。(2)静置分离：血液在4℃静置3h，上层液体在4℃，1000×g离心20min得血浆液。(3)超滤膜截留分子量为5000Da，超滤温度为16℃，调节血浆液pH为6.5，0.6MPa超滤至结束，循环超滤时间为8min，透过液进行纳滤，纳滤膜截留分子量为100Da，纳滤压力为0.1MPa，超滤浓缩液和纳滤浓缩液混合比例为2:1(v/v)。(3)干燥：将混合血浆液-30℃预冻10h，冷阱温度为-40℃冷冻干燥72h。所得蛋白粉调整蛋白溶液浓度为60mg/mL，pH为9.0，在85℃水浴45min。
实施例六
(1)采血：采用真空采血刀采集新鲜健康动物血液，加入抗凝剂，使终浓度为1％，混匀，冷藏条件贮存。(2)静置分离：血液在8℃静置8h，上层液体在6℃，6000×g离心10min得血浆液。(3)超滤膜截留分子量为10000Da，超滤温度为25℃，调节血浆液pH为11，将超滤过程划分为5个循环，0.4MPa超滤至结束，循环超滤时间为25min，透过液进行纳滤，纳滤膜截留分子量为300Da，纳滤压力为0.3MPa，超滤浓缩液和纳滤浓缩液混合比例为2:1(v/v)。(3)干燥：将混合血浆液-30℃预冻20h，冷阱温度为-74℃冷冻干燥50h。所得蛋白粉调整蛋白溶液浓度为60mg/mL，pH为9.0，在85℃水浴45min。
实施例七
(1)采血：采用真空采血刀采集新鲜健康动物血液，加入抗凝剂，使终浓度为1％，混匀，冷藏条件贮存。(2)静置分离：血液在8℃静置8h，上层液体在6℃，6000×g离心10min得血浆液。(3)超滤膜截留分子量为10000Da，超滤温度为25℃，调节血浆液pH为9，将超滤过程划分为3个循环，0.6MPa超滤至结束，循环超滤时间为18min，透过液进行纳滤，纳滤膜截留分子量为300Da，纳滤压力为0.3MPa，超滤浓缩液和纳滤浓缩液混合比例为2:1(v/v)。(3)干燥：将混合血浆液-30℃预冻20h，冷阱温度为-74℃冷冻干燥50h。所得蛋白粉调整蛋白溶液浓度为60mg/mL，pH为9.0，在85℃水浴45min。
实施例八
(1)采血：采用真空采血刀采集新鲜健康动物血液，加入抗凝剂，使终浓度为1％，混匀，冷藏条件贮存。(2)静置分离：血液在8℃静置8h，上层液体在6℃，6000×g离心10min得血浆液。(3)超滤膜截留分子量为10000Da，超滤温度为25℃，调节血浆液pH为9，将超滤过程划分为4个循环，在每个循环中，先维持超滤压力在0.6MPa，在每个循环结束之前的1s，瞬间将所述超滤压力降低至0.4MPa，在下一个循环开始时刻再使所述超滤压力恢复至0.6MPa，循环超滤时间为20min，透过液进行纳滤，纳滤膜截留分子量为300Da，纳滤压力为0.3MPa，超滤浓缩液和纳滤浓缩液混合比例为2:1(v/v)。(3)干燥：将混合血浆液-30℃预冻20h，冷阱温度为-74℃冷冻干燥50h。所得蛋白粉调整蛋白溶液浓度为60mg/mL，pH为9.0，在85℃水浴45min。
实施例九
(1)采血：采用真空采血刀采集新鲜健康动物血液，加入抗凝剂，使终浓度为1％，混匀，冷藏条件贮存。(2)静置分离：血液在8℃静置8h，上层液体在6℃，6000×g离心10min得血浆液。(3)超滤膜截留分子量为10000Da，超滤温度为25℃，调节血浆液pH为9，将超滤过程划分为2个循环，在每个循环中，先维持超滤压力在0.6MPa，在每个循环结束之前的2s，瞬间将所述超滤压力降低至0.4MPa，在下一个循环开始时刻再使所述超滤压力恢复至0.6MPa，循环超滤时间为10min，透过液进行纳滤，纳滤膜截留分子量为300Da，纳滤压力为0.3MPa，超滤浓缩液和纳滤浓缩液混合比例为2:1(v/v)。(3)干燥：将混合血浆液-30℃预冻20h，冷阱温度为-74℃冷冻干燥50h。所得蛋白粉调整蛋白溶液浓度为60mg/mL，pH为9.0，在85℃水浴45min。
实施例十
(1)采血：采用真空采血刀采集新鲜健康动物血液，加入抗凝剂，使终浓度为0.345％，混匀，冷藏条件贮存。(2)静置分离：血液在6℃静置6h，上层液体在2437×g离心10min得血浆液。(3)调节血浆液pH为9.0，0.6MPa超滤至结束，透过液进行纳滤，纳滤压力为0.12MPa，超滤浓缩液和纳滤浓缩液混合比例为1:1(v/v)。(3)干燥：将混合血浆液-30℃预冻12h，冷阱温度为-50℃冷冻干燥72h。所得蛋白粉调整蛋白溶液浓度为60mg/mL，pH为9.0，在85℃水浴45min。
对实施例一至实施例十所制备得到的血浆蛋白粉的凝胶硬度、弹性和保水性进行比较，具体指标见表1。
表1实施例一至实施例十所制备得到的血浆蛋白粉的凝胶硬度、弹性和保水性指标
注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
由表1可知，不同实施例下，制得的血浆蛋白凝胶硬度、弹性和保水性具有显著差异(P<0.05)。当采用超滤和纳滤浓缩同时处理且干燥方式为冷冻干燥时，超滤浓缩液和纳滤浓缩液混合比例为10:3(v/v)时，凝胶的硬度和弹性最大，保水性较高。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法，其特征在于，包括：
步骤(1)采血：采集新鲜健康动物血液，加入抗凝剂，混匀，所述动物血液为畜禽血液；
步骤(2)静置分离：将抗凝的血液在4℃～8℃下静置3～8h；
步骤(3)设备分离：将静置的血液上层液体在4℃～6℃下离心分离得血浆液；
步骤(4)膜浓缩：先采用超滤法对血浆液进行浓缩除盐，再采用纳滤法对超滤透过液进行纳滤浓缩处理，并将超滤浓缩液和纳滤浓缩液按比例混合，所述比例为1～7:1，所述超滤法的具体工艺参数为：超滤膜截留分子量为5000～10000Da，超滤温度为16℃～25℃，料液pH为6.5～11，超滤压力为0.4～0.6MPa，循环超滤时间为8～25min，所述纳滤法的具体工艺参数为：纳滤膜截留分子量为100～300Da，纳滤压力为0.1～0.3MPa；
步骤(5)干燥：将混合后的血浆液进行干燥处理。
2.如权利要求1所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法，其特征在于，所述比例为10:3。
3.如权利要求1所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述抗凝剂为柠檬酸钠，所述抗凝剂在所述血液中的终浓度为0.3％～1.0％。
4.如权利要求1所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，静置温度为6℃，静置时间为6h。
5.如权利要求1所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，离心转速为1000～6000×g，离心时间为10～20min。
6.如权利要求5所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，离心转速为2437×g，离心时间为10min。
7.如权利要求1所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述超滤法的具体工艺参数为：超滤膜截留分子量为10000Da，料液pH为9，超滤压力为0.6MPa，超滤循环时间为18min。
8.如权利要求1所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，采用冷冻干燥工艺进行干燥处理，所述冷冻干燥工艺的具体过程为：将混合后的血浆液置于-30℃下预冻10～20h，冷阱温度为-40℃～-74℃，冷冻时间50～72h。
9.如权利要求1所述的高凝胶性血浆蛋白粉的制备方法，其特征在于，所述超滤法的具体工艺参数为：将超滤过程划分为1～5个循环，在每个循环中，先维持超滤压力在0.6MPa，在每个循环结束之前的1～2s，瞬间将所述超滤压力降低至0.4MPa，在下一个循环开始时刻再使所述超滤压力恢复至0.6MPa。
10.一种高凝胶性血浆蛋白粉，其特征在于，其为由如权利要求1至9中任一项所述的方法制备得到。
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