CN107509786A - 一种胶原肠衣微波热风联合处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶原肠衣微波热风联合处理的方法，包括，将挤出塑化后的胶原肠衣进行第一段微波热风联合处理，得到一次处理后的胶原肠衣；将所述处理后的胶原肠衣进行第二段微波处理。本发明选用的微波‑热风处理具有处理时间短、效率高、效果显著、易操控的特点，通过调整参数可使得不同口径的胶原蛋白肠衣在8min内达到规定的水分含量。

Description

一种胶原肠衣微波热风联合处理的方法

技术领域

本发明属于胶原蛋白肠衣加工技术领域，具体涉及一种胶原肠衣微波热风联合处理的方法。

背景技术

胶原蛋白肠衣是以机械及化学方法处理动物皮，通过酸溶胀真皮层，自真皮层分解萃取胶原蛋白纤维并使其中的胶原纤维部分水解，经过研磨而变成浆料，经过滤、向该浆料中加入部分水可使其形成含有一定浓度胶原的粘性体，再经环形口模挤出机挤出成型，获得肠衣半成品，该半成品再通过凝聚、鞣制、增塑、干燥等工序制成而成的透明无缝管状产品。胶原蛋白肠衣性质与天然肠衣相似，且具有可食用、口感好、透气好、韧度强、可以烟熏、规格可控、卫生等优点。在目前的胶原蛋白肠衣生产中，多采用热风对肠衣进行干燥，而热风干燥存在效率低、耗能高、对肠衣产品品质破坏大的不足。

因此急需一种提高胶原蛋白肠衣的生产效率，降低其生产成本，提高质量品质的胶原肠衣处理方法。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有胶原肠衣微波热风联合处理的技术空白，提出了本发明。

因此，本发明的目的是解决现有技术中的不足，提供一种胶原肠衣微波热风联合处理的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种胶原肠衣微波热风联合处理的方法，包括，将挤出塑化后的胶原肠衣进行第一段微波热风联合处理，得到一次处理后的胶原肠衣；将所述处理后的胶原肠衣进行第二段微波处理。

作为本发明所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法的一种优选方案，其中：所述第一段微波热风联合处理，其中，微波条件包括功率10～20kW、频率915MHz，热风条件包括温度65～80℃、风速3～6m/s。

作为本发明所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法的一种优选方案，其中：所述第一段微波热风联合处理，其中，热风风源与肠衣的距离为40～50cm。

作为本发明所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法的一种优选方案，其中：所述第一段微波热风联合处理的处理时间为3～6min。

作为本发明所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法的一种优选方案，其中：所述第一段微波热风联合处理，其中，所述微波的微波发生器绕肠衣做圆周旋转，旋转速率为20～30r/min，肠衣与微波发生器距离为40～50cm。

作为本发明所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法的一种优选方案，其中：所述第二段微波处理，其微波功率为1～10kW，微波频率为2450MHz，处理时间为1～5min。

作为本发明所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法的一种优选方案，其中：所述第二段微波处理，其微波发生器绕肠衣做圆周旋转，旋转速率为20～30r/min，肠衣与微波发生器距离为40～50cm。

作为本发明所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法的一种优选方案，其中：所述一次处理后的胶原肠衣，其水分含量为20～35％

作为本发明所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法的一种优选方案，其中：所述挤出塑化后的胶原肠衣，其水分含量为85～95％。

作为本发明所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法的一种优选方案，其中：所述挤出塑化后的胶原肠衣，其口径为13～25mm。

本发明所具有的有益效果：

(1)本发明选用的微波-热风处理具有处理时间短、效率高、效果显著、易操控的特点，通过调整参数可使得不同口径的胶原蛋白肠衣在8min内达到规定的水分含量。

(2)本发明采用的第二段微波处理，当胶原蛋白肠衣含有特定的水分含量，第二段微波处理可将胶原蛋白肠衣内部的水分迁移到表面，并在温度较低的表面聚集使得肠衣处于一定湿度下，结合微波的热效应，促进了胶原蛋白纤维的重排和交联，从而省去胶原蛋白生产工艺中的回湿熟化过程，降低生产成本及能耗。

(3)本发明微波-热风处理胶原肠衣，能够对胶原蛋白肠衣的收缩率、干拉强度和湿拉强度具有显著的提升作用，同时提高了产品感官和应用品质。

(4)本发明选用的微波-热风处理能够对胶原蛋白肠衣的内外同时加热，优选工艺下胶原肠衣表面不发生结壳现象，复水性好，且透明度高。

(5)本发明使用的微波处理还具有非热效应和生物效应，可抑制或致死胶原蛋白肠衣中的有害菌体，达到除菌的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1是实施例7的附图，图中为两段式连续微波-干燥第一段采用不同微波功率对不同口径胶原蛋白肠衣水分含量的影响，结果表明在合适的微波功率下，胶原蛋白肠衣的水分含量可控制在～12％；

图2是实施例7的附图，图中为两段式连续微波-干燥第一段采用不同微波功率对不同口径胶原蛋白肠衣收缩率的影响，结果表明提高微波功率可降低胶原肠衣收缩率，且肠衣口径越低，收缩率下降越显著；

图3是实施例7的附图，图中为两段式连续微波-干燥第一段采用不同微波功率对不同口径胶原蛋白肠衣干拉强度的影响，结果表明干拉强度随微波功率的增大，先升高后降低，且胶原蛋白肠衣的口径越小，干燥到一定干拉强度所需的微波功率也越大；

图4是实施例7的附图，图中为两段式连续微波-干燥第一段采用不同微波功率对不同口径胶原蛋白肠衣湿拉强度的影响，结果表明湿拉强度随微波功率的增大，先升高后降低，结合图2～4说明微波-热风干燥在优选工艺下可获得具有稳定应用品质的胶原蛋白肠衣；

图5是实施例7的附图，图中为两段式连续微波-干燥第一段采用不同微波功率对不同口径胶原蛋白肠衣复水率的影响，说明了经我方发明制得的胶原蛋白肠衣良好的复水性，水分含量与干燥前的胶原团接近；

图6是实施例7的附图，图中为两段式连续微波-干燥第一段采用不同微波功率对不同口径胶原蛋白肠衣透明度的影响，结果表明我方发明制得的胶原蛋白肠复水后胶原蛋白肠衣具有较高的透明度，但随实验条件升高先升高后降低；

图7是实施例7的附图，图中为两段式连续微波-干燥第一段采用不同微波功率对不同口径胶原蛋白肠衣菌落总数的影响，说明了微波可有效杀灭胶原蛋白肠衣中的微生物，且菌落总数符合GB14967-2015胶原蛋白肠衣中的规定。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

(1)胶原蛋白肠衣选择：选择口径为15mm小口径胶原蛋白肠衣，干燥前水分含量为95％；

(2)第一段微波-热风干燥：将挤出塑化后的胶原蛋白肠衣输送到两段式的连续微波-热风干燥设备中，胶原肠衣在干燥设备内以6m/s的速率被连续悬空输送，第一段微波功率为19kW，微波频率为915MHz，热风温度为65℃，风速为6m/s，胶原肠衣与微波发生器、热风风源均相距40cm，微波的微波发生器绕肠衣做圆周旋转，旋转速率为22r/min，干燥时间为3min，此时对水分含量为32％的胶原肠衣进行二段微波干燥；

(3)第二段微波干燥：微波干燥功率为2kW，微波频率为2450MHz，肠衣与微波发生器相距50cm，微波的微波发生器绕肠衣做圆周旋转，旋转速率为22r/min，干燥时间为5min。

实施例2

(1)胶原蛋白肠衣选择：选择口径为30mm中口径胶原蛋白肠衣，干燥前水分含量为90％；

(2)第一段微波-热风干燥：将挤出塑化后的胶原蛋白肠衣输送到两段式的连续微波-热风干燥设备中，胶原肠衣在干燥设备内以5m/s的速率被连续悬空输送，第一段微波功率为14kW，微波频率为915MHz，热风温度为72℃，风速为5m/s，胶原肠衣与微波发生器、热风风源均相距44cm，微波的微波发生器绕肠衣做圆周旋转，旋转速率为25r/min，干燥时间为4min，此时对水分含量为27％的胶原肠衣进行二段微波干燥；

(3)第二段微波干燥：微波干燥功率为5kW，微波频率为2450MHz，肠衣与微波发生器相距43cm，微波的微波发生器绕肠衣做圆周旋转，旋转速率为25r/min，干燥时间为3min；

实施例3

(1)胶原蛋白肠衣选择：选择口径为50mm大口径胶原蛋白肠衣，干燥前水分含量为86％；

(2)第一段微波-热风干燥：将挤出塑化后的胶原蛋白肠衣输送到两段式的连续微波-热风干燥设备中，胶原肠衣在干燥设备内以3m/s的速率被连续悬空输送，第一段微波功率为10kW，微波频率为915MHz，热风温度为80℃，风速为3m/s，胶原肠衣与微波发生器、热风风源均相距50cm，微波的微波发生器绕肠衣做圆周旋转，旋转速率为28r/min，干燥时间为6min，此时对水分含量为21％的胶原肠衣进行二段微波干燥；

(3)第二段微波干燥：微波干燥功率为10kW，微波频率为2450MHz，肠衣与微波发生器相距40cm，微波的微波发生器绕肠衣做圆周旋转，旋转速率为28r/min，干燥时间为1min；

时间段影响着物理的状态，而状态又与第二段干燥息息相关。为了让肠衣不至于干燥过度，影响肠衣的品质，第一段干燥后必须让肠衣含有一定的水分含量，即从最初的90～95％到20～30％，随后再进行第二段干燥。本专利中第二段干燥的除对肠衣干燥外，还起到熟化的作用。故为防止肠衣干燥过度，肠衣必须在第二段干燥前具有一定的水分含量即20～30％。

实施例4(对比实施例1)

(1)胶原蛋白肠衣选择：选择口径为50mm大口径胶原蛋白肠衣，干燥前水分含量为86％；

(2)热风干燥：将挤出塑化后的胶原蛋白肠衣输送到连续热风干燥设备中，胶原肠衣在干燥设备内以6m/s的速率被连续悬空输送，热风温度为80℃，速率为6m/s，胶原肠衣与微波发生器和热风风源相距50cm，干燥时间为16min；

实施例5(对比实施例2)

(1)胶原蛋白肠衣选择：选择口径为50mm大口径胶原蛋白肠衣，干燥前水分含量为86％；

(2)第一段微波干燥：将挤出塑化后的胶原蛋白肠衣输送到两段式的连续微波干燥设备中，胶原肠衣在干燥设备内以6m/s的速率被连续悬空输送，第一段微波功率为20kW，胶原肠衣与微波发生器50cm，干燥时间为5min，此时对水分含量为25％的胶原肠衣进行二段微波干燥；

(3)第二段微波干燥：微波干燥功率为10kW，肠衣与微波发生器相距40cm，干燥时间为3min；

实施例6

为了评估两段式微波-热风干燥对胶原蛋白肠衣物化特性的影响，将实施例1、2、3所干燥的胶原蛋白肠衣，以及实施例4、5中分别单独采用热风干燥(对比例1)、微波干燥(对比例2)获得的胶原蛋白肠衣的各项指标进行比较。

指标测定：

(1)水分含量：将一定质量的胶原蛋白肠衣样品置于105±1℃的烘箱干燥～24h，直到恒重。根据干燥前和干燥后样品的重量差异计算水分含量。

(2)收缩率：将一定长度的胶原蛋白肠衣样品置于沸水中30s后，取出，测定其长度，根据蒸煮前后的长度差异计算收缩率；

(3)干拉强度：将胶原蛋白肠衣裁剪为一定的大小，参照ASTM标准方法D882，采用物性测试仪(TA.XT2i，Lloyd instruments，U.K)，选择拉伸模式，测定抗拉强度；

(4)湿拉强度：将胶原蛋白肠衣裁剪为一定的大小，浸入水中30s后取出，参照ASTM标准方法D882，采用物性测试仪(TA.XT2i，Lloyd instruments，U.K)，选择拉伸模式，测定抗拉强度。

各项指标分析结果见表1。

(5)感官品质测定：感官品质测定指标包括色泽、气味、质地，由30名经过训练的评价人员来进行评定，检验结果以0-9表示，其中0表示最不喜欢，9表示最喜欢，结果如表2所示。

表1为各实施例和对比例中干燥后胶原蛋白肠衣的各项指标分析结果

从检测结果可以看出，两段式连续微波-热风干燥可在7～8min内使胶原蛋白肠衣的水分含量达到指定值(12％左右)，同时可获得满意的收缩率、干拉强度和湿拉强度。而实施例4(对比实施例1)在双倍时间内获得的胶原蛋白肠衣的水分显著偏大，且收缩率偏大，干拉强度和湿拉强度偏低，无法满足实际应用。尽管实施例5(对比实施例2)可获得较热风干燥高的干拉强度和湿拉强度，但干燥过渡导致的收缩率过低会使得肠衣的肉粘性显著下降，仍然无法满足实际应用。

表2为各实施例和对比例中干燥后胶原蛋白肠衣的感官品质结果

从检测结果可以看出，两段式连续微波-热风干燥制得的胶原蛋白肠衣在颜色、气味和质地等感官品质方面较对比实施例具有显著优势。

实施例7

为了研究微波-热风干燥参数对不同口径胶原蛋白肠衣干燥效果的影响，以第一段微波功率为例，分别选用不同口径的胶原蛋白肠衣，测定不同微波功率下胶原蛋白肠衣的水分含量、收缩率、干拉强度、湿拉强度。

(1)胶原蛋白肠衣选择：选择口径为15、30、50mm的胶原蛋白肠衣，干燥前水分含量分别为95％、90％、86％；

(2)第一段微波功率影响：将挤出塑化后的不同口径胶原蛋白肠衣输送到两段式的连续微波干燥设备中，胶原肠衣以5m/s的速率被连续悬空输送，固定第一段热风温度为70℃，热风速率为5m/s，胶原肠衣与微波发生器和热风风源相距45cm，干燥时间为4min；第二段微波功率为5kW，胶原肠衣与微波发生器相距40cm，干燥时间为4min；调节第一段微波功率(10、12、14、16、18、20kW)，微波频率为915MHz；

微波频率为915MHz，热风温度为80℃，风速为3m/s，胶原肠衣与微波发生器、热风风源均相距50cm，微波的微波发生器绕肠衣做圆周旋转，旋转速率为28r/min，干燥时间为6min，此时对水分含量为21％的胶原肠衣进行二段微波干燥；

(3)第二段微波干燥：微波干燥功率为10kW，微波频率为2450MHz，肠衣与微波发生器相距40cm，微波的微波发生器绕肠衣做圆周旋转，旋转速率为28r/min，干燥时间为1min；

(3)物化指标测定：参照实施例6，测定(2)中胶原蛋白肠衣的水分含量、收缩率、干拉强度以及湿拉强度，结果分别如图1、2、3、4所示；将(2)中一定质量的胶原蛋白肠衣浸没到水中保持2min，取出测定其重量，并根据浸没到水中前后的质量差异计算复水率，结果如图5所示；同时，将浸没后的胶原肠衣裁成10mm×20mm的大小，于紫外光谱仪下测试其在550nm波长下的透明度，参比物为空气，结果如图6所示；

(4)微生物指标测定：参照GB4789.2—2010食品微生物学检验菌落总数测定方法，分别测定不同储存时间取出的各肠衣的菌落总数，结果如图7所示。

从检测结果可以看出，胶原蛋白肠衣的口径与微波-热风干燥的效率密切相关。胶原蛋白肠衣的口径越小，干燥到一定程度需要的微波功率越大。胶原蛋白肠衣通常干燥后需进行回湿熟化处理，使其水分含量达到12％左右后进行储存。15、30、50mm口径胶原蛋白肠衣在微波功率分别在16～20、13～16、10～14kW的范围内可直接获得12％左右的水分含量，同时其具有良好的复水率。进一步地，在我方发明优选的实验条件下胶原蛋白肠衣的菌落总数都符合GB14967-2015胶原蛋白肠衣中的规定。此外，胶原蛋白肠衣的口径越小，干燥到一定收缩率、干拉强度、湿拉强度、透明度所需的微波功率也越大。然而，与水分含量和收缩率不同，任一口径胶原蛋白肠衣的干拉强度、湿拉强度和透明度随着微波功率的增大，先升高后降低。因此，在微波-热风干燥时有必要根据干燥效果及胶原蛋白肠衣品质特性选择合适的干燥参数。

并且我方发明在研究中发现，在胶原蛋白肠衣的特定水分含量下，微波发生器旋转的作用可使胶原蛋白肠衣内部的水分更快地迁移到表面，并在温度较低的表面聚集使得肠衣处于一定湿度下。并且，当风源、微波发生器与胶原肠衣距离优化的条件下，能够与微波发生器旋转产生协同增效作用，使得形成胶原蛋白肠衣内部的水分成角度更快速地迁移到表面，这种定向流动使得温度梯度与水分梯度的方向一致，加速了水分传递速度，缩短了水分迁移时间，也使得水分聚集分布更加均匀；在特定微波频率及功率下大大促进了胶原蛋白纤维的重排和交联，省去胶原蛋白生产工艺中的回湿熟化过程，并且，也大大提升了胶原蛋白肠衣的强度、复水性、透明度以及感官品质。

微波-热风干燥效果本身也受胶原肠衣的口径以及微波的频率和功率等因素影响。外加电场反复变化，使得极性水分子会随着电场的变化反复摆动，这样胶原肠衣的分子之间发生激烈的相互摩擦而生热，由此可见电场是一直变化的。而微波的频率与电场方向的变化次数是紧密相关的，胶原肠衣的口径也影响着水分子运动。在我方发明的优选条件下，采用一次微波-热风干燥处理加二次微波处理，对胶原肠衣进行内外同时加热，并最大优化处理效率以及肠衣皮质，同时还能避免水蒸汽在加热器内部结露。

综上所述，本发明选用的微波-热风处理具有处理时间短、效率高、效果显著、易操控的特点，通过调整参数可使得不同口径的胶原蛋白肠衣在8min内达到规定的水分含量；本发明采用的第二段微波处理，当胶原蛋白肠衣含有特定的水分含量，第二段微波处理可将胶原蛋白肠衣内部的水分迁移到表面，并在温度较低的表面聚集使得肠衣处于一定湿度下，结合微波的热效应，促进了胶原蛋白纤维的重排和交联，从而省去胶原蛋白生产工艺中的回湿熟化过程，降低生产成本及能耗；本发明微波-热风处理胶原肠衣，能够对胶原蛋白肠衣的收缩率、干拉强度和湿拉强度具有显著的提升作用，同时提高了产品感官和应用品质；本发明选用的微波-热风处理能够对胶原蛋白肠衣的内外同时加热，优选工艺下胶原肠衣表面不发生结壳现象，复水性好，且透明度高；本发明使用的微波处理还具有非热效应和生物效应，可抑制或致死胶原蛋白肠衣中的有害菌体，达到除菌的目的。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种胶原肠衣微波热风联合处理的方法，其特征在于：包括，

将挤出塑化后的胶原肠衣进行第一段微波热风联合处理，得到一次处理后的胶原肠衣；

将所述处理后的胶原肠衣进行第二段微波处理。

2.根据权利要求1所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法，其特征在于：所述第一段微波热风联合处理，其中，微波条件包括功率10～20kW、频率915MHz，热风条件包括温度65～80℃、风速3～6m/s。

3.根据权利要求1或2所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法，其特征在于：所述第一段微波热风联合处理，其中，热风风源与肠衣的距离为40～50cm。

4.根据权利要求3所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法，其特征在于：所述第一段微波热风联合处理的处理时间为3～6min。

5.根据权利要求1、2或4中任一项所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法，其特征在于：所述第一段微波热风联合处理，其中，所述微波的微波发生器绕肠衣做圆周旋转，旋转速率为20～30r/min，肠衣与微波发生器距离为40～50cm。

6.根据权利要求5所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法，其特征在于：所述第二段微波处理，其微波功率为1～10kW，微波频率为2450MHz，处理时间为1～5min。

7.根据权利要求1、2、4或6中任一项所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法，其特征在于：所述第二段微波处理，其微波发生器绕肠衣做圆周旋转，旋转速率为20～30r/min，肠衣与微波发生器距离为40～50cm。

8.根据权利要求7所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法，其特征在于：所述一次处理后的胶原肠衣，其水分含量为20～35％。

9.根据权利要求1、2、4、6或8中任一项所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法，其特征在于：所述挤出塑化后的胶原肠衣，其水分含量为85～95％。

10.根据权利要求9所述胶原肠衣微波热风联合处理的方法，其特征在于：所述挤出塑化后的胶原肠衣，其口径为13～25mm。