CN1314089A - 天然全蛋白添加剂及其制造方法和用途 - Google Patents

Abstract

天然全蛋白添加剂及其制造方法和用途,采用禽类鸟纲羽毛作为原料,用烷基醇胺类溶剂溶解萃取获得其中的全蛋白组分,然后将蛋白质萃取物从不溶性的残渣中分离出来,并将此溶液进行稀释、过滤、蒸馏纯化后进行喷雾干燥,或用滚筒、烘箱进行干燥后粉碎成粉状、颗粒状、块状产品。本发明技术提供了可供人类食用的纯净全蛋白质,并且该产品的转化率高,并易为人体消化吸收,对环境不会造成污染,避免了传统技术中的设备严重腐蚀、设备投资大、不能连续生产等问题。用作食品、糖果、饮料、化妆品、皮革处理、泡沫灭火的添加剂。

Description

天然全蛋白添加剂及其制造方法和用途

本发明涉及一种蛋白质添加剂，该种添加剂的制造方法和用途，特别涉及一种天然全蛋白添加剂及其制造方法和用途。

随着世界人口的增长，食用蛋白质的需求日益增大，蛋白质是参与动物生命活动的主要成分，当蛋白质缺乏时，人就会营养不足，代谢功能紊乱，抵抗能力下降，易得各种疾病。目前，在不发达国家蛋白质供应量严重缺乏，全世界因蛋白质缺乏而患营养不良症的人口高达8-9亿人，“FAO”组织曾估计世界上约有20亿人蛋白质供应不足，其中以发展中国家尤为严重，据医学专家忠告：食管癌、胃癌、部分肝癌与蛋白质的摄取量不足有关，而且一般植物蛋白质食用后利用率只有动物蛋白质的50％-70％，因此动物全蛋白质添加剂对提高身体素质健康有重大的作用和意义。在家禽加工工业上，附带有大量的副产品再生资源一角原原料，主要来源于羽毛，过去的羽毛利用技术，通常是将羽毛烘干后粉碎成羽毛粉，或用高温高压水煮法，或用膨化处理法加工成羽毛粉，主要添加在动物饲料中。也可以把羽毛加工成羽毛掸子、羽毛球、羽毛工艺品。羽毛的另一个主要用途是通过盐酸水解法、碱水解法、微生物发酵法、酶水解法把羽毛水解成氨基酸调味液应用在酱油中起调味作用。还有将羽毛水解成单一的氨基酸品种。以上背景技术存在的缺陷和不足主要表现在：1)采用盐酸(碱)水解法水解羽毛时，酸污染严重，存在污染环境的环保问题，并且除酸过程费时，设备腐蚀严重，水解过程容易造成蛋白质氨基酸多肽分子的破坏和损失；采用高温高压水煮法和膨化法处理羽毛时，存在耗能大、膨化法处理设备尚未有好的工艺定型、投资大的缺点，尤其是两种方法均未能使禽类羽毛表面细胞中高分子量的角质蛋白完全加工转化成能被动物体中的消化酶降解成分子量很小的细胞营养物，从而实现动物体完全吸收、消化的作用。2)采用微生物发酵法处理羽毛，需要使用复杂的培养基，有的是极昂贵的培养基，转化率低，生产周期长，工业上连续发酵比较困难，设备投资和运转费用较高，产品分离纯化比较困难，后处理成本高，也易污染环境。3)采用酶水解法，生产条件要求高，而且蛋白质往往不能被彻底水解，使得产品中存在水解不完全的多肽，影响产品质量。4)中国专利CN92102643“动物蛋白粉生产工艺”介绍了一种利用动物羽毛采用水解法生产蛋白饲料的方法，但该方法同样存在羽毛中角质蛋白不能完全加工转化成能被动物体完全吸收、消化的小分子蛋白质的缺点。归纳以上背景技术，不是易造成环境的污染、能耗高，就是造成蛋白质氨基酸多肽分子的破坏和损失，而且产品的得率低，尤其是产品不易被动物体完全吸收，造成资源的浪费、成本的增加等缺陷和不足。

本发明的目的在于提供一种天然全蛋白添加剂及其制造方法和用途，该添加剂极易被人体消化吸收，该制造方法能耗低、综合成本低廉，避免对设备的严重腐蚀和对环境的污染。可有效提高食品营养的结构组分和口感风味，用作食品、配料、辅料、添加剂或添加基料。

本发明的目的是这样实现的：采用一种含有角质角原的物质特别是禽类鸟纲羽毛作为制造角原蛋白质的原料，并将羽毛粉碎，用烷基醇胺类溶剂例如三乙醇胺、乙醇胺溶解萃取获得其中的全蛋白组分，然后将蛋白质萃取物从不溶性的残渣中分离出来。三乙醇胺(TAA)是一种液体，沸点为360℃，比重为1.126，它能与水混溶，三乙醇胺可采用100％原液或水溶液，乙醇胺最好采用原液，溶剂对羽毛的比例为100份体积的溶剂采用10-50份重量的羽毛，溶解萃取在一个装有回流冷凝器的蒸馏反应釜中进行，溶解萃取的温度为130-180℃，压力为大气压或超压，处理时间为4-15小时，溶解处理后将热的溶液与不溶性羽毛物质用过滤法或离心分离法分离，然后将澄清的溶液冷却至室温并形成凝胶。不溶性的残渣可用溶剂进一步萃取，提高萃取率。将得到全蛋白质凝胶用蒸发法进行浓缩，使溶剂中的蛋白质的含量达到70％或70％以上，全蛋白质物质可进行滚筒干燥或进行烘箱干燥，然后加工成粉状。全蛋白质物质也可以采取喷雾干燥法工艺进行干燥，将全蛋白质物料在压力下通过一只不锈钢喷嘴进入到一只不锈钢室中，室中保持大气压并通入干燥的空气，温度为200-220℃，从室中抽出空气，温度为100-130℃，通过干燥使溶剂蒸发，并对其进行冷却回收再循环利用，根据本发明方法制得的天然全蛋白添加剂，是一种可供人类食用的全蛋白质。是一种干燥粉末，色泽浅淡，外观结晶状，PH值约7.2，没有毒性。所得全蛋白质的氨基酸组成如下：

氨基酸    每毫克蛋白质所含氨基酸的    蛋白质中氨基酸％

               微克分子数

天氡氨酸          0.358         4.76

苏氨酸            0.345         4.11

丝氨酸            0.295        13.57

脯氨酸            0.875         1.01

谷氨酸            0.624         9.18

甘氨酸            1.008         7.57

α-氨基丙酸       0.411         3.66

α-氨基异戊酸     0.618         7.24

胱氨酸            0.088         2.11

蛋氨酸            0.017        0.025

异白氨酸          0.376         4.93

白氨酸            0.570         7.48

酪氨酸            0.102         1.85

苯基丙氨酸        0.267         4.11

赖氨酸            0.039         0.57

组氨酸            0.001        0.016

精氨酸            0.377         6.57

色氨酸            0.038         0.58

其中蛋白质以100％计。

获得的全蛋白添加剂可以与任何食品、糖果、饮料相匹配、相混合，用作食品、糖果、饮料的配料、辅料、添加剂或添加基料，还可以用作化妆品、皮革处理、泡沫灭火添加剂，除草剂，石油回收、农药乳化剂，植物生长促进剂，低刺激性肥皂、护肤、洗手液的制作，注射用营养剂。

本发明的有益效果是：1)按照本发明的方法，禽类鸟纲羽毛经过三乙醇胺处理后，羽毛中具有季结构的角原组分长链分子断裂而释放了长链分子的张力，在溶解萃取过程中，这种价键的断裂导致季结构的丧失，得到的是全蛋白质产品，本发明的可溶性的溶解蛋白质不是一种水解产物，提取的食用角原蛋白质处于不被降解不被变质的状态。2)本发明技术由于采用溶剂萃取，并对溶剂循环利用，对环境不会造成污染，避免了盐酸(碱)法造成的后处理困难、环境污染和影响操作人员健康的缺点。3)本发明技术减少了对设备的维修费用，降低了设备的成本，提高了设备的利用率，避免了传统技术中的设备腐蚀、设备投资大、不能连续生产等问题。4)本发明技术，在溶解萃取过程中，它与水解法不同，可以减少氨基酸的直接生成和氨基酸的破坏，而传统技术会造成氨基酸的大量损失和破坏，并且得率相对较低。本发明技术解决了盐酸(碱)水解法、高温高压水煮法、膨化法、酶水解法均很难将由各种氨基酸相互联接而构成的具有空间结构的角原蛋白质生物大分子转化成极其微小的细胞级的易被动物体消化吸收的小分子，或者说转化率很低，以及氨基酸产品的纯度低和蛋白质得率低等问题。5)本发明技术提供了可供人类食用的纯净全蛋白质，并且该产品的转化率高并易为人体消化吸收，为人类更好地食用天然优良全蛋白质提供了新的资源，为食品产业的结构调整和升级发展提供了新的方法和开发渠道。

实施例1：天然全蛋白添加剂制造方法如下：在一个装有回流冷凝器、气体进入管、气体捕集器和搅拌器的三颈烧瓶中加入2000克的三乙醇胺(TAA)，在氮气气氛保护下，将三乙醇胺加热到175℃，在一小时内将450克已粉碎的鸡羽毛分成50克一份加完，在大气压下，将此溶液和羽毛于155℃加热回流6小时，将其中不溶解的羽毛物质和热反应物用过滤法分离，然后将澄清的溶液冷却至室温并形成凝胶。然后加水进行稀释，一份体积的凝胶用30份水，沉淀出蛋白质混合物，并用过滤法分离。滤液经过蒸馏设备蒸馏除去水分，回收三乙醇胺。将蛋白质混合物回流4小时得到430克全蛋白质凝胶，全蛋白质物质可以采取喷雾干燥法工艺进行干燥，将全蛋白质物料在压力下通过一只不锈钢喷嘴进入到一只不锈钢室中，室中保持大气压并通入干燥的空气，温度为200-220℃，从室中抽出空气，温度为100-130℃，可以生成一种粉末状或薄片状的全蛋白质。可用作全蛋白质添加剂或营养蛋白质。

实施例2：禽类羽毛如实施例1进行溶解萃取，在溶解萃取这个步骤全部结束后，为了回收得到三乙醇胺，并从混合物中除去三乙醇胺残留物，把热溶液放到一只透析器(渗析器)中，使用透析法(渗析法)处理，透析器装有尼龙制成的渗透膜，其孔隙大小为60A，为半透膜。可使分子量60及其60以下的三乙醇胺水溶液全部通过，回收三乙醇胺。将通过透析法过滤处理后得到的蛋白质用水洗涤，可得到纯化全蛋白质产品。因为是完全提纯的，无异味，可以与任何食品、糖果、饮料相匹配、相混合，用作食品、配料、辅料、添加剂或添加基料。

实施例3：在一个装有回流冷凝器、温度计、搅拌器的三颈烧瓶中加入1500克的三乙醇胺(TAA)，加热到140℃，将700克已粉碎的羽毛，以25克为一批，在2小时加完，然后将混合物的温度保持90-102℃8小时。用这种溶解萃取的方式得到一种热的棕褐色的粘性液体，用棉絮层垫进行过滤，最后得到溶液25℃折射指数(折光率)为1.495，按羽毛全部溶解计，溶液浓度为27.3％(每100份体积单位中27.3的重量单位)，滤液的后处理步骤及全蛋白质的产品获得如实施例1。

实施例4：将禽类羽毛如实施例1那样进行溶解、萃取、分类，然后将澄清液在室温加入纯水，比例是1份三乙醇胺加水4.5份，利用离心分离法，将含有沉淀物的混合物离心分离，分离出澄清的三乙醇胺溶剂，将絮凝状的蛋白质沉淀物重新放入纯水中重复离心分离，分离出残留的三乙醇胺以及其他不溶性的盐类(比例是1份沉淀物用40-60份清水)，为回收利用三乙醇胺，将第一次分离得到的离心物，经过蒸发器除去额外的水分。三乙醇胺中可能含有极少量的未曾除尽的蛋白质(约为0.9以下)，是适宜用作再循环的反应试剂。在这个阶段的蛋白质组成物是一种潮湿的浆糊状物质，蛋白质也可以以这种形式应用，如果需要，可将浆糊状物质进行滚筒干燥或进行烘箱干燥，然后加工成粉状。

Claims (6)

1、一种天然全蛋白添加剂，其特征在于粉状、颗粒状、粘糊状、凝胶状和液态的全蛋白质是由禽类鸟纲羽毛用烷基醇胺类溶剂溶解断链分子萃取后的组分组成，该全蛋白质的氨基酸组成如下：

氨基酸    每毫克蛋白质所含氨基酸的    蛋白质中氨基酸％

                微克分子数

天氡氨酸          0.358                   4.76

苏氨酸            0.345                   4.11

丝氨酸            0.295                  13.57

脯氨酸            0.875                   1.01

谷氨酸            0.624                   9.18

甘氨酸            1.008                   7.57

α-氨基丙酸       0.411                   3.66

α-氨基异戊酸     0.618                   7.24

胱氨酸            0.088                   2.11

蛋氨酸            0.017                  0.025

异白氨酸          0.376                   4.93

白氨酸            0.570                   7.48

酪氨酸            0.102                   1.85

苯基丙氨酸        0.267                   4.11

赖氨酸            0.039                   0.57

组氨酸            0.001                  0.016

精氨酸            0.377                   6.57

色氨酸            0.038                   0.58

其中蛋白质以100％计。

2、一种制造天然全蛋白添加剂的方法，其特征在于采用一种含有角质角原的物质特别是禽类鸟纲羽毛作为制造角原蛋白质的原料，并将羽毛粉碎，用烷基醇胺类溶剂溶解萃取获得其中的全蛋白组分，然后将蛋白质萃取物从不溶性的残渣中分离出来，并将此溶液进行稀释、过滤、蒸馏纯化后进行喷雾干燥，或用滚筒、烘箱进行干燥后粉碎成粉状、颗粒状、块状产品。

3、根据权利要求1所述的一种制造天然全蛋白添加剂的方法，其特征在于所述的烷基醇胺类溶剂为三乙醇胺或乙醇胺。

4、根据权利要求1所述的一种制造天然全蛋白添加剂的方法，其特征在于溶剂为三乙醇胺，三乙醇胺采用100％的原液或水溶液，溶剂对羽毛的比例为100份体积的溶剂采用10-50份重量的羽毛，溶解萃取在一个装有回流冷凝器的蒸馏反应釜中进行，溶解萃取的温度为130-180℃，压力为大气压或超压，处理时间为4-15小时，溶解处理后将热的溶液与不溶性羽毛物质用过滤法或离心分离法分离，然后将澄清的溶液冷却至室温并形成凝胶，不溶性的残渣可用溶剂进一步萃取，提高萃取率，将得到全蛋白质凝胶用蒸发法进行浓缩，使溶剂中的蛋白质的含量达到70％或70％以上，全蛋白质物质可进行滚筒干燥或进行烘箱干燥，然后加工成粉状，全蛋白质物质也可以采取喷雾干燥法工艺进行干燥，将全蛋白质物料在压力下通过一只不锈钢喷嘴进入到一只不锈钢室中，室中保持大气压并通入干燥的空气，温度为200-220℃，从室中抽出空气，温度为100-130℃，通过干燥使溶剂蒸发，并对其进行冷却回收再循环利用，可得到粉状的全蛋白质。

5、根据权利要求3所述的一种制造天然全蛋白添加剂的方法，其特征在于为了回收得到三乙醇胺，并从混合物中除去三乙醇胺残留物，把热溶液放到一只透析器(渗析器)中，使用透析法(渗析法)处理，透析器装有尼龙制成的渗透膜，其孔隙大小为60A，为半透膜，可使分子量60及其60以下的三乙醇胺水溶液全部通过，回收三乙醇胺，将通过透析法过滤处理后得到的蛋白质用水洗涤，可得到纯化全蛋白质产品。

6、一种制造天然全蛋白添加剂的用途，其特征在于全蛋白质是由禽类鸟纲羽毛用烷基醇胺类溶剂溶解断链分子萃取后的组分组成，可以与任何食品、糖果、饮料相匹配、相混合，用作食品、糖果、饮料的配料、辅料、添加剂或添加基料，还可以用作化妆品、皮革处理、泡沫灭火添加剂，除草剂，石油回收、农药乳化剂，植物生长促进剂，低刺激性肥皂、护肤、洗手液的制作，注射用营养剂。