血球蛋白肽關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用前景
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1制備工藝及技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)
食品級(jí)血球蛋白肽生產(chǎn)是一項(xiàng)系統(tǒng)工作,需要從原血品質(zhì)檢測(cè)與加工過(guò)程控制同時(shí)抓起。
1•1原血采集
血液原料要求必須采集于規(guī)模型屠宰企業(yè)。經(jīng)檢疫合格的家畜屠宰產(chǎn)生的新鮮血液,收集于專(zhuān)門(mén)的不銹鋼接血槽,緩慢向其中添加抗凝劑溶液(食品級(jí)檸檬酸鈉∶水=1∶10),同時(shí)進(jìn)行攪拌,讓抗凝劑混合均勻,保證鮮血中抗凝劑添加量控制在2%~4%之間。
1•2原血收集與貯運(yùn)
將經(jīng)抗凝處理的新鮮血液,使用隔膜泵將血液泵入裝有冷藏保溫裝置的暫貯設(shè)備中,收集后的血液需要在4h內(nèi)將溫度降至4℃,并且保持在4~6℃。由于血液是一種富營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),通過(guò)嚴(yán)格控制低溫儲(chǔ)存條件,可以有效抑制血液采集過(guò)程通過(guò)空氣與器皿污染的微生物,保證了血液的新鮮,同時(shí)采用低溫冷藏,可以防止血液冷凍與結(jié)冰而引起的血球破裂。
1•3血球分離
利用動(dòng)物血液中紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板和血漿的比重的差別,通過(guò)離心分離可以將血液分成血球液和血漿液。血漿液中含有球蛋白、白蛋白、纖維蛋白以及其它少量脂蛋白、糖蛋白等,通過(guò)加工可以生產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)良的血漿蛋白粉。血球液主要為經(jīng)高速離心力破膜釋放的血紅蛋白,呈現(xiàn)深紅色,是血液蛋白主要部分,粗蛋白可達(dá)到90%。為此,提高血液蛋白加工質(zhì)量,高效分離血球蛋白,不僅是保證血漿蛋白粉的質(zhì)量重要部分,也是血球細(xì)胞破膜,釋放血紅蛋白,為血球蛋白肽的加工提供了便捷。實(shí)際生產(chǎn)中,通過(guò)分離參數(shù)調(diào)整與設(shè)備改進(jìn),改變血紅細(xì)胞的分離與破膜率,可以有效降低蛋白肽酶解成本。
1•4酶解技術(shù)
早期也曾應(yīng)用酸或堿對(duì)血液蛋白進(jìn)行水解,但是由于其自身的安全性難以保障,而水解過(guò)程副反應(yīng)多且營(yíng)養(yǎng)成分損失嚴(yán)重等問(wèn)題,逐漸被淘汰[3]。采用生物酶解技術(shù)是血液蛋白深加工的一次革命,相比酸堿水解法,生物酶解法反應(yīng)條件溫和、高效、易于控制,可以顯著降低工藝難度與能耗,另外,血紅蛋白經(jīng)酶解后,主要以小分子多肽形式存在,而血紅蛋白中的功能性肽片段,具有多種生理功能,如降低膽固醇、促進(jìn)礦物質(zhì)吸收、降血壓、強(qiáng)化機(jī)體免疫力和促進(jìn)新陳代謝等[4]。實(shí)際生產(chǎn)中,由于血紅蛋白自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,一般選擇多種生物酶聯(lián)合作用的酶解方式,如胰酶-胃酶聯(lián)合、胰酶-木瓜酶聯(lián)合等,另外,綜合利用屠宰動(dòng)物胰臟內(nèi)豐富的酶系,將胰酶激活用作酶解劑也是一種選擇[5]。血球蛋白由于分子量大,含有卟啉鐵,使得其呈現(xiàn)特有的血腥味和深紅色,極大限制了其在食品中的添加與利用。而利用生物酶解技術(shù),將血球蛋白進(jìn)行酶解,同時(shí)剝離出卟啉鐵,不僅可以生產(chǎn)出更加容易消化吸收的小分子蛋白肽,而且可以生產(chǎn)富含卟啉鐵的血紅素這一新型有機(jī)鐵強(qiáng)化劑。
1•5超濾技術(shù)
超濾是近幾年來(lái)逐漸成熟的新興加工技術(shù),廣泛應(yīng)用于食品與醫(yī)藥行業(yè)[6]。借助一定的壓力下,使小分子溶質(zhì)和溶劑穿過(guò)一定孔徑的特制的薄膜,而使大分子溶質(zhì)不能透過(guò),留在膜的一邊,從而使大分子物質(zhì)得到了部分的純化。過(guò)濾膜根據(jù)所加的操作壓力和所用膜的平均孔徑的不同,可分為微孔過(guò)濾、超濾、納濾和反滲透三種。超濾膜的孔徑一般在0•001~0•1μm,對(duì)應(yīng)的可截留物質(zhì)的分子量在1000至100萬(wàn)范圍不等,多為蛋白質(zhì)、大分子多糖、核酸等物質(zhì)。在血球蛋白肽生產(chǎn)過(guò)程中,超濾是一種重要分離技術(shù),在血球酶解之后,對(duì)酶解液的處理,采用微孔過(guò)濾可以有效分離血紅素鐵,而對(duì)于酶解蛋白肽液,實(shí)踐證明,采用納濾可去除酶解液中的水和鹽分,同時(shí)又保證氨基酸與小分子肽不會(huì)受到損失。相對(duì)于其他方法而言,超濾技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便,成本低廉,不需增加任何化學(xué)試劑,尤其是超濾技術(shù)的實(shí)驗(yàn)條件溫和,與蒸發(fā)、冷凍干燥相比沒(méi)有相的變化,而且不引起溫度、pH值的改變,因而可以防止生物大分子的變性、失活和自溶。在血球蛋白肽加工中采用低溫、超過(guò)濾濃縮新工藝,還可以濃縮有機(jī)固形物,減少了干燥量,使設(shè)備利用率提高50%,生產(chǎn)效益提高了1倍,同時(shí)過(guò)濾去除病源微生物,提高了產(chǎn)品的生物安全性。
1•6噴霧干燥
采用離心噴霧干燥法對(duì)血球蛋白肽液進(jìn)行干燥,進(jìn)口溫度控制在180~210℃,出口溫度控制在80~100℃,由于干燥溫度和干燥時(shí)間會(huì)對(duì)產(chǎn)品的顏色產(chǎn)生影響,噴霧干燥時(shí),加熱時(shí)間越長(zhǎng),越容易引起蛋白變性,產(chǎn)品顏色發(fā)深,同時(shí)蛋白肽中的功能活性成分也極易在高溫下受到損傷,通過(guò)控制噴霧干燥進(jìn)出口溫度,調(diào)整引風(fēng)機(jī)風(fēng)速,控制干燥時(shí)間,可以加工出粒度均勻、色澤微白具有淡淡肉香的高品質(zhì)蛋白粉。
2食品級(jí)血漿蛋白粉特性及其應(yīng)用
2•1食品級(jí)血球蛋白肽的特點(diǎn)
食品級(jí)血球蛋白肽是一種高品質(zhì)蛋白源,具有如下特性:(1)蛋白含量高(≥84%);(2)富含極易被人體吸收利用的小分子蛋白肽(肽含量≥50%),氨基酸全面均衡、利用性高;(3)富含多種風(fēng)味肽與氨基酸,具有極佳的適口性,利用酶技術(shù)剝離血紅素,消除了血腥異味;(4)血球蛋白經(jīng)生物酶解、納濾和噴霧干燥三道可以消除微生物的工藝,制備成的蛋白肽病源生物得到徹底去除,生物安全性有保障;(5)產(chǎn)品具有極佳的持水性和水溶性,方便應(yīng)用于多種食品中。
2•2食品級(jí)血球蛋白肽的應(yīng)用前景
血球蛋白肽來(lái)源于動(dòng)物血液,豐富的蛋白質(zhì)及合理全面的氨基酸,是一種與全肉粉等價(jià)的優(yōu)質(zhì)蛋白原料,作為食品添加劑可廣泛用于食品工業(yè),加入香腸、布丁、糕點(diǎn)、面包、掛面中,可以增加蛋白質(zhì)含量,改善產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量和口感。它還具有保水性、保油性、凝膠性等特殊功能,在火腿、低溫肉制品、烤肉制品、蛋糕、冰淇淋、奶粉等中的應(yīng)用十分廣泛。隨著動(dòng)物血液源性蛋白產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化、成熟化和規(guī)模化,血球蛋白肽在食品中的使用量將呈大幅度上升趨勢(shì)。