从鸡骨中制取明胶的加工工艺

从鸡骨中制取明胶的加工工艺 刘小玲 许 时婴 (江南大学食品学院，无锡，214036) 摘 要 以鸡腿 骨为原料，采用碱法(浸灰法)制备鸡骨明胶 。探讨 了浸灰过程 Ca(0H)，浓度、温 度、浸灰时间对明胶提取率、明胶粘度和胶凝性的影响，同时优化提取工艺条件。试验 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明：明胶 最佳提取条件为温度 7012，pH 5。采用方差和响应面 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 优 化浸 灰工 艺条件 为：Ca(0H)，质量分 数0．1％，温度 10℃，浸灰时间6d。浸灰处理可以去除杂蛋白，使明胶纯度有所提高，粘度和冻力 都有所上升。 关键词 明胶 ，碱法 ，鸡腿骨 家禽，是一种发育快、寿命短的温血动物， 在动物学分类上属脊椎动物 门的鸟纲_1 J。鸡 骨，作为家禽加工制品的主要副产物，产量相当 高，但利用率却极低，仅有少量用于生产骨 粉_2’3 J。以鸡骨为原料生产药用和食用明胶既 可变废为宝，增加肉鸡加工的综合经济效益，又 可解决明胶原料单一的问题。 迄今为止，除Juyeon等人报道鸡爪明胶的 浸灰条件外-4 J，鸡骨明胶的研究和生产在国内 外还未见报道。文中研究了从鸡骨中制取明胶 的工艺，其中着重研究明胶生产中的2个关键 步骤——浸灰和提取的工艺条件。 1 材料与仪器 1．1 材 料 鸡腿长骨：上海大江集团；化学试剂均为分 析纯 。 1．2 仪 器 501型超级恒温水浴，上海市实验仪器厂； JB300一D型强力电动搅拌器，上海标本模型厂； ZX98—1旋转蒸发仪，上海欧特传动机电有限公 司；TA*Xtzi物性仪 ，英国TA公司；TC—PⅡG 色差计，北京光学仪器厂；722型分光光度计， 上海精密科学仪器公司。 第一作者 ：博士研究生(许时婴教授为通讯作者 )。 收稿时间 ：2004—06一O1，改回时间：2004—07—30 (48) 2 试验 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 2．1 检测方法 (1)凝胶强度 ：质量分数为 6．67％的明胶 溶液于412下凝冻 18h后被压缩变形 10mm所 需的最大应力定义为凝胶强度。以凝胶强度的 大小代表冻力的大小(采用 TA*Xtzi物性仪测 定，测试条件：采用 NO—P／0．5探头，下压速度 2mm／s，下压高度 10mm)。 (2)粘度：指质量分数为 6．67％的明胶溶 液在 60℃时的粘度，采用奥氏粘度计测定。 (3)明胶提取率：明胶干重／骨素干重 × 100％ 。 (4)透光度 ：660nm 的透光度 丁。 (5)色价 ：质量分数 6．67％的凝胶 ，置于半 径 2cm的测试杯中，装载高度为4cm。于 TC—P ⅡG色差计中测定。 (6)总糖含量：骨素置于水解管中，加入 6 mol／L HCI真空封管，110℃水解 24 h，蒸 干 HC1，定容得水解液，水解液采用苯酚一硫酸法_5 J 测总糖。 (7)羟 脯 氨酸 含 量：骨 素水 解 液 采 用 Woessner I法L6 测羟脯氨酸。 (8)骨素收缩温度：浸酸骨素成 (2×3× 0．5ram)薄块，分别浸于不 同 pH 的溶液 中于 412平衡 48 h。取出置于 DSC样 品容器 中密 维普资讯 http://www.cqvip.com 封。采用 DSC测定，温度扫描范围 30～8012， 升温速度 8℃／min。 2．2 工艺流程 商品鸡腿骨一预处理(剔除非骨组织一砸 骨一 泡洗除脂、去血一 溶剂脱脂一 浸酸脱矿物 质一水洗中和)一骨素一浸灰一提胶一过滤一 离心一浓缩一干燥一 成品明胶 3 结果与讨论 3．1 原料预处理 一 般骨骼中含有约 70％的无机矿物质和 20％左右的有机物，其中胶原蛋 白占全部有机 物的 88％左右。原料的预处理首先要去除大 量的非骨成分，包括肌肉、皮 、软骨、骨髓、脂肪、 矿物质等，它们的存在极大地影响明胶的性能。 经过一系列的预处理得到的有机物质称为 “骨 素”，它主要成分为胶原蛋白，是明胶的母体。 3．2 明胶提取工艺条件的确定 明胶提取工 艺是 明胶 生 产 的重要 步骤 之 一 ，它直接影响明胶品质的优劣。影响明胶提 取的主要因素为 pH和温度 。明胶提取必须同 时考虑明胶提取率和品质 2个方面，其中凝胶 强度和粘度是评定明胶品质的 2项主要指标。 本文以脱矿骨素为原料来确定明胶提取条件。 3．2．1 pH值的影响 经预处理的原料在适当温度条件下用水抽 提可以得 到明胶产 品。在 70℃下提 取 3 h，不 同 pH对明胶 的提取有明显影 响(见 图 1和 图 2)。 3 4 5 6 7 8 9 pH 图 1 不 同 pH对明胶提取率的影响 在 pH4～8范围内，溶液的 pH越小，明胶 的提取率越高，但 pH为 6时，出现了最低值。 pH5时，明胶的凝胶强度和粘度出现最大值， 随着 pH的增大或减小，凝胶强度和粘度都呈 下降趋势。 采 g 图 2 不同 pH对明胶凝胶强度和粘度 的影响 明胶提取时首先发生骨素的热收缩，骨素 收缩温度越低 ，说明其结构稳定性越差，胶原越 容易转变成明胶，因而明胶的提取率越高。由 图 3可看到，骨素收缩温度受 pH影响，在接近 中性的水溶液 中，骨 素的收缩温度 较高，为 65．912，在极端 pH2和 pH 12条件下，其收缩 温度较低。由此可见，在 pH为 6的溶液中，胶 原纤维结构最稳定，明胶的提取率最低。酸性 对胶原纤维结构的稳定作用比碱性更强，因此 酸性时，明胶的提取率相对更高。 g 、 綦 煺 嚣 S2 s4 56 58 60 62 64 66 68 70 温度／~C 图 3 不同 pH对 骨素收缩温度 的影响 未经浸灰处理的骨素基本保持了骨骼中有 机物的组成，即包含了部分的非胶原蛋 白。在 热水提取的过程中，非胶原蛋白也随之溶解出 来。由于许多非胶原蛋白的等电点在 pH4附 近 7 J，因而在偏离等电点的碱性 pH下更易溶 出，小分子非胶原蛋白组分的存在，降低了明胶 的粘性和胶凝性，因此在弱碱性下提取的明胶 ， 其粘度和凝胶强度不如在弱酸性条件下提取的 明胶。 3．2．2 温度 的影响 (49) 2 2 2 2 2 引 ∞ 船 静蹲 维普资讯 http://www.cqvip.com 加热可以断开稳定原胶原分子三股螺旋的 次级键及部分肽键，使原胶原分子的单链 、少量 聚集体和单链断裂组分进入溶液，胶原转变为 明胶。因而明胶的提取一般需要在高于胶原纤 维的收缩温度之上进行。较低温度提取可以获 得性质良好的明胶，但产率低、提取时间长。提 高温度可以加速胶原转化为明胶，但也会促使 胶原的降解，使明胶的性质受到一定影响。在 pI-I 5下加热 3 h，不同提取温度对明胶提取率 及其性质的影响如图 4、图 5所示。 碍 盛 鹱 图 4 温度对 明胶提取率的影 响 E 萎 图 5 温度对明胶凝胶强度和粘度 的影响 由于骨素的收缩温度在 60℃左右 ，因而 60℃时明胶的提取率比较低，且由于杂蛋白比 胶原更易溶出，使明胶中杂蛋白所占比例相对 较大，因而明胶的粘度和凝胶强度都较低。随 着提取温度的增加，稳定胶原结构氢键断裂，链 释放，明胶的提取率逐步提高，粘度和凝胶强度 也增大。但进一步提高温度，胶原分子或者释 放出来的多肽链发生肽键断裂 ，肽键断裂使更 多的片段进入溶液，虽然提取率进一步提高，但 由于分子量减小引起明胶的粘度和凝胶强度明 显下降。结果表明，提取温度为 70℃时，明胶 的粘度和凝胶强度达到最大值，且明胶提取率 也较高。 通过以上 2个单因素试验，得到明胶的最 佳提取条件为 pI-I 5，温度 70℃。在此条件下加 热脱矿骨素提取明胶，得到明胶的提取率为 26．49％，明胶粘度和凝胶强度分别为4．OmPa· S和 1 371．8g。 3．3 浸灰条件的确定 通常可 以采用碱法 、酸法和酶法来破坏稳 定胶原纤维分子间和分子内的共价交联和非共 价键，释放出原胶原分子，然后通过加热使稳定 胶原螺旋的氢键也断裂从而释放出明胶。 以石灰乳浸泡骨素或皮料的碱处理过程称 为“浸灰”。碱法(浸灰)是生产高质量明胶常用 的方法之一。本文采用 Ca(oH)，并研究其浓 度、温度、时间 3个影响因素对明胶提取率、粘 度、凝胶强度、透光度和色泽的影响。结果见表 1所示 ，方差分析见表 2。 表 1 不同浸灰条件对明胶提取率和性质 的影响 19．92 21．40 22．98 25．57 28。35 19．65 22。O2 26．18 21．76 21．76 18．93 935。0 3673．3 839。6 1893．0 1833．5 2353．4 1944．5 2314。8 2077。1 2753．5 1995．9 46．37 59．12 64．27 44．59 50．16 60．25 69．31 44．04 38．64 54．97 57．33 7．54 9．51 11．07 6．59 6．74 8．04 10．68 6．24 1．12 6。68 8．18 7。36 8．39 14．31 10．49 7．88 13．27 9．92 10．83 4．73 13．16 8．55 (50) 3 9 3 7 4 3 9 5 9 5 9 盯 跗 诣 铊 2 5 2 5 4 6 5 5 5 5 4 3 6 9 3 6 9 3 6 9 ：兮：兮：兮m m m m O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O 维普资讯 http://www.cqvip.com 续表 1 1)*，**，***，分别表示显著性水平为 0．05，0．01，0．001。 由试验结果进行方差分析可知，浸灰时间 和浸灰温度对明胶提取率和明胶性质的影响显 著，而浓度对提取率及 明胶性能影响不显著。 由于 Ca(OH)，在水中的溶解度主要受温度影 响，相同的温度下，增加 Ca(OH) 在水中的质 量分数不改变它的溶解度和溶液的 pH值，对 明胶提取率和明胶性质没有明显的影响。 采用响应面分析显著因素浸灰温度和时间 对鸡骨明胶提取率和性质的影响，结果如图 6 所示。温度越低，Ca(OH)，的溶解度越大，pH 增大 ，引起胶原纤维共价交联的碱解越大，因而 提取率较大。随浸灰时间推移，明胶的提取率 先下降后回升，而明胶粘度和凝胶强度却先上 升后下降。浸灰时间为 6 d时，明胶粘度和凝 胶强度最大。 明胶提取率和性质与骨素中的胶原成分的 含量密切相关。浸灰前骨素中总糖的含量 占干 物质的0．66％，浸灰时间为 6d时，总糖含量降 至0．3％，以后下降缓慢(见图7)。骨素中的糖 类单元主要以结合态形式存在于粘多糖和糖蛋 白中_1 。骨素中总糖的降低预示着非胶原组 分从骨素中除去。骨素中羟脯氨酸的含量随着 浸灰时间的延长而增大，从初始的 91．5 ptg／mg 上升至 101．3 ptg／mg(见 图 8)。羟脯氨酸是胶 原蛋白的特征性氨基酸，它在胶原蛋白中的含 量相对比较稳定，羟脯氨酸在骨素中含量的增加 (51) 维普资讯 http://www.cqvip.com 也说明在浸灰过程中，胶原蛋白含量不断提高。 由此看到，骨素中胶原组分的含量越高，提 取的明胶的性能越好，反之越差。浸灰前，骨素 中少量的小分子杂蛋白在热水提胶 的过程中极 易溶于水中，因而明胶的表观提取率增大但明 胶纯度降低。随着非胶原组分的去除，明胶表 j 一 1 5 ．一 ， 一 ” 0．5 ： 0 观提取率下降而明胶的性质改善。增加浸灰时 间，杂蛋白在骨素中的含量基本不变，但胶原蛋 白在碱液中发生进一步降解，纤维膨胀，引起提 取率的上升而明胶的性质变劣。因而控制适当 的浸灰时间是控制 明胶品质的一 卜关键 因素。 ≥ 罄 图 6 浸从温度和时问对鸡骨明胶提取率 、粘度和凝胶强度的影 响的响应面 图 0 3 6 9 l2 l5 时I~]／d ll15 102 99 ％ 钔 93 1 (1 3 6 9 l2 l5 时间，d 图 7 骨素浸灰过程 总糖含量的变化 图 8 骨素浸灰过程羟脯氨酸含量的变化 Ca(oH) 取适中浓度 0．1％时 ，以温度 、时 间对明胶提取率和性质的影响的响应面分析得 到 ：温度 10℃ ，浸灰时间为 6d，此时明胶的提取 率、明胶的粘度和凝胶强度相对都比较高，分别 为 19．65％，6．22mPa．S和 2 353．4 g。对 比以 脱矿骨素直接提取的明胶可以发现，经浸灰处 理后 ，明胶的提取率下降，而明胶的粘度和凝胶 强度均提高了 50％和 100％左右。说明浸灰明 显可以改善明胶的品质。 4 结 论 以鸡骨为原料 ，采用低温短时 间的浸灰处 理脱矿骨素后，得到的鸡骨明胶粘性与胶凝性 都有所提高，说明短时间的浸灰对提高明胶的 粘度和凝胶强度有利，但浸灰时间过长反而引 (52) 起 明胶质量下降。 采用本工艺生产的鸡骨明胶，浸灰时间短， 不会破坏碱性氨基 酸 ，大大地缩短 了明胶 生产 时间，并得到品质 良好的明胶 。 参 考 文 献 1 崔忠道．家禽加工与检验[M]．北 京 ：科学 出版社 ， 1960．8 2 曹雁平 ，我国禽畜骨综合加工利用的现状 [J]，粮油 加工与食 品机械 ，2001，5(9)：6～8 3 宋 俊 梅 ，曲静然 ，促 进 骨钙 生 物 可利用 性 的研 究 [J]，食品科技 ，2002(2)：61～63 4 Juyeon—Lim．,Sangsuk—Oh．Kwang—Ok—Kim．The ef— fect of processing condition on the properties of chick— en feet gelatin[J]Food Sci and Biol，2001，10(6)： 638～ 645 3 3 2 2 蔡塾 一 ≥ ～ ． ‘l_ 一 维普资讯 http://www.cqvip.com 5 Miche1 Dubois，Gilles K A，Hamilton J K，Colorimet— ric method for determination of suga~ and related sub— 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optimum calcium hydroxide concentra— tion，liming temperature and liming periods for gelatin production of chicken leg were determined as 0．1％(w／v)，10"(3 and 6 days，respectively．The yield of gelatin was decreased but the hardness of gelatin gel and the viscosity of gelatin solution increased remarkably after being limed． Key words gelatin，liming，chicken leg bone 罚 ： 重 j 乐客成．嘞希发PET瓶磊茼冷蓬装生庐线， 动 。 ． 卷 乐惠集团在比较和借鉴国外最新PET瓶无菌灌装技术的基础上，凭借丰富的加工经验与先进的加 工技 术，投入科研 经费 1 000多万元 ，成功开发 出具有世界领先水平的采用无菌隔离技术的中国第一条 PET瓶冷 无菌灌装生产线。该 PET瓶无菌冷灌装生产线可适于 350～2 500mL的 PET瓶装酸性及 中性 的果蔬 汁、茶和各 种饮料。 随着 PET瓶包装在世界范围的蓬勃发展 ，果汁和软饮料 的灌装正在 由热灌装 向无菌冷 灌装进发。根据市场 及消费者对饮料品质的不断追求，热灌装市场的份额将会逐步减少，取而代之的是具有广阔市场潜力的无菌冷灌 装。根据这一变化，乐惠集团包装机械事业部推出了无菌冷灌装技术。 业 内专家认为 ，这套 生产线可在常温状态下进行 灌装 ，避免热灌装 ，最大限度减少饮料 的受热时间，产 品维生 素损失很少 ，营养更丰富，保持 了饮料产 品的原汁原味。在 不使用 防腐剂和其他任何 添加 剂的情况 下，能够让 产 品有更好 的保鲜度 ，最大 限度还原水果天然美味及色 泽，为消 费者提供 天然的绿色食 品。减 少包装材料成本 ，主 要相对于热灌装，包装材料成本 可以减少 1／2～1／3，有利于在市场上的竞争。由于是 常温灌装 ，瓶 型不像 热灌装 瓶那样须 防止瓶 子受热变形 而单一，企业可 自由设计瓶 型，提升企业 的品牌形 象，增 强市场 竞争力。无 菌冷 灌装 比热灌装工艺对产 品的适应 范围更广 ，如混合茶 、奶茶 、纯乳和含蛋 白的饮料都能采用生产，而热灌装却不能。设 备本身具备严格 的消毒、灭菌程序及隔离的无菌灌装封盖环境 ，确保产 品包装 的无菌条件。 正确实现产品的灭菌、灌装设备、灌装环境、空瓶、瓶盖等的无菌处理，是 PET瓶无菌冷灌装的关键。整个灌 装过程在隔离装置 内操作 ，其无菌技 术达到 D6级(几 乎没有微 生物存在)。所有接触产 品的设备 、物 品甚至 空间 都经过严格灭菌。依产 品的特性 正确分析 ，制定准确的设备 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。 (53) 维普资讯 http://www.cqvip.com