血球蛋白肽關鍵技術應用前景

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1制備工藝及技術關鍵點

食品級血球蛋白肽生產(chǎn)是一項系統(tǒng)工作,需要從原血品質(zhì)檢測與加工過程控制同時抓起。

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,收集于專門的不銹鋼接血槽,緩慢向其中添加抗凝劑溶液(食品級檸檬酸鈉∶水=1∶10),同時進行攪拌,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

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養(yǎng)基質(zhì),通過嚴格控制低溫儲存條件,可以有效抑制血液采集過程通過空氣與器皿污染的微生物,保證了血液的新鮮,同時采用低溫冷藏,可以防止血液冷凍與結冰而引起的血球破裂。

1•3血球分離

利用動物血液中紅細胞、白細胞、血小板和血漿的比重的差別,通過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,也是血球細胞破膜,釋放血紅蛋白,為血球蛋白肽的加工提供了便捷。實際生產(chǎn)中,通過分離參數(shù)調(diào)整與設備改進,改變血紅細胞的分離與破膜率,可以有效降低蛋白肽酶解成本。

1•4酶解技術

早期也曾應用酸或堿對血液蛋白進行水解,但是由于其自身的安全性難以保障,而水解過程副反應多且營養(yǎng)成分損失嚴重等問題,逐漸被淘汰[3]。采用生物酶解技術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、促進礦物質(zhì)吸收、降血壓、強化機體免疫力和促進新陳代謝等[4]。實際生產(chǎn)中,由于血紅蛋白自身結構的復雜性,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,將血球蛋白進行酶解,同時剝離出卟啉鐵,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鐵強化劑。

1•5超濾技術

超濾是近幾年來逐漸成熟的新興加工技術,廣泛應用于食品與醫(yī)藥行業(yè)[6]。借助一定的壓力下,使小分子溶質(zhì)和溶劑穿過一定孔徑的特制的薄膜,而使大分子溶質(zhì)不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質(zhì)得到了部分的純化。過濾膜根據(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,對應的可截留物質(zhì)的分子量在1000至100萬范圍不等,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)過程中,超濾是一種重要分離技術,在血球酶解之后,對酶解液的處理,采用微孔過濾可以有效分離血紅素鐵,而對于酶解蛋白肽液,實踐證明,采用納濾可去除酶解液中的水和鹽分,同時又保證氨基酸與小分子肽不會受到損失。相對于其他方法而言,超濾技術的優(yōu)點是操作簡便,成本低廉,不需增加任何化學試劑,尤其是超濾技術的實驗條件溫和,與蒸發(fā)、冷凍干燥相比沒有相的變化,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、超過濾濃縮新工藝,還可以濃縮有機固形物,減少了干燥量,使設備利用率提高50%,生產(chǎn)效益提高了1倍,同時過濾去除病源微生物,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血球蛋白肽液進行干燥,進口溫度控制在180~210℃,出口溫度控制在80~100℃,由于干燥溫度和干燥時間會對產(chǎn)品的顏色產(chǎn)生影響,噴霧干燥時,加熱時間越長,越容易引起蛋白變性,產(chǎn)品顏色發(fā)深,同時蛋白肽中的功能活性成分也極易在高溫下受到損傷,通過控制噴霧干燥進出口溫度,調(diào)整引風機風速,控制干燥時間,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食品級血漿蛋白粉特性及其應用

2•1食品級血球蛋白肽的特點

食品級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)富含多種風味肽與氨基酸,具有極佳的適口性,利用酶技術剝離血紅素,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,方便應用于多種食品中。

2•2食品級血球蛋白肽的應用前景

血球蛋白肽來源于動物血液,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、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、奶粉等中的應用十分廣泛。隨著動物血液源性蛋白產(chǎn)品國產(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。