血球蛋白肽关键技术应用前景

1制备工艺及技术关键点

食品级血球蛋白肽生产是一项系统工作,需要从原血品质检测与加工过程控制同时抓起。

1•1原血采集

血液原料要求必须采集于规模型屠宰企业。经检疫合格的家畜屠宰产生的新鲜血液,收集于专门的不锈钢接血槽,缓慢向其中添加抗凝剂溶液(食品级柠檬酸钠∶水=1∶10),同时进行搅拌,让抗凝剂混合均匀,保证鲜血中抗凝剂添加量控制在2%~4%之间。

1•2原血收集与贮运

将经抗凝处理的新鲜血液,使用隔膜泵将血液泵入装有冷藏保温装置的暂贮设备中,收集后的血液需要在4h内将温度降至4℃,并且保持在4~6℃。由于血液是一种富营养基质,通过严格控制低温储存条件,可以有效抑制血液采集过程通过空气与器皿污染的微生物,保证了血液的新鲜,同时采用低温冷藏,可以防止血液冷冻与结冰而引起的血球破裂。

1•3血球分离

利用动物血液中红细胞、白细胞、血小板和血浆的比重的差别,通过离心分离可以将血液分成血球液和血浆液。血浆液中含有球蛋白、白蛋白、纤维蛋白以及其它少量脂蛋白、糖蛋白等,通过加工可以生产品质优良的血浆蛋白粉。血球液主要为经高速离心力破膜释放的血红蛋白,呈现深红色,是血液蛋白主要部分,粗蛋白可达到90%。为此,提高血液蛋白加工质量,高效分离血球蛋白,不仅是保证血浆蛋白粉的质量重要部分,也是血球细胞破膜,释放血红蛋白,为血球蛋白肽的加工提供了便捷。实际生产中,通过分离参数调整与设备改进,改变血红细胞的分离与破膜率,可以有效降低蛋白肽酶解成本。

1•4酶解技术

早期也曾应用酸或碱对血液蛋白进行水解,但是由于其自身的安全性难以保障,而水解过程副反应多且营养成分损失严重等问题,逐渐被淘汰[3]。采用生物酶解技术是血液蛋白深加工的一次革命,相比酸碱水解法,生物酶解法反应条件温和、高效、易于控制,可以显著降低工艺难度与能耗,另外,血红蛋白经酶解后,主要以小分子多肽形式存在,而血红蛋白中的功能性肽片段,具有多种生理功能,如降低胆固醇、促进矿物质吸收、降血压、强化机体免疫力和促进新陈代谢等[4]。实际生产中,由于血红蛋白自身结构的复杂性,一般选择多种生物酶联合作用的酶解方式,如胰酶-胃酶联合、胰酶-木瓜酶联合等,另外,综合利用屠宰动物胰脏内丰富的酶系,将胰酶激活用作酶解剂也是一种选择[5]。血球蛋白由于分子量大,含有卟啉铁,使得其呈现特有的血腥味和深红色,极大限制了其在食品中的添加与利用。而利用生物酶解技术,将血球蛋白进行酶解,同时剥离出卟啉铁,不仅可以生产出更加容易消化吸收的小分子蛋白肽,而且可以生产富含卟啉铁的血红素这一新型有机铁强化剂。

1•5超滤技术

超滤是近几年来逐渐成熟的新兴加工技术,广泛应用于食品与医药行业[6]。借助一定的压力下,使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。过滤膜根据所加的操作压力和所用膜的平均孔径的不同,可分为微孔过滤、超滤、纳滤和反渗透三种。超滤膜的孔径一般在0•001~0•1μm,对应的可截留物质的分子量在1000至100万范围不等,多为蛋白质、大分子多糖、核酸等物质。在血球蛋白肽生产过程中,超滤是一种重要分离技术,在血球酶解之后,对酶解液的处理,采用微孔过滤可以有效分离血红素铁,而对于酶解蛋白肽液,实践证明,采用纳滤可去除酶解液中的水和盐分,同时又保证氨基酸与小分子肽不会受到损失。相对于其他方法而言,超滤技术的优点是操作简便,成本低廉,不需增加任何化学试剂,尤其是超滤技术的实验条件温和,与蒸发、冷冻干燥相比没有相的变化,而且不引起温度、pH值的改变,因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。在血球蛋白肽加工中采用低温、超过滤浓缩新工艺,还可以浓缩有机固形物,减少了干燥量,使设备利用率提高50%,生产效益提高了1倍,同时过滤去除病源微生物,提高了产品的生物安全性。

1•6喷雾干燥

采用离心喷雾干燥法对血球蛋白肽液进行干燥,进口温度控制在180~210℃,出口温度控制在80~100℃,由于干燥温度和干燥时间会对产品的颜色产生影响,喷雾干燥时,加热时间越长,越容易引起蛋白变性,产品颜色发深,同时蛋白肽中的功能活性成分也极易在高温下受到损伤,通过控制喷雾干燥进出口温度,调整引风机风速,控制干燥时间,可以加工出粒度均匀、色泽微白具有淡淡肉香的高品质蛋白粉。

2食品级血浆蛋白粉特性及其应用

2•1食品级血球蛋白肽的特点

食品级血球蛋白肽是一种高品质蛋白源,具有如下特性:(1)蛋白含量高(≥84%);(2)富含极易被人体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)富含多种风味肽与氨基酸,具有极佳的适口性,利用酶技术剥离血红素,消除了血腥异味;(4)血球蛋白经生物酶解、纳滤和喷雾干燥三道可以消除微生物的工艺,制备成的蛋白肽病源生物得到彻底去除,生物安全性有保障;(5)产品具有极佳的持水性和水溶性,方便应用于多种食品中。

2•2食品级血球蛋白肽的应用前景

血球蛋白肽来源于动物血液,丰富的蛋白质及合理全面的氨基酸,是一种与全肉粉等价的优质蛋白原料,作为食品添加剂可广泛用于食品工业,加入香肠、布丁、糕点、面包、挂面中,可以增加蛋白质含量,改善产品内在质量和口感。它还具有保水性、保油性、凝胶性等特殊功能,在火腿、低温肉制品、烤肉制品、蛋糕、冰淇淋、奶粉等中的应用十分广泛。随着动物血液源性蛋白产品国产化、成熟化和规模化,血球蛋白肽在食品中的使用量将呈大幅度上升趋势。