專利名稱：天然全蛋白添加劑及其制造方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蛋白質(zhì)添加劑，該種添加劑的制造方法和用途，特別涉及一種天然全蛋白添加劑及其制造方法和用途。
隨著世界人口的增長(zhǎng)，食用蛋白質(zhì)的需求日益增大，蛋白質(zhì)是參與動(dòng)物生命活動(dòng)的主要成分，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)缺乏時(shí)，人就會(huì)營(yíng)養(yǎng)不足，代謝功能紊亂，抵抗能力下降，易得各種疾病。目前，在不發(fā)達(dá)國(guó)家蛋白質(zhì)供應(yīng)量嚴(yán)重缺乏，全世界因蛋白質(zhì)缺乏而患營(yíng)養(yǎng)不良癥的人口高達(dá)8-9億人，“FAO”組織曾估計(jì)世界上約有20億人蛋白質(zhì)供應(yīng)不足，其中以發(fā)展中國(guó)家尤為嚴(yán)重，據(jù)醫(yī)學(xué)專家忠告食管癌、胃癌、部分肝癌與蛋白質(zhì)的攝取量不足有關(guān)，而且一般植物蛋白質(zhì)食用后利用率只有動(dòng)物蛋白質(zhì)的50％-70％，因此動(dòng)物全蛋白質(zhì)添加劑對(duì)提高身體素質(zhì)健康有重大的作用和意義。在家禽加工工業(yè)上，附帶有大量的副產(chǎn)品再生資源一角原原料，主要來(lái)源于羽毛，過(guò)去的羽毛利用技術(shù)，通常是將羽毛烘干后粉碎成羽毛粉，或用高溫高壓水煮法，或用膨化處理法加工成羽毛粉，主要添加在動(dòng)物飼料中。也可以把羽毛加工成羽毛撣子、羽毛球、羽毛工藝品。羽毛的另一個(gè)主要用途是通過(guò)鹽酸水解法、堿水解法、微生物發(fā)酵法、酶水解法把羽毛水解成氨基酸調(diào)味液應(yīng)用在醬油中起調(diào)味作用。還有將羽毛水解成單一的氨基酸品種。以上背景技術(shù)存在的缺陷和不足主要表現(xiàn)在1)采用鹽酸(堿)水解法水解羽毛時(shí)，酸污染嚴(yán)重，存在污染環(huán)境的環(huán)保問(wèn)題，并且除酸過(guò)程費(fèi)時(shí)，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，水解過(guò)程容易造成蛋白質(zhì)氨基酸多肽分子的破壞和損失；采用高溫高壓水煮法和膨化法處理羽毛時(shí)，存在耗能大、膨化法處理設(shè)備尚未有好的工藝定型、投資大的缺點(diǎn)，尤其是兩種方法均未能使禽類羽毛表面細(xì)胞中高分子量的角質(zhì)蛋白完全加工轉(zhuǎn)化成能被動(dòng)物體中的消化酶降解成分子量很小的細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)物體完全吸收、消化的作用。2)采用微生物發(fā)酵法處理羽毛，需要使用復(fù)雜的培養(yǎng)基，有的是極昂貴的培養(yǎng)基，轉(zhuǎn)化率低，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，工業(yè)上連續(xù)發(fā)酵比較困難，設(shè)備投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高，產(chǎn)品分離純化比較困難，后處理成本高，也易污染環(huán)境。3)采用酶水解法，生產(chǎn)條件要求高，而且蛋白質(zhì)往往不能被徹底水解，使得產(chǎn)品中存在水解不完全的多肽，影響產(chǎn)品質(zhì)量。4)中國(guó)專利CN92102643“動(dòng)物蛋白粉生產(chǎn)工藝”介紹了一種利用動(dòng)物羽毛采用水解法生產(chǎn)蛋白飼料的方法，但該方法同樣存在羽毛中角質(zhì)蛋白不能完全加工轉(zhuǎn)化成能被動(dòng)物體完全吸收、消化的小分子蛋白質(zhì)的缺點(diǎn)。歸納以上背景技術(shù)，不是易造成環(huán)境的污染、能耗高，就是造成蛋白質(zhì)氨基酸多肽分子的破壞和損失，而且產(chǎn)品的得率低，尤其是產(chǎn)品不易被動(dòng)物體完全吸收，造成資源的浪費(fèi)、成本的增加等缺陷和不足。
本發(fā)明的目的在于提供一種天然全蛋白添加劑及其制造方法和用途，該添加劑極易被人體消化吸收，該制造方法能耗低、綜合成本低廉，避免對(duì)設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕和對(duì)環(huán)境的污染?？捎行岣呤称窢I(yíng)養(yǎng)的結(jié)構(gòu)組分和口感風(fēng)味，用作食品、配料、輔料、添加劑或添加基料。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的采用一種含有角質(zhì)角原的物質(zhì)特別是禽類鳥(niǎo)綱羽毛作為制造角原蛋白質(zhì)的原料，并將羽毛粉碎，用烷基醇胺類溶劑例如三乙醇胺、乙醇胺溶解萃取獲得其中的全蛋白組分，然后將蛋白質(zhì)萃取物從不溶性的殘?jiān)蟹蛛x出來(lái)。三乙醇胺(TAA)是一種液體，沸點(diǎn)為360℃，比重為1.126，它能與水混溶，三乙醇胺可采用100％原液或水溶液，乙醇胺最好采用原液，溶劑對(duì)羽毛的比例為100份體積的溶劑采用10-50份重量的羽毛，溶解萃取在一個(gè)裝有回流冷凝器的蒸餾反應(yīng)釜中進(jìn)行，溶解萃取的溫度為130-180℃，壓力為大氣壓或超壓，處理時(shí)間為4-15小時(shí)，溶解處理后將熱的溶液與不溶性羽毛物質(zhì)用過(guò)濾法或離心分離法分離，然后將澄清的溶液冷卻至室溫并形成凝膠。不溶性的殘?jiān)捎萌軇┻M(jìn)一步萃取，提高萃取率。將得到全蛋白質(zhì)凝膠用蒸發(fā)法進(jìn)行濃縮，使溶劑中的蛋白質(zhì)的含量達(dá)到70％或70％以上，全蛋白質(zhì)物質(zhì)可進(jìn)行滾筒干燥或進(jìn)行烘箱干燥，然后加工成粉狀。全蛋白質(zhì)物質(zhì)也可以采取噴霧干燥法工藝進(jìn)行干燥，將全蛋白質(zhì)物料在壓力下通過(guò)一只不銹鋼噴嘴進(jìn)入到一只不銹鋼室中，室中保持大氣壓并通入干燥的空氣，溫度為200-220℃，從室中抽出空氣，溫度為100-130℃，通過(guò)干燥使溶劑蒸發(fā)，并對(duì)其進(jìn)行冷卻回收再循環(huán)利用，根據(jù)本發(fā)明方法制得的天然全蛋白添加劑，是一種可供人類食用的全蛋白質(zhì)。是一種干燥粉末，色澤淺淡，外觀結(jié)晶狀，PH值約7.2，沒(méi)有毒性。所得全蛋白質(zhì)的氨基酸組成如下氨基酸每毫克蛋白質(zhì)所含氨基酸的蛋白質(zhì)中氨基酸％微克分子數(shù)天氡氨酸 0.358 4.76蘇氨酸0.345 4.11絲氨酸0.29513.57脯氨酸0.875 1.01谷氨酸0.624 9.18甘氨酸1.008 7.57α-氨基丙酸 0.411 3.66α-氨基異戊酸 0.618 7.24胱氨酸0.088 2.11蛋氨酸0.0170.025異白氨酸 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賴氨酸0.039 0.57組氨酸0.0010.016精氨酸0.377 6.57色氨酸0.038 0.58其中蛋白質(zhì)以100％計(jì)。
獲得的全蛋白添加劑可以與任何食品、糖果、飲料相匹配、相混合，用作食品、糖果、飲料的配料、輔料、添加劑或添加基料，還可以用作化妝品、皮革處理、泡沫滅火添加劑，除草劑，石油回收、農(nóng)藥乳化劑，植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑，低刺激性肥皂、護(hù)膚、洗手液的制作，注射用營(yíng)養(yǎng)劑。
本發(fā)明的有益效果是1)按照本發(fā)明的方法，禽類鳥(niǎo)綱羽毛經(jīng)過(guò)三乙醇胺處理后，羽毛中具有季結(jié)構(gòu)的角原組分長(zhǎng)鏈分子斷裂而釋放了長(zhǎng)鏈分子的張力，在溶解萃取過(guò)程中，這種價(jià)鍵的斷裂導(dǎo)致季結(jié)構(gòu)的喪失，得到的是全蛋白質(zhì)產(chǎn)品，本發(fā)明的可溶性的溶解蛋白質(zhì)不是一種水解產(chǎn)物，提取的食用角原蛋白質(zhì)處于不被降解不被變質(zhì)的狀態(tài)。2)本發(fā)明技術(shù)由于采用溶劑萃取，并對(duì)溶劑循環(huán)利用，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染，避免了鹽酸(堿)法造成的后處理困難、環(huán)境污染和影響操作人員健康的缺點(diǎn)。3)本發(fā)明技術(shù)減少了對(duì)設(shè)備的維修費(fèi)用，降低了設(shè)備的成本，提高了設(shè)備的利用率，避免了傳統(tǒng)技術(shù)中的設(shè)備腐蝕、設(shè)備投資大、不能連續(xù)生產(chǎn)等問(wèn)題。4)本發(fā)明技術(shù)，在溶解萃取過(guò)程中，它與水解法不同，可以減少氨基酸的直接生成和氨基酸的破壞，而傳統(tǒng)技術(shù)會(huì)造成氨基酸的大量損失和破壞，并且得率相對(duì)較低。本發(fā)明技術(shù)解決了鹽酸(堿)水解法、高溫高壓水煮法、膨化法、酶水解法均很難將由各種氨基酸相互聯(lián)接而構(gòu)成的具有空間結(jié)構(gòu)的角原蛋白質(zhì)生物大分子轉(zhuǎn)化成極其微小的細(xì)胞級(jí)的易被動(dòng)物體消化吸收的小分子，或者說(shuō)轉(zhuǎn)化率很低，以及氨基酸產(chǎn)品的純度低和蛋白質(zhì)得率低等問(wèn)題。5)本發(fā)明技術(shù)提供了可供人類食用的純凈全蛋白質(zhì)，并且該產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率高并易為人體消化吸收，為人類更好地食用天然優(yōu)良全蛋白質(zhì)提供了新的資源，為食品產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)發(fā)展提供了新的方法和開(kāi)發(fā)渠道。
實(shí)施例1天然全蛋白添加劑制造方法如下在一個(gè)裝有回流冷凝器、氣體進(jìn)入管、氣體捕集器和攪拌器的三頸燒瓶中加入2000克的三乙醇胺(TAA)，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將三乙醇胺加熱到175℃，在一小時(shí)內(nèi)將450克已粉碎的雞羽毛分成50克一份加完，在大氣壓下，將此溶液和羽毛于155℃加熱回流6小時(shí)，將其中不溶解的羽毛物質(zhì)和熱反應(yīng)物用過(guò)濾法分離，然后將澄清的溶液冷卻至室溫并形成凝膠。然后加水進(jìn)行稀釋，一份體積的凝膠用30份水，沉淀出蛋白質(zhì)混合物，并用過(guò)濾法分離。濾液經(jīng)過(guò)蒸餾設(shè)備蒸餾除去水分，回收三乙醇胺。將蛋白質(zhì)混合物回流4小時(shí)得到430克全蛋白質(zhì)凝膠，全蛋白質(zhì)物質(zhì)可以采取噴霧干燥法工藝進(jìn)行干燥，將全蛋白質(zhì)物料在壓力下通過(guò)一只不銹鋼噴嘴進(jìn)入到一只不銹鋼室中，室中保持大氣壓并通入干燥的空氣，溫度為200-220℃，從室中抽出空氣，溫度為100-130℃，可以生成一種粉末狀或薄片狀的全蛋白質(zhì)。可用作全蛋白質(zhì)添加劑或營(yíng)養(yǎng)蛋白質(zhì)。
實(shí)施例2禽類羽毛如實(shí)施例1進(jìn)行溶解萃取，在溶解萃取這個(gè)步驟全部結(jié)束后，為了回收得到三乙醇胺，并從混合物中除去三乙醇胺殘留物，把熱溶液放到一只透析器(滲析器)中，使用透析法(滲析法)處理，透析器裝有尼龍制成的滲透膜，其孔隙大小為60A，為半透膜。可使分子量60及其60以下的三乙醇胺水溶液全部通過(guò)，回收三乙醇胺。將通過(guò)透析法過(guò)濾處理后得到的蛋白質(zhì)用水洗滌，可得到純化全蛋白質(zhì)產(chǎn)品。因?yàn)槭峭耆峒兊?，無(wú)異味，可以與任何食品、糖果、飲料相匹配、相混合，用作食品、配料、輔料、添加劑或添加基料。
實(shí)施例3在一個(gè)裝有回流冷凝器、溫度計(jì)、攪拌器的三頸燒瓶中加入1500克的三乙醇胺(TAA)，加熱到140℃，將700克已粉碎的羽毛，以25克為一批，在2小時(shí)加完，然后將混合物的溫度保持90-102℃8小時(shí)。用這種溶解萃取的方式得到一種熱的棕褐色的粘性液體，用棉絮層墊進(jìn)行過(guò)濾，最后得到溶液25℃折射指數(shù)(折光率)為1.495，按羽毛全部溶解計(jì)，溶液濃度為27.3％(每100份體積單位中27.3的重量單位)，濾液的后處理步驟及全蛋白質(zhì)的產(chǎn)品獲得如實(shí)施例1。
實(shí)施例4將禽類羽毛如實(shí)施例1那樣進(jìn)行溶解、萃取、分類，然后將澄清液在室溫加入純水，比例是1份三乙醇胺加水4.5份，利用離心分離法，將含有沉淀物的混合物離心分離，分離出澄清的三乙醇胺溶劑，將絮凝狀的蛋白質(zhì)沉淀物重新放入純水中重復(fù)離心分離，分離出殘留的三乙醇胺以及其他不溶性的鹽類(比例是1份沉淀物用40-60份清水)，為回收利用三乙醇胺，將第一次分離得到的離心物，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器除去額外的水分。三乙醇胺中可能含有極少量的未曾除盡的蛋白質(zhì)(約為0.9以下)，是適宜用作再循環(huán)的反應(yīng)試劑。在這個(gè)階段的蛋白質(zhì)組成物是一種潮濕的漿糊狀物質(zhì)，蛋白質(zhì)也可以以這種形式應(yīng)用，如果需要，可將漿糊狀物質(zhì)進(jìn)行滾筒干燥或進(jìn)行烘箱干燥，然后加工成粉狀。
權(quán)利要求
1.一種天然全蛋白添加劑，其特征在于粉狀、顆粒狀、粘糊狀、凝膠狀和液態(tài)的全蛋白質(zhì)是由禽類鳥(niǎo)綱羽毛用烷基醇胺類溶劑溶解斷鏈分子萃取后的組分組成，該全蛋白質(zhì)的氨基酸組成如下氨基酸每毫克蛋白質(zhì)所含氨基酸的蛋白質(zhì)中氨基酸％微克分子數(shù)天氡氨酸 0.358 4.76蘇氨酸0.345 4.11絲氨酸0.295 13.57脯氨酸0.875 1.01谷氨酸0.624 9.18甘氨酸1.008 7.57α-氨基丙酸 0.411 3.66α-氨基異戊酸 0.618 7.24胱氨酸0.088 2.11蛋氨酸0.017 0.025異白氨酸 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賴氨酸0.039 0.57組氨酸0.001 0.016精氨酸0.377 6.57色氨酸0.038 0.58其中蛋白質(zhì)以100％計(jì)。
2.一種制造天然全蛋白添加劑的方法，其特征在于采用一種含有角質(zhì)角原的物質(zhì)特別是禽類鳥(niǎo)綱羽毛作為制造角原蛋白質(zhì)的原料，并將羽毛粉碎，用烷基醇胺類溶劑溶解萃取獲得其中的全蛋白組分，然后將蛋白質(zhì)萃取物從不溶性的殘?jiān)蟹蛛x出來(lái)，并將此溶液進(jìn)行稀釋、過(guò)濾、蒸餾純化后進(jìn)行噴霧干燥，或用滾筒、烘箱進(jìn)行干燥后粉碎成粉狀、顆粒狀、塊狀產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造天然全蛋白添加劑的方法，其特征在于所述的烷基醇胺類溶劑為三乙醇胺或乙醇胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造天然全蛋白添加劑的方法，其特征在于溶劑為三乙醇胺，三乙醇胺采用100％的原液或水溶液，溶劑對(duì)羽毛的比例為100份體積的溶劑采用10-50份重量的羽毛，溶解萃取在一個(gè)裝有回流冷凝器的蒸餾反應(yīng)釜中進(jìn)行，溶解萃取的溫度為130-180℃，壓力為大氣壓或超壓，處理時(shí)間為4-15小時(shí)，溶解處理后將熱的溶液與不溶性羽毛物質(zhì)用過(guò)濾法或離心分離法分離，然后將澄清的溶液冷卻至室溫并形成凝膠，不溶性的殘?jiān)捎萌軇┻M(jìn)一步萃取，提高萃取率，將得到全蛋白質(zhì)凝膠用蒸發(fā)法進(jìn)行濃縮，使溶劑中的蛋白質(zhì)的含量達(dá)到70％或70％以上，全蛋白質(zhì)物質(zhì)可進(jìn)行滾筒干燥或進(jìn)行烘箱干燥，然后加工成粉狀，全蛋白質(zhì)物質(zhì)也可以采取噴霧干燥法工藝進(jìn)行干燥，將全蛋白質(zhì)物料在壓力下通過(guò)一只不銹鋼噴嘴進(jìn)入到一只不銹鋼室中，室中保持大氣壓并通入干燥的空氣，溫度為200-220℃，從室中抽出空氣，溫度為100-130℃，通過(guò)干燥使溶劑蒸發(fā)，并對(duì)其進(jìn)行冷卻回收再循環(huán)利用，可得到粉狀的全蛋白質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種制造天然全蛋白添加劑的方法，其特征在于為了回收得到三乙醇胺，并從混合物中除去三乙醇胺殘留物，把熱溶液放到一只透析器(滲析器)中，使用透析法(滲析法)處理，透析器裝有尼龍制成的滲透膜，其孔隙大小為60A，為半透膜，可使分子量60及其60以下的三乙醇胺水溶液全部通過(guò)，回收三乙醇胺，將通過(guò)透析法過(guò)濾處理后得到的蛋白質(zhì)用水洗滌，可得到純化全蛋白質(zhì)產(chǎn)品。
6.一種制造天然全蛋白添加劑的用途，其特征在于全蛋白質(zhì)是由禽類鳥(niǎo)綱羽毛用烷基醇胺類溶劑溶解斷鏈分子萃取后的組分組成，可以與任何食品、糖果、飲料相匹配、相混合，用作食品、糖果、飲料的配料、輔料、添加劑或添加基料，還可以用作化妝品、皮革處理、泡沫滅火添加劑，除草劑，石油回收、農(nóng)藥乳化劑，植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑，低刺激性肥皂、護(hù)膚、洗手液的制作，注射用營(yíng)養(yǎng)劑。
全文摘要
天然全蛋白添加劑及其制造方法和用途,采用禽類鳥(niǎo)綱羽毛作為原料,用烷基醇胺類溶劑溶解萃取獲得其中的全蛋白組分,然后將蛋白質(zhì)萃取物從不溶性的殘?jiān)蟹蛛x出來(lái),并將此溶液進(jìn)行稀釋、過(guò)濾、蒸餾純化后進(jìn)行噴霧干燥,或用滾筒、烘箱進(jìn)行干燥后粉碎成粉狀、顆粒狀、塊狀產(chǎn)品。本發(fā)明技術(shù)提供了可供人類食用的純凈全蛋白質(zhì),并且該產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率高,并易為人體消化吸收,對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染,避免了傳統(tǒng)技術(shù)中的設(shè)備嚴(yán)重腐蝕、設(shè)備投資大、不能連續(xù)生產(chǎn)等問(wèn)題。用作食品、糖果、飲料、化妝品、皮革處理、泡沫滅火的添加劑。
文檔編號(hào)A23J1/00GK1314089SQ0110536
公開(kāi)日2001年9月26日 申請(qǐng)日期2001年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月20日
發(fā)明者陳勤達(dá) 申請(qǐng)人:上海通誠(chéng)生化科技開(kāi)發(fā)研究所