肽和蛋白质一样,均是由氨基酸通过肽键连接起来的,只是聚合度大小有差异而已,它们均是机体组织细 的基本组成成分,对机体生命活动有重要的作用。MATTEWS研究结果表明,肽类和氨基酸以不同的途径被机体吸收,多肽可由肠道直接吸收,而且肽吸收途径比氨基酸吸收途径具有更大的输送量,能比氨基酸更易、更快地被机体吸收利用。从而改变了人们历来认为,摄入的蛋白质是在胃和小肠内由多种蛋白酶作用完全分解,然后以氨基酸小分子形式被吸收。这类易消化吸收短肽作为功能性营养剂,能迅速为机体吸收,使体内所缺乏的活性物质和营养得到补充;从而改善细胞代谢,恢复失调的内环境使身体各系统之间健康、协调的工作,达到消除疲劳的目的。目前,已被广泛用作治疗因过度疲劳、腰肌劳损、消化功能衰退或不健全等疾病,为人们所关注。
一、产工艺流程
杂鱼→预处理→热处理→加酶水解→灭酶→脱色→离子交换脱盐→一次浓缩→脱脂→二次脱色→超滤→真空浓缩→喷雾干燥→产品检验。
二、主要工艺过程及参数
(一)原料预处理
新鲜小杂鱼,去鳃、去内脏清洗干净,加3倍鱼重的水经绞肉机绞碎。
(二)热处理
动物蛋白具有复杂的立体结构,不利于酶解。蛋白质在加酶水解之前必须经过一定的热处理,以破坏其完事的空间结构,使其变性,部分弱键断裂,内部非极性基团暴露到分子表面,增大了酶接触位点,使水解速度加快,利于酶解,因此在酶解前进行热处理。蛋白质热变性程度与温度及水解时间密切相关,热处理必须适度,温度低,钝化了鱼肉体内的蛋白质水解酶,水解度降低;温度过高,蛋白质变性过度亦不利于水解。为防止温度过度或时间过长引起蛋白质的过度变性,造成蛋白质分子过度聚合,降低水解度,工艺采用90℃加热20分钟,对小杂鱼进行热处理,使鱼肉适度变性。
(三)水解
传统生产动物水解蛋白或活性短肽,多数采用酸法水解,酸法水解多在高温高压强酸等环境条件下进行,由于反应剧烈,副反应大,水解程度难以控制,且反应过程中伴随致癌物氯丙醇的生成。本工艺采用酶法水解,它具有反应条件温和,工艺简单,副反应少等特点。
1.水解主要工艺参数
将热处理的小杂鱼,冷却至50℃,用1%NAOH调节PH至10.5-11.5,按2000u/g物料添加2709碱性蛋白酶,保温水解2h后;再用1%HCl调整ph至7.0,按1000u/g物料添加AS。1398中性蛋白酶保温水解2h后,检查水解状况,确定水解终点。
2.终点确定
(1)硫酸锌沉淀法
可取水解液少许,加入盐酸调节PH至0.5,煮沸过滤,取滤液5ml,加入饱和硫酸锌溶液20ml,如有少量絮状物沉淀,则表示水解已经完成,若有大量絮状物产生,则表示水解尚未完成,需要继续水解。
(2)磷钼酸沉淀法
利用磷钼酸可以沉淀分子量10000以上的含氮物质,取100ml试样于200ml容量瓶中,加75ml水及10ml钼酸钠溶液,摇均,置于20℃水溶中保温15分钟,加10ml相对密度为1.4的硫酸,加水至刻度,摇匀。观察絮凝状况,如有少量絮状物沉淀,则表示水解已经完成;若有大量絮状物产生,则表示水解尚未完成,需要继续水解。上述根据是硫酸和钼酸钠作用生成钼酸,然后和试样中存在的磷酸盐作用生成磷钼酸。这样生成的磷钼酸作为沉淀剂比市售的磷钼酸要好。
(四)灭酶
水解结束后,缓慢添加1%的盐酸调节水解液PH至5.0-5.5左右,并将水解液加热至80℃灭酶15min。乘热粗滤,滤液至脱色罐,滤渣作为饲料添加剂。
(五)脱色、脱苦
水解液含有各种色素,一般呈黄褐色半透明状,其色素主要来源于鱼的自身色素和热处理及水解灭菌过程的成色反应(美拉德反应)等。将中和过滤水解液用真空吸入至脱色罐中,开始搅拌,转速80rpm,于清液加入短肽量1%-1.5%活性炭,于80℃保温脱色0.5h后利用板框过滤机去活性炭,滤液送入贮槽。
(六)离交脱盐
水解液采用732阳离子交换树脂、701阴离子交换树脂进行净化处理。阳离子交换树脂可处理30%水解液约50倍,阴离子交换树脂可处理30%水解液约25倍。交换流速阳柱3-5(水解液体积/小时)。新732阳离子交换树脂使用前分别用1N NaOH和1N NaOH后应用无盐水洗至中性;再通过1N HCl,加完后也应用无盐水洗至ph5左右待用。阳离子交换树脂再生用3-5倍树脂体积的1N HCl对阳离子交换树脂进行处理,流速控制0.5-1(水体积/树脂体积/小时),时间不小于1h。新701阴离子交换树脂使用前分别用1N HCl和1N NaOH10倍树脂体积浸泡并通过,在加完1N HCl后应用无盐水洗至中性;再通过1N NaOH,加完后也应用无盐水洗至ph8左右待用。阳离子交换树脂再生用3-5倍树脂体积的1N HCl对阳离子交换树脂进行处理,流速控制0.5-1(水体积/树脂体积/小时),时间不小于1.5h。注意:交换时阴离子交换树脂不宜过饱和。
(七)一次浓缩
在减压状态下,采用间接蒸汽加热方式,对水解液进行加热,使其在低温条件下沸腾,水解液中部分水分汽化并不断地排除,达到初步浓缩的目的。初步浓缩一般采用16Kpa-18Kpa,温度55℃-60℃,整个浓缩过程需40-60分钟。水解液固形物含量约10%-15%。
(八)脱脂
将一次浓缩水解液冷却至0℃,静置24小时,待脂肪析出后,除去上浮的脂肪层。
(九)二次脱色
将脱脂水解液加热至80℃,添加短肽量1%-1.5%活性炭保温脱色0.5小时,过滤。
(十)超滤
待二次脱色水解液冷却至20℃左右,利用改性聚砜膜超滤装置,对水解液进行超滤处理,超滤温度20℃左右,压力0.2Mpa-0.5Mpa,截流2000分子量,除去分子量较高的蛋白质水解物。
(十一)浓缩
浓缩过程中真空度对产品质量影响很大,若真空度太低,浓缩时的温度相应就要提高,否则一定时间后料液发黄,直接影响产品质量。为蒸发掉大量水分,提高水解液中活性肽的含量,又保持活性肽的理化性质,应严格控制浓缩的温度、真空度、时间。使用单效蒸发器时,一般保持在16Kpa-18Kpa,温度为55℃-60℃,整个浓缩过程需40-60分钟。使用带热压泵的降膜式双效蒸发器时,第一效压力保持在30Kpa-40Kpa,蒸发器温度为70℃左右。第二效压力保持15Kpa-16Kpa,蒸发器温度为45℃-50℃。由于浓缩是连续进行,受热时间短。经二次浓缩后水解液的短肽固体含量为55%左右。
(十二)喷雾干燥
将过滤的空气由鼓风机送入加热器加热到150℃以上吹进喷雾干燥室,同时将浓缩的活性短肽经高压泵送至安装在干燥室一端的雾化器喷射出雾状乳滴,与热空气接触的瞬间,乳滴水分迅速蒸发,经充分干燥的活性短肽粉沉降到干燥器底部,由自动出粉器连续卸出及时冷却,过筛。
(十三)包装
将干燥的活性短肽,装入聚乙烯薄膜袋中。
三、主要生产设备
(一)绞肉机
(二)水解锅及脱色罐
(三)板框过滤机
(四)超滤装置
(五)真空浓缩
(六)喷雾干燥器
四、产品质量指标
(一)感官指标
1.色泽:呈乳白色或淡黄色;
2.气味:具有水解蛋白应有的气味,滋味鲜美,无异味;
3.状态:疏松,无结块。
4.杂质:无肉眼可见杂质。
(二)理化指标:
1.水分≤7%;
2.含氮量≥12%;
3.α-氨基氮≤2%
4.PH:浓度为2%的试样溶液其PH值应在4.5-7;
5.溶解度:取样品10g,加蒸馏水500ml,摇匀,样品应在30min内全部溶解;
6.透明度:取2%的试液加热煮沸3min,溶液应透明,无任何杂质。
(三)微生物
1.菌落总数(cfu/g):≤20000,按GB4789.2规定方法测定;
2.大肠杆菌(MPN/100G): ≤30,按GB4789.3规定方法测定;
3.致病菌:不得检出,按GB4789.5规定的方法测定。