CN102363715B - 一种制备明胶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用过氧化氢降解胶原纤维得到明胶的制备方法，该方法首先将动物皮组织或骨经浸灰处理得到粗胶原纤维或骨素，然后将粗胶原纤维或骨素在料液比为1∶3～1∶12，每克粗胶原纤维或骨素物料加入0.02～1mmol的过氧化氢，50～80℃下整体一次熬制3～12小时得到明胶溶液；再将明胶溶液浓缩、干燥，粉碎得到高产率高质量的明胶固体产物。此明胶制备方法简单易行，能在较低的温度、较短时间内将胶原组织降解为明胶；与传统明胶生产方法相比，本发明方法生产周期短，耗能少，产率高。
Description
技术领域
本发明主要涉及一种明胶的制备方法，特别涉及到用动物制胶原料制备明胶的一种方法。
背景技术
明胶是胶原蛋白的降解产物，是一种水溶性的高分子亲水胶体，其水溶液具有粘性和热可逆胶凝性等特点，可作为胶凝剂、稳定剂、乳化剂、增稠剂、粘合剂、澄清剂等，广泛应用于食品、医药、造纸、纺织等许多领域。
明胶的物理化学性质不仅与不同动物来源的胶原组织密切相关，也受明胶的生产工艺的影响。按制备方法不同，可将明胶分为酸法明胶、碱法明胶和酶法明胶。酸法工艺是在较低pH下熬煮胶原组织而得，具有生产周期短、设备简单、物料消耗率低、产品透明度高的优点，但如果控制不当，粘度就会过低；酸法工艺适合于交联少的胶原组织幼龄动物皮组织。酶法明胶是在蛋白酶的作用下水解胶原组织而得，具有生产周期较短、污染小的特点；但由于酶易受pH影响、酶解程度不易控制，该方法只适合于生产降解程度较高的小分子胶原肽等产品。碱法明胶通常是将物料经浸灰处理后热水多道熬煮胶原组织而得到明胶溶液，再将该明胶溶液经浓缩、干燥、粉碎得到明胶成品；该方法具有明胶质量高的特点，但存在浸灰周期长(往往长达3～4个月)，熬胶时间长、能耗高等缺陷。目前，世界上明胶工业化生产基本采用碱法生产工艺。
在明胶工业中，过氧化氢常被利用做漂白剂及抑菌剂在明胶生产的浓缩工序后期使用。本申请的第一发明人在进行研究时发现过氧化氢不仅可以起漂白的作用，同时还具有氧化降解的作用，如果在熬胶物料中加入过氧化氢，具有意想不到的提胶效果。在中国期刊《食品与发酵工业》2005年第31卷第4期(总第208期)的《H2O2在鸡骨明胶提取中的应用》中，首次报道了本申请的第一发明人的采用过氧化氢提取明胶的方法；该方法是将物料浸灰后经过水洗及中和工序进行熬胶，采取的是在pH 5下提胶，提胶经过过氧化氢浸泡24小时。本申请的第一发明人2006年在江南大学攻读博士学位时发表的博士学位论文《鸡骨明胶的制备、结构及功能性质研究》中介绍的采用过氧化氢提取明胶的方法，采用的是分道提胶工艺。整体而言，以上两种明胶制备方法仍存在以下不足：提取明胶温度偏高，且工艺时间偏长，优质明胶产率偏低。
发明内容
经过不断地研究，本发明人掌握了胶原在过氧化氢作用下的降解机理和控制手段，在此基础上，完善了明胶的过氧化氢法降解工艺，使该技术具有更广泛的适用性。针对不同的原料，找到生产优质明胶的过氧化氢法生产工艺方法。本发明的目的，即在于提供一种新的制取明胶的方法，该方法获取的明胶粘度好、冻力高、色泽浅，且制取工艺简单、流程短、生产周期短、出胶率高。
以下，是本发明制备明胶方法的技术方案：
本发明制备明胶的方法，是将动物制胶原料经包括浸灰、熬胶、浓缩、干燥、粉碎在内的步骤而制得明胶成品，其特别之处在于：所述熬胶是将浸灰得到的粗胶原纤维或骨素在料液比为1∶3～1∶12，每克粗胶原纤维或骨素物料加入0.02～1mmol的过氧化氢，50～80℃下整体一次熬制3～12小时，制得明胶溶液。所述动物制胶原料，包括动物生皮、骨、角或鳞等。
优选地，所述浸灰后得到的粗胶原纤维或骨素物料无需经过中和，即可用于熬胶。
优选地，所述浸灰包括将原料在饱和石灰水中浸泡6～15天，每日更换新鲜饱和石灰水。
上述方案中，还可以设有对浸灰后得到的粗胶原纤维或骨素物料进行水洗的工序。
作为对上述方案的进一步改进，所述熬胶是将浸灰得到的粗胶原纤维或骨素物料在料液比为1∶4～1∶8，每克粗胶原纤维或骨素物料加入0.08～0.8mmol的过氧化氢，在52～65℃下整体一次熬制4～7小时，制得明胶溶液。
具体地，对应不同的制胶原料时，制备明胶中的熬胶工艺优选包括采用不同的如下工艺参数：
所用原料为鳄鱼皮时，其熬胶工序包括采用如下工艺参数：每克粗胶原纤维物料加入0.05～0.8mmol的过氧化氢，在55～75℃下整体一次熬制5～11小时；
所用原料为田鸡皮时，其熬胶工序包括采用如下工艺参数：每克粗胶原纤维物料加入0.05～0.5mmol的过氧化氢，在50～60℃下整体一次熬制4～6小时；
所用原料为鱼皮时，其熬胶工序包括采用如下工艺参数：每克粗胶原纤维物料加入0.02～0.10mmol的过氧化氢，在50～55℃下整体一次熬制3～6小时；并可进一步优选采用：每克粗胶原纤维物料加入0.05～0.08mmol的过氧化氢，在52～54℃下整体一次熬制4～5小时；
所用原料为鸡骨时，其熬胶工序包括采用如下工艺参数：每克骨素物料加入0.05～0.1mmol的过氧化氢，在72-80℃下整体一次熬制4～6小时；
所用原料为猪皮时，其熬胶工序包括采用如下工艺参数：每克粗胶原纤维物料加入0.2～1.0mmol的过氧化氢，在65～80℃下整体一次熬制4～10小时。
本发明的明胶制备方法具有如下特点及优点：
1、本发明明胶制备方法中的熬胶工序，采用的是熬胶温度为50～80℃，耗时3～12小时的整体一次熬制工艺，与工业上明胶传统的提取一般采用逐级升温直至100℃、分道熬胶工艺需进行5～8道提胶、耗时40小时左右相比，工艺大为简化，耗时大幅减少，耗能也显著降低。
2、在熬胶过程中添加过氧化氢，过氧化氢使胶原共价键断裂，迅速促进胶原降解生成明胶。同时，随着反应进行，过氧化氢逐渐分解，溶液中的过氧化氢残留可降低。在采用相同制胶原料的情形下，本发明明胶制备方法与现有提取明胶方法相比，具有反应条件温和，降解速率快，成本低，产率高，质量好，后处理方便等优点。
3、浸灰后无需中和。颠覆传统上浸灰后中和原料的做法。实验表明：未经中和的原料熬胶产率比经中和原料的熬胶产率更高。
实验还表明，与传统明胶生产方法相比，本发明方法生产明胶周期短，耗能少，产率高。与传统碱法明胶的生产周期长达3～4个月相比，本发明方法生产明胶的周期可缩短到几天之内完成，同时大大降低了能耗，而产率在适当条件下能够提高1～3倍。
具体实施方式
以下实施例对本发明用过氧化氢法降解胶原纤维制备明胶的方法作进一步地说明。
本发明所提及的利用过氧化氢降解胶原纤维制备明胶的方法，可例如包含采用下列步骤：
步骤1、浸灰：将动物生皮(或骨)的生原料用流动清水洗净去除杂质后，浸泡于饱和石灰水或氢氧化钙溶液中，每天更换新鲜的饱和石灰水；浸灰6～15天后的原料经水洗后(或不经水洗)得到粗胶原纤维(或骨素)。
步骤2、熬胶：步骤1所得粗胶原纤维(或骨素)物料无需经过中和，进行机械破碎；每克粗胶原纤维或骨素物料加入0.02～1mmol的过氧化氢，加水使料液比为1∶3～1∶12，在50～80℃下整体一次熬制3～12小时得到明胶溶液；
步骤3、将步骤2得到的明胶溶液经过滤(视具体原料不同，本过滤工序或可省略)、浓缩、干燥、粉碎，即得到明胶产品。
下表1为在熬胶过程中添加和未添加过氧化氢制备明胶的实验对比数据(未添加过氧化氢的为对照组，添加过氧化氢的为实验组)。该实验中，除熬胶工艺参数外，采用的其它工序相同，其它工序采用的工艺参数也相同。
表1
其中，各种原料制备明胶的熬胶工艺参数如下表2：
表2
从以上数据可以看到：与对照组相比，实验组的提取率明显提高，二者粘度差异较小。以上反应条件的料液比为1∶6。不过，系列的其它实验表明：料液比采用在1∶3到1∶12的范围内时，对提取明胶的质量影响不大。因此，在以下实施例中，未再对该参数作具体说明。
实施例1
1、将罗非鱼皮原料用清水洗净去除杂质后，浸泡于饱和石灰水中，每24小时更换新鲜的饱和石灰水，浸灰6天后的皮原料水洗后得到粗胶原纤维；
2、将步骤1所得粗胶原纤维机械破碎，每克粗胶原纤维物料加入0.10mmol过氧化氢，加水，50℃下熬制4小时得到明胶溶液；
3、将步骤2得到的明胶溶液经滤布过滤、真空浓缩、分段干燥、粉碎后得到明胶产品。
制得明胶产率为70％，粘度为5.11mpa.s。
实施例2
1、将鸡的骨料用清水洗净脱矿去除杂质后，浸泡于饱和石灰水中，每24小时更换新鲜的饱和石灰水，浸灰12天后的物料水洗后得到骨素。
2、将步骤1所得骨素物料机械破碎，每克骨素物料加入0.07mmol过氧化氢，加水，72℃下熬制6小时得到明胶溶液。
3、(与实施例1的步骤3相同。)
制得明胶产率为66％，粘度为5.34mpa.s。
实施例3～14
实施例3～14分别是采用不同的制胶原料提取明胶的多个实施例，其制胶方法与实施例1基本相同，具体工艺参数及实验结果见表3。
表3
尽管上述实施例中只提及采用动物生皮或骨为制胶原料，但根据本领域技术人员的常识，本发明制备明胶的方法也可以采用动物角或鳞等其他动物制胶原料。
以上是本发明详细描述的特殊具体实施例。这些具体实施例是为解释发明提供，并非意欲用以限制本发明。在发明的范围及精神内，本发明存在倾向于包括这些及其他变更及变动。
Claims (10)
1.一种制备明胶的方法，是将动物制胶原料经包括浸灰、熬胶、浓缩、干燥、粉碎在内的步骤而制得明胶成品，其特征在于：所述熬胶是将浸灰得到的粗胶原纤维或骨素在料液比为1∶3～1∶12，每克粗胶原纤维或骨素物料加入0.02～1mmol的过氧化氢，50～80℃下整体一次熬制3～12小时，制得明胶溶液。
2.如权利要求1所述的制备明胶的方法，其特征在于：所述浸灰后得到的粗胶原纤维或骨素物料无需经过中和，即可用于熬胶。
3.如权利要求1所述的制备明胶的方法，其特征在于：在所述浸灰后，还设有对浸灰后得到的粗胶原纤维或骨素物料进行水洗的工序。
4.如权利要求1至3之一所述的制备明胶的方法，其特征在于：所述熬胶是将浸灰得到的粗胶原纤维或骨素物料在料液比为1∶4～1∶8，每克粗胶原纤维或骨素物料加入0.08～0.8mmol的过氧化氢，在52～65℃下整体一次熬制4～7小时，制得明胶溶液。
5.如权利要求1至3之一所述的制备明胶的方法，其特征在于：
所用原料为鳄鱼皮时，其熬胶工序包括采用如下工艺参数：每克粗胶原纤维物料加入0.05～0.8mmol的过氧化氢，在55～75℃下整体一次熬制5～11小时；
所用原料为田鸡皮时，其熬胶工序包括采用如下工艺参数：每克粗胶原纤维物料加入0.05～0.5mmol的过氧化氢，在50～60℃下整体一次熬制4～6小时；
所用原料为鱼皮时，其熬胶工序包括采用如下工艺参数：每克粗胶原纤维物料加入0.02～0.10mmol的过氧化氢，在50～55℃下整体一次熬制3～6小时；
所用原料为鸡骨时，其熬胶工序包括采用如下工艺参数：每克骨素物料加入0.05～0.1mmol的过氧化氢，在72-80℃下整体一次熬制4～6小时；
所用原料为猪皮时，其熬胶工序包括采用如下工艺参数：每克粗胶原纤维物料加入0.2～1.0mmol的过氧化氢，在65～80℃下整体一次熬制4～10小时。
6.如权利要求5所述的制备明胶的方法，其特征在于，所用原料为鱼皮时，其熬胶工序包括采用如下工艺参数：每克粗胶原纤维物料加入0.05～0.08mmol的过氧化氢，在52～54℃下整体一次熬制4～5小时。
7.如权利要求1至3之一所述的制备明胶的方法，其特征在于：所述浸灰包括将原料在饱和石灰水中浸泡6～15天，每日更换新鲜饱和石灰水。
8.如权利要求4所述的制备明胶的方法，其特征在于：所述浸灰包括将原料在饱和石灰水中浸泡6～15天，每日更换新鲜饱和石灰水。
9.如权利要求5所述的制备明胶的方法，其特征在于：所述浸灰包括将原料在饱和石灰水中浸泡6～15天，每日更换新鲜饱和石灰水。
10.如权利要求6所述的制备明胶的方法，其特征在于：所述浸灰包括将原料在饱和石灰水中浸泡6～15天，每日更换新鲜饱和石灰水。
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