一种用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣及其生产方法

专利名称：一种用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种肉食品加工所用的肠衣包装材料及其生产方法，特别涉及一种易咀嚼、 有髙耐压强度和湿热拉力的良好的、肉馅粘合性的胶原蛋白肠衣及其生产方法。
背景技术：
用于食品加工的胶原蛋白肠衣的生产技术及学术论文已有许多，比如US299756; US3346: 402; US196: 233; EP0143512A1; CN9612253.0; CN95107528.4; CN97112636.4; CN9511618.4CN02816630.2等等。其中一部分技术已得到实际应用，但是在实际应用上，无 论是采用哪种方法生产出来的产品，都会存在某些质量不稳定的因素，如咀嚼性差，W压强 度低，抗湿热拉力低，过度收縮等质量问题，最关键的是很难保持产品质量的同一性。原因 在于①在这些方法中没有考虑到实际生产中的原料种类及来源。用于制作胶原蛋白肠衣的 原料较为复杂，可来源于猪、牛、羊、马等牲畜皮张或筋腱，主要以皮张的二层剖皮为主， 来源不同的牲畜皮张中胶原纤维的结构有很大的差异，主要表现在胶原纤维结构形式、胶原 纤维束的大小及紧密程度等因素的影响，使得这些技术在应用时带来了很大的困难。②同一 种类原料的质量，同样受到饲养、生态环境条件、品种及牲畜年龄的影响，举例來说进口 牛皮与国产牛皮，黄牛与水牛等等，相互之间在皮料结构上都有很明显的差异性，在用于制 作胶原蛋白肠衣原料使用时，都会造成质量的差异性。另外对于同一来源的原料，由于不冋 的供应商采用不同的工艺，也会有很大的差异。③对于胶原蛋白肠衣生产而言，原料来源中， 水牛的二层剖层皮为最多，猪皮次之，马羊皮较少，这与皮料处理成本及可供货数量有关。 猪皮可作为原料使用，但因需要较高的处理成本，以及猪皮中胶原纤维较为薄弱，一般不被 肠衣生产商所使用。在这些原料来源中，牛皮的剖层皮的使用需要较强的机械处理，才能形 成适合成型(成管状)的浆料，但在所制成的浆里胶原纤维保持着较粗较长的纤维束，在成 型时，肠衣较难形成符合口径的肠衣生产品，成品率较低，所得的肠衣产品在制作香肠吋， 会在较低熟制温度条件下产生剧烈的收縮，从而导致肠体爆裂，给香肠制造商造成极大损失。
由于中国胶原肠衣制造商所面临的原料是如此的不均匀一，以致应用现有技术难以^ 出品质相对一致的产品，形成与国外产品在品质上的差距，为了获得均匀稳定、质量上无明 显差异的胶原蛋白肠衣，解决各种来源原料或同种来源原料在使用上和所得产品上的质量的 差异性，还有待于研究人员的进一步努力，本发明针对目前胶原肠衣生产面临的问题，提出 了解决方案，对中国的胶原肠衣工业的发展，有着重要的意义。 发明内容本发明针对现有技术的不足，提供一种用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣及其生产方法, 该方法是以胶原蛋白的分子结构理论为依据的，通过化学(或生物化学)处理的方法对用作 胶原蛋白肠衣的原料(皮料)进行可控程度的降解，达到相近明胶化的程度，从而使不同来 源的原料或者同一来源但每个皮张不同状况的原料在用作胶原蛋白肠衣生产时，质量是同一 的，从而使所生产的胶原蛋白肠衣产品在质量上是均匀的，并具有易咀嚼又有足够耐破强度 和湿热强度，无过度收缩的优点，这些特点是用于生产香肠的胶原蛋白肠衣产品都应具备的 特点。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是将从制革行业或屠宰场来源的卫生健 康的皮张作原料，可以是整张皮，也可以是剖层皮，但必须通过脱毛和去肉膜处理。
1、 分类皮料按厚和薄进行分类，及按皮料的部位进行分类。
2、 明胶化皮料处理将皮料分割成约10xl0cm小块状或绞碎成粒(直径约在20毫米大 小)进行明胶化处理，明胶化处理的方法有三种
(1) 碱明胶化处理皮料在百分浓度为0.1 10的碱溶液中，在25X: 3(TC常温条件下进 行浸泡，所用的碱可以从NaOH、 Ca(OH)2、 KOH其中一种或任意几种的混合物中选择， 般的皮与碱溶液的比例为0.5~1:2~8，浸泡时间为10~20天，可以通过水相凝胶色谱法
(WPGC)等检测方法来控制明胶化的程度，其程度是将胶原蛋白的相对分子质量控制在 380000~450000范围内。此方法适合于大年龄牛猪皮类及猪皮类原料处理。
(2) 酸明胶化处理皮料在百分浓度为0.1 10的有机或无机酸溶液中，在25X: 30"C的 常温条件下浸泡，所用的酸可从H2S04、 H3P04, HCL， HN03、 HAC其中一种或任意几种的 混合物中选择，皮与酸溶液的比例为0.5 1 :2~8，浸泡时间为2 3天，可通过水相凝胶色谱 法(WPGC)等检测方法来控制明胶化的程度，其程度是将胶原蛋白相对分子貭量控制在 380000~450000范围内，此法适合于小年龄的牛皮或猪皮处理。
(3) 酶明胶化处理将皮料绞碎成粒直径约4~6毫米大小，用一种或几种酶的混合物中 进行处理，不同的蛋白水解酶对不同的氨基酸序列有不同的特异性以及不同PH和温度的依 赖性，所用的酶可从碱性水解蛋白酶、胰酶、木瓜酶、胃蛋白酶其中一种或任意几种的混合 物中进行选择，皮料与酶液的比例为0.5 1 :3~6。
在酶处理中，根据所用的酶调节皮料的PH值至适当的PH,通常加入的酶不应超过1%， 最好的酶浓度在0.3~0.6%范围中选择，在 30"下温度条件使酶于原+4浆中反应2~6小 时，此过程的水解程度可通过WPGC等检测方法来控制原料的明胶化的程度。其程度是将胶 原蛋白相对分子质量控制在3S000(M50000的范围。此法更适用于硬皮张及干皮张的处理。
3、 粗浆的制备将已达到明胶程度的皮料或皮粒进行绞碎至02mm一mm大小，并用水洗涤，使皮粒的PH为6^8，用离心机脱水后，在真空滚揉机中，重新加入适量的水，水量可 控制皮料固含量在8~10%范围内。可以用柠檬酸、乳酸、冰醋酸、盐酸其中一种或任意几 种的混合物中选择，调节物料的PH值至2,(M.0，滚揉3 5小时，这时所得的是胶原蛋白粗 浆。
(2〉成型浆的制备把粗浆用斩拌机进行斩拌处理，使浆料更加细腻均匀，过程中物料 温度不允许超过309C ，并通过均质器进行均质处理后，浆料粒度小于0.2~0.4mm。重新放 入真空滚揉机中，加入适量的辅料、塑化剂和交联剂等物料，辅料可以是变性淀粉、甲壳素、 海藻酸其中一种或任意几种的混合物中选择；塑化剂可以从甘油、山梨醇、丙二醇其中一 种或任意几种的混合物中选择，交联剂可以从交联淀粉、乙二醛、戊二醛其中一种或任意 几种的混合物中选择。浆料在20°030°0的条件下真空滚揉4~6小时，即得到均匀透明的可 成型的胶原蛋白浆料。此时胶原蛋白的浆料固含量为6~8%， PH值为3,5一.0。
4、 成型干燥将可成型的浆料通过连续配合的活塞缸以恒定的速度挤出，并通过环形的 夹缝成型为管状，夹缝的大小在0.20￡11111~0.5111111范围中选择，成型的管状湿肠衣在60~80°C， 空气焓湿量为7~10g/m3条件干燥定型，已干燥的肠衣壁厚为0.02《03mm,折径偏差小于 0.5mm,可根据商品所需的肠衣尺寸选择生产胶原蛋白的肠衣。
5、 成品已通过干燥的肠衣，还需调节肠衣成品的最终水份， 一般地，成品肠衣最终水 份应在18~22。/。的范围内，并采用抗氧包装，在低于25。C,相对湿度小于65%的条件下贮存。 成品肠衣采用片状或折叠状的包装形式供香肠生产商使用。
所述浆料的物料配比为
皮料固含量4~10份，变性淀粉1 5份，甲壳素1 5份，山梨醇2 8份，甘油3 10份， 交联淀粉0.1~1.5份，戊二醛0.05 1份，水82 88份。
在动物的皮张中富含有胶原，其的纤维状形式存在，在电子显微镜下观察胶原纤维由许 多原纤维组成，原纤维直径为70~140nm,原纤维平衡辨列组成粗细不等的胶原纤维，胶原纤 维具有特殊三螺旋结构。胶原在酸、碱、酶或者髙温作用下发生变性螺旋结构解旋，而产生 明胶，胶原明胶化有三种程度①三股蠊旋体完全松开，形成三条互不联结的盘曲的肽链，此 时，相对分子质量约为8000(M25000，原来的胶原纤维已完全分离断裂，胶溶温度约60"。 ②一条肽链完全松开，而另外两条肽链之间的共价键大部分断开，但仍有氡键结合，这时皮 浆中的胶原纤维呈分离状，已失去部分纤维弹性，相对分子质量在250000~300000之间，胶 溶解温度701C左右。③三条肽链键松开后仍有一部分共价键或更多共价键相连接，其余部分 由氢键连接在一起，相对分子质量为350000~450000，皮张中胶原纤维呈松散状，纤维还保 持一定的弹性。胶溶温度在80C左右。对三种状态而言，第一种状态是不适合于胶原蛋白肠衣生产的，因为其虽然有较好的成型能力，但所得的肠衣没有足够的耐压强度和伸张度，第 二、三种状态的皮料均能用作胶原蛋白肠衣的生产，而以第三种状态为最佳，由于此时胶原 纤维是松散的也就减轻了胶原蛋白肠衣生产中机械加工的强度，所制得浆具有良好的成膜成 型的性能，所得的肠衣是均匀致密的，质量是稳定的。
由于胶原纤维在肠衣中的存在形式改变了，使得肠衣在耐压强度抗湿热拉力、与肉馅结 合性易咀嚼等应用特性方面，具有明显的优点。
本发明方法制作的肠衣，由于皮料的来源和选择不受过多的限制，在生产成本核算上较 以往胶原蛋白肠衣生产技术的投资成本和生产成本有明显的降低，且在生产质量上，特别是 在每批次之间的质量是均勾的、稳定的、无明显的质量差异。肠衣产品在应用时，具有耐
压强度大，耐湿热拉力高(大于500gfitem)与肉有较好的粘合力、易咀嚼、不会因受热(85°C) 而引起过度收缩，造成肠衣的破裂现象等优点，特别适合各类香肠的生产使用。 具体实施例
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制 本发明的范围。 实例l
将经过脱毛去肉的，去除其它如沙粒铁屑木屑等杂质的牛皮作为原料，牛皮原料可以 是不剖层的或剖层的，部位没有严格的限制，按厚薄进行分类，称重1000kg,将皮料分割成 约10xlOcm大小的皮块，按皮液比为1 : 2.5比例加入含0.2。/。的NaOH和7%的石灰乳溶液， 使皮料充分浸泡。皮料在常温25nC条件下浸泡15天。 一般厚的皮料需时间较长，薄的皮料 需时间较短些。最终的浸泡时间可通过如WPGC等检测方法进行检测，控制皮料的相对分子 质量在38000(M50000时终止浸泡。
将已明胶化的皮块用水进行淸洗，洗去皮料表面如石灰、木屑等杂质，把皮料(块)在 绞碎机中绞碎至2 4mm大小，再在带搅拌机和排水的容器中将上述皮碎粒水洗至PH值为 7，用离心机脱水，将残留在皮料中的碱水排清。
把脱水皮料放进真空滚揉机中，重新加入适量的水，加入的水量可以使皮料的干物质达 到10%计算加入，并用乳酸调节物料的PH值为3;转动滚揉机滚揉3小时，使皮料得到充分 的浸润膨胀。
将充分膨胀的胶原蛋白难浆在斩拌机斩拌，搅拌过程中要加入冰粒，以防止浆料超过 30°C,斩拌时间约1小时，结束后将浆料通过匀质机器进行匀质，除去杂物和粗粒，此时浆 料是均匀的，透明的物料，粒度小于0，20毫米。
将已均质的浆料重新放入真空揉滚机中，并加入如下比例的物料(以皮料的固含量计算)皮料的含固量6%,变性淀粉2。/。，甲壳素1%，甘油5%，山梨醇 3%; 胶联淀粉0.9%,戊二醛0.1%,水.82%，浆？11值为3.5~4.0。
浆料在真空滚揉机中，在25°0的条件下，真空滚揉5小时，得到均匀可成型的桨料。 这时胶原蛋白的浆料固含量为6~8%。
将可成型的浆料用连续配合的活塞缸以恒定速度挤出，通过环形的夹缝膜具出口成型为 管状。肠衣的厚薄可以通过夹缝的缝隙大小来确定， 一般选用0.20mm《30mm大小。己成型 的管状湿肠衣在70°C温度、空气焓湿量为7~10g/m3的条件下进行干燥定型完成干燥肠衣含 水量约为16 / ~18%。
成品肠衣经过巻绕或折叠包装后，将肠衣的水份调节至18 22%的范围内，立即用抗氧 化包装(如抽真空，放置抗氧化剂等方法)进行密封。并在低于25。C，相对湿度小于65%的 条件下忙存。肠衣可按香肠制造商具体要求进行使用。 实施例2
将已脱毛去肉的猪皮去除杂质后，按厚薄分类，称重1000kg，将皮料分割成约10xlOcm 大小，按皮液比为1 : 2.5的比例加入1.0%的硫酸溶液。使皮料充分浸泡，皮料在30。C的常 温条件下浸泡3天，可通过如WPGC等检测方法来控制明胶化程度。浸泡时间正达到胶溶蛋 白相对分子质量在380000 450000为宜。将己明胶化的皮料进行水洗。其它的操作步骤与实 施例1相同。 实施例3
将已脱毛去肉的皮料(包括牛皮、猪皮等皮料)清洗去杂质后，称重1000kg。将皮料搅 碎至4 6mm大小的皮料,在带搅拌的容器中，按皮水-1 : 3的比例加入清水。并加入0.1 0.5%的胰酶0.1% 0.5%,木瓜酶(以皮重计)，调节并维持液体的PH为7 9范围内，在常 温条件下，间歇搅拌，水解3小时，然后滤去酶液。按1 : 3的皮液比例重新加入碱性水解蛋 白酶，浓度为0.3% (以皮料重计)物料的PH调节至7，在常温条件下。间歇搅拌水解6小 时，滤去酶液，并用清水洗涤数次，终止酶的水解反应，具体时间用WPGC等检测方法控制 其相对分子质量在380000 450000范围内后结束。最后用离心机脱水待用。其它操作步骤与 实施例1相同。
权利要求
1. 一种用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣生产方法，其特征在于包括以下步骤(1)皮料的明胶化处理过程将动物皮料清洗，进行明胶化处理；(2)粗浆的制备将完成明胶化处理的皮料搅碎到Φ2mm～4mm大小，水洗并调节PH值为6～8，脱水，放在真空滚揉机中，皮料加入适量的水，使皮料的含固量在8～10％范围内，用酸调节皮料的PH值为2.0～4.0，滚揉3～5小时即得胶原蛋白粗浆；(3)成型浆的制备将粗浆用斩拌机进行斩拌，斩拌过程中浆料温度低于30℃，并通过匀质机匀质，匀质后浆料粒度小于0.2～0.4mm，匀质后的浆料重新放入真空滚揉机中，添加适量的辅料，塑化剂和交联剂等物料，浆料在20～30℃条件下真空滚揉4～6小时，浆料含胶原蛋白固体量为6～8％，辅料采用变性淀粉、甲壳素、海藻酸其中一种或任意几种的混合物，塑化剂采用甘油、山梨醇、山梨糖醇、丙二醇其中一种或任意几种的混合物，交联剂采用交联淀粉、乙二醛、戊二醛其中一种或任意几种的混合物；(4)成型干燥将成型浆料通过连续配合的活塞缸以恒定的速度挤出，并通过环形的夹 缝成型为管状，夹缝的大小在0.20mm～0.5mm范围中选择，成型的管状湿肠衣在60～80℃，空气焓湿量为7～10g/m3条件干燥定型，已干燥的肠衣壁厚为0.02～0.03mm，折径偏差小于0.5mm，根据商品所需的肠衣尺寸选择生产胶原蛋白的肠衣；(5)成品已经过干燥的肠衣，还需调节肠衣成品的最终水份，成品肠衣最终水份应在18～22％的范围内，并采用抗氧包装，在低于25℃，相对湿度小于65％的条件下贮存，成品肠衣采用片状或折叠状的包装形式供香肠生产商使用。
2. 根据根据权利要求1所述的用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣生产方法，其特征在于 所述的明胶化处理为碱明胶化处理、酸明胶化处理或酶明胶化处理。
3. 根据权利要求2所述的用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣生产方法，其特征在于所 述的碱明胶化处理过程如下皮料在25 301C下，用碱溶液浸泡，碱液的浓度为0.1~10，皮 料与碱溶液的比例为0.5 1 :2~8，浸泡时间为1(^20天，皮料明胶化程度是胶原蛋白相对分 子质量在380000~450000的范围。
4. 根据权利要求3所述的用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣生产方法，其特征在于所述的碱采用NaOH、 Ca(OH)2、 KOH其中一种或任意几种的混合物。
5. 根据权利要求2所述的用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣生产方法，其特征在于所 述的酸明胶化处理过程如下皮料在25 30TC条件下，用酸溶液浸泡，酸液的百分浓度为 0.1~10,皮料与酸溶液的比例为0.5~1 : 2~8，浸泡时间为2~3天，皮料明胶化程度是胶原蛋 白相对分子质量在38000(M50000的范围。
6. 根据权利要求5所述的用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣生产方法，其特征在于所述的酸采用H2S04、 H3P04、 HCL、 HN03、 HAC其中一种或任意几种的混合物。
7. 根据权利要求2所述的用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣生产方法，其特征在于所 述的酶明胶处理过程如下将皮料切碎成04^mm大小的粒状，用酶溶液进行浸泡，皮料与 酶液的比例为0.5~1 : 3~6，酶液采用碱性水解蛋白酶、胰酶、木瓜酶、胃蛋白酶其中一种或 任意几种酶的混合物，在25 30"条件下，间歇搅拌2~6小时，皮料明胶化程度是胶原蛋白 相对分子质量在380(KKM50000的范围。
8. 根据权利要求7所述的用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣生产方法，其特征在于所 述的酶液浓度^1%，优选0.3~0.6%范围内。
9. 根据权利要求l所述的用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣生产方法，其特征在于所 述成型浆料的PH值为3.5~4.0。
10. 根据权利要求1所述的用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣生产方法，其特征在于 所述浆料的物料配比为皮料固含量4~10份，变性淀粉1 5份，甲壳素1 5份，山梨醇2 8份，甘油3 10份， 交联淀粉0.1~1.5份，戊二醛0.05 1份，水82 88份。
全文摘要
本发明涉及一种用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣及其生产方法，属肉类食品加工所用的肠衣包装材料及其生产方法，该方法根据胶原蛋白分子结构理论，通过对来源不同的皮料或来源相同但皮质各异的皮料用酸、碱或酶进行明胶化处理后制成均匀的浆料，成型后干燥获得均匀稳定、质量上无明显差异的胶原蛋白肠衣，解决了各种来源原料或同种来源原料在使用上和所得产品上的质量的差异性，本发明方法生产所得的肠衣在香肠的制作中有高的耐压强度和抗湿热拉力，良好的肉馅粘合性，不会产生过度收缩而引起的破裂现象，易咀嚼的特点，适用于各类香肠的生产使用。
文档编号A23L1/312GK101461544SQ20091003665
公开日2009年6月24日 申请日期2009年1月14日 优先权日2009年1月14日
发明者黄华照 申请人:黄华照