專利名稱：酸法骨素明膠的制膠工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及明膠的制備技術(shù)，更具體地說(shuō)本發(fā)明涉及一種酸法骨素明膠的制膠工藝。
背景技術(shù)：
明膠(gelatin)是一種水溶性蛋白質(zhì)混合物，一般由動(dòng)物骨頭、韌帶、肌腱等中的膠原經(jīng)酸或堿部分水解或在水中煮沸而產(chǎn)生，在35 40°C水中溶脹形成凝膠。明膠中蛋白質(zhì)的含量大于82%，約2%的各種礦物質(zhì)，除色氨酸外，其包含了人體所需的18種氨基酸。明膠可溶于熱水，形成熱可逆性凝膠，具有極其優(yōu)良的物理性質(zhì)，如膠凍力、親和力、高度分散性、低粘度特性、分散穩(wěn)定性、持水性和可逆性等。明膠通常作為食品添加劑使用，如作為食品的膠凍劑、穩(wěn)定劑、增稠劑、發(fā)泡劑、乳化劑、分散劑和澄清劑等。此外，在醫(yī)藥、造紙、化工、橡膠、建筑、領(lǐng)域等行業(yè)也有著廣泛的應(yīng)用。
現(xiàn)代明膠生產(chǎn)成熟的工藝方法僅有酸法和堿法兩種。酸法明膠的等電點(diǎn)在pH 7-9處，稱為A型明膠。堿法明膠的等電點(diǎn)在pH 4. 8-5. 2處，稱為B型明膠。目前明膠普遍采用堿法制備，一般包括浸酸、水洗、浸灰、提膠等步驟。骨料中的礦物質(zhì)主要是一些不溶于水的，而溶于酸的鈣、鎂磷酸鹽和碳酸鹽類，占總量的60 65%，其中磷酸鈣Ca3(PCM)2占總礦物質(zhì)的85%，碳酸鈣CaCOJ^占總礦物質(zhì)的10%。用鹽酸將骨料中礦物質(zhì)溶解除去，同時(shí)游離出主要由生膠質(zhì)組成的有機(jī)物質(zhì)，即“骨素”，這一過(guò)程稱為浸酸。以石灰乳浸泡原料的堿處理過(guò)程成為“浸灰”。浸灰是堿法制膠極為重要的一環(huán)，其是通過(guò)將明膠軟質(zhì)原料(骨素和皮)浸在石灰乳液(或稀堿液)內(nèi)，使膠原分子發(fā)生變性，并影響膠原內(nèi)微量雜質(zhì)組成的含量，由此決定所得明膠的分子結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)。但是堿法制膠工藝生產(chǎn)周期長(zhǎng)，耗水量大，而且由于浸灰時(shí)間長(zhǎng)在提膠后的膠液內(nèi)重金屬殘留量偏高。而現(xiàn)有的酸法制膠工藝原材料都傾向于動(dòng)物的皮，生產(chǎn)過(guò)程控制要求十分嚴(yán)格。而酸法骨明膠工藝國(guó)內(nèi)研究得較晚，工藝控制較為困難，使得酸法骨明膠工藝的穩(wěn)定性不強(qiáng)，收得率也不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種酸法骨素明膠的制膠工藝。本發(fā)明通過(guò)對(duì)制膠工藝流程、材料選擇以及參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化控制和創(chuàng)新，解決了酸法骨素明膠制膠工藝中產(chǎn)品性能穩(wěn)定性差，產(chǎn)率低的技術(shù)問(wèn)題，為工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)掃清了障礙。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種酸法骨素明膠的制膠工藝，其是將動(dòng)物骨骼包括依次經(jīng)過(guò)破碎、脫脂、浸酸、浸灰、水洗、提膠、純化、濃縮、滅菌、成形和干燥的步驟制得骨素明膠，其特征在于所述的浸灰步驟包括將浸酸后得到的骨粒在濃度為3-8波美度的石灰乳液中浸泡15-20個(gè)小時(shí)，然后將石灰乳液排空，加入含有35%的磷酸水溶液中處理3-5小時(shí)，每噸骨粒中加入5L所述的磷酸水溶液。
其中，所述的水洗是指對(duì)浸灰后的物料清洗3-5次，并且控制骨素的pH值為
3.1_3· 3 ο其中，所述的浸酸是指將骨粒浸入到食品級(jí)的鹽酸溶液中，鹽酸溶液的pH為
I.0-1. 5，溫度為 12-18。。。其中，所述的提膠步驟是指按物料與熱水質(zhì)量比為I : I. I的比例，加入80°C的熱水，溶液濃度達(dá)到5wt%或時(shí)間達(dá)到5小時(shí)排放，繼續(xù)加入熱水提取。其中，所述的提純是指將提膠后的物料利用過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，得到濾液后進(jìn)行離 子交換，并將濾液進(jìn)行超濾處理。其中，所述的濃縮是指將提純后得到的膠液在30-50°C濃縮至25-35%。其中，所述的殺菌包括高溫瞬時(shí)滅菌和預(yù)極化脈沖電場(chǎng)滅菌處理，并且所述的高溫瞬時(shí)滅菌是指在138-140°C處理3-7秒，所述的預(yù)極化脈沖電場(chǎng)滅菌是指首先在強(qiáng)度為20-50V/cm的靜電場(chǎng)中預(yù)極化處理5-10秒后，然后再經(jīng)過(guò)高壓脈沖電場(chǎng)處理，其中脈沖強(qiáng)度為20-50KV/cm，脈沖寬度為10-25微秒，頻率為5_25KHz。其中，所述的成形是指將已殺菌的膠液送至擠膠機(jī)冷凍成形；所述的干燥是指將成形后的明膠送至干燥機(jī)，在35-60°C干燥2. 5-3小時(shí)。其中，本發(fā)明所述的酸法骨素明膠的制膠工藝，牛骨包括依次經(jīng)過(guò)破碎、脫脂、浸酸、浸灰、水洗、提膠、純化、濃縮、滅菌、成形和干燥的步驟制得骨素明膠；其中所述的破碎和脫脂是指將牛骨破碎至6-15mm，并在70-80°C進(jìn)行熱水力脫脂處理，篩分骨粒后利用80-100°C熱風(fēng)進(jìn)行干燥；所述的浸酸是指將骨粒浸入到食品級(jí)的鹽酸溶液中，鹽酸溶液的pH為I. 0-1. 5，溫度為12-18°C ;所述的浸灰步驟包括將浸酸后得到的骨粒在濃度為3_8波美度的石灰乳液中浸泡15-20個(gè)小時(shí)，然后將石灰乳液排空，加入含有35%的磷酸水溶液中處理3-5小時(shí)，每噸骨粒中加入5L所述的磷酸溶液；所述的水洗是指對(duì)浸灰后的物料清洗3-5次，并且控制骨素的pH值為3. 1-3. 3 ;所述的提膠是指按物料與熱水質(zhì)量比為
I I. I的比例，加入80°C的熱水，溶液濃度達(dá)到5wt%或時(shí)間達(dá)到5小時(shí)排放，繼續(xù)加入熱水提取，并且控制溶液溫度不得超過(guò)85°C ;所述的提純是指將提膠后的物料利用過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，得到濾液后進(jìn)行離子交換，并將濾液進(jìn)行超濾處理；所述的濃縮是指將提純后得到的膠液在30-50°C濃縮至25-35%;所述的殺菌包括高溫瞬時(shí)滅菌和預(yù)極化脈沖電場(chǎng)滅菌處理，并且所述的高溫瞬時(shí)滅菌是指在138-140°C處理3-7秒，所述的預(yù)極化脈沖電場(chǎng)滅菌是指首先在強(qiáng)度為20-50V/cm的靜電場(chǎng)中預(yù)極化處理5-10秒后，然后再經(jīng)過(guò)高壓脈沖電場(chǎng)處理，其中脈沖強(qiáng)度為20-50KV/cm，脈沖寬度為10-25微秒，頻率為5_25KHz ;所述的成形是指將已殺菌的膠液送至擠膠機(jī)冷凍成形；所述的干燥是指將成形后的明膠送至干燥機(jī)，在35-60°C干燥 2. 5-3 小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(I)在本發(fā)明的制膠工藝中，以軟骨或輕質(zhì)骨為主要原料，而它們以前通常用做生產(chǎn)飼料用骨粉，是堿法明膠生產(chǎn)過(guò)程中廢棄的下腳料，從而節(jié)約了原材料資源，提高了產(chǎn)品的附加值，有利于發(fā)揮更好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。(2)本發(fā)明的制膠工藝與傳統(tǒng)的堿明膠工藝相比，生產(chǎn)周期縮短至3-5天；而且通過(guò)工藝參數(shù)和原料的選擇和優(yōu)化使得工藝過(guò)程穩(wěn)定，不僅廢水排量少，成本低，而且產(chǎn)率可以高達(dá)90%以上，為工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。
(3)本發(fā)明制備的酸法明膠等電點(diǎn)為7. 5-9，分子量分布相對(duì)均勻，應(yīng)用領(lǐng)域更廣。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步的說(shuō)明。本發(fā)明所述的酸法骨明膠的 制膠工藝，是將牛骨包括依次經(jīng)過(guò)破碎、脫脂、浸酸、浸灰、水洗、提膠、純化、濃縮、滅菌、成形、干燥、檢驗(yàn)和包裝的步驟制得骨素明膠；其中所述的破碎和脫脂是指將牛骨破碎至6-15mm，并在70-80°C進(jìn)行熱水力脫脂處理，篩分骨粒后利用80-100°C熱風(fēng)進(jìn)行干燥；所述的浸酸是指將骨粒浸入到食品級(jí)的鹽酸溶液中，鹽酸溶液的PH為I. 0-1. 5，溫度為12-18°C;所述的浸灰步驟包括將浸酸后得到的骨粒在濃度為3-8波美度的石灰乳液中浸泡15-20個(gè)小時(shí)，然后將石灰乳液排空，加入含有35%的磷酸水溶液中處理3-5小時(shí)，每噸骨粒中加入5L所述的磷酸溶液；所述的水洗是指對(duì)浸灰后的物料清洗3-5次，并且控制骨素的pH值為3. 1-3. 3 ;所述的提膠是指按物料與熱水質(zhì)量比為I I. I的比例，加入80°C的熱水，溶液濃度達(dá)到5wt%或時(shí)間達(dá)到5小時(shí)排放，繼續(xù)加入熱水提取，直至5小時(shí)提取的溶液濃度低于5wt%，并且控制溶液溫度不得超過(guò)85°C ;所述的提純是指將提膠后的物料利用過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，得到濾液后進(jìn)行離子交換，并將濾液進(jìn)行超濾處理；所述的濃縮是指將提純后得到的膠液在30-50°C濃縮至25-35% ;所述的殺菌包括高溫瞬時(shí)滅菌和預(yù)極化脈沖電場(chǎng)滅菌處理，并且所述的高溫瞬時(shí)滅菌是指在138-140°C處理3-7秒，所述的預(yù)極化脈沖電場(chǎng)滅菌是指首先在強(qiáng)度為20-50V/cm的靜電場(chǎng)中預(yù)極化處理5-10秒后，然后再經(jīng)過(guò)高壓脈沖電場(chǎng)處理，其中脈沖強(qiáng)度為20-50KV/cm，脈沖寬度為10-25微秒，頻率為5-25KHZ ;所述的成形是指將已殺菌的膠液送至擠膠機(jī)冷凍成形；所述的干燥是指將成形后的明膠送至干燥機(jī)，在35-60°C干燥2. 5-3小時(shí)；其中所述的檢驗(yàn)是指對(duì)干燥后的半成品抽樣進(jìn)行檢驗(yàn)；所述的包裝是指對(duì)已檢驗(yàn)合格的半成品進(jìn)行混合，并按照客戶要求包裝，再一次對(duì)成品進(jìn)行檢測(cè)后出廠。實(shí)施例I本實(shí)施例所述的酸法骨明膠的制膠工藝，是將牛骨包括依次經(jīng)過(guò)破碎、脫脂、浸酸、浸灰、水洗、提膠、純化、濃縮、滅菌、成形、干燥、檢驗(yàn)和包裝的步驟制得骨素明膠；其中所述的破碎和脫脂是指將牛骨破碎至6-10mm，并在75°C進(jìn)行熱水力脫脂處理，篩分骨粒后利用80-100°C熱風(fēng)進(jìn)行干燥；所述的浸酸是指將骨粒浸入到食品級(jí)的鹽酸溶液中酸浸處理24小時(shí)，所述的浸酸是指將骨粒浸入到食品級(jí)的鹽酸溶液中，鹽酸溶液的pH為I. 0-1. 2，溫度為15°C ;所述的浸灰步驟包括將浸酸后得到的骨粒在濃度為5波美度的石灰乳液中浸泡16個(gè)小時(shí)，然后將石灰乳液排空，加入含有35%的磷酸水溶液中處理4小時(shí)，每噸骨粒中加入5L所述的磷酸溶液；所述的水洗是指對(duì)浸灰后的物料清洗3-5次，并且控制骨素的pH值為3. 1-3. 3 ;所述的提膠是指按物料與熱水質(zhì)量比為I ;1. I的比例，加入80°C的熱水，溶液濃度達(dá)到5wt%或時(shí)間達(dá)到5小時(shí)排放，繼續(xù)加入熱水提取，直至5小時(shí)提取的溶液濃度低于5wt%，并且控制溶液溫度不得超過(guò)85°C ;所述的提純是指將提膠后的物料利用過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，得到濾液后進(jìn)行離子交換，并將濾液進(jìn)行超濾處理；所述的濃縮是指將提純后得到的膠液在50°C濃縮至30% ;所述的殺菌包括高溫瞬時(shí)滅菌和預(yù)極化脈沖電場(chǎng)滅菌處理，并且所述的高溫瞬時(shí)滅菌是指在138°C處理7秒，所述的預(yù)極化脈沖電場(chǎng)滅菌是指首先在強(qiáng)度為50V/cm的靜電場(chǎng)中預(yù)極化處理5秒后，然后再經(jīng)過(guò)高壓脈沖電場(chǎng)處理，其中脈沖強(qiáng)度為50KV/cm，脈沖寬度為10微秒，頻率為IOKHz ;所述的成形是指將已殺菌的膠液送至擠膠機(jī)冷凍成形；所述的干燥是指將成形后的明膠送至干燥機(jī)，在60°C干燥2. 5小時(shí)；其中所述的檢驗(yàn)是指對(duì)干燥后的半成品抽樣進(jìn)行檢驗(yàn)；所述的包裝是指對(duì)已檢驗(yàn)合格的半成品進(jìn)行混合，并按照客戶要求包裝，再一次對(duì)成品進(jìn)行檢測(cè)后出廠。采用本實(shí)施例的制膠工藝制備得到的酸法骨明膠性能穩(wěn)定，產(chǎn)率能達(dá)到85%以上，粘度為 28-32mpa. s (60°C )，水分含量為 11. 2-13. 6。實(shí)施例2與實(shí)施例I的區(qū)別僅在于浸灰處理的石灰乳液中還含有季銨氫氧化物，并且所述的季銨氫氧化物為四甲基氫氧化銨，所述的石灰乳液中含有O. 5wt%的四甲基氫氧化銨。采用本實(shí)施例的制膠工藝制備得到的酸法骨明膠性能穩(wěn)定，產(chǎn)率能達(dá)到90%以上，粘度為29-32mpa. s(60°C )，水分含量為 11. 0-13. 8。
以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不能解釋為以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)要求保護(hù)的范圍內(nèi)所做出的等同的變形和改變的實(shí)施方式均在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種酸法骨素明膠的制膠工藝，其是將動(dòng)物骨骼包括依次經(jīng)過(guò)破碎、脫脂、浸酸、浸灰、水洗、提膠、純化、濃縮、滅菌、成形和干燥的步驟制得骨素明膠；其特征在于所述的浸灰步驟包括將浸酸后得到的骨粒在濃度為3-8波美度的石灰乳液中浸泡15-20個(gè)小時(shí)，然后將石灰乳液排空，加入含有35%的磷酸水溶液中處理3-5小時(shí)，每噸骨粒中加入5L所述的磷酸水溶液。
2.權(quán)利要求I所述的制膠工藝，其特征在于所述的水洗是指對(duì)浸灰后的物料清洗3-5次，并且控制骨素的pH值為3. 1-3. 3。
3.權(quán)利要求I所述的制膠工藝，其特征在于所述的浸酸是指將骨粒浸入到食品級(jí)的鹽酸溶液中，鹽酸溶液的PH為I. 0-1. 5，溫度為12-18°C。
4.權(quán)利要求I所述的制膠工藝，其特征在于所述的提膠步驟是指按物料與熱水質(zhì)量比為I : I. I的比例，加入80°C的熱水，溶液濃度達(dá)到5wt%或時(shí)間達(dá)到5小時(shí)排放，繼續(xù)加入熱水提取。
5.權(quán)利要求I所述的制膠工藝，其特征在于所述的提純是指將提膠后的物料利用過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，得到濾液后進(jìn)行離子交換，并將濾液進(jìn)行超濾處理。
6.權(quán)利要求I所述的制膠工藝，其特征在于所述的濃縮是指將提純后得到的膠液在30-50°C濃縮至 25-35%。
7.權(quán)利要求I所述的制膠工藝，其特征在于所述的殺菌包括高溫瞬時(shí)滅菌和預(yù)極化脈沖電場(chǎng)滅菌處理，并且所述的高溫瞬時(shí)滅菌是指在138-140°C處理3-7秒，所述的預(yù)極化脈沖電場(chǎng)滅菌是指首先在強(qiáng)度為20-50V/cm的靜電場(chǎng)中預(yù)極化處理5-10秒后，然后再經(jīng)過(guò)高壓脈沖電場(chǎng)處理，其中脈沖強(qiáng)度為20-50KV/cm，脈沖寬度為10-25微秒，頻率為5_25KHz。
8.權(quán)利要求I所述的制膠工藝，其特征在于所述的成形是指將已殺菌的膠液送至擠膠機(jī)冷凍成形；所述的干燥是指將成形后的明膠送至干燥機(jī)，在35-60°C干燥2. 5-3小時(shí)。
9.權(quán)利要求I所述的制膠工藝，其特征在于將牛骨包括依次經(jīng)過(guò)破碎、脫脂、浸酸、浸灰、水洗、提膠、純化、濃縮、滅菌、成形和干燥的步驟制得骨素明膠；其中所述的破碎和脫脂是指將牛骨破碎至6-15mm，并在70-80°C進(jìn)行熱水力脫脂處理，篩分骨粒后利用80-100°C熱風(fēng)進(jìn)行干燥；所述的浸酸是指將骨粒浸入到食品級(jí)的鹽酸溶液中，鹽酸溶液的pH為I. 0-1. 5，溫度為12-18°C ;所述的浸灰步驟包括將浸酸后得到的骨粒在濃度為3_8波美度的石灰乳液中浸泡15-20個(gè)小時(shí)，然后將石灰乳液排空，加入含有35%的磷酸水溶液中處理3-5小時(shí)，每噸骨粒中加入5L所述的磷酸溶液；所述的水洗是指對(duì)浸灰后的物料清洗3-5次，并且控制骨素的pH值為3. 1-3. 3 ;所述的提膠是指按物料與熱水質(zhì)量比為I I. I的比例，加入80°C的熱水，溶液濃度達(dá)到5wt%或時(shí)間達(dá)到5小時(shí)排放，繼續(xù)加入熱水提取，并且控制溶液溫度不得超過(guò)85°C ;所述的提純是指將提膠后的物料利用過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，得到濾液后進(jìn)行離子交換，并將濾液進(jìn)行超濾處理；所述的濃縮是指將提純后得到的膠液在30-50°C濃縮至25-35%;所述的殺菌包括高溫瞬時(shí)滅菌和預(yù)極化脈沖電場(chǎng)滅菌處理，并且所述的高溫瞬時(shí)滅菌是指在138-140°C處理3-7秒，所述的預(yù)極化脈沖電場(chǎng)滅菌是指首先在強(qiáng)度為20-50V/cm的靜電場(chǎng)中預(yù)極化處理5-10秒后，然后再經(jīng)過(guò)高壓脈沖電場(chǎng)處理，其中脈沖強(qiáng)度為20-50KV/cm，脈沖寬度為10-25微秒，頻率為5_25KHz ;所述的成形是指將已殺菌的膠液送至擠膠機(jī)冷凍成形；所述的干燥是指將成形后的明膠送至干燥機(jī)，在35-60°C干燥 2. 5-3 小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種酸法骨素明膠的制膠工藝，其是將動(dòng)物骨骼包括依次經(jīng)過(guò)破碎、脫脂、浸酸、浸灰、水洗、提膠、純化、濃縮、滅菌、成形和干燥的步驟制得骨素明膠；所述的浸灰步驟包括將浸酸后得到的骨粒在濃度為3-8波美度的石灰乳液中浸泡15-20個(gè)小時(shí)，然后將石灰乳液排空，加入含有35％的磷酸水溶液中處理3-5小時(shí)，每噸骨粒中加入5L所述的磷酸水溶液。本發(fā)明通過(guò)對(duì)制膠工藝流程、材料選擇以及參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化控制和創(chuàng)新，解決了酸法骨素明膠制膠工藝中產(chǎn)品性能穩(wěn)定性差，產(chǎn)率低的技術(shù)問(wèn)題，生產(chǎn)周期縮短至3-5天，不僅廢水排量少，成本低，而且產(chǎn)率可以高達(dá)90％以上，為工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)C09H3/00GK102827550SQ201210327608
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者馮旭明 申請(qǐng)人:羅賽洛(大安)明膠有限公司