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1、水产品的综合利用第一节 鱼粉生产一、饲料鱼粉 世界渔获物的1/3左右被用来生产鱼粉,可见鱼粉在渔业中占有重要地位。鱼粉富含蛋白质和多种营养素,即含有18种氨基酸、矿物质钙、磷、镁及微量元素铁、锰、锌、硒,还含有B族维生素、EPA和DHA等,是动物、禽、鱼养殖业的高级饲料,也是药用及微生物发酵工业的原料。 (一)工艺流程 新鲜原料鱼预处理破碎溶解过滤脱色凝固离心脱水真空干燥粉碎、包装成品 (二)工艺要点 (1)原料鱼及预处理 原料鱼采用市场购得的体长23cm左右小杂鱼。经清水洗涤以祛除表皮的泥沙和黏液。 (2)破碎 由于鱼体较小,可直接用绞肉机绞碎,但不可绞的太碎,以免在以后的清洗过程中鱼体蛋白
2、损失太大。 (3)冲洗 以鱼重56倍的冷水冲洗鱼肉,在洗涤过程中可加入少量的Na2CO3和少量乙醇。 (4)溶解 以NaOH溶液溶解鱼肉蛋白,加热23min,边加热边搅拌,直到鱼肉蛋白完全溶解。 (5)脱色 以质量浓度为0.5%的脱色剂对鱼蛋白进行脱色,消除鱼皮及内脏溶解下来 的黑色。 (6)凝固 选用四种不同的凝固剂,将经脱色的蛋白溶液进行凝固,使蛋白质析出。 (7)过滤及离心脱水 24目筛网过滤,得到凝固蛋白。将凝固蛋白以15002000r/min 离心510min,去除附着于蛋白表面的大部分游离水。 (8)真空干燥 离心后的蛋白固体在0.01MPa,4550干燥,直到水分含量小于10%为
3、止。 (9)粉碎包装 将经真空干燥后的蛋白在粉碎机中粉碎成粉末状,称重包装。 二、浓缩鱼蛋白 浓缩鱼蛋白(Fish Protein concentrate,FPC)是一种将新鲜鱼经过化学、生物及物理方法处理后的高蛋白低脂肪的鱼蛋白浓缩物。该产品营养丰富,易于消化,可代替鸡蛋、牛奶 并用作小麦粉强化剂。 制取浓缩鱼蛋白有许多方法,如酶法水解、酸水解、碱水解、酒精脱脂等。酶法制取浓缩鱼蛋白是近期国外发展起来的一项新技术。由于酶法生产成本高,酶源少,投资大,而且酶解的反应终点难以控制,分解产生的苦味和鱼腥味难以去除。酸水解制取浓缩鱼蛋白的缺点是在水解过程中色氨酸部分地被破坏。碱水解制取浓缩鱼蛋白的缺
4、点在水解过程中精氨酸、半胱氨酸和胱氨酸被破坏,大多数氨基酸产生外消旋和部分地脱去氨基,使产品的氨基酸组成不完全,营养价值降低。洒精萃取法制取的浓缩鱼蛋白可以添加到营养米粉中作为食品强化剂,缺点是它的水溶性较差。因此,我们选用酒精作为脱脂溶剂制取浓缩鱼蛋白。 另外,针对国内生产浓缩鱼蛋白贮藏一段时间后会出现返腥现象,我们采用生制一次完 成,在脱脂、脱色、脱臭处理上采取了各种技术措施(捣碎、预处理、低温加工、离心脱脂),对影响产品质量的各因素(脱脂溶剂浓度、脱脂温度、脱脂时间、脱脂次数)等进行了选择,确定生产工艺进行试验。 三、水解鱼蛋白粉 应用酶法水解加工技术,从低值鱼类生产乳化性水解蛋白,操作
5、方便,设备简单,产品功能特性及营养价值优良,可加工成具有保健或治疗作用的功能性食品。 (一)工艺流程 原料捣碎酶解过滤脱盐脱色真空浓缩喷雾干燥成品 (二)工艺要点 (1)原料处理 将小杂鱼或提取脂肪后的干贝或贻贝粉,先加入5倍水浸泡搅碎,后 置于温度控制良好的水浴锅中,待料温升至一定温度时,进行恒温酶解。 (2)酶解 选择胃蛋白酶、枯草杆菌中性蛋白酶或胰蛋白酶进行水解,可选用一种 或多种酶联合水解,酶的用量最好分批加人。酶解的最佳工艺为:胃蛋白酶,pH2-2.5,恒温50,4h;胰蛋白酶,pH7.0,50,5h。酶解完全后,加热升温至85,保持IOmin,灭酶。 (3)过滤 离心去渣得酶解上层
6、液,水解度达91%,游离氨基氮占总氮比为84%。滤液用相对分子量为20000、80000、40000的超滤膜进行分段式超滤。将酶解原液用蒸馏水稀释3倍后直接加入H-60型超滤器中,加入0.1%的苯甲酸钠防腐,依次用PS-200M/PPR的超滤膜进行超滤。超滤时应不断搅拌,并充氮气加压至O.3MPa,即得棕黄色超滤液。 (4)脱盐 用701#羧酸型的弱碱性阴离子交换树脂及氢型125强酸性阳离子交换树脂,借助调节氨基酸的带电状态,通过阴阳离子交换达到脱盐的目的。 将阴、阳离子交换树脂按常规装柱,将超滤液适当浓缩,调至pH9.0,使大部分氨基酸呈阴离子状态流入柱(流出液pH23),则其中K、Mg2、
7、Ca2+等大多被吸附;将上述流出液调至pH1.0以下,流入阴柱(流出液pH7-8),C1-、so2-等被吸附。 (5)脱色 脱盐后的复合氨基酸液颜色不够理想,须经过活性炭脱色处理,脱盐后的水解液中,加入0.5%(质量分数)的活性炭,90保温搅拌2h,取出冷至4-10,沉降后抽滤除去活性炭即可。 (6)浓缩、干燥 脱色液于70,66-80kPa下真空浓缩后,喷雾干燥,即为复合氨基酸粉。产品收率20%,相对于干粉中的蛋白质得率为41%,纯度为90%,其中,必需氨基酸(不计色氨酸)占总氨基酸的55.12%。 (三)蛋白水解液的脱苦处理 1.理化脱苦 (1)吸附 活性炭脱苦:这种方法不实用,因为脱苦的
8、同时会损失很多氨基酸,其中色氨酸63%,苯丙氨酸36%,精氨酸30%。聚苯丙烯树脂脱苦:它是通过吸附水解物中的B-乳球蛋白而将苦味去除的。除去了含有苦味肽的高分子多肽,而且几乎不会改变水解产物中的氨基酸组成。酵母脱苦:酵母也是一种很好的脱苦脱腥剂,向水解液中加入一定量的酵母粉,35下培养1h,苦味即可脱除。目前其作用机理还不是很清楚,可能是由于酵母疏松的结构对腥臭物质的吸附作用。 (2)萃取 共沸异丁醇萃取:一种可普遍使用的去除苦味复合物的方法。但必需氨基酸及其他氨基酸损失较大,大大影响其营养价值。乙醚萃取:不仅可除去水解液中的苦味腥味,还可除去部分脂肪。 (3)沉淀 疏水性多肽在等电点附近有
9、很小的溶解性,因此,可以通过调节pH使其沉淀而将苦味去除。 (4)层析 苦味肽中含有大量的疏水性氨基酸,因此,用能结合疏水性基团的柱层析可将苦味肽去除,如硅胶层析柱、酚甲醛树脂层析柱、己基一琼脂糖凝胶柱,但是从目前的研究结果看,采用柱层析脱苦不彻底。 (5)利用食品添加剂脱苦 向蛋白水解液中加入一些能掩盖蛋白水解液苦味的物质,使苦味物质不会与味蕾接触而达到去苦的目的。水解过程中添加聚磷酸盐可去除酪蛋白水解物的苦味,明胶或糖胶也有类似的效果,无以甘氨酸的掩盖效果最佳。环状糊精、磷脂和溶血磷脂也有去除苦味的效果。 2.酶法脱苦 (1)氨肽酶处理 氨肽酶是一种外肽酶,它是通过作用于多肽和蛋白质肽链氨
10、端的疏水性氨基酸,使其释放出来,例如,来自嗜热链球菌的氨肽酶对肽链氮端含有精氨酸和芳香环氨基酸的肽具有高度的专一性,它可将苦味肽水解,释放芳香环氨基酸而将苦味去除。 (2)羧肽酶处理 羧肽酶是通过作用于肽链碳端的疏水性氨基酸,使其释放出来,达到脱苦的目的。例如,用小麦羧肽酶处理酪蛋白胃蛋白酶水解液后,游离氨基酸增加,苦味减弱。鱿鱼肝脏中的丝氨酸羧肽酶可以将大豆蛋白和玉米麸质的胃蛋白酶和胰蛋白酶复合水 解的产物中的苦味去除。 (3)塑蛋白反应 高浓度的蛋白质水解物与蛋白酶在一定条件下可以形成凝胶状蛋白质物质,称为塑蛋白。疏水性的氨基酸在水中的溶解度很小,它们相互聚集成小颗粒,并形成了不溶性的塑蛋
11、白。疏水性氨基酸残基的聚集使它们隐藏起来,不能与味蕾接触,从而去除了苦味。但是,这种方法得不到可溶性的蛋白水解物。具有可逆性,在进一步加工过程中,苦味可能重新形成。 第二节 鱼油和鱼肝油生产一、鱼肝油生产操作要点 (一)鱼肝油的生产原料 在我国的水产资源中,有丰富的鱼肝油原料,如熟鱼、鲍鱼、比目鱼、大黄鱼等。一般说熟鱼体大肝重(肝占体重10%-15%).肝的含油量高(40%70%),有的鲨鱼肝中的维生素A含量很高(200001U/g)。我国从渤海湾到广东沿海都盛产鲨鱼,产量多,是我国鱼肝油工业的主要原料,可适合任何方法的生产。其他如鲜鱼肝、鳍鱼肝、比目鱼肝、马面鲀鱼肝,近年来也用作鱼肝油的生产
12、原料。 (二)鱼油的提取 鱼油包括从鱼粉厂来的鱼体油,从水产动物(鲸、海豚等)皮下脂肪熔炼出来的油以及从鱼肝和其他水产动物肝脏提炼出来的肝油或内脏油。 1.用水产动物皮下脂肪提取油脂 脂肪组织主要是由含大量油脂的细胞组成。这种细胞是由凝胶状态的膜和内部的脂肪滴所构成,呈圆形或椭圆形。在细胞间隙则有胶原纤维束、弹性纤维束和无定形的基本物质。分离油脂的方法主要有加热熔出、压榨、电溶以及酸、碱等法。 (1)间接蒸汽加热法 蒸汽通人夹层或蛇管,以加热原料,温度易于控制。在密闭的熔出锅内,排除空气,从而减少空气对油脂的氧化,一般加热2-3h,即可熔出油脂。 (2)直接蒸汽加热法 此法是用高压蒸汽在密闭的
13、加热容器中熔出油脂。高压蒸汽直接加热油脂,虽有效破坏细胞组织,但会使油脂产生较稳定的乳胶体,影响质量。 (3)真空熔出法 此法一般分为三个阶段:开始在真空条件下,使原料脱水;接着在1.5-2.5倍大气压下熔油;最后在真空下脱水。当油脂呈透明状时,说明脱水完全。 (4)酸碱熔出法 酸和碱都有加速破坏组织细胞的作用,碱还能中和油脂中的游离脂肪酸,使成品油的色泽较浅,酸价较低,且浓度不大的碱液对维生素A的破坏程度小,为此稀碱水解广泛地用于鱼肝油加工厂中。此法的缺点是碱和油脂容易发生皂化反应,引起产量降低。所以控制碱的浓度至关重要。一般浓度为1.50%-1.75%,用量为原料重的40%。酸法虽然可以提
14、高油脂的产量,但只能生产工业用油,不宜提炼食用油,残渣用作肥料,但不能作饲料。 (5)电流熔出法 将油脂原料切碎,浸于3%的食盐水中,通以直流电电解,在电流的作用下,组织细胞遭到破坏,使油脂流出,然后采用离心分离方法分离油脂。其优点为生产时间短,出油率高;缺点是溶液发热,油脂与水极易产生稳定的乳化液,分离困难。 (6)冷压榨提油法 利用机械法加压,将细胞组织破坏,从而分离其中油脂。 (7)脉冲法 利用对液体介质的高速机械撞击或高频放电所产生的脉冲作用,将含油细胞破坏,以分离其中的油脂。 2.鱼肝油的提取 (1)发酵法 此法是原始的方法,将鱼肝放入容器中,任其自然发酵或将蛋白酶放入肝中,在pH4
15、.5,温度3840的条件下保持12d,蛋白质分解后,油即可分出。 (2)蒸煮法 有直火、间接蒸汽和直接蒸汽三种方法。 直火法:方法是将肝洗净、切碎,放入锅中蒸煮,同时加少量水,不断搅拌,熬煮完成,取出上层清油,得到粗制鱼肝油。 间接蒸汽法:如前所述,鱼肝在水中蒸煮,水可防止油的过热。这样蒸煮,搅拌,吸出上浮油。再用沉降法将其中蛋白质粒子和水分离,即得粗制鱼肝油。 直接蒸汽法:如前所述,鱼肝用蒸汽直接加热,成油熔出,加热不可太快,避免温度升得太高,使肝油质量下降。 (3)淡碱水 解法采用稀碱将鱼肝蛋白质组织分解,破坏蛋白质与肝油的结合,从而可更充分地分离肝油。此法出油率高,肝油质量好,为目前国内
16、外普遍采用的方法。 (4)萃取法 用油或有机溶剂自鱼肝中萃取肝油的方法,对肝油中维生素含量高的鱼肝具有特别的意义。 (三)稀碱水解法提取鱼肝油 淡碱水解法一般是用于多脂的鱼肝,国内外大型鱼肝油厂大都采取此法。所以它在鱼肝油生产中占有重要地位。利用淡碱在加热情况下,将鱼肝蛋白质组织分解,破坏油脂与蛋白质的结合,从而使油脂分离出来。此种方法称为淡碱水解法(国外称消化法)。与蒸煮法比较,它不但出油率高,维生素含量也高,而且碱也能中和原料中的游离脂肪酸,降低酸价,并有一定的脱色作用,使鱼肝油质量好,透明,美观。缺点是蛋白质遭到彻底破坏,肝渣不能很好利用,而且肝中B族维生素都遭到破坏,不能很好地加以提取
17、利用。 1.工艺流程 鱼肝水洗切碎水解过筛油水溶液分离油洗涤高心分离粗油冷滤固体脂肪 清油 2.工艺要点 (1)鱼肝的检查和切碎 鱼肝在切碎前,先捡出已腐败变质的鱼肝,对鱼肝冻品,需先解冻。对盐藏的鱼肝,先用水冲洗。然后把肝放在切肝台上,加适量的热水(为鱼肝量的1-2倍),放入切肝机内,把肝均匀切碎。 (2)鱼肝的水解 将肝浆放入水解锅中,加入定量水及碱液,pH达9左右,搅拌加热至40左右时,进行水解。 加碱量:碱的用量要求适中,过多过浓会使油脂皂化,不但增加了损耗,而且会形成乳浊液,增加分离困难;过少则水解不完全,会影响油脂的得率和成品质量。因此,在确定碱的用量时,需视鱼肝种类、新鲜度、含油
18、及含盐量等因素综合考虑。总的要求是新鲜鱼 肝水解时,保持pH9左右;而盐藏鱼肝保持pH10左右;碱液应分两次加入,防止多量的碱与油脂皂化及避免pH超过范围允许值,碱的浓度根据不同鱼肝种类而定。总之,含油量多的鱼肝,碱浓度可以稀一些。含油量少的鱼肝,碱浓度高一些。 加水量:鱼肝水解时,水量不足会使蛋白质水解慢又不均匀,且易使油脂水解,也不利于离心分离。而水量多时,则冲淡碱液的浓度,增加碱液消耗。一般在生产中加水量为(包括碱水在内),新鲜的鲨鱼肝、鳐鱼肝与水的比例为1:1,大黄鱼肝、鳗鱼肝与水比例是3:2。 水解温度和时间:在水解过程中,加热可促使蛋白质分解加速,而且在热的状态下,油的黏稠度低,容
19、易分离,肝中所含的脂肪酶和臭味液可在加热时被破坏和驱除。温度不宜太高,高了会促使大量的油脂皂化及维生素被破坏,一般以80为宜。并且开始加碱时,温度要低(约40)。因为温度高,蛋白质凝固得较紧密,势必要消耗较多的碱量,并延长水解时间。而且在高温下油脂和碱接触,就会皂化产生大量肥皂,增加肝油损耗,还会生成 乳浊液给分离造成困难,所以要先加热到40左右加碱,加碱完毕,继续升温到80-90。水解时间,因肝品种而异,一般含油量高的新鲜鱼肝,水解时间可以短些(约1h).反之时间长些(约2h)。因盐藏鱼肝的蛋白质组织变硬,不宜水解,时间长些。 (3)肝油的分离和洗涤 分离:肝经水解后,在水解锅中的油、水溶液
20、和肝渣等组分,用离心机进行分离。 由于比重不同,在离心力作用下,将分为三层:比重大的肝渣在最外层,附在离心机的内壁 上,油最轻在最内层,从内层壁管上的出油孔排出机外;而水溶液介于两者之间。因此,从中层管上面的出水孔排出机外。肝油和水溶液可连续不断地分别从导管流出,而肝渣要拆洗时取出。若有自动排渣装置,则可不停地连续排出。 盐析:经过第一次分离而获得的肝油中,含有较多水分、蛋白质和肥皂等杂质,基本上呈乳状液体,需要用一定浓度的盐水来进行盐析,在不断搅拌下加入肝油中,滤后加热到80,便可再一次进行分离。 水洗:第二次分离出来的油中还有一部分碱,必须用热水洗油数次,直至洗涤水呈中性为止。一般采用70
21、00-8000r/min的离心机,新鲜鱼肝的肝油分离三四次即可。经过分离、盐析、水洗的粗制鱼肝油,在室温下应澄清、透明、并有光泽。酸价小于2.0mg KOH/g油,无酸败反应,水分应在0.1%以下。 肝渣处理:肝渣一般是直接做饲料或肥料,肝渣中残存相当数量的维生素,可适当用油萃取回收。 鱼肝油的低温处理:分离所得的鱼肝油,约含有30%40%固体脂质(主要是硬脂酸甘油酯),其凝固点较高,因此,必须在规定的温度下进行低温处理,使其中较高凝固点的日油酯先行析出,经过压滤,这样所得的鱼油,即使贮藏于冬季,仍是清澈透明状态。鱼肝油的低温处理包括预冷、冷却、冷滤三部分内容。 肝油预冷:先将肝油置于冷库预冷
22、间710一周左右,采用逐渐降温的方法,目的是为了获得大品粒的硬脂,以提高压榨效果。 肝油的冷却:一般最低温度达到-24。从预冷室把肝油移入低温冷库中,继续冷却3d以上,这样析出固体脂肪,结晶完善,便于压滤。压滤:已经冷却并析出沉淀的肝油,采用板框压滤机分离清油。压滤要求在01的条件下进行。固体脂肪可用作工业用油,用于制革、制皂等方面。 (四)鱼油的精制 原料经压榨、萃取或溶出法提取的油脂,通过沉降、离心或压榨、过滤等初步精制之 后,其中的水分、蛋白质、黏液以及机械夹杂物已经全部或大部分被除掉。但油中或多或少会存在些蛋白质颗粒、色素、无机盐、游离脂肪酸及一些挥发物质等,不利于长期贮藏,因此需进一
23、步精制,主要包括脱酸、脱色、脱臭。 1.鱼油的脱酸 脱酸主要是除去油脂中的游离脂肪酸。在中和脱酸的方法中,产生肥皂可以吸附一部分色素和其他杂质。主要方法有蒸馏脱酸法和碱液脱酸法,亦称中和脱酸,所用碱有石灰、纯碱、烧碱和纯碱-烧碱混合法等。目前普遍采用烧碱脱酸法。其优点是脱色力强,能有效地除去油中的蛋白质和黏液等杂质,而且设备较简单。 2.鱼油的脱色 鱼油颜色变动很大,鲤鱼肝油几乎无色,而触鳞油呈暗红或褐色。鱼油颜色形成有两个原因,一是天然色素;二是鱼油发生化学变化而呈色。脱色主要去除天然色素,而对于化学变化而产生的颜色,则很难脱去。 鱼油脱色的方法:化学法:化学法是借氧化和还原作用来破坏油中色
24、素。采用氧化法实际应用少,因为鱼油本身极易氧化酸败。氢化法具有很大实用价值。鲱鱼油在180。用0.7%的镍作催化剂,以1.36MPa的氢压进行氢化10min,颜色即从黄色变到淡黄。此外。锌粉在150以上与油的混合可达脱酸脱色的双重效果。物理法:此法不会使鱼油发生化学反应,因此适用广。采用一种表面积很大,不溶于油的物质,靠表面吸附作用除去油中的色素。吸附剂有活性炭、活性白土等。吸附剂的活性取决于单位重量上的表面积大小及其表面性质。鱼油脱色多采用酸性白土,价格便宜,效果好。为了提高活性,可用酸进行处理,为达到目的,还必须将其所含水分烘干,提高脱色效果。 3.鱼油的脱臭 油脂的臭味来源于两方面:一是
25、加工和贮藏中由外界混入的污物及原料蛋白质等分解产物;二是油脂本身氧化酸败产生许多臭味物,如醛类、酮类、低级酸类、过氧化物等。一般食用的油脂,人造奶油等都要脱臭。鱼油带有令人不快的腥味,如要彻底脱臭需采用特殊的加工方法如氢化工艺等。脱臭的一般方法:气体吹入法:将油加热到适当温度(不起聚合),通入惰性气体,如CO2、N2、H2等,使臭味挥发。此法仅用于一般植物油。真空脱臭:在减压和水蒸气、蒸馏结合的基础上进行脱臭,是国内外应用最广泛的方法。 (五)鱼油保健品 1.鱼油的营养与保健 在鱼油中含有较多种类的脂肪酸,特别是含有相当多的二十碳及二十二碳的不饱和(常含有5-6个双键)的-3型脂肪酸,与一般动
26、植物油脂的脂肪酸主要是co-6型的相比,代谢和生理作用有很大差异。二十碳或二十二碳的长碳链多不饱和脂肪酸在鱼油中一般占1/4-1/3,在某些种类的鱼油中可达近一半。在绝大多数动植物油中,长碳链多不饱和脂肪酸一般少于1%,很少有超过5%的。鱼油中的-3型多烯酸是鱼油特征,脂肪酸PEA (二十二碳五烯酸,Eicosapentaenoic Acid)和DHA(二十二碳六烯酸,Docosahexaenoic Acid)是鱼油特别是海产鱼油的重要组成成分。鱼油的高度不饱和脂肪酸在营养学和医药学的各个领域日益被重视。作为海洋食品的主要成分,鱼油脂肪酸制剂已被用于抗心血管病药物,鱼油中-3脂肪酸对婴儿和抗衰
27、老的意义被重视,它们具有降低血脂和胆固醇的功效。 2.鱼油保健品的制备 (1)EPA和DPA EPA是脂肪酸中二十碳五烯酸,DHA是脂肪酸中二十二碳六烯酸的缩略名词。EPA主要是在硅藻等浮游生物及红藻、褐藻等藻类生物中合成,并通过食物链被转移蓄积于鱼类和甲壳海洋动物中,部分代谢成DHA。EPA和DHA大量存在于海鱼和海兽的油脂中,而在其他动物油脂中,一般都很少。鱼油提取通常从多脂的中上层鱼类(诸如沙丁鱼、鲜鱼等)中提取。经过专门处理的鱼油,二十碳五烯酸(EPA)含量丰富。 提取方法:原料鱼搞碎蒸干压榨粗油精制过滤鱼油精制浓缩EPA、DHA 将含EPA、DHA的鱼油进行精制、浓缩,可制成各种药剂
28、胶囊或直接加到婴儿食品中,或供人服用。 (2)维生素A浓缩剂 作为药用鱼肝油,以高单位的维生素来满足人们特别是儿童的需要。因此需要将低单位的鱼肝油经物理或化学处理,制成浓缩剂。方法如下:皂化萃取法:将鱼肝油经过部分皂化或全部皂化之后,用有机溶剂萃取其不皂化物,蒸去溶剂。即得维生素A浓缩剂。如果鱼肝油仅皂化一部分,则维生素集中到剩下的一部分肝油中,可直接将这种高单位的维生素用离心机分出,而不需用有机溶剂来萃取。工艺:烧碱以50%溶液加入,温度4550,一般1h左右。皂化后用溶剂萃取。冷却处理萃取液和经过滤后的清油,然后在真空下蒸取溶剂,即得维生素A浓缩剂。因维生素A极易被空气氧化,在加工过程中,
29、做好通入CO2或N2惰性气体。如果原料肝油全部皂化,蒸去溶剂后的浓缩维生素A应加入少量食用油将其溶解保存。为了避免在低温季节由于固醇结晶析出而使浓缩剂发生混浊现象,有必要在-50的温度下将固醇先行沉淀析出。分子蒸馏法:近代真空技术发展,使加压蒸馏可达10-210-6mmlg程度。在此真空下,维生素A分子可以在高于沸点的温度下,不分解地蒸馏出来。维生素A含量高达每克数百万国际单位。因此本法被认为是维生素工业技术的一项重要发展。具有维生素含量损失少、不使用化学药品、原料油仍可利用。为了保证产品在一定时间内的质量,配油时应适当增加一定量的维生素A 和维生素D。配油中要加入含油量0.002%抗氧化剂B
30、HA及含油量0.005%的抗氧化剂增效剂柠檬酸。 (3)鱼肝油维生素A、维生素D浓缩胶丸 将定量的鱼肝油封闭在胶囊中,制成胶囊制剂。剂型有球形、蛋形、管状形等。由于鱼肝油封闭在胶囊中,故服用和携带方便,且吞服时无鱼肝油腥味,受到消费者欢迎,并且和外界完全隔绝,这样维生素效价较稳定,可以保存较长的时间。 3.鱼肝油滋补品的制备 鱼肝脏中一般有含量较高的油脂,即鱼肝油,其中维生素A和维生素D是重要的天然 药用资源。目前出口的鱼肝油制品主要是鱼肝油乳化剂产品,即在怡糖、麦芽糖等稠厚液中或在乳化剂中,加入适量的鱼肝油、几种维生素和调味剂,复制成果味芳香、易被人们服用和吸收的滋补品,如乳白鱼肝油、橙汁鱼
31、肝油、麦精鱼肝油等。 (1)鱼肝油乳的制备 鱼肝油乳由于含油量高,经乳化后,无鱼腥臭味,香甜可口,销路广,很受欢迎。乳白鱼肝油是鱼肝油与乳化剂、调味剂配制而成的鱼肝油乳。配制方法如下:选取鱼肝油400g(含维生素A500IU/g,维生素D1501U/g),西黄蓍胶10g,甘油20g,“吐温80”12g,杏仁油2.5g,香蕉油1g,苯甲酸1.5g,柠檬酸0.3g,糖精钠0.25g,蒸馏水加至1000mL。将甘油、蒸馏水、柠檬酸、糖精钠一起加入搅拌器内,搅拌5min。加入“吐温80”,再搅拌5min。然后将西黄菩胶、苯甲酸分散于2倍量的油中后加入上述溶液。连续搅拌20min,至均匀。继之在1.5h
32、内加入鱼肝油。加入香精并搅拌0.5h。整个搅拌过程都在压力为0.02MPa下进行,同时在夹层中通冷却盐水,使料温不超过40。搅匀后,再经均乳机高压乳化3次,压力为9.81MPa。抽样化验合格后,即可包装。 (2)橙汁鱼肝油的制备 鱼肝油与乳化剂、果汁调味剂配制而成的营养饮料。工艺分两步:一是糖料部分;二是初乳部分。 糖料部分:先将蒸馏水吸入锅内,加入白砂糖,加热搅拌,糖熔化后,加入苯甲酸钠,柠檬酸、糖精,搅拌后,再加入维生素B2的色素液,再搅拌均匀,经尼龙袋过滤。 初乳部分:在初乳锅内吸入鲜橙汁,溶入维生素C、羧甲基纤维素、鱼肝油、“吐温80”等搅拌均匀。将糖料部分吸人初乳锅内,搅拌,加热灭菌
33、。出料前加入香精,过滤,料液均质一次,压力8-10MPa,最后在真空下脱泡,室温下灌装,即为橙汁鱼肝油。 (3)鱼肝油酸钠注射液 从鲜鱼肝油等中提取的脂肪酸钠盐的水溶液,为无色或淡黄色的透明液体。鱼肝油酸钠注射液在医药上作为硬化剂,可用于血管瘤、内痔、下肢静脉曲张等病的治疗。近年来发现鱼肝油酸钠有止血、消炎和抗感染作用,效果显著。工艺流程如下: 鱼肝油+乙醇+氢氧化钠+水(皂化)蒸去乙醇(不皂化物)加硫酸化脂肪酸蒸馏除去残存乙醛过滤脂肪酸测酸价加碱脂肪酸钠盐加注射水鱼肝油酸钠注射液封针灭菌成品包装 二、主要质量问题与原因 鱼肝油的主要质量问题是油水离析分层,有辛辣味等。造成油水离析的主要原因:
34、选用的乳化剂不适宜,乳化不良。二是搅拌不充分。三是加油过快,油分子扩散不均匀。造成制品有辛辣味的原因是油脂氧化,因此,控制清油及精炼植物油质量是非常必要的。此外,为了避免制品内杂菌生长,导致瓶内产气升压,容器爆裂,必须加强生产过程中的卫生管理。 第三节 鱼鳞、鱼皮、鱼头的利用一、鱼胶 近年来随着分子生物学、生物化学和免疫学的发展,促进了对胶原蛋白研究的不断深入,新的胶原类型不断出现。迄今报道的胶原蛋白类型已有27种,胶原蛋白的化学结构、 来源、生物学意义及其在正常和病理组织中的分布情况等也逐渐被人们所认识。胶原蛋白诸多的优良性质,使其越来越多地应用于医药、食品、高档化妆品、生物肥料等工业领域。
35、目前工业胶原蛋白的来源仅局限于牛、猪等陆产动物,数量有限,且存在牛的海绵状脑病(疯牛病)及猪瘟、口蹄疫等疾病的影响,其安全性受到质疑。而水产动物的皮、骨、鳍等含丰富的胶原蛋白,是安全的胶原蛋白来源。因此,国外学者热衷于从水产动物中提取胶原蛋白并对其进行了深入研究。 (一)鱼胶原蛋白的原料特征 鱼胶的主要原料为鱼鳞和鱼鳃。鱼胶原蛋白是基质蛋白,在鱼体中分布广泛,占鱼体的15%45%;在鱼皮、鱼鳞中含量较高,约占鱼皮鱼鳞中粗蛋白的70%左右。鱼鳞、鱼皮胶原蛋白属于(I)和(I)型。鱼鲜、鱼皮中除了胶原蛋白之外还有弹性硬蛋白等,约占30%左右。鱼胶原的热稳定性、蛋白纤维的热收缩性和热变性温度低于猪和
36、牛的胶原,与鱼类品种的特异性有关。鱼胶原蛋白同样含有羟脯氨酸,但比例低于牛、猪胶原蛋白中的比例,一般为10%左右。鱼胶原蛋白的这些原料特征决定和影响了其工业产品的品质指标以及在工业化制造时的工艺条件。 (二)鱼胶原蛋白多肽 蛋白肽由一个或多个氨基酸通过酰胺键连接而成,由于其分子质量较小,容易被人体吸收,因此,在食品和化妆品工业中广泛应用。鱼的胶原蛋白多肽是由鱼体中分离的胶原蛋白通过酶解而成的。对应用于不同领域中的胶原蛋白多肽的品质指标,其要求有的是一致的,如氮含量在16.5%以上,灰分在2%以下,水分在8%以下,pH5.07.0。但应用于食品、饮料、化妆品等不同行业的产品在水溶性、分子量、色泽
37、、透明度、气味等方面有各自的标 准和要求。 (三)胶原蛋白的制造工艺 从鱼皮、鱼鳞中提取胶原蛋白的基本工艺流程: 在工业制造过程中,影响胶原蛋白多肽品质的关键是酶解、脱腥,影响明胶品质的主要环节是提胶浓缩和干燥。 (四)鱼胶原蛋白的生产线 为了使用同一鱼胶原蛋白的原料制成不同应用范围的产品,生产线中的设备安排可采取分段、有分有合的方法,以达到用一条基本生产线适应多种工艺的要求和获得不同产品的目的,工艺设备流程见图13-1。 (五)鱼鲜胶的制作方法 1.工艺流程 鱼皮、鳞(骨)料准备脱脂脱矿物质胶原提纯萃取澄清、过滤离子交换蒸发灭菌冷却成型烘干成品 2.工艺要点 (1)准备 将鱼皮、鱼骨、鱼鳞分
38、门别类切碎。 (2)脱脂 使用7585的热水,加入少量HC1,调pH为6,与原料一同进行高速搅 拌,使脂肪球壁破裂,油脂从中释放出并进行分离,此过程约2-3min。 (3)脱矿物质 使用低浓度的HC1、H2SO3、H2SO4对胶原浸渍处理,脱除其矿物质。 (4)胶原提纯 用浓度2%5%的石灰乳浸渍,以破坏胶原中存在的某些交联键,并除去杂质、非胶原蛋白质和碳水化合物等,让残留的油脂转化为不溶性钙皂。浸灰温度15 20,浸灰时间410周或更长时间。浸灰后水洗、中和,此为碱法处理。新鲜皮、鳞可用酸法处理,采用HC1、H2SO3、H2SO4,浓度在5%以下,pH4左右,处理温度1520,时间1048h
39、,再水洗、中和。 (5)萃取 常压下热水多道萃取(3-8道)。萃取温度第一道45左右,以后每道升高510,直至邻近沸腾。每道萃取到胶液浓度3%8%时,将萃取液放出,每道胶分别处理,以生产不同档次和用途的明胶产品。 (6)澄清、过滤 用以棉浆板为过滤介质的板框压滤机过滤,过滤后的淡胶液用阴阳离子交换树脂处理。 (7)蒸发 常使用多效真空蒸发设备和最后采用带刮板的降膜式蒸发器蒸发。 (8)灭菌 浓明胶采用5s的短时间和141的高温加热法灭菌,所用的设备如管道、包装容器、操作场均需严格消毒灭菌。明胶成品可用三氯甲烷或环氧乙烷蒸汽熏蒸。 (9)冷却、成型、干燥 浓缩的胶液冷却后成凝胶,做成薄片状或小块
40、状。烘干设备用卡网式,干燥空气与物料逆向流动,温度比一般干燥器低,物料进口处空气40,干物料出口处空气75,干燥空气脱水后可循环使用,空气脱水采用氯化锂或三甘醇吸收法。胶原蛋白(Collagen)又称胶原,是由三条肽链拧成的螺旋形纤维状蛋白质。胶原蛋白是动物结缔组织重要的蛋白质,具有很强的生物活性及生物功能,能参与细胞的迁移、分化和增 殖,使骨、腱、软骨和皮肤具有一定的机械强度。近年来,随着胶原提取技术的发展,对其性质、对胶原蛋白与胶原多肽的生物功能等性能的认识不断提高,胶原蛋白的研究及应用成为一个热点。 在工艺流程中,脱灰是制作鱼胶原蛋白的基本环节,是保证后续产品品质的首要措施,因此,可作为
41、一个单独的工艺阶段设置。第二个工艺阶段是胶原蛋白的提取和分离。将鱼鳞 和鱼皮中的非胶原蛋白成分(如硬蛋白、角蛋白等)与胶原蛋白分离,要严格控制工艺操作条件,如强度等,使胶原蛋白的含量至少在80%以上。第三个阶段是对提取的胶原进行应用性处理。就是将提取和分离出的胶原蛋白按不同的应用要求进行处理,主要是酶解、浓缩,控制其分子量和黏度的大小,以满足不同用途的产品质量要求。第四阶段是产品最终成型。胶原蛋白的工业性产品有两种干燥方法:一种是喷雾干燥,它只能适用于黏度在1.0以下的产品;另一种是热风干燥,主要用于大分子、高黏度的产品。由于必须严格控制最终产品的微生物含量,所以生产线的布局应分为3个区域:原
42、料处理区、一般操作区和洁净生产操作区,这样才能保证产品的细菌总数在1000个/g以下。 二、鳕鱼皮明胶的操作要点 鳕鱼皮明胶具有高凝胶强度、高黏度和高透明度的特征,完全可以用于照相材料、医用胶囊等要求较高的领域。 (1)除去夹在原料中的头、鳍、内脏及附着在鱼皮的鱼鳞,剔除腐败发臭的鳍鱼皮。 (2)将预处理后的原料用0.1mol/L氯化钙处理14h,然后用水冲洗4h进行脱盐,再在20下浸灰47d,加入石灰浆至整个水溶液含氧化钙1%-2%。每隔8h翻动1次,ld 后即可换灰,随后每隔23d换灰1次。浸灰时如pH低于12或灰液浑浊变黄,需及时换灰。 (3)取出鳕鱼皮漂洗,并用稀盐酸中和,在pH4左右
43、保持34h后取出,再用水漂洗几小时至鳍鱼皮pH7时,即可进行下一道工序。 (4)将处理后的鳍鱼皮放入熬胶锅内,加适量水,调节pH在66.5之间,于70熬胶4h,然后放出胶液(头道胶),再往渣内加人适量水,在0.05MPa压力下熬胶2次,每次30min,待压力为零后出溶液。 (5)提取的明胶溶液中有少量的原料细粒、脂肪等杂质,用脱水式离心机进行分层分离。 (6)在真空度不低于0.1MPa、温度75以下进行减压浓缩,胶液在浓缩器内停留最长不超过6h,至浓缩液含量达20%左右即可放料。 (7)往浓胶液中加入为干胶量0.075%的二氧化硫,然后将浓缩液盛入铝或不锈钢盘中,置于10冷却凝固后,切成厚约0
44、.5cm的薄片。 (8)置于干燥网上推进烘道内,先用10左右的冷风干燥至半干品,再用2530热风干燥至成品。干燥时相对湿度控制在75%以下,产品色泽为黄色或淡黄色,水分含量为10%15%。 三、淡水鱼头骨粉加工的操作要点 鱼头和鱼骨不仅含有大量的矿物质,且富含蛋白质和脂肪。有效地利用淡水鱼加工中废弃的鱼头,可以极大地提高经济效益。加工鱼骨粉的操作要点如下: (1)将去鲍白链鱼头在高压锅中120下加热30min,使鱼头软化。 (2)将软化的鱼头用粉碎机打成浆状。 (3)在浆状物中加入等量1%盐水,以粗孔尼龙筛为过滤介质,离心过滤,滤渣以等量1%盐水洗涤再次过滤,合并液汁。 (4)将过滤残渣加入等
45、量热水,充分搅拌后离心,弃去水洗液,残渣烘干,粉碎即为鱼头骨粉。 (5)将步骤(3)中的滤液置05下过夜,取出上层析出的脂肪,加热熔化冻状液汁后过滤或精滤,即可制得汤料。 第四节 蟹虾副产品综合利用一、甲壳质及其分布 甲壳素(Chitin)又名甲壳质,是一类多聚氨基糖、脱乙酞甲壳素及其衍生物等的统称。自然界中,甲壳素广泛存在于低等植物菌类、藻类的细胞,节肢动物虾、蟹和昆虫的外壳中、贝类、软体动物的外壳和软骨,高等植物的细胞壁等。其每年生物合成的资源量高达100亿t,是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源,其中海洋生物的生成量在10亿t以上,是一种用之不竭的生物资源。甲壳素经自然界中的甲壳素酶、
46、溶菌酶、壳聚糖酶等的生物降解后,参与生态体系的碳和氮循环,对地球生态环境起着重要的调控作用。 (一)甲壳质的化学性质 甲壳质是N-乙酞基-D-葡胺糖通过B-(1,4)糖苷键联结的直链多糖,因而可命名为1,4-2-乙酰氨基-2-脱氧-B-D葡聚糖。因品态结构的不同,存在着a、B、之三种品型物,其中x-甲壳素最为丰富和稳定,除能在少数酸性溶剂中溶解外,不溶于一般溶剂。由于大分子间的氢键作用强烈,导致甲壳素无熔点,加热至200以上则开始分解,因之也称之为不溶性甲壳质。当脱去分子中的乙酞基后,转变成脱乙酰甲壳素(也称甲壳胺或壳聚糖Chitosan),后来因其能溶于多种溶剂而称之可溶性甲壳素。基本结构如
47、下: (二)甲壳素的制备 甲壳素可以从虾、蟹的外壳等多种原料中分离制得,其含量在35%以上,也比较容易分离制备。其工艺方法是:将废弃的虾、蟹外壳去杂、洗净晾干后研成适当碎片;用1mol/L NaOH 浸泡24h以上,以除去所含的约30%总壳重的蛋白质和脂质;水洗至中性后再用1mol/L HCI在经常搅拌下浸泡并经常搅拌,直至不再出现CO2气泡,以除去占总壳量45%左右的CaCO3等矿物质;用有机溶剂处理,萃取出色素;干燥可得投料量的20%30%甲壳素粗品。重复处理即可得白至灰白色甲壳素,总收率为15%20%。 将甲壳素用400600g/L NaOH在80180下隔氧回流处理,随反应温度、时间的控制不同则可得不同分子量的脱乙酰甲壳素。如用较低温度、缩短反应时间、增加反应次数和进行中间产物的溶解(沉淀处理),则可得脱乙酰度达99%的脱乙酰甲壳素。 二、虾综合利用 (一)虾皮 虾皮,是毛虾的干制品,有生干品和熟干品两种。用中国毛虾生产的虾皮为上乘,因其虾体小、皮薄,干制后很易使人感到只是一层皮,虾皮一名即由此而来。虾皮的营养价值很高,在水产品中属价格比较低廉的大众化海味品。经化验每100g虾皮中含蛋白质39.3g,脂肪3g,糖类8.6g,钙2000mg,磷1005mg,铁5.5mg,硫胺素0.03mg,核黄素0.07mg,尼克酸2.5mg。虾皮中
限制150内