(5)粗脂肪測定按GB/T 6433—2006《飼料中粗脂肪測定方法》進行測定。
三、骨膠的加工
骨膠(bone glue)是動物膠中的主要產品之一,由畜禽骨為原料提煉而得,外觀呈黃色的固體。骨膠的化學成分為多肽的高聚物,它是一種纖維蛋白膠原,膠原通過聚合和交聯作用而成鏈狀或網狀的結構,因而骨膠具有較高的機械強度,並能吸收水分發生溶脹。骨膠還能溶於醋酸、甘油、尿素等溶液中,但它不能溶於甲醇、氯仿和丙酮等。
(一)骨膠的用途
1.用於上漿與上光
在棉布、絲綢、紗布及印刷生產中以及在造紙或製袋、革製品編製加工中,骨膠可做上漿或上光劑,能使織物、皮袋、紙張等呈現良好的光澤。
2.做黏合劑
骨膠可用於砂布、砂紙製造的黏合劑,以及砂輪、鉛筆、鑄造模具、家具製作的黏合。
3.工業原料
印刷用膠的調製、火柴磷皮和橡膠輪胎的製造、電鍍液的配製等,都要使用骨膠作為原料。
4.其他方麵
在照相器材、醫藥工業和食品工業中,骨膠也經常被用作原料。
(二)骨膠的加工
骨膠製造的原理與皮膠相同,但加工過程與皮膠有所區別,即製造骨膠時沒有浸灰、脫毛、中和等前處理過程。但脫脂仍為生產骨膠的一個重要過程。
1.工藝流程
2.工藝要點
(1)骨的粉碎與洗滌將骨用機械的方法粉碎成為13~15mm的骨塊,然後用水洗滌。為了提高洗滌效果,可用稀亞硫酸處理,它不僅可以提高漂白脫色的效果,並有防腐作用。
(2)骨的脫脂膠液中的脂肪含量直接影響成品質量,在加工高質量骨膠時,應盡可能的除盡。脫脂的方法常用的有水煮的方法,但煮製時間較長則影響得率,而最好的方法是抽提法,可除去骨中的全部脂肪,它不僅可以提高成品質量,同時色澤也比較好。
(3)煮製將脫脂後的畜禽骨放入鍋中加水煮沸,使膠液溶出。煮膠時,每煮數小時後取出膠液,再加水煮沸,再取出膠液。如此5~6次後即可將膠液全部取出。
(4)濃縮將膠液先利用離心、沉降或過濾等方法消除懸浮的固體雜質,而後進行蒸發濃縮。
工業生產中一般多采用真空設備來濃縮,可提高產品的質量和色澤,如液膜式真空蒸發器等。為了保持膠液溫度不高於90℃,真空度多控製在60~67kPa範圍之內。膠液的進料濃度一般低於10%,經濃縮後的濃度不低於49%。如果後續的幹燥設備為噴霧幹燥器,濃縮至20%~25%即可。
經濃縮後的膠液,按所含幹膠計算,應加入0.7%~1.0%的硫酸鋅或0.07%~0.1%的保鮮粉作為防腐劑。膠液的含幹膠量可用下列公式計算:
幹膠量=相對密度×體積×含膠量%
式中含膠量可根據膠液的相對密度從中直接查出。
(5)成型當膠液濃度達49%以上時,如果溫度冷卻到28℃以下,就能發生凝膠作用。轉變成固體狀凝膠。把濃縮後的膠液放入容器內,並冷卻成凍膠,然後切成薄片進行幹燥,幹燥至含水量小於16%才能作為成品出售。骨膠幹燥設備常用通道式幹燥機,也可用自然曬幹。
(三)骨湯膠的加工
畜禽骨熬煮提取骨油後的殘湯,也能用來生產骨膠,俗稱骨湯膠。
1.工藝流程
2.工藝要點
(1)清湯撈出熬油殘湯中的殘骨和雜質,讓其沉澱和過濾。將濾液重新加熱至90℃,並加入0.05%的明礬粉及0.05%的生石灰粉,以及0.5%的新鮮脫纖牛血或脫纖豬血,充分攪拌物料,清除漂浮在湯表麵上的雜質和泡沫,然後加0.02%~0.024%的甲醛進行防腐,趁熱過濾除去沉澱的雜質。
(2)熬膠將清湯過濾得到的濾液倒入鍋裏,以猛火加熱進行熬膠,當熬至骨湯開始發黏時,把火力減弱,並取樣測定相對密度。當相對密度達 1.15時,再加0.01%~0.02%的甲醛,攪勻後準備出料。
(3)晾膠當膠液溫度冷卻至50~60℃時,把它倒入小木框中,木框以玻璃作底。每框中約倒入1cm厚的膠液,然後在10~15℃條件下晾膠約半小時,再用小刀取出凝膠。
(4)幹燥將取出的凝膠放置在30℃的幹燥室裏,經8~12d後就可得到成品。
(四)骨膠的質量標準與檢驗方法
1.質量標準
工業用骨膠的質量標準,工業用明膠的質量標準,照相用明膠的質量標準。
2.骨膠的檢測方法
(1)水分測定法參考《中國藥典》2005年版第三部附錄ⅦD 附錄38。
(2)pH測定法參考《中國藥典》2005年版第三部附錄ⅦP 附錄23。
(3)灰分測定法按國家標準GB/T 6438—2007《飼料中粗灰分的測定》進行測定。
(4)鐵含量測定法按國家標準GB/T 9695.3—2009《肉與肉製品 鐵含量測定》進行測定。
3.明膠的檢測方法
明膠的檢測方法參考《中國藥典》2005年版第二部第334頁。
四、提取食用蛋白質
人類不能缺少蛋白質、澱粉、脂肪、維生素和礦物質,對於生命來說,蛋白質甚至比碳水化合物還重要,蛋白質在動物體內經分解轉變成各種氨基酸後,就可以透過腸壁吸收到血液中去,再由血液輸送到各組織中。蛋白質不但提供C、H、O,而且還提供脂肪和碳水化合物所沒有的N、S、P等元素。
食用蛋白質(Edible Protein)的來源主要是肉、魚、蛋、豆類、糧食等食品。近年來,已成功地從牲畜骨中提取了供食用的蛋白質。一般新鮮牲畜骨含有約17%的蛋白質、10%的脂肪、30%的磷酸鈣和 43%的水分。
美國從牛骨中提取食用蛋白質,同時也生產骨膠和脂肪。加工方式是將新鮮牛骨破碎成最大為0.25~0.5cm的小塊,加入大約同樣重量的水攪和,再加入約3.5%的Tona-300(RTM)酶,將此混合物在35~51℃加熱攪拌。待3~3.5h後,將溫度升高到60℃,時間為2.5~3h,再升溫到90℃,使酶失去活性。當溫度介於57~87℃時,將固體物濾出,可製得骨膠。濾液做離心處理,得到可供食用的脂肪和含4%~7%的蛋白質湯,湯可作為食物的蛋白質補充物。用這種方法可將產生難聞臭味的肽和腖減少到最低程度,操作程序簡單經濟,而且不需要化學添加劑。
膠原蛋白質在營養上是一種不完全的蛋白質,它不含色氨酸,蛋氨酸的含量也很低。但是它對人體的血管、皮膚、骨骼、筋腱、軟骨和牙齒等的形成十分重要,因為膠原是這些組織的主要基質。
五、製取磷酸氫鈣
(一)磷酸氫鈣的性質和用途
磷酸氫鈣是帶有兩個水分子的結晶磷酸二鈣(CaHPO4·2H2O),又稱沉澱磷酸鈣。是白色或灰白色單斜晶體,相對密度為2.306(16℃),稍溶於水,溶於稀鹽酸、硝酸、醋酸,不溶於乙醇。
磷酸氫鈣根據用途分為藥用、工業用、飼料用等數種產品。
(二)磷酸氫鈣的生產原理
在骨膠生產中用稀鹽酸浸泡骨頭時,骨頭裏的磷酸三鈣溶解,並生成磷酸一鈣、氯化鈣和磷酸,它們在水中都能溶解。
在含有磷酸和磷酸一鈣的鹽酸浸漬廢液中,加石灰乳中和,就可以得到磷酸氫鈣。
磷酸氫鈣的結晶與加入石灰乳的量有關,用量過少,則不能使溶液內的磷酸和磷酸一鈣全部反應為磷酸氫鈣,影響收率和產量;用量過多,則磷酸氫鈣又會分解,產生一鈣和三鈣。
pH是控製石灰乳用量多少的標誌。溶液的酸度在pH為3.0以下時,磷酸鹽大部分以Ca(H2PO4)2,即一鈣的形式存在,在中和過程中,一鈣隨pH的提高逐漸呈磷酸鈣析出;當pH達到5.0時,磷酸鹽大部分以二鈣形式析出,所以向溶液內加石灰乳時,必須嚴格控製pH在4.0~5.0。
反應溫度決定磷酸氫鈣形成什麼樣的結晶。60℃以下,大部分以含結晶水的磷酸氫鈣形式(CaHPO4·2H2O)析出。而70℃時則又以無結晶水(CaHPO4)的形式存在。在加石灰乳中和的過程中,必須控製溫度在60℃以下。但溫度過低時,析出的磷酸氫鈣又會變細,影響過濾和洗滌,操作中損失較大,所以中和溫度應控製在40~60℃,為防止失去結晶水,幹燥溫度也必須控製在60℃以下為宜。
中和速度過快也會導致結晶細小,影響過濾、洗滌,所以中和時速度必須緩慢,力求結晶粗大,有利於過濾和洗滌,進而增加收率和產量。
欲製取質量較好的磷酸氫鈣,還可以向“廢酸水”溶液中施加活性白土、活性炭和漂白粉脫色。
(三)磷酸氫鈣的加工工藝
1.工藝流程
2.工藝要點
(1)調pH將畜禽骨鹽酸浸漬廢液中(相對密度1.07~1.10,pH約為2.0),用10%的Na2CO3溶液中和至pH約為3.0,靜置過夜。
(2)脫色將靜置液升溫至80℃後加活性白土,煮沸脫色半小時,過濾打入中和釜中。
(3)過濾中和控製濾液溫度40~60℃,在不斷攪拌下緩慢加入4%~6%的石灰乳中和,邊加石灰乳邊測定pH,中和至pH為5.0~5.5,使磷酸鈣充分沉澱後過濾。中和用的石灰乳需用含CaO 90%~95%的優質石灰配製,按1kg石灰溶成2.2kg石灰乳的比例將石灰溶成厚漿,熟化10~15min,使用前加水稀釋並過濾除去粗顆粒雜質。
(4)洗滌、幹燥、粉碎濾得的沉澱加水洗滌3~4次,洗去CaCl2和其他可溶性化合物,經離心脫水後送烘房,在不超過60℃的溫度下幹燥,再經粉碎過篩,即得到磷酸氫鈣。
飼料用磷酸氫鈣的收率約為骨料的40%。
(四)磷酸氫鈣的質量標準與檢驗方法
1.質量標準
磷酸氫鈣為明膠生產中的副產品,根據用途不同可分為藥用、工業用、飼料用等產品,相應的質量指標要求並不一致,磷酸氫鈣的質量標準符合GB/T 22549—2008《飼料級 磷酸氫鈣》質量指標。磷酸氫鈣亦可按照QB/T 2355—2005《飼料磷酸氫鈣(骨製)》中規定的方法進行測定。
2.檢測方法
磷酸氫鈣的檢測方法參考《中國藥典》2005年版第二部第880頁。
六、製取蛋白腖
蛋白質經強酸、強堿、高溫或蛋白酶的作用,將其中的肽鏈打開,生成不同長度的蛋白質分子的碎片即為蛋白腖(peptone),主要用作細菌培養基。
用胰酶分解膠原蛋白製蛋白腖操作簡單,容易掌握,適合中、小型加工廠生產。
(一)蛋白腖加工工藝
1.工藝流程
2.工藝要點
(1)熬煮將新鮮骨100kg摻水100kg加熱熬煮,溫度100℃,持續3h,取出,過濾,留下濾液,濾渣移作他用。
(2)調pH把已除去骨渣的濾液移入陶瓷缸中,加入0.15g/mL NaOH調整pH至8.6左右,使呈弱堿性。
(3)冷卻、消化加冰使液體冷卻至40℃時,加入胰蛋白酶進行消化。每次40mL,加入時不停攪拌,使溫度在37~40℃持續4h。
判斷消化是否完全(雙縮脲反應):取消化液過濾,取濾液5mL於試管中,加50g/L CuSO4 0.1mL,並加入40g/L NaOH 5mL混合。若呈紅色反應,說明消化已經完全,即可用HCl調整pH至5.6左右。
(4)加鹽液體在陶瓷缸內加熱煮沸 30min,再按原料(濾液)重量加入 1%的NaCl(精製鹽),充分攪拌10min,再加入0.15g/mL NaOH調整pH至7.4~7.6。
(5)濃縮將溶液轉入蒸發罐(或鍋)內,使濃縮成膏狀,裝瓶,即為成品。