一种高肉粘性的胶原肠衣及其制备方法和用途

1.本发明属于食品领域，具体涉及一种高肉粘性的胶原肠衣及其制备方法和用途。


背景技术：

2.肠衣主要分为天然肠衣和人造肠衣两种，天然肠衣是指采用猪、牛、羊等动物的小肠等除去排泄物后得到的透明状、具有韧性的一层薄膜，具有安全、营养、口感好等优点。人造肠衣主要分为纤维素肠衣、塑料肠衣、胶原肠衣三种，其中胶原蛋白肠衣是由家畜的皮、腱等为原料制成的，具有与天然肠衣相似的的性质，可食用，同时与天然肠衣相比使用更卫生。目前，西式香肠产品所使用的肠衣均为胶原肠衣。然而，在水煮灌肠类制品领域，胶原肠衣的性质却一直无法和天然肠衣完全匹配，其中最突出的就是胶原肠衣的肉粘性不足，使得灌肠类产品在水煮过程会出现肠衣从肉馅表面脱落，这已经成为一个行业共性问题。
3.肉粘性是肠衣和肉馅界面相互作用的外在表现，肉糜中的蛋白浸出液在加热过程中形成蛋白凝胶，从而在肉糜间形成力学作用；与此同时，蛋白浸出液吸附在肠衣膜表面，在加热条件下与肠衣发生化学作用，从而与肠衣形成整体。目前增强胶原肠衣肉粘性的方法主要分为三类，即改进肠衣配方、改进肠衣生产工艺和改进肉馅配方。改进肠衣配方主要是通过在胶原泥中加入其它可食用性大分子物质制备胶原肠衣，所述可食用大分子物质包括卡拉胶、果胶、琼脂、魔芋胶等。研究证明将可食用性大分子与盐酸溶液混合成大分子酸分散液，与原料混合制备胶原肠衣可以增强肉粘性。其次，胶原肠衣的热缩性是影响其肉粘性的重要因素，胶原纤维各向同性可以在加热时通过平衡轴向和径向热收缩力而有利于提高胶原肠衣肉粘性，因此可通过在生产胶原肠衣时调控胶原纤维取向获得具有较好肉粘性的胶原肠衣，也可以在灌肠类产品蒸煮前增加熟化步骤提高其肉粘性。此外，灌肠类产品肉馅的ph、脂肪种类、盐浓度等可以在加热时通过影响蛋白凝胶强度从而影响肠衣和肉馅的粘附，通过调节肉馅成分的配比可以在一定程度上改善肉粘性。
4.尽管基础研究发现肠衣纤维的取向、肠衣热收缩力等对胶原肠衣肉粘性的影响规律，但现有肠衣生产工艺对胶原纤维取向、肠衣厚度等的调控能力仍然有限，而且在调控胶原纤维取向、肠衣厚度等指标的同时，也影响了肠衣的其它指标，如力学性能、口感等。导致灌肠类产品在灌装过程会出现爆肠现象，影响灌肠类产品灌装效率与产品质量。此外，对于肠衣配方和肉馅配方需要较长时间的试验才能保证在不影响灌肠类产品风味的同时一定程度的提高胶原肠衣肉粘性，不能根本解决肉粘性不足的问题，也带来了成本上升的问题。可以说现有提高胶原肠衣肉粘性的方法不具有普适性，不能简单地对市场上大多数胶原肠衣进行快速改性，成本高。如何找到一种具有普适性的提高胶原肠衣肉粘性的方法，低成本的对现有胶原肠衣进行改性，在不影响灌肠类产品风味的情况下提高其肉粘性，对于灌肠类产品生产具有重要意义。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明提供了一种高肉粘性的胶原肠衣及其制备方法和用
途。
6.本发明提供了一种高肉粘性的胶原肠衣，所述胶原肠衣与肉馅接触的表面具有聚多巴胺涂层。
7.进一步地，所述胶原肠衣的涂层中聚多巴胺含量为0.01～1g/m2；
8.优选地，所述胶原肠衣的涂层中聚多巴胺含量为0.04～0.11g/m2；
9.更优选地，所述胶原肠衣的涂层中聚多巴胺含量为0.11g/m2。
10.进一步地，所述聚多巴胺涂层均匀涂覆在胶原肠衣与肉馅接触的表面。
11.本发明还提供了一种制备前述的胶原肠衣的方法，它包括如下步骤：
12.(1)配制多巴胺溶液；
13.(2)调节多巴胺溶液至碱性；
14.(3)在胶原肠衣与肉馅接触的表面上喷涂步骤(2)所得的多巴胺溶液；
15.(4)在有氧环境中干燥，使多巴胺在胶原肠衣内表面氧化自聚合形成聚多巴胺涂层；
16.(5)将具有聚多巴胺涂层的胶原肠衣套缩成型，真空封存，即得。
17.进一步地，
18.步骤(1)中，所述多巴胺所盐酸多巴胺；
19.和/或，步骤(1)中，所述多巴胺溶液的浓度为0.01～1wt％；
20.和/或，步骤(1)中，所述配制多巴胺溶液的溶剂为缓冲液；所述缓冲液是食入对人体无害的缓冲液。
21.优选地，步骤(1)中，所述多巴胺溶液的浓度为0.04～0.1wt％；
22.和/或，步骤(1)中，所述缓冲液为磷酸盐缓冲液、磷酸缓冲液；
23.更优选地，步骤(1)中，所述多巴胺溶液的浓度为0.1wt％；
24.和/或，步骤(1)中，所述缓冲液的ph值为7～7.6。
25.进一步地，
26.步骤(2)中，所述碱性时ph值为7～9；
27.和/或，步骤(2)中，所述调节多巴胺溶液至碱性时使用碱性溶液调节；所述碱为食入后对人体无害的碱。
28.优选地，步骤(2)中，所述碱性时ph值为8.5。
29.和/或，步骤(2)中，所述碱性溶液为食品级氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液。
30.进一步地，
31.步骤(3)中，所述喷涂的量为每平方厘米胶原肠衣上喷涂多巴胺溶液0.007～0.02ml；
32.优选地，步骤(3)中，所述喷涂的量为每平方厘米胶原肠衣上喷涂多巴胺溶液0.01ml；
33.更优选地，步骤(3)中，所述喷涂为均匀喷涂。
34.进一步地，
35.步骤(4)中，所述干燥时温度为30～60℃；
36.和/或，步骤(4)中，所述干燥时相对湿度为15～50％；
37.和/或，步骤(4)中，所述干燥时间为1～5min。
38.进一步地，
39.步骤(4)中，所述干燥时温度为40～50℃；
40.和/或，步骤(4)中，所述干燥时相对湿度为15～30％；
41.和/或，步骤(4)中，所述干燥时间为1.5～2min；
42.优选地，步骤(4)中，所述干燥时温度为40℃；
43.和/或，步骤(4)中，所述干燥时相对湿度为25％。
44.在干燥时还可以在胶原肠衣中通入氧气，可快速使多巴胺聚合吸附在胶原肠衣上。此外，不影响肠衣性能条件下可以选择其它干燥方式。
45.本发明还提供了前述的胶原肠衣在制备灌肠类产品中的用途；
46.优选地，所述灌肠类产品为西式香肠和/或中式香肠。
47.本发明中所使用的原料和辅料均为食品级原料和辅料。本发明使用的磷酸盐缓冲液在干燥后为磷酸盐，磷酸盐属于食品添加剂。本发明使用的碱(氢氧化钠)也是食品领域常用的碱。本发明使用盐酸多巴胺以及其聚合后的聚多巴胺虽不是常用食品添加剂，但食用后安全无毒副作用，如聚多巴胺在酸中性条件几乎不降解，其就算降解，降解后的产物也是多巴胺，为人体本身具有物质。且口服多巴胺进入胃肠道后，不进入血脑屏障，不会产生兴奋效果，对人体无毒副作用，因此可以用于食品领域。
48.本发明通过在普通胶原肠衣内表面引入聚多巴胺涂层来增强胶原肠衣的肉粘性，该方法在实现肉粘性提高的同时不会影响胶原肠衣力学性能、口感、安全等其他性能。同时，本发明方法普适性好，适合提高大多数胶原肠衣的肉粘性，解决了现有技术提高胶原肠衣肉粘性方法普适性差的问题。此外，聚多巴胺涂层采用盐酸多巴胺进行氧化聚合而成，原料成本低，制备工艺简便，所需仪器较少，在工厂中能很快实现批量化生产。本发明相比其他方式来说，普适性好、成本低，在提高灌肠类产品质量的同时显著提高效率，对于灌肠类产品生产具有重要意义。
49.显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
50.以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
51.图1为不同胶原肠衣制备的香肠的剥离力对比结果；图中，m-0没有涂层的胶原肠衣，m-p-0.04为实施例4胶原肠衣，m-p-0.06为实施例3胶原肠衣，m-p-0.08为实施例2胶原肠衣，m-p-0.1为实施例1胶原肠衣。
52.图2为不同胶原肠衣制备的香肠水煮后肉粘性对比图：a为实施例1胶原肠衣；b为实施例2胶原肠衣；c为实施例3胶原肠衣；d为实施例4胶原肠衣；e为没有涂层的胶原肠衣。
53.图3为市售不同类型的胶原肠衣涂层改性前后制备的香肠水煮后肉粘性对比图：a1和a2为胶原肠衣19d010，b1和b2为胶原肠衣f25，c1和c2为胶原肠衣19b270。
54.图4为样品条尺寸示意图(单位mm)。
55.图5为涂敷聚多巴胺涂层前后的胶原肠衣横向(radial)和轴向(axial)热收缩力。
具体实施方式
56.除另有说明外，本发明具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。
57.实施例1、本发明胶原肠衣的制备
58.本发明胶原肠衣的制备方法如下：
59.1)将0.05g盐酸多巴胺用50ml磷酸盐缓冲液(ph＝7.6)在室温下完全溶解，得到均匀的盐酸多巴胺溶液，溶液中盐酸多巴胺浓度为0.1wt％。
60.2)用1mol/l naoh溶液调节盐酸多巴胺溶液至弱碱性(ph＝8.5)，所添加naoh溶液的量以调节ph值到目标ph值所需量为准。
61.3)将配制好的盐酸多巴胺溶液放入喷涂装置的管道中，利用喷涂装置对市面上所售人造胶原肠衣(购买于北京秋实胶原肠衣有限公司，型号为19b380)进行内表面喷涂处理，喷涂口需能容纳多巴胺通过，喷涂的量为0.01ml/cm2，得到经盐酸多巴胺溶液处理的胶原肠衣，喷涂越均匀越好。
62.4)利用空气压力维持喷涂盐酸多巴胺溶液肠衣的口径，然后在相对湿度25％，温度为40℃的有氧环境中鼓风干燥，得到内表面聚合聚多巴胺涂层的胶原肠衣，该胶原肠衣涂层中聚多巴胺的含量为0.11g/m2。
63.5)利用套缩机将具有聚多巴胺涂层的胶原肠衣套缩成型，真空封存。
64.实施例2、本发明胶原肠衣的制备
65.本发明胶原肠衣的制备方法如下：
66.1)将0.04g盐酸多巴胺用50ml磷酸盐缓冲液(ph＝7.6)在室温下完全溶解，得到均匀的盐酸多巴胺溶液，溶液中盐酸多巴胺浓度为0.08wt％。
67.2)用1mol/l naoh溶液调节盐酸多巴胺溶液至弱碱性(ph＝8.5)，所添加naoh溶液的量以调节ph值到目标ph值所需量为准。
68.3)将配制好的盐酸多巴胺溶液放入喷涂装置的管道中，利用喷涂装置对市面上所售人造胶原肠衣(购买于北京秋实胶原肠衣有限公司，型号为19b380)进行内表面喷涂处理，喷涂口需能容纳多巴胺通过，喷涂的量为0.01ml/cm2，得到经盐酸多巴胺溶液处理的胶原肠衣，喷涂越均匀越好。
69.4)利用空气压力维持喷涂盐酸多巴胺溶液肠衣的口径，然后在相对湿度25％，温度为40℃的有氧环境中鼓风干燥，得到内表面聚合聚多巴胺涂层的胶原肠衣，该胶原肠衣涂层中聚多巴胺的含量为0.09g/m2。
70.5)利用套缩机将具有聚多巴胺涂层的胶原肠衣套缩成型，真空封存。
71.实施例3、本发明胶原肠衣的制备
72.本发明胶原肠衣的制备方法如下：
73.1)将0.03g盐酸多巴胺用50ml磷酸盐缓冲液(ph＝7.6)在室温下完全溶解，得到均匀的盐酸多巴胺溶液，溶液中盐酸多巴胺浓度为0.06wt％。
74.2)用1mol/l naoh溶液调节盐酸多巴胺溶液至弱碱性(ph＝8.5)，所添加naoh溶液的量以调节ph值到目标ph值所需量为准。
75.3)将配制好的盐酸多巴胺溶液放入喷涂装置的管道中，利用喷涂装置对市面上所售人造胶原肠衣(购买于北京秋实胶原肠衣有限公司，型号为19b380)进行内表面喷涂处理，喷涂口需能容纳多巴胺通过，喷涂的量为0.01ml/cm2，得到经盐酸多巴胺溶液处理的胶原肠衣，喷涂越均匀越好。
76.4)利用空气压力维持喷涂盐酸多巴胺溶液肠衣的口径，然后在相对湿度25％，温度为40℃的有氧环境中鼓风干燥，得到内表面聚合聚多巴胺涂层的胶原肠衣，该胶原肠衣涂层中聚多巴胺的含量为0.07g/m2。
77.5)利用套缩机将具有聚多巴胺涂层的胶原肠衣套缩成型，真空封存。
78.实施例4、本发明胶原肠衣的制备
79.本发明胶原肠衣的制备方法如下：
80.1)将0.02g盐酸多巴胺用50ml磷酸盐缓冲液(ph＝7.6)在室温下完全溶解，得到均匀的盐酸多巴胺溶液，溶液中盐酸多巴胺浓度为0.04wt％。
81.2)用1mol/l naoh溶液调节盐酸多巴胺溶液至弱碱性(ph＝8.5)，所添加naoh溶液的量以调节ph值到目标ph值所需量为准。
82.3)将配制好的盐酸多巴胺溶液放入喷涂装置的管道中，利用喷涂装置对市面上所售人造胶原肠衣(购买于北京秋实胶原肠衣有限公司，型号为19b380)进行内表面喷涂处理，喷涂口需能容纳多巴胺通过，喷涂的量为0.01ml/cm2，得到经盐酸多巴胺溶液处理的胶原肠衣，喷涂越均匀越好。
83.4)利用空气压力维持喷涂盐酸多巴胺溶液肠衣的口径，然后在相对湿度25％，温度为40℃的有氧环境中鼓风干燥，得到内表面聚合聚多巴胺涂层的胶原肠衣，该胶原肠衣涂层中聚多巴胺的含量为0.04g/m2。
84.5)利用套缩机将具有聚多巴胺涂层的胶原肠衣套缩成型，真空封存。
85.以下通过具体试验例证明本发明的有益效果。
86.试验例1、利用本发明胶原肠衣制备香肠
87.1、实验方法
88.利用本发明胶原肠衣制备香肠，具体方法如下：
89.1)按照工厂配方制备肉馅，利用灌肠装置，将肉馅灌入胶原肠衣中，利用尼龙线将灌好的香肠分成5cm一节(进行表观观察)和8cm一节(用于测定剥离力)若干。胶原肠衣分别为实施例1～4经涂层处理的胶原肠衣，以及未经过涂层处理的市面上所售人造胶原肠衣(购买于北京秋实胶原肠衣有限公司，型号为19b380)。
90.2)将灌装分节好的香肠喷雾加湿，放置在60℃连续热风干燥线干燥20-30min。
91.3)将干燥后的香肠放到70-80℃香肠蒸煮设备上进行熟化，时间为10min。
92.4)将熟化后的香肠冷却至室温，放入-20℃冰箱12h。
93.5)将冷冻后的8cm香肠解冻(实施例1～4制备的香肠)，利用剥离力检测装置对的香肠进行剥离力测定(剥离速率：500mm/min)，与没有涂层的香肠剥离力进行对比，结果如图1所示。
94.6)将冷冻后的5cm香肠解冻(实施例1～4制备的香肠)，切成十字花，约2cm左右，放入沸水中煮10min，取出观察肠衣和肉馅粘合程度，与没有涂层的香肠粘合程度进行对比，结果如图2所示。
95.2、实验结果
96.由图1可知随着聚多巴胺含量增加，胶原肠衣的剥离力增加，这有利于提高胶原肠衣的肉粘性。由图2可知当盐酸多巴胺浓度为0.1wt％，胶原肠衣涂层中聚多巴胺的含量为0.011g/m2时，胶原肠衣的肉粘性最佳，制备的香肠在水中煮时肠衣不会从肉馅表面脱落。
97.试验例2、本发明胶原肠衣普适性研究
98.1、实验方法
99.按照本发明实施例1所述方法对市售不同类型的胶原肠衣进行涂层改性，市售不同类型的胶原肠衣均购买于北京秋实胶原肠衣有限公司，型号分别为19d010、f25和19b270。利用改性后的胶原肠衣制备香肠，具体方法如下：
100.1)按照工厂配方制备肉馅，利用灌肠装置，将肉馅灌入不同类别的胶原肠衣中，利用尼龙线将灌好的香肠分成5cm一节。
101.2)将灌装分节好的香肠喷雾加湿，放置在60℃连续热风干燥线干燥20-30min。
102.3)将干燥后的香肠放到70-80℃香肠蒸煮设备上进行熟化，时间为10min。
103.4)将熟化后的香肠冷却至室温，放入-20℃冰箱12h。
104.5)将冷冻后的5cm香肠解冻，切成十字花，约2cm左右，放入沸水中煮10min，取出观察肠衣和肉馅粘合程度，分别与没有涂层的香肠粘合程度进行对比，结果如图3所示。
105.2、实验结果
106.由图3结果可知，本发明提高胶原肠衣肉粘性的方法对市面上不同类型的胶原肠衣均有效，可以有效提高各种胶原肠衣的肉粘性，可见本发明提高胶原肠衣肉粘性的方法普适性好。
107.试验例3、本发明胶原肠衣力学性能研究
108.1、实验方法
109.按以下步骤检测各胶原肠衣在95℃时的热收缩力，每个胶原肠衣至少测定10个样品。胶原肠衣分别为实施例1～4经涂层处理的胶原肠衣，以及未经过涂层处理的市面上所售人造胶原肠衣(购买于北京秋实胶原肠衣有限公司，型号为19b380)。
110.检测步骤如下：
111.①
按照图4所示制备样品条，将胶原肠衣检测样品固定在防滑胶带上；
112.②
开启热收缩力检测设备，待温度上升到目标温度后，将样条两端固定于夹具上，向上调节上夹具高度，使上下夹具距离为50mm；
113.③
启动升降程序，将样品条整体快速平稳地下移，浸没于液面中，仪器自动记录收缩力-时间曲线；
114.④
待测时间到达后，升降程序再次启动，将样品条整体移出液面，下移上夹具，松开夹具取下样条即可进行下一次测试。
115.2、实验结果
116.由图5可知，在胶原肠衣上涂敷聚多巴胺涂层后，不影响胶原肠衣热收缩性能，胶原肠衣力学性能良好。
117.试验例4、本发明胶原肠衣制备香肠后的口感研究
118.将本发明实施例1～4制备的胶原肠衣，以及未经过涂层处理的市面上所售人造胶原肠衣(购买于北京秋实胶原肠衣有限公司，型号为19b380)按照试验例1所述方法制备成
香肠。将香肠煮熟后进行品尝。发现胶原肠衣经过涂层改性前后制备的香肠口感和味道基本没有差异。可以采用聚多巴胺涂层来增强胶原肠衣的肉粘性后基本不影响灌肠类产品风味。
119.综上，本发明通过在普通胶原肠衣内表面引入聚多巴胺涂层来增强胶原肠衣的肉粘性，该方法在实现肉粘性提高的同时不会影响胶原肠衣力学性能、口感、安全等其他性能。同时，本发明方法普适性好，适合提高大多数胶原肠衣的肉粘性，解决了现有技术提高胶原肠衣肉粘性方法普适性差的问题。此外，聚多巴胺涂层采用盐酸多巴胺进行氧化聚合而成，原料成本低，制备工艺简便，所需仪器较少，在工厂中能很快实现批量化生产。本发明相比其他方式来说，普适性好、成本低，在提高灌肠类产品质量的同时显著提高效率，对于灌肠类产品生产具有重要意义。