一种牛皮胶原纤维粉及其制备方法和应用

本发明涉及食品工程领域，具体涉及一种牛皮胶原纤维粉及其制备方法和应用。

背景技术：

1、牛皮作为牛屠宰的副产品之一，其约占牛重的5.1～8.5％，并且含有超过85％的胶原蛋白和8种必需氨基酸。而牛皮的主体部分是胶原纤维，其占真皮重量的95％以上。胶原纤维是主要含有胶原蛋白，氨基酸有甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸等的纤维组合物。目前，牛皮蛋白资源的整体开发利用是一个巨大的挑战。

2、牛皮胶原纤维粉作为食品配料已经在食品工业中得到应用：胶原纤维应用在冷冻肉制品中，可减少冷冻肉的冻融损失，利用其胶凝和水结合特性可稳定收缩并促进烹饪产量的增加，改善产品质地同时减少肉制品储存中汁液的渗出；在乳制品中添加胶原纤维可部分替代乳汁，使总脂肪降低约30％，同时提高乳液粘度，避免脱水收缩，为乳制品带来更多的奶油风味以及更好的质地和光泽。

3、目前巴西novaprom食品添加剂公司已经从精选的牛皮内剖层组织提取了胶原纤维并加工生产牛皮胶原纤维粉产品，而关于其具体制备工艺条件未见记载。对牛皮进行干燥和研磨是牛皮胶原纤维粉制备过程中的重要环节。有研究采用水浴进行加热处理膨胀牛皮，但是采用该方法获得的产品是明胶，不能加工获得胶原纤维粉。采用常规的低温干燥方法去处理牛皮时，发现牛皮表面易形成一层干膜，且内部不易干燥，硬度非常高，难以进行研磨操作，粉碎率低。

4、因此，如何提高牛皮的干燥效率和粉碎率，制备出小粒径尺寸的胶原纤维粉是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中采用常规干燥方式处理牛皮时干燥效率和粉碎率低，不能加工制得小粒径尺寸胶原纤维粉的缺陷，从而提供一种基于微波-热风干燥工艺的牛皮胶原纤维粉及其制备方法和应用。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种牛皮胶原纤维粉的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将经过预处理的牛皮切块后用碱液浸泡，然后用酸进行中和；

5、(2)将步骤(1)处理得到的牛皮块进行微波干燥；

6、(3)将步骤(2)处理得到的牛皮块进行热风干燥；

7、(4)将步骤(3)处理得到的牛皮块进行研磨和筛分，得到所述牛皮胶原纤维粉。

8、进一步地，步骤(2)中，所述微波干燥的条件为：温度60～120℃，时间6～12min；优选地，温度70～100℃，时间6～12min；更优选地，温度80～90℃，时间8～12min。进一步地，步骤(2)中，所述微波干燥的条件为：温度80℃，时间10min。步骤(3)中，所述热风干燥的条件为：温度75～85℃，时间6～48h。进一步地，步骤(3)中，所述热风干燥的条件为：温度30～100℃，时间30min～48h；优选地，温度50～90℃，时间2～48h；更优选地，温度75～85℃，时间6～48h。

9、进一步地，步骤(3)中，所述热风干燥的条件为：温度80℃，时间6～48h，优选6～18h，更优选为6～12h。

10、进一步地，步骤(1)中，所述碱液为浓度0.1mol/l的氢氧化钠溶液。

11、进一步地，步骤(1)中，碱液浸泡的时间为5～8h，每2～3h更换一次碱液；以g/ml计，牛皮块和碱液的质量体积比为1：4～8。

12、进一步地，步骤(1)中，碱液浸泡的时间为6h，每2h更换一次碱液；以g/ml计，牛皮块和碱液的质量体积比为1：5。

13、进一步地，步骤(1)中，将牛皮切成1～3cm×1～3cm的碎块，优选为1cm×1cm；所述预处理包括去毛、脱灰、脱脂的步骤；用盐酸进行中和至牛皮块的ph值为5～8。

14、进一步地，步骤(4)中，所述筛分的条件为：将研磨后的胶原纤维颗粒过60～80目筛，优选为60目。

15、进一步地，步骤(4)中，筛分得到的牛皮胶原纤维粉的粒径为70～120μm。

16、第二方面，本发明提供所述的制备方法得到的牛皮胶原纤维粉。

17、第三方面，本发明提供所述的制备方法得到的牛皮胶原纤维粉或者所述的牛皮胶原纤维粉在肉制品、乳制品、饮料或焙烤食品中的应用。

18、本发明技术方案，具有如下优点：

19、本发明提供的牛皮胶原纤维粉的制备方法主要包括碱液浸泡和酸中和、微波干燥、热风干燥、粉碎和过筛的步骤，其中：碱液浸泡的目的在于去除牛皮中的非胶原蛋白成分，同时可以达到牛皮膨胀的目的，使内部纤维结构变得适度松散，有利于内部水分蒸发；采用微波-热风联合干燥牛皮，微波能以电磁辐射的形式进入湿物料，由内而外诱导出大量的水蒸气，从而形成有效的蒸气压梯度，使物料内层首先干燥，从而克服了在常规干燥中因物料表面首先干燥而形成干膜，阻碍内部水分继续向外移动，最终导致粉碎率低的问题；使用微波处理使牛皮快速升温脱水后进行热风干燥，干燥过程中先使牛皮中蛋白质分子间氢键断裂，随后α-螺旋和β-转角转化为未展开的随机结构，部分有序结构向无规卷曲结构转化，蛋白之间发生交联相互作用，导致蛋白发生聚集，促进牛皮内部水分蒸发，降低牛皮强度，使牛皮更易粉碎；最后通过研磨及筛分，得到粒径尺寸小且具有良好的理化和功能性能的牛皮胶原纤维粉。

20、本发明采用微波-热风干燥联用的方法制备牛皮胶原纤维粉，显著提高了牛皮的干燥效率以及牛皮胶原纤维粉的得率，还可以实现连续化操作，效率高，操作简单，耗能小，可实现批量生产。

21、本发明制备得到的牛皮胶原纤维粉粒径尺寸小，具有优异的理化和功能特性(具有高度吸水性、热稳定性以及凝胶特性)，可作为食品配料添加于饮料、肉制品、乳制品及焙烤食品等产品中。

技术特征：

1.一种牛皮胶原纤维粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的牛皮胶原纤维粉的制备方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的牛皮胶原纤维粉的制备方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的牛皮胶原纤维粉的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的牛皮胶原纤维粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碱液为浓度0.1mol/l的氢氧化钠溶液；碱液浸泡的时间为5～8h，每2～3h更换一次碱液；以g/ml计，牛皮块和碱液的质量体积比为1：4～8。

6.根据权利要求1所述的牛皮胶原纤维粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将牛皮切成1～3cm×1～3cm的碎块；所述预处理包括去毛、脱灰、脱脂的步骤；用盐酸进行中和至牛皮块的ph值为5～8。

7.根据权利要求1所述的牛皮胶原纤维粉的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述筛分的条件为：将研磨后的胶原纤维颗粒过60～80目筛。

8.根据权利要求1所述的牛皮胶原纤维粉的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，筛分得到的牛皮胶原纤维粉的粒径为70～120μm。

9.权利要求1～8任一项所述的制备方法得到的牛皮胶原纤维粉。

10.权利要求1～8任一项所述的制备方法得到的牛皮胶原纤维粉或者权利要求9所述的牛皮胶原纤维粉在肉制品、乳制品、饮料或焙烤食品中的应用。

技术总结
本发明提供一种牛皮胶原纤维粉及其制备方法和应用，涉及食品工程领域。该牛皮胶原纤维粉的制备方法包括以下步骤：(1)将经过预处理的牛皮切块后用碱液浸泡，然后用酸进行中和；(2)将步骤(1)处理得到的牛皮块进行微波干燥；(3)将步骤(2)处理得到的牛皮块进行热风干燥；(4)将步骤(3)处理得到的牛皮块进行研磨和筛分，得到所述牛皮胶原纤维粉。本发明采用微波‑热风干燥联用的方法，显著提高了牛皮的干燥效率以及牛皮胶原纤维粉的得率，还可以实现连续化操作，效率高，操作简单，耗能小，可实现批量生产。所得牛皮胶原纤维粉具有优异的理化和功能特性，可作为食品配料添加于饮料、肉制品、乳制品及焙烤食品等产品中。

技术研发人员：王稳航,王新华,田晓静
受保护的技术使用者：天津科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14