一种高品质骨粒及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于畜产品副产物加工领域，尤其是指一种高品质骨粒的生产方法。
【背景技术】
[0002]我国是畜禽饲养大国，全国肉类总产量超过5000万吨，约占世界肉食总产量的1/4，产生的畜禽骨头超过1500多万吨，骨资源极为丰富。有关研宄结果表明，骨的营养价值很高，含有丰富的蛋白质、脂肪、矿物质等营养素，是宝贵的营养性资源。但目前每年有1000万吨左右的畜禽骨没有得到有效利用，造成了极大的资源浪费和环境污染。动物的骨骼组织由骨细胞(约占总体积的2°/『3%)和钙化的骨基质组成。骨基质中65%左右为富含钙、磷、镁、铁、锌等人体必需元素的矿物质，35%左右为由胶原蛋白和非胶原蛋白质组成有机物质。动物骨骼是生产骨粉、骨明胶、骨肽等骨制品的重要原料。骨粉、骨明胶、骨肽等骨制品的生产原料畜禽骨的质量严重影响产品的质量。尽量脱除骨料的油脂、缩小骨料粒径是提高骨制品质量的关键因素。另外骨料的卫生安全性也是骨制品质量及生产过程力争使环境免受污染的重要保证。为实现骨制品安全、高效生产，经过长期的发展，摈弃鲜骨大料工艺、采用骨粒为原料生产骨粉、骨明胶、骨肽等骨制品已成为势在必行的趋势。传统的骨粒的加工一般是将经检疫合格的牛、猪、羊、禽类和鱼等新鲜动物骨经砸骨、蒸煮、脱脂、烘干、分选等加工成一定粒度的碎骨。采用传统工艺鲜骨生产骨粒得率不足30%。骨明胶生产行业对骨粒的质量要求是:新鲜、无酸败味、臭味、无生骨。水分< 8.0 %、钙18.0 %?24.0%，、磷彡9.0 %、氟彡1800 mg/kg、粗蛋白质彡22.0 %、粒度40目筛下物彡10%、细菌总数< 2X 16个 / 克、总砷(As) ^ 1.0 mg/kg、络(Cr) ^ 2.0 mg/kg、铅(Pb) ^ 1.5 mg/kg。
[0003]生产优质骨粒的关键是骨原料的脱脂、杀菌及干燥。目前，骨原料脱脂技术主要为水力脱脂法、水煮脱脂法和挤压脱脂法。水力脱脂法是将骨料经粗砸后，投入PH4.5-5.0的80°C热水中，将骨原料中的固态油脂溶化为液态，捞出骨料，脱水、送入精砸机，精砸后的骨粒连续进入蒸煮机，在80°C热水中煮5~6min，然后进行液固离心分离，去除骨料中的油脂。此法优点是可实现连续化生产，缺点是温度高、不但对骨胶原产生一定程度的破坏，影响骨胶的得率及质量，而且耗水量大、耗能严重，有大量污水排放，对生态环境产生不良影响。水煮脱脂法是将精砸后的骨粒装入笼筐，再把笼筐放入水槽中加热到90°C -95°C，维持l~3h，然后吊出笼筐，迅速将骨粒放入离心机中高速旋转脱除骨粒上的油水混合物，实现骨料脱月旨。此法操作温度高、时间长，严重破坏骨胶原的天然属性。挤压脱脂法是将骨料经粗砸和加热到65°C ~75°C后，利用螺旋压榨机进行挤压，脱除骨料中的油水。得到的脱脂骨粒残油率3% ~ 4%。但此法适宜骨粉的处理，不适于骨粒的制备。
[0004]目前骨粒生产中杀菌过程几乎都是采用浓硫酸高温煮骨，一般加入质量浓度92%以上的浓硫酸于85°C -95°C,20分钟左右高温煮骨进行脱脂及灭菌处理。浓硫酸不但会破坏骨原料中的有效成分，而且操作环境恶劣、危险，给安全生产带来隐患。
[0005]原料骨的干燥通常采用滚筒干燥、炒干和烘干，干燥温度300°C左右。由于干燥温度高，易造成骨胶原蛋白变性，极大降低骨明胶、骨肽等骨蛋白制品的的质量和得率。
[0006]目前，骨粒加工技术落后，骨粒的生产成本较高，骨制品行业多数采用生鲜大骨直接应用，骨制品生产环境差，产品的得率低、品质差，既造成骨资源的浪费，同时严重影响行业的健康发展。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种高品质骨粒及其生产方法，以解决目前骨粒工业化生产成本高、品质差、骨资源利用率低、资源浪费等问题，为人们提供健康、安全的高品质骨粒，为骨资源的资源化、高值化利用提供前提和原料保证。
[0008]本发明采取的技术方案是由下列步骤得到的:
(一)原料骨挑选及预处理
将健康无疫病的动物生骨，锯断成长度不大于20cm的短骨，备用；
(二)表面脆化、干法净骨及粗破碎
将由步骤(一)获得的短骨置于载物底板具有孔径15mm的孔洞的旋转式热风炉，骨料单层平铺，通入160°C?190°C干燥热风，直至生骨表面残存的非骨组织部分、如皮、毛、碎肉、骨膜发生热变性而脆化，然后取出置于相对湿度25?30%的操作环境，按骨质量百分比0.5?2.0%加入质量浓度30%的过氧化氢喷涂骨料表面使之持续脆化，然后进行滚揉搓擦，实现干法净骨，去除附着在骨表面已脆化的非骨组织部分、如皮、碎肉、骨膜然后进行筛分及风选，除去非骨质的碎肩，得到的净骨进行有限破碎，得到粒度为20mm?25mm的洁净碎骨，备用；
(三)微波远红外组合式连续杀菌碳化及灰化
将步骤(二)获得碎骨首先在频率2450MHz、温度65°C?95°C、压力98?lOlKPa、时间8?15min条件下进行微波杀菌并进一步脱水，然后迅速直接送入隧道式远红外烘箱，将物料单层平铺，在温度180°C?190°C、15?25min条件下进行表面高温处理，使表面残存的非骨质杂质进一步碳化变成灰质，然后在操作环境相对湿度25?30%、骨料中心温度65°C?95°C条件下进行滚揉搓擦，脱除骨料表面碳化的灰状非骨杂质，碎骨最终含水量2%?5%，备用;
(四)粉碎及高压超临界0)2流体脱脂
将经过步骤(三)干燥杀菌处理的骨料进一步粉碎，获得粒度3mm?5mm的碎骨，按骨质量百分比0.3%?0.8%加入食品级碳酸氢铵(NH3HCO2),拌勾，然后以CO2为脱脂流体、在压力55?70MPa、温度45°C?60°C、时间60?120min条件下进行脱脂处理，同时脱除骨料中异味，得到脂肪含量小于2%的净化的骨料，即为骨粒制品。
[0009]本发明所述动物生骨包括畜类、禽类、鱼类的生骨。
[0010]本发明所述畜类生骨包括牛、猪、羊的生骨。
[0011]本发明所述禽类生骨包括鸡、鸭、鹅的生骨。
[0012]本发明所述鱼类生骨包括淡水鱼、咸水鱼的生骨。
[0013]微波是指频率为300MHz?300GHz的电磁波，即波长在I米(不含I米)到I毫米之间的电磁波。农畜产品加工中常用微波频率为2450MHz，不但具有良好的热效应，同时具有杀菌、灭酶作用。微波比红外线、远红外线具有更好的穿透性。微波透入介质时，由于微波能与介质发生一定的相互作用，如果微波频率2450 MHz，则使介质的分子每秒产生24亿五千万次的震动，介质的分子间互相产生摩擦，引起的介质温度的升高，使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，大幅度缩短热传导时间，且物料内外加热均匀一致。微波可以进行选择性加热。水分子属极性分子，介电常数较大，其介质损耗因数也很大，对微波具有强吸收能力。而蛋白质、碳水化合物等的介电常数相对较小，其对微波的吸收能力比水小得多。微波热惯性小，升温速度快，同时介质温升可无惰性的随微波输出功率改变，不存在“余热”现象，可防止过热现象发生，微波能较好地保证产品的质量。
[0014]通过利用电磁场的热效应和生物效应，微波可以对介质进行杀菌。微波对细菌的热效应是使蛋白质变化，使细菌失去营养、繁殖和生存的条件而死亡。微波对细菌的生物效应是微波电场改变细胞膜断面的电位分布，影响细胞膜周围电子和离子浓度，从而改变细胞膜的通透性能，细菌因此营养不良，不能正常新陈代谢，细胞结构功能紊乱，生长发育受到抑制而死亡。此外，微波能使细菌正常生长和稳定遗传繁殖的核酸和脱氧核糖核酸的化学键松弛、断裂和重组，从而诱发遗传基因突变，或染色体畸变甚至断裂，失去生命特征而死亡，实现杀菌目的。
[0015]超临界流体是处于临界温度和临界压力以上，介于气体和液体之间的流体。超临界流体具有气体和液体的双重特性。超临界流体的密度和液体相近，粘度与气体相近，但扩散系数约比液体大100倍。超临界流体同时也具有气体的优点，粘度小，扩散系数大、渗透性好，与其它气体的互容性强，可以利用超临界流体对物质进行较好的溶解和分离。超临界CO2流体对极性较低的亲脂性物质及低分子量的脂肪烃具有极强的选择性萃取。CO 2是惰性气体，萃取过程中不发生化学反应，不易燃、不易爆，无味、无臭、无毒、安全性好。与传统高温脱脂工艺相比，超临界流体CO2萃取脱脂具有明显优势。首先可以在接近室温(35°C?40°C )下进行，同时由于CO2是惰性气体，可以有效地防止热敏性骨胶原蛋白质类物质钝化、变性；萃取全程不使用有机溶剂，萃取物和萃余物均无溶剂残留，防止生产过程中产生对人体有害物质和对环境的污染；实现选择性萃取、萃取和分离同时进行，提高生产效率降低生产成本，简化操作程序。
[0016]本发明优点是:与传统骨粒加工技术相比较，采用微波技术对原料骨进行先行杀菌、干燥处理，避免原料骨霉变、变味等变质情况的发生，保证原料骨及环境卫生，进而保证骨粒的品质。采用干法净骨技术，获得洁净骨料同时节省水资源，产生副产物易于收集和再利用。在碳酸氢铵存在环境下采用高压超临界流体脱脂纯化处理，提高脱脂率，同时产生充足气体增加高压气体穿透力，提高骨质疏松度，有利于骨胶、骨粉的生产。按本方法生产骨粒对环境无污染，节水、省时，生产效率高，实现洁净生产。采用本发明方法全过程操作条件温和，避免高温长时间热作用，最大限度保证原料骨中骨胶原蛋白活性，有利于骨胶、骨肽、骨粉等骨制品的加工。采用本专利技术鲜骨生产骨粒得率超过60%，骨粒风味新鲜、无异味，水分含量3.0 %，脂肪含量0.8%，粗蛋白45.0 %，细菌总数小于2 X 14个/克，品质优于传统方法。
[0017]本发明获得的产品，即可作为骨胶原提取及骨明胶、骨肽、骨粉等骨制品的生产原料。
【具体实施方式】
[0018]实施例1 (一)原料骨挑选及预处理
将健康无疫病的动物生骨，锯断成长度不大于20cm的短骨，备用；
(二)表面脆化、干法净骨及粗破碎
将由步骤(一)获得的短骨置于载物底板具有孔径15mm的孔洞的旋转式热风炉，骨料单层平铺，通入160°C干燥热风，直至生骨表面残存的非骨组织部分、如皮、毛、碎肉、骨膜发生热变性而脆化，然后取出置于相对湿度25%的操作环境，按骨质量百分比0.5%加入质量浓度30%的过氧化氢喷涂骨料表面使之持续脆化，然后进行滚揉搓擦，实现干法净骨，去除附着在骨表面已脆化的非骨组织部分、如皮、碎肉、骨膜，然后进行筛分及风选，除去非骨质的碎肩，得到的净骨进行有限破碎，得到粒度为20mm的洁