劉永清,李小波,劉厚霞,王 娟,付改玲
(內(nèi)蒙古元本生物醫(yī)藥科技有限公司,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)
阿膠用藥歷史悠久,具有補(bǔ)血、滋陰、潤(rùn)燥、止血等功效,被譽(yù)為“補(bǔ)血圣藥”[1-4]。 《中國(guó)藥典》中規(guī)定,制作阿膠需要將驢皮脫毛。在食品工業(yè)中常見(jiàn)的脫毛工藝有燙毛、燎毛、蒸汽脫毛、松香甘油酯脫毛、酶解脫毛等[5]。 傳統(tǒng)的脫毛工藝中最常見(jiàn)的是燙毛,具體方法為:將經(jīng)宰前清洗、擊暈、放血和沖洗的動(dòng)物體在60~80 ℃的熱水中浸燙一段時(shí)間,使毛孔擴(kuò)張,在外力的作用下進(jìn)行脫毛[6-8]。 燙毛脫毛后再用明火燎去未脫干凈的毛, 燎毛是燙毛的加工工序[9]。 薛慶林等[10]研究指出,燙毛、燎毛達(dá)到完全脫毛效果所需時(shí)間長(zhǎng),雖然步驟簡(jiǎn)單,但脫毛過(guò)程中溫度較高,操作環(huán)境較差,不適宜工作人員長(zhǎng)期操作,容易對(duì)工作人員造成傷害。蒸汽脫毛是指通過(guò)控制大氣壓和溫度條件使隧道內(nèi)濕蒸汽維持一定的溫度和濕度, 通過(guò)合理設(shè)置風(fēng)機(jī)、風(fēng)壓和風(fēng)量使?jié)裾羝谒淼纼?nèi)循環(huán),將懸掛的畜禽體在隧道內(nèi)蒸燙一段時(shí)間, 在機(jī)械力的作用下脫毛[11-12]。 但蒸汽脫毛工藝所需設(shè)備投資大、能耗高,限制了應(yīng)用。 松香甘油酯脫毛成本低,但需要重復(fù)多次才能將毛脫凈,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,且松香甘油酯不能循環(huán)利用。 酶解脫毛是利用酶的生物催化作用,使酶與動(dòng)物皮中的脂肪、糖蛋白、膠原、角蛋白等成分發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)[13],使毛發(fā)和表皮變得松軟[14],達(dá)到脫毛的目的。 然而,常見(jiàn)的酶解脫毛過(guò)程中,由于酶解溫度較高,會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物皮在一定程度上發(fā)生腐敗而產(chǎn)生臭味, 尤其是食用動(dòng)物皮(如牛皮、驢皮)的腐敗,不但影響其加工產(chǎn)品的食用口感與品質(zhì), 而且會(huì)對(duì)人身體健康造成危害[15-16]。
阿膠的品質(zhì)取決于原料驢皮的質(zhì)量, 所以驢皮的脫毛工藝顯得尤為重要。 傳統(tǒng)的機(jī)械刮毛方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力,勞動(dòng)強(qiáng)度大,操作環(huán)境差[17]。常規(guī)的酶解脫毛中,由于酶解溫度高,會(huì)使驢皮在一定程度上發(fā)生腐敗而影響阿膠品質(zhì)。 在總結(jié)以上各脫毛工藝優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上, 筆者選用中性蛋白酶和堿性蛋白酶, 研究驢皮低溫酶解脫毛方法及其對(duì)阿膠質(zhì)量的影響, 以期為阿膠產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中驢皮高效脫毛技術(shù)的研發(fā)提供參考。
1.1.1 驢皮 干驢皮、脫毛鮮驢皮,購(gòu)自內(nèi)蒙古呼和浩特市蒙驢食品有限公司。
1.1.2 主要試劑 食用堿,中性蛋白酶(5 萬(wàn)IU/g,食品輔料),堿性蛋白酶(5 萬(wàn)IU/g,食品輔料),醋酸鈉,醋酸,三乙胺(貨號(hào):121-44-8),乙腈(貨號(hào):M157-4), 異硫氰酸苯酯 (PITC)(貨號(hào):103-72-0),L-羥脯氨酸對(duì)照品(貨號(hào):1115-201602),甘氨酸對(duì)照品(貨號(hào):140689-201605),丙氨酸對(duì)照品(貨號(hào):140680-201604),L-脯氨酸對(duì)照品(貨號(hào):111659-200301)。
1.1.3 主要儀器設(shè)備 高效液相色譜儀,冷藏柜,夾層鍋,電子天平。
1.2.1 驢皮脫毛
1.2.1.1 驢皮醒發(fā) 干驢皮用清水沖洗干凈,室溫條件下用自來(lái)水浸泡,每天換水1 次,直至驢皮泡柔軟。 瀝干水分,稱重,備用。
1.2.1.2 堿性蛋白酶脫毛 取浸泡5 d 的醒發(fā)驢皮1 200 g,加入濃度為1.0%堿性蛋白酶12.0 g,用食用堿調(diào)節(jié)pH 值至10.5, 攪拌均勻在室溫放置3 h,轉(zhuǎn)入低溫條件下(4 ℃)浸泡脫毛。 每天觀察脫毛情況及是否發(fā)臭,并做好記錄。
1.2.1.3 中性蛋白酶脫毛 取浸泡5 d 的醒發(fā)驢皮1 205 g, 加濃度為1.0%的中性蛋白酶12.05 g,用食用堿調(diào)節(jié)pH 值至7.5, 攪拌均勻在室溫放置3 h,轉(zhuǎn)低溫條件下(4 ℃)浸泡脫毛。 每天觀察脫毛情況及是否發(fā)臭,并做好記錄。
1.2.1.4 其他脫毛方法 選取鮮驢皮為原材料,采用傳統(tǒng)熱水燙毛脫毛法和機(jī)械脫毛法進(jìn)行驢皮脫毛, 其脫毛驢皮分別用于脫毛效果對(duì)比和阿膠質(zhì)量指標(biāo)測(cè)定。
1.2.2 阿膠制備 分別將用中性蛋白酶、 堿性蛋白酶、機(jī)械脫毛3 種方法脫毛處理后的驢皮清洗、稱重,按傳統(tǒng)阿膠工藝制備阿膠[3]。 取堿性蛋白酶酶解脫毛驢皮820 g、 中性蛋白酶酶解脫毛驢皮835 g、機(jī)械脫毛鮮驢皮982 g 進(jìn)行阿膠熬制。 制備步驟如下。
1.2.2.1 焯皮 加食用堿,120 ℃焯皮40 min,反復(fù)處理3 次。焯皮結(jié)束后將水濾出,用純化水清洗2 遍,不斷攪拌,每5 min 用試紙檢測(cè)pH 值1 次,每10 min 換1 次純化水, 清洗液pH 值達(dá)到中性為止,去水瀝干,稱重備用。
1.2.2.2 提取 共進(jìn)行3 次提取。 第1 次提取:將稱取的驢皮置于夾層鍋中,按質(zhì)量/體積比(W∶V)=1∶1 加純化水,高壓提取60 min,連續(xù)高壓3 次;將第1 次提取的膠汁進(jìn)行過(guò)濾, 過(guò)濾篩網(wǎng)使用80目、120 目、200 目、300 目、400 目、500 目,逐級(jí)過(guò)濾;第1 次提取收汁,稱量備用。第2 次提?。簩⑦^(guò)濾后的驢皮置于夾層鍋中, 按W∶V=1∶0.8 加純化水,高壓提取60 min,連續(xù)高壓3 次;將第2 次提取的膠汁進(jìn)行過(guò)濾,過(guò)濾篩網(wǎng)使用80 目、120 目、200 目、300 目、400 目、500 目,逐級(jí)過(guò)濾;第2 次提取收汁,稱量備用。 第3 次提?。簩⑦^(guò)濾后的驢皮置于夾層鍋中,按W∶V=1∶0.6 加純化水,高壓提取60 min,連續(xù)高壓3 次;將第3 次提取的膠汁進(jìn)行過(guò)濾, 過(guò)濾篩網(wǎng)使用80 目、120 目、200 目、300目、400 目、500 目,逐級(jí)過(guò)濾;第3 次提取收汁,稱量備用。 將3 次提取獲得的膠汁混合,稱量備用。
1.2.2.3 初濃縮、 提沫 稱取膠液置于夾層鍋加熱初濃縮。 在初濃縮時(shí)要不斷攪拌,蒸發(fā)水分,觀察膠液的性狀。初濃縮結(jié)束后開始提沫,同時(shí)不斷攪拌,用木制勺輕輕沿鍋邊提沫,并加適量的純化水,以上提沫操作不斷重復(fù),提沫時(shí)間持續(xù)一至數(shù)小時(shí)。 待膠汁呈透明狀,提沫結(jié)束。
1.2.2.4 濃縮、出膠 用手工攪拌方法繼續(xù)濃縮,加入輔料豆油、 黃酒、 冰糖之前用200 目藥篩過(guò)濾,防止出現(xiàn)雜質(zhì)。 攪拌時(shí)感覺(jué)鍋底部黏度較大,按投入量1%加藥用豆油,加入時(shí)要慢,不斷攪拌,以達(dá)到均勻的效果。加入豆油后鍋底部比較光滑,繼續(xù)濃縮,膠液達(dá)到透明膠狀時(shí),按投入量4%加紹興黃酒,加入時(shí)要慢慢不斷攪拌,以達(dá)到均勻的效果。濃縮到“掛旗”的狀態(tài)時(shí),將冰糖用純化水溶解后,按投入量2%緩緩加入,此時(shí)攪拌比較費(fèi)力,膠液達(dá)到“吊猴”的狀態(tài)時(shí)出膠。
1.2.2.5 凝膠、稱重 將濃縮的膠膏倒入已涂油的潔凈不銹鋼盒凝膠,放置達(dá)到室溫后冷藏16 h(冷凝室2~8 ℃),取出稱重做好記錄,計(jì)算出膠率。
1.2.3 阿膠質(zhì)量指標(biāo)測(cè)定[18]
1.2.3.1 水分、灰分、水不溶物測(cè)定 根據(jù)《中國(guó)藥典》2015 版一部中阿膠檢測(cè)項(xiàng)目方法, 測(cè)定阿膠的水分、灰分及水不溶物含量。
1.2.3.2 氨基酸含量測(cè)定 根據(jù)《中國(guó)藥典》2015版一部中阿膠含量測(cè)定方法——高效液相色譜法[通則0184] 測(cè)定脫毛驢皮熬制阿膠中L-羥脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、L-脯氨酸的含量。
由表1 可知,干驢皮清洗干凈后,自來(lái)水浸泡4 d,驢皮薄皮處皮質(zhì)變綿軟,厚皮處皮質(zhì)緊實(shí)、未泡醒發(fā)。繼續(xù)浸泡1 d,驢皮厚皮處泡醒發(fā),皮質(zhì)變綿軟,可加入酶制劑進(jìn)行脫毛。低溫條件下(4 ℃),1%堿性蛋白酶脫毛效果與1%中性蛋白酶脫毛效果一致, 脫毛第2 天脫毛率均為10%, 無(wú)臭味產(chǎn)生;脫毛第4 天,產(chǎn)生輕微臭味,脫毛率達(dá)65%;脫毛第5 天, 脫毛率達(dá)90%, 且有臭味產(chǎn)生, 剩余10%驢毛,通過(guò)剃須刀機(jī)械剃除。 通過(guò)分析觀察,脫毛過(guò)程中產(chǎn)生的臭味并非驢皮腐敗臭味, 而是酶解過(guò)程中產(chǎn)生的正常氣味。
表1 干驢皮不同酶解脫毛效果 單位:%
1%堿性蛋白酶脫毛驢皮和1%中性蛋白酶脫毛驢皮與傳統(tǒng)熱水燙毛鮮驢皮相比,皮質(zhì)柔軟、有彈性、有光澤、無(wú)異味。
由表2 可知,低溫條件下(4 ℃)1%堿性蛋白酶和1%中性蛋白酶酶解所得驢皮焯皮后,驢皮白亮、自然呈卷狀,有彈性,表明酶解脫毛未破壞驢皮的組織結(jié)構(gòu),焯皮步驟不會(huì)導(dǎo)致膠原蛋白流失,熬制阿膠的出膠率不會(huì)下降,在13%左右,這與鮮驢皮機(jī)械脫毛后熬制阿膠的出膠率相當(dāng)。
表2 不同酶解脫毛方法處理后驢皮出膠情況
由圖1~圖3 可知,2 種酶解驢皮熬制的阿膠色紅、氣味芳香,與鮮驢皮熬制的阿膠相比色澤更鮮亮。
圖1 1%堿性蛋白酶酶解脫毛驢皮制備的阿膠
圖2 1%中性蛋白酶酶解脫毛驢皮制備的阿膠
圖3 脫毛鮮驢皮制備的阿膠
參照《中國(guó)藥典》2015 版一部中的方法,對(duì)利用1%堿性蛋白酶和1%中性蛋白酶酶解驢皮制備所得的2 份阿膠進(jìn)行了水分、灰分、水不溶物以及4 種氨基酸含量檢測(cè)。由表3 可知,1%堿性蛋白酶和1%中性蛋白酶酶解所得驢皮熬制阿膠的水分、灰分、 水不溶物3 個(gè)指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果均符合并優(yōu)于《中國(guó)藥典》2015 版一部中的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 L-羥脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、L-脯氨酸4 種氨基酸含量也遠(yuǎn)高于《中國(guó)藥典》2015 版一部中的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
表3 不同酶解驢皮制備阿膠的水分、灰分、水不溶物以及氨基酸含量檢測(cè)結(jié)果 單位:%
阿膠加工生產(chǎn)的基本原料是驢皮, 阿膠的產(chǎn)量與質(zhì)量直接由驢皮的質(zhì)量決定[19-20]。 目前,鮮見(jiàn)有關(guān)驢皮及阿膠質(zhì)量控制的研究文獻(xiàn), 尤其是驢皮脫毛工藝對(duì)阿膠質(zhì)量影響的研究更少,因此,探索開發(fā)適宜阿膠產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的驢皮脫毛工藝,評(píng)價(jià)不同脫毛工藝對(duì)阿膠質(zhì)量的影響具有非常重要的意義。
阿膠規(guī)?;a(chǎn)需要大量的驢皮, 但由于生產(chǎn)設(shè)備、驢皮數(shù)量、驢皮來(lái)源等原因,生產(chǎn)廠家往往不能利用新鮮驢皮煮制阿膠,只有少部分的鮮驢皮直接用來(lái)熬制阿膠,大部分的鮮驢皮要儲(chǔ)藏起來(lái)備用。常見(jiàn)的驢皮貯藏方法是將驢皮曬干后入庫(kù)儲(chǔ)存,而曬干驢皮無(wú)法達(dá)到完全干燥,內(nèi)部會(huì)存在一定比例的水分,因此,貯藏過(guò)程中干驢皮會(huì)有不同程度的腐?。?]。 為保證阿膠質(zhì)量,在干驢皮脫毛過(guò)程中需要探索不影響驢皮質(zhì)量的工藝方法。
目前,常見(jiàn)的驢皮脫毛方法為酶解脫毛法。影響酶解脫毛的因素主要包括加酶量、pH 值、 酶解時(shí)間與酶解溫度等。 酶解反應(yīng)時(shí)間和溫度是影響驢皮腐敗的主要因素。 在較高溫度的浴液中進(jìn)行驢皮酶解脫毛,雖然脫毛速度快,但工藝條件控制比較困難, 而且容易造成膠原纖維的嚴(yán)重破壞和水解,導(dǎo)致膠原蛋白分解流失,進(jìn)而影響阿膠的產(chǎn)量與質(zhì)量。因此,有必要探索低溫條件下酶解脫毛工藝。
低溫條件下(4 ℃),1%堿性蛋白酶和1%中性蛋白酶可對(duì)醒發(fā)干驢皮進(jìn)行有效酶解脫毛, 且脫毛后驢皮熬制的阿膠質(zhì)量符合 《中國(guó)藥典》2015版一部標(biāo)準(zhǔn)。