一种利用禽血生产低灰分禽血浆蛋白粉的方法

技术领域

本发明涉及生物技术及现代农业领域；具体地，涉及一种利用禽血制备低灰分禽血血浆蛋白粉的方法。

背景技术

我国屠宰业增长迅速，在屠宰禽类生产肉食品的同时，产生大量的血液等副产物。据统计，我国每年的禽类血液总量超过100万吨，至少可产生约13万吨动物蛋白粉产品。但是由于禽血屠宰方式不足、钙离子含量高、易速凝、高粘滞性以及干物质含量低等问题，国内外尚未见针对禽血的有效加工利用。这些蛋白资源也因为缺乏大规模深加工技术等原因，而没有得到合理的利用，导致大量优质蛋白资源白白浪费掉。

目前，我国蛋白资源严重缺乏，豆粕生产进口依存度达75％，鱼粉进口依存度也在70％，蛋白原料高度依赖进口成为制约我国畜牧业产业链发展的瓶颈。我国饲料工业“十二五”发展规划指出：要建设利用动物加工副产品深加工生产优质蛋白的示范基地。

可见，本领域迫切需要开发禽类血资源的深加工方法，尤其是禽血浆蛋白粉的制备方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种利用禽血制备低灰分禽血浆蛋白粉的方法。

本发明的另一个目的是提供一种高蛋白含量、低灰分的禽血浆蛋白粉及其用途。

本发明第一方面提供了一种低灰分禽血血浆蛋白粉的制备方法，所述的方法包括步骤：

(a)将禽血与抗凝剂混合，获得抗凝全血；

(b)对步骤(a)获得的抗凝全血进行离心处理，收集轻液，从而获得血浆液；

(c)向步骤(b)获得的血浆液中添加脱钙剂，进行沉淀反应，获得经沉淀的血浆反应液；

(d)将步骤(c)所得的血浆反应液进行离心处理，去除沉淀，获得脱钙的血浆液；

(e)将步骤(d)获得的脱钙血浆液用超滤膜进行超滤处理，收集滤出液，获得经超滤处理的血浆液；

(f)向步骤(e)中获得的经超滤处理的血浆液中添加乳化剂，进行乳化处理，从而获得经乳化的血浆；

(g)将步骤(f)获得的经乳化的血浆进行纳滤处理，从而获得血浆浓缩液；

(h)干燥步骤(g)获得的血浆浓缩液，从而获得禽血血浆蛋白粉。

在另一优选例中，所述的禽血来源于家禽或飞禽。

在另一优选例中，所述家禽为鸡、鸭、或鹅；所述飞禽为鸽子或麻雀。

在另一优选例中，所述步骤(a)中，抗凝剂成分为柠檬酸钠，所述抗凝剂的添加量为全血总量的0.1～5％(w/w)。

在另一优选例中，所述抗凝剂的添加量为全血总量的0.4～2％(w/w)，较佳的为1％(w/w)。

在另一优选例中，所述步骤(a)为将抗凝剂配置成浓度为8～15wt％的抗凝水溶液，将抗凝剂水溶液与禽血混合，从而得到抗凝全血。

在另一优选例中，配置抗凝剂所用的水为纯水，或为经200分子量纳滤膜过滤的水(透过滤膜的水)。

在另一优选例中，步骤(a)和(b)之间包括步骤：将抗凝全血进行预过滤处理，去除毛、石子等杂质物，从而获得经预过滤的抗凝全血。

在另一优选例中，所述步骤(b)中的离心处理采用管式离心机处理；和/或

所述步骤(d)中的离心处理采用碟片式离心机处理。

在另一优选例中，所述步骤(b)中的离心处理，离心转速为6000-16000转/分，较佳地为11000转/分。

在另一优选例中，所述步骤(d)中的离心处理，离心转速为8000-15000转/分，较佳地为11000转/分。

在另一优选例中，步骤(b)还包括步骤：将分离后的血浆液进行制冷存放，存放温度为2-10℃；较佳地为4℃。

在另一优选例中，所述步骤(c)中，所述的脱钙剂包括水溶性的碳酸盐(如碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、或其组合)；和/或

所述步骤(c)中，所述脱钙剂的添加量为步骤(c)中获得的血浆液的0.02～0.5％(w/w)，优选0.1％(w/w)；和/或

所述步骤(f)中，所述乳化剂的添加量为步骤(e)中获得的血浆液的0.01～0.5％(w/w)；所述乳化剂选自下组：脂肪酸单甘油酯、山梨糖醇脂、大豆磷脂、或其组合；和/或

所述步骤(h)中，干燥时，采用喷雾干燥，进风温度220℃～230℃，出风温度80℃～85℃。

在另一优选例中，所述步骤(c)沉淀反应的时间为0.5～4小时。

在另一优选例中，所述步骤(c)为将碳酸钠制成浓度为20wt％的水溶液，再缓慢添加至血浆液中。

在另一优选例中，所述乳化剂的添加量为步骤(e)中获得的血浆液的0.01～0.1％(w/w)；所述乳化剂为山梨糖醇脂。

在另一优选例中，所述步骤(e)中，所选用的超滤膜为30-50万分子量的超滤膜；和/或

所述步骤(g)中，采用200-1000分子量的纳滤膜进行钠滤，血浆浓缩液和滤出水的体积比为1∶2～4，收集血浆浓缩液。

在另一优选例中，所述超滤膜为40万分子量的滤膜。

在另一优选例中，所述纳滤膜为200分子量的纳滤膜。

在另一优选例中，该方法还包括步骤：将干燥的血浆蛋白粉与选自下组的组份混合：谷物、玉米、大豆和乳清，从而获得颗粒状饲料。

本发明第二方面提供了一种禽血血浆蛋白粉，所述蛋白粉中，蛋白含量≥70％，免疫球蛋白含量≥14％，灰分含量≤15％。

在另一优选例中，所述蛋白含量为70～78％；所述免疫球蛋白含量14～30％；所述灰分含量8～15％。

在另一优选例中，所述血浆蛋白粉由本发明第一方面所述的方法制得。

本发明第三方面提供了一种本发明第二方面所述的蛋白粉的用途，用于制备饲料组合物或食品组合物。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1显示了利用禽血制备血浆蛋白粉的流程示意图。

具体实施方式

本发明人通过长期而深入的研究，意外地发现了一种低灰分禽血浆蛋白粉的制备方法，所述方法在抗凝、离心等处理的基础上，通过沉淀脱钙、超滤去除纤维蛋白原和大部分油脂及乳化残留的油脂，有效地解决了禽血不易纳滤处理等缺陷，非常有利于后续操作，显著提高的整个制备过程的效率。所述方法制得的血浆蛋白粉具有高蛋白含量(尤其是免疫球蛋白含量)，灰分低，适口性好，氨基酸平衡等优点，非常适合用于饲料和食品。在此基础上，发明人完成了本发明。

定义

如本文所用，“禽”，也通称鸟类，包括飞禽和家禽，例如但不限于，鸡、鸭、鹅、鸽子、麻雀等。优选家禽。

制备方法

本发明提供的禽血血浆蛋白粉的制备(或加工)方法，利用禽类加工副产物禽血为原料，采用抗凝、超滤、乳化、纳滤及喷雾干燥等技术，获得了高蛋白含量、低灰分的禽血浆蛋白粉。

具体地，包括步骤：

(a)将禽血与抗凝剂混合，获得抗凝全血；

(b)对步骤(a)获得的抗凝全血进行离心处理，收集轻液，从而获得血浆液；

(c)向步骤(b)获得的血浆液中添加碳酸钠，进行沉淀反应，获得经沉淀的血浆反应液；

(d)将步骤(c)所得的血浆反应液进行离心处理，去除沉淀，获得脱钙的血浆液；

(e)将步骤(d)获得的脱钙血浆液用超滤膜进行超滤处理，收集滤出液，获得经超滤处理的血浆液；

(f)向步骤(e)中获得的经超滤处理的血浆液中添加乳化剂，进行乳化处理，从而获得经乳化的血浆；

(g)将步骤(f)获得的经乳化的血浆进行纳滤处理，从而获得血浆浓缩液；

(h)干燥步骤(g)获得的血浆浓缩液，从而获得禽血血浆蛋白粉。

原料

本发明所述的血液来源于禽类，包括家禽和飞禽。本领域普通技术人员应了解，禽类的血液成分是非常相似的，因此任何禽类都包含在本发明中。来源于各种禽类的血液均可作为本发明所述用于生产禽血蛋白粉的制备方法的原料。所述的禽类，包括但不限于：鸡、鸭、鹅、鸽子、麻雀等。优选用家禽。较佳地，采用新鲜健康的禽血作为生产低灰分血浆蛋白粉的原料。

从血液中分离出血浆和血球可采用本领域技术人员所熟知的技术，例如将抗凝全血进行分离，可得到血浆液和血球液，再将血浆液进行处理作为生产血浆蛋白粉的原料。

禽血抗凝

本发明所述的抗凝处理可采用本领域技术人员所熟知的技术。例如，将禽血与抗凝剂混合，获得抗凝全血。优选地，可将抗凝剂配置为8～15wt％的抗凝水溶液，将抗凝剂水溶液与禽血混合，从而得到抗凝全血；其中，所述用于配置抗凝剂水溶液的水可以为纯水，或经200分子量纳滤膜过滤的水(选用的是透过滤膜的水)。

所述抗凝剂的添加量可以根据禽血原料的特性(如抗凝的难以程度)来决定。优选为全血总量的0.1～5％(w/w)；较佳地为0.4～2％(w/w)，更佳地为1％(w/w)。

优选地抗凝处理，可按如下步骤进行：

将抗凝剂与水按照8～15％重量比(w/w)溶解配置成抗凝水溶液，将配置好的抗凝水溶液装入喷洒容器内，抗凝水溶液添加量为禽血体积的1～30％(v/v)(优选5～15％(v/v))或者按抗凝剂的添加量为全血总量的0.1～5％(w/w)，与禽血混合，结合搅拌，使抗凝水溶液与禽血混合均匀。

离心分离

将上述步骤获得的抗凝全血从血池收集后，优选地先进行预过滤处理(如经滤袋过滤)，去除毛、石子等杂质物后，再采用血液管式离心机进行离心分离(如转速为8000-15000转/分，优选11000转/分)，获得的轻液即为禽血浆液。较佳地，将经抗凝处理的禽血经预过滤处理后，立即进行离心分离。

禽血经抗凝和离心分离后，无法立即进行后续的分离纯化处理，还需经制冷存储。优选地，将分离后的血浆液和血球液分别进行制冷存放，存放温度为1-10℃(优选4℃)。

血浆脱钙

向上述步骤获得血浆液中添加脱钙剂包括水溶性的碳酸盐(如碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、或其组合)，所述脱钙剂的添加量为上述步骤获得血浆液的0.02～0.5％(w/w)，用于综合血浆中游离的钙离子，生成碳酸钙沉淀，此沉淀再经离心的方式去除。

血浆超滤

将上述步骤获得的禽血浆液进行超滤处理，所述超滤处理可以是按照领域常规的操作进行，例如，采用30～50万分子量过滤膜(优选40万分子量的滤膜)进行超滤，去除纤维蛋白原和大部分油脂，收集滤出液，即获得经超滤的血浆液。

本发明采用现代生物膜技术，利用30～50万分子量膜进行超滤，实现禽血纤维蛋白原和部分油脂的去除，解决了禽血高粘滞性和不易纳滤处理问题。

乳化处理

所述乳化处理的操作步骤为常规的操作方法，例如在上述步骤获得的血浆液中添加乳化剂，乳化残留的油脂，乳化剂可选自下组：脂肪酸单甘油酯、山梨糖醇脂、大豆磷脂，优选为山梨糖醇脂。

乳化剂的添加量可以根据血浆液的油脂含量来决定。优选地，添加的乳化剂的量为上述步骤获得的血浆液的0.01～0.5％(或0.05～0.1％)(w/w)。

血浆纳滤

将上述步骤获得的经乳化的血浆液进行钠滤处理，所述钠滤处理可以是按照领域常规的操作进行，例如将经乳化的血浆液采用200-1000分子量(优选200分子量)的膜纳滤浓缩，使得浓缩血浆和滤出水的体积比为1∶1～6(优选1∶2～4或1∶3～4)，去除血浆中大部分水分和盐分，获得血浆浓缩液。

本发明通过纳滤浓缩，提高禽血浆液干物质含量，极大降低血浆干燥成本。

干燥

最后将上述获得的血浆浓缩液进行干燥，所述干燥可采用本领域技术人员常用的干燥方法，优选喷雾干燥，可采用进风温度220℃～230℃，出风温度80℃～85℃。

现结合图1和优选实施方式，进一步阐述本发明所述的方法：

(1)将抗凝剂与水按照8～15％(w/w)比例配置好的抗凝水溶液，加入到采集的禽血中，抗凝水溶液添加量为禽血体积比5～20％(v/v)，搅拌，使抗凝水溶液与禽血混合均匀，获得抗凝(禽)全血。

(2)将抗凝禽血收集后，经滤袋过滤后，采用管式离心机进行分离(11000转/分)，获得轻液为禽血浆液，在4℃条件制冷存放。

(3)向4℃条件制冷存放的血浆液中添加碳酸钠溶解液(如20wt％的碳酸钠水溶液)，搅拌0.5～4小时，进行沉淀反应。

(4)将经过沉淀反应的血浆反应液采用碟片式离心机进行离心，去除沉淀，获得脱钙血浆液。

(5)将脱钙血浆液采用30～50万分子量过滤膜进行超滤，去除纤维蛋白原和大部分油脂，获得滤出液血浆。

(6)向滤出液血浆添加乳化剂，乳化残留的油脂，添加的乳化剂的量为步骤(5)的滤出液血浆的0.02～0.1％(w/w)获得乳化的血浆。

(7)将乳化的血浆采用200分子量膜纳滤浓缩，浓缩体积比为1∶3～4(即浓缩血浆：滤出水)，去除大部分水分和盐分，获得浓缩血浆液。

(8)将纳滤后的禽血浆液进行喷雾干燥，进风温度控制220～230℃，出风温度75～90℃，喷雾干燥后，进行检测，包装，从而获得禽血血浆蛋白粉。

血浆蛋白粉

本发明提供的禽血血浆蛋白粉各项指标优良，其蛋白含量高达70％以上，其中功能性成分免疫球蛋白(如IgY)达14％，适口性好，氨基酸平衡，灰分含量低于15％，水分含量不超过9％，盐分含量小于2.6％。

用途

本发明提供的禽血血浆蛋白粉，可应用于饲料和食品等领域。例如将干燥的血浆蛋白粉与选自下组的组份混合：谷物、玉米、大豆和乳清，从而获得颗粒状饲料组合物或食品组合物，从而用于断奶幼仔的喂养。

本发明提供的禽血浆蛋白粉在加工过程中极大降低了盐分，保留了原血浆中各种功能性免疫球蛋白的活性，在应用于饲料中，能有效防止饲养幼仔动物的肠道感染，降低免疫刺激，提高了断奶幼仔的营养代谢和免疫力水平。可以应用于作为饲料组合物应用于教槽料及保育料中；也可应用于食品组合物中。

本发明的主要优点在于：

1、本发明提供了一种低灰分禽血血浆蛋白粉的制备方法。所述方法首次以禽血作为原料，生产禽血血浆蛋白粉。本发明攻克了禽血难以深加工的缺陷，从而制备了低灰分，高蛋白含量(尤其是免疫球蛋白)的血浆蛋白粉，在国内外率先实现禽血加工制备高端营养品质的禽血血浆蛋白粉。

所述方法将获得的抗凝禽血浆液采用沉淀反应，去除血浆中钙离子；采用超滤和乳化进行去纤维蛋白原和油脂乳化，防止血液结块和堵纳滤膜；采用纳滤脱盐浓缩，有效降低了血浆中灰分含量，提高血浆粗蛋白等有效指标含量，且采用浓缩工艺极大降低了干燥生产成本，采用高压喷雾干燥技术，保证了禽血浆产品颗粒均匀，各项指标优良等品质。

2、本发明所述方法制备的禽血浆蛋白各项指标优良，蛋白含量高达70％以上，其中功能性成分免疫球蛋白达14％，适口性好，氨基酸平衡，灰分含量低于14.5％；本发明禽血浆蛋白粉各项指标优质，处于国内外领先水平。

3、本发明制备的禽血浆蛋白粉在断奶仔猪日粮添加禽血浆蛋白粉的饲养试验中，在断奶仔猪日粮添加血浆蛋白粉对比试验中，禽血浆蛋白粉的饲喂效果最好，提高了断奶仔猪的营养代谢和免疫力水平。

下面结合具体实施，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。

本发明所述各项指标(如禽血血浆蛋白粉中蛋白(包括IgY)、灰分、水分、或盐分的含量；或饲养仔猪的免疫球蛋白(IgG)含量)的检测方法以及饲养仔猪的料重比的计算方法为本领域普通技术人员所熟知的方法。

实施例1

禽血血浆蛋白粉1的制备

(1)将抗凝剂(柠檬酸钠)100公斤与800公斤水混合，制成抗凝水溶液，将抗凝水溶液添加到10吨鸡血中，边加边搅拌，使抗凝水溶液与禽血充分混合均匀。

(2)将抗凝禽血从血池收集后，经滤袋过滤去除毛、石子等杂质物后，采用血液管式离心机进行离心分离处理(11000转/分)，获得轻液为血浆液。

(3)将10公斤碳酸钠溶解于50公斤水中，制成碳酸钠水溶液，缓慢加至血浆液中，碳酸钠添加量为上一步骤获得的血浆液的0.1％(w/w)，搅拌1小时，进行沉淀反应。

(4)将经过沉淀反应后的血浆反应液采用碟片式离心机进行离心处理(11000转/分)，去除沉淀，获得脱钙的血浆液。

(5)将脱钙血浆液采用40万分子量滤膜进行超滤，去除纤维蛋白原和大部分油脂，获得滤出液血浆。

(6)向滤出液血浆添加乳化剂(山梨糖醇脂)，乳化残留的油脂，乳化剂的添加量为上一步骤获得的血浆的0.1％(w/w)，获得经乳化的血浆。

(7)将经乳化的血浆采用200分子量膜纳滤浓缩，浓缩至浓缩血浆：滤出水体积比为1∶3，去除血浆中大部分水分和盐分，获得浓缩血浆液。

(8)将浓缩血浆液进行喷雾干燥，进风温度控制220-230℃，出风温度80-85℃，获得低灰分禽血浆蛋白粉，即为血浆蛋白粉1。

结果，采用以上方法，10吨禽血得到禽血浆蛋白粉1约610公斤，产品指标如表1所示：

表1禽血浆蛋白粉1

实施例2-3

禽血血浆蛋白粉2-3的制备

制备方法同实施例1，具体条件采用表2所述的条件。其中，所述脱钙剂的添加量按实施例步骤(2)获得的血浆(液)总重计算(w/w)；所述乳化剂的添加量按实施例步骤(5)获得的血浆(液)总重计算(w/w)。

表2

经检测所述禽血血浆蛋白粉2-3的蛋白含量高达70％，其中功能性成分免疫球蛋白达14％，灰分含量低于14.5％。

实施例4饲养测试

在饲料中添加一定禽血蛋白粉，比较采用和不用禽血蛋白粉对饲养仔猪的免疫球蛋白(IgG)含量及料重比影响。

具体实验方法：

试验组：低灰分禽血浆蛋白粉；添加量：0.4％(w/w，按饲料的总重计算)

对照组：大豆浓缩蛋白；添加量：0.4％(w/w，按饲料的总重计算)

仔猪日龄：28天断奶仔猪

饲喂天数：两周

实验结果如表3所示。

表3

综上所述，禽血浆蛋白粉可显著提高仔猪免疫球蛋白含量。

1.本发明所述方法中，通过采用沉淀、超滤和乳化处理，解决了禽血高粘滞性和不易纳滤处理等诸多不利问题，非常有利于进行后续的钠滤操作，显著提高了血浆蛋白粉的制备。

2.本发明所述方法不仅可以填补国内对蛋白饲料需求的缺口，而且可以实现废弃资源的合理利用。本发明的禽血液加工技术的突破和创新，为实现禽血的大规模开发利用提供了技术保障。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。