日前,由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所主導(dǎo)、聯(lián)合山東悅一生物科技有限公司等6家單位共同完成的“骨素加工關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)與應(yīng)用”成果通過了農(nóng)業(yè)部組織的專家組鑒定。專家組一致認(rèn)為,該成果在原料骨前處理、骨素?zé)釅焊咝С樘?、真?梯度膜濃縮偶聯(lián)、骨素增益生香關(guān)鍵技術(shù)與裝備研制等方面實(shí)現(xiàn)系列重大突破,取得了一批自主創(chuàng)新的技術(shù)成果,整體技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先。
據(jù)悉,世界畜禽骨年產(chǎn)量達(dá)4600多萬噸,其中我國占22%,約1000多萬噸,超過了歐美畜禽骨產(chǎn)量的總和。而骨中含有11%-16%的蛋白質(zhì),若加以利用可生產(chǎn)600萬噸的優(yōu)質(zhì)動物蛋白,足夠滿足2.2億人對蛋白質(zhì)的年需求。但長期以來畜禽骨利用途徑單一,加工方式粗放,資源浪費(fèi)與環(huán)境污染嚴(yán)重;產(chǎn)品附加值低,品質(zhì)差;加工技術(shù)與裝備適應(yīng)差,耗能高,產(chǎn)業(yè)化困難,成為懸而未決的世界性難題,一直困擾著國際食品加工界。
成果研發(fā)了產(chǎn)業(yè)急需的骨源食品加工技術(shù)與裝備,開發(fā)了骨素、高湯、骨油、硫酸軟骨素、呈味肽基料和骨素肉味香精等新型產(chǎn)品,滿足了餐飲業(yè)、方便食品產(chǎn)業(yè)、肉制品加工以及家庭廚房對營養(yǎng)、美味、自然、健康、安全的骨源食品的消費(fèi)需求,構(gòu)建了具有中國特色的畜禽骨綜合利用新模式。
突破了原料骨前處理技術(shù)與裝備。為降低成本、提高提取率和產(chǎn)品質(zhì)量,對原料骨進(jìn)行前處理是骨素加工的必備工藝。目前國內(nèi)外對畜禽骨多采用全骨架或原料骨粉碎加工方式,存在利用率低、成本高和提取率低等問題。本成果基于畜骨(豬、牛、羊)原料特性,開發(fā)了一種新型的軋骨技術(shù)和軋骨機(jī),實(shí)現(xiàn)畜骨的高效破碎;基于禽骨(雞、鴨)中骨肉物性差異特性,采用“級差”式分離孔眼設(shè)計,開發(fā)出了骨肉分離機(jī),實(shí)現(xiàn)骨架中骨肉的高效分離,脫骨肉中骨渣含量≤0.1%,設(shè)備技術(shù)水平與適用性遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)條形篩孔和等徑篩孔分離裝置,分離效率提高20%-30%,骨渣含量降低50%-80%。
攻克了熱壓高效抽提技術(shù)與裝備。對動物骨中蛋白、脂肪、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行高效抽提是骨加工和高值化利用關(guān)鍵技術(shù)之一。目前,國內(nèi)外多采用熬制、酸堿法或酶法提取,存在提取率低、成本高等問題。本成果基于熱-壓傳質(zhì)傳熱的原理,研發(fā)了一種新型的熱壓抽提技術(shù)和裝置,徹底解決了提取率低、油水分離難、通用性差等技術(shù)難點(diǎn),提高了提取率及裝置的安全性能,與常壓熬制相比,提取率由40%提高到90%以上,節(jié)省蒸汽20%以上。
研制了節(jié)能高效濃縮技術(shù)與裝備。骨經(jīng)熱壓抽提后固形物含量通常在4%-5%,無法滿足后續(xù)加工、運(yùn)輸、保藏與消費(fèi)的要求,通常需濃縮至固形物含量30%-40%。目前骨素濃縮去除1噸水需要耗汽1.2-1.3噸,能耗高。本成果通過集成組裝,研發(fā)了骨素超濾-納濾-反滲透膜梯度濃縮技術(shù)與裝置,濃縮效率提高了30%,節(jié)能50%,解決了濃縮過程能耗高的世界性難題。
突破了骨素風(fēng)味增益生香技術(shù)與裝備。骨素水解度低,風(fēng)味不足,需進(jìn)行增味生香。目前國內(nèi)外常采用單酶隨機(jī)水解與復(fù)合酶水解,易產(chǎn)生苦味肽,降低了骨素衍生化產(chǎn)品的自然口感。本成果采用靶向梯度組合酶解與美拉德生香技術(shù)偶聯(lián),使產(chǎn)物中低分子肽及游離氨基酸含量分別增加了106和8.6倍,鮮度增加了2.2倍,特征肉香味風(fēng)味物質(zhì)含量增加了7倍,苦味顯著降低。該成果配套研制了多動能酶解和美拉德反應(yīng)裝置,可一機(jī)多用,對高黏度、高鹽度及粉劑物料可均勻攪拌,精準(zhǔn)控制溫度,反應(yīng)香氣可回收,在世界上首次實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)。
實(shí)現(xiàn)了聯(lián)產(chǎn)加工,研發(fā)了系列新產(chǎn)品。本成果攻克了原料骨前處理、熱壓抽提、高效節(jié)能濃縮、靶向酶解與定向生香等關(guān)鍵技術(shù)與裝備,組裝集成了骨素、高湯、骨肽與硫酸軟骨素等產(chǎn)品的聯(lián)產(chǎn)加工技術(shù)與裝置,開發(fā)了骨膠原蛋白、骨多糖、骨肽、骨素、高湯、骨油、呈味肽基料、調(diào)味料等和骨素肉味香精等高附加值產(chǎn)品,建立了質(zhì)量控制體系,共獲得授權(quán)專利30項,軟件著作權(quán)6項,研制關(guān)鍵設(shè)備5套,開發(fā)新產(chǎn)品6大類20余種,制定標(biāo)準(zhǔn)7項,實(shí)現(xiàn)了“技術(shù)-裝備-產(chǎn)品-標(biāo)準(zhǔn)-推廣”一體化突破,構(gòu)建了骨加工高值化利用新模式,為全球畜禽屠宰行業(yè)的技術(shù)升級提供了技術(shù)保障。
項目成果推廣應(yīng)用到河南、山東、內(nèi)蒙古等地和越南的20多家企業(yè),已經(jīng)實(shí)現(xiàn)直接經(jīng)濟(jì)效益70多億元。(通訊員 高巖)