第五章-畜、禽类副产品的综合利用

第二篇动物资源的开发利用第五章畜、禽类副产品的综合利用问题1.畜禽副产品包括哪些?2.开发利用畜禽副产品的意义?3.开发利用畜禽副产品的途径?骨血皮毛脏器畜、禽副产品？一、畜禽副产品的范畴（1）全球暖化（2）热带雨林消失（3）生态浩劫（4）水源污染和枯竭联合国粮农组织的研究报告指出：畜牧的昂贵代价（5）土壤流失（6）粮食短缺（7）能源耗损（8）酸雨不断＞資料來源：聯合國糧農組織(FAO)甲烷汽車+船舶+飛機＝陸、海、空所有運輸工具14%每頭牛在它的消化過程中，可由打嗝和放屁，在一天內排出600-700公升甲烷18%（1）全球暖化（2）水源污染和枯竭今年2月公布的第一次中国污染普查公报显示，中国的水污染源主要来自于农业而非工业，而在农业污染中，畜禽养殖污染最大，超过化肥和农药。生产1只普通大小的母牛消耗的水，足够浮起一艘驱逐舰。（3）畜牧消耗了大量的粮食33%67%畜牧其他70%30%全世界生产的谷类1/3是用在畜牧业上全美国生产的谷类70%是用在畜牧业上种谷物，吃五谷.....................100人用谷物养牛，吃牛肉、乳品...30人用谷物养鸡，吃鸡肉、鸡蛋......12人用谷物养猪，吃猪肉...............8人二、开发利用畜禽副产品的意义单位:万吨肉类总产量1.避免资源浪费;2.保护自然环境;3.提高养殖业的经济效益;4.改善畜禽产品加工存在的“三低一短”的问题（技术含量与自动化程度低、综合利用水平低、附加值低、产业链短）。（一）动物血液的构成红细胞白细胞血小板中间薄层血浆血细胞三、如何综合利用动物血液？（二）动物血液的营养价值血液干物质19%~21%蛋白质90%血红蛋白60%~65%矿物质激素维生素铁酶血红素VA钴血浆蛋白凝血酶、SOD从氨基酸组成来看，血液蛋白质是一种优质蛋白质，其必需氨基酸总量高于全乳和全蛋，尤其是赖氨酸含量很高，由于谷物蛋白质中赖氨酸含量低，血液的高赖氨酸含量使其成为一种很好的谷物蛋白互补物，这对改善食物中总体蛋白质的质量有重要意义。返回制药血液食品饲料血豆腐、血香肠、血饼干、血罐头、血酱油、食用蛋白粉等血红素、胆红素、各种氨基酸、SOD、凝血酶、免疫球蛋白、胰岛素等活性物质。血粉、蛋白胨文献（三）动物血液综合利用情况我国每年仅猪血150万吨，如完全利用，年产值可达600亿美元。经济预算血红素凝血酶食用蛋白粉猪血1、血红素的结构和性质CHCHHCHCCHCHHCHCCHCHHCHCCH卟啉铁呈棕红色结晶体，不溶于水、醋酸及盐类，微溶于乙醇和乙醚，溶于丙酮、吡啶、氯仿、盐酸及有机碱，难溶于碳酸盐溶液，在阴凉处较稳定。1、血红素的结构和性质血红蛋白2、血红素的用途制备抗癌药血卟啉的主要原料用于食品中色素的添加剂用于铁强化剂及抗贫血药制备胆红素的前体，而胆红素是配制人工牛黄的重要原料3、血红素的提取方法（1）冰醋酸加盐法1885年，俄国学者最早在实验室内用冰醋酸、氯化钠和血共热，冷却后得到血红素结晶。此后，Nippe氏在原有反应的基础上，在冰醋酸中加入NaCl、KCl、KBr、KI和血共热；冰醋酸加盐法原理：1.血红蛋白在浓醋酸中大部分呈溶解状态，并分解为珠蛋白和血红素;2.血红素在冰醋酸及盐类中不溶解而形成结晶；优点：简单易行；缺点：收率低、耗化工原料、耗能、成本高。3、血红素的提取方法（2）酸性丙酮提取法（目前常用）原理:1.在pH3时，亚铁血红素与珠蛋白结合最疏松;2.加入适量丙酮，可使蛋白质凝固，亚铁血红素则溶解于丙酮液中。（2）酸性丙酮提取法1.工艺流程新鲜抗凝猪血血细胞溶血水解过滤、洗涤、干燥粗品精品过滤、碱化沉淀（2）酸性丙酮提取法：操作要点1.容器：洁净的非金属制品2.抗凝剂：10%柠檬酸钠；5~10mL／100g血原因：血红素中的原卟啉易丧失原因:柠檬酸能和凝血酶原激活因子Ca2+结合生成沉淀。如何得到新鲜抗凝猪血？返回凝血酶原凝血酶凝血酶原致活因子(Ca2+)可溶性纤维蛋白原A不溶性纤维蛋白Ｂ凝胶血小板释放（2）酸性丙酮提取法：操作要点3.加入等于血细胞体积的1倍去离子水，0.25倍乙醇，搅拌30分钟；原因：红细胞吸水胀裂，血红蛋白分离出来如何进行溶血？返回（2）酸性丙酮提取法：操作要点如何分离血红蛋白？返回4.溶血后加入0.15倍的氯仿，搅拌15分钟，离心，可得含血红蛋白的沉淀物。（2）酸性丙酮提取法：操作要点原因：亚硫酸氢钠作为强还原剂可防止血红素的氧化；4.按血球的量加入一定量亚硫酸氢钠溶液使沉淀溶解，加血球量5倍体积的丙酮溶液，用盐酸调pH至3.0，搅拌5min。如何进行水解？返回（2）酸性丙酮提取法：操作要点5.水解液过滤，取滤液，用氢氧化钠溶液调pH到5~5.5。原因：当pH在4.0~6.0时，血红素中的卟啉与脂质双分子层掺和量最小。为什么要碱化？返回（2）酸性丙酮提取法：操作要点6.向碱化溶液中加入1%醋酸钠，搅匀，静置1h，血红素析出。如何得到沉淀？原因：血红素不溶于醋酸盐类。返回7.过滤、洗涤：将血红素沉淀滤出，在滤布上依次用蒸馏水、乙醇、乙醚冲洗。8.干燥：真空干燥箱干燥，即为成品。产品得率一般为3-5‰。（2）酸性丙酮提取法：操作要点返回过滤、洗涤、干燥新鲜抗凝猪血血细胞溶血水解过滤、洗涤、干燥粗品精品过滤、碱化沉淀加入0.15倍的氯仿，搅拌15分钟，离心，可得含血红蛋白的沉淀物，离心分离血红蛋白（2）酸性丙酮提取法改进工艺流程如何精制？原理：1.血红素易溶于吡啶、氯仿中，而蛋白质不溶，将蛋白质除去；2.蛋白质溶于醋酸，而血红素不溶，将血红素沉淀出来。血红素粗品加吡啶、氯仿沉淀滤液氯仿洗涤滤液合并冰醋酸于带盖搪瓷桶加热至沸加饱和NaCl和ＨCl加入上述滤液搅拌趁热过滤滤液沉淀氯仿洗涤滤液合并放置过夜结晶析出精制工艺流程：3、血红素的提取方法有机溶剂提取法：优点：工艺设备较简单，一般厂家易于满足，血红素纯度也较高，目前仍是工业化生产的主要方法。缺点：需动用大量有机溶剂，回收是个大问题，血液蛋白中的溶剂残留难以处理，不利用综合利用，还存在安全问题。3、血红素的提取方法（3）酶解法蛋白酶水解法不仅可以将蛋白质和血红素分开，还可以提高蛋白质的消化吸收利用率。这种方法没有用到有机溶剂，被认为是最环保的一种提取血红素的方法，但目前关于酶法制备血红素的报道较少。3、血红素的提取方法（4）羧甲基纤维素（CMC）吸附法CMC是一种无毒无害的高分子阳离子性纤维素醚，可用作食品的乳化剂、增稠剂、分散剂、稳定剂、保水剂等。方法：1.先用ＨCl调pH到3.0；2.再加适当浓度的CMC-Na溶液充分搅拌，用高速管式离心机分离，即可得到CMC-Na结合的血红素。3、血红素的提取方法（5）表面活性剂法等该法的发明者发现，在盐酸酸化的血红蛋白溶液中加入适当的表面活性剂，然后以适当的方法加热，珠蛋白不会沉淀，而血红素可以结晶出来。返回尽管血红素提取的方法有所改进，但要真正应用于生产需要考虑以下几个问题：1.如何降低成本；2.提取的过程中尽量避免使用毒性较大，难以回收的有机溶剂，做到环保生产，不使用有机溶剂的酶解制备血红素的方法将是发展方向；3.寻找合适的抗氧化剂或还原剂解决血红素的易氧化的问题4.考虑微胶囊化改善血红素的溶解性问题。凝血酶原1.凝血酶简介凝血酶呈白色无定形粉末，溶于水，不溶于有机溶剂，干粉贮存于2—8℃，很稳定，水溶液在室温下8h内失活。遇热稀酸、碱、金属等活力明显降低。临床上广泛应用，从伤口止血到外科手术、耳鼻喉、口腔、妇产、泌尿及消化道等部位出血的止血。止血效果好，且无副作用。2.工艺流程抗凝动物血液血浆蒸馏水10倍稀释HAc调pH=5.3离心凝血酶原0.9%NaCl液溶解CaCl2静置1.5h离心上清液？冷丙酮冷藏离心沉淀冷丙酮洗涤冷藏过滤干燥凝血酶粗品低温提取返回沉淀？纤维蛋白凝血酶液3.提取原理1.利用等电点沉淀法提取凝血酶原；2.采用Ca2+对凝血酶原进行激活；3.采用丙酮沉淀法对粗凝血酶液进行初步纯化。3.食用蛋白粉的制备流程动物血液血浆血球酶解灭酶离心得上清脱色干燥血球蛋白粉血浆蛋白粉溶血酶种类、酶用量、酶解温度、酶解时间、pH抗凝动物血液血球血浆上清(SOD)沉淀(血红蛋白)SOD上清沉淀血红素血粉上清沉淀水解蛋白产品凝血酶返回四、如何综合利用动物骨？（一）骨的构造骨膜骨质骨髓成分类别水分蛋白质脂肪灰分股骨（猪）24.816.224.434.6股骨（牛）20.515.629.534.4骨的化学成分单位：质量分数%猪肉（瘦）71.020.36.21.0（二）骨的营养特性1.蛋白质含量高，且属优质蛋白;四、如何综合利用动物骨？骨胳中含有丰富的蛋白质，其中含量最高的是组成胶原纤维的胶原蛋白，蛋白质含18种氨基酸,包括8种人体所必需的氨基酸。2.脂肪含量高,且脂肪酸比例合理；（二）骨的营养特性四、如何综合利用动物骨？骨中含有的脂肪酸比例较为合理，主要的饱和脂肪酸有棕榈酸和硬脂酸，不饱和脂肪酸有油酸和亚油酸，两者的比例接近1：1，与营养协会推荐人体摄入脂肪酸的组成比例相符。（二）骨的营养特性四、如何综合利用动物骨？3.丰富的矿物质，钙磷比例2:1易吸收；骨粉中含有丰富的矿物质，最主要的是羟磷灰石晶体[Ca10(PO4)6(OH)2]和无定型磷酸氢钙[CaHPO4]，骨中钙和磷的比例很高，且它们的比例约为2：1，是体内吸收钙磷的最佳比例。4.其他营养成分:含有脑组织发育不可缺少的磷脂质、磷蛋白以及加强皮下细胞代谢、防止衰老功能的骨胶原、软骨素，此外还含有多种维生素等。（二）骨的营养特性四、如何综合利用动物骨？（三）骨的综合利用途径动物鲜骨高温处理骨髓油食用油脂工业油脂化学处理机械处理蛋白水解物骨胶食用明胶钙磷制剂硫酸软骨素骨粉骨泥骨糊骨油骨粉骨胶与明胶骨硫酸软骨素动物鲜骨除杂、洗涤、破碎水煮法70-80℃3-4h上层油脂除水分即为骨油蒸汽法105-110℃30-60min油、胶汇集，分离上层骨油抽提法轻质汽油加热提取油溶于溶剂中，使溶剂挥发，得骨油骨油的提取返回禽骨肉分离机胶原是指动物组织器官中存在的一类蛋白质，在提取、分离时，随着方法和条件的不同，可以产生胶原、明胶和胶原蛋白三种产物。胶原具有三螺旋结构，有生物活性，不溶于冷水和热水，碱、弱酸及一般浓的中性盐溶液。不能被蛋白酶利用。明胶是胶原在酸、碱、酶或高温作用下的变性产物，与胶原一样由18种氨基酸组成，但已失去了生物活性。明胶相对分子质量较高，从几百万到几千，只溶于热水，不溶于冷水，可被蛋白酶利用。胶原蛋白的三螺旋结构彻底松开，成为3条自由的肽链，且降解成多分散的肽段，其中包括小肽。因此胶原蛋白是多肽混合物，相对分子质量较低，分布很宽，从几千到几万，没有生物活性，能溶于冷水，而且能被蛋白酶利用。d.明胶与胶原蛋白均无生物活性，但可被蛋白酶利用。胶原、胶原蛋白与明胶a.胶原具有三螺旋结构，有生物活性，不溶于冷水和热水，不能被蛋白酶利用；b.明胶相对分子质量较高，只溶于热水，不溶于冷水；c.胶原蛋白相对分子质量较低，而且分子量分布比明胶更宽，可溶于冷水；骨胶的加工动物鲜骨除杂、洗涤（稀亚硫酸）、破碎抽提法脱脂煮沸胶液浓缩冷却、切片、干燥即得骨胶骨胶广泛用作于复印胶板、粘合剂、防雨浆、火柴调药、木材胶合等原料以及丝绸、棉纱、棉布、草帽等轻工产品的上浆和铜版纸、蜡光纸等造纸工业的上光。明胶的生产方法有四种：即碱法、酸法、盐碱法和酶法等，目前国内外普遍采用的是碱法生产。明胶的加工碱法生产明胶动物鲜骨除杂、洗涤（稀亚硫酸）、破碎抽提法脱脂石灰水浸渍洗涤、中和熬胶浓缩、漂白、凝胶切胶、干燥疏松组织、去除蛋白质、色素等有机物去除钙盐和多余的石灰水熬胶：将原料和水一起加热，使胶原转化成明胶溶于水。一般采用分道熬胶。一道胶为照相明胶，二道胶为医药明胶，三道胶为食用明胶，四道胶为工业用明胶。返回骨粉的加工骨粉粗制骨粉骨渣粉蒸制骨粉动物鲜骨水煮法除骨油后的骨头高温烘干后磨成粉状蒸汽法除骨油后的骨头高温烘干后磨成粉状脱脂、脱胶后的骨头高温烘干后磨成粉状返回硫酸软骨素硫酸软骨素的药用商品名为康得灵，是从