二、可食用类材料
食用胶原一般来源于动物皮、肌腱和骨,皮胶原是主要的食用胶原。值得注意的是,制革业是将肉食工业的副产物——动物皮,加工成具有实用价值的皮革或裘革,在生产过程中不可避免地会产生大量的修边、削匀皮屑和残次二层皮料。在美国,牛皮碱皮碎料是加工食用胶原的主要原料,大约10%的原料皮(二层碱皮)用于该产品的生产。以皮胶原为主要原料,已开发成功的食用材料主要有食用明胶,可食用胶原包装材料,如胶原肠衣、胶原包装膜和食品添加剂等。但我国有关部门规定,禁止使用制革厂鞣制后的任何废料制备食用明胶或食用添加剂。
1.胶原肠衣
利用生皮或未鞣制的碱皮下脚料生产食用明胶是已成熟多年的技术,这类原料的另一高值转化是用碱皮下脚料(或牛二层皮)制造胶原肠衣。国内外熟肉行业使用的肠衣,小部分是天然肠衣,而大部分是塑料薄膜等的代用品。这些代用品都不能食用,而且塑料肠衣不耐水煮、油炸和熏烤。以皮胶原为主要成分的胶原肠衣可以弥补塑料肠衣的缺点,而且胶原本身就是营养丰富的蛋白食品,所以用胶原膜包装肉食品在欧洲、美国、日本等发达国家已经普遍使用。
对国内外有关可食性胶原包装材料的研究进展已有报道。20世纪30年代,美国的Freudenberg等便投入胶原肠衣的研究,并于1938年申请了专利。60~70年代,不仅深入研究了胶原或明胶的成膜性能,而且还将胶原材料与其他的可食性材料如聚糖、调味料、果胶、淀粉等混合在一起,以弥补胶原材料某些成膜性能的不足,或者将胶原作为填料加入上述材料中对它们进行改性。
20世纪80年代日本学者在此领域的研究逐渐增多,且更多地投入到复合膜的研究中。如Tani.Takehiro等用transglutaminase作为交联剂,生产的明胶膜显示出优秀的热稳定性、抗张强度等性质。欧洲学者则向胶原膜中添加一些其他类型的添加剂,如Peiffer,Bernd等将香料、辣椒粉混于胶原悬浮液中,并将该混合物采用一种特殊的机械装置挤出成型。此外,还将果胶、酯类、阿拉伯树胶等加入明胶成膜。在实际生产中,德国的那图林(NATURIN)公司是工业人造胶原香肠肠衣的开路先锋,生产的胶原肠衣产品代表着世界人造胶原肠衣领域的最高水平。
德国那图林公司胶原肠衣制备工艺过程如下:
鲜皮水洗,除血污→去肉、剖层→脱毛、浸灰→水洗→切成5~10cm的小块→水洗,除去钙盐→酸化→膨化→搅拌→过滤→挤塑→预凝固→水洗→凝固→中和→干燥→水洗→干燥→熟化→回湿→褶皱成品、包装
国内于20世纪90年代以后才陆续开始对人造胶原肠衣进行研究,寇柏权和李清桂分别对胶原肠衣的制造及产业化作了一些探索性研究。此后,陆续有部分研究性文献与胶原蛋白肠衣、酸性胶原蛋白及有关胶原蛋白肠衣加工的专利技术报道。总之,国内在这方面的研究起步晚、投入少、研究报道不多。叶勇和王坤余结合我国实际情况,以牛皮碱皮边角料或牛二层皮为原料,经生物酶进一步处理,使皮胶原纤维束得到均匀适度的松散、分离后经酸化、膨化处理,制成含有一定水解胶原的皮胶原纤维泥,再添加适量的可食性纤维素改性材料、增塑剂和交联剂改性,经挤塑成型制成胶原肠衣,中和干燥及熟化处理后的产品,其外观与国际一流产品相当,干/湿态机械强度显著提高,综合性能达到国际先进水平。
2.胶原包装膜
Farouk等研究认为,使用食用明胶膜包装的牛排,比未包装或真空包装的牛排汁液的流出量少,而且牛排的颜色保持鲜亮。Gray申请了使用食用胶原膜包装肉食品的方法和设备,Boni等申请了用胶原包裹香肠的制备方法。
3.食品添加剂
Meullenet等研究了在鸡肉腊肠中添加胶原对其质地(如强度、弹性和汁液量等)和口感的影响。添加2%胶原、20%左右的水时,腊肠的感观、质地和口感最好。Graves等的研究认为,牛肉馅饼中添加2%的胶原和8%的水得到的低脂馅饼(9%的脂肪)与含脂18%的馅饼一样可口,而且质地更好。这为低脂产品的生产提供了一种方法。此外,胶原可以添加于饮料中作为营养强化剂,还可用于烘烤食品等。
4.其他应用
胶原的分散性使它可以代替传统的鱼胶作为啤酒和白酒的澄清剂,利用胶原的成膜性将其用作固定化酶的膜材料和肉食品标签,其中后者已经在欧洲使用。