动物血深加工的方法 【技术领域】
本发明涉及动物血的进一步加工技术，便于动物血制品的深加工和增加动物血的价值以及应用范围。
【背景技术】
动物血约占动物体重约3％左右，而且血中的免疫蛋白是抗体的重要来源，用于抵抗疾病。每年猪、家禽、牛和其它动物的宰杀量很大，由此的动物血量也相当可观。动物血是很好的蛋白质原料。如何有效和安全地利用动物血是长远之计。动物血一般被做成血豆腐，但其需求量不多。动物血也可以被做成血粉，但颜色很深(暗血红色)，并且有血腥味。动物全血有约85％(以固态计)的蛋白质。动物全血被离心分离成为血红细胞(也称红血球)和血浆已有相当长的一段时间。血红细胞有约91％(以固态计)的蛋白质，颜色深。血红细胞占全血中的绝大多数，约75％。经分离的血浆经浓缩后进行喷雾干燥，血浆粉颜色较浅，气味也较淡，血浆有约78％(以固态计)的蛋白质。动物血通常低温贮藏和运输。经分离的血浆含有免疫蛋白、白蛋白、凝固蛋白和其它组分。免疫蛋白是抗体的主要来源，体内含有某种特别的抗体就能抵抗这种疾病的侵扰，有动物免疫蛋白加工成为产品可应用于与健康有关的用途。白蛋白和凝固蛋白具有很好的凝聚性能，由动物白蛋白和凝固蛋白加工的产品可应用于象香肠和粘剂中，作为粘胶的原料。猪或牛血浆经过与血红细胞离心分离后一般含有固体含量约10％和蛋白质约7％。家禽血的固体含量比猪或牛血低。免疫蛋白占人血浆约1.1％(其范围为0.7至1.5％)，白蛋白占人血浆的相当多部分约3.65％(其范围为2.8至4.5％)。由于对动物血的研究大大不如对人血地研究，这里的含量以人血数据以示说明。以蛋白质计，免疫蛋白约只占总蛋白质的15.7％(1.1/7)。而白蛋白约占总蛋白质的52.1％。(3.65/7)。一半左右的蛋白质是白蛋白，很有必要分离白蛋白等和提高免疫蛋白的含量。抗体蛋白的分子量在150000至180000，其等电荷点在酸碱性pH值6.3至7.3，处于中性范围，而不像其它血浆蛋白。新出生哺乳动物一般不能自身产生的抗体，之后逐渐合成和产生抗体。免疫蛋白具有生化功能，可以作为被动性免疫法的原料。例如喂养加工的动物血浆免疫蛋白给新生小猪可以增加体重，减少死亡率和低腹泻率。对于人体，喂养由初牛乳而制得的免疫蛋白给婴儿食品也得到临床证明(Ockerman等，2000；Gaillard等，1985；Ballarbriga，1982；Stryer，1975和White等，1964)。
对于动物血(全血、血浆和血红细胞)的加工，国内外进行了不少研究，也产生了不少专利技术。美国专利6498236(2002年)发明了一项专利技术，用一种固态载体在约2.0离子强度下吸附免疫蛋白，然后从这种固体载体上脱附被吸附的免疫蛋白。这种吸附和脱附的生产的成本昂贵，对于食品和饲料工业不具备可行性，不同于生化工程和制药工业。另外美国专利6281336(2001年)，6207807(2001年)，6093324(2000年)和5138034(1992年)也是利用吸附和脱附过程来加工和生产免疫蛋白。美国专利5880266(1999年)发明了一项专利技术，用水稀释血红细胞，改变酸碱性，并且用聚合膜分离的方法来改善血红细胞的颜色。晏本菊(1994年)使用有机溶剂沉淀法从猪血中生产超氧化物歧化酶和复合氨基酸。用盐酸回流水解、活性炭脱色过滤，经过阴离子交换柱脱酸和浓缩氨基酸再冷却干燥。美国专利5151500(1992年)发明一项专利技术，用酸降低动物血的酸碱性，然后血红色素被离心分离，最后液体再用氧化剂处理。王传怀等(1992年)使用盐酸水解、脱色、脱酸和干燥等步骤来制备猪血成为氨基酸。美国专利4623541(1986年)发明一项专利技术，用20-30％硫酸胺先分离凝固蛋白，再用35-50％硫酸胺沉淀免疫蛋白，两次离心分离后，加入过量的水于免疫蛋白沉淀中，然后免疫蛋白与奶清一起加工成为小动物牛奶的替代产品。美国专利4486282(1984年)发明了一项专利技术，用重金属离子来沉淀血浆蛋白，然后用电渗析方法来降低盐的含量。美国专利4180592(1979年)发明一项专利技术，用酸或碱增减至少2个酸碱性PH值单位和加热处理动物血，然后加入高浓度过氧化氢(例如5.5％)使其变成无色或白色，再追加动物全血(5％)来分解过剩的过氧化氢。这种加工技术成本较高，过氧化氢过剩，并且追加的动物全血又使得其产品的颜色变回血红色，在生产上没有实用价值。
上述这些方法具有加工成本高，溶剂处理、高盐去除或设备贵等因素。针对动物血制品的深加工，作者发明了改进技术。使用低浓度水溶性聚磷酸盐把免疫蛋白从血浆中分离出来，而且自然沉淀法成本最低。也可以使用适量水溶性聚磷酸盐、酸化、适当加热温度和低浓度过氧化物把动物全血或者血红细胞加工成为黄色产品，并且气味淡。本发明的加工技术不但加工成本低，而且会比较容易被有关厂家所接受和应用于实际生产中。
【发明内容】
本发明要解决现有从血浆提取免疫蛋白成本高效率低和血红细胞或全血颜色深的技术问题，提供改善动物血制品的颜色以及有效地从血浆分离出免疫蛋白的动物血深加工的方法。
作者发现对于经过抗凝剂处理过的动物全血被离心分离后得到血浆和血红细胞。加入水溶性聚磷酸钠盐〔例如hexametaphosphate，六偏磷酸钠和septaphosphate，水溶性聚磷酸钾盐也可以〕于液体血浆中，这种盐的固体量针对液体血浆的重量比例是小于2％。这种水溶性聚磷酸盐可以是食品级、饲料级或者技术级。如果这种水溶性聚磷酸盐先被水溶解配成溶液例如33.3％浓度，那么该化学品就很容易与液体血浆相混合，不过相应重量比例应该增加约3倍，即从上限2％增加至6％。然后酸碱性pH值被调节至3-5％(最佳pH值范围是4.0至4.5)，此时液体血浆的颜色从淡红色被变成乳白色或米色。随后让液体静置一段时间例如过夜，也可以使用离心分离。低pH值阻止微生物的生长，上层液相是免疫蛋白富有的产品。下层沉淀是白蛋白富有的产品。静置分离方法是一种最低成本的分离方法，离心分离需要离心设备。不过静置分离受一些因素的影响例如液体的粘稠度、聚磷酸盐在血浆中的浓度、酸碱性pH值，固体含量和蛋白质含量。白蛋白富有的产品还含有凝固蛋白、脂肪和聚磷酸钙等，这一产品具有凝胶性，可以用于香肠制品加工和粘胶剂原料，不像化学粘胶剂一般有毒性，也可以被进一步加工纯化白蛋白。上层免疫蛋白在酸碱性pH值至5以上形成清液，容易被分离膜或者低温真空蒸发至较高固体含量例如20-30％，这样可以减少喷雾干燥或者冷冻干燥的加工成本。上层免疫蛋白也可以被进一步加工纯化。如果加入磷脂的油脂能形成脂质体，将免疫蛋白包容，故不易在胃和十二指肠中被消化，进入肠道后，可能过乳糜管吸收，这样能够通过口服免疫(杜念兴，2003)。
经过与血红细胞离心分离的血浆(象猪或牛)，固体含量一般约10％，蛋白质含量约7％。如果血浆的蛋白质含量比一般血浆低或高，那么水溶性聚磷酸盐的含量也应作相应调整到低或高的比例。例如血浆首先被浓缩至蛋白质含量至10.5％和固体含量15％，那么以上小于2％应增加至小于3％。当血浆具有较高固体含量，粘稠度增加，不容易被静置分离。液体家禽血的固体和蛋白质含量低于猪或牛血。血清是除去凝固蛋白的血浆，也可以用上述同样的技术进行分离加工。其它原料像奶清或者鸡蛋可以被加入在血浆或者免疫蛋白富有的产品中一起加工。例如被疫苗过的母鸡，蛋黄中含有免疫蛋白。蛋黄含固体含量很高约52％，一般首先加入大量的水，然后进行免疫蛋白的分离加工，之后含水份的产品还得被干燥，成本高。如果把鸡蛋(或蛋黄)加入血浆中一起混合，利用血浆中的水份稀释鸡蛋(或蛋黄)，那么加工分离成本明显下降。除水溶性聚磷酸盐外，也可以额外加入象硅酮和碳水化合物胶把白蛋白、凝固蛋白和脂肪等沉淀下来，留免疫蛋白(Ig)在液体中。血浆和鸡蛋(或蛋黄)的混合比例可以按工艺和产品特性进行调节。
对于液体动物血(全血或者血红细胞)在广泛范围的酸碱性(pH 2-11)下被加热至50℃以上，然后加入低浓度过氧化物(过氧化氢、过氧化纳或过氧化钙)，颜色从血红色变成黄色，并且气味和微生物得到明显改善。过氧化氢(双氧水)的加入量为0.3-1％或者小于3％固体重量比例。如果33.3％浓度的过氧化氢被使用，那么0.3-1％的重量比例应该相应增加3倍。过氧化氢也可以被用于杀伤微生物和预防疾病传播的问题。由于过氧化氢被用于脱色反应，浓度低(绝大多数情况为0.3-0.8％)，而且又有烘干处理，实验表明在产品中没有过氧化氢残留。如果加入可溶性聚磷酸盐例如小于3％的固体量针对液体动物血的重量比例，酸碱性pH值由加入酸被调节到3至4.5，加热至50℃以上，其粘稠度在加工过程中较小，使得加工过的动物血更容易被加工和喷雾干燥。如果有选择加入油脂或水份，其脱色加工后的产品会变软，粘稠度减小，脱色反应更容易。加入水份不是一种经济的方法，为了达到干燥的目的，被加入的水份还需要被蒸发掉。加热方法可以直接或者间接，一般采用注入蒸汽加热，也可以采用热交换。蛋白水解酶可以被使用来减小粘稠度和提高产品的水溶性，酸碱性可以被调节以便有利于加工过程和产品的形成。经过加工后的产品，可以是粉末状或者颗粒状。这一特定的脱色加工过程比较方便，成本也比其它方法低。
对于液体血浆或者血清，颜色虽然大大浅于全血或血红细胞，但仍然显示浅血红色。加入水溶性聚磷酸钠于液体血浆或血清中，重量比例也是小于2％，与上述的分离加工过程一样，钾盐也可以。然后酸碱性pH值降低到2.5至5(最佳范围是3.8至4.5)，液体的颜色从淡血红色变成乳白或者米色，从而改善其颜色。在这种情况下，微生物不能生长，且乳白色接近牛奶颜色，更容易被接受和使用。另外加入少许过氧化氢可以使得颜色更白。冷热处理可以被使用在加工过程中，均化器可以使得其更均匀，尽管在上述条件下已经比较均匀。除作为营养原料外，改色的血浆也可作为无毒性粘胶性原料。原始的血浆或血清原料被浓缩后具有高固体含量，被进行上述变色加工更经济，降低喷雾干燥成本。
【具体实施方式】
实施例1：
500克液体牛血浆(18％固体含量)与12可水溶性聚磷酸钠(30％浓度)混合，加盐酸(30％浓度)降低酸碱性pH值从6.7至4.1并且在搅拌15分钟，混合物的颜色为乳白色。然后离心分离得到沉淀相和液体相产品。加入氢氧化钠(35％浓度)于液体相中增加酸碱性pH值至6.5形成清液。检测得到免疫蛋白G与蛋白质的比例为35.4％。
实施例2：
200克液体猪血红细胞与12克大豆油脂(含水份)混合，被加热至85℃，然后加入6毫升过氧化氢(30％浓度)并且搅拌。过氧化氢的加入量比例是0.8％(6*0.3/212)。用金属丝网过滤水份，黄色的潮湿固体被放在烘箱中(105℃)烘5小时。其产品成份分析如下：蛋白质(81.6％)、脂肪(6.1％)和水份(6.2％)。
实施例3：
200克液体猪血与10克水溶性聚磷酸钠(30％浓度)混合，聚磷酸钠固体针对液体猪血的加入量比例是1.5％(10*0.3/200)。加盐酸(30％浓度)降低酸碱性pH值到4.0并且搅拌5分钟。加热至68℃，然后加入6毫升过氧化氢(30％浓度)，搅拌后其颜色呈黄色。其成份分析如下：蛋白质(15.2％)和水份(80.1％)。
实施例4：
300克液体鸡血被加热至88℃，然后加入3毫升过氧化氢(30％浓度)并且搅拌，过氧化氢加入量比例是0.3％(3*0.3/300)。离心分离除去多余的水份，黄色的潮湿固体气味吻合，被放置在烘箱中(105℃)烘4、5小时至干燥，用小粉碎器磨碎。加入一滴0.01M高锰酸钾于50毫升5％产品的水溶液中，红色不退。其产品成份分析如下：蛋白质(85.6％)、水份(5.2％)、灰份(4.1％)、微生物数(500)和沙门菌(阴性)。
实施例5：
909公斤牛血浆(10％固体含量)与4.5公斤水溶性聚磷酸钠(30％)浓度混合，聚磷酸钠固体加入量比例是0.15％(4.5*0.3/909)。加盐酸(36％浓度)降低酸碱性pH值从6.8至4.3并且再搅拌10分钟，然后静置过夜得到下层沉淀相和上层液体相产品。用分离膜浓缩上层液体相至24％的固体含量。一半液体被喷雾干燥达到粉末状产品，检测得到蛋白质为79.9％(固体含量)和免疫蛋白G为33.0％(固体含量)。另一半液体与牛奶清按85∶15比例混合被喷雾干燥得到粉末状产品，检测得到蛋白质为73.6％(固体含量)和免疫蛋白G为28.0％(固体含量)。