肉鸡加工副产物的开发和应用.doc

肉鸡加工副产物的开发和应用
来源： 国际畜牧网--中国家禽 时间：2011-02-22 点击： 601
1鸡毛
废弃鸡毛中的角质蛋白主要是由胱氨酸等20多种氨基酸以肽键互相结合构成的长链大分子，其中二硫键（-S-S-）、氢键、盐键、酯键等保持角蛋白的空间构型，使其相互交联形成三维结构，因而在自然条件下很难降解。近年来，国内有许多关于羽毛水解工艺的研究，综合来看羽毛水解制备复合氨基酸主要有4种方法：碱水解法、酸水解法、酶水解法和高温高压水解法。
1.1国外对鸡毛的研究概况
国外对鸡毛的研究集中于其特殊的组织结构方面和酶法水解。Narendra等研究了鸡羽毛枝作为天然蛋白纤维时的结构和特性。结果表明：鸡羽毛枝独特的结构使其非常适合作为天然蛋白质纤维用于纺织和合成。羽毛枝中的蛋白质有25%的结晶蛋白属于α-角蛋白类型。鸡羽毛枝可耐压180MPa，弹性模量为4.7Gpa，这些性质与羊毛类似。Mona则利用了一种新型角蛋白酶对鸡毛进行降解。把该链球菌属MS-2角蛋白酶置于pH8.0，含有1%鸡毛的矿物盐溶液中以35oC，150r/min培养72h，得其酶活11.2U/mg蛋白质。Kyozo等利用鸡毛对贵重金属进行生物吸附。根据不同的pH和各金属的特性，鸡羽毛能在较短反应时间内从稀溶液中有选择性地富集贵重金属。在特定条件下，金（Ⅲ）、铂（Ⅱ）、钯（Ⅱ）与鸡毛（干基质量）的螯合率分别达17%、13%和7%。当Na+、Fe（Ⅲ）、Cu（Ⅱ）与金属离子共存时并不会对鸡毛的吸附率产生影响。Szabo等发现一种在40oC便能有效分解鸡羽毛的链霉菌属角蛋白酶。在羽毛降解过程中，大部分产物以胶粒的形式出现。整个降解过程无需对鸡毛进行粉碎等前处理，这使该酶的适用性大大提高。
1.2国内对鸡毛的研究概况
国内研究集中于用化学水解法对鸡毛进行降解，少部分研究用物理法处理。邓静等用酸水解法，从鸡毛中提取复合氨基酸，在最佳条件下得到的固体氨基酸质量分数为95.31%。穆杰等则考虑到酸水解需要耗费大量碱中和，于是重新设计了提取思路。在酸、碱条件下分别水解鸡毛，水解结束后混合中和，为了使水解反应更完全，作者还加入了助剂（主要是过氧化物和金属盐）。结果在最优条件下氨基酸产率为72.1%。章道纲等利用加压水解法制备蛋白饲料。考虑到化学水解不仅消耗酸、碱，且水解时加入的酸、碱难与产品分离，中和后生成的盐进入产品，使产品质量下降等原因，故采用加压水解法研制蛋白饲料。结果所得蛋白饲料的粗蛋白含量达90.28%。
2鸡皮
胶原蛋白主要存在于动物的骨、腱、肌鞘和皮肤中，它能够有效增加皮肤组织细胞的储水功能，使皮肤变得柔软、细嫩，对人体抗衰老及美容具有特殊功效。明胶是胶原蛋白的水解产物。在现有明胶厂中，酸法工艺只约占10%，但酸法制胶周期短，产率大，若能控制好制胶条件，可广泛应用于明胶工业。近几年来由于先后有21个国家发生了疯牛病疫情，国内外已经禁止牛源性原料生产食品和药品。而且，穆斯林民族人民出于宗教信仰，排斥和拒绝使用以猪皮或猪骨生产的明胶。因此开发新的制备明胶的资源代替牛（猪）皮、牛（猪）骨是整个明胶行业刻不容缓首要解决的问题。
目前，国内外肉鸡生产中废弃的鸡皮通常经过干燥、粉碎等粗加工生产动物饲料，但是这种饲料适口性差、消化利用率也较低，还有少部分鸡皮被用来生产低档肉糜制品，因此亟待开发鸡皮新用途和深度加工产品，以提高资源利用率和企业的经济效益。
鸡皮中富含脂肪，且蛋白质含量也不低，对该2种成分提取开发相应的高附加值产品不失为解决鸡皮下脚料的好方法。目前国内高校实验室对用酸法处理鸡皮制取明胶的研究较多。
2.1国内外对鸡皮胶原蛋白的研究状况
日本Keita等从鸡皮中分离和鉴定了功能性复合脂质。功能性复合脂质包括鞘脂类化合物和缩醛磷脂类化合物。试验以成年蛋鸡为原料，研究其复合脂质的化学组成和提取浓缩方法。结果表明：用正己烷-无水乙醇体系能很好地从粉碎鸡皮中提取出复合脂质。而且，通过溶剂分馏和碱或酸水解结合可得到纯度达95%的鞘脂类化合物。
鲁军等用酸法提取鸡皮明胶。结果表明，盐酸浓度3.0%、浸酸温度28oC、提胶料液比1∶5，提胶pH值为3的提取效果最佳，明胶提取率为9.47%。谢苗等同样用酸法从鸡皮中制备明胶，并对其性质进行了研究。在最适提胶条件下得色泽较白、无臭、无异味明胶。为此，他们申请了名称为“一种利用鸡皮制取食用明胶的方法”的国家专利。
2.2国内对鸡皮脂肪的应用
脂肪在动物生长过程中起着无可替代的作用。王笃兰提到养鸡时添加适量脂肪，不但能提高鸡生产性能，而且还可防止某些疾病的发生。此外，利用脂肪细胞体外培养手段进行有关脂肪细胞增殖与分化机理及脂质代谢的基础研究，可为动物脂质调控研究解决理论问题，确立新的研究方法。可惜目前国内对鸡皮中含量最丰富的脂肪的相关研究报道极少，笔者认为既然要对鸡皮进行充分开发，就不应忽视对鸡皮脂肪的研究。
2.3国外对鸡皮脂肪的研究
国外对鸡皮脂肪的研究既有开发新产品的，也有基础研究的。Dike等利用响应面分析法对鸡脂肪的酶解条件进行优化。研究了水解过程中的温度、加酶量、振荡速度和反应时间。通过使用满意度函数得到油酸和亚油酸最佳产率时的水解条件。在最优条件下，油酸和亚油酸的得率预计分别达0.47和0.118（g/g脂肪），其回收率分别为94.6%和93.7%。Ki-Teak等用鸡脂肪为原料，合成、纯化和鉴定其中的结构性脂质。结构性脂质是以酶解后的鸡脂肪为原料，通过中长链脂肪酸（如辛酸）与鸡脂肪中的甘油三酯结合而成。作者在试验中使用番木瓜乳液作生物催化剂。在65oC反应，通过填充床生物反应器测得辛酸的结合率为23.4%，而在55oC则为17.6%。结构性脂质提纯后，用核磁共振光谱分析脂肪酸中甘油主链上酰基的取代位置。从图谱可得，比起试验前的甘油三酯，试验后的结构性甘油三酯在1，3位上的饱和脂肪酰基残基量增加了62%，说明辛酸优先与1，3位酰基结合。
3鸡血
鸡血作为一种重要的动物性蛋白资源，富含蛋白质、脂肪、维生素、无机盐，以及多种酶类、葡萄糖元和微量元素等，且构成血蛋白氨基酸种类齐全，生物效价较高。因此，鸡血利用具有广阔的前景。每千克鸡肉中含血液约60mL，其中可利用部分有40mL。
3.1鸡血浆的研究
3.1.1鸡血清蛋白
肖湘等以鸡血为原料，制备白蛋白并对其性质进行了研究。结果所得的白蛋白经毛细管电泳为一条谱带；紫外光吸收测定在280nm处有最大吸收峰；氨基酸组分分析有17种氨基酸；红外光谱分析具有蛋白质的特征吸收峰。
3.1.2鸡血红蛋白
血红蛋白是鸡血液中最丰富的蛋白质。但是由其带来的深红色在外观上难以接受。因此研究较多的是把血红蛋白转化为食品级的蛋白质。一般来说，有4种方法消除血红色素。分别是氧化法、有机溶剂提取法、酶解法和吸附法。由于氧化法和有机溶剂提取法均使用有毒溶剂，其制品需要后续脱毒工艺等，故不太适用于食品工业。现只介绍酶解法和吸附法。
酶解脱色的效率和产率取决于蛋白酶的种类和活力。Drepper等在pH4.0和50oC条件下用真菌属蛋白酶制得球蛋白酶解物，产物没有苦味且消化率达97%。而Wismer-Pedersen却得到具有苦味但生物价更好的酶解产物。Olsen在pH8.5和50-55°C用碱性蛋白酶水解血红蛋白。然后用pH4.0盐酸灭活。水解产物经过超滤和喷雾干燥得产率24-28kg/100kg红细胞。
吸附法使用可溶性羧甲基纤维素（CMC）和海藻酸钠脱除血红色素。用盐酸把血红蛋白溶液调节pH值至3.0，然后加入CMC。沉淀物离心除去。吸附剂中CMC的吸附效率最高，但用量也较高。Mandal则用海藻酸钠制备无色的球蛋白分离物。最佳条件为pH3.0，NaCl2%，海藻酸钠0.2%（以血红蛋白溶液质量计算）。球蛋白产率为31%，其中蛋白质含量80.46%。
3.2国内外对鸡血提取物的研究
3.2.1肉味香精的制备
高行恩利用豆粕和鸡血制备天然肉味香精。美拉德反应最佳条件为：水解动物蛋白和水解植物蛋白以1∶1混合，加入1.5%半胱氨酸、0.5%蛋氨酸，7%葡萄糖，调整pH值为6.0，在110oC条件下反应120min。
3.2.2抗氧化物的制备
Kalyan等研究了鸡血液中血红蛋白的分离和纯化，以及其和铜离子-谷胱甘肽复合物的反应。用生化方法把血红蛋白从鸡血中分离和纯化，然后用分光光度法和荧光法检测血红蛋白与铜离子-谷胱甘肽的产物。平衡常数显示两者之间属于相联结合且发生在血红蛋白中色氨酸残基的附近。
牟雪姣等以新鲜鸡血为原料，研究胃蛋白酶用量、时间、温度和pH值对鸡血红蛋白抗氧化肽制备的影响。张恒采用溶剂抽提法，以肉鸡加工的副产物鸡血为原料，对鸡血中超氧化物歧化酶分离条件进行了选择。张希琴从鸡心、鸡血中提取抗氧化物，并分别利用邻苯三酚自氧化法、碘量法对其活性进行了检测。结果表明：鸡心提取物比鸡血提取物的抗氧化活性强。
4鸡粪
由于鸡的肠道较短，饲料中大部分养分从直肠排出体外。一般地说，鸡粪约含粗蛋白21.61%，粗纤维14.43%。此外，除了钙、磷等常量元素外，还含有铁、铜、锌、镁等微量元素以及维生素B1、维生素B2、维生素B12等多种维生素。按每只鸡日产鲜粪约0.1kg计算，每万只鸡年产鲜粪365t。鸡粪是廉价的低能蛋白饲料，用鸡粪代替部分蛋白饲料，能大大提高畜牧养殖业的经济效益，而且减少污染，净化环境。
4.1鸡粪的处理方式
鸡粪的加工方式有多种，归纳起来不外乎物理法、化学法和微生物发酵法。用发酵法处理鸡粪不仅能提高鸡粪的营养价值，而且成本低廉，易于推广。
4.1.1物理法
物理法处理鸡粪主要使用膨化法。首先在鲜鸡粪中加入3%不影响饲用的除臭剂硫酸亚铁进行脱臭，然后用螺旋挤压机进行预脱水处理，最后加入适量麸皮等辅料进行充分混合，达到适宜膨化的要求。产品经检验确认无肠道及其它致病菌；镉、铅、砷等元素的含量符合安全要求；消化率显著提高，鸡粪的体外消化吸收率由50%提高至71%。
4.1.2化学法
鸡粪要尽快收集，以防分解，接着以0.7%（以干鸡粪计）的量混合加入含量为37%福尔马林，经密封处理2-3h后，可杀死鸡粪中的各种微生物（细菌、真菌、蚊和蝇的虫卵等）。此外为了除臭常采用一定数量的硫酸亚铁对鲜鸡粪进行处理。
4.1.3发酵法
发酵法处理鸡粪的应用最多，具体方法较多，现仅介绍其中2种。
加曲发酵法：新鲜鸡粪、麸皮、米糠，加酒曲粉混合，掺水适量，入窖（池或缸）密闭发酵48-72h，即可使用。
EM（即有效微生物群，内含光合细菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌及醋酸菌等5科10属80多种有益微生物）菌液发酵法。用麦麸、米糠或草粉做鸡舍垫料，垫料与鸡粪的重量比大致为3∶2，鸡粪与垫料混合物水份含量控制在35%左右。所收集的鸡粪必须是无疫病鸡的新鲜鸡粪，以当日收集的发酵效果最好。EM发酵成功的鸡粪，酸香味取代了臭味，鸡粪表面有白色菌丝覆盖，可用于饲喂，效果很好。
4.2国外对鸡粪利用的研究
日本Fatma等利用厌氧微生物发酵鸡粪生产氨气-甲烷产物。把含嗜热产甲烷细菌的淤泥接种于鸡粪，研究厌氧发酵过程中温度对氨气产生的影响。结果发现，在55oC和65oC时对甲烷的产生出现完全抑制，而在35oC和45oC则观察到较低的甲烷产率，这是由于氨气富集造成的。为了提高甲烷产率，首先对已在65oC发酵8d的鸡粪分离产生的氨气，分离时间24h，分离温度85oC，pH10.0，结果可分离85.5%的氨气。接着对这批经一次脱氨处理的鸡粪分别在35oC和55oC以不同体积比例接种产甲烷淤泥。结果是甲烷产率比对照组（没有分离氨气）有所提高，但产率仍然过低，仅为20.4mL/g。因此又进行第二次氨气分离。经脱除74.7%的氨气后甲烷产率升至103.5mL/g。
4.3鸡粪饲料的开发
除了直接处理鸡粪，沈宗瀛等测定了鸡粪中氨基酸含量及对其开发利用。结果表明：鸡粪中氨基酸含量稳定，鸡粪中氨基酸含量比常用的部分饲料中氨基酸含量高。100g鸡粪中含有各种氨基酸10.45g，可用于医药、食品加工等行业。且鸡粪价格低廉，来源广泛。
李印堂申请的“利用鲜鸡粪生产高蛋白饲料的工艺”专利，所得饲料蛋白质含量可达23%以上，氨基酸含量提高一倍，并含有大量有益菌。
赵春乱等申请的“热压水解法生产的复合鸡粪饲料”专利，将鸡粪配以植物辅料高温、高压水解后干燥、除杂、造粒制成。所得饲料适口性好，营养价值高。
5展望
随着我国养鸡业规模的日益壮大，其加工副产物也越来越多。现阶段存在问题有：鸡只来源不够集中，增加运输成本；屠宰过程若控制不当易污染；技术装备较落后，手工操作比重大；对鸡皮的利用停留在烘干粉碎制成饲料，营养价值不高，适口性较差。不过可以肯定的是，结合社会效益和科学技术能为合理开发该资源提供条件和机遇。