胶原蛋白肠衣和薄膜的制作

胶原蛋白肠衣和薄膜的制作
肠衣是用于制作各种香肠、香肚、火腿肠等食品必需的包装用原材料。长期以来，用于制作肠衣的材料用的是赛洛玢。赛洛玢是由纤维素浆粕在碱性条件下与二硫化碳反应形成纤维素黄原酸酯钠盐的粘胶浆，然后通过环形喷头将粘胶浆喷入酸性凝固浴中凝固成管状再生纤维素薄膜，经水洗、干燥，即成赛洛玢肠衣。
赛洛玢 肠衣生产已经历了多年，工艺成熟、成本相对比较低，但缺点是 胶原蛋白肠衣在口内很难嚼碎，若入胃也不能消化。一般在上菜前需要先行剥去，却又易使包装松散的香肠内容物破碎，若包装内容物系奶酪类浆料，则更不能剥去 胶原蛋白肠衣上盘（如奥地利维也纳着名的奶酪肠）.因此，人们建议开发一种 胶原蛋白肠衣来取代赛洛玢肠衣。这种胶原肠衣的优点是可以食用，在口内咀嚼时和一切蛋白质的口感类似，不必在上盘前剥去。
制备 胶原蛋白肠衣时的关键是首先需要制备具胶原纤维性质的浆料，而制取这样的胶原浆料，必需使用经脱脂的含胶原原料。本文将着重介绍原料的准备工序。
1 原料
动物胶原主要的的来源是从牛皮提取的牛胶原。将牛屠宰以后，将连同真皮层的含胶原层的牛皮一起剥离下来，然后用石灰处理以使胶原膨胀。再用机械方式使胶原层从牛皮上分离下来，形成皮块，切碎和用常用的方法加工成胶原凝胶。
胶原还可以从更多的其它来源获得，如猪皮、绵羊皮、山羊皮、禽类皮、鱼类皮等等。值得一提的是，应用比较多的则是猪皮，因为它来源丰富，其所含的胶原性质较为理想，但在其应用中的主要问题是脂肪含量相对较高，因而使用前的脱脂工序则是关键。至于其它来源，时到今日尚有一些还未获得商业上的应用，这可能是由于收集困难，或数量太少，或所含的胶原性质不甚理想之故。本文主要研讨猪皮的脱脂问题，以供读者参考。
2 原料准备
从猪皮可获得天然胶原。剥下的猪皮，或是整张的，或基本上是整张的。直接从猪皮提
取胶原，用的通常是从母猪身上剥下的猪皮，这是因为母猪肉与皮的质量要差于肉猪和幼猪。这些传统上的带毛皮先用盐处理以防腐，以有利于随后的加工。如此处理的猪皮的加工相似于牛皮切块。一般，这样得到的皮块必然带有相当量的脂肪。
猪胶原含有相当高的含脂量，如果不使其降低下来，结果将干扰胶原产品的机械性质。用机械方法分离掉胶原的脂肪很困难，这是因为在天然猪皮中脂肪和胶原没有清晰地分层，而胶原层在围绕鬃毛处包围着脂肪。所以，与牛胶原的剥取不同，

在剔肉机中从猪皮含脂层割去皮下的脂肪层，用这种方式来简单地分离胶原，这通常不会是满意的。
幼猪的原料皮和母猪皮的脱脂。通常是在剔肉机上用机械方式分离脂肪和胶原层，然后再与附加的除脂肪步骤相结合。
脱脂之前，在正常情况下猪皮要经碱处理（用碳酸钠或氢氧化钠）以使胶原膨胀。这过程使胶原层膨大是为了便于使脂肪层从皮上脱离，和在剔肉机上使胶原层分离。经分离的猪皮，也可以作进一步的强碱处理以从胶原除去细毛和鬃毛。如此的碱处理将使胶原降解和损失胶原产品的机械性质，因此必须控制好碱处理的程度。再者，还需要有中和程序来中和碱。
天然猪皮也可处理如下：将屠宰后经60℃热水烫洗的猪皮，通过燃烧器烧焦除去鬃毛。根据机械除脂肪层的需要，皮张尽量大一些，典型的大小是500~1000cm2.然后，再将天然的经机械除脂肪的皮切成适宜于作进一步脱脂的尺寸的皮料片，典型的尺寸是1~100cm2（例如，2~50cm2）.此工序可以用旋转切割机和一个或几个分隔板，或单用旋转切割机，或其它适当的切割过程来进行。对于母猪皮来说，它的大小不能直接用于进一步的脱脂，必须先行切片；至于幼猪皮，若在屠宰后经肢解的，则其尺寸较小，是否用机械除脂肪层则视实际情况而定。一般来说，如果幼猪皮张小于A4纸宽度，则无法进行机械除脂肪。
必须强调的是，某些厂所用的猪皮主要来源于制革厂的下脚料。从保障消费者的健康出发，必须使用未经鞣制的原料皮，而应排除使用已经鞣制的废革片。
3 挤压脱脂
在天然猪皮中，胶原与脂肪的比例在1∶1至1.5∶1,而在剥下的干皮中则是1∶1至5∶1.
已知猪皮从外到内包括了表皮层、真皮层和皮下的脂肪层。与表皮层相比较，真皮层相对较
厚，是胶原纤维主要分布在真皮层。粗鬃毛也分布在真皮层，脂肪"球"则在毛囊根处从皮下
脂肪层经过真皮层向上扩展，在含胶原的真皮层与皮下脂肪层之间区分开来。这种区分对于幼龄猪不明显，而对于成年猪则较明显。
如上经切割的胶原片在适当的装置上遭受压力，经挤压以降低脂肪含量。这可在机械分离装置，如螺杆输送机上可以得以很好地实现。减小螺杆和外壳间的螺纹空间，即起到对胶原片施加压力的效果。外壳通常包括有一层网，通过它杂质和半流体脂肪的混合物在压力下被挤出。任何结构的网都可应用，如筛网、带孔或狭缝的外壳或一系列的邻接的螺纹板。适用的装置可参见美国专利[5~8].
如果需要的话，还可作进一步的脱脂步骤。例如，脂肪也可用碱（如氢氧化钠

）作化学处理除去。当需要做可挤压凝胶时，较少量的脂肪也可在另一工序除去。其它可选择的脱脂方法有采用液体二氧化碳作为溶剂萃取的方法。也可选择酶处理法，但一般不用，因它
可能会破坏胶原的纤维性质。
4 胶原膏体的制备
要制备 胶原蛋白肠衣，必须先配制胶原膏体。胶原膏体的配制过程如下：纤维胶原膏体实质上是一种可挤压的水性凝胶。膏体用一强无机酸（如盐酸）或一有机酸（如乳酸）进行酸化以使胶原膨胀。或者，也可按照已知方法制取膨胀的碱性凝胶。通常，凝胶含94%~96%的水，和4%~6%（经典的是约5%）的胶原和其它添加剂（以重量百分计）.
在可挤压的水性凝胶中可选择使用海藻酸乙二醇酯，这可改进产品的强度，特别是湿强度。海藻酸酯在凝胶中的用量可高于1%（重量百分）,较理想的是0.5%.在凝胶和产品中，胶原对海藻酸酯的比例通常在95∶5至75∶25（以重量计）的范围内。也可加入其它添加剂，如湿润剂甘油和山梨醇，连同一起添加的还有其它已知的添加剂，如香精、色素和调味品等。湿润剂用量（干基）较理想的是10%至45%,最好是15%至40%,湿润剂采用甘油、山梨醇或混合物。加入纤维素可以调变肠衣或薄膜的皱缩强度。
凝胶也可以包含有少量的凝固剂，如戊二醛、乙二醛、液体烟雾剂或多价阳离子（例如，铝）,它们可以有效地交联胶原以增强强度。铝还是最终产品的防水剂。强度的增加可抵消已
降低的弹性。在挤压之前，可使凝胶均质化、过滤和放置成熟。
凝胶中胶原固体含量（以重量计）为2%至20%,较好的是2.5%至7%.最终产品的胶原固体含量（以重量计）常常是50%至70%（经典值为60%）.
5 胶原蛋白肠衣或薄膜的成型
使用狭缝式挤出机将纤维胶原的可挤压的水性凝胶挤出形成薄膜，挤出的材料被挤在一条带子上，其湿厚度为0.2mm至5mm.被挤出的薄膜可用一液体凝固剂作进一步处理。凝固剂可用盐浴（如，氯化钠或硫酸铵溶液）、碱浴（如，碳酸钠）或戊二醛溶液，用以凝固薄膜。使用气态碱如氨气也可达到凝固的目的。这些处理可以在产品干燥之前后进行。
通过环形铸头挤出则形成管状的薄膜（蛋白肠衣）,用已知的方法加工的纤维胶原的可挤压的水性凝胶经凝固即形成肠衣。
胶原凝胶也可以直接挤出在香肠肉浆上，即使用共挤出设备，使纤维胶原的可挤压的水性凝胶与香肠内容物肉浆料一起从挤出机组合铸头挤出，直接包覆在肉浆料上，形成香肠。本文所述的技术也可扩展至脱脂膏体形成胶原凝胶，并将凝胶形成挤出产品（如薄膜或肠衣）.还可以

用共挤出的方法得到共挤出的混合或复合产品。