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1、原料、炼脂与炼制动物副产品 101Gary G. Pearl, D.V.M.美国脂肪与蛋白质研究研究基金公司总裁简介本课题对于畜牧业生产链的几乎每一环节都非常重要，与此同时，它又是我们当中从事肉品生产学科的很多人以及大多数消费者知之甚少的课题。随着农业人口统计学已经并继续发生变化，要高度熟悉其生产常规就变得愈加遥不可及。从事农业并积极从事肉品动物生产的人逐年减少。因此，作为消费者、学者、教师、管理者、立法者、研究人员的群体，其对我们的食物来源的了解也越来越少。肉品行业尤其明显。畜牧业发布事关安全、营养与健康习惯的信息和事实是很有必要的，这些健康习惯与我们的每餐每顿都息息相关。每饲养一头用于获得
2、肉品，奶品、蛋类和纤维的畜禽，总伴有一些不能食用的东西。原因有多种，但事实是：肉品牲畜生产导致副产品或联产品生产。因此，本基本培训文件旨在探讨炼脂工艺和动物副产品。原料论题即为标题。几乎各种产品的工业生产商都会使用“原料”这一名词。对于汽车制造商来说，钢材、塑料、皮革、玻璃、电子以及其它一系列组成部件都是原料。对于炼脂业而言，原料指非食用性成分或组织。可食用肉品、禽肉和鱼肉都是畜牧业、家禽业和渔业的初级产品，代表主要的动物价值。但副产品则是维持肉品、奶品与蛋品提供过程中生产、加工和预加工职能共生关系的重要钥匙。可食用性要由一系列准则决定，其中包括消费者认可度，管理要求，经济学原理、卫生状态、传
3、统与种族背景，等等。原料与脂类提炼相关的字面含义即指副产品，而与脂类提炼相关的两组词副产品和联产品时常被混用。如果需要准确定义的话，即给出最为确切或最具说明性的说明时，除了要注意到一个事实外，其余的并不是很重要。副产品被定义为在主要产品生产过程中获得的二次产品，而联产品含有“一起”或“联合”的意思。因此，对于畜牧生产与加工业的一个重要事实就在于人类食物的肉品、乳品与蛋品生产过程中会附带产生具有利用价值和包含商机的副产品。美国肉品以及肉制品市场每年需要生产和屠宰大约1.39亿头牲畜以及360亿磅家禽肉和更多的水产品。现在，美国平均每年要屠宰1亿头猪，0.35亿头牛与约800亿只鸡。其在世界上的猪
4、肉产量位居第二，牛肉与家禽肉产量位居第一。将动物加工成食用肉品时产生的副产品包括皮革、毛皮、羽毛、蹄、脚、角、头、骨头、趾甲、血、器官、腺、肠、肌肉与脂肪组织，壳与整个骨架。据载，将这类副产品用于其它重要领域的历史已经有数世纪，并且大量的科学证据证明了其营养价值，使用非食用性原料制成的产品对相关行业乃至社会在经济、环境，人类与动物健康方面都做出了重要的贡献。根据基本估算，这些副产品组织占到活牛重量的50，活猪重量的42，活鸡重量的37以及大多数鱼类的57。甚至还存在可产生更高品质的非食用原料的现有成分。其中包括深加工，预包装即食肉制品，这些工序在加工地留下更多的非食用部分。此外，因最近与即将执
5、行的法规规定，食物中不能包含无行走能力的牛和屠宰牛的某些组织，从而增加了原料的数量。现在每年产生的原料量已超过500亿磅，如果全部加在一起，甚至可超过540亿磅。动物性原料是易腐性物质，易寄生微生物，其中许多可使对人和动物致病。研究显示其所含以食物为载体的病原体具有很高的致病率。如将其作为一种动物原料处理并以加工方式进行炼制则可创造出一种符合所有环境质量与疾病控制要求的安全综合体制。提炼提炼是通过一系列设备与工艺完成的。它是一个物理与化学转化过程。通过使用生产过程中产生的动物组织与将食用动物加工成肉制品，北美的246家炼脂厂通过其年总产量一半以上的产品服务于畜牧业。全部工艺包括加热、水分提取与
6、脂肪分离。完成这些工艺的方法有多种，如附录I（附件）所示。完成该熬炼工艺的时间与温度至关重要，它们是成品质量的主要决定因素。工艺视原料的成分而异。肉品与骨粉（肉粉），家禽肉粉，水解羽毛粉，血粉，鱼粉与动物脂肪是提炼过程中的初级产品。全部炼制系统技术中包括原料收集和卫生运输到工厂，在到达工厂后，随即被磨碎成大小均匀的细粒，再连续不断或分批输送到熬炼器中。根据系统型号不同，一般使用温度为2450到2900F的蒸汽加热40到90分钟完成熬炼。蒸汽的温度要视系统种类而定。目前北美炼油系统大多为连续输送型。无论采用何处方式熬炼，都要将熔化的脂肪与蛋白质和骨质固体物质分离，还要除去一部分水分。最重要的熬炼
7、方式与用于灭活包括细菌、病毒、原生动物与寄生物在内的微生物杀菌过程类似。脂肪通过封闭容器中的螺旋压榨机与熬炼材料分离。在完成熬炼和脂肪分离后，由蛋白质、矿物质与一些残余脂肪组成的“油渣”通过去除水分、研磨和转移存放或装运而进行进一步加工。蛋白质可存放在供应仓库或封闭的建筑物中。脂肪则用油箱存储和运送。提炼工艺和技术已经发生和将继续发生重大变革。现代炼脂厂都是将原料处理与加工存放区分开来，采用计算机技术进行工艺控制和监测。这样，某些微生物相应热致死值的时间温度记录就可符合成品的营养质量要求。各国的有关动物副产品的监督办法不尽相同，甚至连各国的炼制工艺的说明和控制都不一样。例如，欧盟指令要求哺乳动
8、物类原料应在温度为271.40F(1330C)，压力为3巴尔的条件下处理20分钟。北美工艺除加工羽毛和其它高角蛋白含量的组织外，一般都不会进行压力处理。除高角蛋白含量的组织外，使用压力处理的加工条件一般都会降低合成蛋白质粉的营养价值（10到15）。但炼制工艺与微生物灭活工艺的时间温度却都是相同的。超过热致死时间要求的温度与营养价值降低相关，尤其与蛋白质与氨基酸的降低相关。提炼工艺提供了一个受控时间温度加热过程，它可灭活细菌、病毒、原生动物与寄生生物。该优点是其它原料处理方式如填埋、堆肥、掩埋所没有的。研究显示食用性动物加工产生的原料上布满微生物。表1列出了副产品原料中所含的高致病率与食物滋生的
9、微生物数据。表中还列出了炼制过程杀死这类食物性寄生病原体的效力资料。表1美国的炼制系统消灭病原菌a的效率病原体原组织b加工后魏氏杆菌李司忒氏菌属李氏细胞质基因弯生菌属弯生肠菌沙门氏菌属71.476.28.329.820.084.50%0%0%0%0%0%a Trout等人，2001年，在冬天和夏天从17家不同的炼脂厂采集的样品。b 采集的总样品数中呈病原体阳性的样品数百分比沙门氏菌是一种在饲料成份中常见的菌种，常寄生在动物性副产品中。现在公认所有成分的后加工处理是造成再次污染的主要原因。这是所有饲料成分所共有的问题，而不仅限于动物性蛋白质。表2中全世界的数据库说明了这一事实。该总览以及其它数据
10、库显示所有饲料成分中都可能含有沙门氏菌。因此，在加工饲料成分的前、后处理中，务必要遵守工业饲料安全标准或操作规程。表2 饲料成分中的沙门氏菌属发生率国家成分项目荷兰a德国b美国c加拿大e英国e动物性蛋白质样品呈阳性百分率2026617610156未报告201203植物性蛋白质样品呈阳性百分率12983196265036未报告1820027谷类样品呈阳性百分率373未报告510261鱼粉样品呈阳性百分率未报告22131622a Beumer与Van Der Poel，1997年 d 加拿大食品检验局，1999b Sreenivas, 1998 e Brooks, 1989e McChesney等
11、人，1995 虽然研究显示炼制可以降低蛋白感染素的传染性，并且公认该蛋白感染素是造成传染性牛海绵状脑病（TSE）的原因，但现在尚无炼制工序可以将其灭活。因此，即使能降低其传染性，也还没有炼制方法，或其它工业操作工艺证明可在应用条件下完全灭活传染性牛海绵状脑病。北美炼脂行业认识到其在保证食品安全与保护人类与动物健康中的作用。炼制工艺是确保生物学安全的有效方法。其基础设施，产品与炼脂业要受到州与联邦机构的管理。炼脂业组织在质量保证，饲料安全与动物健康中提供技术支持与教育。脂肪与蛋白质研究基金公司（FPRF）请求并资助行业与大学研究机构落实有关的生物安全与营养价值措施。动物蛋白质生产商行业（APPI
12、）管理全行业的生物安全计划。沙门氏菌属的减少和第三方认证须达到牛海绵状脑病（BSE） 防治的规定要求。此外，北美炼油公司已采取自愿危险分析临界控制点（HACCP）计划作为其生物安全与食品安全计划的一项重要内容。提炼的动物性副产品提炼工序将原生动物组织转化成各种蛋白质、脂肪与矿物质产品。这些产品都转变为与原始原料完全不同的颗粒型基质与脂肪。根据最保守的估计，该原料中的水分超过了60，蛋白质约为20，脂肪约为20。这些蛋白质、脂肪与矿物质成分然后可用于多种用途。传统上它们主要用作牲畜、家禽、水产养殖与宠物的饲料成分。美国每年约生产92亿磅动物性蛋白与92亿磅炼制脂肪。这些产品中约有85用作动物饲料
13、成分。在化学制品、冶金、橡胶、油化学品等工业领域的应用则为第二大应用途径。现已知道的有3000多种现代工业用途。肥皂与护肤品主要使用动物性脂肪尤其是动物脂制造。用于生物燃料也逐年有所增多。动物脂肪与回收油脂正如上文所述，动物饲料与配料行业是炼制动物脂与餐厅回收食用油的一大用户。脂肪是含热量最高的饲料和食物成分。此外，脂肪及其某些成分的脂肪酸除了其热量功能外，还可提供极其重要的与必不可少的身体功能。炼脂行业每年均约加工116亿吨以下各种脂肪：食用动物脂1,625非食用动物脂3,859猪油与油脂1,306黄油脂2,633家禽脂肪2,215共计11,638美国农业部 2002 （单位：10亿磅年）该
14、年产量约占美国脂肪与油（油脂）总产量的13.油脂一词包括脂肪与油。油脂的化学主要为甘油三酸酯。基本上可以表述为由1个单位的甘油和3个单位的脂肪酸组成的结构。脂肪酸实际上是构成各种脂肪的化学与物理特性的组成成分。例如，动物脂与玉米油都是主要由甘油三酸酯组成的油脂。但动物脂在室温下为固态，玉米油则为液态。其不同之处就在于各种产品的脂肪酸种类不一样。同样，由不同动物加工而成的脂肪的脂肪酸组成也不相同。参考表（表3）中列出了各种脂肪与油中脂肪酸组成百分比的差异。自然脂肪中发现的大多数脂肪酸链都由8到12个碳组成，长度各异。食用脂肪的脂肪酸大多为14到18个碳长。如果脂肪酸具有双键化学结构，该脂肪酸可视为不饱和酸。反之，无双键的脂肪酸则为饱和脂肪酸。如果其结构中的双键数达到两个以上，该脂肪酸称为多不饱和脂肪酸。随着碳链的饱和脂肪酸数量增加，熔点也相应增高，其物理性质也称为“硬脂肪”。硬度采用滴定度衡量。无论动物脂是来自哪种动物，如果它的滴定度不低于40，则都是通过以度为单位作为动物脂测定脂肪酸的凝固点。碘值是另外一种衡量硬度软度的衡量方法，即每100克脂肪吸收的碘的克数。不饱和脂肪的碘值比饱和脂肪的碘值要高。表4
