一种用于改善组织化植物蛋白产品的蛋白质纤维结构的方法，控制组织化蛋白的口感的方法，以及组织化植物蛋白产品技术

在用于改善组织化植物蛋白产品的蛋白质纤维结构的方法中，

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于改善组织化植物蛋白产品的蛋白质纤维结构的方法，控制组织化蛋白的口感的方法，以及组织化植物蛋白产品


[0001]本专利技术属于组织化植物蛋白产品领域。

技术介绍

[0002]在由G.O.Phillips和P.A.编辑的《食品蛋白质手册》中的一篇文章中，该文章的作者M.N.Riaz提到美国农业部(USDA)在1971年将组织化植物蛋白产品(textured vegetable protein product)定义为“由可食用的蛋白质来源制成的食品，其特征在于具有结构完整性和可识别的结构，使得每个单元将经受住水合作用(hydration)和烹饪以及用于制备食用食品的其他过程”。
[0003]在下文中，我们使用“组织化植物蛋白产品”的表述。在文献中，组织化植物蛋白产品，也被称为TVP，属于组织化蛋白产品组。组织化植物蛋白产品是通过蛋白组织化挤出制成的，这不同于用于挤出制造淀粉早餐谷物的挤出技术。

技术实现思路

[0004]专利技术人已经发现，与肉制品相比，使用现有的低水分挤出组织化技术制成的组织化植物蛋白产品缺乏足够的结构完整性、耐蒸煮性和耐烹饪性。例如，传统上，使用低水分挤出制成的人造肉在水合和烹饪后具有海绵状质地。它们的口感在初咬时过于柔软，但最终难以在口中完全咬碎纤维，并且与熟肉的质地不同。
[0005]本专利技术的第一个目的是改善组织化植物蛋白产品(优选是组织化植物蛋白产品)的结构完整性和耐烹饪性。这个目的可以通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求39所述的组织化植物蛋白产品来实现。
[0006]本专利技术的第二个目的是改善对口感的控制，并改善使用低水分挤出组织化技术制备的组织化植物蛋白产品的结构完整性和耐烹饪性。这个目的可通过根据独立权利要求31、32、33、34、35、36、37、38中的任一方法(单独地或与一项或多项其他独立权利要求的任何组合)来实现，以及通过平行独立权利要求41、42、43、44、45、46、47、48、49中的任何一种组织化植物蛋白产品(单独地或与一项或多项其他独立组织化植物蛋白产品权利要求的任何组合)来实现。在优先权申请中，本专利技术的目的是改善结构完整性和耐烹饪性。在优先权申请之后加入本申请的实施例9包含我们在先前公开的实施例中公开的样品。补充信息的最初想法是为了研究样品的微观结构和为什么它们表现出更好的结构完整性的机制。质地的改善与完整性有关，在本申请的起草过程中已经对此进行了更彻底的研究。
[0007]本专利技术的第三个目的是增加组织化植物蛋白产品的口感的多样性。这个目的可以通过根据权利要求50和权利要求51所述的组织化植物蛋白产品来实现。
[0008]从属权利要求描述了该方法和组织化植物蛋白产品的有利方面。
[0009]本专利技术的优点
[0010]在用于改善组织化植物蛋白产品的蛋白质纤维结构的方法中，使用配置用于进行
低水分蛋白质组织化挤出的挤出机来制备挤出物，所述挤出物包含蛋白质纤维结构，所述蛋白质纤维结构在所述蛋白质纤维之间具有膨胀相关的空腔例如气泡。在所述挤出后，以保持所述挤出物的蛋白质纤维基本完整的方式压缩(compressing)或压实(compacting)所述挤出物，
[0011]其中：
[0012]i)压缩或压实的进行是
[0013]a)在蛋白质相完成其固化或经历从液体样到固态的玻璃化转变之前，和/或
[0014]b)在所述挤出后在所述挤出物被允许冷却之前并且还在所述挤出物被允许干燥之前，和/或
[0015]c)在所述挤出后在所述挤出物仍处于升高的温度且具有升高的湿度之时，和/或
[0016]d)在从所述挤出物离开所述挤出机模具起60秒内，优选15秒内，和/或
[0017]e)在从所述挤出物离开所述挤出机模具起48小时内，优选36小时内，更优选24小时内，条件是将所述挤出物保持在温度和湿度选择为使得所述产品在离开所述挤出机模具和所述压缩或压实之间既不显著冷却也不显著干燥的汽蒸(steaming)环境中
[0018]和
[0019]ii)所述压缩或压实持续导致所述蛋白质纤维之间的所述膨胀相关的空腔的尺寸不可逆地减小并且优选还导致所述蛋白质纤维之间的结合增加的一段时间。
[0020]专利技术人发现组织化植物蛋白产品的结构完整性和耐烹饪性将以令人惊讶的方式得到改善。用低水分组织化挤出制成的组织化植物蛋白产品将令人惊讶地基本上失去其海绵状质地，并具有改善的肉
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肌肉样耐嚼质地(口感)。另一个令人惊讶的区别是组织化植物蛋白产品将具有改善的耐烹饪特性。例如，在烹饪过程中，组织化植物蛋白产品吸水较慢且较少，并且在该挤出物中间保持干燥。在关于纤维结构的X射线结果中可以看到其中纤维变得更宽的改善的肉
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肌肉样耐嚼质地。在优先权申请和本申请之间，专利技术人已经获得了产品品尝体验的确凿证据。
[0021]优选地，压缩或压实是通过使用压缩流变压制方法来进行的。可以选择压缩流变压制方法，以使得不在松散材料中产生除可由扭曲产生的剪切力之外的剪切力，和/或可以选择压缩流变压制方法，以不破坏蛋白质纤维基质中的结合。
[0022]压缩流变压制是一个新术语，用于描述液体中的固体(通常为)颗粒在压力而不是剪切力的影响下的双相体系的行为。
[0023]在挤出后立即得到的和在短时间窗口内得到的组织植物蛋白产品是双相体系。挤出后，以下相变将在挤出后快速完成：首先，在蛋白质基质中，融化的蛋白质材料从液体样相转变为固相。第二，存在于膨胀相关的空腔中的水从液体样的水转变为蒸发的水(这实际上是膨胀相关的空腔形成的主要原因之一)，所述膨胀相关的空腔在常规的低水分挤出物中通常以气泡的形式存在。在融化的蛋白质材料完成从液体样转变为固相和/或存在于膨胀相关的空腔中的水完成从液体样的水转变为蒸发水之前进行压缩或压实步骤可能是必需的。
[0024]当所述压缩或压实在挤出物被冷却或被允许冷却到低于40℃之前、优选在挤出物被冷却或被允许冷却到低于50℃之前进行时，本专利技术人获得了非常好的结果。不希望被理论所束缚，预期该极限温度与融化的蛋白质材料(其更像液体、更柔韧)转变为固相(更坚
固、更脆和更硬)的玻璃化转变温度有关。
[0025]此外，本专利技术人已经发现可以延长时间窗口以促进工业生产。可以通过减慢或防止相变来延长时间窗口。例如，挤出物可以在离开挤出机模具和压缩或压实之间保存在汽蒸环境中，该汽蒸环境具有选择为使得产品在离开挤出机模具和压缩或压实之间不显著冷却和干燥的温度和湿度。
[0026]压缩流变压制方法的实例包括通过辊、双带或板的压制。挤出(extruding)和揉捏(kneading)会产生过大的剪切力，因此它们不属于压缩方法。在没有或仅有最小剪切力存在或者至少没有过大的剪切力存在时进行压缩是必需的。
[0027]压缩流变压制方法优选选择为不在松散材料中产生除扭曲产生的剪切力之外的剪切力。这有助于避免扰乱(例如裂解或破坏)蛋白本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于改善组织化植物蛋白产品的蛋白质纤维结构的方法，其中：
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使用配置用于进行低水分蛋白质组织化挤出的挤出机来制备挤出物，所述挤出物包含蛋白质纤维结构，所述蛋白质纤维结构在所述蛋白质纤维之间具有膨胀相关的空腔例如气泡；
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在所述挤出后，以保持所述挤出物的蛋白质纤维基本完整的方式压缩或压实所述挤出物，其中：i)所述压缩或压实的进行是a)在蛋白质相完成其固化或经历从液体样到固态的玻璃化转变之前，和/或b)在所述挤出后在所述挤出物被允许冷却之前并且还在所述挤出物被允许干燥之前，和/或c)在所述挤出后在所述挤出物仍处于升高的温度且具有升高的湿度之时，和/或d)在从所述挤出物离开所述挤出机模具起60秒内，和/或e)在从所述挤出物离开所述挤出机模具起48小时内，优选36小时内，更优选24小时内，条件是将所述挤出物保持在温度和湿度选择为使得所述产品在离开所述挤出机模具和所述压缩或压实之间既不显著冷却也不显著干燥的汽蒸环境中；ii)所述压缩或压实持续导致所述蛋白质纤维之间的所述膨胀相关的空腔的尺寸不可逆地减小并且优选还导致所述蛋白质纤维之间的结合增加的一段时间。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述压缩或压实是通过使用压缩流变压制方法进行的，例如通过使用辊、双带或板。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中：选择所述压实/压缩方法，以使得不在松散材料中产生除可由扭曲产生的剪切力之外的剪切力，和/或选择所述压实/压缩方法，以不破坏蛋白质纤维基质中的结合；优选地，所述压实/压缩是通过使用辊、双带或板进行的。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述压缩或压实在融化的蛋白质材料完成从液体样相转变为固相以及存在于膨胀相关的空腔中的水完成从液体样的水转变为蒸发水之前进行。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述压缩或压实在所述挤出物被冷却或被允许冷却到低于40℃之前进行，优选在所述挤出物被冷却或被允许冷却到低于50℃之前进行。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述压缩或压实是通过产生大于60psi的压力来进行的。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述压力大于85psi。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述压力大于115psi。9.根据权利要求6所述的方法，其中压力大于300psi。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：将所述压缩或压实设定为目标压缩间隙为压缩或压实前的所述挤出物厚度的6％至15％，优选7％至14％，更优选8％至13％。11.根据前述权利要求1至9中任一项所述的方法，其中：将所述压缩或压实设定为目标压缩间隙为所述挤出机模具组件出口直径或所述挤出机模具组件出口最小尺寸的20％至42％，优选25％至39％，更优选30％至36％。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：选择所述压缩或压实的力，使得所述压缩或压实以防止所述挤出物在所述压缩或压实后显著膨胀的方式进行，使得所述组织化植物蛋白产品从所述压缩或压实后1分钟到所述压实或压缩后2小时的膨胀为其厚度的至多15％，优选至多9％，更优选至多3％，甚至更优选至多1％。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：来自所述挤出机出口的所述挤出物在所述压缩或压实之前彼此分离或保持分开，并在所述压缩或压实过程中保持分开。14.根据前述权利要求1至12中任一项所述的方法，其中：在所述压缩或压实之前和所述压缩或压实过程中，来自所述挤出机出口的所述挤出物经层压、堆叠或聚集成超过一个颗粒或股，使得所述压缩或压实将所述挤出物彼此附接。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述挤出物在离开所述挤出机模具和所述压缩或压实之间被保存在汽蒸环境中，所述汽蒸环境具有选择为使得所述产品在离开所述挤出机模具和所述压缩或压实之间不显著冷却和干燥的温度和湿度。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述压缩或压实在汽蒸环境中进行，所述汽蒸环境具有选择为使得所述产品在离开所述挤出机模具和所述压缩或压实之间不显著冷却和干燥的温度和湿度。17.根据权利要求15或16所述的方法，其中：在所述汽蒸环境之后的所述挤出物的水分含量是在所述汽蒸环境之前的原始挤出物水分含量的80％至120％，优选90％至110％，更优选95％至105％。18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述压缩或压实是在所述挤出后的时间窗口内进行的，在所述时间窗口期间所述蛋白质纤维对压制有响应，使得所述组织化植物蛋白产品从所述压缩或压实后1分钟到所述压实或压缩后2小时的膨胀为其厚度的至多15％，优选至多9％，更优选至多3％，甚至更优选至多1％。19.根据权利要求18所述的方法，其中：利用根据权利要求15至17中任一项所述的汽蒸环境来延长所述时间窗口。20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：在所述挤出后，在所述挤出物的硬度(H
c
)增加到所述挤出后5秒或15秒时所测量的硬度(H0)的四倍之前，将所述挤出物压缩或压实；更优选地，在所述挤出后，在所述挤出物的硬度(H
c
)增加到所述挤出后5秒或15秒时所测量的硬度(H0)的三倍之前，将所述挤出物压缩或压实。21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述组织化蛋白植物使得植物蛋白包含以下中的至少一种(初步的一种、两种或三种)：
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大豆蛋白分离物和/或浓缩物，
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豌豆蛋白分离物和/或浓缩物，
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蚕豆蛋白分离物和/或浓缩物，
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扁豆蛋白分离物和/或浓缩物，
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鹰嘴豆蛋白分离物和/或浓缩物，
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绿豆蛋白分离物和/或浓缩物，
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燕麦蛋白分离物和/或浓缩物，
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黑麦蛋白分离物和/或浓缩物，
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大麦蛋白分离物和/或浓缩物，
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羽扇豆蛋白分离物和/或浓缩物，
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花生蛋白分离物和/或浓缩物。22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述挤出是在水基浆料上进行的，所述浆料除了蛋白质材料之外还包含粉和/或麸皮，优选包含淀粉，这些优选选自以下的至少一种(优选一种、两种、三种)：燕麦粉、燕麦麸、豌豆粉、蚕豆粉、鹰嘴豆粉、玉米粉、米粉。23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述膨胀相关的空腔例如气泡在不可逆的尺寸减小后具有小于0.5mm、优选小于0.2mm、更优选小于0.1mm的宽度。24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述膨胀相关的空腔例如气泡在不可逆的尺寸减小后在所述组织化植物蛋白产品的厚度和长度方向上具有横截面积，使得显著比例——优选22％至96％——的所述膨胀相关的空腔具有小于0.03mm2的横截面积。25.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述膨胀相关的空腔例如气泡在不可逆的尺寸减小后具有小于22％、优选小于15％的宽长比。26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述压缩用于实现所述组织化植物蛋白产品的降低的孔隙率。27.根据权利要求26所述的方法，其中：所述降低的孔隙率被定义为：当使用X射线显微断层成像进行分析时，所述组织化植物蛋白产品的样品具有高固体分数值例如不低于70％的固体分数值的单元区域。28.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述压缩用于在所述组织化植物蛋白产品中产生不均匀、非同质的结构。29.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述压缩用于增加所述蛋白质纤维的稳定性。30.根据前述权利要求中任一项所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘经纬，江中晴，M，
申请(专利权)人：维利奥有限公司，
类型：发明
国别省市：