类肉食物制品的注射模制制造技术

本文公开的技术涉及用于生产具有外部形状和多个内部区段的多区段食物制品的工艺流程和系统。程和系统。程和系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】类肉食物制品的注射模制


[0001]本专利技术总体上涉及用于食物制品(food products)的注射模制的方法和系统。
[0002]背景
[0003]全球对蛋白质的需求正在增加，而全球畜牧业达到最大产能。目前解决这种短缺的方法涉及使用基于植物的组织化蛋白质来制作肉糜类型的制品，比如汉堡、热狗和肉块。然而，对肉排仿制品的需求仍未得到满足。这种尚未满足的需求的主要原因之一在于以下事实：与由一起加工的食物原料混合物组成的其他食物制品不同；肉排包括不同材料的区域。
[0004]虽然已经提出了几种3D打印方法来制作肉排，但这些技术中没有一种真正能够生产出与原始制品足够相似并可以以可扩展的方式生产的制品。
[0005]总体描述
[0006]本文公开的技术的专利技术人已经开发了一种连续的高通量注射模制工艺流程(process)，用于生产总体上含有不同类型的材料的食物制品和模拟肉制品的食物制品，这些不同类型的材料各自占据制品中的不同区域。通过本专利技术的技术成功地生产了例如含有四种不同类型的材料：骨、肌肉、结缔组织和脂肪的肉排，不仅模拟了肉排的可视性，而且还模拟了肉排的质地和口感。
[0007]本专利技术的工艺流程在由不同材料的区域构成的类肉制品的连续生产中有优越性。因此，本专利技术的工艺流程可以是连续工艺流程或批量工艺流程。本专利技术的工艺流程主要针对这类制品，而不包括糖果点心制品(甜味制品或香料味制品)、富含麸质的制品(例如面包和蛋糕)、巧克力制品、糖果和烘焙制品(蛋糕、面包、香料味制品和其他制品)。
[0008]如本领域中已知的，“注射模制”广义上是涉及将一种或更多种材料(注射物)注射到或穿过成形工具(例如模具或模子)来生产具有由成形工具控制的形状和尺寸的制品的技术。与注射模制中通常使用的材料不同，本专利技术的工艺流程中使用的注射物是各种来源(例如天然来源或合成来源、基于植物或基于细胞的来源和其他来源)的食物成分，它们取代来自动物来源的成分，并且可以被定制以提供具有特定可视性和质地的最终制品。通过利用本专利技术的工艺流程，可以同时生产形状、尺寸、材料组成或材料分布相同或不同的多种制品。
[0009]本专利技术的注射模制工艺流程相对于从植物蛋白生产类肉结构的可用工艺流程的一个优点是纤维取向。本专利技术的工艺流程涉及在适当的低温或高温下进行的低水分挤出工艺流程或高水分挤出工艺流程，以在高压力下通过小喷嘴使变性蛋白质对齐。材料可以在一个方向上膨胀，从而产生垂直对齐的纤维，例如，令人联想到鸡胸肉。虽然可用的3D打印工艺流程类似地能够挤出与表面垂直分层的纤维，但为了获得具有定向纤维的制品，该工艺流程必须打印一大块厚肉并对其垂直切割以产生对齐的纤维。剪切单元技术面临着类似的问题，因为转动的熔体借助于旋转滚筒来将纤维对齐。这种竖直的纤维取向使大规模生产复杂化，因为它不利于装配线自动化。
[0010]因此，本专利技术在其最一般的方面提供了一种用于生产具有外部形状和多个内部区
段的多区段食物制品的工艺流程，该工艺流程包括同时或按顺序地将多种(一种或更多种)食物成分注射到具有多个腔的成形工具中，使得多种食物成分中的每一种占据工具内的不同腔。
[0011]多区段食物制品是具有在制品内彼此相关联(直接或间接)的至少两个不同的区域或区段的可消费制品。至少两个不同的区域或区段由相同或不同的成分构成。在由本专利技术的工艺流程生产的食物制品旨在类似或模拟来源于例如动物来源的已知制品(比如肉排)的情况下，可以保持制品的可视和质地性特征，但是它们的组成可以是不同的。根据本专利技术，脂肪、蛋白质、骨、碳水化合物、结缔组织、肌肉和不同于来源于动物来源的制品的其他基于肉的成分可以用合成或半合成的食物成分或来源于植物或细胞的成分来取代。可以利用本专利技术的工艺流程模拟的这种已知制品的非限制性示例包括所有类型的肉排，包括但不限于牛、猪和羊的整切块，例如肋眼、菲力、T骨、西冷、平铁、羊排骨或猪排骨、里脊、或颈脊。
[0012]由本专利技术的工艺流程生产的制品不包括糖果点心制品(甜味制品或香料味制品)、富含麸质的制品(例如面包和蛋糕)、巧克力和巧克力制品、糖果和烘焙制品(蛋糕、面包、香料味制品等)。
[0013]通常，根据本专利技术使用的成形工具在制造之前或在制造工艺流程期间通过提供外部模具和一个或更多个附加模具(即所谓的内部模具或内部腔)组装而成，该外部模具具有腔，该腔为限定要生产的食物制品的外周缘形状和尺寸的形状，该一个或更多个附加模具被构造为框架并被配置成占据外部模具的腔的周缘内的区域。这些内部模具中的每一个都用于限定最终生产的食物制品内的材料区段。无论成形工具的形状和尺寸如何，它都可以由适用于本专利技术目的的任何材料来制成。这类材料可以是金属，例如钢、铝等；陶瓷材料；聚合物材料；玻璃；及其他材料。
[0014]成形工具可以是单个模子或模具元件，该单个模子或模具元件包括外部模具，该外部模具决定了要制造的制品的外部周缘尺寸和形状，并且该外部模具被配置成允许将一个或更多个内部模具定位或接收在腔周缘内，或者该外部模具可以设置有限定制品中的多个不同材料区段的一个或更多个内部结构。一个或更多个内部结构可以由较小尺寸、选定形状和体积的模具形成。这些内部结构可以是或者可以不是外部模具的一体组成部分。内部模具或一组内部模具中的每个内部模具都可以设置有单独的注射端口，通过该注射端口可以输送注射物。在一些情况下，内部模具可以单独地设置为一个或更多个单独的结构，或者可以设置为具有限定内部模具的内部分隔部的单个在外部熔合的结构。这些结构中的每一个都可以与不同的注射端口相关联，可以通过该注射端口输送注射物。
[0015]因此，在一些实施例中，可以将成形工具设置为一个或更多个模子或模具的组件，其中，每个模具对制品的不同区段进行成形，并且其中，一个或更多个模子或模具被堆叠或组装以提供完整的成形工具。在一些示例性实施例中，成形工具组件可以包括肉模子和脂肪模子，其中，肉模子对食物制品的内部区段(内部模具)进行成形，其中，区段中的每一个可以注射相同或不同的食物成分(或肉成分)，并且脂肪模子允许将脂肪导向到制品的侧面和形成在各种内部区段之间的腔，从而连接内部区段并设定最终制品的尺寸和形状(通过在制品侧面形成脂肪层)。换句话说，注射物不需要从基本上垂直于工具的平面的方向输送或注射到成形工具中；但是可以附加地或可替代地被配置并可操作以从工具侧注射(到所
生产的制品的侧面)。
[0016]在本专利技术的示例性工艺流程中，该工艺流程涉及蛋白质和脂肪的混合物的食物挤出。挤出可以是高水分挤出和/或低水分挤出。高水分挤出(湿挤出)工艺流程能够将植物蛋白组织成具有纤维质地的制品，比如动物肉。高水分挤出涉及通常高于40％的高水分含量和高的温度，例如高于100℃。该工艺流程不同于常规的低水分挤出，常规的低水分挤出利用的水分含量的量要小得多，通常低于40％或甚至低于30％。通过将蛋白质和脂肪一起挤出，获得粘弹性的类肌肉蛋白质熔体，其模拟交织在蛋白质纤维和鞘之间的肌内脂肪。类肌肉蛋白质熔体在任选垂直于成形工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生产多区段食物制品的工艺流程，所述多区段食物制品具有外部形状和多个内部区段，所述工艺流程包括同时或按顺序地将多种食物成分注射到具有多个腔的成形工具中，使得所述多种食物成分中的每一种占据所述工具内的不同腔。2.根据权利要求1所述的工艺流程，所述工艺流程是连续工艺流程或批量工艺流程。3.根据权利要求1所述的工艺流程，其中，所述成形工具被设置为堆叠的一个或更多个模子或模具的组件，其中，所述模子或模具中的每一个对所述制品的不同区段进行成形。4.根据权利要求1所述的工艺流程，其中，所述成形工具组件包括肌肉模子和脂肪模子，其中，所述肌肉模子对所述食物制品的内部区段进行成形，并且其中，所述脂肪模子将脂肪导向所述制品的侧面和形成在各种内部区段之间的腔。5.根据权利要求1所述的工艺流程，包括挤出食物成分。6.根据权利要求1所述的工艺流程，其中，所述食物成分是蛋白质或蛋白质和脂肪的混合物。7.根据权利要求1和5所述的工艺流程，其中，蛋白质或蛋白质和脂肪的混合物以熔体的形式注射到所述多个腔中。8.根据权利要求6或7所述的工艺流程，其中，所述挤出是高水分挤出或低水分挤出。9.根据前述权利要求中任一项所述的工艺流程，所述工艺流程包括：将至少一种食物成分注射到成形工具中，所述成形工具在所述成形工具的外部周缘内具有多个间隔开的腔；将至少一种另外的食物成分注射到由所述间隔开的腔之间的距离限定的空间中并注射到所述腔的所述外部周缘上；从而获得所述制品。10.根据前述权利要求中任一项所述的工艺流程，其中，所述制品是类肉制品。11.根据权利要求10所述的工艺流程，其中，所述类肉制品包括类骨区域。12.根据权利要求9所述的工艺流程，其中，所述成形工具包括一个或更多个模具结构。13.根据权利要求12所述的工艺流程，其中，所述模具结构中的第一模具结构限定所述制品的外部周缘、形状和尺寸，并且所述模具结构中的另一个模具结构限定所述制品的一个或更多个内部区段。14.根据前述权利要求中任一项所述的工艺流程，其中，所述工艺流程包括：将至少一种食物成分注射到成形工具中，所述成形工具包括两个或更多个模具结构，每个模具结构沿着所述至少一种食物成分的流动路径布置，以填充由所述类肉制品的形状和尺寸限定的区域内的腔。15.根据前述权利要求中任一项所述的工艺流程，所述工艺流程包括：将至少一种另外的食物成分注射到由所述腔之间的距离限定的空间中并注射到填充有所述至少一种食物成分的腔的外部周缘上。16.根据前述权利要求中任一项所述的工艺流程，其中，所述成形工具包括多个材料输入端口，其中，每个端口被配置并能操作成将相同或不同的食物成分输送到所述两个或更多个模具结构中。17.根据权利要求16所述的工艺流程，其中，所述材料输入端口中的一个或更多个定位成允许食物成分垂直输送到所述模具结构中。
18.根据权利要求17所述的工艺流程，其中，所述材料输入端口中的一个或更多个定位成允许食物成分从外围输送到所述模具结构中。19.根据前述权利要求中任一项所述的工艺流程，其中，高水分挤出机用于注射蛋白质成分，以形成对齐的纤维。20.根据权利要求17所述的工艺流程，其中，所述食物成分是包含脂肪、蛋白质或脂肪和蛋白质的混合物的肌肉成分。21.根据权利要求19所述的工艺流程，其中，通过高水分挤出机来注射所述食物成分。22.根据权利要求1至18中任一项所述的工艺流程，其中，粉末加热器挤出机用于注射蛋白质成分，以形成对齐的纤维。23.根据权利要求22所述的工艺流程，其中，所述蛋白质是组织化蛋白质。24.根据权利要求1所述的工艺流程，所述工艺流程包括：提供成形工具或包括所述成形工具的系统，所述工具在其外部周缘内具有多个间隔开的腔并设置有一个或更多个类肌肉材料输入端口和一个或更多个脂肪输入端口、以及任选地一个或更多个骨粘固剂输入端口；使蛋白质和脂肪的熔体混合物流经所述类肌肉材料输入端口中的一个或更多个类肌肉材料输入端口，从而用所述熔体混合物填充所述腔；使脂肪流经所述脂肪输入端口中的一个或更多个脂肪输入端口，从而填充由所述腔之间的距离限定的空间并填充到所述腔的外部周缘上；从而获得类肉的无骨制品。25.根据权利要求24所述的工艺流程，所述工艺流程还包括使骨粘固剂流经所述骨粘固剂输入端口中的一个或更多个骨粘固剂输入端口，从而在所述类肉制品内形成类骨区域，产生含骨的类肉制品。26.根据前述权利要求中任一项所述的工艺流程，包括对所述制品进行后处理以赋予所述制品一种或更多种机械特性、质地特性或可视化特性。27.根据权利要求26所述的工艺流程，其中，所述后处理包括对所述制品进行热处理或辐照。28.根据权利要求1所述的工艺流程，其中，所述食物成分来源于植物来源或者是基于细胞的材料。29.根据权利要求28所述的工艺流程，其中，所述食物成分是脂肪、碳水化合物、纤维材料和粗料、蛋白质、细胞悬浮液、动物副制品、聚合物和盐中的任何一种或更多种。30.根据权利要求28所述的工艺流程，其中，所述食物成分是陶瓷、粘固剂和含碳材料中的一种或更多种。31.根据权利要求29所述的工艺流程，其中，所述脂肪选自饱和脂肪酸、单饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。32.根据权利要求29所述的工艺流程，其中，所述脂肪是固体或半固体的或者是蛋白油凝胶。33.根据权利要求32所述的工艺流程，其中，所述蛋白油凝胶的粘度值(G
’
和G”)大于500Pa。34.根据权利要求29所述的工艺流程，其中，所述脂肪来源于磨碎或提炼的动物脂肪，
或从干细胞、间充质细胞或成纤维细胞或培养的脂肪细胞生长的培养脂肪。35.根据权利要求29所述的工艺流程，其中，所述碳水化合物是从小麦、大米、玉米、马铃薯、西米、豌豆、豆类和水果中获得的。36.根据权利要求29所述的工艺流程，其中，所述纤维材料和粗料是从植物、蔬菜和带果皮的水果中获得的。37.根据权利要求29所述的工艺流程，其中，从动物来源或植物来源提供所述蛋白质。38.根据权利要求37所述的工艺流程，其中，所述植物蛋白是从坚果、豆类、全谷物、玉米、豆荚、干大豆、鹰嘴豆、豌豆、大米或扁豆中获得的。39.根据权利要求37所述的工艺流程，其中，所述蛋白质是基于微生物的，或来源于从干细胞、间充质细胞、卫星细胞、成纤维细胞或培养的肌肉细胞生长的培养细胞。40.一种用于制造类肉制品的系统，所述系统包括：单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，所述单螺杆挤出机或所述双螺杆挤出机被配置成在低水分或高水分和/或低温或高温下操作并且将至少一种食物成分挤出到成形工具中；腔室，所述腔室被配置成从所述挤出机接收所述至少一种食物成分并将所述至少一种食物成分输送到所述成形工具中；以及以模子或模具或其组件形式的成形工具。41.根据权利要求40所述的工艺流程，其中，所述成形工具包括沿材料流动路径布置的两个或更多个模具结构或模子，其中，所述模具结构中的一个模具结构限定所述制品的外部形状和尺寸，并且所述模具结构中的另一个模具结构在由所述制品的形状限定的区域内具有腔。42.根据权利要求40所述的工艺流程，其中，所述成形工具设置有一个或更多个材料输入端口。43.根据权利要求40所述的工艺流程，还包括至少一个泵。44.根据权利要求43所述的工艺流程，其中，所述至少一个泵是气动泵、蠕动泵、正排量泵、离心泵或轴流泵。45.一种生产多区段食物制品的方法，所述多区段食物制品具有外部形状和多个内部区段，所述方法包括将多种食物成分注射到具有多个腔的模具中，使得所述多种食物成分中的每一种食物成分占据所述模具内的不同腔。46.根据权利要求45所述的方法，其中，所述多区段食物制品是具有在所述制品内彼此相关联的至少两个不同的区域或区段的可消费制品。47.根据权利要求46所述的方法，其中，所述至少两个不同的区域或区段由不同的食物成分构成。48.根据权利要求45至47中任一项所述的方法，其中，所述食物成分选自合成食物成分、半合成食物成分、来源于植物的食物成分、来源于细胞的食物成分。49.根据权利要求45所述的方法，其中，所述食物制品是肉排、排骨或其他整切肉。50.根据权利要求45所述的方法，其中，所述食物制品不是糖果点心制品、富含麸质的制品、巧克力、糖果和烘焙制品。51.根据权利要求45所述的方法，其中，所述模具在制造之前或制造期间通过提供具有腔的外部模具和一个或更多个附加的内部模具组装而成，所述腔具有期望形状，所述一个
或更多个附加的内部模具被构造为框架并且被配置成占据所述外部模具的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y，
申请(专利权)人：耶路撒冷希伯来大学伊森姆研究发展有限公司，
类型：发明
国别省市：