CN114390892B 肉类替代产品、用于制造其的方法和双螺杆挤压机 （维利奥有限公司）

2022.03.10PCT/EP2019/0689262019.07.13WO2021/008680EN2021.01.21质基质的蛋白质熔融物之间的乳状液的形成可被防止或减少到在蛋白质基质中存在大量未结未结合的淀粉的存在会改善口感和长时间维持2a)将混合物进料到配置成实施高水分蛋白质组织化挤压的挤压机中，所述混合物包d)在达到所述含淀粉谷粒糊化之后，进一步加热所述(b)在糊化的含淀粉谷粒形成阻止连续蛋白质纤维交联基质形成的完全屏障之前，达6.根据权利要求1或5所述的方法，其中：所述含320.根据前述权利要求1-5中任一项所述的22.根据前述权利要求1-5中任一项所述的a)将混合物进料到配置成实施高水分蛋白质组织化挤压的挤压机中，所述混合物包d)在达到所述含淀粉谷粒糊化之后，进一步加热所述4(b)在糊化的含淀粉谷粒形成阻止连续蛋白质纤维交联基质形成的完全屏障之前，达并且在谷粒的淀粉被蛋白质基质乳化之前足够早地将5将混合成浆料的成分在配置成实施蛋白质组织化挤压的挤压[0010]本发明的第一个目的在于改善用高水分蛋白质组织化挤压制造的肉类替代产品6用于面包硬度的AACC标准探头)的294.2N(30kg)测压元件(检测器传感器)的质构分析仪TA.XTPlus(StableMicroSystems,Inc.)测量时，圆柱压缩性[0014]本发明的第二个目的在于增加用高水分蛋白质组织化挤压制造的肉类替代产品中的淀粉溶解度。可以用根据独立项9和11中任一项的肉类替代产品和用根据独立项21和[0015]本发明的第三个目的在于控制用高水分蛋白质组织化挤压制造的肉类替代产品中的淀粉溶解度。可以用根据独立项10的肉类替代品和用根据独立项20的方法实现此目水分蛋白质组织化挤压制造且具有实质上线性取向的连续蛋白质纤维基质结构的挤压物，7[0029]ii)当所述挤压物的蛋白质含量为至少70重量%但小于90重量%时，所述挤压物中[0036]项8.根据前述项中任[0041](a)在所述糊化含淀粉谷粒与所述蛋白质基质的所述蛋白质形成乳状液之前，以及8[0049]项14.根据项13所述的肉类替[0052]所述肉类替代产品是具有实质上线性取向的连续蛋白质[0057]i)当所述挤压物的蛋白质含量大于55重量%但[0059]iii)当所述挤压物的蛋白质含量为至少90重量%但等于或小于99重量%时，至少高水分蛋白质组织化挤压的挤压机生产肉类替代产品，在所述挤压机中含淀粉谷粒糊化，高水分蛋白质组织化挤压使得挤压期间的水分含量在40%-80%之间的挤压机生产肉类替代9[0097]项38.簇形式的不溶性可洗淀粉在用高水分蛋白质组织化挤压生产的肉类替代机螺杆(126)的螺杆机筒(138)，所述挤压机螺杆(126)限定所述挤压机(13)中物质相对于[0103]ii)包含加热元件(14)，所述加热元件配置成在将来自水供应的水通入所述第二[0105]项42.一种用高水分蛋白质组织化挤压制造肉类替代产品的方法，其中改善包得淀粉和形成蛋白质基质的蛋白质熔融物之间乳状液的形成被实质上防止或者减少到这和/或可溶性淀粉的重量%，使得线性可压缩性在300g到1500g之间，且圆柱可压缩性在[0115]项52.一种肉类替代产品，所述肉类替[0119]a2)机械加工的含淀粉谷粒，其为钢切谷粒，且具有至少0.125mm3、优选至少13的微粒体积；代产品用高水分蛋白质组织化挤压制造，且包含具有实质上线性取向（linearly[0141]相应地，可以用一种制造方法制造示出长时间维持的改善的口感的肉类替代产[0144]i)当所述挤压物的蛋白质含量大于55重量[0146]iii)当所述挤压物的蛋白质含量为至少90重量%但等于或小于99重量%时，至少[0148]相应地，可以用一种制造方法制造示出长时间维持的改善的口感的肉类替代产[0149]i)当所述挤压物的蛋白质含量大于55重量[0151]iii)当所述挤压物的蛋白质含量为至少90重量%但等于或小于99重量%时，至少[0171]相应地，可以用一种制造方法制造示出长时间维持的改善的口感的肉类替代产粉簇(和相分离出来的淀粉簇)涂覆的空腔会防止挤压物的(由凝胶硬度强化产生的)硬化。淀粉簇(和相分离出来的淀粉簇)所形成的破坏处和至少部分涂覆的空腔充当新型类型的(如淀粉回生效应，淀粉凝胶老化指淀粉直链淀粉和支链淀粉分子的重排和由此引起的重布分析方法中的Dv0.5值计算粒度(直径[0200]根据任一方面，肉类替代产品和方法的共同点在于挤压物是用高水分蛋白质组[0202]机械加工的含淀粉谷粒优选包含以下的一种或更多种或由以下的一种或更多种其烤肉(donermeat)状切片形式，或以酸奶或素食酸奶和香料中的土耳其烤肉串(doner[0204]食物产品中簇形式的不溶性可洗淀粉的使用可能会为食品工业带来有趣的可能[0205]发明人已经用配备有偏振光的显微镜观察到挤压产品中淀粉不具有在其挤压之为蛋白质分离物或蛋白质浓缩物或它们的混合物，ii)机械加工的含淀粉谷粒，和iii)谷低到挤压后的肉类替代产品中存在大量不与蛋白质基质结合的淀粉[0208]控制的挤压参数优选包括水进料温度和/或加热分布(比如沿着挤压螺杆和在冷[0209]有利地，通过控制肉类替代产品中的淀粉溶解度来控制肉类替代产品的坚硬度[0213]图2A是5号样品在60℃下水中浸泡24小时且空气干燥后拍摄的X射线显微断层成[0214]图2B是8号样品在60℃下水中浸泡24小时且空气干燥后拍摄的X射线显微断层成[0215]图3示意了所观察到的淀粉溶解度和压缩肉类替代产品所需的压缩力之间的关系[0217]图5示出了对干燥(未浸泡)钢切燕麦对比浸泡的钢切燕麦(浸泡于热水中)的压缩并在油中深炸(右侧)的由肉类替代产品(2号样品)制成的胸肉片通常要求在40%压缩率下相对高的压缩力，这表明通常蒸煮的鸡胸肉片具有相对低℃的温度)连接(优选经由阀130和收集罐131，以实现恒定的水体积流量)的液体进料管线[0239]研究重点在于改善口感和找到可以生产用高水分蛋白质组织化挤压制造的肉类组织化挤压制造的新鲜挤压出的肉类替代产品的口[0249]为了改善用低水分挤压蛋白质组织化制造的肉类替代产品的口感，已知将微粒[0251]Tolstoguzov[参考文献1]已经研究且详细地描述了蛋白质挤压中不同类型的乳状液系统不同于低于140℃温度下存在的典型水包水乳状液或水包油乳状液。蛋白质包[0253]挤压中的无喷丝头纺纱效应(spinneretlessspinningeffect)导致在流动中异会将挤压产品嫩化到一定的程度，特别是当挤压产品新鲜生产且在冷却及保存过夜之前。微粒可以通过在蛋白质纤维中间或在相邻蛋白质纤维之间来破坏蛋类替代产品的低水分蛋白质组织化挤压(例如挤压期间材料的水分含量在15%到40%之间)于当挤压出的材料在高温(例如高于100℃)下刚从挤压机模具离开时发生大量水蒸发。在[0257]然而，在用于肉类替代产品生产的高水分蛋白质组织化挤压中(例如挤压期间材[0258]Akdogan[参考文献2]发现高水分蛋白质组织化挤压中膨胀水平降低是由挤压期水分含量相关的挤压材料的低粘度也会导致其一定程度上无法保持(维持)膨胀稳定而免[0259]挤压期间水分含量的不同也会导致稳定蛋白质基质的主要贡献蛋白质-蛋白质力的改变。Lin等人[参考文献3]发现在高水分挤压下(比如当在挤压期间水分含量在40%到蛋白质的主要的力。相反地，在低水分挤压下(比如当挤压期间水分含量在30%到40%之间质中氢键可以显著有助于进一步增加挤压的产品的凝胶强度(坚固度)。众所周知且由Sun化和回生是导致背景技术中已知方法中由高水分蛋白质组织化挤压生产的肉类替代产品糊化之前的淀粉不能在水中形成凝胶，因为淀粉嵌入淀粉颗粒结构中且因此是不溶性的。粒的这些挤压产品在冷却和存储时间期间仍然受患于结构硬化(坚固)和失去可接受的口冷却和存储时间期间经受结构硬化(坚固)和失去可接受的口感(例如可压缩性)的非常重[0264]图12B示意了用于实施根据本发明描述的方法的配置成实施高水分蛋白质组织化少一种(优选蔬菜或乳制品)蛋白质分离物/至少一种(优选蔬菜或乳制品)浓缩物/至少一压机13具有与水加热元件14相连的液体进料管线124，水加热元件14配置成提供加热的水有稳定温度的水(出于这个目的，加热元件14优选具有泵132和加热器罐133，且加热器罐[0273]虽然可以使用另外的挤压机配置，但用于实施实验的挤压机13是具有直径在30mm到50mm之间的螺杆126的双螺杆共旋转挤压机。挤压机13具有围绕螺杆126的螺杆室2)有用于将液体进料到挤压机13以与固体成分一起被挤压的入口[0274]在典型的螺杆旋转速度(例如在150rpm到300rpm之间)下，材料可以用约45s至75s通过螺杆室138。发明人设定允许液体进料管线124和加热元件14用5℃到99℃之间器的泵130将加热的水泵送至挤压机13。实施测试以在连续运行挤压没有水的干燥燕麦片后停止挤压机且取出螺杆。且观察到利用(例如由输送距离计算的)5-15s的螺旋磨转时(143%)高得多的厚度蒸煮膨胀率(265%)。该差异仅由含淀粉的成分的改变(从谷粉到钢切[0298]作为表II中实施例1中的质地观察，由进行感官评估的专家小组来分析质地性质[0304](5)挤压后将挤压产品立即浸入(例如20℃)水中2小时以冷却和防止干燥。然后℃,所有都产生了不可接受的产品(与1号豌豆淀粉等等代替燕麦谷粉也生产了与1号样品相似的不可接受的结果。发明人实施了大[0324]表III示出了用冲击加热温度分布(热水液体进料与在2-3-4-5-6区域的温度分布80-125-160-145-130℃一起使用)挤压生产的含燕麦片的挤压产品8号样品和9号样品具有[0325]当燕麦片被具有相同的化学组成、但粒度小得多的燕麦谷粉完全替代时(6号样[0326]当在没有冲击加热设定(比如，如果液体进料水温度为25℃,且区域2温度设40℃)的挤压条件下使用燕麦片时，产品(7号样品)具有坚硬且似橡胶的质地和低膨胀率[0332]实施例2中的可见空气空腔代表由视觉检查方法分析的挤压产品中的可见空气空们不能破坏蛋白质纤维结构的整体形成或纤维间相互作用力形成的增长。这些与图1中的[0341]图2A是5号样品在60℃下水中浸泡24小时且空气干燥后拍摄的X射线显微断层成[0342]图2B是8号样品在60℃下水中浸泡24小时且空气干燥后拍摄的X射线显微断层成可以看出8号样品具有更多的空气气泡(白色纤维间的黑色空腔)，空气气泡广泛且均匀地[0343]图6A是取自2号样品的样本的显微镜图像。用蛋白质染料(ThermoScientificPierce考马斯亮蓝R-250)将样本染色。用10倍放大倍数的光学显微镜(ZeissAxio[0345]图6C是取自2号样品的样本的显微镜图像。用如图6A中的蛋白质染料将样本染色维间的间隙空间明显比图6A中的更窄更小。在三束蛋白质纤维间有两列明亮白色的空间。[0351]图7A是取自50℃下从2号样品用水洗出的可洗淀粉的样本的显微镜图像。图7A示簇包含在其中超过5个单独的淀粉颗粒(圆形)。在每个簇内，单独的淀粉颗粒互相紧紧粘[0354]图14A示出了由碘染色和视觉检查观察到的在挤压产品的空腔的内表面上的淀但未珍珠化的全粒燕麦谷粒来替代2号样品中使用的钢切燕麦。右侧样品具有不可接受的经染色的样品轻轻移动且浸在50ml水中5分钟。然后我们将切片放置在白色纸上用于视[0356]图14A的照片中的灰色块指整体结构(蛋白质基质结构和所有其他嵌入蛋白质基[0357]2号样品的切片(即左侧)在挤压产品的空腔的内壁以及外壁(表面)上具有明显[0358]另一个样品的切片(即右侧)在结构内具有呈大点(比如1mm圆点)的深色。深色[0360]图14B示出了由碘染色和显微镜(5倍放大倍数，使用立体显微镜，例如Zeiss[0361]图14C示出了通过碘染色用20倍放大倍数的显微镜观察的挤压产品的空腔的内表构(蛋白质基质结构和所有其他嵌入蛋白质基质中的结构)。在图片的左边处有黑色点簇，[0362]图14D和图14E示出了通过碘染色和用显微镜(40倍放大倍数)检查观察的挤压产分钟。图中具有特定纤维(各向异性)结构的深灰色块指整体结构(蛋白质基质结构和所有其他嵌入蛋白质基质中的结构)。邻近很明亮白色和空白区域(图片的中间)的无纤维结构[0363]图15是2号样品(附图标记1)通过在110℃下高压锅内水中蒸煮10分钟而膨胀之[0368]表IV示出了当在成分中使用机械加工的含淀粉谷粒(例如钢切燕麦)时，挤压条件的冲击加热温度设定会导致生产的产品(13号样品)的良好的可压缩性(压缩力10234压机中的温度没有使用冲击加热分布(区域2温度低于100℃,和/或区域4温度低于160℃)[0373]实施例3中使用了钢切燕麦作为机械加工的含淀粉谷粒。使用了燕麦谷粉作为谷粉。钢切燕麦和燕麦可以用以上和实施例1的上下文中说明的方式用其他机械加工的含淀[0381]实施例3中的压缩力代表由以上描述的质地分析方法分析的对用圆柱压缩的阻[0383]本实施例中的硬度代表使用将在以下描述的圆柱压缩方法由质构分析仪分析的品的)功能组合了(a)使用挤压冲击加热温度设定和(b)使用热水作为液体进料，导致了所[0389]当挤压温度变成较慢加热分布(在区域4温度降低，130℃；以及在区域6温度增样品不可能生产出类似鸡腿或类似鸡块的肉类替[0401]本实施例中压缩力代表用以上描述的质地分析方法分析的对用圆柱压缩的阻[0404]表VI示出了当成分中使用钢切燕麦时，13号样品的功能组合了(a)使用挤压冲击[0407]表VI.[0412]实施例5中可溶性淀粉(100g产品中可溶性淀粉的g)代表可以从挤压产品的切[0416]表VII示出了在成分中使用燕麦谷粉(1号样品)导致挤压产品的淀粉溶解度非常寸更大的钢切燕麦替代时，产生的产品(2号样品)的淀粉溶解度高得多(8.4%)且可洗淀粉用高水分蛋白质组织化挤压制造的肉类替代[0425]用以下步骤生产(优选纯素食)厚块(模仿鸡厚块)形式的肉类替代产品。图8中示[0435]步骤2)将浸过的挤压产品切成与常规或典型商业小块相似的尺寸和形状(例如至[0436]步骤3)通过将成分混合准备面糊，比如以40%重量%的鹰嘴豆粉和60重量%水的配[0455]将包含可溶性淀粉(1mL)的溶液与稀释的Lugol’s溶液*(1mL)和水(4mL)混长(分光光度计测量中使用的光束波长)下的[0457]**吸光度由紫外/可见分光光度计(一个示例紫外/可见分光光度计可为来自SupplierVWRCollectio本研究中使用的离心机即Heraeus-Megafuge-8小型台式离心机进行离心，其配备的[0460]基于标准曲线和在600nm波长处的吸光度值，可以计算出淀粉溶液中可溶性淀性淀粉是可以通过50℃下水从产品中提取(提取=洗出)、穿过具有1200μm孔尺寸的筛的[0466](步骤64)将样品63切成薄切片65，挤压产品的薄切片65具有约1mmx10mmx[0477]挤压产品的淀粉溶解度=(可溶性淀粉含量[0480]可以通过标准淀粉分析方法比如AACCI方法76-13.01“总淀粉测定程序”下高压锅内200mL的水中蒸煮4g切出的挤压物10分钟；(3)当将挤压物-水混合物从高压TA.XTPlus质构分析仪(供应商StableMicroSystems)配备有294.2N稳定化且水平放置在板上，且调整样品的方向以使于面包硬度的AACC标准探头，供应商StableMicroSystems)测量了压缩测试期间样品的压缩一口大小的食物片、以及从得到的力-时间曲线提取大量与那些参数的感官评估非常[0487]刃接触纤维之前的向下速度为5mm/s(测试前速度)。当刃接触纤维时压缩的速[0489]机理研究1示出了加工方法(成分、冲击加热)对测试挤压(无冷却模具的挤压)材[0490]进一步的机理研究示出了谷粒和谷粉的性质之间、经冷水加工的谷粒和经温水列出了成分和测试挤压参数。测试挤压意味着在这些测试期间挤压机没有安装任何模具，[0499]应该主要在具有相同化学组成(蛋白质含量、淀粉含量等全粒燕麦种子在水中的淀粉可提取性(9–26g/100g)比燕麦谷粉(40g/100g)低得[0504]全粒燕麦种子不会像以上公开的实施例中的燕麦片和钢切燕麦一样具有功能性/可替代性。在撰写的时刻，发明人仍然在测试使全粒燕麦种子能够具有功能的其他处[0515]发明人研究了浸泡钢切燕麦的影响。图5和表中示出了干燥(未浸泡)钢切燕麦对[0517]这揭示了含淀粉谷粒可以被压缩力分裂成更小的片，压缩力在挤压过程期间充[0518]用热水处理含淀粉谷粒可以软化谷粒，且帮助防止谷粒通过压缩或挤压被分裂麦没有浸泡在热水中，且通过使用热水(60℃)液体进料和在区域2-3-4-5-6处100-125-[0522]表XII示出了S2具有比S1高52%的淀粉溶解度和高63%的淀粉可洗度。这些差异燕麦)和冲击加热的影响甚至更大。S6具有比S4高261%的淀粉溶解度和高58%的淀粉可洗[0526]发明人已经惊讶地发现以含淀粉粉末或谷粉形式加入的淀粉确实可以导致单独[0527]加入了含淀粉粉末所产生的挤压产品也具有高得多的各向同性性质和低得多的[0528]发明人还发现小粒度的淀粉可以被乳化到蛋白质纤维之中和/或之间，成为蛋白[0532]天然存在的谷粒细胞壁结构和糊化淀粉的糊化效应也可以防止谷粒完全粉末化蛋白质基质中均一化和乳化的个体。这些淀粉簇通常至少在它们的一个维度上大于100μ此防止形成氢键类型蛋白质-蛋白质相互作用以及质束(蛋白质纤维)接近且相互再一次形成相互作用。在蛋白质流动相互远离的这段期间内，[0537]另外，发明人发现当加入挤压机中的含淀粉谷粒没有浸泡在热水中或没有在非常早的阶段(例如在进料到挤压机中后0秒到15秒之间，优选1s到15s之间)与热水混合使用具有冲击加热设定的挤压条件的重要性和必要性织化挤压制造的肉类替代产品在挤压产品离开挤压机长冷却模具后不久可具有显然更高长冷却模具前的它的原始厚度(原始厚度与挤压长冷却模具的开孔高度大致相同)大得多与蒸煮的鸡腿肉接近质地的产品的加工方法生产的挤压产品趋向于具有更致密且更紧密的结构(在从挤压机长冷却模具出来后一秒钟时的厚度比临离开挤压机长冷却模具之前高粉可洗度在由高水分蛋白质组织化挤压或在低水分蛋白组织化挤压中生产具有长连续蛋[0546]发明人惊讶的发现用高水分蛋白质组织化挤压制造且具有低淀粉溶解度和低淀解度和淀粉可洗度计算为可溶性淀粉含量和可洗淀粉含量相对于挤压产品中淀粉总量的[0549]通过高水分蛋白质组织化挤压生产的肉类替代产品中控制和改善淀粉溶解度和[0550]发明人发现当在配置成实施高水分蛋白质组织化挤压的挤压机中制造的肉类替[0551]已知淀粉溶解度的降低(例如在50℃的水中)和淀粉回生的增加是引起食物(例如包含淀粉凝胶结构的面包屑)的质地坚固的重要因素。见参考文献(a)SOHOCH,T.J.;FRENCH,D.1947.Studiesonbreadstaling.1.Theroleofstarch.CerealChemistry,24:231-249;(b)T.InagakiandP.A.1992.FirmingofBreadCrumbwithCross-LinkedWaxyBarleyStarchSubstitutedforWheatStarch.CerealChem69:321-325;(c)K.Ghiasi,R.C.Hoseney,andD.R.Lineback.1979.CharacterizationofSolubleStarchfromBreadCrumb.CerealChem56:485–[0552]或者或另外，糊化的淀粉簇包括不被蛋白质纤维基质结构乳化的淀粉(非乳化淀少和/或延迟，以及在整个长的储存时间内在高于冰点的温度(例如0℃到6℃之间)下柔软冰点的温度(例如0℃到6℃之间)下改善它望的相互作用力(例如氢键)的增加和挤压物的硬化(例如压缩力变得高于17500g)。另一处理具有高于40%水分含量的材料的挤压蒸煮以在材料离开挤压机之前形成组织化(交联)[0559]优选地，机械加工的含淀粉谷粒包含以下的一种或更多种或由一种或更多种组微粒体积小于5000μm3之前和优选地在含淀粉谷粒被挤压机螺杆磨成每微粒体积小于结构(力)以提供可接受的咀嚼性(切割力高于300g)；和(b)具有可接受的可压缩性(压缩可导致缺乏共排列的长纤维结构的太弱的结构而淀粉和形成蛋白质基质的蛋白质熔融物之间的乳状液的形成可以防止或减少到使得在使用，即在本发明的各个实施方式中指定所述特征的存在，但不排除更多特征的存在或添加。[0572][参考文献1]Tolstoguzov,V.B.(1993),Thermoplasticextrusion—themechanismoftheformationofextrudatestructureandproperties.JAmOilChemSoc,70:417-424.doi:10.1007/BF025527[0573][参考文献2]Akdogan,H.(1999),Highmoisturefoodextrusion.InternationalJournalofFoodScience&Technology,34:195-207.doi:10.1046/j.1365-2621.1999.00256.x[0574][参考文献3]Lin,S.,Huff,H.andHsieh,F.(2000),TextureandChemicalCharacteristicsofSoyProteinMeatAnalogExtrudedatHighMoisture.JournalofFoodScience,65:264-269.doi:10.1111/j.1365-2621.2000.tb15991.x[0575][参考文献4]XiangDongSun,SusanD.Arntfield.(2010)Gelationpropertiesofsalt-extractedpeaproteininducedbyheattreatment.FoodResearchInternational.Volume43,Issue2,2010,Pages509-515.[0576][参考文献5]M.H.BoyaciogluandB.L.D’Appolonia.(1994)CharacterizationandutilizationofdurumwheatforbreadmakingIII.Stalingpropertiesofbreadbakedfrombreadwheatfloursanddurumwheatflours.[0577][参考文献6]SZCZESNIAK,A.S.(1963).Classificationoftexturalcharacteristics.J.FoodSci,28,385-389.[0578][参考文献7]BOURNE,M.C.(1978).TextureProfileAnalysis.FoodMeasurement.LecturetextofDoughRheologyandBakedProductsTextureWorkshop-Chicago.[0580][参考文献9]SZCZESNIAK,A.S.(1966).TextureMeasurements.FoodTechnol.,20,50,55-58.)ASimpleandRapidColorimetricMethodfortheDeterminationofAmyloseinStarchProducts