调节动物肌肉蛋白质组合物中蛋白质与盐的比例的方法以及涉及相关应用的蛋白质组合物.pdf

一种不能形成凝胶的低盐蛋白质溶液是由动物肌肉组织通过形成酸性蛋白质水溶液、过滤所述酸性蛋白质水溶液除去盐和酸获得的。通过向所述低盐蛋白质溶液加入生理学上可接受的盐并加热所得的加入盐的蛋白质溶液，可使得所述低盐蛋白质溶液形成凝胶。

1.  一种分离自动物肌肉组织的低盐酸性蛋白质溶液，其基于溶液的重量含有1.9-25wt.％的蛋白质，并且蛋白质与盐的重量比大于约35，所述溶液在加热至55℃或更低的温度时，不能形成凝胶。

2.  权利要求1的溶液，其基本上没有膜脂。

3.  权利要求1或2中任一项的组合物，其源于鱼类肌肉组织。

4.  权利要求3的组合物，其中所述鱼类为上层鱼类。

5.  权利要求1或2中任一项的组合物，其源于禽类肌肉组织。

6.  权利要求1或2中任一项的组合物，其源于牛类肌肉组织。

7.  一种回收低盐蛋白质溶液的方法，所述溶液源于动物肌肉组织，基于溶液的重量含有1.9-25wt.％的蛋白质，并且蛋白质与盐的重量比大于约35，所述溶液在加热至55℃或更低的温度时，不能形成凝胶，所述方法包括：
自颗粒形式的所述动物肌肉组织和pH低于约3.5且基本上不降解所述蛋白质的蛋白质的水性液体组合物形成酸性蛋白质水溶液，所述酸性蛋白质水溶液包含所述蛋白质并且pH低于约3.5；
离心所述酸性蛋白质水溶液，以形成富含蛋白质的水相和含膜脂的非水相；
回收所述富含蛋白质的水相；
过滤所述富含蛋白质的水相，以形成含有肌球蛋白和肌动蛋白、并包含低盐蛋白质溶液的渗余物；以及
回收所述渗余物。

8.  权利要求7的方法，其中所述富含蛋白质的水性液体溶液的pH为约2.5-约3.5。

9.  权利要求7或8中任一项的方法，其中所述动物肌肉组织为鱼类肌肉组织。

10.  权利要求7或8中任一项的方法，其中所述动物肌肉组织为禽类肌肉组织。

11.  权利要求9的方法，其中所述鱼类肌肉组织为牛类肌肉组织。

12.  一种回收低盐蛋白质溶液的方法，所述溶液源于动物肌肉组织，基于溶液的重量含有约1.9-25wt.％的蛋白质，并且蛋白质与盐的重量比大于约35，所述溶液在加热至55℃或更低的温度时，不能形成凝胶，所述方法包括：
自颗粒形式的所述动物肌肉组织和pH低于约3.5且基本上不降解所述蛋白质的蛋白质的水性液体组合物形成酸性蛋白质水溶液，所述酸性蛋白质水溶液包含所述蛋白质并且pH低于约3.5；
过滤所述酸性蛋白质水溶液，以形成含有肌球蛋白和肌动蛋白、并包含低盐蛋白质溶液的渗余物；以及
回收所述渗余物。

13.  权利要求12的方法，其中所述酸性蛋白质水溶液的pH为约2.5-约3.5。

14.  权利要求12或13中任一项的方法，其中所述动物肌肉组织为鱼类肌肉组织。

15.  权利要求12或13中任一项的方法，其中所述动物肌肉组织为禽类肌肉组织。

16.  权利要求15的方法，其中所述鱼类肌肉组织为牛类肌肉组织。

17.  一种形成源于动物肌肉组织的巴氏灭菌的蛋白质溶液的方法，所述溶液能够在约40℃或更低的温度时形成凝胶，所述方法包括：
自颗粒形式的所述动物肌肉组织和pH低于约3.5且基本上不降解所述蛋白质的蛋白质的水性液体组合物形成酸性蛋白质水溶液，所述酸性蛋白质水溶液包含所述蛋白质并且pH低于约3.5；
离心所述酸性蛋白质水溶液，以形成富含蛋白质的水相和含膜脂的非水相；
回收所述富含蛋白质的水相；
过滤所述富含蛋白质的水相，以形成含有肌球蛋白和肌动蛋白的渗余物，或者向所述富含蛋白质的水性蛋白质加入源于动物肌肉组织的固体或凝胶状蛋白质组合物，以形成低盐蛋白质溶液；
加热或辐射所述低盐蛋白质溶液以灭活所述低盐蛋白质溶液中的微生物，由此形成巴氏灭菌的蛋白质溶液。

18.  一种形成源于动物肌肉组织的巴氏灭菌的蛋白质溶液的方法，所述溶液能够在约40℃或更低的温度时形成凝胶，所述方法包括：
自颗粒形式的所述动物肌肉组织和pH低于约3.5且基本上不降解所述蛋白质的蛋白质的水性液体组合物形成酸性蛋白质水溶液，所述酸性蛋白质水溶液包含所述蛋白质并且pH低于约3.5；
过滤所述富含蛋白质的水相，以形成含有肌球蛋白和肌动蛋白的渗余物，或者向所述富含蛋白质的水相加入源于动物肌肉组织的固体或凝胶状蛋白质组合物，以形成低盐蛋白质溶液；
加热或辐射所述低盐蛋白质溶液以灭活所述低盐蛋白质溶液中的微生物，由此形成巴氏灭菌的蛋白质溶液。

19.  权利要求17或18的方法，其中所述富含蛋白质的水性液体溶液的pH为约2.5-约3.5。

20.  权利要求17或18中任一项的方法，其中所述动物肌肉组织为鱼类肌肉组织。

21.  权利要求17或18中任一项的方法，其中所述动物肌肉组织为禽类肌肉组织。

22.  权利要求20的方法，其中所述鱼类肌肉组织为牛肉肌肉组织。

23.  权利要求17或18中任一项的方法，其进一步包括干燥所述巴氏灭菌的蛋白质溶液以形成巴氏灭菌的蛋白质粉末的步骤。

24.  权利要求19的方法，其进一步包括干燥所述经巴氏灭菌的蛋白质溶液以形成巴氏灭菌的蛋白质粉末的步骤。

25.  权利要求20的方法，其进一步包括干燥所述经巴氏灭菌的蛋白质溶液以形成巴氏灭菌的蛋白质粉末的步骤。

26.  权利要求21进一步包括干燥所述经巴氏灭菌的蛋白质溶液以形成巴氏灭菌的蛋白质粉末的步骤。

27.  权利要求22进一步包括干燥所述经巴氏灭菌的蛋白质溶液以形成经巴氏灭菌的蛋白质粉末的步骤。

28.  权利要求17或18中任一项的方法，其进一步包括将生理学上可接受的盐加入所述巴氏灭菌的溶液以使得所述巴氏灭菌的溶液能够在40℃或更低的温度时形成凝胶。

29.  一种经巴氏灭菌的蛋白质干粉，其通过对权利要求1的溶液进行巴氏灭菌然后干燥而获得。

30.  一种经巴氏灭菌的蛋白质干粉，其通过对权利要求2的溶液进行巴氏灭菌然后干燥而获得。

31.  一种经巴氏灭菌的蛋白质干粉，其通过对权利要求3的溶液进行巴氏灭菌然后干燥而获得。

32.  一种经巴氏灭菌的蛋白质干粉，其通过对权利要求4的溶液进行巴氏灭菌然后干燥而获得。

33.  一种经巴氏灭菌的蛋白质干粉，其通过对权利要求5的溶液进行巴氏灭菌然后干燥而获得。

34.  一种经巴氏灭菌的蛋白质干粉，其通过对权利要求6的溶液进行巴氏灭菌然后干燥而获得。

调节动物肌肉蛋白质组合物中蛋白质与盐的比例的方法以及涉及相关应用的蛋白质组合物
背景技术
本发明涉及一种制备可食用的功能性动物肌肉蛋白质浓缩组合物的方法，还涉及一种制备所述组合物的方法，其中所述组合物的凝胶化被调节。更具体而言，本发明涉及一种由动物肌肉组织制备功能性动物肌肉蛋白浓缩物的方法，其中所述组合物的凝胶化被调节，以使其被使用(例如加入食物)时，实现其凝胶化。
在本发明之前，源于动物肌肉组织的蛋白质组合物已用于人类消费，正如在美国专利6,005,073、6,288,216和6,451,975以及于2002年6月4日递交的美国专利申请系列号10/161,171所披露的。不过，这些组合物的液体形式在它们开始形成一段时间后形成凝胶，这是温度依赖性的。组合物的温度越高，需要形成凝胶的时间便越短。这些组合物的凝胶形成引起加工问题，因为凝胶阻塞了加工装置以致所述组合物不能穿过该加工装置。另外，由于在升高的组合物温度下，凝胶形成加快，因此组合物不能在热作用下进行巴氏灭菌同时保持所述组合物为液体。这样的结果是不希望的，因为组合物经常需要在被人类消费之前进行巴氏灭菌。
在本发明之前，已知在升高的温度下烹制的肉或鱼向周围空气损失其水分。在这样做时，烹制的肉或鱼不希望地丧失其自然的或添加的香味，以致其味道变差。在肉或鱼的烹制过程中液体损失可达到基于烹制前肉或鱼的重量的30％-40％。先前的无添加剂保持肉或鱼中的水分的溶液采用在固体水分阻隔层(例如铝箔)中包装肉或鱼的形式。该溶液是不理想的，因为肉或鱼的表面保持柔软而不是具有所需的硬壳。
食物添加剂也用于保持熟肉或熟鱼中的水分。代表性的添加剂包括三聚磷酸钠、基于无脂面粉的含蛋清替代物的糊料涂料(U.K.专利申请2,097,646)、油包水乳剂(U.S.专利3,406,081)、蛋白质或蛋白质分离物和脂肪(U.S.专利4,031,261和4,935,251)、乳固形物(U.S.专利2,282,801)和卵磷脂(U.S.专利2,470,281和3,451,826)。
因此，期望提供一种制备源于动物肌肉组织的可食用蛋白质组合物的方法，其在加热下能够进行巴氏灭菌而不形成组合物凝胶。进而，期望提供一种这样的方法，其中所述可食用的巴氏灭菌的蛋白质组合物能够被处理以能够形成凝胶。这样的方法将允许在加热下将所述可食用的蛋白质组合物进行巴氏灭菌，然后将其加入食物，例如，以实现在烹制过程中保持水分，或者改进所述食物的营养价值。
发明内容
本发明提供了一种源于动物肌肉组织的浓缩蛋白质溶液，其为如下定义的“酸性蛋白质水溶液”形式。本发明提供了一种方法，通过该方法分离浓缩的酸性蛋白质水溶液，同时调节溶液中蛋白质的浓度以及溶液中蛋白质与盐浓度的重量比，以避免所述溶液的过早凝胶化。当所述酸性蛋白质水溶液中蛋白质与盐的重量比高于约35，并且蛋白质浓度高于约1.9wt.％时，避免了过早凝胶化。蛋白质与盐的重量比可以通过加入蛋白质或者从所述酸性蛋白质水溶液中除去盐来调节。在本发明的一种实施方式中，过滤酸性蛋白质水溶液以制备渗余物。所述渗余物在本文中被称为“低盐蛋白质溶液”，因为溶于水溶液的盐包含从所述渗余物分离的渗透物(permeate)。当加热至55℃或更低的温度时，所述低盐蛋白质溶液不形成凝胶。相反，当加热至约35℃时，所述酸性蛋白质水溶液快速形成凝胶，并在约4-30℃或更高的温度范围内，随着时间形成凝胶。在本发明的第二种实施方式中，将源于动物肌肉组织的蛋白质加入酸性蛋白质水溶液以得到所需的最小蛋白质浓度和所需的蛋白质与盐的重量比，由此所得到的“低盐蛋白质溶液”在55℃或更低的温度时不形成凝胶。当随后将盐加入所述低盐蛋白质溶液达到生理盐浓度(0.86wt.％的盐)时，所得的溶液在本文中称为“加入盐的蛋白质溶液”，能够在室温或者更高的温度(例如30-40℃)形成凝胶。加入盐的蛋白质溶液的凝胶化可以在室温下或者伴随着加热而实现，通过加热加速了凝胶化。这种调节含蛋白质的溶液的凝胶化的方法允许通过加热所述蛋白质溶液进行巴氏灭菌，同时避免了凝胶化。因此，由于所述蛋白质溶液已经进行巴氏灭菌，因此在其加入食物后不再需要进行后续的巴氏灭菌。这样调节蛋白质的凝胶化使得将所述蛋白质加入不需要烹制的食物而改进了所述食物的营养价值。另外，允许所述蛋白质的直接安全消化。
所述“酸性蛋白质水溶液”源于动物肌肉组织，并包含酸性溶液，所述酸性溶液包含通过美国专利6,005,073、6,288,216和/或6,451,975和/或2002年6月4日递交的美国专利申请系列号10/161,171披露的方法之一获得的肌原纤维蛋白和肌质蛋白的混合物，通过引用的方式将所有这些专利或专利申请的全文并入本文。在本发明的一种实施方式中，本发明的低盐蛋白质溶液是由酸性蛋白质水溶液得到的，将酸性蛋白质水溶液进行过滤同时将含有肌球蛋白和肌动蛋白的浓缩蛋白质混合物保留在回收的渗余物中，所述过滤包括微孔过滤(微过滤)、超滤或渗滤。所述渗余物包含所述低盐蛋白质溶液，本发明的较高的蛋白质浓度的溶液。所述低盐蛋白质溶液与包含加入过滤步骤的进料的酸性蛋白质水溶液相比，具有较高的蛋白质与盐的重量比。另外，其比酸性蛋白质水溶液含高浓度的蛋白质。所述低盐蛋白质溶液包含基于所述溶液的重量约1.9wt.％以上、优选约4wt.％以上至约25wt.％的蛋白质。在从所述溶液除去盐的条件下进行所述酸性蛋白质水溶液的过滤以形成低盐蛋白质溶液，从而所得的低盐蛋白质溶液渗余物即使在加热高达55℃时也不形成凝胶。在第二种实施方式中，将源于动物肌肉组织并能够形成凝胶的蛋白质加入所述酸性蛋白质水溶液以形成即使在加热高达55℃时也不形成凝胶的低盐蛋白质溶液。因此，可以通过在约70℃以上至所述溶液的沸点的温度范围内加热对所述低盐蛋白质溶液进行巴氏灭菌而不形成凝胶。如果需要，也可以通过其它常规方法(例如辐射)对所述低盐蛋白质溶液进行巴氏灭菌。
巴氏灭菌是一种通过加热来灭活目标生物体的方法。可以被灭活的代表性微生物包括李斯特氏菌属、沙门氏菌属、大肠杆菌等。
在本发明的一种可选实施方式中，首先可以通过美国专利6,136,959的方法从动物肌肉组织分离蛋白质以形成pH为约10以上的碱性蛋白质溶液，所述专利通过引用的方式并入本文中。然后以生理学上可接受的酸(例如磷酸和/或柠檬酸)将所述溶液的pH降低到低于约3.5。然后通过如上所述的方式进行过滤或加入蛋白质来处理由此形成的酸性水溶液，以实现如上所述的所需的wt.％蛋白质与wt.％盐之比(P/S)。
所述“低盐蛋白质溶液”包含肌原纤维蛋白和肌质蛋白的浓缩的水溶液，所述肌原纤维蛋白和肌质蛋白源于动物肌肉组织，且其pH为3.5或更低、优选为约2.5-约3.5，但不会低至对蛋白质的功能性造成不利影响。所述低盐蛋白质溶液含有wt.％蛋白质与wt.％盐之比(P/S)大于约35、优选地大于约50。当需要使用低盐蛋白质溶液作为能够形成凝胶的食物添加剂时，将盐加入所述低盐蛋白质溶液以实现蛋白质与盐的重量比低于约35，这时加入盐的蛋白质溶液在40℃或更低的温度时形成凝胶。所述“低盐蛋白质溶液”可通过任何常规方法(例如加热或辐射)来进行巴氏灭菌。当需要使用所述低盐蛋白质溶液作为不能够形成凝胶的食品添加剂时(例如加入汤、果汁、或婴儿配方时)，不向所述低盐蛋白质溶液加入盐。
加入盐的蛋白质溶液可注入食物(例如鱼或肉)，或者其可被涂敷于食物的表面，或者其可与食物进行混合。那么，含有所述加入盐的蛋白质溶液的食物可以在不存在固体防潮层的情况下在升高的温度下进行烹制，同时保持其基本上大部分的原有水分。根据本发明处理的鱼和肉与没有注入、混合或涂敷所述加入盐的蛋白质溶液相比的重量差为约4％-约21％、更通常地为约4％-约10％。而且，根据本发明，已经发现向食物(例如鱼或肉)添加加入了盐的蛋白质溶液提供了防腐效果，因为其降低了所述鱼或肉的微生物降解。加入盐的蛋白质溶液也可用于限制食物对用于烹制食物的油和/或脂肪的吸收。加入盐的蛋白质溶液可涂敷于食物表面或者与食物混合。然后在升高的温度下在液体油和/或脂肪中烹制含所述蛋白质的食物，同时使食物对油和/或脂肪的吸收最小。在油和/或脂肪中烹制后根据本发明处理的食物和在油和/或脂肪中烹制后没有混合或涂敷所述蛋白质的食物相比，重量差为约10-约60％、更优选地为约30-约60％。另外，由于被吸收的在烹制中所用的脂肪或油的量显著降低，因此需要烹制一定重量的食物的油/或脂肪的量也相应地显著降低。
具体实施方式
本发明提供了低盐蛋白质水溶液的形式的源于动物肌肉的富含肌球蛋白和肌动蛋白的浓缩的蛋白质组合物。本发明的组合物在本文中称为“低盐蛋白质溶液”。所述低盐蛋白质溶液可含有胆固醇或无胆固醇。另外，根据本发明，待烹制的动物肌肉组织被涂敷、混合和/或注入已加入盐的低盐蛋白质溶液，以使所得的溶液可在约40℃或更低的温度时转化为凝胶。本发明的组合物包含肌原纤维蛋白和肌质蛋白的混合物，所述混合物源于动物肌肉组织，并通过美国专利6,005,073、6,288,216和6,451,975和2002年6月4日递交的美国专利申请系列号10/161,171披露的方法形成酸性蛋白质水溶液，随后在本发明的一种实施方式中，通过微孔过滤、超滤或渗滤膜来过滤所述酸性蛋白质水溶液以回收渗余物而获得。在过滤条件下获得所述渗余物，以回收渗余物中的蛋白质组合物，所述渗余物包含肌球蛋白和肌动蛋白，并且其蛋白质浓度为约1.9％或更高，并具有足够高的蛋白质与盐的重量比(大于约35)，以使其在室温下或加热至55℃的温度时不凝胶化。所述渗余物包含本发明的低盐蛋白质溶液的一种实施方式。在过滤中，酸和/或盐通过过滤器进入渗透物。在渗滤中，向待过滤的蛋白质溶液加入水，以携带盐和/或酸通过过滤器进入渗透物。停止加水并继续过滤以降低渗余物中的水。
后续过滤的酸性蛋白质水溶液是通过两种方法之一得到的。在这些方法中，(酸法)动物肌肉组织形成小的组织颗粒，然后颗粒与足量的酸混合以形成组织溶液，该溶液的pH为3.5或更低、但不低至对动物组织蛋白质进行不利改性(例如pH为约1.0或更低)。在这两种方法之一，离心溶液以形成最低膜脂层、酸性蛋白质水溶液的中间层和中性脂质的顶层(脂肪和油)。然后从膜脂层或膜脂层和中性脂质层分离酸性蛋白质水溶液的中间层。在两种方法中的第二种方法中，不经离心步骤回收酸性蛋白质溶液，因为起始动物肌肉组织含有低浓度的不需要的脂质、油和/或脂肪。在两种方法中，过滤所述酸性蛋白质水溶液，以回收富含肌球蛋白和富含肌动蛋白的渗余物并形成渗透物，所述渗余物包含本发明的低盐蛋白质溶液，所述渗透物包含可含或不含胆固醇的酸和/或盐水溶液。本发明的低盐蛋白质溶液含有基于低盐蛋白质溶液的重量的约1.9wt.％以上的蛋白质、更通常约4wt.％以上至约25wt.％的蛋白质，并可与食物(例如生肉或生鱼)加入盐使用。然后，回收的低盐蛋白质溶液可与加入的盐混合，以获得在加热至30-40℃的温度时可形成凝胶的蛋白质溶液。然后，可将低盐蛋白质溶液和加入的盐的混合物注入或涂敷在或混合待烹制或待保存的食物(例如鱼或肉)。
在一种实施方式中，所述低盐蛋白质可以通过例如加热或辐射进行巴氏灭菌，然后通过例如喷雾干燥、冷冻干燥和/或蒸发进行干燥，以形成经巴氏灭菌的蛋白质粉末。然后在需要时将干粉溶于水中。
在本发明的另一种实施方式中，首先可以通过美国专利6,136,959的方法从动物肌肉组织分离蛋白质以形成pH为约10以上的碱性蛋白质溶液，所述专利通过引用的方式并入本文中。然后以生理学上可接受的酸(例如磷酸和/或柠檬酸)将所述溶液的pH降低到低于约3.5。然后通过如上所述的方式进行过滤或加入蛋白质来处理由此形成的酸性水溶液，以实现如上所述的所需的wt.％蛋白质与wt.％盐之比(P/S)。
可通过微孔过滤、超滤或渗滤实现过滤。可以水可湿性微孔膜(例如设计成保留平均尺寸在约0.01-5微米的颗粒的膜)实现微孔过滤。可以设计成平均尺寸在约0.001-约0.02微米的保留颗粒的水可湿性膜实现超滤。
超滤是通过水可湿性超滤膜来实现的，所述膜的截留分子量实现了保留肌球蛋白重链蛋白(～205,000道尔顿)和肌动蛋白(～42,000道尔顿)。代表性的合适的超滤膜的截留分子量在约3,000道尔顿-约100,000道尔顿之间、优选地在约10,000道尔顿-约50,000道尔顿之间。截留分子量在42,000道尔顿以上的超滤膜可用于保留肌球蛋白和肌动蛋白，因为所述溶液的酸性条件引起蛋白质解开，由此通过超滤膜提高了其截留。可在超滤器上以单通道或多通道进行正切流动过滤(TFF)实现超滤。在过滤中回收的渗余物包含本发明的低盐蛋白质溶液，其可被泵出、加热巴氏灭菌并存储为用于后续与盐混合的液体，或者可与盐混合以形成溶液，该溶液可在加热至约30-40℃以上时形成凝胶。与过滤前得到的酸性蛋白质水溶液相比，包含所述渗余物的本发明的低盐蛋白质溶液具有降低的水浓度、可能地降低的胆固醇浓度和可能地降低的低分子量蛋白质浓度。本发明的低盐蛋白质溶液含有约1.9-约25wt.％的蛋白质、优选4-12wt.％的蛋白质和wt.％蛋白质与wt.％盐之比(P/S)大于约35、优选地大于约50。过滤也可通过渗滤膜来实现，超滤膜使水、或酸和/或盐水溶液从通道通过，也可能使胆固醇通过，同时保留了蛋白质。代表性的合适的膜包括：聚醚砜、聚酰胺、聚碳水化合物、聚氯乙烯、聚烯烃(例如聚乙烯或聚丙烯)、纤维素酯(例如纤维素乙酸酯或纤维素硝酸酯)、再生纤维素、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物、其共聚物、其混合物等。
为了确定本发明的低盐蛋白质溶液或低盐蛋白质溶液和加入的盐的混合物是否能够在加热时形成凝胶，进行了如下试验：
将约20ml蛋白质溶液置于纸板上，涡旋搅动以使其分散。然后在1000W微波下高温微波处理15秒。所得的烹制品被检查凝固作用、水结合能力并被刺以试验弹性。认为成凝胶的产品将结合所有的可获得的水，并形成高弹性的凝胶。未成凝胶的产品将保留自由流动的液体。
在本发明的第二种实施方式中，将源于动物肌肉组织的蛋白质加入酸性蛋白质水溶液以形成本发明的低盐蛋白质溶液。加入的蛋白质是通过美国专利6,005,073、6,288,216和6,451,975以及2002年6月4日递交的美国专利申请系列号10/161,171披露的方法获得的，通过引用的方式将所有这些专利或专利申请的内容并入本文。通过从沉淀的蛋白质除去含盐的水溶液来回收该加入的蛋白质。所述沉淀的蛋白质包含加入低盐蛋白质溶液的蛋白质。
本发明的低盐蛋白质溶液与一定量的盐(例如晶体形式或水溶液中)相混合以形成在40℃或更低的温度时形成凝胶的溶液。所得溶液可单独涂敷，或者与常规食物或营养添加剂(例如拌面粉(breading)或面糊涂料、调味品干擦(spice dry rub)、饼干粗粉、玉米粗粉、调味品、香料、糖、盐、胡椒等)混合。优选使用由低盐蛋白质溶液和加入的盐获得的蛋白质溶液(有或没有食物或营养添加剂)用于注入。所述蛋白质溶液含有加入的盐，并可使用敷料器涂敷在食物(例如肉或鱼)的表面上，或者可以通过在加入盐的蛋白质溶液中翻滚所述食物(例如肉或鱼)或在翻滚装置或真空翻滚装置中的含有加入盐的蛋白质溶液的腌泡汁中进行涂敷。或者，当需要在例如汤、果汁、或婴儿配方中即便在加热至沸点时加入食物的蛋白质也不形成凝胶时，将所述蛋白质根据本发明以低盐蛋白质溶液的形式加入食物。
总而言之，在本发明中用于形成低盐蛋白质溶液的酸性蛋白质水溶液可以通过以下优选的方法获得：
1、将粉碎的动物肌肉组织的pH降低至低于约3.5的pH以形成酸性蛋白质溶液，离心所述溶液以形成富含脂质相和水相，回收基本上没有膜脂的酸性蛋白质水溶液，并过滤所述酸性蛋白质水溶液，以分离含有低盐蛋白质溶液的渗余物，所述溶液可与加入的盐并用以形成加入盐的蛋白质溶液。
2、将通过方法1获得的酸性蛋白质水溶液的pH提高至约5.0-5.5以实现蛋白质的沉淀，然后再以最小体积的生理学上可接受的酸将所述蛋白质重新调回至约3.5或更低的pH，以将所述酸性蛋白质水溶液浓缩至3.5-7％的蛋白质，并过滤所述酸性蛋白质水溶液，以将所述低盐蛋白质溶液回收为渗余物。
3、降低粉碎的动物肌肉组织的pH以形成酸性蛋白质水溶液，过滤该溶液以产生本发明的低盐蛋白质溶液。所述低盐蛋白质溶液与盐混合，以形成加入盐的蛋白质溶液，该溶液在加热至40℃的温度时可转化为凝胶。
或者，在方法4、5和6中，用向所述酸性蛋白质溶液加入来自动物肌肉组织的固体或凝胶状蛋白质的步骤代替过滤步骤可改变方法1、2和3，所述固体或凝胶状蛋白质通过美国专利6,005,073、6,288,216和6,451,975以及2002年6月4日递交的美国专利申请系列号10/161,171披露的方法获得。
将盐加入通过方法1、2、4、5或6制备的溶液，以形成蛋白质溶液，该溶液在室温或加热至30-40℃的温度时形成凝胶。盐以水溶液加入或作为晶体加入，优选地以水溶液加入，因为这样更容易避免所得溶液的快速凝胶化。通过避免由加入盐引起的迅速凝胶化，提供了足够的时间将所得的蛋白质溶液输送至使用的点(例如将所得的蛋白质溶液加入食物)。可以使用任何形式的生理学上可接受的盐，例如钠盐或钾盐，包括柠檬酸盐、氯化物、磷酸盐等。
用于本发明的蛋白质产品主要包含肌原纤维蛋白，也含有显著量的肌质蛋白。与食物混合、注入食物或涂敷在食物上的蛋白质产品中的肌质蛋白基于干燥酸性蛋白质混合物或酸性蛋白质溶液中的蛋白质的总重包含约6wt％以上、优选约8wt％以上、更优选约12wt％以上、最优选15wt％以上至约30wt％的肌质蛋白。
根据本发明，加入盐的包含肌原纤维蛋白和肌质蛋白的蛋白质溶液可涂敷于待烹制的食物的表面，或者与待烹制的食物进行混合，所述食物如汉堡、切片再成形的牛肉或香肠。本文中所用的术语“表面”为食物(例如鱼或肉)的一个表面与(所述鱼或肉上的)其邻近的一或多个表面呈90度。另外，术语“表面”可包括连接两个彼此成90度放置的邻近表面的连接表面。优选地，食物(例如肉或鱼)的整个表面涂敷有加入盐的蛋白质溶液。然后在升高的温度下烹制涂敷的食物(例如鱼或肉)，同时保留其基本上大部分的原有水分。
在本发明的一个方面，颗粒状食物(例如粉碎的肉或鱼，例如汉堡)可与加入盐的包含肌原纤维蛋白和肌质蛋白的蛋白质溶液以一定的重量比进行混合，所述重量比通常为基于未烹制的食物的重量包含约0.03-约15wt.％的蛋白质、优选地基于未烹制的食物的重量包含约0.5-约5wt.％的蛋白质、最优选地基于未烹制的食物的重量包含约0.5-约2wt.％的蛋白质。当将加入盐的蛋白质溶液涂敷于所述食物的至少一个表面或者通过注入来应用时，那么加入的蛋白质混合物的量与当与粉碎的肉或鱼混合时所列的上述重量比相同。当使用低于约0.03wt.％的加入盐的蛋白质溶液时，没有观察到有效的保水性。当使用大于约15wt.％的蛋白质溶液时，烹制的食物变得不希望地坚硬。
根据本发明也发现，向生鱼或生肉加入所述加入盐的蛋白质溶液提供了意想不到的防腐效果，因为其降低了微生物对食物的降解。优选地，将加入盐的蛋白质溶液涂敷到食物的表面以提供该防腐效果。
根据本发明改性的动物肌肉组织包括肉和鱼(包括甲壳类动物)。代表性的合适的鱼包括剔骨牙鲆鱼、舌鳎、鳕鱼(haddock)、鳕鱼(cod)、黑鲈、鲑鱼、鲔鱼、鳟鱼等。代表性的合适的甲壳类动物包括虾仁(shelled shrimp)、蟹肉、小龙虾、龙虾、扇贝、牡蛎、或带壳的虾(shrimp in the shell)等。代表性的合适的肉包括火腿、牛肉、羔羊肉、猪肉、鹿肉、小牛肉、水牛等；禽类如鸡肉、机械剔骨的禽类肉、火鸡、鸭、猎禽或鹅等，或者为肉片形式，或者为粉碎形式(如汉堡)。当骨对肉的可食用性没有不利影响时，所述肉可包含动物的骨，例如排骨、羊排或猪排。另外，加工的肉制品(包括动物肌肉组织，例如香肠组合物、热狗组合物、乳化品等)可涂敷、注入或与加入盐的蛋白质溶液混合，或与这些加入蛋白质的方法相结合。香肠和热狗组合物包含粉碎的肉或鱼、草本(例如鼠尾草(sage))、调味品、糖、胡椒、盐和填料(例如本领域公知的乳制品)。
然后可以传统的方式(例如烤、煮、热油炸(deepfatfrying)、平锅煎、微波炉加热等)烹制所述含有加入盐的蛋白质溶液的鱼或肉。已经发现，根据本发明提供的未烹制的食物与始于相同的未烹制重量的烹制的未处理食物相比重约4wt-约21wt.％、更通常地约4wt-约9wt％。
在本发明的一个方面，加入盐的蛋白质溶液限制了正在油和/或脂肪中烹制的食物对烹制油和/或脂肪的吸收。例如，颗粒状食物(例如粉碎的肉或鱼，例如汉堡)或食物混合物(例如用于油炸圈饼的面粉糕饼)可与加入盐的蛋白质溶液以一定的重量比进行混合，所述重量比通常为基于未烹制的食物的重量包含约0.03-约18wt.％的加入盐的蛋白质溶液、优选地基于未烹制的食物的重量包含约0.5-10wt.％的加入盐的蛋白质溶液。当使用低于0.03wt.％的加入盐的蛋白质溶液时，没有观察到防止油和/或脂肪的吸收。当使用大于15wt.％的加入盐的蛋白质溶液时，未烹制的食物可变得不希望地坚硬。
可用于实现未烹制的食物的烹制的合适的油和/或脂肪(包括氢化或非氢化油)是在烹制中常规使用的油和/或脂肪，包括猪油、花生油、玉米油、植物油、芥花籽油、棕榈油、香油、黄油及其混合物等。
根据本发明改性的未烹制的食物包括肉、禽类和鱼，包括甲壳类动物、蔬菜、天妇罗；坚果、蘑菇、基于粉末的食物(例如黄油组合物、面粉糕饼组合物、鸡肉等)。代表性的合适的鱼包括剔骨牙鲆鱼、舌鳎、鳕鱼(haddock)、鳕鱼(cod)、黑鲈、鲑鱼、鲔鱼、鳟鱼等。代表性的合适的甲壳类动物包括虾仁、蟹肉、小龙虾、龙虾、扇贝、牡蛎、或带壳的虾等。代表性的合适的肉包括火腿、牛肉、羔羊肉、猪肉、鹿肉、小牛肉、水牛等；禽类如鸡肉、机械剔骨的禽类肉、火鸡、鸭、猎禽或鹅等，或者为肉片形式，或者为粉碎形式(如汉堡)。当骨对肉(例如的可食用性没有不利影响时，所述肉可包含动物的骨，例如排骨、羊排或猪排。另外，加工的肉制品(包括动物肌肉组织，例如香肠组合物、热狗组合物、乳化品等)可涂敷或与加入盐的蛋白质溶液混合，或与这些加入蛋白质的方法相结合。香肠和热狗组合物包含粉碎的肉或鱼、草本(例如鼠尾草)、调味品、糖、胡椒、盐和填料(例如本领域公知的乳制品)。代表性的蔬菜包括马铃薯、胡萝卜、花椰菜、洋葱、玉米等。其它食物包括蘑菇、坚果、面糊组合物，例如包含面粉、鸡蛋和牛奶的组合物，其可包含另外的食物例如玉米粉、饼干粉或扑撒粉(dustingmeal)。
然后可以传统的方式(例如热油炸、平锅煎等)烹制所述含有加入盐的蛋白质溶液的食物。已经发现，根据本发明提供的未烹制的食物与相同的不含本发明的蛋白质组合物的食物相比，含有低约10wt.％-约60wt.％之间、约30wt.％-约60wt.％之间的油和/或脂肪。需要烹制一定重量的一定类型的食物的脂肪或油的量也相应地减少。
在本发明的一个方面，已经发现向加入盐的蛋白质溶液或涂料(例如含加入盐的蛋白质溶液的面糊)加入乙醇，与不向加入盐的蛋白质溶液加入乙醇相比，导致脂肪和/或油中烹制的食物中的脂肪和/或油进一步降低。观察到这种效果的乙醇的浓度为基于加有加入盐和乙醇的蛋白质溶液的面糊的总重的约0.5-约5wt.％、优选约1-约5wt.％。
以下实施例说明本发明，但不意于限制本发明。
实施例1 蛋白质与盐的比例影响使用提取的鲑鱼蛋白的凝胶化。
根据美国专利号6,451,975制备鲑鱼蛋白溶液，并使用超滤和500,000NWCO膜式过滤器(Koch Membrane，Wilmington，MA)进行浓缩。粉碎先前冷冻的大马哈鱼片(Stephan Micro-cut，Columbus，OH)，然后使用磷酸酸化至pH2.8，以形成溶解的固体的2.5wt.％的溶液。然后超滤溶液，并随时间取出等分试样。