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干制食品组合物
相关专利申请的交叉引用
本专利申请要求2007年4月10日提交的美国临时申请序列号60/910,952和2008年4月3日提交的美国非临时性申请序列号12/062,366的优先权，所述文献全文以引用方式并入。
发明领域
一般而言，本发明提供了干制食品组合物，诸如脱水食品组合物和半干食品组合物。具体地讲，所述干制食品组合物一般包含结构化蛋白质产品以及其他宏量营养素、微量营养素和任选成分。
发明背景
烘干是世界上最古老并且最常见的食品保存方法。罐装技术的历史不到200年，而冷冻技术仅在电力变得易得时才变得实用。对于大多数世界文明而言，烘干技术即简单又易得。
通过烘干保存食品的科学原理是，通过去除水分，酶无法有效地与食品接触或反应。无论这些酶是得自生食的细菌酶、真菌酶或天然存在的自溶酶，阻止这种酶作用可使食品免受生物作用。此外，半干食品也是架藏稳定的。可通过部分去除水，并且将水活度降低至约0.5至约0.95的范围来制得所述半干食品，其中水变得固定不动，并且生物作用被抑制。在范围为0.70至0.95的水活度下，需要适当的包装和/或去氧剂来除氧，从而抑制真菌和病原体。
肉干是已通过烘干重量变轻的营养密集型肉制品。主要由于大豆蛋白质含量高并且脂肪含量低，已进行了许多尝试，将大豆用于制造成仿真肉的可食用产品。然而，仿造肉风味和质感方面的困难令人望而却步。
因此，制备基于植物或含植物的肉干式肉制零食的尝试远没有达到要求，结果不理想。除了克服风味和质构难题以外，在挤出植物混合物方面的问题也是熟知的。这种挤出的一个难题是，植物材料更快地流动通过模头中部，导致挤出物中心膨松。
发明概述
本发明的一个方面提供了干制食品组合物。所述干制食品组合物一般包含具有大体上对齐的蛋白纤维的结构化蛋白质产品。所述组合物还一般包含固化剂。
本发明的另一个方面提供了干制食品组合物。所述干制食品组合物一般包含结构化蛋白质产品，所述结构化蛋白质产品含有基于干燥物质约45％至约65％的大豆蛋白；基于干燥物质约20％至约30％的小麦谷朊粉；基于干燥物质约10％至约15％的小麦淀粉；和基于干燥物质约1％至约5％的纤维。所述组合物还一般包含固化剂。
本发明的其他方面和更迭更详细地描述于本文中。
该专利申请包含至少一张彩色像片。具有彩色像片的该专利申请公布的复印件应请求并支付必要费用时可由政府机关提供。
图例
图1为示出本发明的结构化蛋白质产品的显微图摄影图像，所述结构化蛋白质产品具有大体上对齐的蛋白纤维。
图2为示出非由本发明的方法制得的蛋白质产品的显微图摄影图像。如本文所述，构成该植物蛋白产品的蛋白纤维是纵横交织的。
图3为圆周式模头组合件的一个实施方案的透视图，所述圆周式模头组合件可用于含蛋白质材料的挤出方法中。
图4为所述圆周式模头组合件的分解图，所述分解图示出模头嵌入件、模头模头套管和分流棱。
图5为拍摄的剖面图，所述剖面图示出限定于模头套管、模头嵌入件和分流棱装置之间的流动通道。
图5A为放大的图5剖面图，所述剖面图示出流动通道与模头套管出口间的界面。
图6为无分流棱的圆周式模头组合件的实施方案的剖面图。
图7为模头嵌入件的透视图。
图8为模头嵌入件的顶视图。
图9为肉丝制品的摄影图像，可用作浇头或零食的所述肉丝制品由本发明的结构化蛋白质产品构成。
图10为零食制品的摄影图像，所述零食制品由本发明的结构化蛋白质产品构成。
图11为红烧肉丝的摄影图像，所述红烧肉丝构成了由本发明的结构化蛋白质产品构成的肉制零食。
发明详述
本发明提供了包含宏量营养素和微量营养素的干制食品组合物。宏量营养素和微量营养素可由有机或常规非有机方法制得。通常，干制食品组合物是碳水化合物、蛋白质、脂肪、纤维和固化剂的共混物。作为一种营养物质来源，干制食品组合物包含结构化蛋白质产品。
(I)宏量营养素
适用于本发明干制食品组合物中的宏量营养素包括蛋白质、脂肪、纤维、碳水化合物、以及它们的组合。这些成分中每一种的适宜来源详述于下文中。预想了有机食品组合物。一般而言，如果所述成分可根据本领域通常已知的有机食品制备技术制得，则下文详述的所有宏量营养素来源均适用于有机食品组合物，并且术语“有机”定义于本文中。
1.蛋白质
蛋白质的若干来源适用于本发明。蛋白质可源自动物源。作为另外一种选择，所述蛋白质可源自植物源。在一个示例性实施方案中，蛋白质包含如下文详述的结构化植物蛋白质。预想了干制素食品组合物。就干制素食品组合物而言，蛋白质来源通常由100％植物蛋白质构成。在其他实施方案中，非严格素的素食品组合物可包括乳品蛋白或卵蛋白。无论其来源或成分分类如何，挤出过程中所利用的成分通常能够形成具有大体上对齐的蛋白纤维的结构化蛋白质产品。此类成分的合适实例更充分地详述如下。
所述干制食品组合物可具有广泛变化的蛋白质含量。通常，所述干制食品组合物可具有按所述组合物的重量计约1％至约99％的蛋白质含量。更典型地，所述量按所述组合物的重量计为约1％至约70％，并且甚至更典型为约10％至约50％。例如，蛋白质含量按所述组合物的重量计可以为约1％至约5％，约5％至约10％，约10％至约15％，约15％至约20％，约20％至约25％，约25％至约30％，约30％至约35％，约35％至约40％，约40％至约45％，约45％至约50％，或大于50％。
A.结构化植物蛋白质产品
所述干制食品组合物包含结构化植物蛋白质产品作为蛋白质来源的一部分。多种含蛋白质成分可用于热塑性挤出方法中，以制得适用于干制食品组合物中的结构化蛋白产品。尽管通常利用包含源自于植物的蛋白质的成分，但是也可预想可利用源自于其他来源如动物来源的蛋白质而不脱离本发明的范围。例如，可利用选自酪蛋白、酪蛋白酸盐、乳清蛋白、以及它们的混合物的乳蛋白。在一个示例性实施方案中，乳蛋白为乳清蛋白。作为另一个实例，可使用卵蛋白，所述卵蛋白选自卵清蛋白、卵球蛋白、卵粘蛋白、卵类粘蛋白、卵铁传递蛋白、卵黄蛋白、卵黄磷蛋白、白蛋白、球蛋白、蛋黄素、以及它们的组合。此外，可包括由胶原、血液、内脏、机械分离肉、部分脱脂组织和血液血清蛋白以及它们的组合组成的肉蛋白质或蛋白质成分，作为一种或多种结构化蛋白产品成分。
想到可利用除了蛋白质之外的其他成分类型。此类成分的非限制性实例包括糖、淀粉、低聚糖、大豆纤维、其他饮食纤维、以及它们的组合。
尽管在一些实施方案中谷蛋白可用作蛋白质，但是也预想到含蛋白质原料可不含谷蛋白。此外，含蛋白质原料可预想是不含小麦的。由于谷蛋白通常在挤出过程中用于长丝形成，因此如果利用不含谷蛋白的原料，则可利用可食用的交联剂以有利于长丝形成。适宜的交联剂的非限制性实例包括魔芋葡甘露聚糖(KGM)粉、得自Kirin Food-Tech(Japan)的由凝胶多糖制得的β-1，3-葡聚糖、转谷氨酰胺酶、钙盐、镁盐、以及它们的组合。本领域的技术人员可易于测定在不含谷蛋白的实施方案中所需的交联材料的量(如果有的话)。
无论其来源或成分分类如何，挤出过程中所利用的成分通常能够形成具有大体上对齐的蛋白纤维的挤出物。此类成分的合适实例更充分地详述如下。
(a)含蛋白质材料
i.动物肉
有多种动物肉适用作蛋白质源。提供肉的动物可被常规或有机饲养。作为实例，各种结构化植物蛋白专利中明确定义的肉类和肉类成分包括完整或绞碎的牛肉、猪肉、羊肉、绵羊肉、马肉、山羊肉，家禽(家禽诸如鸡、鸭、鹅或火鸡)的肉、脂肪和皮，并且更具体地讲是任何家禽(任何鸟类)的肉组织，源自于淡水鱼和盐水鱼的鱼肉，贝类和甲壳类源动物肉，加工得到的动物碎肉和动物组织诸如经由切割冷冻鱼、鸡、牛、猪等而得的冷冻残余物，鸡皮、猪皮、鱼皮，动物脂诸如牛脂、猪脂、羊脂、鸡脂、火鸡脂，熬炼后的动物脂诸如猪油和牛油，风味增强的动物脂，分馏或进一步加工的动物脂组织，质地细腻的牛肉、质地细腻的猪肉、质地细腻的羊肉、质地细腻的鸡肉，低温熬炼的动物组织诸如低温熬炼的牛肉和低温熬炼的猪肉，机械分离的肉类或机械去骨的肉类(MDM)(通过多种机械装置去除骨头的肉类)诸如机械分离的牛肉、机械分离的猪肉、机械分离的鱼肉(包括鱼肉酱)、机械分离的鸡肉、机械分离的火鸡肉，任何煮熟的动物肉、源自于任何动物物种的内脏、以及它们的组合。肉类应延伸到包括源自于动物组织的盐分馏的肌肉蛋白馏分、源自于动物肌肉或肉类及热骨肉的等电点分离和沉淀的蛋白质成分、以及机械制备的胶原组织和明胶。此外，狩猎动物如野牛、鹿、麋鹿、驼鹿、驯鹿、北美驯鹿、羚羊、兔子、熊、松鼠、海狸、麝鼠、负鼠、浣熊、犰狳和豪猪以及爬行动物如蛇、海龟和蜥蜴的肉、脂肪、结缔组织、器官组织以及它们的组合应认为是肉类。
在另一个实施方案中，所述动物肉可来自鱼或海产品。适宜鱼的非限制性实例包括鲈鱼、鲤鱼、鲶鱼、军曹鱼、鳕鱼、石斑鱼、比目鱼、黑线鳕、好吉鱼、河鲈、绿鳕、大麻哈鱼、笛鲷、鳎鱼、鲑鱼、金枪鱼、白鲑、牙鳕、罗非鱼、以及它们的组合。海产品的非限制性实例包括扇贝、虾、龙虾、蛤蜊、螃蟹、贻贝、牡蛎、以及它们的组合。
还可预想，有多种肉质可用于本发明中。肉可包括肌肉组织、器官组织、结缔组织、皮、以及它们的组合。所述肉可以是适于人类食用的任何肉类。所述肉可以是未熬炼、未干制的生肉，生肉产品、生肉副产品、以及它们的混合物。例如，可使用绞碎或大块或肉排形式的全肉肌肉。在另一个实施方案中，使用从动物组织中分离出骨的高压机械，通过首先将骨压碎并且粘附动物组织，然后迫使动物组织而不是骨通过筛网或类似的筛选装置，可将肉机械去骨或分离生肉。所述方法制得具有面糊状稠度的非质构化糊状动物软组织共混物，并且通常被称为机械去骨肉或MDM。作为另外一种选择，所述肉可以是肉副产品。在本发明的上下文中，术语“肉副产品”旨在涉及宰杀动物畜体的那些未熬炼部分，所述宰杀动物包括但不限于哺乳动物、家禽等。肉副产品的实例是器官和组织，诸如肺、脾、肾、脑、肝脏、血液、骨、部分脱脂的低温脂肪组织、胃、无其内容物的肠等等。
(ii)源自动物的非肉蛋白质
蛋白质源还可以是除动物组织以外的源自动物的蛋白质。例如，含蛋白质材料可源自乳品。适宜的乳蛋白质产品包括无脂奶粉、分离乳蛋白、浓缩乳蛋白、乳液、分离酪蛋白、浓缩酪蛋白、酪蛋白酸盐、乳清蛋白、乳清分离蛋白、乳清浓缩蛋白、以及它们的组合。含乳蛋白质材料可源自牛、山羊、绵羊、驴、骆驼、羊驼、牦牛、马或水牛。在一个示例性实施方案中，乳蛋白为乳清蛋白。
作为另一个实例，含蛋白质材料还可以得自蛋制品。适宜的卵蛋白产品包括蛋粉、蛋黄粉、卵清蛋白粉、卵清液蛋白质、卵清蛋白质粉末、分离卵清蛋白、以及它们的组合。适宜的分离卵蛋白实例包括卵清蛋白、卵球蛋白、卵粘蛋白、卵类粘蛋白、卵铁传递蛋白、卵黄蛋白、卵黄磷蛋白、白蛋白、球蛋白、蛋黄素、以及它们的组合。卵蛋白产品可源自鸡、鸭、鹅、鹌鹑或其他鸟类的蛋。
(iii)源自植物的蛋白质
在一个示例性实施方案中，将使用至少一种源自植物的成分来形成结构化蛋白质产品。一般来讲，所述成分将包括蛋白质。源自植物的含蛋白质材料可以是植物提取物、植物粗粉、源自植物的粉末、植物分离蛋白、植物浓缩蛋白、以及它们的组合。
挤出中所利用的成分可源自于多种合适的植物。所述植物可常规或有机培育。作为非限制性实例，适宜的植物包括苋属植物、竹芋、大麦、荞麦、木薯、低芥酸菜籽、鸡豆(鹰嘴豆)、玉米、埃及麦、兵豆、羽扇豆、粟米、燕麦、豌豆、花生、马铃薯、昆诺阿藜、大米、裸麦、高粱、向日葵、木薯、黑小麦、小麦，或它们的混合物。示例性植株包括大豆、小麦、低芥酸菜籽、玉米、羽扇豆、燕麦、豌豆、马铃薯和大米。
在一个实施方案中，所述成分可从小麦和大豆中分离出来。在另一个示例性实施方案中，所述成分可从大豆中分离出。在另一个实施方案中，所述成分可从小麦中分离出。合适的源自于小麦的含蛋白质成分包括小麦谷朊粉、小麦面粉、以及它们的混合物。可用于本发明中的可商购获得的小麦谷朊粉实例包括Manildra Gem of the West Vital Wheat Gluten和Manildra Gem of the West Organic Vital Wheat Gluten，它们中的每一种均得自Manildra Milling。适宜的源自大豆的含蛋白质成分(“大豆蛋白质材料”)包括大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白、大豆粉、以及它们的混合物，每一种均在下文中详述。
在一个示例性实施方案中，如上所详述的，可在挤出方法中利用大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白、大豆粉、以及它们的混合物。大豆蛋白材料可根据本领域通常已知的方法源自于全大豆。全大豆可为标准大豆(即，非转基因大豆)、有机大豆、商品化大豆、转基因大豆、以及它们的组合。
在一个实施方案中，所述大豆蛋白质材料可以是大豆分离蛋白(SPI)。一般来讲，大豆分离蛋白具有按无水基计至少约90％大豆蛋白的蛋白质含量。一般来讲，当使用大豆分离蛋白时，优选选择不是高度水解的大豆分离蛋白的分离物。然而，在某些实施方案中，高度水解的大豆分离蛋白可与其他大豆分离蛋白联合使用，前提条件是组合的大豆分离蛋白中高度水解的大豆分离蛋白含量按重量计一般小于组合的大豆分离蛋白的约40％。此外，优选利用的大豆分离蛋白具有足以使得分离物中的蛋白质在挤出时形成大体上对齐纤维的乳化强度和凝胶强度。用于本发明中的大豆分离蛋白的实例可从例如Solae，LLC(St.Louis，Mo.)商购获得，并且包括以及它们的组合。在一个示例性实施方案中，形式如实施例3所详述加以利用。
作为另外一种选择，大豆浓缩蛋白可与大豆分离蛋白共混以作为大豆蛋白材料的来源取代部分大豆分离蛋白。通常，如果大豆浓缩蛋白取代部分大豆分离蛋白，则大豆浓缩蛋白取代按重量计最多约55％的大豆分离蛋白。大豆浓缩蛋白可取代按重量计最多约50％的大豆分离蛋白。在一个实施方案中，还可能用按重量计40％的大豆浓缩蛋白来取代大豆分离蛋白。在另一个实施方案中，大豆浓缩蛋白取代的量为按重量计最多约30％的大豆分离蛋白。适用于本发明的大豆浓缩蛋白的实例包括PROCON^TM、ALPHA^TM12、ALPHA^TM5800、以及它们的组合，它们均可从Solae，LLC(St.Louis，Mo.)商购获得。
在另一个实施方案中，所述大豆蛋白质材料可以是大豆粉，其具有按无水基计约49％至约65％的蛋白质含量。如果大豆粉取代部分大豆分离蛋白，则大豆粉取代按重量计最多约35％的大豆分离蛋白。大豆粉应为高蛋白质分散指数(PDI)的大豆粉。当使用大豆粉时，原料优选为脱脂大豆粉或大豆片。全脂大豆包含按重量计约40％的蛋白质和按重量计约20％的油。当脱脂大豆粉或大豆片构成起始蛋白质材料时，所有这些全脂大豆可经由常规方法脱脂。例如，可将菜豆弄干净、脱壳、破碎、通过一系列压片辊，然后使用己烷或其他适宜溶剂使其经受溶剂萃取，以提取油并且制得“脱脂薄片”。所述脱脂薄片可被碾磨以制得大豆粉。虽然所述方法目前还没有用于全脂大豆粉，但是据信全脂大豆粉也可用作蛋白质源。然而，在处理全脂大豆粉时，很可能需要采用分离步骤，诸如三级离心以移除油。作为另外一种选择，大豆粉可与大豆分离蛋白或大豆浓缩蛋白共混。
(iv)含蛋白质材料的组合
从多种来源分离出的含蛋白质材料的非限制性组合详述于表A中。在一个实施方案中，所述含蛋白质材料源自大豆。在一个优选的实施方案中，所述含蛋白质材料包括源自大豆和小麦的材料混合物。在另一个优选的实施方案中，所述含蛋白质材料包括源自大豆和低芥酸菜籽的材料混合物。在另一个优选的实施方案中，所述含蛋白质材料包括源自大豆、小麦和乳品的材料混合物，其中所述乳蛋白是乳清。
表A：含蛋白质材料的组合

  第一蛋白质成分  第二蛋白质成分  大豆  小麦  大豆  低芥酸菜籽  大豆  玉米  大豆  羽扇豆  大豆  燕麦  大豆  豌豆  大豆  大米  大豆  高粱  大豆  苋属植物  大豆  竹芋  大豆  大麦  大豆  荞麦  大豆  木薯  大豆  鸡豆(鹰嘴豆)  大豆  粟米  大豆  花生  大豆  马铃薯  大豆  裸麦  大豆  向日葵  大豆  木薯  大豆  黑小麦  大豆  乳品  大豆  乳清  大豆  蛋  大豆  小麦和低芥酸菜籽  大豆  小麦和玉米  大豆  小麦和羽扇豆  大豆  小麦和燕麦  大豆  小麦和豌豆  大豆  小麦和大米  大豆  小麦和高粱  大豆  小麦和苋属植物  大豆  小麦和竹芋
  大豆  小麦和大麦  大豆  小麦和荞麦  大豆  小麦和木薯  大豆  小麦和鸡豆(鹰嘴豆)  大豆  小麦和小米  大豆  小麦和花生  大豆  小麦和裸麦  大豆  小麦和马铃薯  大豆  小麦和向日葵  大豆  小麦和木薯  大豆  小麦和黑小麦  大豆  小麦和乳品  大豆  小麦和乳清  大豆  小麦和蛋  大豆  低芥酸菜籽和玉米  大豆  低芥酸菜籽和羽扇豆  大豆  低芥酸菜籽和燕麦  大豆  低芥酸菜籽和豌豆  大豆  低芥酸菜籽和大米  大豆  低芥酸菜籽和高粱  大豆  低芥酸菜籽和苋属植物  大豆  低芥酸菜籽和竹芋  大豆  低芥酸菜籽和大麦  大豆  低芥酸菜籽和荞麦  大豆  低芥酸菜籽和木薯  大豆  低芥酸菜籽和鸡豆(鹰嘴豆)  大豆  低芥酸菜籽和粟米  大豆  低芥酸菜籽和花生  大豆  低芥酸菜籽和裸麦  大豆  低芥酸菜籽和马铃薯  大豆  低芥酸菜籽和向日葵  大豆  低芥酸菜籽和木薯  大豆  低芥酸菜籽和黑小麦  大豆  低芥酸菜籽和乳品  大豆  低芥酸菜籽和乳清  大豆  低芥酸菜籽和蛋  大豆  玉米和羽扇豆  大豆  玉米和燕麦  大豆  玉米和豌豆  大豆  玉米和大米  大豆  玉米和高粱  大豆  玉米和苋属植物
  大豆  玉米和竹芋  大豆  玉米和大麦  大豆  玉米和荞麦  大豆  玉米和木薯  大豆  玉米和鸡豆(鹰嘴豆)  大豆  玉米和小米  大豆  玉米和花生  大豆  玉米和裸麦  大豆  玉米和马铃薯  大豆  玉米和向日葵  大豆  玉米和木薯  大豆  玉米和黑小麦  大豆  玉米和乳品  大豆  玉米和乳清  大豆  玉米和蛋
在表A中示出的每个实施方案中，包含蛋白质的材料的组合可与选自淀粉、面粉、谷蛋白、饮食纤维、以及它们的混合物中的一种或多种成分组合。在一个实施方案中，含蛋白质材料包括蛋白质、淀粉、谷蛋白和纤维。在一个示例性实施方案中，含蛋白质材料包括基于干燥物质约45％至约65％的大豆蛋白；基于干燥物质约20％至约30％的小麦谷朊粉；基于干燥物质约10％至约15％的小麦淀粉；和基于干燥物质约1％至约5％的纤维。在每个上述实施方案中，包含蛋白质的材料可包括磷酸二钙、L-半胱氨酸、和磷酸二钙与L-半胱氨酸的组合。
(b)附加成分
(i)碳水化合物
除了蛋白质以外，还预想有其他成分添加剂可用于结构化蛋白质产品中。此类成分的非限制性实例包括糖、淀粉、低聚糖和饮食纤维。例如，淀粉可源自小麦、玉米、木薯、马铃薯、大米等。适宜的纤维源可以是大豆子叶纤维。通常，当将大豆蛋白与大豆子叶纤维的混合物共挤出时，适宜的大豆子叶纤维一般将有效地与水结合。在上下文中，“有效地结合水”一般是指大豆子叶纤维具有每克大豆子叶纤维至少5.0至约8.0克水的持水能力，并且优选地大豆子叶纤维具有每克大豆子叶纤维至少约6.0至约8.0克水的持水能力。大豆子叶纤维一般可以按无水基重量计约1％至约20％，优选约1.5％至约20％，并且最优选约2％至约5％的范围内的量存在于包含大豆蛋白质的材料中。合适的大豆子叶纤维可商购获得。例如，可从Solae，LLC(St.Louis，Mo.)商购获得的与
(ii)pH调节剂
在一些实施方案中，期望将含蛋白质材料的pH降低至酸性pH(即低于约7.0)。因此，含蛋白质材料可与pH降低剂接触，然后依照下文详述的方法将混合物挤出。在一个实施方案中，待挤出含蛋白质材料的pH可在约6.0至约7.0的范围内。在另一个实施方案中，所述pH可在约5.0至约6.0的范围内。在一个可供选择的实施方案中，所述pH可在约4.0至约5.0的范围内。在另一个实施方案中，所述材料的pH可小于约4.0。
有若干pH降低剂适用于本发明。所述pH降低剂可以是有机的。作为另外一种选择，所述pH降低剂可以是无机的。在示例性实施方案中，所述pH降低剂为食品级可食用酸。适用于本发明的非限制性酸包括乙酸、乳酸、盐酸、磷酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、以及它们的组合。在一个示例性实施方案中，所述pH降低剂为乳酸。
如技术人员将会意识到的，与含蛋白质材料接触的pH降低剂的量可以并且将根据若干参数而不同，所述参数包括所选的试剂和所需的pH。在一个实施方案中，pH降低剂的量可在基于干燥物质约0.1％至约15％的范围内。在另一个实施方案中，pH降低剂的量可在基于干燥物质约0.5％至约10％的范围内。在一个可供选择的实施方案中，pH降低剂的量可在基于干燥物质约1％至约5％的范围内。在另一个实施方案中，pH降低剂的量可在基于干燥物质约2％至约3％的范围内。
在一些实施方案中，期望升高含蛋白质材料的pH。因此，含蛋白质材料可与pH提高剂接触，然后依照下文详述的方法将混合物挤出。
(iii)抗氧化剂
在不脱离本发明范围的情况下，可将一种或多种抗氧化剂加入到上文所述的任何含蛋白质材料组合中。可包含抗氧化剂，以提高储存寿命，或者在营养方面强化所述结构化蛋白质产品。适宜的抗氧化剂的非限制性实例包括BHA、BHT、TBHQ，维生素A、维生素C和维生素E以及这些维生素的衍生物，和各种植物提取物诸如包含具有抗氧化性质的类胡萝卜素、生育酚或类黄酮的那些、以及它们的组合。所述抗氧化剂可具有的组合含量按待挤出含蛋白质材料的重量计为约0.01％至约10％，优选约0.05％至约5％，并且更优选约0.1％至约2％。
(iv)矿物质和氨基酸
所述含蛋白质材料还可任选地包含补充物质。适宜的矿物质可包括一种或多种矿物质或矿物质源。矿物质的非限制性实例包括但不限于氯化物、钠、钙、铁、铬、铜、碘、锌、镁、锰、钼、磷、钾、硒、以及它们的组合。任何上述物质的适宜形式包括可溶性矿物质盐、微溶性矿物质盐、不溶性矿物质盐、螯合的矿物质、矿物质络合物、非活性矿物质诸如碳酸盐矿物质、还原性矿物质、以及它们的组合。
游离氨基酸也可包含于含蛋白质材料中。适宜的氨基酸包括必需氨基酸，即精氨酸、半胱氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯基丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、以及它们的组合。氨基酸的适宜形式包括盐和螯合物。
(v)着色剂
所述结构化蛋白质产品可包含一种或多种着色剂。可将所述着色剂在加入到挤出机之前与含蛋白质材料以及其他成分混合，或者可将着色剂在挤出机中或在挤出过程期间与含蛋白质材料以及其他成分混合。可使用的示例性着色剂是目前用于食品产业中的任何着色剂。其他实例提供于下文中。
(c)用于制备干制结构化蛋白质产品的方法
通过在高温和高压条件下将含蛋白质材料挤压通过模头组合件来制得本发明的干制结构化蛋白质产品。通常，使含蛋白质材料和其他宏量营养素、微量营养素以及任选成分混合。挤出后，所得的干制结构化蛋白质产品包含大体上对齐的蛋白纤维。
(i)含水量
如技术人员将会意识到的，含蛋白质材料的含水量可以并且将根据挤出方法而不同。一般来讲，含水量在按重量计约1％至约80％的范围内。在低水分挤出应用中，含蛋白质材料的含水量可在按重量计约1％至约35％的范围内。作为另外一种选择，在高水分挤出应用中，含蛋白质材料的含水量可在按重量计约35％至约80％的范围内。在一个示例性实施方案中，用于形成挤出物的挤出应用为低水分。制备具有大体上对齐的蛋白纤维的结构化蛋白质产品的低水分挤出方法的示例性实例详述于下文以及实施例3中。
(ii)挤出
用于制备结构化蛋白质产品的适宜挤出方法包括：将含蛋白质材料和其他成分加入到混合槽(即成分共混机)中，以混合各成分，并且形成共混的蛋白质材料预混物。在一个实施方案中，可将共混的蛋白质材料预混物与至少一种着色剂组合。然后将共混的蛋白质材料预混物转移到料斗中，共混的成分与水分一起由料斗被导入到挤出机中。在另一个实施方案中，将共混的蛋白质材料预混物与处理剂组合，以形成经过处理的蛋白质材料混合物。在一个可供选择的实施方案中，将至少一种着色剂与处理剂组合，形成经过处理的有色蛋白质材料混合物。然后将经过处理的材料加入到挤出机中，其中蛋白质材料混合物在由挤出机螺杆产生的机械压力下被加热以形成有色熔融挤出物。在一个示例性实施方案中，将至少一种着色剂经由一个或多个注射喷嘴注入到挤出机筒体中。挤出物通过挤出模头离开挤出机并且包含大体上对齐的蛋白纤维。
(iii)挤出加工条件
用于本发明的实施的合适的挤出装置为双圆筒的双螺杆挤出机，如美国专利4,600,311中所述。适宜的可商购获得的挤出装置的其他实例包括由Clextral，Inc.(Tampa，Florida)制造的型挤出机；均由Wenger Manufacturing，Inc.(Sabetha，Kansas)制造的WENGER TX-57型挤出机、WENGER TX-168型挤出机和WENGER TX-52型挤出机。适用于本发明的其他常规的挤出机描述于例如美国专利4,763,569、4,118,164和3,117,006中，它们均全文以引用方式并入。
单螺杆挤出机也可用于本发明中。合适的可商购获得的单螺杆挤出装置的实例包括WENGER X-175型、WENGER X-165型和WENGER X-85型，所有这些均得自Wenger Manufacturing，Inc。
双螺杆挤出机的螺杆可在筒体内以相同或相反的方向旋转。螺杆以相同方向旋转称为单向流，而螺杆以相反方向旋转称为双向流或反转。挤出机的一个或多个螺杆的速度可随特定装置而不同；然而，其通常为约250至约450转每分钟(rpm)。一般来讲，随着螺杆速度增加，挤出物的密度将减小。挤出装置包含由轴和扇形蜗杆、以及搅拌圆形突出部和环型剪力锁元件组装的螺杆，如挤出装置制造商用于挤出植物蛋白材料所推荐的。
挤出装置一般包括多个加热区，蛋白质混合物在通过挤出模离开挤出装置之前在机械压力下传送通过所述加热区。每个后续加热区内的温度一般超过前加热区内的温度约10℃至约70℃。在一个实施方案中，处理过的预混物被传送通过挤出装置内的四个加热区，其中蛋白质混合物被加热到约100℃至约150℃的温度使得熔融的挤出物质在约100℃至约150℃的温度下进入挤出模头。本领域的技术人员可通过加热或冷却来调整温度以实现理想特性。通常，温度改变是由于功的输入并且可突然发生。
挤出机筒体内的压力通常介于约50psig至约500psig之间，优选介于约75psig至约200psig之间。一般来讲，最后两个加热区内的压力为约100psig至约3000psig，优选介于约150psig至约500psig之间。圆筒压力取决于诸多因素，包括例如挤出机螺杆速度、混合物向圆筒的进料速率、水向圆筒的进料速率、以及圆筒内熔融物质的粘度。
可将水注入到挤出机筒体内，以将蛋白质材料混合物进行水化，并且促进蛋白质的质构化。作为形成熔融的挤出物质的助剂，水可作为增塑剂。水可通过一个或多个与加热区连通的射流喷射口引入到挤出机筒体中。在一个实施方案中，将水与至少一种着色剂组合，并且注入到挤出机筒体中，以将蛋白质材料混合物着色。通常，筒体内的混合物包含按重量计约1％至约35％的水。在一个实施方案中，筒体中的混合物包含按重量计约5％至约20％的水。通常，对引入到任何加热区的水的速率加以控制，以促进具有理想特性的挤出物的生产。已观察到，随着水引入到筒体内的速率降低，挤出物的密度减小。通常，将每kg蛋白小于约1kg的水引入到筒体中。优选地，将每kg蛋白约0.1kg至约1kg的水引入到筒体中。
(iv)任选的预处理
在预处理器中，将含蛋白质材料和任选的附加成分(含蛋白质混合物)预热，与水分接触，并且保持在受控温度和压力条件下，以使水分渗透并且软化单独颗粒。在一个实施方案中，将含蛋白质材料和任选的附加成分与至少一种着色剂组合。预处理步骤增加粒状纤维材料混合物的堆积密度并改善其流动特性。预处理器包含一个或多个桨叶以促进蛋白质的均匀混合以及蛋白质混合物转移通过预处理器。桨叶的构型和转速变化很广，这取决于预处理器的容量、挤出机的生产能力和/或混合物在预处理器或挤出机圆筒中所需停留的时间。一般来讲，桨叶的速度为约100至约1300转每分钟(rpm)。搅拌必须足够高，以获得均匀的水化作用和良好的混合。
通常，含蛋白质混合物在引入到挤出装置之前通过用水分(即，蒸汽和/或水)接触预混物对其进行预处理。在一个实施方案中，将预混物与水分以及至少一种着色剂组合。在预处理器中，优选将含蛋白质混合物温度加热至约25℃至约80℃，更优选约30℃至约40℃。
通常，将含蛋白质预混物处理约0.5分钟至约10.0分钟，这取决于预处理器的速度和尺寸。在一个示例性实施方案中，将含蛋白质预混物处理约3.0分钟至约5.0分钟。在另一个实例中，处理时间为约30秒至约60秒。将预混物与蒸汽和/或水接触并在预处理器中于一般恒定的蒸汽流下加热以实现期望的温度。在引入到其中蛋白质被质构化的挤出机筒体中之前用水和/或蒸汽处理(即，水化)预混物可增加其密度，并有利于干混物的流动性而无干涉作用。如果期望低水分的预混物，则处理过的预混物可包含约1％至约35％(按重量计)的水。如果期望高水分的预混物，则处理过的预混物可包含约35％至约80％(按重量计)的水。
处理过的预混物通常具有约0.25g/cm³至约0.60g/cm³的堆积密度。一般来讲，随着预处理蛋白质混合物的堆积密度在该的范围内增加，蛋白质混合物更易于加工。目前据信这是由于此类混合物占据挤出机螺杆之间的所有或大部分空间，从而有利于输送挤出物质通过筒体。
(v)挤出方法
随后将干燥的预混物或处理过的预混物投入到挤出机中以加热、剪切、并最终塑化该混合物。挤出机可选自任何可商购获得的挤出机，并且可为用螺杆元件机械剪切混合物的单螺杆挤出机或优选双螺杆挤出机。
预混物一般引入到挤出装置中的速率将取决于特定装置而不同。一般来讲，以不超过约75千克每分钟的速率引入预混物。一般来讲，已观察到，挤出物的密度随着预混物向挤出机的进料速率增加而降低。无论利用何种挤出机，其均应在超过约50％电动机负载下运行。预混物一般引入到挤出装置中的速率将取决于特定装置而不同。通常，处理过的预混物以约16千克每分钟至约60千克每分钟的速率引入到挤出装置中。在另一个实施方案中，处理过的预混物以约20千克每分钟至约40千克每分钟的速率引入到挤出装置中。处理过的预混物以约26千克每分钟至约32千克每分钟的速率引入到挤出装置中。一般来讲，已观察到，挤出物的密度随着预混物向挤出机的进料速率增加而降低。
预混物经受挤出机的剪切和压力以塑化混合物。挤出机的螺杆元件剪切混合物以及通过迫使混合物向前通过挤出机并通过模头组合件而在挤出机内产生压力。螺杆马达速度决定由螺杆施加到混合物上的剪切量和压力。优选地，螺杆马达速度设定为约200rpm至约500rpm，更优选约300rpm至约450rpm的速度，其驱动混合物以至少约20千克每分钟，更优选至少约40千克每分钟的速率通过挤出机。优选地，挤出机产生约500至约3000psig的挤出机筒体出口压力，并且更优选产生约600至约1000psig的挤出机筒体出口压力。
当混合物通过挤出机时，挤出机将混合物加热，进一步使混合物中的蛋白质变性。通过挤出机时，变性的蛋白质重建结构或重建构型，制得具有大体上对齐的蛋白纤维的结构化蛋白质材料。挤出机包括用于将混合物加热到约100℃至约180℃的温度的装置。优选地，用于加热挤出机内混合物的装置包括挤出机筒体夹套，诸如蒸汽或水的加热或冷却介质可引入到所述夹套中以控制通过挤出机的混合物温度。所述挤出机还包括用于将蒸汽直接注入到挤出机内的混合物中的蒸汽注入口。所述挤出机还包括用于将着色剂直接注入到挤出机内的混合物中的着色剂注入口。挤出机优选包括多个可被控制为独立温度的加热区，其中加热区的温度优选被设定为当混合物通过挤出机时增加该混合物的温度。在一个实施方案中，将挤出机设置为四温度区排列模式，其中第一区(邻近挤出机进气口)温度设定为约80℃至约100℃，第二区温度设定为约100℃至135℃，第三区温度设定为135℃至约150℃，而第四区(邻近挤出机出口)温度设定为150℃至180℃。如所期望的，挤出机可被设定为其他温度区排列。在另一个实施方案中，将挤出机设置为五温度区排列模式，其中第一区温度设定为约25℃，第二区温度设定为约50℃，第三区温度设定为约95℃，第四区温度设定为约130℃，而第五区温度设定为约150℃。在另一个实施方案中，将挤出机设置为六度区排列模式，其中第一区温度设定为约90℃，第二区温度设定为约100℃，第三区温度设定为约105℃，第四区温度设定为约100℃，第五区温度设定为约120℃，而第六区温度设定为约130℃。
混合物在挤出机内形成熔融的塑化物质。模头组合件以一定的排列方式与挤出机连结，使得塑化混合物能够从挤出机出口流入到模头组合件中，并且在塑化混合物流动通过模头组合件时，在塑化混合物中形成基本对齐的蛋白纤维。模头组合件可包括面板式模头或圆周式模头。
在混合物挤出之前，选择并设定模头孔的宽度和高度尺寸，以提供具有理想尺寸的纤维材料挤出物。可设定模头孔的宽度使得挤出物类似立方肉块至肉片，其中加宽模头孔的宽度降低挤出物的立方块状性质而增加挤出物的片状性质。优选地，将模头孔的宽度设为约5毫米至约40毫米。
可设定模头孔的高度尺寸以提供理想的挤出物厚度。孔的高度可被设定成提供非常薄的挤出物或厚的挤出物。优选地，可将模头孔的高度设为约1毫米至约30毫米，并且更优选约8毫米至约16毫米。
还设想模头孔可为圆形。可设定模头孔的直径以提供理想的挤出物厚度。孔的直径可被设定成提供非常薄的挤出物或厚的挤出物。优选地，可将模头孔的直径设为约1毫米至约30毫米，并且更优选约8毫米至约16毫米。
参见附图(图3至8)，其示出了圆周式模头组合件的一个实施方案，并且在图3中概括性地以10表示。圆周式模头组合件10可用于以一定方式将挤出物诸如植物蛋白质与水的混合物挤出的挤出方法中，这导致挤出物具有基本上平行对齐的蛋白纤维，如下文更详细论述的。在可供选择的方法中，挤出物可由肉和/或植物蛋白质与水的混合物制成。
如图3和4所示，圆周式模头组合件10可包括具有圆柱体型两部分套管模头体17的模头套管12。套管模头体17可包括与端板20连接的后部18，它们共同限定了与对向开口72、74连通的内域31。模头套管12适合容纳模头嵌入件14和分流棱16，以提供必需的结构件，从而有利于基本平行的挤出物流在挤出过程期间通过圆周式模头组合件10。
在一个实施方案中，在圆周式模头组合件10装配期间，当将端板20固定到模头套管12的后部18上时，可将模头套管12的端板20固定到与模头嵌入件14的界面匹配的分流棱16上。如进一步所示，模头套管12的后部18限定了多个沿着套管主体17的环形出口24，所述环形出口适于提供通道，供挤出物在挤出过程期间离开圆周式模头组合件10。在可供选择的方法中，多个出口24可具有不同的构型，诸如正方形、矩形、扇形或不规则形。如进一步所示，模头套管12的后部18可包括围绕开口72并且限定一对对向狭槽82A和82B的圆法兰盘37，所述狭槽可用于在将模头套管12连结到挤出设备(未示出)上时使模头套管12正确对准到位。
参见图3至8，模头嵌入件14的一个实施方案可包括圆柱体形模头嵌入件主体19，所述模头嵌入件主体具有与对向背面29通过管颈34连通的正面27，所述管颈限定于背面29与正面27之间。模头嵌入件14的正面27可限定与多个凸起偏流元件38连通的斜底部分64，所述凸起偏流元件沿模头嵌入件主体19的正面27环向间隔开，并且围绕与管颈34连通的内部空间44。在一个实施方案中，偏流元件38可具有π形构型，然而其他实施方案可具有其他适合的构型，以使挤出物流转移和通过圆周式模头组合件10的出口24。此外，模头嵌入件14的正面27限定多个适合与各个出口24连通的开口70，同时开口70沿模头嵌入件周边边缘14环向间隔开。
参见图3、4和7，限定于模头嵌入件14背面29和正面27之间的管颈34与开口36(图5)连通，所述开口与沿模头嵌入件主体19的背面29限定的凹井52(图5和6)连通。在一个实施方案中，凹井52具有由凸缘90(图5)围绕的通常为碗形的构型。当挤出物从挤出装置(未示出)进入模头嵌入件14时，凹井52适于使挤出物进入到管颈34中，并且通过具有基本平行流向的开口36流入内部空间44(图7)中。在其他实施方案中，可将凹井52的尺寸和形状改变成不同的构型，以适于当挤出物进入模头嵌入件14的正面29时，使挤出物基本平行地流动通过管颈34。
如图7和8中具体所示，每个偏流元件38具有凸起构型，限定曲形后部68，所述曲形后部具有与对向侧壁50连通的斜周边边缘46，所述对向侧壁在顶点66处相接。此外，每个偏流元件38限定π形表面48，所述表面与分流棱16(图4)界面匹配。如进一步所示，当圆周式模头组合件10完全装配好时，邻近的偏流元件38的对向侧壁50与模头嵌入件14的底部64共同限定锥形流动通路42，所述锥形流动通道构成流动通道40(图5)的一部分。所述流动通路42可与在流动通路42一端上的入口84以及在流动通路42末端上的各个出口24连通
如进一步所示，每个流动通路42具有三面锥形构型，共同限定于邻近偏流元件38的对向侧壁50与模头嵌入件14的斜构型底部64之间。在一个实施方案中，该三面锥形构型在从入口84至出口24的流动通路42的所有三面上逐渐向内变细。
在一个实施方案中，模头嵌入件14的正面27可包括八个偏流元件38，所述八个偏流元件在邻近的偏流元件38之间限定各个流动通路42，共计八个流动通路42。然而，其他实施方案可限定至少两个或更多个沿模头嵌入件14的周边边缘76(图4)环向间隔开的偏流元件38，以沿模头嵌入件14的正面27提供至少两个或更多个流动通路42。
在挤出过程期间，如图5、6、7和8所示，可将圆周式模头组合件10与制得挤出物的挤出装置(未示出)可操作性地连接，所述挤出物接触由模头嵌入件14的背面29限定的凹井52，并且流入到管颈34中，接着进入到内部空间开口36中，如流动通路A所示。所述挤出物可进入到由模头嵌入件14限定的内部空间44中，并且进入每个锥形流动通路42的入口84中。如上所述，所述挤出物接着以一定的方式流动通过每个流动通路42，并且从各个出口24离开，导致由圆周式模头组合件10制得的挤出物中的植物蛋白纤维大体上对齐。
适用于本发明以制得大体上对齐的结构化蛋白纤维的圆周式模头组合件实例描述于美国专利申请60/882,662和美国专利申请11/964,538中，所述文献全文以引用方式并入。
挤出物可在离开模头组合件之后被切割。切割挤出物的合适装置包括由Wenger Manufacturing，Inc.(Sabetha，Kansas)和Clextral，Inc.(Tampa，Florida)制造的柔性刀具。通常，切割装置的速度为约1000rpm至约2500rpm。在示例性实施方案中，切割装置的速度为约1600rpm。也可对挤出物进行延迟切割。延迟切割设备的一个此类实例为铡刀设备。
如果利用烘干机，则其一般包括多个其中空气温度可改变的干燥区。本领域已知的实例包括对流烘干机。挤出物将在烘干机内停留足够的时间以生产具有理想含水量的挤出物。因此，空气温度不是重要的；如果采用更低的温度(诸如50℃)，则需要比采用更高温度所需的干燥时间更长的干燥时间。一般来讲，一个或多个区内的空气温度将为约100℃至约185℃。在此类温度下，挤出物一般干燥至少约45分钟，并且更一般至少约65分钟。适宜的烘干机包括由CPM Wolverine Proctor(Lexington，NC)、National Drying Machinery Co.(Trevose，PA)、Wenger(Sabetha，KS)、Clextral(Tampa，FL)、和Buehler(Lake Bluff，IL)制造的那些。
另一个选项为利用微波辅助干燥。在该实施方案中，对流与微波加热的组合用于将产品干燥到理想的水分。微波辅助干燥如下实现：利用强制空气对流加热和干燥产品表面同时进行，同时还将产品暴露于微波加热，这迫使留在产品内的水分到达表面，从而对流加热和干燥持续进行来干燥产品。对流烘干机参数与前面讨论的相同。增加的是微波加热元件，其中微波功率依赖待干燥产品以及期望的最终产品水分进行调整。例如，产品可传送通过烘箱，其包含将微波能量输送到产品中的装备有波导管的通道以及设计成防止微波离开烘箱的阻塞门。随着产品传送通过通道，对流和微波加热同时作用以降低产品的含水量，从而进行干燥。通常，空气温度为50℃至约80℃，并且微波功率根据产品、产品在烘箱内的时间、以及期望的最终含水量而不同。
期望的含水量可取决于挤出物的预期应用而大不同。一般而言，挤出的材料具有小于10％水分的含水量。作为另一个实例，如果干燥，则所述材料可具有按重量计通常约5％至约13％的含水量。尽管并非必需，但是为了分离纤维，在水中水化直至水分被吸收为分离纤维的一种方法。如果蛋白质材料未干燥或未完全干燥并且要立即使用，则其含水量可更高，一般按重量计为约16％至约30％。如果生产具有高含水量的蛋白质材料，则该蛋白质材料可能需要立即使用或冷藏以确保产品新鲜度并使腐坏最小化。
所述挤出物还可被粉碎，以降低挤出物的平均粒度。通常，尺寸减少的挤出物具有约0.1mm至约40.0mm的平均粒度。在一个实例中，尺寸减少的挤出物具有约5.0mm至约30.0mm的平均粒度。在另一个实施方案中，尺寸减少的挤出物具有约0.5mm至约20.0mm的平均粒度。在另一个实施方案中，尺寸减少的挤出物具有约0.5mm至约15.0mm的平均粒度。在另一个实施方案中，尺寸减少的挤出物具有约0.75mm至约10.0mm的平均粒度。在另一个实施方案中，尺寸减少的挤出物具有约1.0mm至约5.0mm的平均粒度。适用于减少粒度的设备包括锤式粉碎机，诸如由Hosokawa Micron Ltd.(England)制造的Mikro Hammer Mills、由Fitzpatrick Company(Elmhurst，IL)制造的由UrschelLaboratories，Inc.(Valparaiso，IN)制造的processors，辊式粉碎机诸如由RossKamp Champion(Waterloo，IL)制造的RossKampRoller Mills。
(d)结构化蛋白质产品的特性
挤出物通常包含具有大体上对齐的蛋白纤维的结构化蛋白产品。在本发明的上下文中，“大体上对齐”一般是指蛋白纤维的排列使得当在水平面上观察时，形成结构化蛋白产品的显著高百分比的蛋白纤维以小于约45°的角度彼此邻接。通常，平均至少55％的构成结构化蛋白产品的蛋白纤维大体上对齐。在另一个实施方案中，平均至少60％的构成结构化蛋白产品的蛋白纤维大体上对齐。在另一个实施方案中，平均至少70％的构成结构化蛋白产品的蛋白纤维大体上对齐。在另一个实施方案中，平均至少80％的构成结构化蛋白产品的蛋白纤维大体上对齐。在另一个实施方案中，平均至少90％的构成结构化蛋白产品的蛋白纤维大体上对齐。
测定蛋白纤维对齐程度的方法为本领域所已知并且包括基于显微图像的视觉测定。以举例的方式，图1和2为示出具有大体上对齐的蛋白纤维的结构化蛋白产品与具有显著纵横交织的蛋白纤维的蛋白产品之间的差别的显微图像。图1示出了根据上文详述的挤出方法制得的结构化蛋白质产品，所述结构化蛋白质产品具有大体上对齐的蛋白纤维。相比之下，图2示出了包含显著纵横交织并且不显著对齐的蛋白纤维的蛋白产品。如图1所示，由于蛋白纤维大体上对齐，本发明所用的结构化蛋白产品一般具有烹熟肌肉的质感和软硬度。相比之下，具有无规取向或纵横交织的蛋白纤维的挤出物一般具有柔软或海绵状的质地。
除了具有大体上对齐的蛋白纤维之外，结构化蛋白产品还通常具有基本上类似于全肌肉的剪切强度。在本发明的上下文中，术语“剪切强度”提供一种方法，以量化足以赋予结构化蛋白产品的全肌肉状质感和外观的纤维性网络的形成。剪切强度为用于剪穿给定样本所需的最大力，单位为克。一种测量剪切强度的方法描述于实施例1中。
一般来讲，本发明的结构化蛋白产品将具有至少1400克的平均剪切强度。在另一个实施方案中，结构化蛋白产品将具有约1500至约1800克的平均剪切强度。在另一个实施方案中，结构化蛋白产品将具有约1800至约2000克的平均剪切强度。在另一个实施方案中，结构化蛋白产品将具有约2000至约2600克的平均剪切强度。在另一个实施方案中，结构化蛋白产品将具有至少2200克的平均剪切强度。在另一个实施方案中，结构化蛋白产品将具有至少2300克的平均剪切强度。在另一个实施方案中，结构化蛋白产品将具有至少2400克的平均剪切强度。在另一个实施方案中，结构化蛋白产品将具有至少2500克的平均剪切强度。在另一个实施方案中，结构化蛋白产品将具有至少2600克的平均剪切强度。
定量结构化蛋白产品内形成的蛋白纤维尺寸的方法可通过碎片特性测试来进行。碎片特性为一般测定结构化蛋白产品内形成的大片百分比的测试。在一种间接方式中，碎片特性的百分比提供定量结构化蛋白产品内蛋白纤维对齐程度的另外方法。一般来讲，随着大片的百分比增加，结构化蛋白产品内蛋白纤维对齐的程度通常也增加。反之，随着大片的百分比减少，结构化蛋白产品内蛋白纤维对齐的程度通常也减少。
一种测定碎片特征的方法详述于实施例2中。本发明的结构化蛋白产品通常具有按重量计至少10％大片的平均碎片特性。在另一个实施方案中，结构化蛋白产品具有按重量计约10％至约15％大片的平均碎片特性。在另一个实施方案中，结构化蛋白产品具有按重量计约15％至约20％大片的平均碎片特性。在另一个实施方案中，结构化蛋白产品具有按重量计约20％至约25％大片的平均碎片特性。在另一个实施方案中，平均碎片特征为按重量计至少20％，按重量计至少21％，按重量计至少22％，按重量计至少23％，按重量计至少24％，按重量计至少25％，或者按重量计至少26％的大片。
本发明的合适的结构化蛋白产品一般具有大体上对齐的蛋白纤维，具有至少1400克的平均剪切强度，并且具有按重量计至少10％大片的平均碎片特性。更典型地，结构化蛋白产品将具有至少55％对齐的蛋白纤维，具有至少1800克的平均剪切强度，并且具有按重量计至少15％大片的平均碎片特性。在示例性实施方案中，结构化蛋白产品将具有至少55％对齐的蛋白纤维，具有至少2000克的平均剪切强度，并且具有按重量计至少17％大片的平均碎片特性。在另一个示例性实施方案中，结构化蛋白产品将具有至少55％对齐的蛋白纤维，具有至少2200克的平均剪切强度，并且具有按重量计至少20％大片的平均碎片特性。
B.含蛋白质材料的组合
预期所述干制食品组合物可包含动物肉、源自动物的蛋白质或源自植物的蛋白质的任何组合。在一个示例性实施方案中，所述制剂包含由上文详述的挤出方法制得的结构化蛋白质产品。通常，干制食品组合物中结构化蛋白质产品的量与动物肉的量的比率可以并且将根据组合物的预期用途而不同。例如，当需要更少量的动物肉时，动物肉在所述干制食品组合物中的浓度按重量计可为约45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％、2％、或0％。作为另外一种选择，当需要动物肉含量更高的干制食品组合物时，动物肉在所述干制食品组合物中的浓度按重量计可为约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或95％。因此，结构化蛋白质产品在所述干制食品组合物中的浓度按重量计可为约5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、或99％。在一个实施方案中，所述干制食品组合物为素食组合物，含有浓度按重量计约0％的动物肉和浓度按重量计约30％至约80％的无肉结构化蛋白质产品。在另一个实施方案中，所述干制食品组合物包含按重量计约40％至约60％的结构化蛋白质产品，和按重量计约40％至约60％的动物肉。
根据所需的最终产品，所述干制食品组合物可包含一定量的动物肉。如前所述，动物肉可以是用于食品产业中的肉或肉质结构。非限制性实例包括上文I(1)(A)(a)(i)中论述的任何肉或肉制品。
2.脂肪
所述干制食品组合物可具有广泛变化的脂肪含量。通常，所述干制食品组合物可具有按所述组合物的重量计约1％至约75％的脂肪含量。更典型地，所述量按所述组合物的重量计为约1％至约40％。例如，脂肪含量按所述组合物的重量计可为约1％至约5％，约5％至约10％，约10％至约15％，约15％至约20％，约20％至约25％，约25％至约30％，约30％至约35％，约35％至约40％，或大于40％。
在一个实施方案中，所述干制食品组合物包含基于乳品的脂肪。适宜的基于乳品的脂肪源的非限制性实例包括黄油、干酪和乳酪。在另一个实施方案中，所述干制食品组合物包含基于植物的脂肪。适宜的基于植物的脂肪的非限制性实例包括液态、固态和半固态的氢化或部分氢化的植物油，诸如棕榈油、椰子油、棉籽油、大豆油、玉米油、米糠油、花生油、低芥酸菜籽油、向日葵油、红花油、亚麻籽油、葡萄籽油、橄榄油、以及它们的混合物。在另一个实施方案中，所述干制食品组合物包含基于动物的脂肪。适宜的基于动物的脂肪的非限制性实例包括牛油、猪油、鸡脂、鱼油、以及它们的混合物。通常，当将其配制成素食组合物时，干制食品组合物包含源自植物的脂肪源。
3.碳水化合物和纤维来源
虽然预期上文详述的宏量营养素将包含碳水化合物材料诸如谷物、淀粉和纤维，但是也可包含附加来源。其他碳水化合物来源的适宜实例包括埃及麦、糙米、燕麦、大麦、大米、玉米、蜀黍、马铃薯、玉米糖浆、糖、麦芽糖糊精、糖蜜、全小麦、昆诺阿藜、向日葵仁粕、亚麻仁粕、大蒜、红叶甜菜、大豆、菠菜、胡萝卜、椰菜、蓝莓、迷迭香、以及它们的混合物。碳水化合物的量可在按重量计约1％至约99％碳水化合物，更优选按重量计约5％至约50％碳水化合物的范围内。
纤维源的适宜的实例包括纤维素、半纤维素、玉米穗轴、大豆壳、熟豆渣(大豆子叶纤维)、麦麸、车前籽壳、燕麦麸、花生壳、稻壳和酵母细胞壁。作为另外一种选择，也可使用可溶性纤维，诸如聚葡萄糖、Fibersol 2^TM(Matsutani America)。所述干制食品组合物可包含按重量计约1％至约20％的纤维，并且按重量计更典型约1％至约10％的纤维。
(II)微量营养素
所述干制食品组合物一般包含微量营养素，包括维生素和矿物质、抗氧化剂、氨基酸、以及它们的组合。在一个示例性实施方案中，所述微量营养素包括ω-3脂肪酸。
维生素通常包括脂溶性和水溶性维生素的混合物。适宜的维生素包括维生素C、维生素A、维生素E、维生素B12、维生素K、核黄素、烟酸、维生素D、维生素B6、叶酸、吡哆素、硫胺素、泛酸、生物素、以及它们的组合。维生素的形式可包括维生素的盐、维生素的衍生物、具有相同或相似活性的维生素化合物、以及维生素代谢物。
适宜的矿物质可包括一种或多种矿物质或矿物质源。矿物质的非限制性实例包括但不限于，氯化物、钠、钙、铁、铬、铜、碘、锌、镁、锰、钼、磷、钾、硒、以及它们的组合。任何上述物质的适宜形式包括可溶性矿物质盐、微溶性矿物质盐、不溶性矿物质盐、螯合的矿物质、矿物质络合物、非活性矿物质诸如羰基矿物质、还原性矿物质、以及它们的组合。
在另一个实施方案中，所述干制食品组合物还可包含抗氧化剂。抗氧化剂可为天然的或合成的。适宜的抗氧化剂包括但不限于抗坏血酸及其盐、抗坏血酸棕榈酸酯、抗坏血酸硬脂酸酯、阿诺克索牟、N-乙酰半胱氨酸、异硫氰酸苄酯、邻氨基苯甲酸、间氨基苯甲酸、或对氨基苯甲酸(邻氨基苯甲酸为氨茴酸，对氨基苯甲酸为PABA)、丁基化羟基苯甲醚(BHA)、丁基化羟基甲苯(BHT)、咖啡酸、角黄素、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、β-类胡萝卜素、β-阿朴-胡萝卜酸、卡诺醇、香芹酚、儿茶素、3，4，5-三羟基苯甲酸十六烷基酯、绿原酸、柠檬酸及其盐、丁香提取物、咖啡豆提取物、对香豆酸、3，4-二羟基苯甲酸、N，N’-二苯基对苯二胺(DPPD)、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯、2，6-二叔丁基苯酚、没食子酸十二烷基酯、依地酸、鞣花酸、异抗坏血酸、异抗坏血酸钠、七叶亭、秦皮甲素、6-乙氧基-1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉、没食子酸乙酯、乙基麦芽醇、乙二胺四乙酸(EDTA)、桉树提取物、丁子香酚、阿魏酸、类黄酮、黄酮(例如芹菜素、白杨素、木犀草素)、黄酮醇(例如橡精、杨梅素、山奈酚)、黄烷酮、皮亭、富马酸、没食子酸、龙胆提取物、葡糖酸、甘氨酸、愈创树脂、橙皮素、α-羟基苄基次膦酸、羟基肉桂酸、羟基戊二酸、对苯二酚、N-羟基琥珀酸、羟基酪醇、羟基脲、米糠提取物、乳酸及其盐、卵磷脂、柠檬酸卵磷脂；R-α-硫辛酸，叶黄素，番茄红素，苹果酸，麦芽酚，5-甲氧基色胺、没食子酸甲酯、柠檬酸单甘油酯；柠檬酸单异丙酯；桑色素、β-萘黄酮、去甲二氢愈创木酸(NDGA)、没食子酸辛酯、草酸、柠檬酸棕榈酯、吩噻嗪、磷脂酰胆碱、磷酸、磷酸盐、植酸、叶绿素重铬酸酯、甘椒树提取物、没食子酸丙酯、多磷酸盐、栎精、反式白藜芦醇、迷迭香提取物、迷迭香酸、鼠尾草提取物、芝麻酚、水飞蓟素、芥子酸、琥珀酸、柠檬酸硬脂基酯、丁香酸、酒石酸、百里酚、生育酚(即α-、β-、γ-和δ-生育酚)、三烯酚(即α-、β-、γ-和δ-三烯酚)、酪醇、香草酸、2，6-二叔丁基-4-羟甲基苯酚(即Ionox 100)、2，4-(三-3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苄基)-三甲苯(即Ionox 330)、2，4，5-三羟基苯丁酮，泛醌，叔丁基对苯二酚(TBHQ)、硫代二丙酸、三羟基苯丁酮、色胺、酪胺、尿酸、维生素K及衍生物、维生素Q10、小麦胚芽油、玉米黄质、以及它们的组合。抗氧化剂在干制食品组合物中的浓度可在按重量计约0.0001％至约20％的范围内。在另一个实施方案中，抗氧化剂在干制食品组合物中的浓度可在按重量计约0.001％至约5％的范围内。在另一个实施方案中，抗氧化剂在干制食品组合物中的浓度可在按重量计约0.01％至约1％的范围内。
香草适用于某些实施方案中。可加入的香草包括罗勒属植物、芹菜叶、山萝卜、细香葱、芫荽叶、欧芹、牛至、龙嵩、百里香、以及它们的组合。
所述干制食品组合物还包含多不饱和脂肪酸(PUFA)，其具有至少两个一般为顺式构型的碳-碳双键。PUFA可以是具有至少18个碳原子的长链脂肪酸。在一个示例性实施方案中，PUFA可以是ω-3脂肪酸，其中第一个双键存在于自碳链甲基端(即与羧酸基相对)起第三个碳-碳键上。ω-3脂肪酸的实例包括α-亚麻酸(18:3，ALA)、硬脂艾杜糖酸(18:4)、二十碳四烯酸(20:4)、二十碳五烯酸(20:5；EPA)、二十二碳四烯酸(22:4)、n-3二十二碳五烯酸(22:5；n-3DPA)、二十二碳六烯酸(22:6；DHA)、以及它们的混合物。PUFA还可以是ω-6脂肪酸，其中第一个双键存在于自碳链甲基端起第六个碳-碳键上。ω-6脂肪酸的实例包括亚油酸(18:2)、γ-亚麻酸(18:3)、附子脂酸(20:2)、二高-γ-亚麻酸(20:3)、花生四烯酸(20:4)、二十二碳二烯酸(22:2)、肾上腺酸(22:4)、n-6二十二碳五烯酸(22:5)、以及它们的组合。所述脂肪酸还可以是ω-9脂肪酸，诸如油酸(18:1)、二十碳烯酸(20:1)、蜂蜜酸(20:3)、芥酸(22:1)、神经酸(24:1)、以及它们的组合。
(III)干制食品组合物/制品
上文详述的宏量营养素和微量营养素可被配制到多种干制食品中。在一个示例性实施方案中，无论为何种干制食品，所述制剂均包含(I)(A)(iii)中详述的一定量的结构化蛋白质产品。通常，结构化蛋白质产品在干制食品组合物(诸如下述干制食品组合物)中的含量可以并且将根据组合物的预期用途而不同。在一个示例性实施方案中，所述干制食品组合物包含按重量计约1％至约99％的结构化蛋白质产品，或按重量计约1％至约75％的结构化蛋白质产品，或按重量计约1％至约50％的结构化蛋白质产品，或按重量计约1％至约25％的结构化蛋白质产品，或按重量计约1％至约15％的结构化蛋白质产品。
作为非限制性实例，最终产品可以是仿干制肉制品的干制食品(包括半干食品)，诸如肉干式肉条、烤肉串制品、肉丝制品、肉片制品、肉块制品、灌肠肉棒制品，或碎肉屑浇头制品。
所述干制食品可被制成多种形状。形状的非限制性实例包括骨形、排骨形、圆形、三角形、鸡骨形、正方形、矩形、条形和管形。可通过在单模辊上使用不同形状的模具或阴模来同时形成不同的形状。此外，可用包含在模辊阴模或模具中的徽标或图案将干制食品凸印或压印。在一个实施方案中，所述干制食品组合物可被制成架藏稳定的肉丝和碎肉屑，供用作高蛋白食物浇头。此类食物浇头包括，例如，米粉浇头、色拉浇头、马铃薯浇头、披萨浇头、酸奶浇头、和甜点浇头。在另一个实施方案中，所述干制食品组合物可被制成肉干式肉制零食。
通常，在适当的防水包装诸如箔衬里袋中，所述干制食品在非冷冻条件下表现出至少约六个月，并且优选至少约十二个月的架藏稳定性。
(IV)干制食品组合物/制品的制备
III中详述的干制食品组合物/制品一般包含结构化蛋白质产品，以满足至少一部分所述蛋白质的需求。通常，制备食品组合物的方法涉及：水合结构化蛋白质产品并且降低其尺寸，加入固化剂，任选将其上色和调味，然后使其与构成食品组合物的余下成分共混。然后将所述组合物形成所需的形状、烹煮并且干燥，以达到介于约0.1至约0.95之间的水活度。在一个实施方案中，所述干制组合物为水活度介于约0.5至约0.95之间的半干食品。在另一个实施方案中，所述干制组合物具有小于0.5的水活度。在范围为0.7至0.95的水活度下，需要适当的包装和/或去氧剂来除氧，从而抑制真菌和病原体的增生。
加入到结构化蛋白质产品中的水量可由并且将根据所需的干制食品组合物而不同。可将水加入到结构化蛋白质产品中。作为另外一种选择，可将形成食品组合物的水、结构化蛋白质产品和附加成分同时混合。无论何时混合成分，所述干制食品组合物一般具有按重量计小于约25％的含水量。在一个实施方案中，所述干的干制食品组合物具有按重量计约10％至约20％的含水量。在一个示例性实施方案中，所述干的干制食品组合物具有按重量计小于约12％的含水量。
还预想，将所述结构化蛋白质产品与固化剂混合。加入固化剂以增强结构化大豆蛋白产品的质感。它通常降低大豆蛋白的溶解度，致使保水性降低和释水性增强。在干制组合物中则需很小量的水。因此，在肉提取步骤期间，肉和其他成分可获得从水合结构化大豆蛋白中释放出的水。例如，所述干制食品组合物可包含非酸性固化剂或酸性固化剂。适宜的非酸性固化剂包括氯化钙、硫酸钙、亚硫酸氢钙、柠檬酸一钙、柠檬酸二钙、柠檬酸三钙、磷酸一钙、磷酸二钙、磷酸三钙、葡萄糖酸钙、天然盐卤(海盐)、氯化镁、硫酸镁、以及它们的组合。酸性固化剂的适宜的实例包括葡萄糖酸、乳酸、柠檬酸、磷酸、苹果酸、酒石酸、以及它们的组合。
如技术人员将会意识到的，用于本发明中的固化剂的量可以并且将根据若干参数而不同，所述参数包括所选的试剂、所需的质构、和试剂加入时的生产阶段。作为非限制性实例，与蛋白质材料混合的固化剂的量可在基于干燥物质约0.1％至约15％的范围内。在另一个实施方案中，固化剂的量可在基于干燥物质约0.5％至约10％的范围内。在一个附加实施方案中，固化剂的量可在基于干燥物质约1％至约5％的范围内。在其他实施方案中，固化剂的量可在基于干燥物质约2％至约3％的范围内。在另一个实施方案中，固化剂的量基于干燥物质为约2.5％。
还预想，可将结构化蛋白质产品与适宜的着色剂混合，使得所述组合物的颜色类似动物肉的颜色。在一个实施方案中，可将所述着色剂在加入到挤出机中之前与含蛋白质材料以及其他成分组合。在另一个实施方案中，可将所述着色剂在加入到挤出机中之后与含蛋白质材料以及其他成分组合。在另一个实施方案中，可将所述着色剂在被挤出后与含蛋白质材料以及其他成分混合。本发明的干制食品组合物可被上色，以模仿暗色动物肉或浅色动物肉。例如，可用天然着色剂、天然着色剂的组合、人造着色剂、人造着色剂的组合、或天然着色剂与人造着色剂的组合，将所述干制食品组合物上色。所述着色剂可以是天然着色剂、天然着色剂的组合、人造着色剂、人造着色剂的组合、或天然着色剂与人造着色剂的组合。允许用于食物中的天然着色剂的适宜的实例包括胭脂树橙(红橙色)、花青素(红色至蓝色，取决于pH)、甜菜汁、β-胡萝卜素(橙色)、β-APO 8胡萝卜醛(橙色)、黑色黑醋栗、焦糖；角黄素(桃红色)、焦糖、胭脂红/胭脂红酸(亮红色)、胭脂虫提取物(红色)、姜黄色素(黄橙色)；紫胶(猩红色)、叶黄素(桔红色)；番茄红素(橙红色)、混合类胡萝卜素(橙色)、红曲霉(紫红色，得自发酵红米)、甜辣椒、红球甘蓝汁、核黄素(黄色)、藏红花、二氧化钛(白色)、姜黄(黄橙色)、以及它们的组合。美国允许用于食物中的人造着色剂的适宜实例包括FD&C红3号(食用樱桃红)、FD&C红40号(诱惑红)、FD&C黄5号(酒石黄)、FD&C黄6号(日落黄FCF)、FD&C蓝1号(亮蓝FCF)、FD&C蓝2号(靛蓝)、以及它们的组合。可用于其他国家的人造着色剂包括C1食品红3(酸性红)、C1食品红7(胭脂红4R)、C1食品红9(苋菜红)、C1食品黄13(喹啉黄)、C1食品蓝5(专利蓝y)、以及它们的组合。食品着色剂可以是染料，其可以是可溶于水的粉末、颗粒或液体。作为另外一种选择，天然和人造食品着色剂可以是色淀颜料，其是染料和不溶性物质的组合。色淀颜料不是油溶性的，但却是油可分散性的；通过分散着色。
可调节着色剂的类型和着色剂的浓度，以匹配待模仿的动物肉颜色。适宜的着色剂可以多种形式与含蛋白质材料组合。非限制性实例包括固体、半固体、粉末、液体和凝胶。所用着色剂的类型和浓度可随所用的含蛋白质材料以及有色结构化蛋白质产品所需的颜色而不同。通常，着色剂的浓度在按重量计约0.001％至约5.0％的范围内。在一个实施方案中，着色剂的浓度在按重量计约0.01％至约4.0％的范围内。在另一个实施方案中，着色剂的浓度在按重量计约0.05％至约3.0％的范围内。在另一个实施方案中，着色剂的浓度在按重量计约0.1％至约3.0％的范围内。在另一个实施方案中，着色剂的浓度在按重量计约0.5％至约2.0％的范围内。在另一个实施方案中，着色剂的浓度在按重量计约0.75％至约1.0％的范围内。
着色剂体系组合物还可包括pH调节剂，以保持pH在用于着色剂的最佳的范围内。所述pH调节剂可以是酸化剂。可加入到食品中的酸化剂的实例包括盐酸、柠檬酸、乙酸(醋酸)、酒石酸、苹果酸、富马酸、乳酸、磷酸、山梨酸、葡萄糖酸、酸式焦磷酸钠、苯甲酸、以及它们的组合。通常，酸化剂在干制食品组合物中的浓度可在按重量计约0.001％至约5％的范围内。在一个实施方案中，酸化剂的浓度在按重量计约0.01％至约2％的范围内。在另一个实施方案中，酸化剂的最终浓度在按重量计约0.1％至约1％的范围内。pH调节剂也可以是pH提高剂，诸如氢氧化钠、二磷酸二钠、三聚磷酸钠、碳酸钠、以及它们的组合。
本发明的着色组合物可通过利用本领域的普通技术人员已知的方法和步骤将组分组合来制备。所述组分通常以液体形式或粉末形式(并且经常以这两种形式)获得。所述组分可直接混合以形成着色组合物，但是优选着色组合物的成分以按重量计约10％至约25％的总浓度在水溶液中组合，其中着色水溶液可方便地添加到一定量水中用于和结构化蛋白产品混合并使结构化蛋白产品着色。
还预想，可将结构化蛋白质产品可适宜的pH降低剂混合，以增强所述产品的耐嚼性或韧性。所述pH降低剂适于在组合物生产的各个阶段与干制食品组合物接触。在一个实施方案中，pH降低剂与植物蛋白质材料接触，然后根据本文详述的方法将所述混合物挤出。作为另外一种选择，pH降低剂可在结构化植物蛋白质产品被挤出后与之接触。
适宜的试剂包括可将所述组合物的pH降低至约7.0以下的那些，而与pH降低剂在生产的哪个阶段被引入无关。在一个实施方案中，pH低于约7.0。在另一个实施方案中，pH被降至介于约6.0至约7.0之间。在另一个实施方案中，pH被降至低于约6.0。在另一个实施方案中，pH被降至介于约5.0至约6.0之间。在该实施方案的一个可供选择的方案中，pH被降至介于约5.2至约5.9之间。在该实施方案的另一个可供选择的方案中，pH被降至介于约5.4至约5.8之间。在该实施方案的另一个可供选择的方案中，pH被降至约5.6。在另一个实施方案中，pH被降至低于约5.0。在另一个实施方案中，pH被降至介于约4.0至约5.0之间。在另一个实施方案中，pH被降至低于约4.0。
有若干pH降低剂适用于本发明。所述pH降低剂可以是有机的。作为另外一种选择，所述pH降低剂可以是无机的。在示例性实施方案中，所述pH降低剂为食品级可食用酸。适用于本发明中的非限制性酸包括乙酸、乳酸、盐酸、磷酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、葡糖酸、以及它们的组合。在一个示例性实施方案中，所述pH降低剂为乳酸。
如技术人员将会意识到的，用于本发明中的pH降低剂的量可以并且将根据若干参数而不同，所述参数包括所选的试剂、所需的pH、和试剂加入时的生产阶段。作为非限制性实例，与蛋白质材料混合的pH降低剂的量可在基于干燥物质约0.01％至约10％的范围内。在另一个实施方案中，pH降低剂的量可在基于干燥物质约0.1％至约10％的范围内。在一个附加实施方案中，pH降低剂的量可在基于干燥物质约0.5％至约5％的范围内。在其他实施方案中，pH降低剂的量可在基于干燥物质约0.5％至约2.5％的范围内。
所述干制食品组合物可任选包含多种调味剂。适宜的调味剂包括动物肉调味剂、动物肉油、香料提取物、香料油、天然烟熏液、天然烟熏提取物、酵母提取物、雪利酒、薄荷、红糖、蜂蜜、咖啡、巧克力、肉桂、茶、以及它们的组合。调味剂和香料也可以油性树脂和水性树脂的形式获得。其他调味剂包括洋葱调味剂、大蒜调味剂、或香草调味剂。在一个可供选择的实施方案中，所述调味剂可以是坚果味、甜味或水果味的。适宜水果味调味剂的非限制性实例包括苹果、杏、鳄梨、香蕉、黑莓、黑樱桃、蓝莓、波森莓、香瓜、樱桃、椰子、越橘、无花果、葡萄、柚子、青苹果、蜜露、猕猴桃、柠檬、酸橙、芒果、混合浆果、橙、桃、柿子、菠萝、悬钩子、草莓、西瓜、以及它们的组合。所述干制食品组合物还可包含风味增强剂。适宜风味增强剂的非限制性实例包括氯化钠、氯化钾、盐、谷氨酸盐、甘氨酸盐、鸟苷酸盐、肌苷酸盐和5-核糖核苷酸盐、酵母提取物、香菇提取物、金枪鱼粉提取物、水解植物蛋白、海藻提取物、以及它们的组合。所述干制食品组合物还可利用通过发酵或共混调味剂、香料、油、水、风味增强剂、抗氧化剂、酸化剂、防腐剂、甜味剂以及它们的组合制得的多种调味料和腌泡汁。
还预想，干制食品组合物(包括归类为半干食品的那些)可包含适宜的湿润剂，以获得所需的含水量和水活度。湿润剂的适宜的实例包括糖，诸如蔗糖、右旋糖、果糖、木糖、枫糖、玉米糖浆、蜂蜜、麦芽糖、糖蜜、以及它们的组合；糖醇，诸如赤藓醇、氢化淀粉水解物、异麦芽、乳糖醇、麦芽糖醇、甘露糖醇、山梨醇、木糖醇、以及它们的组合；聚葡萄糖；甘油；丙二醇；甘油三乙酸酯；乳酸钾；乳酸钠、以及它们的组合。作为非限制性实例，与蛋白质材料混合的湿润剂的量可在基于干燥物质约0.1％至约15％的范围内。在另一个实施方案中，湿润剂的量可在基于干燥物质约0.5％至约10％的范围内。在一个附加实施方案中，湿润剂的量可在基于干燥物质约1％至约5％的范围内。在其他实施方案中，湿润剂的量可在基于干燥物质约2％至约3％的范围内。
本发明的干制食品组合物还可包含防腐剂。可加入到所述组合物中的防腐剂的实例包括苯甲酸盐、丁基化羟基甲苯、丁基化羟基苯甲醚、叔丁基对苯二酚、没食子酸丙酯、抗氧化剂、柠檬酸、抗坏血酸、EDTA(乙二胺四乙酸)、亚硝酸盐、硝酸盐、丙酸盐、亚硫酸盐、山梨酸、山梨酸钾、二氧化硫、以及它们的组合。在一个实施方案中，防腐剂在所述干制食品组合物中的浓度可在按重量计约0.001％至约5％的范围内。在另一个实施方案中，防腐剂的浓度可在按重量计约0.01％至约2％的范围内。在另一个实施方案中，防腐剂的浓度可在按重量计约0.1％至约1％的范围内。
一般而言，包含结构化蛋白质产品的干制食品组合物可与本文详述的或换句话讲本领域已知的宏量营养素、微量营养素以及任选成分混合。根据干制食品组合物含水量和水活度，可根据本领域通常所知的方法，将其制成例如肉干式肉肉条制品、肉丝、用作食品浇头的碎肉屑、以及食品产业已知的任何其他干制食品组合物。
定义
如本文所用，术语“动物肉”是指源自动物的肉、全肉肌肉或其部件。
如本文所用，术语“碎肉”是指得自动物躯体的肉酱。迫使骨头上的肉或肉与骨头通过去骨装置，使得肉与骨分离，并且尺寸减小。从骨头上取下的肉将不再用去骨装置处理。通过迫使通过具有小直径孔洞的圆柱体，将肉从肉/骨混合物中分离出。肉表现得像液体，并且迫使其通过孔洞，剩余的骨物质则留下来。通过加入动物脂可上调碎肉的脂肪含量。
如本文所用，术语“挤出物”是指挤出的产品。在上下文中，包括大体上对齐的蛋白纤维的植物蛋白产品在一些实施方案中可为挤出物。
如本文所用，术语“纤维”是指在进行实施例2中详述的碎片特征测试之后具有长约4厘米宽约0.2厘米的尺寸的植物蛋白质产品。在上下文中，术语“纤维”不包括营养物质类的纤维，例如大豆子叶纤维，并且也不涉及构成植物蛋白产品的大体上对齐蛋白纤维的结构形式。
如本文所用，术语“固化剂”是指加入以通过降低水合结构化大豆蛋白制品的保水性并且增强释水性而增强结构化蛋白质产品质感的物质。
如本文所用，术语“谷蛋白”是指谷物面粉如小麦中的蛋白组分，其拥有高含量蛋白以及独特的结构和胶粘特性。
如本文所用，术语“不含谷朊粉的淀粉”是指诸如改性的木薯淀粉的各种淀粉产品。不含谷朊粉或基本上不含谷朊粉的淀粉由小麦、玉米和木薯基淀粉制成。它们不含谷朊粉是因为它们不包含来自小麦、燕麦、裸麦或大麦的谷朊粉。
如本文所用，术语“湿润剂”是指用于吸收水分和/或促进水分保持性的物质。
如本文所用，术语“水合测试”测定将已知量的蛋白质组合物水合所需的以分钟为单位的时间量。
如本文所用，术语“大片”是表征着色或未着色的结构化植物蛋白产品的碎片百分比的方式。碎片特征的测定详述于实施例2中。
如本文所用，术语“机械去骨肉(MDM)”是指使用可商购获得的设备从牛骨、猪骨和鸡骨回收的肉酱。MDM为缺乏存在于完整肌肉中的天然纤维质地的粉碎产品。
如本文所用，术语“含水量”是指材料中的水分含量。材料的含水量可经由A.O.C.S.(美国石油化学家学会)方法Ba 2a-38(1997)测得，所述方法全文以引用方式并入本文。
如本文所用，术语“有机”是指根据7C.F.R.部分205下具体的国家有机计划要求制备和处理的食品组合物。
术语“蛋白质含量”，例如如本文所用的大豆蛋白，是指由A.O.C.S.(美国石油化学家学会)官方方法Bc 4-91(1997)、Aa 5-91(1997)或Ba 4d-90(1997)确定的材料中的相对蛋白质含量，每种方法全文以引用方式并入本文中，其测定材料样本按氨计的总氮量，并且蛋白质含量是样本总氮量的6.25倍。
如本文所用，术语“蛋白纤维”是指共同定义本发明的植物蛋白产品结构的单根连续长丝或不同长度的离散细长片。此外，由于本发明的着色和未着色的结构化植物蛋白产品均具有大体上对齐的蛋白纤维，因此蛋白纤维的排列赋予着色和未着色的结构化植物蛋白产品全肌肉的质感。
如本文所用，术语“剪切强度”是对质构化蛋白质形成强度足以赋予成形制品类似肉的质感和外观的纤维网络的能力的量度。剪切强度以克为单位来测定。
如本文所用，术语“仿肉”是指不含动物肉的干制食品组合物。
如本文所用，术语“大豆子叶纤维”是指包含基于干燥物质至少约70％饮食纤维的大豆子叶的多糖部分。大豆子叶纤维通常包含某种微量大豆蛋白，但是也可为100％纤维。如本文所用，大豆子叶纤维不涉及或包括大豆皮纤维。一般来讲，大豆子叶纤维由大豆形成，其形成方式为：去除大豆的外壳和胚芽，将子叶压成片或碾碎，并且从压成片或碾碎的子叶中移除油，然后将大豆子叶纤维与子叶的大豆材料及可溶性碳水化合物分离。
如本文所用，术语“大豆浓缩蛋白”是指具有基于不含水分约65％至小于约90％的大豆蛋白的蛋白含量的大豆材料。大豆浓缩蛋白也可包含大豆子叶纤维，通常基于不含水分按重量计约3.5％至最多约20％的大豆子叶纤维。大豆浓缩蛋白由大豆形成，其形成方式为：去除大豆的外壳和胚芽，将子叶压成片或碾碎，从压成片或碾碎的子叶中去除油，此外，可将大豆蛋白和大豆子叶纤维与子叶中的可溶性碳水化合物分离。
如本文所用，术语“大豆粉”是指全脂大豆粉、酶活性大豆粉、脱脂大豆粉、以及它们的混合物。脱脂大豆粉是指脱脂大豆材料的粉碎形式，优选包含小于约1％的油，由尺寸使得颗粒可通过100目(美国标准)筛网的颗粒形成。利用常规的大豆研磨方法，将大豆饼、碎片、薄片、粗粉或这些材料的混合物粉碎成大豆粉。大豆粉具有基于不含水分约49％至约65％的大豆蛋白含量。优选将所述粉末研磨地非常细，最优选使得有小于约1％的粉末保留在300目(美国标准)筛网上。全脂大豆粉是指被磨碎的包含所有原油(通常为18％至20％)的全大豆。所述粉末可以是酶活性的，或者它可被热处理或被烘烤以使酶活性最小化。酶活性大豆粉是指被最小程度热处理以不会使其天然酶无效的全脂大豆粉。
如本文所用，术语“大豆分离蛋白”是指具有基于不含水分至少约90％的大豆蛋白的蛋白含量的大豆材料。大豆分离蛋白由大豆形成，其形成方式为：将大豆的外壳和胚芽从子叶上去除，将子叶压成片或碾碎，并且从压成片或碾碎的子叶中移除油，将子叶的大豆蛋白和可溶性碳水化合物与子叶纤维分离，随后将大豆蛋白与可溶性碳水化合物分离。
如本文所用，术语“链”是指进行实施例2中详述的碎片特性测试后具有约2.5至约4厘米长和大于约0.2厘米宽的尺寸的植物蛋白产品。
如本文所用，术语“淀粉”是指源自于任何天然来源的淀粉。淀粉来源通常为谷类食物、块茎、根部和水果。
如本文所用，术语“按无水基的重量计”是指在将材料干燥以完全除去所有水分之后的材料重量，例如材料的含水量为0％。具体地讲，通过在将材料放置于45℃烘箱中直至材料达到恒重后称量材料的重量，可获得材料的无水基重量。
如本文所用，术语“面粉”是指研磨小麦获得的面粉。一般来讲，面粉的粒度为约14至约120μm。
为演示本发明的优选实施方案，本文包括了以下实施例。本领域的技术人员应当理解，以下实施例中所公开的技术代表由发明人发现的技术并在本发明的实施中具有很好的功能。然而，按照本公开，本领域的技术人员应当理解，可在所公开的具体的实施方案中作出许多改变并且仍保留相似或类似结果而不脱离本发明的实质和范围，因此附图中提出或示出的所有内容为例证性的并且不具有限制意义。
实施例
下列实施例示出了本发明的干制食品组合物。
实施例1：结构化蛋白质产品剪切强度的测定
测量样本的剪切强度，单位为克，并且其可通过以下步骤来测定。称量结构化蛋白质产品样本，并且将其置于可热密封的小袋中，并且用大约样本重量三倍的室温自来水来水化样本。将小袋排气到约0.01巴的压力并密封该小袋。容许样本水化约12至约24小时。移除水化的样本并将其置于质构分析仪底座上，底座的取向使得质构分析仪的刀具将沿样本的直径切开。此外，样本放在质构分析仪刀具之下的方向应使得刀具沿垂直于质构化的肉片的长轴进行切割。用于切割挤出物的合适刀具为质构Technologies(USA)制造的TA-45型切齿刀片。进行该测试的合适的质构分析仪为Stable Micro Systems Ltd.(England)制造的配备有25、50、或100千克载荷的TA，TXT2型。在该测试的上下文中，剪切强度为用于切穿样本的最大力，单位为克。
实施例2：碎片特性的测定
用于测定碎片特性的步骤可如下进行。仅采用整片，称量约150克结构化蛋白质产品。将样本置于可热密封的塑料袋中并添加约450克25℃的水。在约150mm Hg下真空密封塑料袋并使内容物水化约60分钟。将水化的样本置于配有单叶片的KM14G0型厨宝搅拌器的碗中并以130rpm搅拌内容物两分钟。刮擦叶片和碗的侧面，并将刮屑倒回到碗底中。重复搅拌和刮擦两次。从碗中取出～200g混合物。将约200g混合物分成三组。组1为具有至少4厘米长和至少0.2厘米宽的纤维的样本部分。组2为具有2.5cm至4.0cm长和0.2cm宽的丝的样本部分。组3为不符合组1和组2参数的部分。称量组1和组2的总重，并且除以起始重量(例如约200g)。这样可测定样本中大片的百分比。如果所得的值低于15％或高于20％，则测试完成。如果值介于15％至20％之间，则从碗中再称量出约200g，将混合物分成三组，并且再次进行计算。
实施例3：结构化蛋白质产品的生产
可使用下列挤出方法来制备本发明的结构化蛋白质产品。向浆式共混机中加入下列成分：1000千克(kg)(大豆分离物)、440kg小麦谷朊粉、171kg小麦淀粉、34kg大豆子叶纤维、10kg木糖、9kg磷酸二钙、和1kg L-半胱氨酸。搅拌内容物以形成干混的大豆蛋白混合物。随后将干混物转移到料斗中，将所述干混物与水一起从所述料斗引入到预处理器中，以形成处理过的大豆蛋白预混物。然后将处理过的大豆蛋白预混物以不超过75kg/min的速率加入到双螺杆挤出装置中。挤出装置包括五个温控区，其中蛋白质混合物被控制到如下温度：在第一区约25℃，在第二区约50℃，在第三区约95℃，在第四区约130℃，并且在第五区约150℃。挤出物质在第一区经受至少约400psig的压力，在第五区经受最多约1500psig的压力。可通过一个或多个与加热区连通的注射喷嘴将水注入到挤出机筒体中。
模头组合件以一定的排列方式与挤出机连结，使得塑化混合物能够从挤出机出口流入到模头组合件中，并且在塑化混合物流动通过模头组合件时，在塑化混合物中形成基本对齐的蛋白纤维。
在包含大体上对齐的蛋白纤维的挤出物离开模头组合件时，用刀将其切割，并且将切割体干燥至含水量按重量计为约10％。
实施例4：结构重建的生肉混合物
根据表1中所示的配方来制备结构重建的生肉混合物。在真空密封的包装中，将结构化蛋白质产品(SPP)与3份水水合。将水合的SPP与焦糖色素一起放入到搅拌器中，并且将混合物搅拌直至所有部分被切割并且呈纤维状。将切割后的SPP、肉、盐和磷酸盐真空混合10分钟。加入其余成分并且真空混合5分钟，从而制得结构重建的生肉混合物。
表1：结构重建的生肉的配方
 成分  量(％)  鸡MDM(18％脂肪)  45.00 瘦牛肉(10％脂肪)  2.00 牛脂肪(90％脂肪)  3.00 盐  1.15 磷酸钠  0.30 大豆分离蛋白  6.00 SPP  10.00 水  31.27 牛肉调味剂&调味品  1.00 焦糖色素  0.28 总计  100.00
实施例5：红烧味肉干式零食
使用两步法，由包含结构化蛋白质产品的结构重建肉来制备红烧肉味肉干式零食(图11)。首先制备结构重建的生肉混合物，然后由结构重建的生肉混合物来制备肉制零食。依照实施例4中的方法和表1中的成分来制得结构重建的生肉混合物。
为制得红烧味肉干式零食，将实施例4中的结构重建的生肉混合物塞入到纤维肠衣中(或放置在土司盘中)，并且在无湿度的80℃熏制室中烹制30分钟，然后蒸煮达到75℃内温。使所得的完全烹煮好的结构重建肉冷却，切片，并且放置在已用植物油涂布的盘中。使所述切片在200°F烘箱中干燥。然后用调料混合物(参见表2)涂覆所述切片，并且在300°F烘箱中干燥，直至收率为50％(即所述切片和调料的总重量减至50％)。制得水活度为0.63的肉干式零食。
表2：红烧味肉干式零食的配方
  成分  量(％)  结构重建的肉片  65.70  红烧味调味料  18.30  香菇提取物  0.30  糖  13.10  生姜汁  0.40  油  2.20  总计  100.00
实施例6：胡椒味肉干式零食
为制备胡椒味肉干式零食，将结构重建的生肉混合物(如实施例4和表1中所示)与表3中的其他成分共混。在共混约2分钟后，将最终混合物挤压成约1/4英寸×1英寸×6英寸(6mm×25mm×15mm)的条。在具有特氟隆网孔的筛网上，将所述条在80℃下干燥至水活度为0.86。
表3：胡椒味肉干式零食的配方
  成分  量(％)  结构重建的肉混合物(生的)  90.58  糖  6.20  大豆调味料  1.88  醋  0.50  黑胡椒粗粉  0.50  甜辣椒  0.10  烟熏液  0.10
  香料  0.14  总计  100.00
实施例7：韩国烤肉味米粉浇头
用结构重建的肉也可制备架藏稳定的米粉浇头(图9)。根据实施例4和表1中的描述制备结构重建的肉。将结构重建的肉切割，并且在植物油中煎制所述切片。将预混的调味料/调味品混合物(参见表4)加入到切片中，并且将混合物加热直至液体蒸发掉。将调过味的切片在300°F烘箱中干燥直至收率为60％。架藏稳定的米粉浇头的水活度为0.70。
表4：米粉浇头的配方
  成分  含量(％)  切割过的结构重建的肉  63.80  烤肉调味料  26.40  糖  7.40  香菇提取物  0.20  植物油  2.20  总计  100.00
实施例8：使用改进方法制得的米粉浇头和肉制零食
就此方法而言，将用于零食(图10)和米粉浇头的调味品和调味剂加入到配方中，以制得结构重建的肉(参见表5)。
表5：配方


在2.5份水中将SPP水合(步骤1)。通过将二水合氯化钙与水混合制得氯化钙溶液(步骤2)。在食品处理器中，将瘦牛肉和盐以及磷酸钠一起剁碎。加入脂肪并且剁碎(剁碎的肉保持冷冻直至使用，参见下文)。在搅拌器中切割水合的SPP，并且加入氯化钙溶液并且搅拌。将焦糖色素加入到SPP/氯化钙混合物中，并且搅拌。将其余的调味成分和SPP混合物一起加入，并且搅拌。将剁碎的肉和脂肪混合物(得自上文)加入到SPP混合物中，并且充分共混。使所述混合物成形并且烹煮至80℃。将烹煮过的制品切割成立方块、条和碎片。然后将制品进一步干燥，以将水活度降低至0.85以下。然后将制品真空包装。
肉干式零食的收率为44.2％，并且具有0.72的水活度。米粉浇头具有50.4％的收率和0.76的水活度。
尽管本发明已就示例性实施方案进行了解释，但应当了解，当阅读本说明书时，其多种变型对本领域的技术人员将变得显而易见。因此，应当理解，本文所公开的发明旨在将此类变型涵盖在所附权利要求书的范围内。