包含全粒的蛋白质挤出物.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200880120299.7

申请日:

2008.12.03

公开号:

CN101990403A

公开日:

2011.03.23

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):A23J 1/00申请公布日:20110323|||实质审查的生效IPC(主分类):A23J 1/00申请日:20081203|||公开

IPC分类号:

A23J1/00; A23J3/16; A23J3/26; A23L1/00; A23L1/10; A23L1/18; A23P1/14

主分类号:

A23J1/00

申请人:

索莱有限责任公司

发明人:

P·I·亚库布; A·J·克莱因

地址:

美国密苏里州

优先权:

2007.12.12 US 11/955140

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司 72001

代理人:

孟慧岚;李炳爱

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内容摘要

本发明涉及包含高浓度植物蛋白和全粒的食物物料以及它们制造的方法。更具体地讲,本发明涉及包含高浓度大豆蛋白和全粒的蛋白质挤出物、用于制造此类蛋白质挤出物的方法、以及作为食物成分的此类蛋白质挤出物的用途。

权利要求书

1: 包含以无水为基础计至少 50 重量%的植物蛋白、 以无水为基础计约 10 重量%至约 45 重量%的全粒组分的蛋白质挤出物, 其中所述全粒组分包含麸皮、 胚乳和胚芽, 所述挤出 3 物具有约 0.02 至约 0.5g/cm 的密度。
2: 权利要求 1 的蛋白质挤出物, 其中所述植物蛋白包含大豆蛋白。
3: 权利要求 2 的蛋白质挤出物, 其中所述挤出物包含约 15 重量%至约 40 重量%的全 粒组分。
4: 权利要求 2 的蛋白质挤出物, 其中所述全粒组分包含全米粉、 全玉米粉、 全麦面粉、 全大麦面粉、 全燕麦面粉、 或者它们的组合。
5: 权利要求 2 的蛋白质挤出物, 所述挤出物包含至少 60 重量%的大豆蛋白。
6: 权利要求 2 的蛋白质挤出物, 所述挤出物包含至少 70 重量%的大豆蛋白。
7: 权利要求 2 的蛋白质挤出物, 所述挤出物具有约 0.15 至约 0.25g/cm3 的密度。
8: 权利要求 2 的蛋白质挤出物, 其中所述蛋白质挤出物包含约 50 重量%至约 75 重 量%的未水解的大豆蛋白、 约 5 重量%至约 15 重量%的水解的大豆蛋白、 和约 15 重量%至 约 40 重量%的全粒粉。
9: 包含权利要求 1 的蛋白质挤出物的食物产品。
10: 权利要求 9 的食物产品, 其中所述食物产品为低密度小吃食物。
11: 权利要求 10 的食物产品, 其中所述低密度小吃食物为小吃泡夫或早餐谷类食物。
12: 制备蛋白质挤出物的方法, 所述方法包括 : 在挤出机中混合植物蛋白、 水和全粒组分以形成混合物, 所述全粒组分包含麸皮、 胚乳 和胚芽 ; 将所述挤出机中的混合物加压到至少约 400psi 的压力以形成加压的混合物 ; 将所述挤出机中的加压混合物加热到至少 35℃的温度以形成加热的且加压的混合物 ; 将所述加热的且加压的混合物通过挤出机模头挤出到压力降低的环境以使所述混合 物膨胀并形成挤出物 ; 将所述挤出物切成多个片 ; 并且 将所述片干燥至按所述蛋白质挤出物的重量计约 1 重量%至约 7 重量%的水含量, 以 3 3 形成具有约 0.02g/cm 至约 0.5g/cm 密度并且包含约 50 重量%至约 85 重量%蛋白质的蛋 白质挤出物。
13: 权利要求 12 的方法, 其中所述植物蛋白包含大豆蛋白。
14: 权利要求 13 的方法, 其中所述蛋白质挤出物包含约 15 重量%至约 40 重量%的全 粒组分。
15: 权利要求 13 的方法, 其中所述全粒组分包含全米粉、 全玉米粉、 全麦面粉、 全大麦 面粉、 全燕麦面粉、 或者它们的组合。
16: 权利要求 13 的方法, 其中所述蛋白质挤出物包含至少 60 重量%的大豆蛋白。
17: 权利要求 13 的方法, 其中所述蛋白质挤出物包含至少 70 重量%的大豆蛋白。
18: 权利要求 13 的方法, 其中所述干燥过的片具有 0.15 至 0.25g/cm3 的密度。
19: 权利要求 13 的方法, 其中所述蛋白质挤出物包含约 50 重量%至约 75 重量%的未 水解的大豆蛋白、 约 5 重量%至约 15 重量%的水解的大豆蛋白、 和约 15 重量%至约 40 重 量%的全粒粉。

说明书


包含全粒的蛋白质挤出物

    发明领域 本发明涉及包含高浓度植物蛋白和全粒的食物物料以及它们的制造方法。 更具体 地讲, 本发明涉及包含高浓度植物蛋白和全粒的蛋白质挤出物、 用于制造此类蛋白质挤出 物的方法、 以及作为食物成分的此类蛋白质挤出物的用途。
     发明背景
     质构化的蛋白质产品是本领域已知的, 并且通常通过在蒸煮挤压机中将蛋白材料 与水的混合物在机械压力下加热并且将所述混合物通过模头挤出来制备。在挤出后, 挤出 物一般膨胀以形成纤维状微孔结构, 因为其进入了压力降低的介质 ( 通常是大气 ) 中。挤 出物的膨胀通常由包含可溶性碳水化合物引起, 其降低了所述混合物的凝胶强度。
     精面粉 ( 白面粉 ) 被用来制备各种各样流行的烘烤食品和小吃品。传统上由精面 粉制成的产品具有均匀浅色的外观和光滑 ( 非粗质 ) 的质地。与之相比, 用传统的全粒面 粉制成的产品趋于具有更粗糙的、 密度更大的质地和更暗的、 更不一致的外观 ( 例如可见 的麸皮微粒 )。当前存在的全粒面粉 ( 即全麦面粉 ) 可通过碾磨除了硬质小麦和红色硬质 麦之外的清洁过的小麦以减小粒度并且产生光滑的质地来制备。在全麦面粉中, 麦中除水 分之外的天然组分的比例与麦粒相比保持不变。 当生面团由全粒面粉、 溴化的全麦面粉、 或 它们的组合制成时, 食物产品被认为是 100%全麦的。在全麦产品中不使用精面粉。与精 面粉相比, 全粒面粉增加了营养值, 因为其包括整个麦粒 ( 即包括麸皮、 胚芽和胚乳 ), 而不 主要仅是胚乳。因此, 与精面粉相比, 全粒面粉的纤维、 蛋白质、 脂质、 维生素、 矿物质、 和植 物营养素 ( 包括酚类化合物和肌醇六磷酸 ) 的含量更高。此外, 与全粒面粉相比, 精面粉的 卡路里和淀粉含量更高, 而仅包含约五分之一的存在于全粒面粉中的饮食纤维。甚至是强 化的精面粉 ( 其可以等于或超过麦粒中存在的含量包含添加的硫胺、 核黄素、 烟酸、 叶酸和 铁 ) 不包括如全粒面粉中所存在那么多的纤维、 矿物质、 脂质、 和植物营养素。
     最近, 健康业者已宣传全粒食物的有益效果。增加全粒消耗的重要性反映出政 府 (USDA 和 FDA) 和 健 康 组 织 专 业 机 构 (WHO) 所 示 的 推 荐 的 改 变。 在 Healthy People 2010Report(National Academy Press, 1999) 中, 其推荐 : 对 于 2,000 卡 路 里 的 饮 食, 个人应当每周至少六天吃谷物产品, 至少三天是全粒。美国心脏协会 (American Heart Association)、 美 国 糖 尿 病 协 会 (American Diabetes Association) 和 美 国 癌 症 协 会 (American Cancer Society) 也关于增加全粒的消耗做出了具体的推荐。
     发明概述
     在本发明各方面中的是包含高浓度植物蛋白和全粒的蛋白质挤出物。
     本发明的另一个方面是包含以无水为基础计至少 50 重量%的植物蛋白、 以无水 为基础计约 10 重量%至约 45 重量%的全粒组分的蛋白质挤出物, 并且其中所述全粒组分 3 包含麸皮、 胚乳和胚芽, 所述挤出物具有约 0.02 至约 0.5g/cm 的密度。
     本发明的另一个方面是制备蛋白质挤出物的方法, 所述方法包括 : 在挤出机中混 合植物蛋白、 水和全粒组分 ( 包含麸皮、 胚乳和胚芽 ) 以形成混合物 ; 将挤出机中的混合物 加压到至少约 400psi 的压力以形成加压的混合物 ; 将挤出机中的加压混合物加热到至少
     35℃的温度以形成加热的且加压的混合物 ; 将所述加热的且加压的混合物通过挤出机模头 挤出到压力降低的环境以使所述混合物膨胀并形成挤出物 ; 将所述挤出物切成多个片 ; 然 后将所述片干燥至按所述蛋白质挤出物的重量计约 1 重量%至约 7 重量%的水含量, 以形 3 3 成具有约 0.02g/cm 至约 0.5g/cm 密度并且包含约 50 重量%至约 85 重量%蛋白质的蛋白 质挤出物。
     其它的目标和特征将在下文中部分显现和部分指出。 附图说明 图 1 是用于制备本发明蛋白质挤出物的方法的示意流程图。
     发明详述
     根据本发明, 已发现可使用挤出技术来制造包含高浓度蛋白质和全粒组分的质构 化蛋白质产品, 使其具有所需的密度、 可接受的质地和可接受的稳定性。 可将此类蛋白质挤 出物加工成形为 “块” ( 也称为松脆片, 如在 Rice Krispies 谷类食物中 ) 或者小丸以用作 健康和营养棒、 干棒小吃和即食谷类食物中的蛋白质成分或来源。 作为另外一种选择, 还可 对所述蛋白质挤出物进行加工以用作饮料、 健康和营养棒、 乳品、 以及烘烤的和乳化的 / 碎 肉食物体系中的粘合剂、 稳定剂、 或者蛋白质来源。在某些实施方案中, 可将所述蛋白质挤 出物磨成细小颗粒 ( 即粉末 ) 以便能够掺入到饮料中。此类磨碎的颗粒通常具有约 1μm 至约 5μm 的粒度以便可悬浮在液体中。
     这些挤出物使用全粒组分来制备。这些全粒组分不如精面粉组分那样稳定。所述 全粒组分比精面粉包含更多的纤维和脂肪。 这些特性使得其难以制备具有期望的密度和质 地特性的挤出物。 较高的脂肪含量使得进料混合物更加难以移动通过挤出机并且可能造成 模头堵塞、 进料器堵塞并且影响挤出过程中干燥进料流的特性。 此外, 体系中较高的纤维可 能需要输入更高的机械能和热能以制备具有所期望密度和质地的挤出物。
     用于制备蛋白质挤出物的本发明的方法一般包括以下步骤 : 通过使进料混合物与 水分接触形成预处理的进料混合物 ( 例如蛋白质来源和全粒组分 ), 将预处理的进料混合 物引入到挤出机圆筒中, 在机械压力下加热预处理的进料混合物以形成熔融的挤出物料, 然后将熔融的挤出物料通过模头挤出以产生蛋白质挤出物。
     全粒或杂粮组分
     由完整的、 磨碎的、 碎裂的或成薄片的谷物组成的全粒, 其主要结构组分 - 淀粉质 胚乳、 胚芽和麸皮 - 以与在完整谷物中存在时相同的相对比例存在。全粒通常比磨细的谷 物更昂贵, 因为它们由于其较高的油含量而可以被更快地氧化。 此类氧化使加工、 贮藏和运 输复杂化。
     在某些优选的实施方案中, 所述全粒组分包括胚乳、 麸皮和胚芽。 胚芽是存在于麦 粒中的胚体并且包括脂质、 纤维、 维生素、 蛋白质、 矿物质和植物营养素, 如类黄酮。麸皮包 括若干个细胞层, 并且具有大量的脂质、 纤维、 维生素、 蛋白质、 矿物质和植物营养素, 如类 黄酮。所述全粒组分还包括胚乳并且在胚乳中含有糊粉层。该糊粉层包括脂质、 纤维、 维 生素、 蛋白质、 矿物质和植物营养素, 如类黄酮。糊粉层表现出许多与麸皮相同的特性, 并 因此通常与麸皮和胚芽在磨制过程中一起被移除。糊粉层包含蛋白质、 维生素和植物营养 素, 如阿魏酸。 虽然麸皮和胚芽按重量计仅构成麦粒的约 18%, 但是它们占小麦营养值的约
     75%。 在各种实施方案中, 所述全粒组分可以是全粒粉末 ( 例如超细粉碎的全粒粉末, 如超细粉碎的全粒面粉 ; 由约 100%谷物制成的全粒面粉或者粉末 )。例如, 所述谷物可选 自小麦、 高粱、 蜀黍、 黑小麦、 二粒小麦、 单粒小麦、 斯佩耳特小麦、 燕麦、 玉米、 裸麦、 大麦、 水 稻、 小米、 荞麦、 昆诺阿藜、 苋、 非洲稻、 爆花用玉米、 埃塞俄比亚画眉草、 加那利种子、 薏苡、 野生稻、 苦荞麦、 它们的变体、 以及它们的混合物。
     所述全粒组分还可与精面粉组分共混。优选地, 所述全粒组分与精面粉组分均匀 地共混。
     在一些实施方案中, 所述全粒组分包含全米粉、 全玉米粉、 全麦面粉、 全大麦面粉、 全燕麦面粉、 或者它们的组合。
     蛋白质
     含蛋白质的进料混合物通常包含至少一种蛋白质来源, 并且具有按无水基重量 计至少约 25 %、 30 %、 40 %、 50 %、 60 %、 70 %、 80 %、 90 %的总蛋白质浓度或者更多的蛋白 质。包含在进料混合物中的蛋白质可包含自一种或多种合适的来源, 包括例如植物蛋白原 料。植物蛋白原料可得自粮食和谷物如小麦、 玉米和大麦, 以及蔬菜如豆类 ( 包括大豆和豌 豆 )。在优选的实施方案中, 大豆蛋白原料是蛋白质的来源。
     当大豆蛋白存在于所述蛋白质挤出物中时, 所述大豆蛋白通常基于所述蛋白质挤 出物的重量按无水基重量计以约 50%至约 99%的量存在。在某些情况下, 所述大豆蛋白按 无水基重量计以约 50%至约 90%的量存在于所述蛋白质挤出物中, 而在其它情况下按无 水基重量计以约 55%至约 75%的量存在。
     合适的大豆蛋白原料包括大豆薄片、 大豆粉、 大豆粗磨粉、 大豆粗粉、 大豆浓缩蛋 白、 大豆分离蛋白、 以及它们的混合物。 这些大豆蛋白原料之间的主要差别是相对于全大豆 的精细度。大豆粉一般具有小于约 150μm 的粒度。大豆粗磨粉一般具有约 150μm 至约 1000μm 的粒度。大豆粗粉一般具有大于约 1000μm 的粒度。大豆浓缩蛋白通常包含约 65 重量%至小于 90 重量%的大豆蛋白。大豆分离蛋白 ( 更高精制的大豆蛋白原料 ) 被加工, 以包含至少 90 重量%的大豆蛋白和少量的或者不含可溶性碳水化合物或纤维。
     所述进料混合物的总蛋白质含量可通过组合 ( 即共混 ) 以上所述的合适蛋白质来 源而实现。 在某些实施方案中, 当使用大豆蛋白时, 对于大豆分离蛋白优选的是选定一种或 多种蛋白质来源包含在所述进料混合物中。例如, 优选的进料混合物配方可包括两种或更 多种大豆分离蛋白的共混物。其它合适的配方可包含与大豆分离蛋白组合的大豆浓缩蛋 白。
     一般来讲, 大豆蛋白来源、 其它蛋白质来源、 或来源的共混物的堆积密度为约 3 3 3 0.20g/cm 至约 0.50g/cm , 并且更典型为约 0.24g/cm 至约 0.44g/cm3。
     水解的和未水解的蛋白质的共混物
     在其中进料混合物包含多种大豆蛋白原料的某些实施方案中, 期望大豆蛋白原料 中的至少一种表现出低粘度和低胶凝性能。大豆分离蛋白的粘度和 / 或胶凝性能可通过本 领域已知的多种方法改变。例如, 大豆分离蛋白的粘度和 / 或胶凝性能可通过用酶将蛋白 质部分水解来降低, 其使蛋白质原料部分变性。以此方式处理的大豆蛋白原料通常以术语 水解度描述, 所述水解度可基于分子量分布、 蛋白质尺寸和链长度、 或者 β- 伴球蛋白或大
     豆球贮藏蛋白的分解来测定。如本文所用, 术语样本的 “水解度百分比” 定义为所裂解的肽 键占样本中肽键总数的百分比。 样本中所裂解的肽键的比例可通过计算在控制条件下与样 本中伯胺反应的三硝基苯磺酸 (TNBS) 的量来测定。
     根据本发明方法所使用的水解蛋白质材料通常显示出小于约 160, 更通常小于约 115, 并且还更通常约 30 至约 70 的 TNBS 值。
     足以用作本发明方法中低粘度 / 低胶凝材料的水解的大豆蛋白来源通常具有小 于约 15%, 优选小于约 10%, 并且更优选约 1%至约 5%的水解度。在大豆分离蛋白的情况 下, 所述水解的大豆蛋白材料通常包含部分水解的大豆分离蛋白, 其具有约 1%至约 5%的 水解度。
     根据本发明的一些实施方案, 低粘度 / 低胶凝来源优选与高粘度 / 高胶凝来源组 合以形成共混物。高粘度 / 高胶凝来源的存在降低了所述共混物在挤出后过度膨胀的风 险, 为挤出物提供蜂窝结构, 并且一般有助于共混物的稳定。可根据所需的挤出物特性, 以 各种比例将低粘度 / 低胶凝来源和高粘度 / 高胶凝来源组合。
     在一个优选的实施方案中, 所述含蛋白质的进料混合物通常包含大豆分离蛋白的 共混物, 所述共混物包含每重量份的未水解的 ( 即一般为高粘度 / 高胶凝的 ) 大豆分离蛋 白至少约 3 重量份的水解的 ( 即一般为低粘度 / 低胶凝的 ) 大豆分离蛋白, 在其它实施方 案中, 每重量份的未水解的大豆分离蛋白至少约 4 重量份的水解的大豆分离蛋白, 并且还 是在其它实施方案中, 每重量份的未水解的大豆分离蛋白至少约 5 重量份的水解的大豆分 离蛋白。优选地, 所述大豆分离蛋白共混物包含每重量份的未水解的大豆分离蛋白约 3 重 量份至约 8 重量份的水解的大豆分离蛋白。更优选地, 所述大豆分离蛋白共混物包含每重 量份的未水解的大豆分离蛋白约 5 重量份至约 8 重量份的水解的大豆分离蛋白。 在各种优选的实施方案中, 所述蛋白质挤出物还具有与所述进料混合物所述相同 的水解的大豆蛋白与未水解的大豆蛋白的比率。
     包含多种大豆分离蛋白 ( 其中一种是通过大豆分离蛋白的部分水解而产生的低 粘度 / 低胶凝来源 ) 的共混物基于所述进料混合物或蛋白质挤出物的重量计通常包含按无 水基重量计约 40%至约 80%的水解的大豆分离蛋白和按无水基重量计约 1%至约 20%的 未水解的大豆分离蛋白。更典型地, 此类混合物包含按无水基重量计约 50%至约 75%的水 解的大豆分离蛋白和按无水基重量计约 5%至约 15%的未水解的大豆分离蛋白。
     适用作低粘度 / 低胶凝 ( 即部分水解的 ) 大豆蛋白材料的大豆分离蛋白来源包括
     得自 Solae, LLC(St.Louis, MO) 的 931 和 PROFAM 873。对于 670、XT219、 710 和313、670、710、8000、 以及 SolessTMH102, 和得自 Archer Daniels Midland(Decatur, IL) 的 PROFAM 8000, 水解度可以在约 0.5% 至 5.0%的范围内。这些分离蛋白的每一种的分子量分布可通过尺寸排阻色谱法测定。
     适用作第二大豆分离蛋白的高粘度和 / 或中等的 / 高胶凝的大豆分离蛋白 ( 即 未水解的 ) 来源包括得自 Solae, LLC(St.Louis, MO) 的 500E、 1500、 248、 620、 EX33、 ISP-95、 SolessTMG101、 以及 AlphaTM5800 ; 得自 ArcherDaniels Midland(Decatur, IL) 的 PROFAM 981 ; 以 及 得 自 Solae, LLC(St.Louis, MO) 的 Solae 大豆分离蛋白。
     表 1 提供了上述某些商业的产品的分子量分布。AlphaTM5800 是一种未水解的大豆浓缩蛋白, 其具有按重量计 78%至 84.5%的大豆蛋白 ( 以无水为基础计 )、 至少 3 80%的 NS I( 氮溶指数 )、 7.0 至 7.7 的 pH、 0.24 至 0.31g/cm 的密度、 和至少 3.4mg/g 蛋 白质的异黄酮含量。
     表1: 在 6M 的盐酸胍中使用 HPLC-SEC( 高效液相色谱法 - 尺寸排阻色谱法 ) 凝胶 过滤所测定的 Solae 大豆蛋白产品的平均分子量。
     膨胀助剂 所述膨胀助剂为淀粉, 如大米、 木薯和小麦。其它的膨胀助剂是大豆纤维尤其是 牌大豆纤维, 其为 80%的全饮食纤维成分, 得自 Solae, LLC)、 磷酸二钙、Fibrim(和大豆卵磷脂粉末。可添加这些膨胀助剂以控制所述蛋白质挤出物的膨胀, 改变最终产品 中的微孔结构, 并且帮助提高加工中进料混合物的流动性。 在各种实施方案中, 所述膨胀助 剂被鉴定为有机的。
     碳水化合物
     含蛋白质的进料混合物还可以按重量计约 0.001%至约 30%碳水化合物 ( 以无水 为基础计 ) 的量包含一种或多种碳水化合物来源。存在于所述进料混合物中的碳水化合物 可以是可溶性碳水化合物或不溶性碳水化合物。 所述含蛋白质的进料混合物通常包含按重 量计约 10%至约 25%的碳水化合物 ( 以无水为基础计 ), 并且更通常按重量计约 18%至 约 22%的碳水化合物 ( 以无水为基础计 )。在一些实施方案中, 所述挤出物包含按重量计 约 10%至约 20%的碳水化合物。在其它情况下, 在所述进料混合物或蛋白质挤出物中有约 1%至约 5 重量%或约 1%至约 10 重量%的碳水化合物。 适合的可溶性碳水化合物来源包括 例如谷物、 块茎和根, 如大米 ( 例如米粉 )、 小麦、 玉米、 大麦、 马铃薯 ( 例如马铃薯原淀粉 )、 以及木薯 ( 例如木薯原淀粉 )。 不溶性碳水化合物如纤维无助于营养性的碳水化合物增加, 但通过促进进料混合物的流动性和膨胀而有助于混合物的加工。 所述进料混合物一般包含 按重量计约 0.001%至约 5%的纤维, 并且更一般按重量计约 1%至约 3%的纤维。当挤出 物料流过挤出圆筒至模头时, 大豆纤维吸收水分。据信最适中浓度的大豆纤维对降低蛋白 质分子的交联有效, 因此防止从模头出来的煮过的挤出物料中凝胶强度过度增加。与蛋白 质不同, 大豆纤维还吸收水分, 其在模头出口温度下压力释放之后易于释放出水分。 所释放 水分的急骤蒸发有助于挤出物的膨胀, 即 “鼓起” , 并且产生本发明的低密度挤出物。 所述挤 出物还通常包含按重量计约 0.001%至约 5%的纤维 ( 以无水为基础计 ), 并且更通常按重量计约 1%至约 3%的纤维 ( 以无水为基础计 )。
     水
     一般来讲, 水以约 1%至约 7 重量%, 或约 2%至约 5.5 重量%的浓度存在于干燥 过的挤出物中。水的量可根据所述挤出物所需的组成和物理特性 ( 例如碳水化合物含量和 密度 ) 而变化。
     物理特性
     一般来讲, 本发明的蛋白质挤出物具有约 0.02g/cm3 至约 0.5g/cm3 的密度。优选 地, 本发明的蛋白质挤出物具有约 0.1 至约 0.4g/cm3 或约 0.15g/cm3 至约 0.35g/cm3 的密 度。在此类实施方案中, 所述挤出物的密度可为约 0.20g/cm3 至约 0.27g/cm3, 约 0.24g/cm3 至约 0.27g/cm3, 约 0.27g/cm3 至约 0.32g/cm3。在其它情况下, 所述蛋白质挤出物为具有约 3 3 0.02 至约 0.1g/cm 或约 0.02 至约 0.05g/cm 的密度的泡夫。
     在各种实施方案中, 使用大豆分离蛋白和木薯原淀粉帮助在挤出物中产生膨胀并 且获得所需的产品密度。当大豆分离蛋白和木薯原淀粉在配方中时, 在挤出蒸煮过程期间 这些成分释放出所捕获的水 ; 当水以蒸汽形式释放时收缩比最小化, 在产品结构中形成大 的腔室。 由于较大的腔室尺寸, 产品中腔室的浓度减小并且产品中空气的空间增加, 因此影 响到质地并且得到较低密度的产品。 本发明的蛋白质挤出物的特征还在于具有至少约 1000 克的硬度。所述蛋白质挤 出物通常具有约 1000 克至约 50,000 克, 并且更通常约 5,000 克至约 40,000 克的硬度。在 各种优选的实施方案中, 所述硬度为约 7,000 克至约 30,000 克。所述挤出物的硬度一般通 过将挤出物样本置于容器中并且用探头压碎样本来测定。记录下破坏样本所需的力 ; 基于 其尺寸或重量的压碎样本所需的力与产品硬度成比例。所述挤出物的硬度可使用 TA.TXT2 质构分析仪测定, 其具有 25kg 的负载传感器, 由 Stable Micro Systems Ltd.(England) 制 造。
     所述蛋白质挤出物还具有约 5 至 9 的脆度值。所述挤出物的脆度可使用 TA.TXT2 质构分析仪测定, 其具有 25kg 的负载传感器, 由 Stable MicroSystems Ltd.(England) 制 造。所述产品还可具有宽范围的颗粒饲料耐久性指数 (PDI) 值, 所述值通常为接近约 65 至 99, 更优选约 80 至 97。
     粒度
     所述蛋白质挤出物可显示出宽范围的粒度, 并且其特征一般可以为椭圆形或圆形 的块或小丸。以下用于表征本发明挤出物粒度的重量百分比基于 “按原样” ( 即含水分的 ) 提供。
     在某些实施方案中, 所述挤出物的粒度使得按重量计约 0.2%至约 70%的颗粒被 保留在 4 目的标准美国筛中, 按重量计约 30%至约 99%的颗粒被保留在 6 目的标准美国筛 中, 按重量计约 0%至约 2%被保留在 8 目的标准美国筛中。
     还可将上述挤出物块磨碎以制备成粉末的大豆蛋白产品。 此类粉末通常具有适合 具体应用的粒度。在某些实施方案中, 所述粉末具有小于约 10μm 的平均粒度。更典型地, 磨碎的挤出物的平均粒度小于约 5μm, 并且还更典型地为约 1μm 至约 3μm。
     颜色
     所述蛋白质挤出物的色泽强度可使用可可粉、 焦糖、 以及它们的混合物调节。增
     加可可粉和 / 或焦糖的量得到更暗的、 颜色更强烈的挤出物。以可可粉的形式将可可添 加到含蛋白质的进料混合物中。所述含蛋白质的进料混合物通常基于所述进料混合物 的总重量计包含按重量计约 1 %至约 8 %的可可粉 ( 以无水为基础计 )。合适的可可粉 来源是得自 Bloomer Chocolate(Chicago, IL) 的 Cocoa Powder 和得自 Archer Daniels Midland(Decatur, IL) 的 ADM Cocoa。
     在各种实施方案中, 所述蛋白质挤出物的 L 色值大于 50。在这些各种实施方案的 一些中, 所述蛋白质挤出物的 A 色值为 2.5 至 4。在其它各种实施方案中, 所述蛋白质挤出 物的 B 色值为 17 至 20。作为另外一种选择, 在其它实施方案中, 所述蛋白质挤出物的 L 色 值小于 35。
     食物产品
     本发明的挤出物适于掺入到多种食物产品中, 所述食物产品包括例如压成块的 ( 精 ) 加工食品和即食谷类食物。 此类挤出物一般可以是椭圆形的或圆形的, 并且也可以是 切碎的。粉末挤出物适于掺入到多种食物产品中, 所述食物产品包括例如饮料、 乳制品 ( 例 如豆浆和酸奶 )、 焙烤产品、 肉制品、 汤、 以及肉汁。所述蛋白质挤出物可以如上所述的块或 小丸、 切碎的块或小丸、 或者粉末的形式掺入到此类应用中。 在掺入饮料中的挤出物的情况 下, 小于约 5μm 的粒度是尤其期望的以防止在产品中尝到 “砂砾” 。
     在一些实施方案中, 所述蛋白质挤出物是低密度小吃品的形式。此类产品的含 量通常介于约 25%和约 95%之间。这些低密度小吃食物产品一般具有约 0.02g/cm3 至约 0.7g/cm3, 并且更通常约 0.02g/cm3 至约 0.5g/cm3 的密度。一般来讲, 此类挤出物显示出松 脆的、 非纤维的食用质地。在某些实施方案中, 所述产品具有约 0.1g/cm3 至约 0.4g/cm3, 约 3 3 3 3 3 3 0.15g/cm 至约 0.35g/cm , 约 0.20g/cm 至约 0.27g/cm , 约 0.24g/cm 至约 0.27g/cm , 或者 3 3 约 0.27g/cm 至约 0.32g/cm 的密度。在其它情况下, 所述产品具有约 0.02 至约 0.1g/cm3 或约 0.02 至约 0.05g/cm3 的密度。
     除了蛋白质之外, 本发明的食物产品还可包含其它固体组分 ( 即填料 ), 如碳水化 合物或纤维。所述产品可以在约 5 ∶ 95 至约 75 ∶ 25 范围内的填料对蛋白质比率包括填 料。在某些实施方案中, 大部分填料是淀粉。合适的淀粉包括米粉、 马铃薯、 木薯、 以及它们 的混合物。
     本发明的低密度食物产品通常以按蛋白质、 填料和水的重量计介于约 1 %和约 7%之间的浓度, 并且更通常以按蛋白质、 填料和水的重量计介于约 3%和约 5%之间的浓 度包含水。
     肉
     在各种实施方案中, 本发明的蛋白质挤出物用于乳化肉中以为乳化肉提供结构, 提供结实的咬感和多肉的质地。 所述蛋白质挤出物通过易吸收水还降低了乳化肉的蒸煮水 分损失, 并且防止肉中的脂肪 “去脂化” , 因此所煮出的肉是多汁的。
     用于与本发明的蛋白质挤出物组合以形成肉糜的肉原料优选为用于形成香肠、 法 兰克福香肠、 或其它肉产品 ( 其通过将肉原料填入肠衣中而形成 ) 的肉, 或者可以是用于 碎肉应用如牛肉饼、 肉馅包和肉末产品的肉。与所述蛋白质挤出物联合使用的尤其优选的 肉原料包括来自鸡肉、 牛肉和猪肉的机械去骨肉 ; 猪肉修剪碎块 ; 牛肉修剪碎块 ; 以及猪背 油。所述磨碎的蛋白质挤出物通常以按重量计约 0.1%至约 4%, 更通常按重量计约 0.1%至约 3%, 并且还更通常按重量计约 1%至约 3%的量存在于所述肉糜中。
     所述肉原料通常以按重量计约 40%至约 95%, 更通常按重量计约 50%至约 90%, 并且还更通常按重量计约 60%至约 85%的量存在于所述肉糜中。
     所述肉糜还包含水, 所述水通常以按重量计约 0%至约 25%, 更通常按重量计约 0 %至约 20 %, 甚至更通常按重量计约 0 %至约 15 %, 并且还更通常按重量计约 0 %至约 10%的量存在。
     所述肉糜还可包含其它成分, 所述其它成分向肉糜提供防腐、 调味、 或着色特性。 例如, 所述肉糜可包含按重量计通常约 1%至约 4%的盐、 按重量计通常约 0.1%至约 3%的 香料、 和按重量计通常约 0.001%至约 0.5%的防腐剂, 如硝酸盐。
     饮料
     本发明的蛋白质挤出物可用于饮料应用中, 其包括例如酸性饮料。所述磨碎的蛋 白质挤出物通常以按重量计约 0.5%至约 3.5%的量存在于饮料中。其中掺有蛋白质挤出 物的饮料通常包含按重量计约 70%至约 90%的水, 并且可以按重量计最多约 20%的量包 含糖 ( 例如果糖和蔗糖 )。 挤出方法
     挤出蒸煮装置已被长期用于多种可食用产品和其它产品 ( 如人和动物的食物 ) 的 制造中。一般来讲, 这些类型的挤出机包括细长的圆筒连同其中的一个或多个内部螺旋行 进的可沿轴旋转的挤出螺杆。挤出机圆筒的出口装有开孔的挤出模头。在使用中, 将要加 工的原料进入并通过挤出机圆筒, 然后经受程度渐增的温度、 压力和剪切。 当原料从挤出机 模头露出时, 其被完全煮熟并且成型, 然后通常可使用旋转刀组合件被细分。 此类型的常规 挤出机描述于例如美国专利 4,763,569、 4,118,164 和 3,117,006 中, 该专利以引用方式并 入本文。作为另外一种选择, 可将质构化的蛋白质产品切成用作食物成分的较小的挤出物 如 “块” 或粉末。
     现在参见图 1, 其示出了本发明方法的一个实施方案。 所述方法包括将含蛋白质的 进料混合物配方的具体成分引入混合槽 101( 即成分共混机 ) 中以将所述成分混合并且形 成蛋白质进料预混物。然后将预混物转移至料斗 103 中, 其中容纳预混物以通过螺杆式喂 料机 105 喂送到预处理器 107 以形成处理的进料混合物。然后将处理的进料混合物喂送到 挤出装置 ( 即挤出机 )109, 其中所述进料混合物在由挤出机螺杆产生的机械压力下被加热 以形成熔融挤出物料。所述熔融的挤出物料通过挤出模头离开挤出机。
     在预处理器 107 中, 将微粒固体成分混合物 ( 即蛋白质进料预混物 ) 预热, 与水分 接触, 然后保持在受控温度和压力条件下, 以使水分渗透并且软化单个颗粒。 预处理步骤增 加粒状进料混合物的堆积密度并改善其流动特性。预处理器 107 包括一个或多个桨叶以促 进进料混合物均匀混合, 并且促使进料混合物转移通过预处理器。桨叶的构型和转速可广 泛变化, 这取决于预处理器的容量、 挤出机的通量和 / 或进料混合物在预处理器或挤出机 圆筒中所需的停留时间。一般来讲, 桨叶的速度为约 200 至约 500 转 / 分钟 (rpm)。
     通常在引入挤出装置 109 之前, 通过在至少约 45℃ (110° F) 的温度下, 使预混物 与水分 ( 即蒸汽和 / 或水 ) 接触, 将含蛋白质的进料混合物预处理。 更典型地, 在加热之前, 通过在约 45℃ (110° F) 至约 85℃ (185° F) 的温度下使预混物与水分接触来将进料混合
     物预处理。还更典型地, 在加热之前, 通过在约 45℃ (110° F) 至约 70℃ (160° F) 的温度 下使预混物与水分接触来将进料混合物预处理。已观察到, 预处理器中较高的温度可促使 淀粉糊化, 继而其可能导致结块, 其可能阻碍进料混合物从预处理器流至挤出机圆筒。
     根据处理器的速度和尺寸, 通常将预混物处理约 1 至约 6 分钟。更典型地, 将预混 物处理约 2 分钟至约 5 分钟, 最典型约 3 分钟。将预混物与蒸汽和 / 或水接触并且在预处 理器 107 中于一般恒定的蒸汽流下加热以达到期望的温度。在引入到其中蛋白质被质构化 的挤出机圆筒中之前, 用水和 / 或蒸汽处理 ( 即水化 ) 进料混合物, 增加其密度, 并有利于 干混物的流动性而无干扰。在某些实施方案中, 使进料混合物预混物与水和蒸汽两者接触 以制备处理的进料混合物。 例如, 到目前为止的经验建议, 添加水和蒸汽两者以增加干混物 的密度可能是优选的, 因为蒸汽包含水分以水化干混物并且还提供热量, 其促进干混物的 水化和蒸煮。
     处理的预混物可包含按重量计约 5%至约 25%的水。优选地, 处理的预混物包含 3 按重量计约 5%至约 15%的水。处理的预混物通常具有约 0.25g/cm 至约 0.6g/cm3 的堆积 密度。 一般来讲, 当预处理的进料混合物的堆积密度在该范围内增加时, 所述进料混合物更 容易传送并进一步加工。 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空间或 大部分空间, 从而有利于输送挤出物料通过圆筒。 一般以约 10 千克 (kg)/min(20lb/min) 的速率将处理的预混物引入挤出装置 109 中。在各种实施方案的一些中, 以约 2 至约 10kg/min( 约 5 至约 20lb/min), 更典型约 5 至 约 10kg/min( 约 10 至约 20lb/min), 并且还更典型约 6 至约 8kg/min( 约 12 至约 18lb/min) 的速率将处理的预混物引入到圆筒中。 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。挤出机圆筒中挤出物料的停留时间通常小于约 60 秒, 更通常 小于约 30 秒, 并且还更通常约 15 秒至约 30 秒。
     挤出物料通常以约 7.5kg/min 至约 40kg/min( 约 17lb/min 至约 85lb./min) 的速 率通过圆筒。更典型地, 挤出物料以约 7.5kg/min 至约 30kg/min( 约 17lb/min 至约 65lb/ min) 的速率通过圆筒。还更典型地, 挤出物料以约 7.5kg/min 至约 22kg/min( 约 17lb/min 至约 50lb/min) 的速率通过圆筒。 甚至更典型地, 挤出物料以 7.5kg/min 至约 15kg/min( 约 17lb/min 至约 35lb/min) 的速率通过圆筒。 通过挤出机的物料的量通常将由挤出机的尺寸 和构型决定。
     各种挤出装置适于由包含本领域熟知的植物蛋白的进料原料形成熔融的挤出 物 料。 用 于 研 究 的 挤 出 机 是 双 圆 筒 的 双 螺 杆 挤 出 机 : 由 Wenger(Sabetha, KS) 制 造 具 有 13.5 ∶ 1 的 L/D 比 率 和 四 个 加 热 区 域 的 WengerModel TX-52 ; 由 Clextral(Tampa, FL) 制造具有 13.5 ∶ 1 的 L/D 比率和四个加热区域的 Clextral Model BC-72 ; 以及由 Clextral(Tampa, FL) 制造具有 19.5 ∶ 1 的 L/D 比率和五个加热区域的 Clextral Model Evolum 68。
     所述挤出机的长度和直径的比率 (L/D 比率 ) 一般决定加工所述混合物所必需的 挤出机长度并且影响所述混合物在其中的停留时间。所述 L/D 比率一般大于约 10 ∶ 1, 大 于约 15 ∶ 1, 大于约 20 ∶ 1, 或者甚至大于约 25 ∶ 1。
     挤出机的一个或多个螺杆的速度可随具体的装置而变化。然而, 螺杆转速通常为 约 250 至约 1200rpm, 更通常约 260 至约 800rpm, 并且还更通常约 270 至约 500rpm。一般来
     讲, 随着螺杆速度增加, 挤出物的密度减小。
     挤出装置 109 一般包括多个圆筒区域, 进料混合物在通过挤出模头离开挤出装置 109 之前在机械压力下传送通过所述圆筒区域。各个连续的圆筒区域中的温度一般超过之 前加热区域的温度, 其介于约 10℃和约 70℃之间 ( 介于约 15° F 和约 125° F 之间 ), 更 通常为介于约 10℃和约 50℃之间 ( 介于约 15° F 和约 90° F 之间 ), 并且更通常介于约 10℃和约 30℃之间 ( 介于约 15° F 和约 55° F 之间 )。
     例如, 最后的圆筒区域中的温度为约 90℃至约 150℃ ( 约 195° F 至约 300° F), 更 典型约 100℃至约 150℃ ( 约 212° F 至约 300° F), 并且还更典型约 100℃至约 130℃ ( 约 210° F 至约 270° F)。紧邻最后圆筒区域的区域中的温度为例如约 80℃至约 120℃ ( 约 175° F 至约 250° F) 或约 90℃至约 110℃ ( 约 195° F 至约 230° F)。在一些实施方案 中, 紧邻最后圆筒区域的区域之前紧挨着的圆筒区域中的温度为约 70 ℃至约 100 ℃ ( 约 160° F 至约 210° F), 并且优选约 80℃至约 90℃ ( 约 175° F 至约 195° F)。与最后的加 热区域间隔两个加热区域的圆筒区域中的温度通常为约 50℃至约 90℃ ( 约 120° F 至约 195° F), 并且更通常约 60℃至约 80℃ ( 约 140° F 至约 175° F)。
     所述挤出装置通常包含至少约三个圆筒区域, 并且更通常至少约四个圆筒区域。 在一个优选的实施方案中, 将处理的预混物通过四个圆筒区域转移到挤出装置中, 同时将 进料混合物加热至约 100℃至约 150℃ ( 约 212° F 至约 302° F) 的温度, 使得熔融的挤出 物料进入约 100℃至约 150℃ ( 约 212° F 至约 302° F) 的温度下的挤出模头。 在这样的一个实施方案中, 第一加热区域优选在约 50℃至约 90℃ ( 约 120° F 至 约 195° F) 的温度下操作, 第二加热区域在约 70℃至约 100℃ ( 约 160° F 至约 212° F) 的温度下操作, 第三加热区域在约 80℃至约 120℃ ( 约 175° F 至约 250° F) 的温度下操 作, 并且第四加热区域在约 90℃至约 150℃ ( 约 195° F 至约 302° F) 的温度下操作。
     加热区域中的温度可使用合适的温度控制系统或者电加热控制, 所述温度控制系 统包括例如由 Clextral(Tampa, FL) 制造的 Mokon 温度控制系统。还可通过一个或多个与 所述区域连通的阀门将蒸汽引入一个或多个加热区域中以控制所述温度。 另一种选择是使 用由电阻或蒸汽加热的油 Mokon 组件。一些挤出机没有外部加热系统 ; 挤出机圆筒温度可 通过系统中产生的剪切达到 ; 较高的剪切将产生较高的温度。无加热系统的挤出机将有冷 却水运行在圆筒区域中 ; 这是为了控制由挤出机剪切产生的能量和温度。
     用于控制圆筒区域温度的装置可以是自动控制的。 一种此类的控制系统包括与可 编程的逻辑控制器 (PLC) 连通的合适的阀门 ( 例如螺线管操纵阀 )。
     挤出机圆筒中的压力不是严格限制很窄的。所述挤出物料通常经受至少约 400psi( 约 28 巴 ) 的压力, 并且在最后两个加热区域中的压力一般为约 1000psi 至约 3000psi( 约 70 巴至约 210 巴 )。 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、 模头流通面积、 水向圆筒的进料速率、 以及圆筒内熔融物料的粘度。
     圆筒中的加热区域可以用对其中混合物的作用的术语描述。例如, 主要目的是将 混合物沿圆筒纵向传送、 混合混合物、 压缩混合物、 或者为蛋白质提供剪切的区域一般分别 被称为传送区域、 混合区域、 压缩区域、 和剪切区域。 应当理解, 可在一个区域中进行一种以 上的作用 ; 例如, 可以有 “剪切 / 压缩” 区域或者 “混合 / 剪切” 区域。在各个区域中对所述 混合物的作用一般由所述区域中的各种调节决定, 所述条件包括例如区域的温度和区域中
     的螺杆轮廓。
     所述挤出机的特征在于其螺杆轮廓, 其至少部分由螺杆各个部分的长度与节距的 比率决定。长度 (L) 是指螺杆的长度, 而节距 (P) 是指螺杆的一圈螺纹 1 次全程旋转所需 的距离。在具有变化特性的包含多个螺杆部分的模数螺杆的情况下, L 可以指这样的一个 部分的长度, 而 P 是指螺杆的螺纹 1 次全程旋转所需的距离。当节距增加并且 L ∶ P 相应 地增加时, 混合、 压缩、 和 / 或剪切的强度一般增加。下表 2 中提供了本发明一个实施方案 的各个加热区域中双螺杆的 L ∶ P 比率。
     表2
     区域 传送 传送 传送 压缩 压缩 剪切 剪切 剪切
     L∶P 200/100 200/100 150/100 200/66 200/66 100/50 100/40 100/30( 反转 )流 双流 双流 双流 双流 双流 双流 单流 单流将水注入到挤出机圆筒内以将进料混合物水化并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。还可通过一个或多个注射喷嘴将水引入到挤出 机圆筒中。通常, 圆筒内的混合物包含按重量计约 15%至约 30%的水。通常控制引入到任 何圆筒区域的水的速率以促进具有期望特性的挤出物的产生。已观察到, 随着水被引入到 圆筒的速率降低, 挤出物的密度将会减小。通常, 每 kg 蛋白质有小于约 1kg 的水被引入到 圆筒中, 并且更通常每 kg 蛋白质有小于约 0.5kg 的水, 并且还更通常每 kg 蛋白质有小于约 0.25kg 的水被引入到圆筒中。一般来讲, 每 kg 蛋白质有约 0.1kg 至约 1kg 的水被引入到圆 筒中。
     再次参照图 1, 挤出装置 109 中熔融的挤出物料通过模头 ( 未示出 ) 被挤出以制备 挤出物, 其然后在烘干机 111 中干燥。
     挤出条件一般使得产生自挤出机圆筒的产品通常具有按湿基重量计约 15%至约 45%, 并且更通常按湿基重量计约 20%至约 40%的含水量。含水量来源于引入挤出机中的 混合物中存在的水, 在预处理期间所增加的水分和 / 或在加工期间注入挤出机圆筒中的任 何的水。
     在压力释放的时候, 熔融的挤出物料通过模头离开挤出机圆筒, 物料中存在的过热水闪蒸为蒸汽, 同时造成该材料膨胀 ( 即鼓起 )。 混合物离开挤出机时挤出物的膨胀程度 用挤出物横截面积与模头开口横截面积的比率表示, 其通常小于约 15 ∶ 1, 更通常小于约 10 ∶ 1, 并且还更通常小于约 5 ∶ 1。挤出物横截面积与模头开口横截面积的比率通常为 约 2 ∶ 1 至约 11 ∶ 1, 并且更通常约 2 ∶ 1 至约 10 ∶ 1。鼓起的材料将形成一定的形状, 其一般由模头的几何形状驱使形成挤出条。
     在离开模头后, 将挤出物团块 / 条切割以获得疏松材料中的合适特性。用于切割 挤出物的合适装置包括由 Wenger(Sabetha, KS) 和 Clextral(Tampa, FL) 制造的柔性刀具。
     用于干燥挤出物的烘干机 111 一般包括多个干燥区域, 其中空气温度可以变化。 一般来讲, 一个或多个所述区域中的空气温度将为约 135 ℃至约 185 ℃ ( 约 280° F 至约 370° F)。一个或多个所述区域中的空气温度通常为约 140℃至约 180℃ ( 约 290° F 至 约 360° F), 更通常约 155℃至 170℃ ( 约 310° F 至 340° F), 并且还更通常约 160℃至约 165℃ ( 约 320° F 至约 330° F)。 通常, 挤出物在烘干机内停留足够的时间以提供具有所期 望含水量的挤出物。该所期望的含水量可根据挤出物的预期应用而大范围变化, 并且通常 为按重量计约 2.5%至约 6.0%。 一般来讲, 将挤出物干燥至少约 5 分钟, 并且更一般至少约 10 分钟。合适的烘干机包括由 Wolverine Proctor &Schwartz(Merrimac, MA.)、 National Drying Machinery Co.(Philadelphia, PA)、 Wenger(Sabetha, KS)、 Clextral(Tampa, FL)、 以及 Buhler(St.Paul/Minneapolis, MN) 制造的那些。
     所述挤出物还可被粉碎以降低挤出物的平均粒度。合适的碾磨设备包括锤磨机, 如由 Hosokawa Micron Ltd.(England) 制造的 Mikro 锤磨机。
     定义和方法
     TNBS : 三硝基苯磺酸 (TNBS) 在控制条件下与蛋白质的伯胺反应以生成发色团, 该 发色团吸收 420nm 处的光。由 TNBS- 胺反应所产生的颜色的强度与氨基端基的总数成比 例, 并因此是样本水解度的指示。 此类测量程序例如由 Adler-Nissen 描述在 J.Agric.Food Chem., 第 27 卷 (6), 第 1256 页 (1979) 中。
     水解度 : 水解度百分数 (% ) 使用以下公式由 TNBS 值确定 : %水解度= ((TNBS 而值 885 是每 100kg 蛋 值 -24)/885)×100。值 24 是用于未水解样本的赖氨酰氨基的校正, 白质的氨基酸摩尔数。
     蛋 白 质 含 量: 可 使 用 A.O.C.S. 方 法 Bc4-91(1997)、 Aa 5-91(1997) 和 Ba 4d-90(1997) 的氮 - 氨 - 蛋白质改进的 Kjeldahl 法测定大豆材料样本的蛋白质含量。
     氮含量 : 样本的氮含量根据下式确定 : 氮 (% ) = 1400.67×[[( 标准酸的当量浓 度 )x( 用于样本的标准酸体积 (mL))]-[( 滴定 1mL 标准酸所需的标准碱体积减去滴定被带 入方法中并且蒸馏至 1mL 标准酸中的试剂空白所需的标准碱体积 (mL))x( 标准碱的当量浓 度 )]-[( 用于样本的标准碱体积 (mL))x( 标准碱的当量浓度 )]]/( 样本的毫克数 )。蛋白 质含量是大豆蛋白样本的氮含量的 6.25 倍。
     胶凝程度 : 用术语胶凝程度 (G) 表示的凝胶强度可通过以下步骤测定 : 制备要置 于倒置的截头圆锥体的容器中的浆液 ( 通常 200 克的浆液, 其具有 1 ∶ 5 的大豆蛋白来源 对水的重量比率 ), 将其置于符合规格的位置以测定从容器流出的浆液的量。 所述容器具有 大约 150mL(5 盎司 ) 的容量、 7cm 的高度、 6cm 的顶部内径和 4cm 的底部内径。大豆蛋白来 源的浆液样本可通过在合适的食物切割器中切割或者剁碎带有水的大豆蛋白来源而形成,所述食物切割器包括例如由 Hobart Corporation(Troy, OH) 制造的 HobartFood Cutter。 胶凝程度 G 指示在规定时间后保留在容器中的浆液的量。适于根据本发明使用的低粘度 / 低胶凝的大豆蛋白来源, 基于引入容器的 200 克样本并且在将容器置于符合规格的位置五 分钟之后, 通常显示出约 1 克至约 80 克的胶凝程度 ( 即在将容器置于符合规格的位置五分 钟之后, 约 1 克至约 80 克, 0.5%至约 40%的浆液保留在容器中 )。适于根据本发明使用的 高粘度 / 中等至高度胶凝的大豆蛋白来源, 根据与以上所述相同的基础, 通常显示出约 45 克至约 140 克的胶凝程度 ( 即在将容器置于符合规格的位置五分钟之后, 约 45 克至约 140 克, 22%至约 70%的浆液保留在容器中 )。包含低粘度 / 低胶凝来源和高粘度 / 高胶凝来 源的来源共混物基于相同的基础通常具有约 20 克至约 120 克的胶凝率。
     色值 : 使用色差计如 Hunterlab 色度计测定所述蛋白质挤出物的颜色强度以获得 L 色值、 A 色值、 以及 B 色值。
     含水量 : 如本文所用, 术语 “含水量” 是指材料中的水分量。大豆材料的含水量可 通过 A.O.C.S.( 美国石油化学家学会 ) 方法 Ba 2a-38(1997) 测定, 所述方法全文以引用 方式并入本文。含水量根据下式计算 : 含水量 (% ) = 100x[( 质量损失 ( 克 )/ 样本质量 ( 克 )]。 质地 : 为了测定质地, 使用具有 50kg 负载传感器的 Stable MicroSystems Model TA-XT2i。将要测试的样本置于反向挤出装置中并将其置于平台上。所述测试通过将探头 插入样本中至 68mm 的垂直距离而进行。样本的硬度通过使探头前进所需的力来测定。当 进行 3 压缩测试时, 使同一样本经历三次连续的测量。
     已详细描述了本发明, 显而易见的是在不脱离所附权利要求中所限定的本发明范 围的前提下更改和变型是可能的。
     实施例 提供了以下非限制性实施例以进一步说明本发明。
     实施例 1 : 包含全粒和杂粮组分的大豆蛋白块的制备
     制备具有大约 55%至 70 重量%蛋白质的大豆蛋白质挤出物。以下描述了所述进 料混合物。
     表 3A : 大豆 / 全粒和大豆 / 杂粮产品的配方 (55.0%蛋白质 )。
     表 3B : 大豆 / 全粒和大豆 / 杂粮产品的配方 (70.0%蛋白质 )。将各个进料混合物的成分混入成分共混机中直至均匀分布。 然后将干的进料混合 物转移至 Wenger Magnum TX52 挤出机并且使用以下条件加工。
     所制备的蛋白质挤出物具有以下特性。 表 4A : 挤出的 / 磨碎的大豆 / 全粒和大豆 / 杂粮产品 (55.0%蛋白质 ) 的组成。表 4B : 挤出的 / 磨碎的大豆 / 全粒和大豆 / 杂粮产品 (70.0%蛋白质 ) 的组成。
     表5: 大豆 / 全粒和大豆 / 杂粮松脆片 (55.0%蛋白质 ) 的物理特性。
     表6: 大豆 / 全粒和大豆 / 杂粮松脆片 (70.0%蛋白质 ) 的物理特性。
     表7 : 大豆 / 全粒和大豆 / 杂粮小吃 - 泡夫 ( 类似于泡夫 ) 或卷 (55.0%蛋白质 ) 的密度、 质地和粒度。
     表8: 大豆 / 全粒和大豆 / 杂粮小吃 -Cheetos 泡夫或卷 (70.0%蛋白质 ) 的密度、 质地和粒度。
     表9: 大豆 / 全粒和大豆 / 杂粮谷类早餐食物 (55.0%蛋白质 ) 的密度、 质地和粒度。
     表 10 : 大豆 / 全粒和大豆 / 杂粮谷类早餐食物 (70.0%蛋白质 ) 的密度、 质地和粒度。
     表 11 : 大豆 / 全粒和大豆 / 杂粮谷类早餐食物 (55.0%蛋白质 ) 的物理特性。大 豆 - 谷物枕形物。
     表 12 : 大豆 / 全粒和大豆 / 杂粮谷类早餐食物 (70.0%蛋白质 ) 的物理特性。大 豆 - 谷物枕形物。当介绍本发明或其优选实施方案的要素时, 冠词 “一个” 和 “所述” 旨在表示一个 或多个要素。术语 “包含” 、 “包括” 和 “具有” 旨在表示包容性并且表示除列出要素外还可 以有其它要素。
     根据以上内容, 将可以看到达到了本发明的若干个目标并且得到了其它的有利结 果。
     在不脱离本发明范围的条件下, 可对以上颗粒和方法进行各种更改, 这意味着可 将包含在上文描述中的和附图所示的所有内容理解为示例性的而非限定性的。
    

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1、10申请公布号CN101990403A43申请公布日20110323CN101990403ACN101990403A21申请号200880120299722申请日2008120311/95514020071212USA23J1/00200601A23J3/16200601A23J3/26200601A23L1/00200601A23L1/10200601A23L1/18200601A23P1/1420060171申请人索莱有限责任公司地址美国密苏里州72发明人PI亚库布AJ克莱因74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人孟慧岚李炳爱54发明名称包含全粒的蛋白质挤出物57摘要本发明。

2、涉及包含高浓度植物蛋白和全粒的食物物料以及它们制造的方法。更具体地讲,本发明涉及包含高浓度大豆蛋白和全粒的蛋白质挤出物、用于制造此类蛋白质挤出物的方法、以及作为食物成分的此类蛋白质挤出物的用途。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010061186PCT申请的申请数据PCT/US2008/0854112008120387PCT申请的公布数据WO2009/076136EN2009061851INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书23页附图1页CN101990403A1/1页21包含以无水为基础计至少50重量的植物蛋白、以无水为基础计约10重量至约4。

3、5重量的全粒组分的蛋白质挤出物,其中所述全粒组分包含麸皮、胚乳和胚芽,所述挤出物具有约002至约05G/CM3的密度。2权利要求1的蛋白质挤出物,其中所述植物蛋白包含大豆蛋白。3权利要求2的蛋白质挤出物,其中所述挤出物包含约15重量至约40重量的全粒组分。4权利要求2的蛋白质挤出物,其中所述全粒组分包含全米粉、全玉米粉、全麦面粉、全大麦面粉、全燕麦面粉、或者它们的组合。5权利要求2的蛋白质挤出物,所述挤出物包含至少60重量的大豆蛋白。6权利要求2的蛋白质挤出物,所述挤出物包含至少70重量的大豆蛋白。7权利要求2的蛋白质挤出物,所述挤出物具有约015至约025G/CM3的密度。8权利要求2的蛋白。

4、质挤出物,其中所述蛋白质挤出物包含约50重量至约75重量的未水解的大豆蛋白、约5重量至约15重量的水解的大豆蛋白、和约15重量至约40重量的全粒粉。9包含权利要求1的蛋白质挤出物的食物产品。10权利要求9的食物产品,其中所述食物产品为低密度小吃食物。11权利要求10的食物产品,其中所述低密度小吃食物为小吃泡夫或早餐谷类食物。12制备蛋白质挤出物的方法,所述方法包括在挤出机中混合植物蛋白、水和全粒组分以形成混合物,所述全粒组分包含麸皮、胚乳和胚芽;将所述挤出机中的混合物加压到至少约400PSI的压力以形成加压的混合物;将所述挤出机中的加压混合物加热到至少35的温度以形成加热的且加压的混合物;将所。

5、述加热的且加压的混合物通过挤出机模头挤出到压力降低的环境以使所述混合物膨胀并形成挤出物;将所述挤出物切成多个片;并且将所述片干燥至按所述蛋白质挤出物的重量计约1重量至约7重量的水含量,以形成具有约002G/CM3至约05G/CM3密度并且包含约50重量至约85重量蛋白质的蛋白质挤出物。13权利要求12的方法,其中所述植物蛋白包含大豆蛋白。14权利要求13的方法,其中所述蛋白质挤出物包含约15重量至约40重量的全粒组分。15权利要求13的方法,其中所述全粒组分包含全米粉、全玉米粉、全麦面粉、全大麦面粉、全燕麦面粉、或者它们的组合。16权利要求13的方法,其中所述蛋白质挤出物包含至少60重量的大豆。

6、蛋白。17权利要求13的方法,其中所述蛋白质挤出物包含至少70重量的大豆蛋白。18权利要求13的方法,其中所述干燥过的片具有015至025G/CM3的密度。19权利要求13的方法,其中所述蛋白质挤出物包含约50重量至约75重量的未水解的大豆蛋白、约5重量至约15重量的水解的大豆蛋白、和约15重量至约40重量的全粒粉。权利要求书CN101990403A1/23页3包含全粒的蛋白质挤出物发明领域0001本发明涉及包含高浓度植物蛋白和全粒的食物物料以及它们的制造方法。更具体地讲,本发明涉及包含高浓度植物蛋白和全粒的蛋白质挤出物、用于制造此类蛋白质挤出物的方法、以及作为食物成分的此类蛋白质挤出物的用途。

7、。0002发明背景0003质构化的蛋白质产品是本领域已知的,并且通常通过在蒸煮挤压机中将蛋白材料与水的混合物在机械压力下加热并且将所述混合物通过模头挤出来制备。在挤出后,挤出物一般膨胀以形成纤维状微孔结构,因为其进入了压力降低的介质通常是大气中。挤出物的膨胀通常由包含可溶性碳水化合物引起,其降低了所述混合物的凝胶强度。0004精面粉白面粉被用来制备各种各样流行的烘烤食品和小吃品。传统上由精面粉制成的产品具有均匀浅色的外观和光滑非粗质的质地。与之相比,用传统的全粒面粉制成的产品趋于具有更粗糙的、密度更大的质地和更暗的、更不一致的外观例如可见的麸皮微粒。当前存在的全粒面粉即全麦面粉可通过碾磨除了硬。

8、质小麦和红色硬质麦之外的清洁过的小麦以减小粒度并且产生光滑的质地来制备。在全麦面粉中,麦中除水分之外的天然组分的比例与麦粒相比保持不变。当生面团由全粒面粉、溴化的全麦面粉、或它们的组合制成时,食物产品被认为是100全麦的。在全麦产品中不使用精面粉。与精面粉相比,全粒面粉增加了营养值,因为其包括整个麦粒即包括麸皮、胚芽和胚乳,而不主要仅是胚乳。因此,与精面粉相比,全粒面粉的纤维、蛋白质、脂质、维生素、矿物质、和植物营养素包括酚类化合物和肌醇六磷酸的含量更高。此外,与全粒面粉相比,精面粉的卡路里和淀粉含量更高,而仅包含约五分之一的存在于全粒面粉中的饮食纤维。甚至是强化的精面粉其可以等于或超过麦粒中。

9、存在的含量包含添加的硫胺、核黄素、烟酸、叶酸和铁不包括如全粒面粉中所存在那么多的纤维、矿物质、脂质、和植物营养素。0005最近,健康业者已宣传全粒食物的有益效果。增加全粒消耗的重要性反映出政府USDA和FDA和健康组织专业机构WHO所示的推荐的改变。在HEALTHYPEOPLE2010REPORTNATIONALACADEMYPRESS,1999中,其推荐对于2,000卡路里的饮食,个人应当每周至少六天吃谷物产品,至少三天是全粒。美国心脏协会AMERICANHEARTASSOCIATION、美国糖尿病协会AMERICANDIABETESASSOCIATION和美国癌症协会AMERICANCAN。

10、CERSOCIETY也关于增加全粒的消耗做出了具体的推荐。0006发明概述0007在本发明各方面中的是包含高浓度植物蛋白和全粒的蛋白质挤出物。0008本发明的另一个方面是包含以无水为基础计至少50重量的植物蛋白、以无水为基础计约10重量至约45重量的全粒组分的蛋白质挤出物,并且其中所述全粒组分包含麸皮、胚乳和胚芽,所述挤出物具有约002至约05G/CM3的密度。0009本发明的另一个方面是制备蛋白质挤出物的方法,所述方法包括在挤出机中混合植物蛋白、水和全粒组分包含麸皮、胚乳和胚芽以形成混合物;将挤出机中的混合物加压到至少约400PSI的压力以形成加压的混合物;将挤出机中的加压混合物加热到至少说。

11、明书CN101990403A2/23页435的温度以形成加热的且加压的混合物;将所述加热的且加压的混合物通过挤出机模头挤出到压力降低的环境以使所述混合物膨胀并形成挤出物;将所述挤出物切成多个片;然后将所述片干燥至按所述蛋白质挤出物的重量计约1重量至约7重量的水含量,以形成具有约002G/CM3至约05G/CM3密度并且包含约50重量至约85重量蛋白质的蛋白质挤出物。0010其它的目标和特征将在下文中部分显现和部分指出。附图说明0011图1是用于制备本发明蛋白质挤出物的方法的示意流程图。0012发明详述0013根据本发明,已发现可使用挤出技术来制造包含高浓度蛋白质和全粒组分的质构化蛋白质产品,使。

12、其具有所需的密度、可接受的质地和可接受的稳定性。可将此类蛋白质挤出物加工成形为“块”也称为松脆片,如在RICEKRISPIES谷类食物中或者小丸以用作健康和营养棒、干棒小吃和即食谷类食物中的蛋白质成分或来源。作为另外一种选择,还可对所述蛋白质挤出物进行加工以用作饮料、健康和营养棒、乳品、以及烘烤的和乳化的/碎肉食物体系中的粘合剂、稳定剂、或者蛋白质来源。在某些实施方案中,可将所述蛋白质挤出物磨成细小颗粒即粉末以便能够掺入到饮料中。此类磨碎的颗粒通常具有约1M至约5M的粒度以便可悬浮在液体中。0014这些挤出物使用全粒组分来制备。这些全粒组分不如精面粉组分那样稳定。所述全粒组分比精面粉包含更多的。

13、纤维和脂肪。这些特性使得其难以制备具有期望的密度和质地特性的挤出物。较高的脂肪含量使得进料混合物更加难以移动通过挤出机并且可能造成模头堵塞、进料器堵塞并且影响挤出过程中干燥进料流的特性。此外,体系中较高的纤维可能需要输入更高的机械能和热能以制备具有所期望密度和质地的挤出物。0015用于制备蛋白质挤出物的本发明的方法一般包括以下步骤通过使进料混合物与水分接触形成预处理的进料混合物例如蛋白质来源和全粒组分,将预处理的进料混合物引入到挤出机圆筒中,在机械压力下加热预处理的进料混合物以形成熔融的挤出物料,然后将熔融的挤出物料通过模头挤出以产生蛋白质挤出物。0016全粒或杂粮组分0017由完整的、磨碎的。

14、、碎裂的或成薄片的谷物组成的全粒,其主要结构组分淀粉质胚乳、胚芽和麸皮以与在完整谷物中存在时相同的相对比例存在。全粒通常比磨细的谷物更昂贵,因为它们由于其较高的油含量而可以被更快地氧化。此类氧化使加工、贮藏和运输复杂化。0018在某些优选的实施方案中,所述全粒组分包括胚乳、麸皮和胚芽。胚芽是存在于麦粒中的胚体并且包括脂质、纤维、维生素、蛋白质、矿物质和植物营养素,如类黄酮。麸皮包括若干个细胞层,并且具有大量的脂质、纤维、维生素、蛋白质、矿物质和植物营养素,如类黄酮。所述全粒组分还包括胚乳并且在胚乳中含有糊粉层。该糊粉层包括脂质、纤维、维生素、蛋白质、矿物质和植物营养素,如类黄酮。糊粉层表现出许。

15、多与麸皮相同的特性,并因此通常与麸皮和胚芽在磨制过程中一起被移除。糊粉层包含蛋白质、维生素和植物营养素,如阿魏酸。虽然麸皮和胚芽按重量计仅构成麦粒的约18,但是它们占小麦营养值的约说明书CN101990403A3/23页575。0019在各种实施方案中,所述全粒组分可以是全粒粉末例如超细粉碎的全粒粉末,如超细粉碎的全粒面粉;由约100谷物制成的全粒面粉或者粉末。例如,所述谷物可选自小麦、高粱、蜀黍、黑小麦、二粒小麦、单粒小麦、斯佩耳特小麦、燕麦、玉米、裸麦、大麦、水稻、小米、荞麦、昆诺阿藜、苋、非洲稻、爆花用玉米、埃塞俄比亚画眉草、加那利种子、薏苡、野生稻、苦荞麦、它们的变体、以及它们的混合物。

16、。0020所述全粒组分还可与精面粉组分共混。优选地,所述全粒组分与精面粉组分均匀地共混。0021在一些实施方案中,所述全粒组分包含全米粉、全玉米粉、全麦面粉、全大麦面粉、全燕麦面粉、或者它们的组合。0022蛋白质0023含蛋白质的进料混合物通常包含至少一种蛋白质来源,并且具有按无水基重量计至少约25、30、40、50、60、70、80、90的总蛋白质浓度或者更多的蛋白质。包含在进料混合物中的蛋白质可包含自一种或多种合适的来源,包括例如植物蛋白原料。植物蛋白原料可得自粮食和谷物如小麦、玉米和大麦,以及蔬菜如豆类包括大豆和豌豆。在优选的实施方案中,大豆蛋白原料是蛋白质的来源。0024当大豆蛋白存在。

17、于所述蛋白质挤出物中时,所述大豆蛋白通常基于所述蛋白质挤出物的重量按无水基重量计以约50至约99的量存在。在某些情况下,所述大豆蛋白按无水基重量计以约50至约90的量存在于所述蛋白质挤出物中,而在其它情况下按无水基重量计以约55至约75的量存在。0025合适的大豆蛋白原料包括大豆薄片、大豆粉、大豆粗磨粉、大豆粗粉、大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、以及它们的混合物。这些大豆蛋白原料之间的主要差别是相对于全大豆的精细度。大豆粉一般具有小于约150M的粒度。大豆粗磨粉一般具有约150M至约1000M的粒度。大豆粗粉一般具有大于约1000M的粒度。大豆浓缩蛋白通常包含约65重量至小于90重量的大豆蛋白。大。

18、豆分离蛋白更高精制的大豆蛋白原料被加工,以包含至少90重量的大豆蛋白和少量的或者不含可溶性碳水化合物或纤维。0026所述进料混合物的总蛋白质含量可通过组合即共混以上所述的合适蛋白质来源而实现。在某些实施方案中,当使用大豆蛋白时,对于大豆分离蛋白优选的是选定一种或多种蛋白质来源包含在所述进料混合物中。例如,优选的进料混合物配方可包括两种或更多种大豆分离蛋白的共混物。其它合适的配方可包含与大豆分离蛋白组合的大豆浓缩蛋白。0027一般来讲,大豆蛋白来源、其它蛋白质来源、或来源的共混物的堆积密度为约020G/CM3至约050G/CM3,并且更典型为约024G/CM3至约044G/CM3。0028水解的。

19、和未水解的蛋白质的共混物0029在其中进料混合物包含多种大豆蛋白原料的某些实施方案中,期望大豆蛋白原料中的至少一种表现出低粘度和低胶凝性能。大豆分离蛋白的粘度和/或胶凝性能可通过本领域已知的多种方法改变。例如,大豆分离蛋白的粘度和/或胶凝性能可通过用酶将蛋白质部分水解来降低,其使蛋白质原料部分变性。以此方式处理的大豆蛋白原料通常以术语水解度描述,所述水解度可基于分子量分布、蛋白质尺寸和链长度、或者伴球蛋白或大说明书CN101990403A4/23页6豆球贮藏蛋白的分解来测定。如本文所用,术语样本的“水解度百分比”定义为所裂解的肽键占样本中肽键总数的百分比。样本中所裂解的肽键的比例可通过计算在控。

20、制条件下与样本中伯胺反应的三硝基苯磺酸TNBS的量来测定。0030根据本发明方法所使用的水解蛋白质材料通常显示出小于约160,更通常小于约115,并且还更通常约30至约70的TNBS值。0031足以用作本发明方法中低粘度/低胶凝材料的水解的大豆蛋白来源通常具有小于约15,优选小于约10,并且更优选约1至约5的水解度。在大豆分离蛋白的情况下,所述水解的大豆蛋白材料通常包含部分水解的大豆分离蛋白,其具有约1至约5的水解度。0032根据本发明的一些实施方案,低粘度/低胶凝来源优选与高粘度/高胶凝来源组合以形成共混物。高粘度/高胶凝来源的存在降低了所述共混物在挤出后过度膨胀的风险,为挤出物提供蜂窝结构。

21、,并且一般有助于共混物的稳定。可根据所需的挤出物特性,以各种比例将低粘度/低胶凝来源和高粘度/高胶凝来源组合。0033在一个优选的实施方案中,所述含蛋白质的进料混合物通常包含大豆分离蛋白的共混物,所述共混物包含每重量份的未水解的即一般为高粘度/高胶凝的大豆分离蛋白至少约3重量份的水解的即一般为低粘度/低胶凝的大豆分离蛋白,在其它实施方案中,每重量份的未水解的大豆分离蛋白至少约4重量份的水解的大豆分离蛋白,并且还是在其它实施方案中,每重量份的未水解的大豆分离蛋白至少约5重量份的水解的大豆分离蛋白。优选地,所述大豆分离蛋白共混物包含每重量份的未水解的大豆分离蛋白约3重量份至约8重量份的水解的大豆分。

22、离蛋白。更优选地,所述大豆分离蛋白共混物包含每重量份的未水解的大豆分离蛋白约5重量份至约8重量份的水解的大豆分离蛋白。0034在各种优选的实施方案中,所述蛋白质挤出物还具有与所述进料混合物所述相同的水解的大豆蛋白与未水解的大豆蛋白的比率。0035包含多种大豆分离蛋白其中一种是通过大豆分离蛋白的部分水解而产生的低粘度/低胶凝来源的共混物基于所述进料混合物或蛋白质挤出物的重量计通常包含按无水基重量计约40至约80的水解的大豆分离蛋白和按无水基重量计约1至约20的未水解的大豆分离蛋白。更典型地,此类混合物包含按无水基重量计约50至约75的水解的大豆分离蛋白和按无水基重量计约5至约15的未水解的大豆分。

23、离蛋白。0036适用作低粘度/低胶凝即部分水解的大豆蛋白材料的大豆分离蛋白来源包括得自SOLAE,LLCSTLOUIS,MO的XT219、313、670、710、8000、以及SOLESSTMH102,和得自ARCHERDANIELSMIDLANDDECATUR,IL的PROFAM931和PROFAM873。对于670、710和8000,水解度可以在约05至50的范围内。这些分离蛋白的每一种的分子量分布可通过尺寸排阻色谱法测定。0037适用作第二大豆分离蛋白的高粘度和/或中等的/高胶凝的大豆分离蛋白即未水解的来源包括得自SOLAE,LLCSTLOUIS,MO的248、620、500E、1500。

24、、EX33、ISP95、SOLESSTMG101、以及ALPHATM5800;得自ARCHERDANIELSMIDLANDDECATUR,IL的PROFAM981;以及得自SOLAE,LLCSTLOUIS,MO的SOLAE大豆分离蛋白。0038表1提供了上述某些商业的产品的分子量分布。ALPHATM5800是一种未水说明书CN101990403A5/23页7解的大豆浓缩蛋白,其具有按重量计78至845的大豆蛋白以无水为基础计、至少80的NSI氮溶指数、70至77的PH、024至031G/CM3的密度、和至少34MG/G蛋白质的异黄酮含量。0039表1在6M的盐酸胍中使用HPLCSEC高效液相色。

25、谱法尺寸排阻色谱法凝胶过滤所测定的SOLAE大豆蛋白产品的平均分子量。00400041膨胀助剂0042所述膨胀助剂为淀粉,如大米、木薯和小麦。其它的膨胀助剂是大豆纤维尤其是FIBRIM牌大豆纤维,其为80的全饮食纤维成分,得自SOLAE,LLC、磷酸二钙、和大豆卵磷脂粉末。可添加这些膨胀助剂以控制所述蛋白质挤出物的膨胀,改变最终产品中的微孔结构,并且帮助提高加工中进料混合物的流动性。在各种实施方案中,所述膨胀助剂被鉴定为有机的。0043碳水化合物0044含蛋白质的进料混合物还可以按重量计约0001至约30碳水化合物以无水为基础计的量包含一种或多种碳水化合物来源。存在于所述进料混合物中的碳水化合。

26、物可以是可溶性碳水化合物或不溶性碳水化合物。所述含蛋白质的进料混合物通常包含按重量计约10至约25的碳水化合物以无水为基础计,并且更通常按重量计约18至约22的碳水化合物以无水为基础计。在一些实施方案中,所述挤出物包含按重量计约10至约20的碳水化合物。在其它情况下,在所述进料混合物或蛋白质挤出物中有约1至约5重量或约1至约10重量的碳水化合物。适合的可溶性碳水化合物来源包括例如谷物、块茎和根,如大米例如米粉、小麦、玉米、大麦、马铃薯例如马铃薯原淀粉、以及木薯例如木薯原淀粉。不溶性碳水化合物如纤维无助于营养性的碳水化合物增加,但通过促进进料混合物的流动性和膨胀而有助于混合物的加工。所述进料混合。

27、物一般包含按重量计约0001至约5的纤维,并且更一般按重量计约1至约3的纤维。当挤出物料流过挤出圆筒至模头时,大豆纤维吸收水分。据信最适中浓度的大豆纤维对降低蛋白质分子的交联有效,因此防止从模头出来的煮过的挤出物料中凝胶强度过度增加。与蛋白质不同,大豆纤维还吸收水分,其在模头出口温度下压力释放之后易于释放出水分。所释放水分的急骤蒸发有助于挤出物的膨胀,即“鼓起”,并且产生本发明的低密度挤出物。所述挤出物还通常包含按重量计约0001至约5的纤维以无水为基础计,并且更通常按重说明书CN101990403A6/23页8量计约1至约3的纤维以无水为基础计。0045水0046一般来讲,水以约1至约7重量。

28、,或约2至约55重量的浓度存在于干燥过的挤出物中。水的量可根据所述挤出物所需的组成和物理特性例如碳水化合物含量和密度而变化。0047物理特性0048一般来讲,本发明的蛋白质挤出物具有约002G/CM3至约05G/CM3的密度。优选地,本发明的蛋白质挤出物具有约01至约04G/CM3或约015G/CM3至约035G/CM3的密度。在此类实施方案中,所述挤出物的密度可为约020G/CM3至约027G/CM3,约024G/CM3至约027G/CM3,约027G/CM3至约032G/CM3。在其它情况下,所述蛋白质挤出物为具有约002至约01G/CM3或约002至约005G/CM3的密度的泡夫。004。

29、9在各种实施方案中,使用大豆分离蛋白和木薯原淀粉帮助在挤出物中产生膨胀并且获得所需的产品密度。当大豆分离蛋白和木薯原淀粉在配方中时,在挤出蒸煮过程期间这些成分释放出所捕获的水;当水以蒸汽形式释放时收缩比最小化,在产品结构中形成大的腔室。由于较大的腔室尺寸,产品中腔室的浓度减小并且产品中空气的空间增加,因此影响到质地并且得到较低密度的产品。0050本发明的蛋白质挤出物的特征还在于具有至少约1000克的硬度。所述蛋白质挤出物通常具有约1000克至约50,000克,并且更通常约5,000克至约40,000克的硬度。在各种优选的实施方案中,所述硬度为约7,000克至约30,000克。所述挤出物的硬度一。

30、般通过将挤出物样本置于容器中并且用探头压碎样本来测定。记录下破坏样本所需的力;基于其尺寸或重量的压碎样本所需的力与产品硬度成比例。所述挤出物的硬度可使用TATXT2质构分析仪测定,其具有25KG的负载传感器,由STABLEMICROSYSTEMSLTDENGLAND制造。0051所述蛋白质挤出物还具有约5至9的脆度值。所述挤出物的脆度可使用TATXT2质构分析仪测定,其具有25KG的负载传感器,由STABLEMICROSYSTEMSLTDENGLAND制造。所述产品还可具有宽范围的颗粒饲料耐久性指数PDI值,所述值通常为接近约65至99,更优选约80至97。0052粒度0053所述蛋白质挤出物。

31、可显示出宽范围的粒度,并且其特征一般可以为椭圆形或圆形的块或小丸。以下用于表征本发明挤出物粒度的重量百分比基于“按原样”即含水分的提供。0054在某些实施方案中,所述挤出物的粒度使得按重量计约02至约70的颗粒被保留在4目的标准美国筛中,按重量计约30至约99的颗粒被保留在6目的标准美国筛中,按重量计约0至约2被保留在8目的标准美国筛中。0055还可将上述挤出物块磨碎以制备成粉末的大豆蛋白产品。此类粉末通常具有适合具体应用的粒度。在某些实施方案中,所述粉末具有小于约10M的平均粒度。更典型地,磨碎的挤出物的平均粒度小于约5M,并且还更典型地为约1M至约3M。0056颜色0057所述蛋白质挤出物。

32、的色泽强度可使用可可粉、焦糖、以及它们的混合物调节。增说明书CN101990403A7/23页9加可可粉和/或焦糖的量得到更暗的、颜色更强烈的挤出物。以可可粉的形式将可可添加到含蛋白质的进料混合物中。所述含蛋白质的进料混合物通常基于所述进料混合物的总重量计包含按重量计约1至约8的可可粉以无水为基础计。合适的可可粉来源是得自BLOOMERCHOCOLATECHICAGO,IL的COCOAPOWDER和得自ARCHERDANIELSMIDLANDDECATUR,IL的ADMCOCOA。0058在各种实施方案中,所述蛋白质挤出物的L色值大于50。在这些各种实施方案的一些中,所述蛋白质挤出物的A色值为。

33、25至4。在其它各种实施方案中,所述蛋白质挤出物的B色值为17至20。作为另外一种选择,在其它实施方案中,所述蛋白质挤出物的L色值小于35。0059食物产品0060本发明的挤出物适于掺入到多种食物产品中,所述食物产品包括例如压成块的精加工食品和即食谷类食物。此类挤出物一般可以是椭圆形的或圆形的,并且也可以是切碎的。粉末挤出物适于掺入到多种食物产品中,所述食物产品包括例如饮料、乳制品例如豆浆和酸奶、焙烤产品、肉制品、汤、以及肉汁。所述蛋白质挤出物可以如上所述的块或小丸、切碎的块或小丸、或者粉末的形式掺入到此类应用中。在掺入饮料中的挤出物的情况下,小于约5M的粒度是尤其期望的以防止在产品中尝到“砂。

34、砾”。0061在一些实施方案中,所述蛋白质挤出物是低密度小吃品的形式。此类产品的含量通常介于约25和约95之间。这些低密度小吃食物产品一般具有约002G/CM3至约07G/CM3,并且更通常约002G/CM3至约05G/CM3的密度。一般来讲,此类挤出物显示出松脆的、非纤维的食用质地。在某些实施方案中,所述产品具有约01G/CM3至约04G/CM3,约015G/CM3至约035G/CM3,约020G/CM3至约027G/CM3,约024G/CM3至约027G/CM3,或者约027G/CM3至约032G/CM3的密度。在其它情况下,所述产品具有约002至约01G/CM3或约002至约005G/C。

35、M3的密度。0062除了蛋白质之外,本发明的食物产品还可包含其它固体组分即填料,如碳水化合物或纤维。所述产品可以在约595至约7525范围内的填料对蛋白质比率包括填料。在某些实施方案中,大部分填料是淀粉。合适的淀粉包括米粉、马铃薯、木薯、以及它们的混合物。0063本发明的低密度食物产品通常以按蛋白质、填料和水的重量计介于约1和约7之间的浓度,并且更通常以按蛋白质、填料和水的重量计介于约3和约5之间的浓度包含水。0064肉0065在各种实施方案中,本发明的蛋白质挤出物用于乳化肉中以为乳化肉提供结构,提供结实的咬感和多肉的质地。所述蛋白质挤出物通过易吸收水还降低了乳化肉的蒸煮水分损失,并且防止肉中。

36、的脂肪“去脂化”,因此所煮出的肉是多汁的。0066用于与本发明的蛋白质挤出物组合以形成肉糜的肉原料优选为用于形成香肠、法兰克福香肠、或其它肉产品其通过将肉原料填入肠衣中而形成的肉,或者可以是用于碎肉应用如牛肉饼、肉馅包和肉末产品的肉。与所述蛋白质挤出物联合使用的尤其优选的肉原料包括来自鸡肉、牛肉和猪肉的机械去骨肉;猪肉修剪碎块;牛肉修剪碎块;以及猪背油。说明书CN101990403A8/23页100067所述磨碎的蛋白质挤出物通常以按重量计约01至约4,更通常按重量计约01至约3,并且还更通常按重量计约1至约3的量存在于所述肉糜中。0068所述肉原料通常以按重量计约40至约95,更通常按重量计。

37、约50至约90,并且还更通常按重量计约60至约85的量存在于所述肉糜中。0069所述肉糜还包含水,所述水通常以按重量计约0至约25,更通常按重量计约0至约20,甚至更通常按重量计约0至约15,并且还更通常按重量计约0至约10的量存在。0070所述肉糜还可包含其它成分,所述其它成分向肉糜提供防腐、调味、或着色特性。例如,所述肉糜可包含按重量计通常约1至约4的盐、按重量计通常约01至约3的香料、和按重量计通常约0001至约05的防腐剂,如硝酸盐。0071饮料0072本发明的蛋白质挤出物可用于饮料应用中,其包括例如酸性饮料。所述磨碎的蛋白质挤出物通常以按重量计约05至约35的量存在于饮料中。其中掺有。

38、蛋白质挤出物的饮料通常包含按重量计约70至约90的水,并且可以按重量计最多约20的量包含糖例如果糖和蔗糖。0073挤出方法0074挤出蒸煮装置已被长期用于多种可食用产品和其它产品如人和动物的食物的制造中。一般来讲,这些类型的挤出机包括细长的圆筒连同其中的一个或多个内部螺旋行进的可沿轴旋转的挤出螺杆。挤出机圆筒的出口装有开孔的挤出模头。在使用中,将要加工的原料进入并通过挤出机圆筒,然后经受程度渐增的温度、压力和剪切。当原料从挤出机模头露出时,其被完全煮熟并且成型,然后通常可使用旋转刀组合件被细分。此类型的常规挤出机描述于例如美国专利4,763,569、4,118,164和3,117,006中,该。

39、专利以引用方式并入本文。作为另外一种选择,可将质构化的蛋白质产品切成用作食物成分的较小的挤出物如“块”或粉末。0075现在参见图1,其示出了本发明方法的一个实施方案。所述方法包括将含蛋白质的进料混合物配方的具体成分引入混合槽101即成分共混机中以将所述成分混合并且形成蛋白质进料预混物。然后将预混物转移至料斗103中,其中容纳预混物以通过螺杆式喂料机105喂送到预处理器107以形成处理的进料混合物。然后将处理的进料混合物喂送到挤出装置即挤出机109,其中所述进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熔融挤出物料。所述熔融的挤出物料通过挤出模头离开挤出机。0076在预处理器107中,将微。

40、粒固体成分混合物即蛋白质进料预混物预热,与水分接触,然后保持在受控温度和压力条件下,以使水分渗透并且软化单个颗粒。预处理步骤增加粒状进料混合物的堆积密度并改善其流动特性。预处理器107包括一个或多个桨叶以促进进料混合物均匀混合,并且促使进料混合物转移通过预处理器。桨叶的构型和转速可广泛变化,这取决于预处理器的容量、挤出机的通量和/或进料混合物在预处理器或挤出机圆筒中所需的停留时间。一般来讲,桨叶的速度为约200至约500转/分钟RPM。0077通常在引入挤出装置109之前,通过在至少约45110F的温度下,使预混物与水分即蒸汽和/或水接触,将含蛋白质的进料混合物预处理。更典型地,在加热之前,通。

41、过在约45110F至约85185F的温度下使预混物与水分接触来将进料混合说明书CN101990403A9/23页11物预处理。还更典型地,在加热之前,通过在约45110F至约70160F的温度下使预混物与水分接触来将进料混合物预处理。已观察到,预处理器中较高的温度可促使淀粉糊化,继而其可能导致结块,其可能阻碍进料混合物从预处理器流至挤出机圆筒。0078根据处理器的速度和尺寸,通常将预混物处理约1至约6分钟。更典型地,将预混物处理约2分钟至约5分钟,最典型约3分钟。将预混物与蒸汽和/或水接触并且在预处理器107中于一般恒定的蒸汽流下加热以达到期望的温度。在引入到其中蛋白质被质构化的挤出机圆筒中之。

42、前,用水和/或蒸汽处理即水化进料混合物,增加其密度,并有利于干混物的流动性而无干扰。在某些实施方案中,使进料混合物预混物与水和蒸汽两者接触以制备处理的进料混合物。例如,到目前为止的经验建议,添加水和蒸汽两者以增加干混物的密度可能是优选的,因为蒸汽包含水分以水化干混物并且还提供热量,其促进干混物的水化和蒸煮。0079处理的预混物可包含按重量计约5至约25的水。优选地,处理的预混物包含按重量计约5至约15的水。处理的预混物通常具有约025G/CM3至约06G/CM3的堆积密度。一般来讲,当预处理的进料混合物的堆积密度在该范围内增加时,所述进料混合物更容易传送并进一步加工。目前据信这是由于此类混合物。

43、占据挤出机螺杆之间的所有空间或大部分空间,从而有利于输送挤出物料通过圆筒。0080一般以约10千克KG/MIN20LB/MIN的速率将处理的预混物引入挤出装置109中。在各种实施方案的一些中,以约2至约10KG/MIN约5至约20LB/MIN,更典型约5至约10KG/MIN约10至约20LB/MIN,并且还更典型约6至约8KG/MIN约12至约18LB/MIN的速率将处理的预混物引入到圆筒中。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。挤出机圆筒中挤出物料的停留时间通常小于约60秒,更通常小于约30秒,并且还更通常约15秒至约30秒。0081挤出物料通常以约75KG。

44、/MIN至约40KG/MIN约17LB/MIN至约85LB/MIN的速率通过圆筒。更典型地,挤出物料以约75KG/MIN至约30KG/MIN约17LB/MIN至约65LB/MIN的速率通过圆筒。还更典型地,挤出物料以约75KG/MIN至约22KG/MIN约17LB/MIN至约50LB/MIN的速率通过圆筒。甚至更典型地,挤出物料以75KG/MIN至约15KG/MIN约17LB/MIN至约35LB/MIN的速率通过圆筒。通过挤出机的物料的量通常将由挤出机的尺寸和构型决定。0082各种挤出装置适于由包含本领域熟知的植物蛋白的进料原料形成熔融的挤出物料。用于研究的挤出机是双圆筒的双螺杆挤出机由WEN。

45、GERSABETHA,KS制造具有1351的L/D比率和四个加热区域的WENGERMODELTX52;由CLEXTRALTAMPA,FL制造具有1351的L/D比率和四个加热区域的CLEXTRALMODELBC72;以及由CLEXTRALTAMPA,FL制造具有1951的L/D比率和五个加热区域的CLEXTRALMODELEVOLUM68。0083所述挤出机的长度和直径的比率L/D比率一般决定加工所述混合物所必需的挤出机长度并且影响所述混合物在其中的停留时间。所述L/D比率一般大于约101,大于约151,大于约201,或者甚至大于约251。0084挤出机的一个或多个螺杆的速度可随具体的装置而变。

46、化。然而,螺杆转速通常为约250至约1200RPM,更通常约260至约800RPM,并且还更通常约270至约500RPM。一般来说明书CN101990403A10/23页12讲,随着螺杆速度增加,挤出物的密度减小。0085挤出装置109一般包括多个圆筒区域,进料混合物在通过挤出模头离开挤出装置109之前在机械压力下传送通过所述圆筒区域。各个连续的圆筒区域中的温度一般超过之前加热区域的温度,其介于约10和约70之间介于约15F和约125F之间,更通常为介于约10和约50之间介于约15F和约90F之间,并且更通常介于约10和约30之间介于约15F和约55F之间。0086例如,最后的圆筒区域中的温度。

47、为约90至约150约195F至约300F,更典型约100至约150约212F至约300F,并且还更典型约100至约130约210F至约270F。紧邻最后圆筒区域的区域中的温度为例如约80至约120约175F至约250F或约90至约110约195F至约230F。在一些实施方案中,紧邻最后圆筒区域的区域之前紧挨着的圆筒区域中的温度为约70至约100约160F至约210F,并且优选约80至约90约175F至约195F。与最后的加热区域间隔两个加热区域的圆筒区域中的温度通常为约50至约90约120F至约195F,并且更通常约60至约80约140F至约175F。0087所述挤出装置通常包含至少约三个圆筒。

48、区域,并且更通常至少约四个圆筒区域。在一个优选的实施方案中,将处理的预混物通过四个圆筒区域转移到挤出装置中,同时将进料混合物加热至约100至约150约212F至约302F的温度,使得熔融的挤出物料进入约100至约150约212F至约302F的温度下的挤出模头。0088在这样的一个实施方案中,第一加热区域优选在约50至约90约120F至约195F的温度下操作,第二加热区域在约70至约100约160F至约212F的温度下操作,第三加热区域在约80至约120约175F至约250F的温度下操作,并且第四加热区域在约90至约150约195F至约302F的温度下操作。0089加热区域中的温度可使用合适的温。

49、度控制系统或者电加热控制,所述温度控制系统包括例如由CLEXTRALTAMPA,FL制造的MOKON温度控制系统。还可通过一个或多个与所述区域连通的阀门将蒸汽引入一个或多个加热区域中以控制所述温度。另一种选择是使用由电阻或蒸汽加热的油MOKON组件。一些挤出机没有外部加热系统;挤出机圆筒温度可通过系统中产生的剪切达到;较高的剪切将产生较高的温度。无加热系统的挤出机将有冷却水运行在圆筒区域中;这是为了控制由挤出机剪切产生的能量和温度。0090用于控制圆筒区域温度的装置可以是自动控制的。一种此类的控制系统包括与可编程的逻辑控制器PLC连通的合适的阀门例如螺线管操纵阀。0091挤出机圆筒中的压力不是严格限制很窄的。所述挤出物料通常经受至少约400PSI约28巴的压力,并且在最后两个加热区域中。

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