CN105792662B - 源自动物肌肉组织或机械剔骨肉的功能蛋白质及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

制备用于添加到生肉中的蛋白质制品的方法，其中蛋白质制品的来源为动物肌肉或机械剔骨肉。将动物肌肉组织与水混合并均质化。将匀浆中的蛋白质溶解。将溶解的匀浆加热到根据已知标准的巴氏杀菌和/或灭菌所需的温度。然后，将匀浆调节到使蛋白质沉淀的值。沉淀物不含细菌和毒素，并且可以用作肉或被添加到生肉中以作为未烹制的肉而交付给消费者。

Description

源自动物肌肉组织或机械剔骨肉的功能蛋白质及其制备方法
相关申请的引用
本申请要求Kelleher和Frost的于2013年10月4日提交的标题为“ProteinDerived From Animal Muscle Tissue Or Mechanically Deboned Meat And Method ForMaking The Same Using Food Preservation Methods”的第61/886,889号美国临时申请以及Kelleher和Frost的于2014年10月4日提交的标题为“Functional Protein Derivedfrom Animal Muscle Tissue or Mechanically Deboned Meat and Method for Makingthe Same”的第14/506,615号美国申请的权益。上述申请的全部教导援引加入本文。
技术领域
本发明一般涉及用于掺入生食中的源自动物肌肉组织的蛋白质组合物，更具体地提供了具有降低的被各种微生物污染的风险的蛋白质组合物。
背景技术
多年来，研究已经涉及将蛋白质从动物肌肉组织分离以及将此类分离的蛋白质向各种食品应用以与不含此类蛋白质的烹制食品相比实现改善的功能性。例如，当这些现有技术蛋白质中的某些蛋白质已经被喷射到待通过油煎而烹制的食品上时，经烹制的食品与不包含此类蛋白质的食品相比具有降低的脂肪含量。在其它应用中，(如通过注射)添加有此类现有技术蛋白质的烹制食品与未处理的烹制食品相比保留更多的水分。
食品安全是当今现代食品加工厂的重要关注点，并且始终寻求减少细菌或病原体总数的方法。对于一些食品，选择巴氏杀菌法作为食品保藏方法；对于其它，则选择灭菌。在许多国家如澳大利亚，肉制品进口入国家需要在此类制品可以被进口入该国家之前将肉制品经巴氏杀菌或灭菌。可以确保肉制品的巴氏杀菌或灭菌而不降低肉的功能性的操作会是最为期望的。此外，可以利用在病原体方面潜在且固有地高的原料(例如机械剔骨肉)的操作可以提供显著的经济优势。现有技术蛋白质分离方法包括将动物肌肉组织在水中混合、溶解该混合物并随后从该混合物沉淀出蛋白质的步骤。
当完成收集时，一些动物肌肉组织仍附着于骨骼。此类附着的动物肌肉组织是潜在地商业上可用的用于获得蛋白质的动物肌肉组织。“剔骨”是用于从骨骼回收此类剩余的动物肌肉组织的有效方法。在剔骨期间，通过从骨骼刮削、剔除或压榨所附着的动物肌肉组织而使动物肌肉组织与骨骼分离。剔骨制品被称为“机械剔骨肉”或“机械分离肉”。尽管此类方法理论上可以提供用于分离蛋白质的动物肌肉组织的经济的来源，但商业剔骨通常检验到在细菌方面是高的和/或在包括沙门氏菌在内的食源性病原体方面是阳性的。由于这些细菌的固有风险，因此许多食品加工者要求包括机械剔骨肉在内的任何制品或者甚至从机械剔骨肉获得的蛋白质出于健康原因而被完全烹熟以供人食用，并且不以生的状态销售。具体地，食品加工公司必须将“即食”制品加热到至少160°F的内部温度以实现6.5-log10至7.0-log10的致死率。这种要求主要通过强加大量的制造成本以及通过制备“全熟”且在烹饪期间损失水分的肉制品而限制了机械剔骨肉的应用。
亟需从动物肉或机械剔骨肉获得蛋白质的方法，由此蛋白质制品可以被单独食用或被添加至生肉中，从而使得成品在不烹制该生肉的情况下满足或超过对细菌和毒素含量的政府标准和商业标准，并且在消费者烹制该成品之前保留水分。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供可以从动物肌肉或机械剔骨肉获得的可以被单独食用或被添加至肉中以使成品满足或超过政府规定和商业规定的蛋白质制品的方法，以及相应的蛋白质制品。
本发明的另一目的是提供可以将从动物肌肉组织或机械剔骨肉获得的蛋白质制品添加至生肉中以获得成品而无需烹制所述成品的方法，以及相应的蛋白质制品。
本发明的又一目的是提供从动物肌肉组织或机械剔骨肉获得的可以被添加至生肉而无需烹制且同时保持生肉的功能性的蛋白质制品。
根据本发明的一方面，制备应用于生肉的来自从生肉或机械剔骨肉获得的动物肌肉组织的经巴氏杀菌或灭菌的蛋白质制品的方法包括将生肉的动物肌肉组织或机械剔骨动物肌肉组织和水均质化。在调节匀浆的pH以溶解蛋白质之后，所述方法将匀浆的温度升高至巴氏杀菌或灭菌所需的内部温度并持续至少所需的时间。然后，将匀浆冷却至中间温度，由此从匀浆沉淀出蛋白质。然后将沉淀物的含湿量调节至期望的值。由于沉淀的蛋白质已经被巴氏杀菌或灭菌，因此无需烹制包含沉淀的蛋白质的肉制品，并且这样的蛋白质制品会满足或超过进口国所建立的细菌标准。
根据本发明的另一方面，通过将动物肌肉组织和水混合并均质化来获得制备应用于生肉的来自从动物肉获得的动物肌肉组织的经巴氏杀菌或灭菌的蛋白质制品的方法。在调节匀浆的pH以溶解蛋白质之后，所述方法将经pH调节的匀浆的温度升高至巴氏杀菌或灭菌所需的内部温度。然后，将所述匀浆冷却至中间温度，由此通过将经冷却的匀浆的pH调节至等电范围来从所述经冷却的匀浆沉淀出所述蛋白质。然后，所述方法将沉淀物脱水至期望的含湿量。
附图简述
随附的权利要求特别指出并明确要求保护本发明的主题。从对以下详细描述的阅读并结合附图，本发明的各种目标、优势和新特征将会更加充分地显而易见，所述附图是描述了实施本发明的方法的流程图。
示例性实施方案描述
在图中示出用于源自生肉或机械剔骨肉的蛋白质制品的巴氏杀菌或灭菌方法10。方法10使得动物肌肉组织或机械剔骨肉能够起到应用于生肉的蛋白质源的作用，以使成品在无需烹制的情况下满足或超过对各种细菌或毒素含量的标准。即，此类蛋白质可以被“原样”使用(例如，作为汉堡包、热狗填料或香肠填料)、被添加至未烹制的肉(例如家禽肉)、被用作腌泡汁(marinade)、或者被喷雾干燥成蛋白质粉末，由此使得能够销售供人食用的经巴氏杀菌/灭菌的蛋白质。巴氏杀菌步骤消除了肉制品的令人担忧的细菌性病原体例如家禽肉中的沙门氏菌，而灭菌产生了具有消除细菌孢子以及植物致病菌的额外安全性的成品。因此，如果某国家的食品加工者可以按照该国的政府规定和商业规定提供生肉，则食品加工者可以进口经巴氏杀菌或灭菌的蛋白质制品而不用担心生肉和蛋白质制品的组合会影响混合的肉和蛋白质制品的品质。
如图所示，食品巴氏杀菌/灭菌方法10利用步骤12来将动物肌肉(肉)或机械剔骨肉以及冷水混合。可以在本发明的步骤中使用的肉的类型包括牛肉、家禽肉、鱼肉或来自动物的其它肌肉组织。步骤12包括将机械剔骨肉与水以以下比例混合：肉与水的份数比为约1:9至约1:4。可以在对肉剔骨之后即刻添加水，或可以在对肉剔骨之后某一时刻添加水。冷水的温度为略高于冰点至低于室温的点。例如，冷水的温度为约34oF至约45oF，并且在一个实施方案中，冷水的温度为37oF至约40oF。步骤12产生水和剔骨肉的冷却混合物。或者，步骤12可以利用冷的自来水，或可以是任选的。
在步骤14中，随后将该冷却的混合物均质化。均质化是指混合物中的颗粒变得均匀或被均匀地分散的过程。在本发明的情况下，步骤14使剔骨肉和冷水均质化，以使该肉均匀地存在于整个液体溶液中(即，“匀浆”)。可以使用任何可商购的设备如食品切碎机或切削机/分散机来进行均质化。可以用于将冰冷的混合物均质化的此类机器的实例包括STEPHANMICROCUT切割和分散系统(Hamelin,Germany)、KARL SCHNELL混合器(New London,WI)或WARING Model WSB浸入式搅拌器。实现均匀的匀浆所需的时间长度取决于冷却的混合物的量、设备上电动机的类型以及所使用的机械的能力。在一个实施方案中，可以在约30秒至约15分钟(例如40秒至约2分钟)的时间内进行均质化。在一方面，向剔骨肉添加冷水和均质化可以同时发生，或者在所述步骤之间可有重叠(例如，在开启切碎机之后可以逐渐地添加一部分冷水)。在均质化步骤期间，确信蛋白质的有效表面积增加，以使其在接下来的步骤(步骤16)中更好、更有效地溶解。
在步骤16中，将来自步骤14的蛋白质匀浆溶解。可以通过添加生物相容的酸来产生溶解性。如本文所用，“溶解的蛋白质”是指在液体中溶解的蛋白质。在一个实施方案中，以足够的量和浓度添加酸以使蛋白质溶化(dissolve)或溶解(solubilize)而不使蛋白质变性。可用于本发明的生物相容的酸的实例包括柠檬酸、磷酸、抗坏血酸或盐酸。先前已知的或以后开发的其它酸可以用于本发明的步骤，只要它们在本文所述的条件下溶解蛋白质并且是生物相容的即可。生物相容的酸的浓度会取决于所用的特定酸以及组成(例如，液体或粉末的酸形式)，但其范围为约0.5M至约3M(例如，约1M至约2M)(摩尔浓度)或为约0.2％至约90％w/w％(近似的浓度(strength))。例如，在柠檬酸的情况下，约2M(例如约0.5M至约3M)的浓度可以用于溶解蛋白质，并且在盐酸的情况下，1M(例如0.2M至约2M)的浓度可以用于溶解蛋白质。对于磷酸，可以使用85％的浓度。在柠檬酸和磷酸的情况下，可以使用约0.3重量％至约1重量％，并且对于盐酸，约0.2重量％至约0.5重量％的范围可以用于本发明的步骤。当将抗坏血酸用于本发明的方法时，可以使用其粉末/结晶形式，在该情况中，可以直接向匀浆添加抗坏血酸粉末。生物相容的酸及其浓度的选择应当是不使匀浆中的蛋白质变性的选择。在步骤16中，生物相容的酸调节匀浆的pH以获得范围等于约2.5至约4.2或在其之间的所得的pH(例如，约2.5、2.6、2.7、2,8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1和4.2)。当获得该范围的pH时，可以进行接下来的步骤，即步骤18。
步骤18将具有溶解的蛋白质的经pH调节的匀浆加热至内部温度并持续指定的时间，其满足或超过限定巴氏杀菌或灭菌所需的温度和时间的政府规定和商业规定。例如，下表是用于对牛肉、家禽肉或鱼肉巴氏杀菌的当前的政府方针。使用巴氏杀菌方法获得对人类食用为安全的肉随着肉的类型、温度以及期望的沙门氏菌的致死率/减少而改变。一般而言，沙门氏菌是一种更难以降低至安全水平的细菌，并且被用作用于确定肉的人类食用的安全性的基准。通常，如果巴氏杀菌/灭菌步骤基于log10量度能够将沙门氏菌减少至少约6.5(例如，或约7)，则也认为减少了其它的有害细菌(不包括通过灭菌而减少的有害孢子)。
Figure BDA0001008738600000051
Figure BDA0001008738600000061
Figure BDA0001008738600000071
如从表1可见，巴氏杀菌温度为约130oF至约160oF，并且时间为约0秒至约121分钟，以使6.5log10(例如，或约7log10)的沙门氏菌细菌被减少至可接受的水平。在一个实施方案中，仅通过加热食品直至内部温度升高到至少160°F(72℃)来实现巴氏杀菌。一旦达到这种160oF的内部温度，则细菌死亡而不涉及时间(即，0秒)。在一方面，表1指出这些温度和时间用于牛肉，然而在食品工业，这些温度和时间用于本文描述的其它肉类型。一般而言，如果当烹制牛肉时沙门氏菌处于安全水平，则烹制其它类型的肉也在安全水平，因为这种牛肉表在这些标准中是较高的。根据一个灭菌标准，食品必须被加热到至少250°F(121℃)，并在该温度下保持10分钟。步骤18产生本文称为“经加热的匀浆”或“经巴氏杀菌/灭菌的匀浆”的组合物。
然后，在判定框18A中，可以任选地加工经加热的匀浆以将蛋白质与脂质/脂肪分离。若需要，可以通过使用离心进行脂质分离(步骤18B)。若进行离心的话，在一方面，在约3200RPM至约5000RPM的范围内发生离心约1分钟至约10分钟(例如，约2分钟至约5分钟)，或者在其中经加热的匀浆连续流遍包括离心在内的系统的连续操作期间发生离心。在离心期间，将经加热的匀浆分离以形成富含蛋白质的水相以及脂质相。去除脂质相以留下富含蛋白质的溶液。可以用于步骤18B的离心机包括来自Alfa Laval(Lund,Sweden)的圆盘式离心机。
在步骤18将温度升高至巴氏杀菌或灭菌温度并持续指定的时间之后，步骤20(如果有的话)将经巴氏杀菌/灭菌的匀浆冷却至中间温度。将经巴氏杀菌/灭菌的匀浆的温度降低到冰点至室温的范围。在一个实施方案中，步骤20的温度被降低到等于约34oF至约45oF或在其之间的范围(等于约1℃至约4℃或在其之间)。在一方面，降低经巴氏杀菌/灭菌的匀浆的温度的时间会根据所用的设备、经巴氏杀菌/灭菌的匀浆的体积和密度而变化。一旦经巴氏杀菌/灭菌的匀浆的温度被均匀地降低至期望的范围，则获得冷却的经巴氏杀菌/灭菌的匀浆并且准备用于接下来的步骤。
用于加热和/或冷却的装置在本领域是已知的，并且是可商购的。步骤18(即，巴氏杀菌/灭菌步骤)可以由可传递实现本文所述的用于巴氏杀菌和/或灭菌的条件所需的热量的任何装置来进行。此类装置的实例包括热交换器，包括降膜热交换器和管式热交换器。热交换器能够传递热量以及将肉冷却，并且如果用于本发明，则其可以用于步骤18和20二者。在未使用热交换器的一个实施方案中，加热器/烤箱或其它装置可以用于辐射热以完成步骤18，并且冰箱或其它类似的装置可以用于冷却匀浆。加热器的实例为CommercialCooking Appliance Model KR-S2加热板。
一旦获得冷却的经巴氏杀菌/灭菌的匀浆，则可以从溶液沉淀出蛋白质。在一个实施方案中，通过将经冷却的匀浆的pH调节至所涉及的肉的等电范围内，从而在步骤22发生沉淀。一般而言，肉的等电范围是约4.2至约6.4的pH(例如，约4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5,0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3和6.4的pH)。例如，等电范围可以取决于诸如盐、蛋白质类型、蛋白质电荷、构成蛋白质的氨基酸、以及其中蛋白质所属的溶液的离子浓度的条件。将pH调节至前述等电范围可以通过向冷却的经巴氏杀菌/灭菌的匀浆添加碱溶液来进行。任何生物相容的碱可以用于将pH调节至这些范围。此类碱的实例包括碳酸钠或碳酸氢钠。在一个实施方案中，碳酸钠可以以约0.7％至约10％溶液的浓度使用，并且碳酸氢钠可以以约0.5％至约10％(例如，约5％至6％)溶液的浓度使用。用于将冷却的经巴氏杀菌/灭菌的匀浆缓冲至期望的pH的碱的体积和浓度会取决于溶液的起始pH以及达到适当pH的溶液的体积。
从冷却的经巴氏杀菌/灭菌的匀浆沉淀出蛋白质的另一方式是添加盐。可用于从溶液沉淀出蛋白质的盐的实例包括氯化钠(NaCl)和氯化钾(KCl)。NaCl或KCl的浓度为约3.5重量％至约8重量％。步骤22产生具有已经巴氏杀菌/灭菌的蛋白质沉淀物的混合物(在下文称为“蛋白质沉淀物混合物”)。
进行的接下来的步骤取决于所期望的最终制品。最终肉制品可以是磨碎(例如，汉堡包/香肠/热狗)类型的最终制品、蛋白质腌泡汁或蛋白质粉。例如，如果诸如腌泡汁的特定最终制品并不需要真空滚揉(vacuumtumbling)，则判定框22A将控制传输至步骤24以使蛋白质沉淀物脱水。在该步骤中，通过使用粗滤器(strainer)、沉降式离心机或过滤器(filtration)来从蛋白质沉淀物去除水。去除的水的量可以再次基于期望的最终制品而变化。然后，步骤24使沉淀物脱水至期望的含湿量。在一个实施方案中，在脱水后的蛋白质沉淀物混合物的含湿量可以为约90％至99％。所得的蛋白质是具有汉堡包/香肠填充物质地的蛋白质(也称为“脱水的沉淀物”)。
如果蛋白质粉是期望的，则可以决定将脱水的沉淀物喷雾干燥，使得判定框25将控制传输至步骤26。喷雾干燥可以通过可商购的设备如30英寸Bowen喷雾干燥机构、机器或GEA Niro食品喷雾干燥器(
Figure BDA0001008738600000091
Denmark)来进行。可以采用预处理步骤来防止蛋白质在喷雾干燥过程中变性，并且预处理步骤包括例如向脱水的沉淀物添加碳酸氢钠至pH等于约6.5至约8.0或在其之间。如果并非需要喷雾干燥，则判定框25终止该过程。
在期望腌泡汁的情况下，本发明的步骤包括进行真空滚揉，真空滚揉使水均匀地进入混合物。如果真空滚揉是期望的，则判定框22A将控制传输至步骤28。真空滚揉可以持续约20分钟至约90分钟。步骤28，向蛋白质沉淀混合物添加水。真空滚揉机例如BIROManufacturing Model VTS-500真空滚揉机。真空滚揉过程使水以均匀的方式进入混合物。在一个实施方案中，步骤28滚揉蛋白质沉淀物混合物。真空滚揉步骤是任选存在的，尤其在期望的最终制品不是腌泡汁的情况下。所得的蛋白质是蛋白质腌泡汁。
所得的经巴氏杀菌的蛋白质不包含不期望水平的致病菌或有毒内容物；所得的经灭菌的蛋白质不包含任何水平的致病菌或有毒内容物。因此，沉淀物可以“原样”使用，或随后可以应用于在不烹制的情况下向消费者销售的生肉。本发明的方法产生功能性肉质组合物。功能性肉质组合物是表现得像生的、未烹制的肉的肉质组合物。令人惊讶地，本发明提供了烹制食品的益处，因为肉质组合物是巴氏杀菌/灭菌的肉，但看起来且表现得像生肉。功能性肉被定义为就以下特性中的一个或多个而言表现得像生肉的肉质组合物：水结合(water binding)、肉糜(meat emulsion)和/或持水性(moisture retention)。本发明包括满足或超过这些功能性肉特性中的一个或多个的肉质组合物。
水结合能力是指肉保持和/或摄取水分的能力，并且可以使用Hand等人,“ATechnique to Measure the Water Uptake Properties of Meat,”77th Annual Meetingof the American Society of Animal Science,Paper No.202(1985)的操作来测试。简而言之，可以通过向肉添加额外的水、将其振摇并将其离心来测定水结合能力。在离心后，将经离心的肉放置在金属丝筛网上并随后称重。经历本发明的步骤的肉制品具有与不经历本发明的步骤的肉相比相同或更高的水结合能力。在一个实施方案中，经历本发明的步骤的肉制品具有与未经历本发明的步骤的肉相比高约1％至约125％(例如高约40％至约60％)的水结合能力。参见实施例1，其中与对照相比，经历本发明的步骤的肉出现60％和110％的水结合。
肉糜有时称为脂肪乳(fat emulsion)，通常是指肉自身结合或粘附的能力(即，其粘在一起的能力)和/或形成蛋白质基质(例如粘性肉糊)的能力。在一个实例中，措词“肉糜”是指蛋白质、脂肪、水和任选存在的其它类型的通常向此类混合物添加的成分(例如，黄油、蛋黄酱、调味料等)的结合能力。人们可以通过观察来确定是否形成肉糜。其还可以依据其容量(例如，由给定量的蛋白质稳定化的脂肪或油的最大量)或稳定性(在加压并加热所形成的糜/糊之后保留或分离的脂肪或油的量)而测量。
持水性是指在任何给定时间下肉制品中保持的水分的量/含量。肉制品中的持水性可以通过使用水分分析仪(例如，Ohaus MB Model 25)或通过观察(例如，观察从肉滴下或逸出的水分的量)而测定。经历本发明的步骤的肉制品具有与不经历本发明的步骤的肉相比仍相同或更高的持水性。在一方面中，经历本发明的步骤的肉制品具有与未经历本发明的步骤的肉相比大致相同或高约1％至约5％(例如高约2％至约3％)的水分。持水性可以在脱水步骤中得以控制，以使得若需要的话，持水性可以降至其原始含湿量。
出乎意料地，发现使用经加热(巴氏杀菌)的蛋白质的制品的水分结合能力高于使用经加热(未巴氏杀菌)的蛋白质获得的水分结合能力。还出乎意料地，本发明的巴氏杀菌的制品的外观具有未添加蛋白质制品的生的未烹制家禽肉的物理外观。
可以向食品添加最终制品，因为其是巴氏杀菌/灭菌的。在本发明的一个方面，可以向诸如磨碎的肉、鱼肉、家禽肉等食品添加本发明的组合物。例如，由本发明制得的腌泡汁可以用于腌泡诸如鸡肉的肉(参见实施例2)。在用或不用由本发明制得的腌泡汁腌泡鸡肉之后，具有本发明的腌泡汁的未烹制鸡胸肉具有与对照腌泡汁大致相同量的水分。对照腌泡汁具有磷酸盐/盐防腐剂。在烹制后，对照以及具有本发明的腌泡汁的鸡肉的烹制产率各自具有高于约80％(约85％、90％、95％或100％)的烹制产率。一般而言，不具有防腐剂的腌泡汁会具有低于80％的烹制产率。因此，本发明使得能够在不必使用防腐剂的情况下获得近似于使用防腐剂(例如，磷酸盐/盐)获得的烹制产率的烹制产率。在一个实施方案中，由本发明制得并掺入其它肉中的腌泡汁具有与使用防腐剂的腌泡汁相比大致相同的烹制产率。
经历本发明的步骤的动物肌肉组织包括例如肉和鱼，包括贝壳类。典型的合适的鱼包括剔骨的比目鱼、鳎目鱼、黑线鳕鱼、鳕鱼、黑鲈鱼、鲑鱼、金枪鱼、鳟鱼等。典型的合适的贝壳类包括虾仁、蟹肉、小龙虾、龙虾、扇贝、牡蛎或在壳中的虾等。典型的合适的肉包括肉片形式或诸如汉堡包的磨碎形式的火腿、牛肉、羊羔肉、猪肉、鹿肉、小牛肉、水牛肉等；家禽肉，例如鸡肉、机械剔骨的家禽肉、火鸡肉、鸭肉、猎禽肉或鹅肉等。此外，可以使用本发明的步骤制得的肉制品包括动物肌肉组织如香肠组合物、热狗组合物或糜制品。香肠和热狗组合物包括如本领域熟知的的磨碎的肉或家禽肉、草本植物如鼠尾草、香料、糖、辣椒、盐和填料如乳制品。
实施例1
以下实施例提供了在用本发明的经巴氏杀菌的蛋白质制品处理的生肉中的持水性的测量。该实施例使用冷的加工鸡肉来测定将匀浆的温度增加至巴氏杀菌温度是否会降低用经巴氏杀菌的蛋白质制品处理的生鸡肉的持水性。假设从整个鸡肉或机械剔骨鸡肉获得蛋白质对最终鸡肉制品的持水性没有显著的影响。即，由冷加工鸡肉而非剔骨鸡肉制得的蛋白质的测试应是从剔骨鸡肉获得的蛋白质的持水性的良好预估因子(predictor)。在该实施例中，步骤12通过使用1重量份切碎的鲜鸡肉和多重量份冷水来进行混合。混合物的温度可为34°F≤T≤40°F(即，1℃≤T≤4℃)的范围。在34°F≤T≤40°F(即，3℃≤T≤4℃)范围内的特定温度用于该实施例。
根据步骤14，使用Sunbeam手持式切碎机进行混合物的均质化。将手持式切碎机操作约45秒。这产生大约150μm的粒径。
在步骤16中，通过添加液体25％柠檬酸溶液将匀浆pH降低至约2.8。这产生鸡肉蛋白质溶液。使用标准缓冲溶液用在pH4和pH7校准的OaktonpH 6Acorn系列仪表测量pH。
在步骤18中，将235克的鸡肉蛋白质溶液放置在250ml锥形瓶中。将烧瓶放置在170°F(即，77℃)水浴中。用由冰水标准化的Taylor温度计测量温度，其在约15分钟内达到160°F(即，71℃)。步骤20通过将锥形瓶放置在用于辅助冷却的冰箱中的冰浴中来立即将该糜冷却至38°F(即，3℃)。
在步骤22期间，处理经冷却的匀浆的pH以沉淀出蛋白质。在一个样品中，向样品添加4％w/w的氯化钠，并且将样品搅拌以实现2.25的pH。在另一样品中，通过使用粉状碳酸氢钠将pH调节至4.8，从而引发沉淀。
步骤24通过约1,000目的粗滤器使在步骤22中获得的蛋白质絮状沉淀脱水，直至沉淀物恢复到68.75％至84.75％的均值为78.21％的其大致的原始含湿量。
对于约5克的样品大小，使用设置为“自动测定(Automatic Determination)”的Ohaus MB Model 25水分分析仪以及130℃的干燥温度，对鸡肉样品进行水分测试。
为了测试水结合能力，使用上文确认的Hand等人的操作。将25克的蛋白质放置在预先称重的250ml Nalgene离心瓶中。然后，向每个离心瓶添加50克2℃蒸馏水。将该瓶连续且剧烈地手动振摇30秒，然后使用DuPont Sorvall RC-5B冷却离心机以3,000rpm在2℃冷却10分钟。然后，将离心瓶移除并立即倒置在约1000目的金属丝筛网上，持续1分钟。将可能已经从该管落到筛网上的任何固体放回该管中，然后对该管再称重。
表2.确定每克固体(solid gram)保持的水的百分数：
表2
Figure BDA0001008738600000131
具体而言，该信息表示从n＝24-30个样品获得的数据，并且p≤0.05表示大于95％的置信度。表2证实用柠檬酸溶解且用碳酸氢钠沉淀的未经加热的蛋白质的水结合能力的数据在统计学上等于具有未经加热的蛋白质的生鸡胸肉。使用碳酸氢钠进行沉淀的经加热的蛋白质的水结合能力的数据显著不同于未经加热的蛋白质的数据。用盐沉淀出的经加热的蛋白质的水结合能力的数据显著不同于两种未经加热的蛋白质的数据，并且显著不同于用碳酸氢钠沉淀出的经加热的蛋白质的数据。
结论是，在低pH下加热匀浆并非不利于成品的持水性。当使用柠檬酸加工鸡胸肉以溶解蛋白质和碳酸氢钠，从而在将匀浆加热至巴氏杀菌温度之后沉淀出蛋白质时，每克蛋白质的水分显著地增加。这证实根据本发明通过加热来加工蛋白质提供了实际上改善制品的持水功能性的预料不到的结果。通过用4％盐溶液沉淀出经加热的蛋白质来获得更大的水分增加。
实施例2
蛋白质制备
以下实施例提供了烹制鸡肉的持水性的测量，所述烹制鸡肉由在使用前已经水合的本发明的经巴氏杀菌的、喷雾干燥的蛋白质制品处理。
在该实施例中，步骤12通过使用1重量份切碎的鲜火鸡胸肉与5重量份冷水来进行混合。冷水的温度为37°F。使用Waring Model WSB浸入式搅拌器以高速进行步骤14的混合物的均质化，持续2分钟。在步骤16中，使用颗粒状柠檬酸将匀浆的pH降低至pH 3.7。使用标准缓冲溶液，用在pH 4.01和pH 7.00校准的Oakton pH 6Acorn系列仪表测量pH。
在步骤18中，在Commercial Cooking Appliance Model KR-S2加热板上加热每批次约4加仑的酸化的火鸡肉蛋白质溶液，并且持续搅拌，直至达到161°F的温度。使用Control Company Traceable红外线温度计来测定溶液的温度。用冰对温度计标准化。
在步骤20中，将经加热的溶液在冰箱中冷却至<40°F的温度。在步骤22中，使用碳酸氢钠(6％溶液)调节pH以沉淀出蛋白质。在步骤24中，通过具有1mm孔的陶瓷盖(Chinacap)过滤沉淀物以辅助脱水。
在预处理步骤中，使用粉状碳酸氢钠进一步调节部分脱水的蛋白质沉淀物，直至达到6.8的pH。将经冷却的中和的蛋白质溶液放置到5加仑囊状袋中，并且在冷藏下转移以用于干燥。
喷雾干燥
在步骤26中，在Summit Custom Spray Drying,Flemington,NJ处，在30英寸Bowen喷雾干燥装置上对蛋白质溶液进行喷雾干燥。入口温度为365-370°F，并且出口温度为225°F。在两天时段内进行喷雾干燥，第1天产生0.52lb压实的粉末(packed powder)和0.43lb室状材料(chamber material)，并且第2天产生0.0775lb压实的粉末和0.28lb室状材料。将压实的蛋白质粉放置在聚乙烯袋中，并且分析全部的营养和氨基酸分析。
功能性
为了测试喷雾干燥的经巴氏杀菌的蛋白质的持水能力，使用蛋白质(再水合)、盐和水作为组分制得腌泡汁。使用标准磷酸盐腌泡汁作为对照进行比较。使用6％盐、2.8％Brifisol 512(磷酸盐)和91.2％冷水(<40°F)制造对照腌泡汁。将成分放置在不锈钢混合钵中，并且使用Sunbeam厨房手动混合器均质化8分钟。使用4％喷雾干燥的经巴氏杀菌的蛋白质、6％盐和90％冷水(<40°F)制得经巴氏杀菌的蛋白质腌泡汁，并如上述那样均质化。腌泡汁的最终pH对于磷酸盐/盐样品为pH 6.84，并且对于蛋白质/盐样品为pH6.50。将腌泡汁分别放置在Marinade Express真空滚揉机中，并且以慢(唯一)的速度与鲜鸡胸肉一起转动20分钟。鸡肉与腌泡汁的比例与对照和蛋白质腌泡汁相同(82％鸡肉与18％腌泡汁)。在真空滚揉之后对腌泡的鸡胸肉称重，对照收集物(pick up)为12.77％并且蛋白质样品收集物为13.21％。
在真空滚揉步骤之后，通过将经腌泡的鸡胸肉放置在平底锅上，并且将预先称重的经腌泡的鸡胸肉放置在350°F的对流开启的Cadco UNOX对流加热烤箱中30分钟，从而评价烹制后的持水性。在30分钟烹制之后，使该鸡胸肉在室温下放置5分钟并且称重。实验结果示于表3中。
Figure BDA0001008738600000151
讨论
当用作腌泡汁时且与工业标准(磷酸盐和盐)相比，证明被加热至巴氏杀菌温度(USDA手册附录A)并喷雾干燥的酸化火鸡蛋白质对烹制的制品具有改善的持水能力。在仅含有盐和水(不含磷酸盐)的腌泡汁的工业中的典型结果具有低于80％的烹制产率。
因此，本发明提供了满足本发明的各种目的的制品。具体地，本发明提供了这样的方法，通过该方法，在没有任何烹制需求的情况下，由动物肌肉或机械剔骨肉获得的蛋白质制品可以被“原样”使用或被添加到生肉中，以满足或超过细菌/致病菌规定或规格。此外，根据本发明由机械剔骨肉获得的蛋白质的添加通过提高烹制食品的持水性而增强烹制食品的功能性。
依据某些实施方案，已经公开了本发明。本领域技术人员会清楚，可以在不背离本发明的情况下对公开的设备做出多种调整。因此，随附的权利要求旨在涵盖所有这样的改变和调整，如同在本发明的真实的精神和范围内。

Claims (30)

1.制备蛋白质制品的方法，其中所述蛋白质制品具有降低的病原体水平并保持生肉的功能性，并且其中所述蛋白质制品是由动物肌肉组织获得的，所述方法包括以下步骤：
A)将所述动物肌肉组织和水均质化，从而获得匀浆；
B)调节步骤A)的所述匀浆的pH以溶解蛋白质，从而获得溶解的液体蛋白质溶液；
C)将步骤B)的所述溶解的液体蛋白质溶液的温度升高至158°F或更高的内部温度并持续至少一瞬间，或者升高至约130°F至约157°F的内部温度并持续至少约14秒至约112分钟以将所述溶解的液体蛋白质溶液巴氏杀菌、灭菌或二者，从而获得具有降低的病原体水平的溶解的液体蛋白质溶液，其中所述降低的病原体水平至少包括6.5log10的沙门氏菌的减少；
D)将步骤C)的所述具有降低的病原体水平的溶解的液体蛋白质溶液冷却至中间温度，从而获得经冷却的液体蛋白质溶液；
E)从步骤D)的所述经冷却的液体蛋白质溶液沉淀出所述蛋白质，从而获得沉淀的蛋白质；以及
F)评价所述沉淀的蛋白质的功能性；
其中所述沉淀的蛋白质具有与未经历步骤C)的沉淀的蛋白质相比降低的病原体水平，并且其中所述沉淀的蛋白质保持生肉的功能性。
2.如权利要求1所述的方法，其中调节pH以溶解蛋白质包括添加酸以获得在2.5≤pH≤4.2范围内的pH值。
3.如权利要求2所述的方法，其中步骤E)的沉淀出蛋白质包括添加碱以将pH增加到在4.2≤pH≤6.4范围内的值。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述用于沉淀的pH调节包括添加盐。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述温度升高将所述溶解的蛋白质的温度提升到至少160°F以用于巴氏杀菌，或者提升到至少250° F并持续10分钟以用于灭菌。
6.如权利要求1所述的方法，其还包括使沉淀物脱水至期望的含湿量。
7.如权利要求1所述的方法，其中步骤F)的所述沉淀的蛋白质的功能性是由选自以下的测量而测定的：水结合测试、肉糜测试、持水性测试及其组合。
8.如权利要求1所述的方法，其还包括将所述沉淀的蛋白质喷雾干燥。
9.蛋白质制品，其中所述蛋白质制品具有降低的病原体水平并保持生肉的功能性，并且其中所述蛋白质制品由动物肌肉组织获得，其中所述蛋白质制品通过包括以下步骤的方法获得：
A)将所述动物肌肉组织和水混合并均质化，从而获得匀浆；
B)调节步骤A)的所述匀浆的pH以溶解蛋白质，从而获得溶解的液体蛋白质溶液；
C)将步骤B)的所述溶解的液体蛋白质溶液的温度升高到158°F或更高的内部温度并持续至少一瞬间，或者升高到约130°F至约157°F的内部温度并持续至少约14秒至约112分钟以将所述溶解的液体蛋白质溶液巴氏杀菌、灭菌或二者，从而获得具有降低的病原体水平的溶解的液体蛋白质溶液，其中所述降低的病原体水平至少包括6.5log10的沙门氏菌的减少；
D)将步骤C)的所述具有降低的病原体水平的溶解的液体蛋白质溶液冷却至中间温度，从而获得经冷却的液体蛋白质溶液；
E)通过将步骤D)的所述经冷却的液体蛋白质溶液的pH调节到等电范围内来从步骤D)的所述经冷却的液体蛋白质溶液沉淀出所述蛋白质，从而获得沉淀的蛋白质；
F)使所述沉淀的蛋白质脱水至期望的含湿量；以及
G)评价所述沉淀的蛋白质的功能性；
其中所述沉淀的蛋白质具有与未经历步骤C)的沉淀的蛋白质相比降低的病原体水平，并且其中所述沉淀的蛋白质保持生肉的功能性。
10.如权利要求9所述的蛋白质制品，其中调节pH以溶解蛋白质包括添加酸以获得在2.5≤pH≤4.2范围内的pH值。
11.如权利要求10所述的蛋白质制品，其中步骤E)的沉淀出蛋白质包括添加碱以将pH增加到在4.2≤pH≤6.4范围内的值。
12.如权利要求9所述的蛋白质制品，其中所述沉淀出蛋白质包括添加盐。
13.如权利要求9所述的蛋白质制品，其中所述温度升高将所述溶解的蛋白质的温度提升到至少160°F以用于巴氏杀菌，或者提升到至少250°F并持续10分钟以用于灭菌。
14.如权利要求9所述的蛋白质制品，其中步骤G)的所述沉淀的蛋白质的功能性是由选自以下的测量而测定的：水结合测试、肉糜测试、持水性测试及其组合。
15.如权利要求9所述的蛋白质制品，其中所述沉淀的蛋白质是经喷雾干燥的。
16.制备蛋白质制品的方法，其中所述蛋白质制品具有降低的病原体水平并保持生肉的功能性，并且其中所述蛋白质制品由动物肌肉组织获得，所述方法包括以下步骤：
A)将来自剔骨肉的所述动物肌肉组织和水混合并均质化，从而获得匀浆；
B)调节步骤A)的所述匀浆的pH以溶解蛋白质，从而获得溶解的液体蛋白质溶液；
C)将步骤B)的所述溶解的液体蛋白质溶液的温度升高至158°F或更高的内部温度并持续至少一瞬间，或者升高到约130°F至约157°F的内部温度并持续至少约14秒至约112分钟以将所述溶解的液体蛋白质溶液巴氏杀菌、灭菌或二者，从而获得具有降低的病原体水平的溶解的液体蛋白质溶液，其中所述降低的病原体水平至少包括6.5log10的沙门氏菌的减少；
D)将步骤C)的所述具有降低的病原体水平的溶解的液体蛋白质溶液冷却至中间温度，从而获得经冷却的液体蛋白质溶液；
E)通过将步骤D)的所述经冷却的液体蛋白质溶液的pH调节到等电范围来从步骤D)的所述经冷却的液体蛋白质溶液沉淀出所述蛋白质，从而获得沉淀的蛋白质；
F)使所述沉淀的蛋白质脱水至期望的含湿量；以及
G)评价所述沉淀的蛋白质的功能性；
其中所述沉淀的蛋白质具有与未经历步骤C)的沉淀的蛋白质相比降低的病原体水平，并且其中所述沉淀的蛋白质保持生肉的功能性。
17.如权利要求16所述的方法，其中调节pH以溶解蛋白质包括添加酸以获得在2.5≤pH≤4.2范围内的pH值。
18.如权利要求17所述的方法，其中步骤E)的沉淀出蛋白质包括添加碱以将pH增加到在4.2≤pH≤6.4范围内的值。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述用于沉淀的pH调节包括向所述经冷却的匀浆添加盐溶液。
20.如权利要求16所述的方法，其中所述温度升高将所述溶解的蛋白质的温度提升到至少160°F。
21.如权利要求16所述的方法，其中步骤G)的所述沉淀的蛋白质的功能性是由选自以下的测量而测定的：水结合测试、肉糜测试、持水性测试及其组合。
22.如权利要求16所述的方法，其还包括喷雾干燥。
23.由动物肌肉组织制备蛋白质制品的方法，其中所述蛋白质制品具有降低的病原体水平并保持生肉的功能性，并且其中所述蛋白质制品是由动物肌肉组织获得的，其中所述方法包括以下步骤：
A)将所述动物肌肉组织和水均质化，从而获得匀浆；
B)调节步骤A)的所述匀浆的pH以溶解蛋白质，从而获得溶解的液体蛋白质溶液；
C)将步骤B)的所述溶解的液体蛋白质溶液的温度升高至158°F或更高的内部温度并持续至少一瞬间，或者升高到约130°F至约157°F的内部温度并持续至少约14秒至约112分钟以将所述溶解的液体蛋白质溶液巴氏杀菌、灭菌或二者，从而获得具有降低的病原体水平的溶解的液体蛋白质溶液，其中所述降低的病原体水平至少包括6.5log10的沙门氏菌的减少；
D)将步骤C)的所述具有降低的病原体水平的溶解的液体蛋白质溶液冷却至中间温度，从而获得经冷却的液体蛋白质溶液；
其中所述经冷却的液体蛋白质溶液具有与未经历步骤C)的经冷却的液体蛋白质溶液相比降低的病原体水平；并且其中当从步骤D)的所述经冷却的液体蛋白质溶液沉淀出所述蛋白质以获得沉淀的蛋白质时，所述沉淀的蛋白质保持生肉的功能性。
24.如权利要求23所述的方法，其中调节pH以溶解蛋白质包括添加酸以获得在2.5≤pH≤4.2范围内的pH值。
25.如权利要求23所述的方法，其中沉淀出蛋白质包括添加碱以将pH增加到在4.2≤pH≤6.4范围内的值。
26.如权利要求24所述的方法，其中所述用于沉淀的pH调节包括添加盐。
27.如权利要求23所述的方法，其中所述温度升高将所述溶解的蛋白质的温度提升到至少160°F以用于巴氏杀菌，或者提升到至少250° F并持续10分钟以用于灭菌。
28.如权利要求23所述的方法，其中步骤F)的所述沉淀的蛋白质的功能性是由选自以下的测量而测定的：水结合测试、肉糜测试、持水性测试及其组合。
29.如权利要求1-8和16-28中任一项所述的方法，其中来自步骤E)的沉淀的蛋白质具有与未经历所述方法的步骤的肌肉组织相比大致相同或高约1％至约5％的水分。
30.由动物肌肉组织制备的蛋白质制品，其可通过权利要求1-8和16-29的方法获得。
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