CN110996678B - 挤出的玉米蛋白材料 - Google Patents
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Abstract
本文描述了一种食品及其制造方法，所述食品包含玉米蛋白分离物或玉米蛋白浓缩物和多糖；其中所述食品的密度范围为约40g/L至约350g/L。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年8月2日提交的美国临时专利申请No.62/540,107的权益，所述临时专利申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及一种包含玉米蛋白分离物或浓缩物材料的挤出食品。
背景技术
100多年来，玉米湿磨已用于将玉米粒分离为诸如淀粉、蛋白质、纤维和油等产品。玉米湿磨是一种两阶段工艺，其包括浸泡工艺以软化玉米粒以促进下一个湿磨工艺步骤，产生纯化的淀粉和不同的副产品，例如油、纤维和蛋白质。目前正在研究进一步的玉米加工方法，以进一步纯化蛋白质副产品，特别是用于掺入食品级产品中。消费者对其饮食中蛋白质的兴趣与日俱增，以及对动物源性蛋白质的成本和可用性的担忧日益增加，这二者的组合导致食品公司越来越多地寻找新的蛋白质来源及其用途。
发明内容
本文描述了一种食品及其制造方法，所述食品包含玉米蛋白分离物或玉米蛋白浓缩物和多糖；其中所述食品的密度范围为约40g/L至约350g/L。
附图说明
图1和图2示出了在牛奶中浸泡一分钟和两分钟时段后剩余的蛋白质共混物的硬度。
具体实施方式
本文描述了一种制造挤出食品的方法和所述挤出食品本身。所述挤出食品适合人类和/或动物食用。
本文所述的方法包括将玉米蛋白分离物或玉米蛋白浓缩物与多糖共混以获得预混物。
在一些方面，玉米蛋白分离物包含按干重计至少约85重量％、至少约86重量％、至少约87重量％、至少约88重量％、至少约89重量％、至少约90重量％、至少约91重量％或至少约92重量％的玉米蛋白。作为非限制性实例，玉米蛋白分离物产品可以在按干重计约85至98重量％、约86至98重量％、约87至98重量％、约88至98重量％、约89至98重量％、约90至98重量％、约91至98重量％、或约92至98重量％玉米蛋白的范围内。在其它示例性方面，玉米蛋白分离物产品可以在按干重计约88至96重量％、约89至96重量％、约90至96重量％、约91至96重量％、约92至96重量％、约88至95重量％、约88至94重量％、约88至93重量％、约88至92重量％、约88至91重量％、或约88至90重量％玉米蛋白的范围内。例如，在至少某些优选的方面，玉米蛋白分离物产品可以在按干重计约87至92重量％、例如约88至92重量％、约89至92重量％、或约90至92重量％玉米蛋白的范围内。玉米蛋白分离物中存在的蛋白质量通过各种常规方法进行测量，例如通过使用分析仪(型号630-300-300，LECO公司，St.Joseph,MI)使用6.25作为氮-蛋白质转换因子。
在一些方面，玉米蛋白分离物的“a*”颜色值在约-0.6至1.5、约-0.6至0.5、约-0.5至0.5、约-0.4至0.5、约-0.3至0.5、约-0.2至0.5、或约-0.1至0.5的范围内。在其它示例性方面，“a*”颜色值可以在约-0.6至0.3、约-0.5至0.3、约-0.4至约0.3、约-0.3至0.3、约-0.2至0.3、或约-0.1至0.3的范围内。例如，在至少某些优选的方面，“a*”值可以在约-0.6至-0.1、约-0.6至-0.2、约-0.5至-0.1或约-0.5至-0.2的范围内。
此外，玉米蛋白分离物的“b*”颜色值可以在约10至约25、约10至约22、或约10至20的范围内。例如，在至少某些优选的方面，“b*”值可以在约10至16、约10至15、约10至14、或约10至13的范围内。
使用HunterLab色度计(型号CFE2，Hunter Associates Laboratory,Inc.，Reston,VA)测量颜色。该仪器以Hunter“a*”和“b*”标度读数，其中“a*”代表红-绿色谱，正值表示红色调，并且“b*”代表黄-蓝色谱，正值表示黄色调。所有测量均在干粉上进行。
在玉米蛋白分离物产品中，玉米蛋白分离物的油含量可以小于约1.5重量％(db)，小于约1重量％(db)，小于0.5重量％(db)，小于0.1重量％(db)，或者不可检测到油的存在。通过使用SPEX-Mill 8000M提取并称量总粗脂肪来测量油含量。
生产这样的玉米蛋白分离物的方法在国际PCT申请WO 2016/154441中有所描述，所述文献通过引用整体并入本文。
在一些方面，玉米蛋白浓缩物包含按干重计(db)55-80重量％的玉米蛋白，并且在优选的方面，玉米蛋白浓缩物产品包含55-75重量％(db)的玉米蛋白。玉米蛋白浓缩物的油小于约2重量％(db)，更优选小于1.5重量％(db)并且甚至更优选小于1重量％(db)。玉米蛋白浓缩物的“a*”颜色值范围为约0至约4(并且更优选0至2)，“b*”颜色值范围为约15至约35(并且更优选15至30)，以及“L*”颜色值范围为约70至约90(并且更优选80至90)。
生产这种玉米蛋白浓缩物的方法在国际PCT申请PCT/US17/23999中有所描述，所述文献通过引用整体并入本文。
玉米蛋白分离物或浓缩物的粒度可能对挤出有影响。粒度可以在大于1μm至小于300μm(小型)、600μm至1200μm(中型)、或1200μm至1700μm(大型)的范围内。
在优选的方面，多糖可以是淀粉产品。通常，淀粉可以源自稻米、玉米、豌豆、小麦、燕麦、黑麦、马铃薯、木薯或其混合物。优选地，淀粉是富含淀粉的面粉，例如玉米粉、小麦粉等。
玉米蛋白分离物或浓缩物和多糖以外的其它成分可以添加到预混物中。例如，预混物可以进一步包含纤维组分，例如整粒玉米或玉米麸。作为另一个实例，预混物可以进一步包含碳酸氢钠、碳酸钠、糖、麦芽提取物、玉米糖浆、糙米糖浆和糖蜜中的至少一种。可以添加成分以增强预混物的风味、颜色、质地、外观、营养和/或其它特性。
也可以将另外的蛋白质源添加到预混物中。通常，所述蛋白质源来自豌豆、大豆、牛奶、芥花籽、藻类、昆虫和/或小麦。在将另外的蛋白质源添加到预混物的方面中，玉米蛋白分离物或浓缩物的范围为玉米蛋白分离物或浓缩物与另外的蛋白质源的组合的约10重量％至约60重量％。
富含蛋白质的挤出片的生产商可能出于各种原因选择共混蛋白质。用蛋白质共混物代替单一蛋白质可能导致产品具有更好的营养特性，例如更好的氨基酸评分或更高的总亮氨酸。用蛋白质共混物代替单一蛋白质可能产生更好的感官效果，例如更好的风味或质地。用蛋白质共混物代替单一蛋白质可能产生更好的处理特性(磨损减少，更好的糖浆吸收)或更好地适合包装(体积密度)。用蛋白质共混物代替单一蛋白质可能导致更好的挤出机或外围设备操作，例如，通过降低机械能成本。如本文提供的多个实施例所示，单独或组合包含玉米蛋白可以导致具有所需属性的方法和产品。
在预混物中，玉米蛋白分离物或浓缩物的存在量范围为10重量％至90重量％，在一些方面为20重量％至80重量％，并且在一些方面为30重量％至90重量％。
将玉米蛋白分离物或浓缩物与多糖和任选的组分共混在一起以获得预混物。然后将预混物烹饪，优选通过挤出技术，以获得经烹饪的面团产品。经烹饪的面团产品优选是挤出的酥脆产品、挤出的膨化产品或挤出的圈状产品，其特征在于密度范围为约40g/L(65.55g/100in3)至约350g/l(573.55g/100in3)。在一些方面，密度范围为约40g/L(65.55g/100in3)至约80g/L(131.1g/100in3)和75g/L(122.90g/100in3)至95g/L(155.68g/100in3)。在其它方面，密度范围为约250g/L(409.68g/100in3)至约350g/L(573.55g/100in3)。令人惊讶的是，如此高的蛋白质含量可以实现较低的密度范围，例如约40g/L至约80g/L。
期望产生补充有蛋白质的经烹饪的面团食品，所述食品可以采取“膨化”或“酥脆”或“圈状”的形式，用于小吃或即食谷物应用。通常，可以通过任何常规已知的烹饪方法来形成经烹饪的面团食品。例如，可以使用热空气、微波加热、常压炊具或挤出机来烹饪预混物。本发明的一个优选方面是利用挤出技术来形成经烹饪的面团食品。
应当理解，蛋白质成分通常抵抗在挤出机中的膨胀。通常，被挤出物料中的蛋白质浓度越高，最终产品的密度就越高。高蛋白酥脆食品没有轻且脆的质地，反而又重又硬。令人惊讶的是，本文所述的玉米蛋白分离物能够挤出以获得轻且脆的质地。
挤出领域的技术人员将知道，可以控制螺杆的构造、可用模头面积、温度分布和生产率，以优化任何混合物的特性。
在本发明的方面中，预混物被进料到挤出机例如双螺杆挤出机并在其中烹饪。预混物可以干进料形式引入，但是在优选的方面，预混物以干进料形式以每小时约45至约3500磅范围内的速率引入，随后与液体例如水组合。水或其它液体成分可以分开引入，以使得总进料(预混物和水)在每小时约50至约5000磅的范围内，这取决于所使用的挤出机。水与预混物混合形成面团。水可以在总进料的约10重量％至约30重量％的范围内。在挤出过程中，预混物通过挤出机料筒中对材料进行混合、剪切和压缩的不同区域。输送面团的螺杆压缩面团，从而升高温度并使面团“熔融”。然后对该物料进行剪切，这导致材料中的股线重新对齐和缠结。
挤出机的加工条件可以变化以便获得所需的经烹饪的面团食品。在本文的方面中，轴速度通常在约250rpm至450rpm的范围内，并且在一些方面在300至约325rpm的范围内。本领域技术人员应理解，将根据设备的尺寸和构造来调节轴速度以获得所需的产品特性。在本文的方面中，轴扭矩通常在约55％至约80％的范围内，对于玉米蛋白分离物优选为60％至约62％，并且对于玉米蛋白浓缩物优选为60％至约68％。本领域技术人员将理解，轴扭矩是所施加能量的一般指标，并且绝对能量将取决于设备的尺寸和构造。不受任何特定理论的束缚，据信与缺少玉米蛋白的富蛋白质配方相比，在挤出工艺中使用玉米蛋白可提供更有效的能量利用。
在本文的方面中，模头压力通常在约800psi至约1100psi的范围内。在本文的方面中，模头温度通常在约310℉至约320℉的范围内。在本文的方面中，切割机速度通常在约45％至约100％的范围内。在本文的方面中，各个料筒区温度通常在约150℉至约325℉的范围内。
在模板处，面团被迫通过小的开口，这导致压降。在这种压降下，水突然沸腾，使面团膨胀并冷却。冷却产物失去其塑性并呈现其最终形状。随后将产物干燥。
挤出机后，利用干燥机在通常215℉至约275℉范围内的温度下将经烹饪的面团食品干燥，取决于干燥机的类型和构造，在干燥机中的停留时间通常在约2分钟至约25分钟的范围内。干燥的经烹饪面团食品中的水分含量优选在约2重量％至约10重量％的范围内，并且更优选在约3重量％至约7重量％的范围内。
在高蛋白挤出的情况下，蛋白颗粒必须水合以变得可能呈塑性；通常，这需要15至35重量％的水。过多的水会使物料塑性过大，并且难以获得足够的膨胀压力。过少的水，直到远远更高的温度，物料才变得有塑性，这有产品分解或“燃烧”的风险。在运转良好的挤出机中，将水合物料加热并混合，成为粘性的可流动物料。在面团通过挤出机模头后的冷却过程中，产品“冻结”成其最终形式。抵抗膨胀的蛋白质，可能由于水合不良、玻璃化转变温度过高或粘度太高而会流动性差并凝结成小的致密微粒。
并非所有的蛋白质在挤出期间或挤出后都将表现出相同的特性，因此还必须考虑成分之间的差异。富含蛋白质的材料的挤出非常复杂，并且下面的讨论旨在说明这种复杂性。例如，玻璃化转变温度表示无定形固体从硬质玻璃态转变为较软的橡胶态的转变温度。蛋白质在0％水分下的典型玻璃化转变温度范围为130℃至200℃。从更日常的角度来看，材料从刚性转变为可流动的物料。这尤其取决于水分含量和蛋白质的分子量。随着水分增加，玻璃化转变温度降低。对于大多数实用的蛋白质成分，分子量是所存在的热力学相容蛋白质的加权复合分子量。水解的蛋白质降低玻璃化转变温度，而交联的蛋白质升高玻璃化转变温度。总而言之，通过水分和温度来控制玻璃化转变，以在成分特性的范围内获得所需的挤出流动性。
与挤出机中蛋白质性能有关的其它分子特性包括粘度和水合速率。粘度取决于分子量以及个别蛋白质分子之间的相互作用。小或弱相互作用的蛋白质通常具有低粘度，而大或强相互作用的蛋白质具有高粘度。在高温下的挤出机中，螺杆的剪切使处于塑性状态的蛋白质部分对齐以形成最终产品的结构。粘度过大的蛋白质会抵抗对齐，需要更多的热量或更大的扭矩才能达到所需的对齐状态。水合速率很重要，因为大多数挤出机的停留时间短，并且水或蒸汽添加使富含蛋白质的物料水合的时间短。富含蛋白质的产品的挤出通常使用20至30重量％的过程中水合水平，以实现所需的蛋白质塑性和后续压降。
成分设计人员可以注意蛋白质成分的特征，例如水合速率或玻璃化转变温度，并利用蛋白质的特性，或修改蛋白质的特性。修饰的形式可能是向混合物中添加另一种蛋白质以“平衡”特性。其它类型的修饰可以包括蛋白质的部分水解或表面处理。
不受任何特定理论的束缚，据信玉米蛋白浓缩物或分离物影响挤出机功能性，因此使高蛋白产品具有轻且脆的质地。
粒度和固有密度在挤出中可能具有许多潜在的影响。例如，低密度的材料将导致挤出机料筒中的材料质量降低，这会降低成分颗粒之间相互作用的数量和强度，进而缩短不同颗粒中的分子形成内聚物的时间，从而导致在压降下的结构较弱。相反，大的致密颗粒允许料筒中材料的密度高，从而导致许多强烈的相互作用并形成坚固的结构。
不受理论的束缚，可以部分地通过改变蛋白质成分的粒度和固有密度来管理蛋白质的膨胀特性，其通过密度和水合作用的组合对挤出机的性能起作用。
实施例
呈现以下实施例以说明本发明并帮助本领域的普通技术人员制造和使用本发明。
实施例1：在35％成分添加率下的玉米蛋白分离物
64.5重量％稻米粉(Gulf Pacific，批次10-29-15 45325LGWI-42306LGRF 450-66)、35重量％玉米蛋白分离物(Cargill，CPI-P-051016)和0.5重量％碳酸氢钠(AB Mauri，N102917PMHBS1)的预混物制剂通过将所述成分添加到Leland西南双动桨式(SouthwestDouble Action Paddle)混合机中并共混7-10分钟而制成。应注意，在将玉米蛋白分离物包含在预混物中之前对其进行过筛分，将通过#16筛子的玉米蛋白分离物材料用于预混物。根据表1所示的加工参数，将预混物引入Baker Perkins MPF24(24mm直径，25:1L/D)双螺杆挤出机中。
表1
经烹饪的面团产品在挤出机中完成后，使用Aeroglide托盘干燥机在250℉的温度下将其干燥，停留时间为3分钟。干燥的经烹饪面团产品的密度为93.9g/100in3(57.3g/L)并且水分含量为5.05％。
实施例2：在80％成分添加率下的玉米蛋白分离物
19.5重量％稻米粉(Gulf Pacific，批次10-29-15 45325LGWI-42306 LGRF 450-66)、80重量％玉米蛋白分离物(Cargill，CPI-P-050216)和0.5重量％碳酸氢钠(AB Mauri，N102917PMHBS1)的预混物制剂通过将所述成分添加到Leland西南双动桨式混合机中并共混7-10分钟而制成。应注意，在将玉米蛋白分离物包含在预混物中之前对其进行过筛分，将通过#16筛子的玉米蛋白分离物材料用于预混物。根据表2所示的加工参数，将预混物引入Baker Perkins MPF24(24mm直径，25:1L/D)双螺杆挤出机中。
表2
经烹饪的面团产品在挤出机中完成后，使用Aeroglide托盘干燥机在250℉的温度下将其干燥，停留时间为3分钟。干燥的经烹饪面团产品的密度为68.5g/100in3(41.8g/L)并且水分含量为5.23％。
实施例3：在88％成分添加率下的玉米蛋白分离物
12重量％稻米粉(Gulf Pacific，批次10-29-15 45325LGWI-42306 LGRF 450-66)和88重量％玉米蛋白分离物(Cargill)的预混物制剂通过将所述成分添加到Leland西南双动桨式混合机中并共混7-10分钟而制成。应注意，在将玉米蛋白分离物包含在预混物中之前对其进行过筛分，将通过#16筛子的玉米蛋白分离物材料用于预混物。根据表3所示的加工参数，将预混物引入Baker Perkins MPF24(24mm直径，25:1L/D)双螺杆挤出机中。
表3
经烹饪的面团产品在挤出机中完成后，使用Aeroglide托盘干燥机在250℉的温度下将其干燥，停留时间为3分钟。干燥的经烹饪面团产品(CPI-1)的密度为87.7g/100in3(53.3g/L)且水分含量为3.84％。干燥的经烹饪面团产品(CPI-2)的密度为76.0g/100in3(46.4g/L)且水分含量为3.94％。
实施例4：玉米蛋白分离物粒度对挤出食品特性的影响(“膨化”)
该实验记录了玉米蛋白分离物对成形为“膨化”(膨化形状类似于谷物中所见的形状)的挤出食品的影响。将个别批次的玉米蛋白共混在一起，然后研磨至目标粒度。粒度分为小型(小于300μm)、中型(600-1200μm)和大型(1200-1700μm)。小型玉米蛋白分离物(批次18032204CPM)由若干批次的共混物制成。中型玉米蛋白分离物(批次18032804CP)和大型玉米蛋白分离物(批次18041101CP)的大小由相同的玉米蛋白共混物形成。通过有或没有筛分的研磨来实现粒度控制。
试验使用Baker Perkins 24mm(25:1L/D)双螺杆挤出机。所述挤出机端部的模头具有单个4mm开口，并且产品在离开模头时用4刃刀切割；所述产品为球形。配方比较了玉米蛋白分离物粒度与成分使用率30％(见表4)，相当于31％的蛋白质(见表5)。称量产生测试配方的成分并共混约10分钟。
表4
表5
| 对照 | 玉米蛋白90(小型、中型、大型) | |
| 蛋白质(％) | 7.1 | 31.0 |
表6示出了使用Malvern粒度分析仪(激光衍射；干分散，颗粒折光率1.5，分散剂1.0)分析的不同粒度的玉米蛋白分离物的粒度指标，其中D10是存在总体积的10％低于其的粒径，D50是存在总体积的50％低于其的粒径，并且D90是存在总体积的90％低于其的粒径。
表6
还测量了挤出食品的密度，并且表7提供了干燥前后的那些值。挤出密度的比较显示密度随着玉米蛋白分离物粒度的增加而增加。
表7
挤出食品的硬度也使用TA.HD Plus质地分析仪利用来自Texture Technologies的12.5mm Delrin圆柱形探针进行测量(n＝20)并示于表8中。含玉米蛋白的配方都不如对照坚硬；但是用小尺寸玉米蛋白制成的产品要比用中尺寸或大尺寸成分制成的产品柔软。
表8
为了解蛋白质对挤出机的影响，记录了轴扭矩(扭矩)、模头压力和模头温度(表9)。这些测量提供了挤出机挤出包含每种不同尺寸的蛋白质颗粒的配方所需的功的趋势(更大、更小、相同)量的指示。该试验表明，添加玉米蛋白可降低轴扭矩，轴扭矩是挤出机施加的功的量度，与对照相比平均降低了12.5％。
表9
| 实验 | 轴扭矩(％) | 模头压力(psi) | 模头温度(F) |
| 对照 | 69 | 610 | 294 |
| 玉米蛋白90，小型，小于300μm | 61 | 640 | 293 |
| 玉米蛋白90，中型，600-1200μm | 61.5 | 630 | 294 |
| 玉米蛋白90，大型，1200-1700μm | 60.5 | 635 | 296 |
实施例5：玉米蛋白分离物和共混物对挤出食品特性的影响(“圈”)
该实验记录了玉米蛋白分离物和玉米蛋白分离物与其它蛋白质源的共混物对成形为“圈”(圈形状类似于谷物中所见的形状)的挤出食品的影响。配方中含有恒定百分比的蛋白质成分，而用于构成组合物的豌豆和玉米的比率不同。
表10示出了在Malvern粒度分析仪(激光衍射；干分散，颗粒折光率1.5，分散剂1.0)上对用于挤出的蛋白质成分进行的粒度分析，其中D10是存在总体积的10％低于其的粒径，D50是存在总体积的50％低于其的粒径，并且D90是存在总体积的90％低于其的粒径。
表10
表11中提供了各种实验的制剂(由于四舍五入的影响，总数小于100％)。
表11
挤出机在控制下启动。实验之间的过渡涉及在前一个配方完成的同时添加下一个配方的材料。当料斗中有最少25磅的新配方时，认为挤出机已稳定化并进行该实验。一旦挤出机以稳态运行，就收集数据和产品。为了比较不同配方的膨胀和对挤出机的其它影响，各实验之间的挤出工艺设置保持一致。
从模头切下材料后，将其收集到金属筛网上。将所述筛网在设定为250℉的Aeroglide托盘干燥机中放置2分钟。一旦干燥的材料冷却，就在搅拌下将其传送通过筛子式筛网以分离成块的产品。表12提供了干燥前后的圈状挤出材料的密度以及干燥后的水分。
表12
产品的密度随豌豆与玉米的比率变化而变化。含有大多数豌豆蛋白的所有测试密度最高。具有大多数玉米蛋白的测试密度最低。随着玉米蛋白的添加，圈状物的密度降低。圈状物的质地也被量化为使用质地分析仪测量的硬度(以断裂力的克数计)。为了测量圈状谷物的硬度(也称为酥脆度)，将140mL谷物称量到150mL烧杯中，干燥压碎，或者在2％牛奶中浸泡0、1或2分钟后使用Texture Technologies中度酥脆度探针测量。含有大多数豌豆蛋白的样品最坚硬。来自玉米的蛋白质含量为80％以上的产品的平均硬度值大于对照，而来自玉米的蛋白质含量为60％以上的产品则比对照软。由于这可以是谷物产品，因此也可以使用硬度作为量度来量化产品的保质期(bowl life)。将所有样品浸泡在牛奶中，并且在浸泡1分钟和2分钟后测量硬度；数据以原始(干)硬度的平均百分比报告，如图1和图2中所示。豌豆蛋白浓度最高的样品较硬，而所有玉米都较软。
为了解蛋白质对挤出机的影响，记录了轴扭矩(扭矩)、模头压力和模头温度。这些测量提供了挤出机挤出每种富含蛋白质的配方所需的功量的指示。表13提供了此数据。
表13
实施例6：玉米蛋白分离物和共混物对挤出食品特性的影响(“球形”)
本实验的目的是比较含有相似粒度的大豆、豌豆和玉米蛋白的蛋白质共混物在挤出成球形件时的膨胀和可挤出性。试验使用Baker Perkins 24mm(25:1L/D)双螺杆挤出机。挤出机端部的模头具有单个4mm的开口，并且产品在离开模头时使用4刃刀切割。评价了将大豆、豌豆和玉米蛋白的蛋白质共混物以30％的掺入率进行比较的配方。用于该试验的植物蛋白均小于300μm。大豆蛋白分离物SUPRO 620(批次M340072433)，原样含有约87％的蛋白，来自Solae。豌豆蛋白是PURIS豌豆870(批次18032203TL2)，原样含有约80％的蛋白，来自Cargill。玉米蛋白(批次18032203CPM)是玉米蛋白分离物，其蛋白质含量为90％db(原样为87％)。使用Malvern粒度分析仪分析引入蛋白质成分的粒度。表14示出了在Malvern粒度分析仪(激光衍射；干分散，颗粒折光率1.5，分散剂1.0)上进行的粒度分析，其中D10是存在总体积的10％低于其的粒径，D50是存在总体积的50％低于其的粒径，并且D90是存在总体积的90％低于其的粒径。
表14
表15中提供了多个实验的制剂。并且表16中示出了各实验的总蛋白百分比。
表15
表16
| 对照 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 蛋白质(％) | 0 | 27.0 | 26.10 | 25.10 | 23.60 | 22.20 | 26.05 | 25.10 | 25.60 |
挤出机在控制下启动。实验之间的过渡涉及在前一个实验完成的同时添加下一个实验的材料。当料斗中有最少25磅的新实验配方时，挤出机已稳定化并进行该实验。一旦挤出机以稳态运行，就收集数据和产品。为了比较蛋白质的膨胀和对挤出机的影响，各实验之间的挤出工艺设置保持一致。从模头切下材料后，将其收集到金属筛网上。将所述筛网在设定为250℉的Aeroglide托盘干燥机中放置2分钟。一旦干燥的材料冷却，就在搅拌下将其传送通过筛子式筛网以分离成块的产品。
在成分使用水平为15％和30％下的植物蛋白的蛋白质共混物比较表明，蛋白质的膨胀和可挤出性存在差异。在15％的成分使用水平下，所有蛋白质均显示出膨胀。与玉米相比，大豆和豌豆蛋白的表面更粗糙。豌豆和玉米都具有大小一致的小片，而大豆蛋白则显示出较高的尺寸可变性。在30％的使用率下，蛋白质对膨胀的影响非常明显。与所有其它测试相比，包含30％的豌豆蛋白的膨胀降低，密度最大，并且尺寸最小。含有大多数大豆或豌豆的共混物外观更粗糙，而以玉米为大多数蛋白的样品则外观更圆滑。具有等份豌豆、大豆和玉米的蛋白质共混物的表面更光滑，但大小不一致。
在干燥前和干燥后在挤出机出口处以g/100in3为单位测量所有产品的密度，并且数据示于表17。最低密度的产品含有大豆蛋白作为主要添加的植物蛋白。密度最高的产品含有豌豆蛋白作为主要添加的植物蛋白。
表17
使用质地分析仪对由大豆、玉米、豌豆或这三种植物蛋白的共混物制造的挤出球测量硬度，并以断裂所需力的克数计进行测量(n＝20)。数据示于表18。
表18
为了解蛋白质对挤出机条件的影响，表19中记录了轴扭矩(扭矩)、模头压力和模头温度。这些测量用于提供挤出机挤出每种蛋白质所需的功的趋势(更大、更小、相同)的指示。
表19
实施例7：具有不同蛋白质含量的玉米蛋白对挤出食品特性的影响(“膨化”)
本实验的目的是比较含有不同蛋白质量的玉米蛋白的“膨化”食品的膨胀和可挤出性。实验使用Baker Perkins 24mm(25:1L/D)双螺杆挤出机。挤出机端部的模头具有单个4mm的开口，并且产品在离开模头时使用4刃刀切割。配方比较了蛋白质水平接近70％的玉米蛋白(玉米蛋白70)与蛋白质水平接近90％的玉米蛋白(玉米蛋白90)。成分使用率为30％，玉米蛋白90为批次18032804CP，并且玉米蛋白70为批次18041102CP。
实施例的制剂在表20中，总玉米蛋白量在表21中。
表20
| 对照 | 玉米测试 | |
| 成分 | ％ | ％ |
| 整粒玉米粉 | 70.0 | 48.6 |
| 玉米锥 | 28.0 | 19.4 |
| 玉米蛋白90或玉米蛋白70 | 0.0 | 30.0 |
| 盐 | 0.5 | 0.5 |
| 碳酸氢钠 | 0.5 | 0.5 |
| CaCO3 | 1.0 | 1.0 |
| 总计 | 100 | 100 |
表21
| 对照 | 玉米蛋白90 | 玉米蛋白70 | |
| 蛋白质(％) | 0 | 26.1 | 19.8 |
表22示出了使用Malvern粒度分析仪(激光衍射；干分散，颗粒折光率1.5，分散剂1.0)测定的具有不同蛋白质水平的玉米蛋白的粒度，其中D10是存在总体积的10％低于其的粒径，D50是存在总体积的50％低于其的粒径，并且D90是存在总体积的90％低于其的粒径。
表22
挤出机在控制下启动。实验之间的过渡涉及在前一个实验完成的同时添加下一个实验的材料。当料斗中有最少25磅的新实验配方时，挤出机已稳定化并进行该实验。一旦挤出机稳定化，就收集数据和产品。为了比较蛋白质的膨胀和对挤出机的影响，各实验之间的挤出工艺设置保持一致。
从模头切下材料后，将其收集到金属筛网上。将所述筛网在设置为250℉的Aeroglide托盘干燥机中放置2分钟。一旦干燥的材料冷却，就在搅拌下将其传送通过筛子式筛网以分离成块的产品。
在干燥前和干燥后在挤出机出口处以g/100in3为单位测量所有产品的密度，示于表23。
表23
表24
| 对照 | 玉米蛋白70 | 玉米蛋白90，中型 | |
| 平均值 | 2450 | 2113 | 2013 |
| 标准偏差 | 360 | 679 | 487 |
| n | 20 | 20 | 20 |
| cv | 14.9 | 32.1 | 29.1 |
为了解蛋白质对挤出机条件的影响，表25中记录了轴扭矩(扭矩)、模头压力和模头温度。所述测量用于提供挤出机挤出每种蛋白质所需功的趋势(更大、更小、相同)的指示。
表25
| 实验 | 轴扭矩(％) | 模头压力(psi) | 模头温度(F) |
| 对照 | 69 | 610 | 294 |
| 玉米蛋白70 | 58.5 | 625 | 291 |
| 玉米蛋白90 | 61.5 | 630 | 294 |
Claims (20)
1.一种食品，所述食品包含：
存在量范围为80至90重量％的玉米蛋白分离物，所述玉米蛋白分离物包含：
(1)按干重计至少85重量％的玉米蛋白；
(2)在-0.6至1.5范围内的“a*”颜色值，和在10至25范围内的“b*”颜色值；以及
(3)按干重计少于1.5％的油；以及
淀粉；
其中所述食品的密度范围为40g/L至80g/L，并且所述玉米蛋白分离物的粒度范围为大于0μm至小于300μm。
2.如权利要求1所述的食品，其中所述玉米蛋白分离物的存在量范围为80至88重量％。
3.如权利要求1所述的食品，其中所述淀粉源自稻米、玉米、豌豆、小麦、燕麦、黑麦、马铃薯、木薯或其混合物。
4.如权利要求1所述的食品，其中所述食品是挤出食品。
5.如权利要求1所述的食品，其中所述食品是挤出的膨化或圈状食品。
6.如权利要求1所述的食品，其中所述食品是挤出的酥脆食品。
7.如权利要求1所述的食品，其还包含纤维组分。
8.如权利要求7所述的食品，其中所述纤维组分是整粒玉米、玉米麸或整粒小麦。
9.如权利要求1所述的食品，其还包含碳酸氢钠、碳酸钠、糖、麦芽提取物、玉米糖浆、糙米糖浆和糖蜜中的至少一种。
10.如权利要求1所述的食品，其还包含源自由以下组成的组的另外的蛋白质源：豌豆、大豆、牛奶、芥花籽、藻类、昆虫和小麦。
11.一种制造挤出食品的方法，所述方法包括：
将玉米蛋白分离物和淀粉共混以获得预混物，
烹饪所述预混物以获得经烹饪的面团；
其中所述经烹饪的面团的密度范围为40g/L至80g/L，
其中所述玉米蛋白分离物的存在量范围为80至90重量％，
其中所述玉米蛋白分离物包含：
(1)按干重计至少85重量％的玉米蛋白；
(2)在-0.6至1.5范围内的“a*”颜色值，和在10至25范围内的“b*”颜色值；以及
(3)按干重计少于1.5％的油；并且
其中所述玉米蛋白分离物的粒度范围为大于0μm至小于300μm。
12.如权利要求11所述的方法，其中烹饪所述预混物包括将所述预混物通过加热的挤出机挤出。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述经烹饪的面团是挤出的酥脆产品。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述经烹饪的面团是挤出的膨化或圈状产品。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述玉米蛋白分离物在所述预混物中的存在量范围为80至88重量％。
16.如权利要求11所述的方法，其中所述淀粉源自稻米、玉米、小麦、燕麦、黑麦、马铃薯、木薯或其混合物。
17.如权利要求11所述的方法，其中所述预混物还包含纤维组分。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述纤维组分是整粒玉米。
19.如权利要求11所述的方法，其中所述预混物还包含碳酸氢盐、碳酸钠、糖、麦芽提取物、玉米糖浆、糙米糖浆和糖蜜中的至少一种。
20.如权利要求11所述的方法，其中所述预混物还包含源自由以下组成的组的另外的蛋白质源：豌豆、大豆、牛奶、芥花籽、藻类、昆虫和小麦。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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