CN112839522B - 包含蛋白质的可食用微挤出产品的制造方法、由此获得的组合物及其用途 - Google Patents

包含蛋白质的可食用微挤出产品的制造方法、由此获得的组合物及其用途 Download PDF

Info

Publication number
CN112839522B
CN112839522B CN201980051530.XA CN201980051530A CN112839522B CN 112839522 B CN112839522 B CN 112839522B CN 201980051530 A CN201980051530 A CN 201980051530A CN 112839522 B CN112839522 B CN 112839522B
Authority
CN
China
Prior art keywords
micro
edible
extrusion
composition
protein
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980051530.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112839522A (zh
Inventor
G·斯孔蒂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novamante Technology Co ltd
Original Assignee
Novamante Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Novamante Technology Co ltd filed Critical Novamante Technology Co ltd
Priority to CN202410414053.1A priority Critical patent/CN118661801A/zh
Publication of CN112839522A publication Critical patent/CN112839522A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112839522B publication Critical patent/CN112839522B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J3/00—Working-up of proteins for foodstuffs
    • A23J3/22—Working-up of proteins for foodstuffs by texturising
    • A23J3/26—Working-up of proteins for foodstuffs by texturising using extrusion or expansion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23D—EDIBLE OILS OR FATS, e.g. MARGARINES, SHORTENINGS, COOKING OILS
    • A23D9/00—Other edible oils or fats, e.g. shortenings, cooking oils
    • A23D9/007—Other edible oils or fats, e.g. shortenings, cooking oils characterised by ingredients other than fatty acid triglycerides
    • A23D9/013—Other fatty acid esters, e.g. phosphatides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J3/00—Working-up of proteins for foodstuffs
    • A23J3/04—Animal proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J3/00—Working-up of proteins for foodstuffs
    • A23J3/14—Vegetable proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J3/00—Working-up of proteins for foodstuffs
    • A23J3/20—Proteins from microorganisms or unicellular algae
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J3/00—Working-up of proteins for foodstuffs
    • A23J3/22—Working-up of proteins for foodstuffs by texturising
    • A23J3/225—Texturised simulated foods with high protein content
    • A23J3/227—Meat-like textured foods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J7/00—Phosphatide compositions for foodstuffs, e.g. lecithin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
    • A23L29/20—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents
    • A23L29/206—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents of vegetable origin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
    • A23L29/20—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents
    • A23L29/206—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents of vegetable origin
    • A23L29/256—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents of vegetable origin from seaweeds, e.g. alginates, agar or carrageenan
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
    • A23L29/20—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents
    • A23L29/269—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents of microbial origin, e.g. xanthan or dextran
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
    • A23L29/20—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents
    • A23L29/269—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents of microbial origin, e.g. xanthan or dextran
    • A23L29/272—Gellan
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
    • A23L29/20—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents
    • A23L29/275—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents of animal origin, e.g. chitin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P20/00—Coating of foodstuffs; Coatings therefor; Making laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs
    • A23P20/20—Making of laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs, e.g. by wrapping in preformed edible dough sheets or in edible food containers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P30/00—Shaping or working of foodstuffs characterised by the process or apparatus
    • A23P30/20—Extruding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P20/00—Coating of foodstuffs; Coatings therefor; Making laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs
    • A23P20/20—Making of laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs, e.g. by wrapping in preformed edible dough sheets or in edible food containers
    • A23P20/25—Filling or stuffing cored food pieces, e.g. combined with coring or making cavities
    • A23P2020/253—Coating food items by printing onto them; Printing layers of food products
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00—Food ingredients
    • A23V2250/20—Natural extracts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00—Food ingredients
    • A23V2250/50—Polysaccharides, gums
    • A23V2250/502—Gums
    • A23V2250/5026—Alginate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00—Food ingredients
    • A23V2250/50—Polysaccharides, gums
    • A23V2250/502—Gums
    • A23V2250/5036—Carrageenan
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00—Food ingredients
    • A23V2250/50—Polysaccharides, gums
    • A23V2250/502—Gums
    • A23V2250/5072—Pectine, pectinate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00—Food ingredients
    • A23V2250/50—Polysaccharides, gums
    • A23V2250/502—Gums
    • A23V2250/5086—Xanthan
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00—Food ingredients
    • A23V2250/50—Polysaccharides, gums
    • A23V2250/51—Polysaccharide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
  • Jellies, Jams, And Syrups (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Meat, Egg Or Seafood Products (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

本发明涉及具有类似于肉的力学性质的压缩和拉伸杨氏模量的可食用微挤出产品，所述可食用产品包含由粘弹性组合物制成的微挤出单元的多层，所述粘弹性组合物在合适的可食用溶剂中包含大量蛋白质和可食用假塑性聚合物。本发明还公开了用于获得这种可食用微挤出产品的具体方法，特别是3D打印方法。本发明还列出了可食用产品的具体用途，包括用作肉类替代品。本发明还公开了包含蛋白质和假塑性聚合物的新型可食用粘弹性组合物。

Description

包含蛋白质的可食用微挤出产品的制造方法、由此获得的组 合物及其用途
本申请要求2018年8月7日递交的欧洲专利申请18382598.3的权益。
技术领域
本申请涉及食品行业领域。具体地，涉及作为肉类替代品和可定制食品的蛋白质类产品的领域。
背景技术
蛋白质是所有活生物体中的基本成分，并且用于健康饮食的蛋白质营养素可以通过动物和植物来源的食物获得。根据欧洲委员会科学和知识服务的“健康促进和疾病预防知识门户”报告(2017)，包含不同蛋白质营养素的混合饮食是人体正常运转的基础，为身体的酶活性、免疫力、细胞信号转导和肌肉工作提供条件。在作为蛋白质结构区块的氨基酸中，一组称为必需氨基酸(IAA)或必要氨基酸(EAA)：人体本身不能合成它们，因此必须在饮食中提供它们以使身体实现其生理功能。世界上一些农村地区的植物类饮食中常见的较少种类的食物可能导致饮食蛋白质不足。另一方面，大多数西方(包括欧洲)饮食在蛋白质摄入方面是高质量的，因为这些饮食基于多种植物来源和动物类食物的蛋白质的组合，两者都能够提供良好的IAA摄入。蛋白质缺乏的后果包括智力下降和诸如夸希奥科病等疾病，特别是在受营养不良或饥荒影响的国家。对于具有正常身体活动水平的成年男性和女性，饮食蛋白质的推荐日摄入量为约0.80至0.83g/千克体重，而对于儿童和孕妇的推荐量更高，以分别支持身体的生长和产奶。在老年人的特殊情况下，推荐他们的日常饮食在蛋白质摄入方面等于或高于年轻的成年人，但这取决于他们缺乏蛋白质的趋势。
必须考虑世界人口的增长(据FAO预测，2050年96亿)以及随之而来的对植物和动物来源蛋白质的需求的增加对气候变化的影响，因为目前从牲畜中获取大多数动物来源蛋白质的策略在气候变化方面发挥着重要作用。畜牧业对全球变暖的贡献甚至超过运输业(比包括汽车、卡车、飞机、火车和轮船在内的所有运输工具加起来要多40％)。最近，据估计，畜牧业贡献了地球上所有人类引起的温室气体(GHG)排放的14.5％。其中包括37％的人为因素的甲烷和65％的一氧化二氮，它们分别使CO2的GWP(全球变暖潜能)扩大23倍和296倍。与牛肉、牛奶生产、猪肉和家禽有关的牲畜活动分别贡献了来自该领域的GHG排放总量的41％、20％、9％和8％，而其余的贡献则由来自牲畜的产品的肥料储存、加工和运输提供。此外，牲畜对淡水污染和可获性、生物多样性、土地退化、荒漠化和毁林也有相当大的影响，最后一项是产生最多GHG排放的土地相关的变化活动。已经研究了不同饮食模式的环境影响，发现素食具有最低的影响。此外，已知基于植物的农业对于淡水使用、所需土地的量和产生的废物的环境影响比生产肉类的农业要低得多。
考虑到先前描述的关于包含多种蛋白质营养素的饮食对改善全球公共卫生的贡献以及关于向更可持续的农业和畜牧业系统前进的重要性的论点，对于寻找健康的可替代从动物产生的肉的策略的需要似乎是根本且紧迫的。
最近，出现了对于来自家畜的肉的一些替代品：其中一些基于使用如大豆等植物类成分来模仿肉，而另一些基于组织工程技术，其中细胞与支架和生长因子结合以产生所谓的清洁肉制品。
在美国专利9808029-B2(2017)中，Fraser等公开了包含含血红素的蛋白质的植物类食品，其在烹饪时产生具有牛肉相关香味的化合物，从而模拟肉的风味。然而，基于使用植物类蛋白质来模仿肉的风味的现有技术不能模仿动物来源的纤维状肉的稠度、纤维状质地和弹性。事实上，肉的力学性质和质地的主要原因之一是由于其典型的各向异性。
如植物类食品的模制等传统技术不能模仿动物的天然组织，因为它们不能模仿来自活的动物的肉的典型的纤维各向异性分布和取向。当模制植物类材料时，获得的成型物的网络微结构将与肉的典型的各向异性微结构差别非常大。
为了更好地模拟传统的动物肉质地，Krintiras等，“On the use of couettecell technology for large scale production of textured soy-based meatreplacers”，Journal of Food Engineering，2016，第169卷，pp.205-213开发并公开了使用植物蛋白(大豆蛋白分离物和麸质)的颗粒混合物的纤维状结构模式，。Krintiras等证明在包括同轴圆筒的装置中施加简单的剪切流和热量，可以获得具有各向异性纤维并类似于肉的纤维状结构。纤维沿遍布两个圆筒的材料的流动方向排列。该材料被认为是良好的肉替代品，但它仍然不能模拟高度质感和纤维状的肉。另外，需要特殊的装置。
在美国专利US 8703216-B2(2014)中，Forgacs等人公开了一种形成组织工程化可食用肉制品的方法，所述肉制品形成为多个多细胞体，包括以层的形式彼此粘附的非人类细胞(特别是肌细胞)，所述方法包括基于生物打印的策略，其是利用嵌入到生物相容性墨水(称为生物墨水)中的活细胞进行3D打印的过程。然而，在基于组织工程的技术中，需要在实验室中培养动物细胞，以使它们产生类似于来自活动物的肉的细胞结构。此外，与天然动物组织相比，当前的组织工程技术仅能产生简化的人造组织。尽管组织工程技术试图引导细胞在细胞水平上模仿天然组织结构，但是这些策略需要在实验室中维持大规模细胞培养，这是非常昂贵且复杂的，并且通常需要向培养的细胞提供大量的所谓的胎牛血清(FBS)形式的动物来源的蛋白质，以使其生长。
在美国专利申请US 2016135493-A1(2016)中，Kuo等公开了一种增材制造打印系统，其包括多个胶囊保持器，能够经伸缩挤出装置通过3D打印制造食品。
其他作者也评估了蛋白质和纤维状食品材料的适印性。一个实例是在Lille等，“Applicability of Protein and Fibre-Rich Food Materials in Extrusion-Based 3DPrinting”，Journal of Food Engineering-2017，http://dx.doi.org/10.1016/j.jfoodeng.201704.034中制造和公开的小吃产品。Lille等人评估了包含不同浓度的蛋白质和/或糖(例如淀粉、脱脂乳、半脱脂乳)的不同可食用组合物、这些可食用组合物的组合、黑麦麸、燕麦和蚕豆的适印性。对于许多这些组合物，测量了粘弹性，包括储能模量(G')和损耗模量(G")以及相角值，最后得出结论，可用于印刷并且印刷后还具有自支撑性的组合物应具有低于1900Pa的G'。在任何其他情况下，会发生高粘性组合物堵塞挤出机或组分相分离。打印机结构用基于nScrypt技术(nScrypt Inc，Orlando，Florida)的VTT微米级分配环境和引导喷嘴以逐层方式沉积3D结构的CAD控制的xyz运动控制系统制成。Lille等人还评估了印刷材料在自支撑能力方面的能力，以及在印刷之后冻干和在烘箱中加热的效果。
另外，已经进行了许多努力来获得还易于制造和加工的可食用纤维材料。然而，高纤维材料组合物的流变参数需要特殊的设备，例如Couette槽，以便获得部分模拟纤维状各向异性食品(肉)的质感。此外，这些流变特性还意味着在使用3D打印装置的情况下堵塞挤出机，因此很难打印高度纤维状的食品，并且将3D打印策略局限于具有柔软质地的可食用组合物(小吃、巧克力图案、比萨饼底等)。生产植物类产品的现有技术不能同时模拟来自活动物的肉的风味、外观、稠度、纤维状质地和弹性。基于组织工程的清洁肉类技术具有一系列缺点，包括其工艺的成本、复杂性和耗时特性。
因此，需要能够提供所有必需营养素同时特别是减少动物肉生产的其他方法和材料，所述材料可避免上述缺点。
发明内容
已经令人惊奇地发现，特定粘弹性组合物或材料(其可以是微挤出的，同时在微挤出后具有自支撑性)的组合，和包含由所述粘弹性组合物制成的微挤出单元的层的特定布置，得到了具有类似于传统肉或具有高纤维稠度的食品类型的最终质地和力学性质的可食用产品。因此，获得了下述的产品，其具有所需营养特性(由于粘弹性材料的组成)、三维(3D)形状、宏观和微观形态、稠度、在拉伸和压缩应力下的弹性以及模仿不同动物和植物天然组织的特定力学和营养特性的质地。
因此，如以下实例所示，可食用微挤出产品的许多力学性质使其成为有用的肉类替代品、人造肉或组织工程肉，其可包括由所述粘弹性组合物提供的所需的营养素组成。
因此，本发明的第一方面涉及一种制造包括两个以上的粘弹性微挤出单元的层的可食用微挤出产品的方法，其中，各个挤出单元包含蛋白质、可食用假塑性聚合物和合适的可食用溶剂，该方法包括以下步骤：
(i)提供粘弹性组合物，所述粘弹性组合物在合适的可食用溶剂中包含蛋白质和可食用假塑性聚合物，所述粘弹性组合物包含重量百分比为19％至49％的蛋白质和至少45％的可食用溶剂，所述百分比均相对于所述粘弹性组合物的总重量，所述可食用溶剂补足所述粘弹性组合物的100重量％；
(ii)通过宽度或直径为10μm至1000μm的孔口将所述粘弹性组合物微挤出，以获得一个或多个微挤出单元；和
(iii)将两个以上的包含微挤出单元的层堆叠为使得可食用微挤出产品的垂直截面显示出在层内相交的微挤出单元，或者在不同层之间重叠且不同取向的微挤出单元；或者将两个以上的层堆叠为使得层之间的微挤出单元平行取向。
实施该方法的具体方式在下一部分中详述。
本发明涉及并提供了一种包括两个以上的粘弹性微挤出单元的层的可食用微挤出产品，其中，各个挤出单元包括蛋白质、可食用假塑性聚合物和合适的可食用溶剂，其中：
-蛋白质相对于微挤出单元总重量的重量百分比为19％至49％，可食用溶剂相对于微挤出单元总重量的重量百分比为至少45％；
-微挤出单元的截面宽度为10μm至1000μm；
-可食用微挤出产品的压缩弹性模量为1.0×103Pa至5.0×106Pa，可食用微挤出产品的拉伸杨氏模量为5.0×103Pa至11.0×106Pa，所述压缩弹性模量和拉伸杨氏模量在伺服液压测试系统中以等于1mm/min的夹具位移速率在23℃下并在可食用微挤出产品中的溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量；并且
-将所述两个以上的微挤出单元的层堆叠为使得可食用微挤出产品的垂直截面显示出在层内相交的微挤出单元，或者在不同层之间重叠且不同取向的微挤出单元；或者，将所述两个以上的层堆叠为使得层之间的微挤出单元平行取向。
因此，本发明的第二方面是通过上述方法能够获得的可食用微挤出产品，所述产品包含如上文限定的两个以上的粘弹性微挤出单元的层，并且其中，可食用微挤出产品的压缩弹性模量为1.0×103Pa至5.0×106Pa，可食用微挤出产品的拉伸杨氏模量为5.0×103Pa至11.0×106Pa，所述压缩弹性模量和拉伸杨氏模量在伺服液压测试系统中以等于1mm/min的夹具位移速率在23℃下并且在可食用微挤出产品中的溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量。
这些压缩弹性和杨氏模量是由制造粘弹性微挤出单元的粘弹性组合物的定性和定量特征与可食用微挤出产品的其他特征(即单元的截面和微挤出单元的层的堆叠)所得到的。
该可食用微挤出产品通过不影响其可食性和营养特性的不同机械和可选的化学步骤获得。另外，微挤出可以通过3D打印使用粘弹性组合物作为制造微挤出单元的3D打印用可注射油墨而进行。这是由于在合适的溶剂中、特别是在水中包含蛋白质和假塑性聚合物的所述粘弹性组合物的流变性所致的。
本发明的另一方面是上述可食用微挤出产品作为肉类替代品的用途。该方面也可配制成包含本发明第一方面的可食用微挤出产品或由本发明第一方面的可食用微挤出产品组成的肉类替代品。本发明的“肉类替代品”是用于减少或“替代”真正的来自动物的肉以获得来自动物的肉(肉排、香肠等)和肉类替代品的混合物的产品。
本发明的又一方面是如上定义的可食用微挤出产品作为人造肉的用途。该方面还可以配制成包含本发明第一方面的可食用微挤出产品或由本发明第一方面的可食用微挤出产品组成的人造肉。“人造肉”通常被理解为肉替换物、肉替代物、仿肉、假肉、模拟肉、素肉、基于植物的肉或植物肉，接近特定类型肉的某些美学品质(例如质地、风味、外观)或化学特性。有时它们也被称为“肉类替代品”(参见Krintiras等，如上)。
如上所述，本发明的一个目标是能够微挤出以获得自支撑微挤出单元的特定定性的粘弹性组合物和将所述微挤出单元布置在两个以上的层内的有效组合。由于假塑性聚合物的存在，该粘弹性组合物具有使其能够微挤出的适当粘弹性参数。假塑性聚合物是具有剪切稀化(或同样在剪切应变下粘度降低)的聚合物化合物。
令人惊讶地发现，在第一方面的可食用微挤出产品的制备中，使用具有特定粘弹性参数的在溶剂(即在水中)中的蛋白质和假塑性聚合物的新混合物是特别好的。因此，还开发了特定的新型粘弹性组合物，其具有高蛋白质含量(组合物中为19％至49％)并且在可食用溶剂中还包含可食用假塑性聚合物。参数限定的这些新型粘弹性组合物的储能模量G'高于损耗模量G″，所述G'和G″在0.16Hz的频率和23℃的温度下在一对平行的锯齿状板中在组合物中的溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量，储能模量G′高于1700Pa，损耗模量G″高于350Pa，并且粘弹性组合物中的比率G″/G′为0.24至0.88。该比率也称为损耗角正切(tan(δ))。
因此，本发明的另一方面是可食用粘弹性可微挤出组合物，其在合适的可食用溶剂中包含：相对于粘弹性组合物的总重量的重量百分比为19％至49％的蛋白质，所述蛋白质选自植物来源的蛋白质、昆虫蛋白质、藻类来源的蛋白质、细菌来源的蛋白质及其组合；和相对于全部粘弹性组合物的重量百分比为0.2％至40％的可食用假塑性多糖，其选自藻酸盐、黄原胶、糖胺聚糖、琼脂糖、结冷胶、果胶、卡拉胶及其组合；并且所述粘弹性组合物包含相对于所述组合物总重量为至少45重量％的可食用溶剂。重量的余量是溶剂，直至100％的粘弹性组合物。
该粘弹性组合物是可微挤出的，因此具有低于进行微挤出的孔口的宽度或直径的60％的成分(即蛋白质、可食用溶剂和假塑性聚合物)的混合物的粒径的均一分布。均一分布是指超过90重量％的颗粒的粒径低于进行微挤出的孔口的宽度或直径的60％。
因此，如果要通过具有10μm至1000μm的特定宽度或直径的孔口将粘弹性组合物微挤出，则粘弹性组合物具有从低于6μm至低于600μm的粒径的均一分布。因此，如果要进行微挤出的孔口的宽度或直径为10μm，则超过90重量％的颗粒具有低于6μm的粒径；或者如果要进行微挤出的孔口的宽度或直径为1000μm，则超过90重量％的颗粒具有低于600μm的粒径。
在这种为孔口的宽度或直径的60％的情况下，避免了在本发明的方法的步骤(ii)中使用的挤出机的堵塞。
获得具有粒径的均一分布的具有高蛋白质含量(19％至49％)和假塑性聚合物的粘弹性组合物是重要的，因为高重量百分比的蛋白质和假塑性材料的混合物倾向于相分离，因此由于挤出机的堵塞和/或待微挤出的材料的分解而使得挤出不能进行。另一方面，混合物必须保持蛋白质结构，以确保微挤出后的动物类(或肉样)纤维材料的适口性(口感)和质地。
发明人惊奇地发现，混合物中重量百分比为19％至49％的蛋白质、假塑性聚合物和至少45％的可食用溶剂(补足混合物的100％)的均匀混合物可通过以下方法获得：
(a)将蛋白质、可食用假塑性聚合物和可食用溶剂在容器中混合；和
(b)在将温度从室温(即20℃)升高至低于95℃的过程中以高离心力施加搅拌并且将搅拌和温度维持1分钟(min)至30分钟(min)的时间。
尽管有强搅拌，但蛋白质结构并没有被破坏至失去结构和感官特性的程度，同时混合物由尺寸足以穿过微挤出机而不将其堵塞的颗粒构成。
这些高重力通常用于陶瓷领域，以获得水泥或陶瓷材料的均匀混合物。然而，它们在包含蛋白质作为纤维材料的组合物中的用途由于对所述蛋白质的变性作用而受到阻碍。
因此，本发明的另一方面是一种新型可食用粘弹性可微挤出组合物，其包含可食用假塑性聚合物、重量百分比为19重量％至49重量％的蛋白质和至少45重量％的可食用溶剂，所述溶剂补足所述粘弹性组合物的100重量％，所有百分比均相对于所述粘弹性组合物的总重量，所述粘弹性组合物具有从低于6μm至低于600μm的粒径的均一分布，并且能够通过以下方法获得：
(a)将蛋白质、可食用假塑性聚合物和可食用溶剂在容器中混合；和
(b)可选地在多于一个方向上以10g至4000g的离心力或相对离心力(rcf)施加一个或多个搅拌循环，同时将温度从20℃升高至低于95℃的温度，并且将搅拌和温度维持1分钟至30分钟的时间。
在半径为10cm的转子中，约10g的相对离心力对应于300转/分(rpm)。4000g对应于约6000rpm，即5976rpm。在半径为10cm的转子中，约60g的相对离心力对应于730转/分(rpm)。
附图说明
图1在A中描绘了由25重量％的大米蛋白、5重量％的藻酸钠和70重量％的水组成的可微挤出配方(粘弹性组合物)。图1在B中描绘了由55重量％的大米蛋白和45重量％的水组成的非可微挤出配方。
图2描绘了产生自支撑微挤出丝的配方的实例，其由25重量％大米蛋白、5重量％藻酸钠和70重量％水组成(图2A)。图2B描绘了产生非自支撑微挤出丝的配方，其由5重量％的藻酸钠和95重量％的水组成。
图3A和图3B描绘了具有不同组成和粘弹性模量的两种多层微挤出产品的3D微挤出打印方法。图3A和图3B中所示的产品使用含有25重量％大米蛋白、5％藻酸钠和70重量％水的组合物(图3A)以及含有20重量％大米蛋白、5％藻酸钠和75重量％水的组合物(图3B)产生。
图4描绘了XY分布，其中X和Y轴分别代表藻酸钠和大米蛋白浓度，并且可3D打印配方包含在由曲线1、2、3和4限定的区域中。
图5A描绘了用于制备本发明的可食用微挤出产品的配方的粘弹性的测量的示例性表示。图5B描绘了以Pa为单位作为应力振幅(σ)的函数测量的存储(G')和损耗(G')粘弹性模量(以Pa为单位)的代表性测量。图5B中的图描绘了对本发明的具有20重量％大米蛋白、5重量％藻酸钠和75重量％水的组合物进行的振幅扫描测试的代表性测量。
图6描绘了XY分布，其中X和Y轴分别代表藻酸钠和大米蛋白浓度，并且可3D打印配方(A至H)包含在由曲线1、2、3和4限定的区域中，如先前在图4中所述那样。与各种组合物相关的值[G'，G"，|η*|，tan(δ)]总结了它们的粘弹性参数。
图7A描绘了可食用微挤出产品在拉伸应力下的力学性质测量的说明性示图。图7B描绘了当产品受到拉伸应力时工程应力-应变曲线的代表性测量。图7B中的工程应力-应变曲线描绘了对使用具有25重量％大米蛋白、25重量％藻酸钠和50重量％水的组合物产生的产品进行的代表性拉伸测试。应力以MPa表示，应变以mm/mm表示。
图8A描绘了可食用微挤出产品在压缩应力下的力学性质测量的说明性示图。图8B描绘了当产品受到压缩应力时工程应力-应变曲线的代表性测量。图8B中的工程应力-应变曲线描绘了对使用含有25重量％大米蛋白、25重量％藻酸钠和50重量％水的组合物产生的产品进行的代表性压缩测试。应力以MPa表示，应变以mm/mm表示。
图9描绘了表示本发明的可食用微挤出产品的压缩弹性模量和拉伸杨氏模量的范围的图。阴影矩形表示产品覆盖的范围。
图10(A和B)分别从俯视和剖视角度描绘了放大200倍的所选产品的微结构的代表性扫描电子显微镜图像。这些图像中描绘的产品由25重量％的大米蛋白、25％的藻酸钠和50重量％的水组成。
图11(A和B)分别以200X和15000X的放大倍数描绘了所选产品的微结构的代表性扫描电子显微镜图像。图11B表示图11A所示的相同图像的放大图；在更高放大倍数下，可以观察到包含在单个微挤出丝的内部的纳米纤维在方向上的排列。
图12描绘了人造肉产品的3D微挤出打印方法的示例性示图，其使用两种不同的组合物产生，每种组合物在单独的挤出机中，并且在每层交替使用两个挤出机：具体而言，在该实例中使用的挤出机之一产生组成为25重量％RP、5重量％SA和70重量％水的层，而另一挤出机产生组成为25重量％RP、25重量％SA和50重量％水的层。
图13描绘了完成的可食用的多层微挤出人造肉产品的实例，其使用具有12.5重量％大米蛋白、12.5重量％豌豆蛋白、5重量％SA和70重量％水的组合物产生。
图14A和B描绘了与一块鸡胸肉相比，本实施例中描述的产品在烹饪过程中在锅中获得的代表性图像。
图15描绘了由75重量％水、20重量％豌豆蛋白(PP)和5重量％卡拉胶(CG)组成的可微挤出的粘弹性配方的实例，其产生自支撑的微挤出丝。
图16描绘了使用具有73重量％水、25重量％豌豆蛋白(PP)、2％结冷胶(GG)的粘弹性组合物产生的多层微挤出产品的3D微挤出打印过程。
具体实施方式
除非另有说明，在本申请中使用的所有术语应理解为本领域公知的普通含义。在本申请中使用的某些术语的其他更具体的定义如下所述，并且旨在一致地适用于整个说明书和权利要求书，除非另外明确陈述的定义提供更宽的定义。
根据本说明书，“粘弹性组合物”或“粘弹性材料”(作为同义词可互换使用)是具有粘弹性行为的组合物。粘弹性是当经历变形时表现出粘性和弹性特性的材料的性质。粘性材料，像水一样，当施加应力时抵抗剪切流和随时间线性地应变。弹性材料在拉伸时发生应变，并且一旦应力消除就立即返回到它们的初始状态。粘弹性材料具有这两种性质的要素，因此表现出时间相关应变。弹性通常是在有序固体中键沿晶面拉伸的结果，而粘性是原子或分子在无定形材料内扩散的结果。使用剪切流变仪、施加小振荡应力并测量所得应变来研究粘弹性。粘弹性材料中的储能模量和损耗模量测量代表弹性部分的储能，和代表粘性部分的作为热耗散的能量。类似地，其也被定义并在此用作“剪切存储(G')”和“剪切损耗(G”)”模量的同义词。在流变学中，剪切稀化是在剪切应变或时间下粘度降低的流体的非牛顿学行为。其有时被认为是假塑性行为的同义词(如本说明书中所述)，并且通常被定义为排除时间依赖性效应，例如触变性。剪切稀化行为通常不可见于具有低分子量的纯液体或如蔗糖或氯化钠等小分子的理想溶液，但通常可见于聚合物溶液和熔融聚合物，以及复杂的流体和悬浮液，如番茄酱、搅打奶油、血液、油漆和指甲油。
粘弹性通过剪切应力下的流变学测量来确定。该分析可用于评价可适当地以多层产品形式微挤出的组合物的最佳粘弹性。用于此目的的具体装置是流变仪，例如HaakeMars III流变仪(Thermo Fisher Scientific,USA)，其通常在23℃下工作。测量系统由一对平行的锯齿状板组成，以避免壁滑动并提供对测量的组合物的增强夹持。为了测定本说明书中公开的包含蛋白质和假塑性聚合物的组合物的粘弹性，施加法向力为5N的压缩应力(参见以下实例)。进行振荡测试以测量粘弹性模量(储能模量G'和损耗模量G”)、复数粘度模量(|η*|)和损耗角正切(tan(δ))，损耗角正切被测量为tan(δ)＝G”/G'(这里也称为比率G”/G')，其确定粘弹性模量之间的关系。为此，进行两种不同的振荡测试：振幅扫描和频率扫描测试。在振幅扫描测试中，频率固定在f＝1Hz，并且施加的应力(σ)的振幅从0.005Pa增加到2Pa，以界定粘弹性线性区域(VLR)，其为粘弹性模量与应力振幅无关的区域，并且通常观察到模量的恒定值。然后进行频率扫描测试，其中所施加的应力固定在VLR内的一个值，并且频率改变。频率扫描测试能够评估粘弹性模量在变化频率下的行为。损耗角正切tan(δ)在0.15Hz下测量。
材料的压缩弹性模量表征了施加到材料的压缩应力和相应的压缩应变之间的关系，基本上限定了在两个夹具之间挤压或压缩材料的容易程度。在聚合物类材料在其网络内包含大量液体(例如水凝胶)的情况下，通常通过对材料进行无约束压缩试验来分析它们在压缩应力下的粘弹性力学行为。当对这种液体膨胀材料进行无约束压缩试验时，通常通过以固定的缓慢位移速率压缩材料来计算压缩弹性模量，作为与研究中规定的限定应变值(例如在15％的应变下)相对应的工程应力-应变曲线的斜率。
拉伸杨氏模量(或简称杨氏模量)是材料的力学参数，其测量拉伸下固体材料的刚度。该参数给出了关于当施加单轴拉伸应力时可食用产品的行为的信息。它定义了在单轴变形的线性弹性状态下材料中的应力(每单位面积的力)和应变(比例变形)之间的关系。杨氏模量E可以通过在工程应力-应变曲线的弹性(初始，线性)部分中将工程拉伸应力σ除以工程拉伸应变ε来计算。
使用已知的标准方法进行本说明书中可食用微挤出产品的力学参数的测定。为了评价可食用微挤出产品的力学抗性，使用具有500N负荷传感器(MTS Bionix 358,USA)的伺服液压测试系统在23℃并且可食用产品中的溶剂含量(水或水合等级)为45重量％至90重量％的情况下评价拉伸和压缩应力下的力学行为。计算单轴拉伸应力下的拉伸杨氏模量(EY)、工程断裂应力(σB)和工程断裂应变(εB)的值，并计算无约束单轴压缩应力下的弹性压缩模量(EC)的值。在试验过程中，夹具位移速率保持恒定，对于拉伸和压缩试验都等于1mm/min。杨氏模量计算为工程应力-应变曲线的初始线性部分的斜率，而工程断裂应力(σB)和工程断裂应变(εB)在断裂时刻确定，随后应力值快速降低。对于压缩试验，从15％应变下的应力-应变曲线的斜率确定弹性压缩模量。等效的测量模式包括在从10％到60％的应变下的应力-应变曲线的斜率。
与“各向同性”相反，“各向异性”是方向相关的性质，其意味着在不同方向上的性质不同。它可以定义为当沿着不同的轴测量时，材料的物理或力学性质(吸光率、折射率、电导率、拉伸强度等)的差异。在木材或肉中可以看到各向异性的实例，木材或肉更容易沿着纹理而非跨越纹理断裂。由于形成可食用产品的层的微挤出单元的多种具体布置，产品具有各向异性，即它将沿一个方向比沿另一个方向更容易分开，也像发生在传统动物生产的肉中那样。两个以上的可食用产品的层以层间的微挤出单元平行取向的方式堆叠时就是这种情况。
表述“可食用”和“其可食用的盐”是指可被摄入(食品级)并且与可食用产品中的其他成分相容的材料、组合物或载体(溶剂)。它必须用于人和动物而没有过度的毒性、刺激、过敏反应、免疫原性或与合理的利益/风险比相称的其他问题或并发症。
当在本说明书中提到“两个以上的微挤出单元的层”时，应理解所述层包括由粘弹性组合物制成的微挤出单元。该表述包括这些层仅由这些微挤出单元构成或共同形成，或者除了所述微挤出单元，该层中还包括其他可食用材料。同样，表述“由粘弹性组合物制成的微挤出单元”涉及由所述粘弹性组合物制成的微挤出单元。
根据本说明书，“垂直截面”应理解为垂直切割堆叠层的截面平面，从而能够观察不同的堆叠层。
本文所用的与粘弹性组合物有关的术语“粒径”是指特征性物理尺寸。例如，在颗粒基本上是球形的情况下，颗粒的尺寸对应于颗粒的直径。在非完美球形的情况下(当使用纤维状蛋白质时通常是这种情况)，尺寸通常对应于椭球体的短轴，因为在挤出期间椭球体颗粒的长轴平行于挤出方向取向。当提及一组颗粒具有特定尺寸时，设想了该组颗粒可具有处于特定尺寸附近的尺寸分布。因此，如本文所用，颗粒的尺寸或粒径可以指尺寸分布的模式，例如尺寸分布的峰值尺寸。另外，当不是完美球形时(这在使用纤维状蛋白质时是常见的情况)，直径是球形或包括该对象的物体的等效直径。该直径通常称为“流体动力学直径”，其测量可使用与Atlas池加压系统或Malvernor其他激光衍射粒径分析仪系统连接的Wyatt进行。透射电子显微镜(TEM)或扫描电子显微镜(SEM)图像也给出关于直径的信息。作为另选，可以使用筛保留方法测量粒径，其中通过筛分方法测量粒径。根据该筛分方法，将要测量粒径和/或粒径分布的材料引入到包括圆形筛分单元的筛中。每个筛分单元具有特定的孔径，并且它们从最大孔径到最小孔径排列，使得每个筛分单元密封地靠近另一筛分单元以避免材料损失。筛分单元经受预定时间(即5分钟)的振动，使得材料达到所有筛分单元，并且材料在测试结束时沿着所有筛分单元以不同的级分分布。最后称重筛分单元以计算各种级分的重量百分比。
粒径的均一分布涉及一组不同的粒径，但是具有高百分比(至少90％)的特定粒径或特定粒径组(即低于固定值)。
如本文所用，术语组分的“％w/w”、“重量％”或“重量百分比”是指单一组分相对于组合物的总重量的量，或如果特别提及，其他组分的量。
如上所述，本发明第一方面涵盖一种制造包括两个以上的粘弹性微挤出单元的层的可食用微挤出产品的方法，其中，每个挤出单元包括蛋白质、可食用假塑性聚合物和合适的可食用溶剂，该方法包括以下步骤：
(i)提供粘弹性组合物，所述粘弹性组合物在合适的可食用溶剂中包含蛋白质和可食用假塑性聚合物，所述粘弹性组合物包含重量百分比为19％至49％的蛋白质和至少45％的可食用溶剂，所述百分比均相对于所述粘弹性组合物的总重量，所述可食用溶剂补足所述粘弹性组合物的100重量％；
(ii)通过宽度或直径为10μm至1000μm的孔口将所述粘弹性组合物微挤出，以获得一个或多个微挤出单元；和
(iii)将两个以上的包括微挤出单元的层堆叠为使得可食用微挤出产品的垂直截面显示出在层内相交的微挤出单元，或者在不同层之间重叠且不同取向的微挤出单元；或者将两个以上的层堆叠为使得层之间的微挤出单元平行取向。
于是，提供了一种包括两个以上的粘弹性微挤出单元的层的可食用微挤出产品，其中，各个挤出单元包括蛋白质、可食用假塑性聚合物和合适的可食用溶剂，其中：
-蛋白质相对于微挤出单元总重量的重量百分比为19％至49％，可食用溶剂相对于微挤出单元总重量的重量百分比为至少45％；所述可使用溶剂补足所述粘弹性组合物的100重量％；
-微挤出单元的截面宽度为10μm至1000μm；
-可食用微挤出产品的压缩弹性模量为1.0×103Pa至5.0×106Pa，可食用微挤出产品的拉伸杨氏模量为5.0×103Pa至11.0×106Pa，所述压缩弹性模量和杨氏模量在伺服液压测试系统中以等于1mm/min的夹具位移速率、在23℃下并且在可食用微挤出产品中的溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量；和
-将两个以上的微挤出单元的层堆叠为使得可食用微挤出产品的垂直截面显示出在层内相交的微挤出单元，或者在不同层之间重叠且不同取向的微挤出单元；或者，将两个以上的层堆叠为使得层之间的微挤出单元平行取向。
然后，上述的另一方面是通过上述方法能够获得的可食用微挤出产品，所述产品包含如上文限定的两个以上的粘弹性微挤出单元的层，并且由于所述方法，其中，可食用微挤出产品的压缩弹性模量为1.0×103Pa至5.0×106Pa，可食用微挤出产品的拉伸杨氏模量为5.0×103Pa至11.0×106Pa，所述压缩弹性模量和拉伸杨氏模量在伺服液压测试系统中以等于1mm/min的夹具位移速率、在23℃下并且在可食用微挤出产品中的溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量。
也就是说，还构成本发明的一部分的是一种可使用微挤出产品，其能够通过以下步骤获得：
(i)提供粘弹性组合物，所述粘弹性组合物在合适的可食用溶剂中包含蛋白质和可食用假塑性聚合物，所述粘弹性组合物包含相对于所述粘弹性组合物的总重量的重量百分比为19％至49％的蛋白质和至少45％的可食用溶剂，所述可食用溶剂补足所述粘弹性组合物的100重量％；
(ii)通过宽度或直径为10μm至1000μm的孔口将所述粘弹性组合物微挤出，以获得一个或多个微挤出单元；和
(iii)将两个以上的包括微挤出单元的层堆叠为使得可食用微挤出产品的垂直截面显示出在层内相交的微挤出单元，或者在不同层之间重叠且不同取向的微挤出单元；或者，将两个以上的层堆叠为使得层之间的微挤出单元平行取向。
该可食用微挤出产品的压缩弹性模量和拉伸杨氏模量在上述数值内。
“相交的微挤出单元”应理解为至少两个单元在同一平面内相交。相反，“重叠且不同取向的微挤出单元”涉及接触并相交但在不同平面的单元，一个单元布置在另一个上。
当描述可食用微挤出产品的压缩弹性模量和杨氏模量在可食用微挤出产品中的溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量时，其是指在溶剂包含水的情况下(所述溶剂可包含其他成分，如无机盐、维生素和其他可食用添加剂)，当产品为水合形式时，进行可食用产品的这两种力学性质的测量。因此，两种力学性质的值是在进行干燥、蒸煮、冷冻或冻干等任何其他过程之前的值。
接下来说明第一和第二方面的具体实施方式。
在一个具体实施方式中，第二方面的可食用微挤出产品由包含蛋白质、可食用假塑性聚合物和合适的可食用溶剂的粘弹性组合物制成，其中，蛋白质、可食用假塑性聚合物和可食用溶剂相对于粘弹性组合物的重量百分比与微挤出单元中的百分比相同。
在另一具体实施方式中，第二方面的可食用微挤出产品包括2至500个、更特别为2至100个微挤出单元的层。在一个更具体的实施方案中，其包括10至50个微挤出单元的层。更特别地，其包括10至20个微挤出单元的层。
包括微挤出单元的可食用微挤出产品的层实际上通过这些微挤出单元在平面内的特定布置来构造。因此，这些层特别由所述微挤出单元形成，这些单元具有10μm至1000μm的截面宽度。如下所述，根据用于微挤出的孔口的形状，单元将具有矩形或正方形截面或圆形截面。在后一种情况下，层的10μm至1000μm的宽度将由具有圆形截面的单元的直径界定。除了矩形、正方形或圆形截面之外，替代性截面包括椭圆形截面、星形截面、菱形截面和其他多边形截面。实际上，根据本说明书，当不同于矩形或正方形截面或圆形截面(其中宽度是矩形/正方形的高度或直接是圆的直径)时，表述“截面宽度”的宽度涉及当截面具有多边形时微挤出单元的截面的外接圆周的直径。例如，当截面是星形时，宽度将由与所述星形外接的圆周的直径限定。另一方面，在微挤出单元的截面为椭圆形的情况下，宽度可以是短轴或长轴长度的任一种，这取决于微挤出单元如何布置来构成(或形成)微挤出单元的层。
在另一具体实施方式中，微挤出单元的宽度为100μm至900μm，更特别为200μm至800μm，甚至更特别为400μm至600μm。在另一更具体的实施方式中，微挤出单元的宽度选自400μm、450μm、500μm、550μm和600μm。该宽度对应于作为微挤出丝的微挤出单元的直径(或截面)。
在本发明的可食用微挤出产品的特定实施方式中，微挤出单元选自微挤出片、微挤出丝、平行布置并形成层的片和长丝、及其组合。关于其组合，应当理解，在层内形成该层的微挤出单元可以相同或不同，因此包括微挤出片和微挤出丝的组合的选项。这些组合旨在对可食用微挤出产品进行质地处理，模拟纤维状肉质地，从而形成各向异性的纤维分布。
在另一具体实施方式中，微挤出单元堆叠为使得层之间的微挤出单元平行取向，类似于动物的许多骨骼肌纤维的取向。事实上，多种动物的骨骼(或也称为横纹)肌的肌肉纤维是呈现细长形状的细胞，并且这些单元的束通常以优选且平行的方向排列以形成称为肌束的结构，该结构被称为肌束膜的钝化结构包围。这样的肌束又被布置成组以形成肌肉筋膜，其可以优选地在与肌肉的长轴相同的方向上取向，形成所谓的平行肌。
在另一特定的实施方式中，微挤出产品包括下述单元，其处于通过由多个微挤出机或微喷嘴组成的挤出机或喷嘴的挤出产生的层中，使得挤出的单元由宽度为10μm至1000μm的多个多边形组成，界定显示多个相交的多边形的挤出单元截面。在该实施方式中，层中的挤出单元可以由宽度为10μm至1000μm的多个微单元组成。
换言之，如果挤出机或喷嘴由多个微挤出机或微喷嘴组成，则微挤出单元处于所示的尺寸(宽度为10μm至1000μm)内。例如，挤出单元由具有矩形形状的多个微挤出机制造，这些微挤出机不同地取向，并且最终界定螺旋的最终截面积。
在第一和第二方面各自的方法或可食用微挤出产品的另一具体实施方式中，相对于微挤出单元的总重量的蛋白质的重量百分比，或与粘弹性组合物中相同，为25％至49％，可食用溶剂的重量百分比为至少45％。在另一个具体实施方式中，蛋白质的重量百分比为29％至49％，可食用溶剂的重量百分比为至少45％。粘弹性组合物中蛋白质和食用溶剂的重量百分比定义为用于微挤出的粘弹性组合物中的蛋白质或溶剂的量。
根据本发明的第一方面的方法或本发明的第二方面的可食用微挤出产品的另一具体实施方式，蛋白质选自：动物来源的蛋白质；植物来源的蛋白质；藻类来源的蛋白质；酵母来源的蛋白质；细菌来源的蛋白质；及其组合。实际上，当描述粘弹性组合物包含蛋白质时，应理解为涵盖来自相同来源或来自不同来源的一种或多种蛋白质类型。对于细菌来源的蛋白质和酵母来源的蛋白质，其涵盖可以通过生物技术方法在这些生物体和细胞中产生的蛋白质，以及这些生物体和细胞的固有蛋白质。
根据本发明第一方面的方法或本发明第二方面的可食用微挤出产品的另一特定实施方式，蛋白质选自：非人动物来源的蛋白质；植物来源的蛋白质；藻类来源的蛋白质；酵母来源的蛋白质；细菌来源的蛋白质；及其组合。
特定的非人动物来源的蛋白质选自：非人哺乳动物，例如牛、猪、绵羊、山羊和马；家禽，例如鸡和火鸡；昆虫蛋白；鱼蛋白；及其组合。非人动物来源的蛋白质不仅涉及直接来源于肌肉组织的蛋白质，而且还涉及可从这些动物获得的化合物，如来源于奶的乳制品。特别感兴趣的是含有血红素基团的蛋白质(或含有血红素的蛋白质)，通常是牛来源的。具体的植物来源的蛋白质选自：水果蛋白质；谷类蛋白质，如玉米、大米、小麦、大豆、大麦、燕麦、高粱、黑麦、黑小麦、folio及其组合。同样特别感兴趣的是植物、酵母、藻类或细菌来源的含血红素的蛋白质。
在第一方面的方法或第二方面的可食用微挤出产品的另一特定实施方式中，蛋白质是非人动物蛋白质。在甚至更具体的实施方式中，其是昆虫蛋白质。
在本发明的方法或可食用微挤出产品的具体实施方式中，蛋白质选自植物来源的蛋白质、藻类来源的蛋白质、酵母来源的蛋白质、细菌来源的蛋白质及其组合。利用该具体实施方式，获得了素食产品(即不含动物蛋白)。
在第一方面和第二方面的方法或可食用微挤出产品的另一具体实施方式中，可食用假塑性聚合物相对于微挤出单元的总重量的重量百分比(或者与形成所述微挤出单元的粘弹性组合物中相同)为0.2％至40％，并且可食用溶剂的重量百分比为至少45％。
在更具体的实施方式中，可食用假塑性聚合物选自：
-多糖，更特别地选自由以下物质组成的组：淀粉，包括玉米淀粉、豇豆淀粉、大米淀粉、葛根淀粉和其他淀粉；刺槐豆胶、塔拉胶、瓜尔胶、黄原胶、卡拉胶及其衍生物，例如κ型卡拉胶、furcelarato和ι型卡拉胶、刺梧桐树胶、结冷胶、脱乙酰基结冷胶、高丙烯酰基(弹性)结冷胶、硬质(低丙烯酰基)结冷胶、阿拉伯胶；藻酸或藻酸的可食用盐(如藻酸钠)和衍生物(例如藻酸盐二醛和氧化藻酸盐)；凝胶多糖、魔芋或魔芋葡甘聚糖、葫芦巴胶；纤维素及其衍生物，例如羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素或甲基纤维素、纳米原纤化纤维素或纤维素纳米纤维、细菌纤维素；几丁质、壳聚糖、果胶、高甲氧基果胶、低甲氧基果胶；糖胺聚糖，例如透明质酸、琼脂、琼脂糖、右旋糖酐、支链淀粉、凝胶多糖及其组合；
-假塑性蛋白，更特别地选自由以下物质组成的组：乳蛋白浓缩物、酪乳、β-乳球蛋白、蛋清粉、乳清蛋白、胶原蛋白、明胶、甲基丙烯酸明胶、糖蛋白、滑液中包含的蛋白(例如白蛋白和球蛋白)、牛血清蛋白及其组合；以及多糖和假塑性蛋白的组合。
在一个更具体的实施方式中，假塑性聚合物是选自由以下物质组成的组：玉米淀粉、葛根淀粉、刺槐豆胶、藻酸或藻酸的可食用盐(如藻酸钠)、塔拉胶、κ型卡拉胶、furcelarato、ι型卡拉胶、凝胶多糖、魔芋、纤维素及其衍生物(例如羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素或甲基纤维素)、果胶、细菌纤维素、刺梧桐树胶、瓜尔胶、结冷胶、高丙烯酰基(弹性)结冷胶、硬质(低丙烯酰基)结冷胶、阿拉伯胶、几丁质、壳聚糖和黄原胶、琼脂、琼脂糖及其组合。
在另一具体的实施方式中，可选地与上文或下文的任何实施方式结合，假塑性聚合物是假塑性蛋白，更特别地选自由以下物质组成的组：大米蛋白、大麻蛋白、胶原蛋白、明胶、弹性蛋白、纤连蛋白、骨桥蛋白、角豆树蛋白、豌豆蛋白、小麦蛋白、螺旋藻蛋白、燕麦蛋白、大豆蛋白、小扁豆蛋白、乳清蛋白、花生蛋白、绿豆及其组合。
实际上，假塑性聚合物可伴有其他具有假塑性行为的化合物。这些具有假塑性行为的化合物可以用作微挤出单元(或过程中提供的粘弹性组合物)中的唯一假塑性化合物。不是聚合物假塑性化合物的假塑性化合物选自：假塑性脂质，特别是卵磷脂、黄油、ω-3脂肪酸、蔗糖酯、食品级动物油和植物油(包括棕榈油、椰子油、芥花油、霍霍巴油、玉米油和葵花油)；假塑性流体，特别是滑液、牛血清、颗粒、微粒和纳米颗粒的悬浮液及其组合。其他假塑性化合物或组合物选自蔗糖酯、奶酪、果酱、番茄酱、蛋黄酱、汤、太妃糖和酸奶。
在第一和第二方面的又一更具体的实施方式中，假塑性聚合物是选自藻酸或藻酸的可食用盐、黄原胶、糖胺聚糖、琼脂糖、结冷胶、果胶、卡拉胶及其组合中的多糖。所有多糖均为可食用级。在第一和第二方面的又一更具体的实施方式中，假塑性聚合物是选自藻酸或藻酸的可食用盐、黄原胶、糖胺聚糖、琼脂糖、结冷胶、果胶及其组合中的多糖。所有多糖均为可食用级。
甚至在更具体的实施方式中，假塑性聚合物是藻酸或藻酸的可食用盐，包含不同长度的藻酸多糖链。因此，假塑性聚合物是具有不同分子量的藻酸(或盐)链的混合物。
由于该特定的藻酸钠是具有不同长度并因此具有不同分子量的多糖链的混合物，因此粘弹性组合物或微挤出单元的粘度在高剪切速率下特别低，而所述粘度在低剪切速率下增加。在微挤出过程中存在高剪切速率。一旦将微挤出单元沉积在载体上，就存在低或零剪切速率，并且由于粘弹性组合物的组成，其是自支撑的。
对于“自支撑”应理解为，在以任何期望的形状(片或圆形截面的长丝)微挤出后，微挤出单元就不会散开或失去其形状。自支撑能力是粘弹性组合物的结果，该粘弹性组合物由于其作为液体的行为而可以微挤出，并且一旦沉积在载体上，它就表现为固体。
在一个更具体的实施方式中，藻酸或藻酸的可食用盐的粘度为4Pa.s至5000Pa.s。更特别地，藻酸或藻酸的食用盐的粘度为100Pa.s至1200Pa.s，甚至更特别地粘度为200Pa.s至800Pa.s。在另一具体实施方式中，藻酸或藻酸的可食用盐的粘度选自300Pa.s、350Pa.s、400Pa.s、450Pa.s、500Pa.s、550Pa.s、600Pa.s、650Pa.s、700Pa.s、750Pa.s和800Pa.s。该粘度定义为在水中的1％藻酸的组合物中在25℃下用动态粘度计测量的动态粘度。
具体的藻酸的可食用盐包括藻酸的碱金属盐或碱土金属盐及其组合。更特别地，藻酸的钠盐(藻酸钠)。
在本发明的第一和第二方面的另一具体实施方式中，可食用溶剂选自饮用水、果汁、肉汁及其组合。实际上，它可以是能够与蛋白质和假塑性聚合物混合以获得均化糊状物的任何可食用液体。更具体地，其是饮用水，其可选地包含其他可食用化合物，所述可食用化合物选自润肤剂、调味化合物、增香化合物、脂质、着色剂、金属螯合剂、少量元素、维生素、无机盐及其组合。
在另一具体的实施方式中，可选地与上文或下文的任何实施方式组合，当在由一对平行的锯齿状板组成的流变仪中在0.16Hz和23℃的温度下并在组合物中的溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量时，所述粘弹性组合物的储能模量G'高于损耗模量G"，储能模量G'高于1700Pa且损耗模量G"高于350Pa，粘弹性组合物的比率G"/G'为0.24至0.88。在更具体的实施方式中，储能模量G'高于2000Pa，损耗模量G"高于1000Pa。
在第一方面的可食用微挤出产品的更具体的实施方式中，粘弹性组合物的储能模量G'具有2000Pa至140000Pa的值，并且粘弹性组合物的损耗模量G"具有1000Pa至40000Pa的值；并且其中粘弹性组合物中的比率G"/G'为0.24至0.88。
本发明的可食用微挤出产品特别被认为是可定制的可食用材料，除了蛋白质含量和假塑性聚合物之外，其还包括其他感兴趣的可食用化合物。因此，在另一具体的实施方式中，可食用的微挤出产品是由形成微挤出单元的粘弹性组合物制成的，该微挤出单元进一步包含可食用添加剂，该添加剂选自由润肤剂、调味化合物、增香化合物、脂质、着色剂、金属螯合剂、少量元素、维生素、无机盐、细胞和该细胞的提取物以及所有这些化合物和/或细胞和/或细胞提取物的组合组成的列表。
因此，该方法包括在步骤(i)中提供粘弹性组合物，其进一步包含选自由润肤剂、调味化合物、增香化合物、脂质、着色剂、金属螯合剂、少量元素、维生素、无机盐，细胞和该细胞的提取物以及所有这些化合物和/或细胞和/或细胞提取物的组合组成的列表中的可食用添加剂。
在更具体的实施方式中，细胞选自动物细胞、植物细胞、藻类细胞、酵母细胞、细菌细胞和所述细胞的提取物，以及所有这些细胞和/或细胞提取物的组合。在另一具体的实施方式中，细胞选自非人动物细胞、植物细胞、藻类细胞、酵母细胞、细菌细胞和所述细胞的提取物，以及所有这些细胞和/或细胞提取物的组合。在另一具体的实施方式中，细胞选自植物细胞、藻类细胞、酵母细胞、细菌细胞和所述细胞的提取物，以及所有这些细胞和/或细胞提取物的组合。
“细胞提取物”是通过溶解所关注的细胞并离心出细胞壁、DNA基因组和其他碎片而获得的细胞化合物的混合物。其余为必需的细胞机器，包括核糖体、氨酰-tRNA合成酶、转译起始和延伸因子、核酸酶等。目前使用的常见细胞提取物由大肠杆菌(ECE)、兔网织红细胞(RRL)、小麦胚芽(WGE)和昆虫细胞(ICE)制得。所有这些提取物都是市售的。酵母提取物是提取细胞内容物(并去除细胞壁)制成的酵母产品的通称；它们用作食品添加剂或调味剂，或用作细菌培养基的营养素。作为另选，还存在携带浓缩和包封形式的ω-3脂肪酸的成分(如CubiQ Smartω-3)，或由来自动物细胞、植物细胞、藻类细胞、酵母细胞、细菌细胞、所述细胞的提取物以及所述细胞和/或所述细胞提取物的组合(包括细胞培养的和基于细胞的肉类替换物和替代成分(如CubiQ Smart Fat))的蛋白质或低脂蛋白质组成的成分。
为了进一步获得由所述组合物制成的微挤出单元，向待进一步挤出的粘弹性组合物中添加细胞或细胞提取物来保持组合物的可挤出性。
当在本说明书中公开动物蛋白质或动物细胞时，其也包括分离的人细胞或分离的人蛋白。这些人细胞和/或蛋白质的来源特别来自公认的细胞培养物和/或由重组技术获得。人蛋白质和/或细胞的使用能够例如使用人重组血红蛋白或促红细胞生成素，其可被人更好地吸收。本发明的方法或包含蛋白质的可食用微可挤出产品的特定实施方式可设想为定制的可食用产品，所述定制的可食用产品包含细胞、细胞提取物和所关注的蛋白质，甚至具有治疗效果。
在增香化合物中，优选肉类相关芳香物，如仿牛肉、仿鸡肉或其他人造肉相关的芳香物或标志香味剂。这些芳香物中的许多是挥发性化合物，特别是在烹饪可食用产品时出现。这些挥发性化合物的实例包括2-甲基-呋喃、二(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚、2-戊基-呋喃、3,3’-二硫代二-2-甲基-呋喃、2,5-二甲基-吡嗪、2-甲基-3-呋喃硫醇、二氢-3-(2H)-噻吩酮、5-甲基-2-噻吩甲醛、3-甲基-2-噻吩甲醛、2-甲基-噻唑、二甲基硫醚、癸醛、5-乙基二氢-2(3H)-呋喃酮、二氢-5-戊基-2(3H)-呋喃酮、2-辛酮、3,5-辛二烯-2-酮、对甲酚、己酸、二乙酸钠、琥珀酸、2-羟基丙酸(乳酸)、羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮(furonol)、酒石酸、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮、3-苯基-丙烯醛(肉桂醛)或这些物质的组合。
上述种类中特别的其他可食用添加剂包括选自葡萄糖、核糖、果糖、乳糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖-6-磷酸、麦芽糖和半乳糖及其两种以上的混合物中的其他糖，以及选自半胱氨酸、胱氨酸、硫胺、甲硫氨酸及其两种以上的混合物中的其他游离氨基酸。其他添加剂选自乙酸、乳酸、乙醇酸、柠檬酸、琥珀酸、酒石酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、α-亚麻酸、γ-亚麻酸、花生酸、花生四烯酸、山嵛酸和芥酸中的一种或多种。
在一个具体实施方式中，所有这些添加剂形成了构成微挤出单元的粘弹性组合物的一部分或包含在其中。在另一具体实施方式中，在粘弹性组合物微挤出后，就加入添加剂。
因此，在第一方面的方法的一个具体实施方式中，在步骤(ii)和(iii)中的任何一个之后，还包括添加一种或多种添加剂的步骤(iv)，所述添加剂选自由润肤剂、调味化合物、增香化合物、脂质、着色剂、金属螯合剂、少量元素、维生素、无机盐，细胞和该细胞的提取物，以及所有这些化合物和/或细胞和/或细胞提取物的组合组成的列表，更具体地，细胞和细胞提取物通过细胞接种方法获得。
这些一种或多种添加剂通过倾倒、喷墨、滴落、激光辅助喷射或喷涂到微挤出单元上来添加，或通过将包含所述添加剂的组合物微挤出到已微挤出的单元上来添加。
在另一具体的实施方式中，可食用的微挤出产品包含治疗有效量的治疗化合物(药物)，这意味着，当给药时，其量足以防止所针对的疾病的一种或多种症状的发展或在一定程度上减轻所针对的疾病的一种或多种症状。根据本发明施用的化合物的具体剂量当然由关于该病例的具体环境确定，包括施用的化合物、施用途径、所治疗的具体病症和类似考虑。具体地，治疗化合物的实例包括抗生素化合物。
在包含在粘弹性组合物微挤出后就加入的添加剂的可食用微挤出产品的特定实施方式中，所述添加剂具体是选自动物细胞、植物细胞、藻类细胞、酵母细胞、细菌细胞、所述细胞的提取物、和所述细胞和/或所述细胞的提取物的组合中的细胞。更具体的是选自非人动物细胞、植物细胞、藻类细胞、酵母细胞、细菌细胞、所述细胞的提取物、和所述细胞和/或所述细胞的提取物的组合中的细胞。
在另一具体的实施方式中，可食用微挤出产品包括真核细胞或原核细胞，其为选自酵母细胞、藻类细胞、昆虫细胞、哺乳动物细胞(包括人和非人哺乳动物细胞)、家禽细胞或其组合中的真核细胞；并且是益生用途的原核可食用细菌。在哺乳动物细胞中，可食用微挤出产品特别包括选自牛细胞、兔细胞、猪细胞、绵羊细胞、山羊细胞和马细胞中的细胞。其他非人动物细胞选自：家禽细胞，例如鸡和火鸡的细胞；昆虫细胞；和鱼细胞；及其组合。
在第一和第二方面的另一具体实施方式中，微挤出单元或形成其的粘弹性组合物包含重量百分比为25％的一种或多种蛋白质，重量百分比为5％的一种或多种假塑性聚合物(特别是假塑性多糖)，和作为可食用溶剂的饮用水，所述水可选地包括选自由润肤剂、调味化合物、增香化合物、脂质、着色剂、金属螯合剂、少量元素、维生素、无机盐及其组合组成的列表中的其他可食用化合物，饮用水或具有添加剂的饮用水相对于粘弹性组合物或由所述粘弹性组合物形成的微挤出单元的总重量的重量百分比为70％。
在本发明的方法和所得产品的另一具体实施方式中，在该方法的步骤(i)中提供的微挤出单元或形成其的粘弹性组合物包含重量百分比为25％的一种或多种蛋白质，重量百分比为25％的一种或多种假塑性聚合物(特别是假塑性多糖)，和作为可食用溶剂的饮用水，所述水可选地包括选自由润肤剂、调味化合物、芳香化合物、脂质、着色剂、金属螯合剂、少量元素、维生素、无机盐及其组合组成的列表中的其他可食用化合物，饮用水或具有添加剂的饮用水相对于粘弹性组合物或由所述粘弹性组合物形成的微挤出单元的总重量的重量百分比为50％。
在第一方面的可食用产品的又一更具体的实施方式中，粘弹性组合物或微挤出单元包含25％的大米蛋白和25％的藻酸钠以及余量的溶剂(特别是水)，以产生100重量％的粘弹性组合物，并且其中该产品的叠层的压缩弹性模量为7.15×103Pa至4.5×106Pa，杨氏模量为0.12×106Pa至9.5×106Pa，所述压缩弹性和杨氏模量在伺服液压测试系统中以等于1mm/min的夹具位移速率、在23℃下并且在可食用微挤出产品中的最终溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量。也就是说，用水(或溶剂)的量为45％至90％的水合(或溶剂化)形式的可食用微挤出产品测量压缩弹性模量和杨氏模量，粘弹性组合物中的所述水(或溶剂)形成两个以上的层的微挤出单元。
在第二方面的可食用微挤出产品的又一特定实施方式中，其可选地与上文或下文的任何实施方式结合，形成层的微挤出单元包括选自离子交联剂的交联剂化合物，特别地选自：
-钾离子、钙离子(特别是来自CaCl2、CaCO3、CaSO4)和二价阳离子型离子交联剂，例如乳酸葡糖酸钙、葡糖酸δ-内酯及其组合；和/或
-用于自由基聚合的交联化合物，特别是选自乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸或N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油酯及其组合；和/或
-共价交联剂，特别是选自甘油、转谷氨酰胺酶、酪氨酸酶、漆酶、过氧化物酶、巯基氧化酶、京尼平、可水解的聚轮烷、己二酸二酰肼、多聚甲醛或经1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺交联至伯胺的羧酸及其组合；和/或
-大分子交联剂，特别是聚(乙二醇)-丙二醛；和/或
-通过加成反应的交联剂，特别选自1,6-六亚甲基二异氰酸酯、二乙烯基砜、1,6-己烷二溴化物及其组合；和/或
-用于光交联策略的交联剂，特别是选自通过加入光引发剂(更特别地选自2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮，IrgacureD 2959和苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚膦酸锂及其组合)交联的甲基丙烯酸酯化聚合物。
第二方面的在微挤出单元中包含交联剂化合物的该具体实施方式可通过该方法的具体实施方式获得，其中在步骤(ii)或(iii)的任何一个之后，将包含交联剂的组合物加入，特别是滴加到所述微挤出单元中。
在交联剂包含如钙离子等二价阳离子的具体情况下，其特别是能够交联藻酸盐聚合物(或包含如羧基等阴离子基团的其他聚合物)，因为它们能够形成两个键，这与只能形成一个键的一价离子(如钠)相反。藻酸盐与氯化钙溶液接触的时间越长，凝胶将变得越硬，因为形成了越多的交联。此外，根据钙离子的浓度，凝胶是热可逆的(低浓度)或不可逆的(高浓度)。在一个具体实施方式中，交联剂是CaCl2，其使用氯化钙浓度为50至300mM、更特别是100至150mM的溶液滴加到微挤出产品中。
在第一和第二方面的更具体的实施方案中，两个以上层中的部分层由平行且相邻布置的粘弹性组合物的微挤出丝制成，层表面中的微挤出丝的百分比(填充密度百分比)为25％至100％。在另一具体实施方式中，层表面中微挤出丝的百分比为35％至100％。更特别地，其为40％至100％。在一个更具体的实施方式中为60％至100％。在各层由粘弹性组合物的微挤出丝制成或包含粘弹性组合物的微挤出丝的此种具体实施方式中，这些长丝可以以每单位表面多种密度的微挤出单元布置。因此，当每单位层表面的微挤出丝的百分比低于100％时，这意味着长丝平行设置，但它们不接触，因此在长丝之间产生空隙。另一方面，如果每单位层表面的微挤出丝的参数等于100％，则这意味着该层由平行布置的长丝构成，并且每条长丝与相邻的另一条接触。
在微挤出单元是长丝(这意味着它们是纵向截面高于其横截面层的线的形式)的此种特定实施方案中，其圆形截面的直径为10μm至1000μm，更特别是100μm至900μm，甚至更特别是200μm至800μm，甚至更特别是400μm至600μm。在更具体的实施方式中，其圆形截面的直径选自400μm、450μm、500μm、550μm和600μm。
在微挤出过程中，聚合物化合物(如在本情况中为蛋白质和假塑性聚合物)沿挤出方向保持平行排列。这产生了包含取向纳米单元的微挤出单元，所有取向纳米单元均提供具有各向异性行为的力学性质和肉类的质地和稠度。因此，在更具体的实施方式中，可食用微挤出产品包括微挤出丝，所述微挤出丝包括取向纳米单元，特别是处于模拟肉类纳米纤维的方式。
在第一和第二方面的另一具体实施方式中，所述两个以上的层包括微挤出丝，并且各层堆叠为使得具有多个纤维层的可食用材料的垂直截面显示一层的微挤出丝相对于其他堆叠层的微挤出丝的取向不同。特别地，形成层的微挤出丝在不同层之间呈现重叠且不同取向，或者在层内相交。在后一种情况下，对于相交的微挤出丝，其被微挤出并平行设置，然后将横向微挤出丝布置成连接两个以上平行长丝。
在该方法的一个具体实施方式中，在步骤(i)之前存在将粘弹性组合物均化的步骤，这意味着通过在可食用溶剂中混合蛋白质和所述假塑性聚合物以获得不发生相分离的均匀组合物来制备粘弹性组合物。
更具体地，该均匀组合物通过以下方式获得：在容器中混合蛋白质、可食用假塑性聚合物和可食用溶剂；和可选地在多于一个方向上以10g至4000g的离心力或相对离心力施加一个或多个搅拌循环，同时将温度从20℃逐渐升高至低于95℃的温度，并且将搅拌和温度维持1分钟至30分钟的时间。
更具体地，混合和搅拌在双不对称离心系统中进行。令人惊奇的是，尽管高速搅拌(或施加重力)，其不会破坏蛋白质，并且在微挤出后，该蛋白质将保持纤维材料的性质。
在第一方面的方法的另一具体实施方式中，步骤(ii)是在20℃至90℃、更特别地25℃至50℃、甚至更特别在室温、即25℃至30℃的温度下进行。在另一具体实施方式中，其可选地与上文或下文的任何方法实施方式结合，步骤(ii)通过借助于活塞向粘弹性组合物施加压力来进行。在另一具体实施方式中，执行步骤(ii)，使得在进行微挤出后，在5℃至15℃的温度下冷却单元。
在该方法的更具体的实施方式中，其通过3D打印进行，并且所述层作为微挤出丝而形成，所述微挤出丝由直径为10μm至1000μm的喷嘴获得。更具体地，直径为10μm至900μm。甚至更特别是200μm至800μm，甚至更特别是400μm至600μm，甚至更特别地选自400μm、450μm、500μm、550μm和600μm。
在该方法的另一具体实施方式中，其可选地与上文或下文的任何实施方式结合，在步骤(ii)和(iii)的任何一个之后，其进一步包括在层内的微挤出单元之间和/或在微挤出单元的层上添加组合物的步骤(v)，该组合物包括选自一种或多种甘油三酯、胆固醇、一种或多种磷脂、一种或多种脂肪酸及其组合中的脂肪；和/或该组合物包含软骨物质和/或硬骨物质。
术语“软骨物质”涉及组成动物软骨的特定细胞、软骨细胞和蛋白质。蛋白质中有胶原蛋白、弹性蛋白和软骨细胞外基质化合物，如蛋白聚糖、糖蛋白和糖胺聚糖。
术语“硬骨物质”涉及硬骨组织，包括破骨细胞、骨细胞、成骨细胞、骨胞外基质化合物(如胶原蛋白)和沉淀的无机物质和无机盐，特别是羟基磷灰石。
该方法的具体实施方式提供了一种可食用微挤出产品，其在每层的两个以上的微挤出单元之间和/或在一个以上的微挤出单元的层之间包含：含有选自一种或多种甘油三酯、胆固醇、一种或多种磷脂、一种或多种脂肪酸及其组合中的脂肪的组合物；和/或包含软骨物质的组合物。
这种可食用微挤出产品模仿通常布置在肉中的蛋白质纤维之间的脂肪，并且软骨组织也伴随有肉中的所述蛋白质纤维。因此，应当理解为下述产品，其包括具有特定的组成和参数特征的第一方面的可食用微挤出产品，以及另外的脂肪和/或软骨组织和/或硬骨物质的部分。
本发明还涉及一种可食用复合产品，其包含：一部分本发明第二方面的可食用微挤出产品；和一部分固化的组合物，该组合物包含选自一种或多种甘油三酯、胆固醇、一种或多种磷脂、一种或多种脂肪酸及其组合中的脂肪；和/或一部分包含软骨物质的固化组合物；和/或一部分包含硬骨物质的固化组合物，所述部分的包含脂肪和/或软骨物质和/或硬骨物质的组合物与所述部分的可食用微挤出产品相邻并接触。
该复合可食用产品可通过首先制造第二方面的可食用微挤出产品、然后添加一种或多种脂肪或软骨或硬骨部分来制造，所述脂肪或软骨或硬骨部分通常为添加后凝固的液体形式，由于材料的固有粘附性，所述脂肪或软骨或硬骨部分保持邻近并粘附于先前限定的那部分微挤出可食用产品。
在另一实施方式中，本发明的复合可食用产品可以使用生物印刷保鲜方法(或挤出保鲜方法)制造，其中粘弹性组合物的挤出在液体、水凝胶或凝胶介质中进行，例如包含前文定义的脂肪和/或软骨物质或由其组成的液体、水凝胶或凝胶，所述液体或凝胶可选地包含可食用盐。通过该特定的方法，微挤出单元和微挤出单元的层和/或可食用微挤出产品被包埋在所述液体、水凝胶或凝胶中，以增强微挤出单元的自支撑性。
在本发明的复合可食产品的另一具体实施方式中，其进一步包含含有硬骨物质的组合物部分。该具体实施方式适合用作兽医用途的可食用产品。一个实例是用于家养动物(即狗、猫)的可食用产品。
所定义的复合产品类似于动物来源的真正肉类产品，其包括肉的蛋白质纤维或蛋白质区域之间的脂肪和/或软骨物质。
本发明还涵盖一种特定的新粘弹性组合物，其进行微挤出以获得第一方面的可食用产品。这些新的可食用粘弹性微挤出组合物在合适的可食用溶剂中包含：相对于所述粘弹性组合物的总重量的重量百分比为19％至49％的蛋白质，所述蛋白质选自植物来源的蛋白质，特别是选自谷物蛋白、水果蛋白、种子蛋白和豆类蛋白，昆虫蛋白，藻类来源的蛋白质，细菌来源的蛋白质及其组合；和可食用假塑性多糖，其选自藻酸或其可食用盐、黄原胶、糖胺聚糖、琼脂糖、结冷胶、果胶、卡拉胶及其组合，相对于全部的粘弹性组合物，其重量百分比为0.2％至40％；并且其中，所述粘弹性组合物包含相对于所述组合物总重量为至少45重量％的食用溶剂。重量的余量是溶剂，直至粘弹性组合物的100％。
在粘弹性可微挤出组合物的具体实施方式中，其可选地与上文或上文的任何实施方式组合，蛋白质相对于粘弹性组合物总重量的重量百分比为20％至40％。在更具体的实施方式中，蛋白质的重量百分比为20％至30％。在更具体的实施方式中是25％。在另一更具体的实施方式中，蛋白质来自谷类，更具体地，其是大米蛋白，并且相对于粘弹性组合物的总重量，其重量百分比为25％。
在粘弹性可微挤出组合物的另一具体实施方式中，其可选地与上文或上文的任何实施方式组合，可食用假塑性聚合物相对于组合物总重量的重量百分比为20％至40％，更特别为20％至30％。在更具体的实施方式中，可食用假塑性聚合物的重量百分比为25％。在另一更具体的实施方式中，以所有前述百分比包含在粘弹性可微挤出组合物中的可食用假塑性聚合物是藻酸钠。
在另一具体实施方式中，粘弹性可微挤出组合物包含：25％的大米蛋白；25％的藻酸钠；以及含有添加剂的可食用溶剂，其量补足所述组合物的100％。
在一个具体实施方式中，其可选地与上文或下文的粘弹性组合物的任何实施方式组合，溶剂是饮用水。在另一具体实施方式中，粘弹性组合物包括可食用添加剂，所述可食用添加剂选自由润肤剂、调味化合物、增香化合物、脂质、着色剂、金属螯合剂、少量元素、维生素、无机盐、细胞或其提取物以及这些化合物和/或细胞和/或细胞提取物的组合组成的列表。在另一具体实施方式中，粘弹性组合物包含选自由润肤剂、调味化合物、增香化合物、脂质、着色剂、金属螯合剂、少量元素、维生素、无机盐、动物细胞或其提取物、植物细胞或其提取物、酵母细胞或其提取物、细菌细胞或其提取物及其组合组成的列表中的可食用添加剂。
在一个具体实施方式中，溶剂是饮用水。在另一具体实施方式中，粘弹性组合物包含选自由润肤剂、调味化合物、增香化合物、脂质、着色剂、金属螯合剂、少量元素、维生素、无机盐及其组合组成的列表中的可食用添加剂。
在上述种类中的具体的可食用添加剂包括选自葡萄糖、核糖、果糖、乳糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖-6-磷酸、麦芽糖和半乳糖及其两种以上的混合物中的其他糖，以及选自半胱氨酸、胱氨酸、硫胺、甲硫氨酸及其两种以上的混合物中的其他游离氨基酸。
在本发明的粘弹性组合物的更具体的实施方式中，当在由一对平行的锯齿状板组成的流变仪中在0.16Hz和23℃的温度下并且在组合物中的溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量时，所述粘弹性组合物的储能模量G'高于损耗模量G"，储能模量G'高于1700Pa且损耗模量G"高于350Pa，粘弹性组合物的比率G"/G'为0.24至0.88。在更具体的实施方式中，储能模量G'高于2000Pa，损耗模量G"高于1000Pa。在更具体的实施方式中，粘弹性组合物的储能模量G'具有2000Pa至140000Pa的值，粘弹性组合物的损耗模量G"具有1000Pa至40000Pa的值；其中，粘弹性组合物的比率G"/G'为0.24至0.88。
在另一具体实施方式中，粘弹性组合物的粒径为100μm至300μm，更特别为200μm至240μm。在另一更具体的实施方式中，粒径为200μm至低于240μm。具有从200μm至低于240μm的粒径的均一分布的粘弹性组合物适于通过宽度或直径为400μm的孔口进行微挤出。
涉及粘弹性组合物的特征的本发明的第一和第二方面的其他特定实施方式也适用于本发明的这一其他方面。
本发明的另一方面是一种粘弹性可微挤出组合物，其包含可食用假塑性聚合物、重量百分比为19重量％至49重量％的蛋白质和至少45重量％的可食用溶剂，所述溶剂补足粘弹性组合物的100重量％，所述百分比均相对于粘弹性组合物的总重量，所述粘弹性组合物具有从低于6μm至低于600μm的粒径的均一分布，并且可通过以下过程获得：
(a)将蛋白质、可食用假塑性聚合物和可食用溶剂在容器中混合；和
(b)可选地在多于一个方向上以10g至4000g的离心力或相对离心力施加一个或多个搅拌循环，同时将温度从20℃升高至低于95℃，并且将搅拌和温度维持1分钟至30分钟的时间。
如前所述，这种具有高蛋白质重量百分比的粘弹性可微挤出组合物由于所采用的方法是均匀组合物，并且不发生相分离，这意味着蛋白质级分和假塑性聚合物均匀地分散或溶解在可食用溶剂中。
在可通过包括步骤(a)和(b)的前述方法获得的该组合物的具体实施方式中，离心力或相对离心力为300g至4000g，更特别为400g(在半径为20cm的转子中为2500rpm)至4000g。甚至在更具体的实施方式中为400g至1000g。具体使用的相对离心力为900g。这相当于在半径为20cm的转子中为3500rpm。其他具体值选自60g、100g、150g、200g、250g、300g、350g、400g、450g、500g、550g、600g、650g、700g、750g、800g、850g、900g、950g、1000g、1500g、2000g、2500g、3000g、3500g和4000g。
在另一具体实施方式中，其可选地与如上所述的可获得的粘弹性组合物的上文或下文的任何实施方式组合，将温度升高到60℃至90℃的值。更具体地，温度是选自60℃、65℃、70℃、72℃、75℃、80℃和90℃的值。
使用特定的温度，在对组合物进行巴氏灭菌的同时完成蛋白质的保存(非变性)。这些温度范围还确保假塑性聚合物不分解。
在可通过包括步骤(a)和(b)的前述方法获得的该组合物的具体实施方式中，蛋白质的重量百分比为25％至49％，可食用溶剂的重量百分比为至少45％，补足组合物的100％。在另一更具体的实施方式中，蛋白质的重量百分比为29％至49％，可食用溶剂的重量百分比为至少45％，补足组合物的100％。
在另一具体实施方式中，通过前述方法可获得的粘弹性组合物的粒径为100μm至300μm，更特别为200μm至240μm。在另一更具体的实施方式中，粒径为200μm至低于240μm。具有从200μm至低于240μm的粒径的均一分布的粘弹性组合物适合于通过宽度或直径为400μm的孔口进行微挤出。
与粘弹性组合物的特征有关的本发明的第一和第二方面的其他具体实施方式也适用于如前所述可获得的粘弹性组合物。
因此，在一个具体实施方式中，蛋白质选自动物来源的蛋白质、植物来源的蛋白质、藻类来源的蛋白质、酵母来源的蛋白质、细菌来源的蛋白质及其组合。在一个更具体的实施方式中，蛋白质是动物蛋白，更具体是非人动物蛋白。甚至更具体的实施方式是昆虫蛋白。
在粘弹性可微挤出组合物的另一具体实施方式中，蛋白质选自植物来源的蛋白质、藻类来源的蛋白质、酵母来源的蛋白质、细菌来源的蛋白质及其组合。
在另一具体的实施方式中，粘弹性可微挤出的组合物可用前面公开的并且包括以10g至4000g的特定重力搅拌的方法获得，当在一对平行的锯齿状板中在0.16Hz和23℃的温度下并且在可食用可微挤出组合物中的溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量时，其储能模量G'高于损耗模量G"，储能模量G'高于1700Pa且损耗模量G"高于350Pa，并且粘弹性组合物的比率G"/G'为0.24至0.88。
在第一和第二方面中提到的粘弹性组合物的特定添加剂也适用于可通过前文公开的并包括以特定的重力搅拌的方法获得的此种新的粘弹性组合物。
本发明几个方面的粘弹性可微挤出组合物被认为是下述的商品或可替代产品，其可以作为“墨水”施加到3D打印机和/或用于家用(家庭)或工业生产可定制的可食用产品的工业挤出机。
在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”和该词语的变体并非意图排除其他技术特征、添加剂、组分或步骤。此外，词语“包括”涵盖“由……组成”的情况。本发明的其他目的、优点和特征对于本领域技术人员来说，在阅读说明书后将变得显而易见，或者可以通过实施本发明而获知。下面的实施例和附图是以说明的方式提供的，它们不打算限制本发明。此外，本发明涵盖本文所述的特定和优选实施方式的所有可能的组合。
实施例
下文公开了本发明的可食用微挤出产品的几个实施例。
实施例1.包含大米蛋白和藻酸钠的粘弹性组合物。用所述粘弹性组合物打印的可食用微挤出产品。
材料
为了生产这些实施例中所述的可食用组合物，使用的材料是水、大米蛋白、豌豆蛋白和藻酸钠。大米蛋白(PURYA GmbH，德国)、豌豆蛋白(Raab Vital Food GmbH，德国)和藻酸钠(Special Ingredients Ltd，英国)以可溶性粉末的形式购买，并由各自的制造商证明是可食用的。藻酸钠是一种从海藻中提取的天然多糖，广泛用于烹饪，可用于形成具有强假塑性行为的水凝胶。成分的具体规格如下：
根据制造商，每100g大米蛋白粉的营养成分：
能量：(1529.30kJ/361.30kcal)，脂肪：(3.5g，饱和脂肪1.9g)，碳水化合物(0.5g，糖0.5g)，纤维(3.9g)，蛋白质(83g)，盐(0.5g)
根据制造商，每100g豌豆蛋白粉的营养成分：
能量：(1774kJ/420kcal)，脂肪(8.0g，饱和脂肪2.0g)，碳水化合物(4.9g，糖<0.5g)，纤维(4.2g)，蛋白质(80g)，盐(1.1g)，磷(910mg)，铁(27mg)。
根据制造商，在本实施例中使用的SA，在1％的浓度w/v和20℃的温度下测量时具有200至600cPs的粘度(粘度计)。
组合物制备
在一个实施例中，将大米蛋白(RP)与藻酸钠(SA)和作为可食用溶剂的饮用水混合。可以使用其他可食用溶剂，例如去离子水、蒸馏水、油和/或果汁，如果需要，所有这些溶剂可选地包括无机盐和其他添加剂。用这些成分产生不同的水凝胶组合物(RP-SA)。为此目的，将一定量的RP和SA与水混合并放入单独的聚丙烯容器中。所测试的配方具有多种不同的RP和SA量的组合，其中两种组分各自的浓度为0重量％至60重量％。聚丙烯容器用(Sigma-Aldrich，德国)密封，通过混合器(SpeedMixer DAC 150.1FVZ；Flacktek，德国)在3500RPM下混合10分钟，直到所得水凝胶均化。
微挤出评价
通过微挤出测试评价组合物通过薄截面区域进行微挤出的能力。在该实施例中，使用由3cc注射器、柱塞、喷嘴内径为0.41mm的精密尖端(Nordson EFD Optimum；Nordson，英国)和定制的活塞(FundacióCIM，西班牙)组成的系统分析这种能力，所述活塞进行机械增强以挤出高粘度糊剂(组合物)。使用刮板将RP-SA组合物装入注射器，并将它们以长丝的形式手动微挤出到板上，以评价哪些组合物可以通过内径为0.41mm的喷嘴适当地微挤出。
使用本发明所述的技术，可以产生具有可变粘度的可微挤出的均匀糊剂，其由假塑性蛋白质(或蛋白质混合物)和水组成，或者由蛋白质(或蛋白质混合物)、假塑性聚合物(或假塑性聚合物混合物)和水的混合物组成。图1A描述了由25重量％的RP、5重量％的SA和70重量％的水组成的粘弹性组合物(或可微挤出配方)的实例。图1B描述了由45重量％的RP和55重量％的水组成的非可微挤出配方的实例(比较例)。
为了评价通过3D打印产生多层结构的可能性，可以选择能够以自支撑连续单元形式微挤出的组合物。在该实施例中，使用与上述相同的挤出系统评价RP-SA组合物形成多层自支撑结构的能力。选择用于该测试的可微挤出的RP-SA粘弹性组合物是通过前一段落中所述的微挤出测试的组合物，并且将产生的长丝手动沉积到板上以分析它们的自支撑能力。图2A描述了产生自支撑微挤出丝的粘弹性组合物或配方的实例，其由25重量％的RP、5重量％的SA和70重量％的水组成。图2B描述了产生非自支撑微挤出丝的粘弹性组合物或配方，其由5重量％的SA和95重量％的水组成(比较例)。
多层微挤出产品的制造
能够形成多层结构的可微挤出的可食用粘弹性组合物用于通过自动生产工艺制造本发明的可食用微挤出构造物或产品。在该实施例中，已经证明，可选择用于形成微挤出自支撑结构的RP-SA组合物来通过直接墨水微挤出技术产生多层可食用3D打印产品。使用SolidWorks软件(SolidWorks Corp.，美国)设计具有12mm直径和10mm高度的圆柱形结构的CAD模型。然后，使用Slic3rg-Code Generator Free软件定义打印参数并生成所需的g-Code，该g-Code是本文中使用的定制3D打印机(BCN3D+Dual Paste Caster；Fundació CIM，西班牙)支持的编程语言。在该实施例中用于制造圆柱形产品的g-Code被设计成提供正交填充图案，40％填充密度(这意味着将微挤出丝布置为在打印的微挤出丝之间界定空隙)，0.41mm层高(这意味着微挤出丝的直径或截面为410μm)和10mm/s的打印速度。其他微挤出参数(包括3cc容量的注射器，0.41mm的精密尖端喷嘴直径、柱塞和活塞)与本章前面部分所述的微挤出试验中所用的相同。图3(A和B)描述了两种具有不同组成和粘弹性模量的多层可食用微挤出产品的3D微挤出过程。使用具有25重量％的RP、5％的SA和70重量％的水的粘弹性组合物(图3A)以及具有25重量％的RP、25重量％的SA和50重量％的水的粘弹性组合物(图3B)产生图3A和图3B中描绘的产品。
在该实施例中，上述测试能够评价RP-SA组合物通过3D打印产生多层微结构化的可食用产品的能力。图4描述了XY分布，其中X和Y轴分别代表藻酸钠(0至40％范围内)和大米蛋白(0至49％范围内)的浓度，并且可3D打印配方包含在由曲线1、2、3和4界定的区域内，其通过拟合该实施例中获得的数据点产生。这些是本实施例的曲线的方程，是使用曲线拟合工具Origin Pro8软件(Origin Lab，USA)获得的：
·曲线1(正方形)：y＝[38.01*exp(-x/3.51)-2.77]
·曲线2(圆圈)：y＝[14x+34.33]
·曲线3(三角形)：y＝0
·曲线4(倒三角形)：y＝[-28.47*exp(-x/-39.96)+77.61]
在该实施例中，在打印过程之后，选择的3D打印产品在室温下发生交联过程。在该实施例中，在23℃用CaCl2溶液(150mM水溶液)的液滴覆盖产品约1分钟以引发SA的离子交联。然后，将产品移至孔板中并在150mM CaCl2溶液中再浸没4分钟以完成交联过程，最后用水洗涤产物。CaCl2交联是一种在烹饪中广泛用于SA球化的技术，它能够对几种水凝胶(包括含SA的水凝胶结构)提供增强的力学抗性。用于交联的合适浓度是50至300mM。
当使用豌豆蛋白(PP)与作为假塑性聚合物的SA时，获得了与上文和下文相同的结果(数据未显示)。
所选粘弹性组合物的流变学评价
可以通过在剪切应力下的流变学测量来分析所选择的可微挤出的粘弹性组合物的粘弹性。该分析可用于评价可适当地以多层产品形式微挤出的组合物的最佳粘弹性。在该实施例中，使用Haake Mars III流变仪(Thermo Fisher Scientific，美国)在23℃评价可3D打印组合物的粘弹性。测量系统由一对平行的锯齿状板组成，以避免壁滑动并提供水凝胶组合物(包含蛋白质(RP)和假塑性聚合物(SA))的增强的抓握性。在开始测量之前，降低顶板直到水凝胶以5N的法向力响应压缩应力：使用该方法，在该实施例的所有情况下板之间的间隙为约300μm。进行振荡试验以测量粘弹性模量(储能模量G'和损耗模量G")、复数粘度的模量(|η*|)和损耗角正切(tan(δ))，测量为tan(δ)＝G"/G'，其确定了粘弹性模量之间的关系。为此目的，进行了两种不同类型的振荡测试：振幅扫描和频率扫描测试。在振幅扫描测试中，频率固定在f＝1Hz，并且施加的应力(σ)的振幅从0.005Pa增加到2Pa，以界定粘弹性线性区域(VLR)，该区域是粘弹性模量与应力振幅无关的区域，并且通常观察到模量的恒定值。然后进行频率扫描测试，其中所施加的应力固定在VLR内的值，并且改变频率。频率扫描测试能够评估粘弹性模量在变化频率下的行为。损耗角正切tan(δ)在0.16Hz(1弧度/秒)下测量。在所有的测试中，在测量渐变的每个步骤中的正弦应力保持等于八个振荡周期的时间，并且在最后五个周期中记录粘弹性模量，以丢弃瞬态值。在所有情况下，当组合物的水含量为45重量％至90重量％时，用水合形式的组合物测量组合物的力学性质(即不测量在如风干、烘箱干燥、临界点干燥或冷冻干燥等脱水过程后的组合物)。图5A描述了配方的粘弹性测量的示例性表示。图5B描绘了作为应力振幅(σ)的函数测量的储能(G')和损耗(G”)粘弹性模量的代表性测量。图5B中的图描述了对具有20重量％的RP、5重量％的SA和75重量％的水的组合物进行的振幅扫描测试的代表性测量。
另外，图6描述了XY分布，其中X和Y轴分别代表藻酸钠和大米蛋白浓度，并且评估的可3D打印配方(A至H)包含在由曲线1、2、3和4界定的区域中，如先前在图4中所述那样。计算了与每种组合物相关的值[具体为G'，G"，|η*|，tan(δ)]，以评价组合物的粘弹性，并且如上所述那样进行测量。
多层微挤出产品的力学表征
为了评价可食用微挤出产品的力学抗性，可以测量它们在拉伸和压缩应力下的力学行为。在本实施例中，使用具有500N负荷传感器的伺服液压测试系统(MTS Bionix358，美国)来评价产品在23℃在拉伸和压缩应力下的力学性质。在所有情况下，当产品的含水量为45重量％至90重量％时，以水合形式的产品测量产品的力学性质(即不测量在如风干、烘箱干燥、临界点干燥或冷冻干燥等脱水过程后的产品)。计算了单轴拉伸载荷下的拉伸杨氏模量(EY)、工程断裂应力(σB)和断裂应变(εB)的值，并计算了无约束单轴压缩应力下的弹性压缩模量(EC)的值。在试验过程中，夹具位移速率保持恒定，对于拉伸和压缩试验都等于1mm/min。
对于拉伸试验，将长方体形3D打印产品设计成具有10mm的宽度、80mm的长度和等于1.2mm的高度。产品以其长度沿拉伸应力的方向夹紧。试验机的夹具之间的距离设定为20mm。因此，经受拉伸应力的样品的体积的尺寸为10mm(宽度)×20mm(长度)×1.2mm(厚度)。用夹具夹紧工件的其余部分，在23℃下，以1mm/min的恒定十字头速度使样品经受拉伸应力。杨氏模量计算为应力-应变曲线的初始线性部分的斜率，而断裂时的工程断裂应力(σB)和工程断裂应变(εB)在断裂点测定，随后应力值快速降低。图7A描述了本发明的可食用微挤出产品在拉伸应力下的力学性质的测量的示例性表示。图7B描述了当产品受到拉伸应力时的工程应力-应变曲线的代表性测量。图7B中的工程应力-应变曲线描述了对使用具有25重量％的RP、25重量％的SA和50重量％的水的组合物产生的产品进行的代表性拉伸试验。
对于压缩试验，将圆柱形3D打印产品设计成具有12mm的直径和等于15mm的高度。将样品放置为使圆柱体的圆形底部与未润滑且不可渗透的压缩板接触。然后在23℃下，以1mm/min的恒定十字头速度使样品经受无约束压缩应力。弹性压缩模量由工程应力-应变曲线在15％应变下的斜率确定。测量的等效模式包括测量工程应力-应变曲线在10％到60％的应变下的斜率。图8A描绘了可食用微挤出产品在压缩应力下的力学性质的测量的示例性表示。图8B描述了当产品受到压缩应力时的工程应力-应变曲线的代表性测量。图8B中的工程应力-应变曲线描述了对使用具有25重量％的RP、25重量％的SA和50重量％的水的组合物产生的产品进行的代表性压缩试验。
多层微挤出制品在食品工程中的潜在应用
产品对拉伸和压缩应力的抗性的评价证明了在该实施例中产生的微挤出多层产品用于食品工程应用的潜力。具体地，在该实施例中产生的产品表现出在拉伸和压缩应力下的弹性模量处于与多种天然可食用材料(包括多种肉类)相同的范围。图9描述了表示该实施例的可食用产品的压缩弹性模量和杨氏模量的范围的图(使用粘弹性组合物的本发明产品落入图4和6中由曲线1、2、3和4界定的区域)。阴影矩形表示产品覆盖的范围。根据文献，小的透明矩形表示一些特定可食用材料的压缩和拉伸弹性模量：
拉伸杨氏模量
-金枪鱼：Ey＝50kPa，来自Ogawa等，“Measurement of Young's Modulus andPoisson's Ratio of Tuna Fish”.Transactions of the Japan Society ofRefrigerating and Air Conditioning Engineers,Volume 9,Issue 3,pp.283-290(2011)；
-成年母牛肌肉：Ey最长肌(LM)＝15kPa，Ey半膜肌(SM)＝10kPa；青年公牛肌肉：Ey最长肌＝8kPa，Ey半膜肌＝7.5kPa，来自M-R.Lapin等“Substrate elasticity affectsbovine satellite cell activation kinetics in vitro”,J Anim Sci.-2013,vol.no.91(5),pp.2083-2090,doi:10.2527/jas.2012-5732。
-牛肝：Ey＝0.94kPa，Chen等，“Young's modulus measurements of softtissues with application to elasticity imaging”,IEEE Transactions onUltrasonics,Ferroelectrics,and Frequency Control,Volume 43,Issue:1(1996).doi:10.1109/58.484478。
-新西兰白兔趾长伸肌(EDL)肌肉：Ey纵向测试＝447kPa，Ey横向测试＝22.4kPa，来自Morrow等，“Transversely isotropic tensile material properties of skeletalmuscle tissue”J Mech Behav Biomed Mater.2010Jan；3(1):124-9.doi:10.1016/j.jmbbm.2009.03.004。
压缩弹性模量
-熟鸡胸肉：119-150kPa，来自U-Chupaj等，“Differences in texturalproperties of cooked caponized and broiler chicken breast meat”,Science-2017,vol.no.1；96(7),pp.:2491-2500.doi:10.3382/ps/pex006。
-面包糠鸡块：3MPa，来自Jahanbakhshian N等，“Measurement and predictionof the mechanical properties of a two-component food during freezing.”,nternational Journal of Food Properties-2017,vol.no.20(3),pp.:S3088-S3095.doi:10.1080/10942912.2016.1247856。
-牛最长背肌(LD)肌肉：3kPa，来自Chen E等，“Ultrasound elasticitymeasurements of beef muscle”of IEEE Ultrasonics Symposium ULTSYM-94,Vol.3,(1994),1459-1462.doi:10.1109/ULTSYM.1994.401867。
-牛肉肌肉，来自Segars R等，“Textural characteristics of beef muscles,Journal of Texture Studies 5(1974)283-297.doi:10.1111/j.1745-4603.1974.tb01436.x
根据可食用材料的拉伸杨氏模量和压缩弹性模量的值，在该实施例中产生的产品与许多肉类型(包括来自牛肌肉和金枪鱼的肉)的特性相匹配，支持了微挤出多层产品作为人造肉的潜在用途。从图9可以推导出，产品的力学特性与多种肉类型(图中的透明区域)、包括来自不同的牛肌肉和肝、兔肌肉、鸡胸肉和鸡块以及金枪鱼的肉处于相同的数量级。微挤出产品的这种性质支持所产生的产品作为人造肉或鱼的潜在用途。有色矩形表示在该实施例中描述的产品所覆盖的弹性模量范围。透明矩形表示在文献中对于多种肉和鱼测量的弹性模量值。
多层微挤出产品的显微评价
可食用微挤出多层产品的分析可用于选择最佳的粘弹性组合物和微挤出参数，以产生在宏观结构水平上更好地类似CAD模型的初始尺寸的三维结构，并在微观结构水平上提供高品质的微挤出单元。在该实施例中，通过扫描电子显微镜(SEM)从微观角度表征3D打印产品的结构。为此，通过在液氮中冷冻、冷冻干燥(Cryodos；Telstar，西班牙)、在纵向和横向平面上切片、放置在铝柱上并用碳溅射涂覆(Sputter Coater SCD 005；BAL-TEC，列支敦士登)来制备SEM观察用产品。然后，用扫描电子显微镜(Neon 40；蔡司，德国)观察产品。图10A和B分别描绘了在10kV下以200X的放大倍数从俯视和剖视角度拍摄的所选产品的微观结构的代表性扫描电子显微图像。选择具有25重量％的RP、25重量％的SA和50重量％的水的高粘性组合物产生这些图像中显示的产物。这些实施例中的产品的SEM图像显示，与在gcode文件中如何设计微结构相比，产品内的微丝保持所设计的正确图案和有序方向，以及长丝直径和长丝内孔隙率的适当尺寸。另外，在这些实施例中描述的用数字测径器测量的圆柱形产品的宏观几何评价表明，在高度和底部直径方面，产品保持CAD文件中设计的相同宏观结构，而没有显示出对产品几何形状有显著的收缩或膨胀影响。
为了观察纳米纤维在每个微挤出丝内部的优选和各向异性分布的存在，通过在高放大倍数(15000X)下拍摄SEM图像对所选择的组合物中纳米纤维的取向进行评价。图11A和B描绘了在5kV下分别在200X和15000X放大倍数下拍摄的所选产物的微观结构的代表性扫描电子显微图像。图11B表示图11A所示的相同图像的放大；。图11B表示图11A所示的相同图像的放大图；在更高放大倍数下，可以观察到纳米纤维在某一方向上的排列，所述纳米纤维包含在单个微挤出丝的内部。纳米纤维沿微长丝的相同方向取向。这些图像中描述的产品由25重量％的RP、5重量％的SA和70重量％的水组成。
多层微挤出人造肉产品的制造
使用本发明中描述的技术，可以制造复杂形状的多层微挤出产品，其具有类似于牛排的三维形状，以及在稠度、完整性、可变形性、弹性和肉的典型纤维状质地方面的模拟肉力学性质。在本实施例中，使用SolidWorks软件(SolidWorksCorp.，美国)设计牛排形结构的CAD模型。然后，使用Slic3r g-code生成器免费软件来定义打印参数并生成所需的g-code，如本文中前面的实例所述。使用定制的3D打印机(BCN3D+Dual Paste Caster；FundacióCIM，西班牙)产生不同的产品，在本实施例中重量在10至100克的范围内变化。在这点上，可以使用该技术产生具有宽重量和尺寸范围的产品。用于制造圆柱形产品的g-code被设计成提供35％的填充密度(微挤出丝在层表面中的百分比为35％)和0.41的层高。大多数其他主要打印参数与本章前面部分的实例中详述的参数类似。然而，可以将一些参数设计成与前面的实例不同，具体而言：不同的填充图案(当改变层时具有不同角度取向的直线，希尔伯特曲线图案，蜂窝结构等)，外周的有无，更高的打印速度(5至60mm/s)，两个更大的5cc或10cc容量的注射器(Nordson EFD Optimum；Nordson，英国)，和可另外或随后使用的两个独立的协同微挤出机，或者用不同的挤出机和组合物产生不同的层，或者用不同的挤出机和组合物产生相同层的不同部分。图12描述了人造肉产品的3D微挤出打印方法的示例性表示，其使用两种不同的组合物产生，每种组合物在单独的挤出机中，并且在每层交替使用两个挤出机：具体地，在本实施例中使用的挤出机之一产生组成为25重量％的RP、5重量％的SA和70重量％水的层，而另一挤出机产生组成为25重量％的RP、25重量％的SA和50重量％的水的层。
含有所有必需氨基酸的人造肉产品的制造
在本发明中描述的技术能够实现人造肉产品的生产，该人造肉产品在营养特性方面也类似于来自动物的肉，即制造了可以包含其营养价值内的所有和选择的维生素、矿物质和脂质以及其他营养素的产品。在本实施例中，本发明可用于产生具有所有必需氨基酸的产品，而仅使用来自非动物来源的蛋白质。在本实施例中，使用含有大米蛋白和豌豆蛋白的组合物，使用本发明中描述的技术产生仅来自非动物来源的含有所有必需氨基酸的多层微挤出人造肉产品。图13描述了完成的多层微挤出人造肉产品的实例，其使用含有12.5重量％的大米蛋白、12.5重量％的豌豆蛋白、5重量％的SA和70重量％水的组合物产生。在另一实施例中，使用本发明中描述的方法，制造了含有来自植物来源的所有必需氨基酸和选择的碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质、膳食纤维和可食用红色染料的人造肉产品。
实施例2.本发明的可食用微挤出产品的巴氏杀菌和烹调
人造肉产品的巴氏杀菌
为了证明通过本发明中描述的方法获得的产品储存和包装的可能性，将选择的来自这些实施例的产品在72℃至80℃的温度下放置1小时，或经历三个循环，每个循环在72℃放置30分钟。然后，产品的宏观形态没有显示出明显的变化。该测试旨在证明有可能将巴氏杀菌方法应用于通过本文献中描述的技术获得的产品，这使得本发明中描述的技术对于特定应用是有意义的，其中重要的是增加产品的货架期，以用于储存、包装和运输目的。
人造肉产品的烹调评价
为了评价本发明的实施例中产生的多层微挤出产品的性能，将人造肉产品在平底锅、烤箱、微波炉中烹调和通过蒸汽烹调。在一个实施例中，用具有12.5重量％的大米蛋白、12.5重量％的豌豆蛋白、5重量％的SA和70重量％的水的组合物产生的多层微挤出产品使用相同的烹调方法在平底锅中与鸡胸肉片并排烹调，以比较两种食物在烹调时的行为。烹调时间为5至10分钟，烹调在有和没有一茶匙的特级初榨橄榄油的情况下进行。在烹调选择的微挤出产品和鸡胸后，处理和食用这两种食品表明它们在稠度、完整性、可变形性、弹性和纤维状质地方面具有相似的性质，所有性质都是多种肉食的典型性质。图14A和图14B描绘了与一块鸡胸肉相比，本实施例中描述的产品在平底锅中烹调过程期间获得的代表性图像。在图14A中，根据本发明产生的产品位于图像的右部，而鸡胸肉位于图像的左部。在图14B中，根据本发明产生的另一产品位于图像的下部，而鸡胸肉位于图像的上部。
所有的组合物和由它们制成的可食用产品显示出自支撑能力。粘弹性组合物在旋转流变测试下显示假塑性，这有助于获得良好的可打印性。打印过程的速度为10mm/sec至50mm/sec。打印的可食用产品由于其特定的剪切稀化特性而保持其3D形状。
如图所示，加入交联剂(如CaCl2)改善了可食用微挤出产品的力学性质。
因此，通过印刷技术开发了一种全新的仿生产品。模拟肉的3D打印食品的外观和味道与肉类似，但是仅使用了天然的非动物类成分。
可以选择宽范围的非动物类成分，包括植物和藻类材料，这不仅取决于所需的对打印食品的质地和味道的修改，而且取决于其营养规格。事实上，通过向液体或固体形式的可打印混合物中添加特定成分，可以控制粘弹性组合物和/或可食用微挤出产品中包含的非动物类蛋白质、碳水化合物和脂肪的类型和数量。
另外，利用上述方法，通过仅限定所需的宏观形状并将信息发送到3D打印机或微挤出装置的元件，可以实现以复杂的三维结构对食品进行快速且可再现的打印(或其他类型的微挤出)，而这是利用其他技术不能实现的。甚至可以选择打印非常复杂的结构，例如牛排。
作为实施例的结论，已经证明，通过使用限定的可食用粘弹性组合物和特定的微挤出方法，本发明能够生产具有与不同食品(尤其包括各种类型的肉)相同数量级的力学性质的多层微挤出食品。另外，本发明允许制造多层(至少两层)可食用微挤出产品，该产品在三维宏观形状、产品内的微单元的限定图案和分布以及微单元和产品内的纳米纤维的各向异性取向方面表现出所需和定制的性能。另外，可以定制粘弹性组合物和多层微挤出产品的营养价值，使得它们具有较高的和可变的蛋白质含量，以及确定的和可调节的水含量和其他营养素的量。特别地，可以生产粘弹性组合物和多层微挤出产品，其具有在各种肉的营养特性范围内的营养特性。在一个实施例中，描述了具有个性化营养价值和所有必需氨基酸的可食用人造肉的生产，以及使用仅包含植物来源的天然成分的可食用材料的组合物的额外可能性。由于三个主要原因，产生模拟肉的特征质地、稠度和营养价值的微挤出的可食用三维产品的能力，以及仅使用非动物来源的成分的可能性，使得本发明是引人关注的。首先，它通过产生适合于包括各种蛋白质和特定营养素量的饮食的产品而有助于改善全球公共卫生。第二，这项技术旨在改善地球农村地区所消耗的食物的营养含量，以对抗缺乏某些营养素(如平衡饮食所需的必需氨基酸、矿物质和维生素)的共同问题。通过这种技术生产的食品可以进行巴氏杀菌和包装，并储存和运输到难以接近的区域，从而可以正确保存食品。第三，它促进了朝向更可持续的农业和牲畜系统的社会和经济运动，因为寻找从动物生产肉类的健康替代战略似乎是根本且紧迫的。
实施例3.包含豌豆蛋白和卡拉胶、或豌豆蛋白和结冷胶的粘弹性组合物。使用该粘弹性组合物打印的可食用微挤出产品。
材料
为了生产这些实施例中所述的可食用组合物，使用的材料是水、豌豆蛋白、卡拉胶和结冷胶。豌豆蛋白(Raab Vital Food GmbH，德国)、卡拉胶(Sigma-Aldrich)和结冷胶(Sigma-Aldrich)均以可溶粉末形式购买，并被相应制造商证明可食用。卡拉胶是从海藻中提取的天然多糖，其广泛用于烹饪中，可用于其胶凝、增稠和稳定特性。结冷胶是由细菌发酵产生的多糖，其在烹饪中有多种用途，可作为食品的胶凝剂、调质剂和稳定剂。卡拉胶和结冷胶均可以用于形成具有强假塑性行为的水凝胶。
组合物制备
使用实施例1中所述的方法，将豌豆蛋白(PP)与卡拉胶(CG)、或结冷胶(GG)、或藻酸钠(SA)和作为可食用溶剂的饮用水(或食用水)混合。可以使用其他可食用溶剂，例如去离子水、蒸馏水、油和/或果汁，必要时，上述全部可食用溶剂可选地包括无机盐和其他添加剂。利用这些成分，产生了不同的水凝胶组合物(PP-CG和PP-GG)。为此，将一定量的PP和CG(或GG)与水混合，并放入单独的聚丙烯容器中。测试的配方由下述成分组成：
a)73重量％的水、25重量％的PP和2重量％的CG
b)75重量％的水、20重量％的PP和5重量％的CG
c)73重量％的水、25重量％的PP和2重量％的GG
d)75重量％的水、20重量％的PP和5重量％的GG
e)73重量％的水、25重量％的PP和2重量％的SA
f)75重量％的水、20重量％的PP和5重量％的SA
聚丙烯容器用(Sigma-Aldrich，德国)密封，并通过混合器(SpeedMixerDAC 150.1FVZ；FlackTek，德国)在3500RPM下混合10分钟，直到将所得水凝胶均化。
微挤出评价和多层微挤出产品制造
使用本文实施例1的“微挤出评价”部分中所述相同的方法，将组合物成功地以长丝形式微挤出，证明了可以通过内径为0.41mm或者0.84mm的喷嘴将组合物适当地微挤出。
使用本发明中描述的技术，可以产生均匀的糊剂，其由可变粘度的蛋白质、假塑性聚合物和水的混合物组成，并适当地微挤出该组合物。图15描绘了由75重量％的水、20重量％的PP和5重量％的CG组成的可微挤出的粘弹性配方的实例。
另外，使用本文实施例1的“多层微挤出产品制造”部分中描述相同的方法，表明上述PP-CG和作为另选的PP-GG组合物通过微挤出过程(例如3D微挤出打印过程)形成多层自支撑结构的可能性。举例来说，图16中描绘的产品使用具有73重量％的水、25重量％的PP、2％的GG的粘弹性组合物产生。在该实施例中，上述测试能够通过微挤出自动化方法评价组合物产生多层微结构的可食用产品的能力。
当用相同的配方而将PP替换为RP时，可获得相似的结果。
实施例4.包含细胞的可食用微挤出产品的产生
包含细胞的可微挤出的组合物的产生
为了生产这些实施例中所述的可食用组合物，所用的材料是水、磷酸盐缓冲盐水、明胶和藻酸钠。明胶(B型Rousselot)和藻酸钠(Special Ingredients Ltd，或者BioChemica Panreac A3249)以可溶粉末的形式购买。藻酸钠是从海藻中提取的生物相容性天然多糖，明胶是衍生自胶原蛋白变性的生物相容性天然成分。这些可食用的材料在烹饪中广泛使用，并且两者都可以用来形成具有假塑性行为的水凝胶。
使用藻酸钠(SA)、明胶(GEL)和磷酸盐缓冲盐水(PBS，Sigma-Aldrich)来产生可微挤出的组合物。使用巴氏灭菌法减少病原体：因此，将藻酸盐和明胶粉分别称重，放入稍微敞开的两个玻璃容器中，并经受三个30分钟、72℃的循环。作为另选，使藻酸盐和明胶经受低压氧气下的等离子暴露过程，以对材料进行灭菌。为了制备可微挤出的组合物(每个样品2克)，将配方以3500rpm混合10分钟，如本文件实施例1中“组合物制备”部分所述。在一个实例中，使用由78重量％的PBS(Sigma-Aldrich)、20重量％的明胶和2重量％的藻酸盐组成的配方。在另一个实例中，使用水代替PBS。
为了产生可包埋细胞的微挤出配方(也可定义为生物墨水)，将5×106个哺乳动物细胞/mL添加到悬浮于少量250μL细胞培养基(DMEM高葡萄糖，Thermo Fisher Scientific)中的组合物中。然后，将细胞手动包埋在生物墨水中，用刮板或通过两个相连的注射器将细胞悬浮液和生物墨水轻轻混合。作为另选，可以使用自动离心系统以10g或60g(rcf)至100g的速度将先前混合的组合物与细胞混合，以获得均匀的组合物而不会损坏细胞。
在另一实例中，产生了相同的可微挤出配方，但是没有将细胞包埋在组合物中(也可以定义为用于细胞接种的墨水)。
可食用微挤出的包埋细胞的产品的微挤出和制造方法和接种细胞的产品
如在本文的实施例1中的“多层微挤出人造肉产品的制造”部分中所述，使用3D微挤出打印过程，将包埋细胞的配方用于生产可食用的微挤出的细胞基肉替代物。
在另一实施例中，将不含细胞的可食用微挤出组合物(用于细胞接种的墨水)通过与生物墨水所述相同的3D微挤出打印方法加工。然后，将5×106个哺乳动物细胞/mL悬浮在少量250μL细胞培养基(DMEM高葡萄糖，Thermo Fisher Scientific)中，并接种在微挤出产品上。
然后，微挤出产品在室温下用含有100mM CaCl2的DMEM高葡萄糖细胞培养基交联10分钟。然后，在室温下用未补充的DMEM高葡萄糖细胞培养基洗涤样品3次，以从样品中除去过量的CaCl2，并且将可食用的细胞基肉替代产品储存在用于细胞培养的培养箱中，储存在6孔板中，浸没在补充的DMEM高葡萄糖细胞培养基中并培养不同的时长，每48小时更换细胞培养基。
多层细胞基微挤出产品的微观评价
进行可食用的多层细胞基产品的分析以评价包埋或接种在微挤出样品内的哺乳动物细胞的细胞活力。在一个实施例中，在培养48小时后使用Live-Dead方法(Live-Dead细胞成像试剂盒，Invitrogen)来评价产物中细胞的存在和活力。
为了进行成像方法，在室温下用DMEM细胞培养基溶液洗涤样品。为了制备阴性对照样品，将一些产品用0.1％Triton(10mL细胞培养基+10μL triton)在37℃下浸没。然后，将样品浸入Live-Dead溶液(10mL PBS+5μL钙黄绿素-AM+20μL碘化丙啶)中，并在37℃温育20分钟。用PBS洗涤后，用共焦显微镜(Leica)评价它们。显微镜图像(未示出)描述了具有包埋在生物墨水中的细胞的样品，以及具有接种在微挤出产品上的细胞的样品，均含有活细胞。在活细胞(绿点)百分比方面，与死细胞(红点)百分比相比，可以观察到样品中的高细胞活力。
在细胞接种样品和细胞包埋样品的情况下，对微挤出产品中活细胞的百分比的分析都证明了在两种情况下的高细胞活力。结果显示，细胞接种样品中有平均79％的细胞存活，细胞包埋样品中有平均75％的细胞存活，如表1所示。
表1：细胞活力
样品： 活细胞占总数的百分比
细胞接种的微挤出样品 79％活细胞
细胞包埋的微挤出样品 75％活细胞s
本发明的其他方面/实施方式可见于以下条款：
条款1.一种可食用微挤出产品，其包括两个以上的粘弹性微挤出单元的层，其中，各个挤出单元包含蛋白质、可食用假塑性聚合物和合适的可食用溶剂，其中：
-蛋白质相对于微挤出单元总重量的重量百分比为19％至49％，可食用溶剂相对于微挤出单元总重量的重量百分比为至少45％；
-微挤出单元的截面宽度为10μm至1000μm；
-可食用微挤出产品的压缩弹性模量为1.0×103Pa至5.0×106Pa，可食用微挤出产品的拉伸杨氏模量为5.0×103Pa至11.0×106Pa，所述压缩弹性模量和拉伸杨氏模量在伺服液压测试系统中以等于1mm/min的夹具位移速率、在23℃下并且在可食用微挤出产品中的溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量；并且
-所述两个以上的微挤出单元的层被堆叠为使得可食用微挤出产品的垂直截面显示出在层内相交的微挤出单元，或者在不同层之间重叠且不同取向的微挤出单元；或者所述两个以上的层被堆叠为使得层之间的微挤出单元平行取向。
条款2.如条款1所述的可食用微挤出产品，其由包含蛋白质、可食用假塑性聚合物和合适的可食用溶剂的粘弹性组合物制成，其中，蛋白质、可食用假塑性聚合物和可食用溶剂相对于粘弹性组合物的重量百分比与微挤出单元中的百分比相同。
条款3.如条款1至2中任一项所述的可食用微挤出产品，其中，微挤出单元选自微挤出片、微挤出丝及其组合。
条款4.如条款1至3中任一项所述的可食用微挤出产品，其中，蛋白质的重量百分比为25％至49％，可食用溶剂的重量百分比为至少45％。
条款5.如条款1至3中任一项所述的可食用微挤出产品，其中，蛋白质的重量百分比为29％至49％，可食用溶剂的重量百分比为至少45％。
条款6.如条款1至5中任一项所述的可食用微挤出产品，其中，蛋白质选自非人动物来源的蛋白质、植物来源的蛋白质、藻类来源的蛋白质、酵母来源的蛋白质、细菌来源的蛋白质及其组合。
条款7.如条款1至6中任一项所述的可食用微挤出产品，其中，可食用假塑性聚合物相对于微挤出单元的总重量的重量百分比为0.2％至40％，并且可食用溶剂的重量百分比为至少45％。
条款8.如条款1至7中任一项所述的可食用微挤出产品，其中，可食用假塑性聚合物选自多糖、假塑性蛋白质及其组合。
条款9.如条款8所述的可食用微挤出产品，其中，假塑性聚合物是选自藻酸和藻酸的可食用盐、黄原胶、糖胺聚糖、琼脂糖、结冷胶、果胶及其组合中的多糖。
条款10.如条款2至9中任一项所述的可食用微挤出产品，其中，当在一对平行的锯齿状板中在0.16Hz和23℃的温度下并且在可食用微挤出组合物中的溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量时，所述粘弹性组合物的储能模量G'高于损耗模量G"，储能模量G'等于或高于1700Pa且损耗模量G"等于或高于350Pa，粘弹性组合物的比率G"/G'为0.24至0.88。
条款11.如条款10所述的可食用微挤出产品，其中，粘弹性组合物的储能模量G'为1700Pa至140000Pa，粘弹性组合物的损耗模量G"为350Pa至40000Pa；其中，粘弹性组合物的比率G"/G'为0.24至0.88。
条款12.如条款1至11中任一项所述的可食用微挤出产品，其中，粘弹性微挤出单元或粘弹性组合物还包括可食用添加剂，其选自由润肤剂、调味化合物、增香化合物、脂质、着色剂、金属螯合剂、少量元素、维生素、无机盐及其组合组成的列表。
条款13.如条款1至12中任一项所述的可食用微挤出产品，其中，所述层由平行且相邻布置的微挤出丝制成，层表面中微挤出丝的百分比为25％至100％。
条款14.一种制造条款1至13中任一项所定义的可食用微挤出产品的方法，该方法包括以下步骤：
(i)提供粘弹性组合物，所述粘弹性组合物在合适的可食用溶剂中包含蛋白质和可食用假塑性聚合物，所述粘弹性组合物包含重量百分比为19％至49％的蛋白质和至少45％的可食用溶剂，所述百分比均相对于所述粘弹性组合物的总重量；
(ii)通过宽度或直径为10μm至1000μm的孔口将所述粘弹性组合物微挤出，以获得一个或多个微挤出单元；和
(iii)将两个以上的包括微挤出单元的层堆叠为使得可食用微挤出产品的垂直截面显示出在层内相交的微挤出单元，或者在不同层之间重叠且不同取向的微挤出单元；或者将两个以上的层堆叠为使得层之间的微挤出单元平行取向。
条款15.条款1至13中任一项所定义的可食用微挤出产品作为肉类替代品的用途。
条款16.一种可食用粘弹性可微挤出组合物，其在合适的可食用溶剂中包含：相对于粘弹性组合物的总重量的重量百分比为19％至49％的蛋白质，所述蛋白质选自植物来源的蛋白质、昆虫蛋白质、藻类来源的蛋白质、细菌来源的蛋白质及其组合；和相对于全部粘弹性组合物的重量百分比为0.5％至40％的可食用假塑性多糖，其选自藻酸盐、黄原胶、糖胺聚糖、琼脂糖、结冷胶及其组合；并且其中，粘弹性组合物包含相对于所述组合物总重量的至少45重量％的可食用溶剂。
条款17.如条款16所述的可食用粘弹性可微挤出组合物，当在一对平行的锯齿状板中在0.16Hz和23℃的温度下并且在可食用微挤出组合物中的溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量时，所述粘弹性组合物的储能模量G'高于损耗模量G"，储能模量G'高于1700Pa且损耗模量G"高于350Pa，并且其中，粘弹性组合物的比率G"/G'为0.24至0.88。
引用列表
专利文献
-美国专利9808029-B2(2017)
-美国专利US8703216-B2(2014)
-美国专利申请US2016135493-A1(2016)
非专利文献
-Krintiras等，“On the use of Couette Cell technology for large scaleproduction of textured soy-based meat replacers”,Journal of Food Engineering-2016,vol.no.169,pp.:205-213.
-Lille等,“Applicability of protein and fibre-rich food materials inextrusion-based3D printing”,Journal of Food Engineering-2017,http://dx.doi.org/10.1016/j.jfoodeng.201704.034.
-Ogawa等,“Measurement of Young's Modulus and Poisson's Ratio of TunaFish”.Transactions of the Japan Society of Refrigerating and Air ConditioningEngineers,Volume 9,Issue 3,pp.283-290(2011).
-M-R.Lapin等，“Substrate elasticity affects bovine satellite cellactivation kinetics in vitro”,J Anim Sci.-2013,vol.no.91(5),pp.2083-2090,doi:10.2527/jas.2012-5732.
-Chen等,“Young's modulus measurements of soft tissues withapplication to elasticity imaging”,IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferroelectrics,and Frequency Control,Volume 43,Issue:1(1996).doi:10.1109/58.484478.
-U-Chupaj等,“Differences in textural properties of cooked caponizedand broiler chicken breast meat”,Science-2017,vol.no.1；96(7),pp.:2491-2500.doi:10.3382/ps/pex006.
-Jahanbakhshian N等,“Measurement and prediction of the mechanicalproperties of a two-component food during freezing.”,nternational Journal ofFood Properties-2017,vol.no.20(3),pp.:S3088-S3095.doi:10.1080/10942912.2016.1247856.
-Chen E等,“Ultrasound elasticity measurements of beef muscle”of IEEEUltrasonics Symposium ULTSYM-94,Vol.3,(1994),1459-1462.doi:10.1109/ULTSYM.1994.401867.
-Segars R等,“Textural characteristics of beef muscles,Journal ofTexture Studies 5(1974)283-297.doi:10.1111/j.1745-4603.1974.tb01436.x

Claims (20)

1.一种制造可食用微挤出产品的方法，所述可食用微挤出产品包括两个以上的粘弹性微挤出单元的层，其中，各个挤出单元包含蛋白质、可食用假塑性聚合物和合适的可食用溶剂，该方法包括以下步骤：
(i)提供粘弹性组合物，所述粘弹性组合物在合适的可食用溶剂中包含蛋白质和可食用假塑性聚合物，所述粘弹性组合物包含重量百分比为19％至49％的蛋白质、重量百分比为0.2％至40％的可食用假塑性聚合物和至少45％的可食用溶剂，所述百分比均相对于所述粘弹性组合物的总重量，所述可食用溶剂补足所述粘弹性组合物的100重量％；
(ii)通过宽度或直径为10μm至1000μm的孔口将所述粘弹性组合物微挤出，以获得一个或多个微挤出单元；和
(iii)将两个以上的包含微挤出单元的层堆叠为使得所述可食用微挤出产品的垂直截面显示出在层内相交的微挤出单元，或者在不同层之间的重叠且不同取向的微挤出单元；或者将两个以上的层堆叠为使得层之间的微挤出单元平行取向。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法在步骤(ii)和(iii)中的任何一个之后，还包括步骤(iv)：添加一种或多种添加剂，所述添加剂选自由润肤剂、调味化合物、增香化合物、脂质、着色剂、金属螯合剂、少量元素、维生素、无机盐、细胞和所述细胞的提取物以及所有这些化合物和/或细胞和/或细胞提取物的组合组成的列表。
3.如权利要求1和2中任一项所述的方法，所述方法在步骤(ii)和(iii)中的任何一个之后，还包括步骤(v)：在层内的微挤出单元之间和/或在微挤出单元的层上添加：包含选自一种或多种甘油三酯、胆固醇、一种或多种磷脂、一种或多种脂肪酸及其组合的脂肪的组合物；和/或包含软骨物质的组合物；和/或包含硬骨物质的组合物。
4.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述粘弹性组合物包含重量百分比为0.2％至40％的可食用假塑性聚合物、重量百分比为19重量％至49重量％的蛋白质和至少45重量％的可食用溶剂，所述百分比均相对于所述粘弹性组合物的总重量，并且所述溶剂补足所述粘弹性组合物的100重量％；所述粘弹性组合物具有从低于6μm至低于600μm的粒径的均一分布，并且可通过以下过程获得：
(a)将所述蛋白质、所述可食用假塑性聚合物和所述可食用溶剂在容器中混合；和
(b)可选地在多于一个方向上以10g至4000g的离心力施加一个或多个搅拌循环，同时将温度从20℃升高至低于95℃，并且将搅拌和温度维持1分钟至30分钟的时间。
5.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，当在一对平行的锯齿状板中在0.16Hz的频率和23℃的温度下并在所述可食用微挤出组合物中的溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量时，所述粘弹性组合物的储能模量G'高于损耗模量G"，储能模量G'等于或高于1700Pa且损耗模量G"等于或高于350Pa，所述粘弹性组合物中的比率G"/G'为0.24至0.88。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述粘弹性组合物的储能模量G'为1700Pa至140000Pa，所述粘弹性组合物的损耗模量G"为350Pa至40000Pa；其中，所述粘弹性组合物的比率G"/G'为0.24至0.88。
7.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，蛋白质的重量百分比为25％至49％，可食用溶剂的重量百分比为至少45％。
8.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，蛋白质选自动物来源的蛋白质、植物来源的蛋白质、藻类来源的蛋白质、酵母来源的蛋白质、细菌来源的蛋白质及其组合。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述蛋白质是动物蛋白。
10.如权利要求9所述的方法，其中，动物蛋白是昆虫蛋白。
11.如权利要求8所述的方法，其中，所述蛋白质选自植物来源的蛋白质、藻类来源的蛋白质、酵母来源的蛋白质、细菌来源的蛋白质及其组合。
12.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述可食用假塑性聚合物选自多糖、假塑性蛋白及其组合。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述假塑性聚合物是选自藻酸和藻酸的可食用盐、黄原胶、糖胺聚糖、琼脂糖、结冷胶、果胶、卡拉胶及其组合中的多糖。
14.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述粘弹性组合物还包含细胞和/或所述细胞的提取物。
15.通过权利要求1至14中任一项所定义的方法能够获得的可食用微挤出产品，其包含两个以上的粘弹性微挤出单元的层，并且其中，所述可食用微挤出产品的压缩弹性模量为1.0×103Pa至5.0×106Pa，所述可食用微挤出产品的拉伸杨氏模量为5.0×103Pa至11.0×106Pa，所述压缩弹性模量和拉伸杨氏模量在伺服液压测试系统中以等于1mm/min的夹具位移速率、在23℃下在所述可食用微挤出产品中的溶剂量为45重量％至90重量％的情况下测量。
16.如权利要求15所述的可食用微挤出产品，其中，所述微挤出单元选自微挤出片、微挤出丝及其组合。
17.如权利要求15至16中任一项所述的可食用微挤出产品，其在各层的两个以上的微挤出单元之间和/或在一个以上的微挤出单元的层之间包含：含有选自一种或多种甘油三酯、胆固醇、一种或多种磷脂、一种或多种脂肪酸及其组合的脂肪的组合物；和/或包含软骨物质的组合物；和/或包含硬骨物质的组合物。
18.权利要求15至17中任一项所述的可食用微挤出产品作为肉类替代品的用途。
19.权利要求15至17中任一项所述的可食用微挤出产品作为人造肉的用途。
20.一种可食用复合产品，其包含：一部分的如权利要求15至17中任一项所述的可食用微挤出产品；和一部分的包含选自一种或多种甘油三酯、胆固醇、一种或多种磷脂、一种或多种脂肪酸及其组合的脂肪的固化组合物；和/或一部分的包含软骨物质的固化组合物；和/或包含硬骨物质的一部分，所述部分的包含脂肪和/或软骨物质和/或硬骨物质的组合物与该部分的所述可食用微挤出产品相邻并接触。
CN201980051530.XA 2018-08-07 2019-08-06 包含蛋白质的可食用微挤出产品的制造方法、由此获得的组合物及其用途 Active CN112839522B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410414053.1A CN118661801A (zh) 2018-08-07 2019-08-06 包含蛋白质的可食用微挤出产品的制造方法、由此获得的组合物及其用途

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18382598.3 2018-08-07
EP18382598 2018-08-07
PCT/EP2019/071093 WO2020030628A1 (en) 2018-08-07 2019-08-06 Process of manufacturing edible microextruded product comprising protein,composition thereby obtained and the use thereof

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202410414053.1A Division CN118661801A (zh) 2018-08-07 2019-08-06 包含蛋白质的可食用微挤出产品的制造方法、由此获得的组合物及其用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112839522A CN112839522A (zh) 2021-05-25
CN112839522B true CN112839522B (zh) 2024-04-23

Family

ID=63350485

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980051530.XA Active CN112839522B (zh) 2018-08-07 2019-08-06 包含蛋白质的可食用微挤出产品的制造方法、由此获得的组合物及其用途
CN202410414053.1A Pending CN118661801A (zh) 2018-08-07 2019-08-06 包含蛋白质的可食用微挤出产品的制造方法、由此获得的组合物及其用途

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202410414053.1A Pending CN118661801A (zh) 2018-08-07 2019-08-06 包含蛋白质的可食用微挤出产品的制造方法、由此获得的组合物及其用途

Country Status (14)

Country Link
US (2) US11779033B2 (zh)
EP (1) EP3833194A1 (zh)
JP (2) JP7457389B2 (zh)
KR (1) KR20210052438A (zh)
CN (2) CN112839522B (zh)
AR (1) AR115915A1 (zh)
AU (1) AU2019316690A1 (zh)
BR (1) BR112021002252A2 (zh)
CA (1) CA3107569A1 (zh)
CL (1) CL2021000275A1 (zh)
CO (1) CO2021002711A2 (zh)
IL (1) IL280604A (zh)
MX (1) MX2021001422A (zh)
WO (1) WO2020030628A1 (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3088831B1 (fr) * 2018-11-27 2020-12-04 Tech Avancees Et Membranes Industrielles Procédé de fabrication par addition de matière de supports inorganiques de filtration à partir d’un filament thermofusible et membrane obtenue
GB201901092D0 (en) * 2019-01-26 2019-03-13 Jet Eat Printed Food Ltd Multi-layered meat substitute and methods of production thereof
IL278052B (en) 2020-10-14 2022-06-01 Redefine Meat Ltd Meat substitute and method for its preparation
EP4011217A1 (en) 2020-12-10 2022-06-15 Scienion GmbH Food manufacturing apparatus method for manufacturing a food product in a 3d printing process
JP2022118655A (ja) * 2021-02-02 2022-08-15 日清食品ホールディングス株式会社 乾燥肉様蛋白加工食品及びその製造方法
WO2022189505A1 (en) 2021-03-09 2022-09-15 Ants Innovate Pte. Ltd. Scalable methods for manufacturing alternative meat cuts
WO2022258644A1 (en) * 2021-06-09 2022-12-15 Givaudan Sa Extruded snack product and methods of making
US20220403309A1 (en) * 2021-06-16 2022-12-22 Upside Foods, Inc. Plant fat-based scaffolds for the growth of cell-based meats and methods of making such products
AU2022341634A1 (en) * 2021-09-13 2024-03-28 Redefine Meat Ltd. Whole-muscle meat analogues with fluid accommodating spaces and method of producing the same
DE102021133966A1 (de) 2021-12-21 2023-06-22 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Lebensmittelzubereitungsvorrichtung sowie Lebensmittelzubereitungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
CN114711326B (zh) * 2021-12-31 2023-09-22 上海食未生物科技有限公司 一种基于悬浮3d打印的食品打印材料、其制备方法和在人造肉中的应用
WO2023147288A1 (en) * 2022-01-25 2023-08-03 Orbillion Bio, Inc. Methods for cell culturing
US12004539B2 (en) 2022-01-31 2024-06-11 The Livekindly Company Switzerland GmbH Methods for creating of high fibrousness, high moisture extrudates
SE2250117A1 (en) * 2022-02-07 2023-08-08 Mycorena Ab Fungal biomass food product
CN114514952B (zh) * 2022-02-16 2022-11-11 东北农业大学 一种高蛋白营养棒及其制备方法
CN114794450B (zh) * 2022-03-15 2024-03-29 浙江大学 基于遥爪dna分子的乳液凝胶及其制备方法和应用
EP4252549A1 (en) * 2022-03-28 2023-10-04 Mirai Foods AG Methods and compositions for the preparation of fibrous muscle bundles for cultivated meat production
WO2024041974A1 (en) * 2022-08-22 2024-02-29 Firmenich Sa Gel compositions and their use in seafood analogue products
EP4328296A1 (en) * 2022-08-24 2024-02-28 Mirai Foods AG Method for operating a bioreactor for cultivated meat and corresponding bioreactor
CN115708539B (zh) * 2022-10-27 2024-01-16 浙江大学 一种适用于高精度打印的复合食品墨水及3d打印方法
EP4368029A1 (en) * 2022-11-09 2024-05-15 Suprême An edible protein thread, an edible food product and a manufacturing method thereof
CN115747197B (zh) * 2023-01-06 2023-04-21 中国肉类食品综合研究中心 可食用3d打印生物墨水及制备方法和在培育肉中的应用
US20240284933A1 (en) * 2023-02-23 2024-08-29 Demolish Foods Inc. Raw plant-based meat from plant-based muscle fibers

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1577994A (en) * 1977-02-10 1980-10-29 Rhone Poulenc Ind Spun proteins and process for the production of the said proteins
US4423083A (en) * 1980-04-04 1983-12-27 General Foods Corp. Fabricated protein fiber bundles
US5213829A (en) * 1990-02-23 1993-05-25 Lipidyne Corporation Meat products containing artificial edible adipose and methods of making
WO2007013146A1 (ja) * 2005-07-27 2007-02-01 Stc System Japan Co., Ltd 大豆タンパク加工食品用組成物及び畜肉含有または非含有加工食品用パテ、乾燥肉類似食品
WO2008124629A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-16 Solae, Llc Meat compositions comprising colored structured protein products
CN105394801A (zh) * 2015-10-26 2016-03-16 暨南大学 一种食品3d打印的快速成型方法
WO2016150960A1 (de) * 2015-03-23 2016-09-29 Print2Taste Gmbh Lebensmittelzusammensetzung
CN107072245A (zh) * 2014-09-05 2017-08-18 赛罗尔比利时公司 含有包涵体的具有改善的质地和延长的保质期的蛋白质肉类似物

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT103053B (pt) 2003-12-18 2005-09-08 Univ Do Minho Micro-linha de extrusão
US20080260913A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-23 Solae, Llc Meat Compositions Comprising Colored Structured Protein Products
EP2731446A4 (en) * 2011-07-12 2015-04-15 METHOD AND COMPOSITIONS FOR CONSUMABLE MATERIALS
CA2842837A1 (en) 2011-07-26 2013-01-31 The Curators Of The University Of Missouri Engineered comestible meat
JP5702693B2 (ja) * 2011-09-20 2015-04-15 株式会社キーエンス ３次元造形装置
EP4321151A3 (en) 2012-10-24 2024-05-22 DSM IP Assets B.V. Fibers comprising polyesteramide copolymers for drug delivery
WO2014190217A1 (en) 2013-05-22 2014-11-27 Systems And Materials Research Corporation Additive Manufacturing for Producing Edible Compositions
US20160135493A1 (en) 2013-05-24 2016-05-19 Natural Machines, Inc. Apparatus, method and system for manufacturing food using additive manufacturing 3d printing technology
US10800086B2 (en) 2013-08-26 2020-10-13 Palo Alto Research Center Incorporated Co-extrusion of periodically modulated structures
US11000058B2 (en) * 2014-02-03 2021-05-11 Stichting Wageningen Research Method for the production of an edible object by powder bed (3D) printing and food products obtainable therewith
CN105454446A (zh) * 2014-09-04 2016-04-06 研能科技股份有限公司 三维成型替代肉品装置
EP3319463A1 (en) 2015-07-09 2018-05-16 Yissum Research and Development Company of the Hebrew University of Jerusalem Ltd. 3-dimensional printing of food
US11019836B2 (en) * 2015-08-03 2021-06-01 Savage River, Inc. Food products comprising cell wall material
US11849741B2 (en) * 2015-10-20 2023-12-26 Savage River, Inc. Meat-like food products
US20170251713A1 (en) 2016-03-07 2017-09-07 Telamens, Inc. 3d printer and method for printing an object using a curable liquid
US20170291364A1 (en) 2016-04-11 2017-10-12 Timothy W. Womer Single screw micro-extruder for 3d printing
CN106798263A (zh) * 2017-01-16 2017-06-06 江南大学 一种改善解冻鱼糜体系成型及3d精确打印性能的调控方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1577994A (en) * 1977-02-10 1980-10-29 Rhone Poulenc Ind Spun proteins and process for the production of the said proteins
US4423083A (en) * 1980-04-04 1983-12-27 General Foods Corp. Fabricated protein fiber bundles
US5213829A (en) * 1990-02-23 1993-05-25 Lipidyne Corporation Meat products containing artificial edible adipose and methods of making
WO2007013146A1 (ja) * 2005-07-27 2007-02-01 Stc System Japan Co., Ltd 大豆タンパク加工食品用組成物及び畜肉含有または非含有加工食品用パテ、乾燥肉類似食品
WO2008124629A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-16 Solae, Llc Meat compositions comprising colored structured protein products
CN107072245A (zh) * 2014-09-05 2017-08-18 赛罗尔比利时公司 含有包涵体的具有改善的质地和延长的保质期的蛋白质肉类似物
WO2016150960A1 (de) * 2015-03-23 2016-09-29 Print2Taste Gmbh Lebensmittelzusammensetzung
CN105394801A (zh) * 2015-10-26 2016-03-16 暨南大学 一种食品3d打印的快速成型方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20210345643A1 (en) 2021-11-11
CN118661801A (zh) 2024-09-20
JP2021533749A (ja) 2021-12-09
US11779033B2 (en) 2023-10-10
EP3833194A1 (en) 2021-06-16
WO2020030628A1 (en) 2020-02-13
BR112021002252A2 (pt) 2021-05-04
CN112839522A (zh) 2021-05-25
US20240041067A1 (en) 2024-02-08
CO2021002711A2 (es) 2021-05-20
CL2021000275A1 (es) 2021-07-19
IL280604A (en) 2021-03-25
AU2019316690A1 (en) 2021-02-04
JP7457389B2 (ja) 2024-03-28
AR115915A1 (es) 2021-03-10
CA3107569A1 (en) 2020-02-13
JP2024081671A (ja) 2024-06-18
MX2021001422A (es) 2021-06-18
KR20210052438A (ko) 2021-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112839522B (zh) 包含蛋白质的可食用微挤出产品的制造方法、由此获得的组合物及其用途
Portanguen et al. Toward the design of functional foods and biobased products by 3D printing: A review
Khalesi et al. New insights into food hydrogels with reinforced mechanical properties: A review on innovative strategies
Cheng et al. Rheology of edible food inks from 2D/3D/4D printing, and its role in future 5D/6D printing
Vancauwenberghe et al. 3D printing of plant tissue for innovative food manufacturing: Encapsulation of alive plant cells into pectin based bio-ink
Kuo et al. An integrated manufacturing strategy to fabricate delivery system using gelatin/alginate hybrid hydrogels: 3D printing and freeze-drying
Burey et al. Hydrocolloid gel particles: formation, characterization, and application
Patel et al. Biopolymer-based structuring of liquid oil into soft solids and oleogels using water-continuous emulsions as templates
NL2026242B1 (en) Oleogel
Bhat et al. 3D printing: Development of animal products and special foods
Yang et al. Optimizing 3D printing of chicken meat by response surface methodology and genetic algorithm: Feasibility study of 3D printed chicken product
Li et al. Chitosan‑sodium alginate-collagen/gelatin three-dimensional edible scaffolds for building a structured model for cell cultured meat
Goksen et al. Mucilage polysaccharide as a plant secretion: Potential trends in food and biomedical applications
Wang et al. Construction of 3D printable Pickering emulsion gels using complexes of fiber polysaccharide-protein extracted from Haematococcus pluvialis residues and gelatin for fat replacer
Ross et al. Potential applications of dairy products, ingredients and formulations in 3D printing
DE102015003740A1 (de) Lebensmittelzusammensetzung
Kavya et al. Edible oleogels based on high molecular weight oleogelators and its prospects in food applications
Hu et al. Edible polysaccharide-based oleogels and novel emulsion gels as fat analogues: A review
Kan et al. High internal phase emulsion stabilized by whey protein isolate-gum Arabic Maillard conjugate: Characterization and application in 3D printing
Cheng et al. Muscle fibrous structural design of plant-based meat analogs: Advances and challenges in 3D printing technology
Liang et al. Development of easy-to-swallow and lipid-enhanced 3D printed surimi based on high internal phase emulsions
Zhang et al. Effects of gel spatial structure and water state on 3D printability: A case study of honey bee pupa protein and soybean dietary fiber
US20240074456A1 (en) 3d-printable protein-enriched scaffolds
Dzyuba et al. IMPROVING THE TECHNOLOGY OF AERATION OF THE FOOD SYSTEM OF MOUSSE AT HORECA ENTERPRISES.
Gravelle et al. Oleogels Produced by Indirect Methods

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant