CN114176154A - 一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法，以植物蛋白为原料，采用双螺杆挤压机，通过引入不同价态盐溶液，基于盐离子与蛋白质的相互作用构建反应型高湿挤压技术，结合挤压温度、螺杆转速、喂料速度、水分含量、冷却模块温度等实验参数的控制，制备水分含量高、组织化度强的植物蛋白，以得到的高水分组织化植物蛋白为原料，经腌制、杀菌处理后得到植物蛋白基素肉产品。与市售低水分拉丝蛋白基第一代植物基素肉相比，本发明基于高水分挤压的植物蛋白为原料制备出质构与结构更似动物肉的新一代植物蛋白基素肉，不仅简化了生产工艺和产品配方，而且提高了产品的质构拟合度，实现了植物基素肉品质特性的创新提升。
Description
技术领域
本发明属于植物蛋白精深加工技术领域，具体涉及一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法。
背景技术
蛋白质是人类健康生活必需的营养元素，摄取高蛋白质食物成为一种饮食趋势。动物源肉制品是人体补充蛋白质的主要来源，然而动物蛋白胆固醇含量较高，且牲畜饲养占用大量土地和水资源，存在污染环境、危害人体健康等问题。至2050年，全球人口数量预计将超过90亿，人均肉类需求量增长75％，环境压力持续加重，动物蛋白供给紧张，或将不能满足人类对蛋白质的需求。植物蛋白资源丰富、廉价易得、氨基酸组成均衡，且具有多种生理功能如降血糖、预防心血管疾病等。以植物蛋白为基料，通过一定的技术手段制备具有动物肉的纤维结构、质构、颜色、风味、口感、外观的仿生肉制品，不仅具备绿色、环保、节能、安全、营养、健康等特点，而且充分体现了动物福利和人道主义。预计到2030年，中国肉制品的供应缺口将达到4000万吨，这意味着未来中国百姓的餐桌必须诉诸于植物蛋白基仿生肉，这是未来食品发展的重要方向。
目前市售植物蛋白肉是以干法拉丝蛋白(大豆蛋白和豌豆蛋白)为原料，经复水、抽丝、斩拌、混合、粘合、成型等工艺制备的第一代植物蛋白肉，不仅加工工艺复杂，而且存在蛋白原料单一、质构拟合度低、配方复杂、含盐量高、缺少绿色标签等缺陷。因此，亟需进行植物蛋白肉品质特性改良方面的技术攻关及新一代营养、绿色、安全、健康植物蛋白基素肉产品的开发。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法，以植物蛋白为原料，采用双螺杆挤压机，通过引入不同价态的盐溶液构建反应型高湿挤压技术，结合调控包括挤压温度、螺杆转速、水分含量、冷却模块温度的双螺杆挤压机参数，制备组织化植物蛋白，再经包括腌制、灭菌工艺，制备得到植物蛋白基素肉。
本发明通过引入不同价态的盐溶液，基于盐离子与蛋白质的相互作用，构建反应型高湿挤压技术，用于改善高湿挤压植物蛋白的组织化度，从而提升植物蛋白基素肉的品质特性。反应型挤压技术是基于不同价态的盐溶液与蛋白质的相互作用，品质调控包括质构特性和结构特征，质构特性包括硬度、弹性、咀嚼度和组织化度，结构特征包括宏观结构和微观结构。
进一步地，所述的植物蛋白包括豆类蛋白(大豆蛋白、豌豆蛋白、绿豆蛋白等)、谷类蛋白(小麦蛋白、玉米蛋白、大米蛋白、藜麦蛋白等)和薯类蛋白(马铃薯蛋白、木薯蛋白等)。
进一步地，所述的双螺杆挤压机型号为Thermal Scientific Process11，含有独立的液体进料区和粉体进料区，所述植物蛋白原料以粉体形式由粉体进料区进料，所述盐溶液以液体形式由液体进料区进料。
进一步地，所述的双螺杆挤压机含有8段独立温控区，调控挤压温度梯度为40℃-60℃-90℃-120℃-150℃-150℃-150℃-150℃，螺杆转速为125rpm-225rpm，喂料速度为4g/min-8g/min，水分含量为45％-65％，冷却模块温度为25℃-80℃。
进一步地，螺杆转速为150rpm，喂料速度为8g/min，水分含量为60％。
进一步地，所述不同价态的盐溶液包括一价NaCl溶液、二价CaCl2溶液或三价复合偏磷酸盐溶液。
进一步地，所述盐溶液浓度范围为1mM-1M，进一步优选采用浓度范围为10-100mM的NaCl溶液。
进一步地，植物蛋白基素肉的制备步骤如下：
(1)将组织化植物蛋白分切成块；
(2)放置入酱卤汤中，放在4℃环境下静腌12-24h；
(3)将腌制后的组织化蛋白捞出，拌入香辛料及香精；
(4)真空包装杀菌，杀菌条件：121℃，15min或100℃，30min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明以植物蛋白为原料，采用双螺杆挤压机，通过引入不同价态盐溶液(一价NaCl溶液、二价CaCl2溶液和三价复合偏磷酸盐溶液)，基于盐离子与蛋白质的相互作用构建反应型高湿挤压技术，结合挤压温度、螺杆转速、喂料速度、水分含量、冷却模块温度等实验参数的控制，制备水分含量高、组织化度强的植物蛋白。以得到的高水分组织化植物蛋白为原料，经腌制、杀菌处理后得到植物蛋白基素肉产品。与市售第一代干法拉丝蛋白基植物肉产品经复水、抽丝、斩拌、混合、粘合、成型等复杂工艺相比，本发明是以高水分高组织化度的植物蛋白为基料开发新一代绿色营养安全的植物蛋白基素肉，不仅简化了生产工艺，而且产品质构拟合度高、配方简单，实现了植物蛋白基素肉产品品质特性的创新提升。
附图说明
图1为双螺杆高湿挤压机的构造示意图；
图2为不同浓度NaCl溶液对高湿挤压组织化大豆蛋白硬度的影响；
图3为不同浓度NaCl溶液对高湿挤压组织化大豆蛋白弹性的影响；
图4为不同浓度NaCl溶液对高湿挤压组织化大豆蛋白咀嚼度的影响；
图5为不同浓度NaCl溶液对高湿挤压大豆蛋白组织化度的影响；
图6为高湿挤压组织化大豆蛋白及蛋白基素肉产品图示；
图7为大豆蛋白挤压原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
对比例1
一种高水分植物蛋白基素肉及品质调控方法，包括如下步骤：
1)将大豆蛋白粉置于挤压机(图1)的粉体喂料器中，喂料速率设定为8g/min，螺杆转速为150rpm/min，蒸煮温度为150℃；
2)通过控制输水泵每分钟的输水量，改变组织化蛋白的水分含量；将泵的输水量设置为6.545g/min、8.000g/min、9.778g/min、12.000g/min、14.857g/min，获得五种水分含量分别为45％、50％、55％、60％、65％的组织化大豆蛋白；
3)将不同含水量的组织化大豆蛋白切成1cm x 1cm的立方块，放置入酱卤汤中，放在4℃环境下静腌12h；
4)将腌制后的组织化蛋白捞出，拌入香辛料及香精；
5)真空包装杀菌，杀菌条件：121℃，15min；
6)干燥环境中室温储存。
对比例2
一种高水分植物蛋白基素肉及品质调控方法，包括如下步骤：
1)将大豆蛋白粉置于挤压机(图1)的粉体喂料器中，喂料速率设定为8g/min，螺杆转速为150rpm/min，将泵的输水量设置为9.778g/min；
2)通过双螺杆挤出机的主机控制机筒熔融区的温度，从而获得不同挤压温度下的组织化蛋白，设置挤压温度分别为120℃、130℃、140℃、150℃、160℃；
3)将不同温度下制备的含水量55％的组织化大豆蛋白切成1cm x 1cm的立方块，放置入酱卤汤中，放在4℃环境下静腌24h；
4)将腌制后的组织化蛋白捞出，拌入香辛料及香精；
5)真空包装杀菌，杀菌条件：100℃，30min。
6)干燥环境中室温储存。
实施例1
一种高水分植物蛋白基素肉及品质调控方法，包括如下步骤：
1)将大豆蛋白粉置于挤压机(图1)的粉体喂料器中，喂料速率设定为8g/min，螺杆转速为150rpm/min，挤压蒸煮温度为150℃，将浓度为1mM和10mM的NaCl溶液通过泵进入液体进料区，泵的输入量设置为12.000g/min，制备含盐水量60％的组织化大豆蛋白；
2)将上述制备的组织化大豆蛋白切成1cm x 1cm的立方块，放置入酱卤汤中，放在4℃环境下静腌24h；
3)将腌制后的组织化蛋白捞出，拌入香辛料及香精；
4)真空包装杀菌，杀菌条件：100℃，30min。
5)干燥环境中室温储存。
实施例2
一种高水分植物蛋白基素肉及品质调控方法，包括如下步骤：
1)将大豆蛋白粉置于挤压机(图1)的粉体喂料器中，喂料速率设定为8g/min，螺杆转速为150rpm/min，挤压蒸煮温度为150℃，将浓度为100mM和1M的NaCl溶液通过泵进入液体进料区，泵的输入量设置为12.000g/min，制备含盐水量60％的组织化大豆蛋白；
2)将上述制备的组织化大豆蛋白切成1cm x 1cm的立方块，放置入酱卤汤中，放在4℃环境下静腌24h；
3)将腌制后的组织化蛋白捞出，拌入香辛料及香精；
4)真空包装杀菌(图6)，杀菌条件：100℃，30min。
5)干燥环境中室温储存。
实验结果显示，实施例1、2中引入不同浓度的NaCl溶液用于调控高湿挤压过程中大豆蛋白的组织化特性，与对比例1及对比例2不含盐溶液的水溶液相比，引入本发明的盐溶液使大豆蛋白的硬度增加(图2)、弹性增强(图3)、咀嚼性增大(图4)、组织化度提高(图5)，表明基于盐离子与蛋白质的相互作用，构建反应型高湿挤压技术，改善了高湿挤压植物蛋白的组织化度，提升植物蛋白基素肉的品质特性，且简化了生产工艺和产品配方，提高产品的质构拟合度，有助于实现植物基素肉品质特性的创新提升。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法，其特征在于，以植物蛋白为原料，采用双螺杆挤压机，通过引入不同价态的盐溶液构建反应型高湿挤压技术，结合调控包括挤压温度、螺杆转速、水分含量、冷却模块温度的双螺杆挤压机参数，制备组织化植物蛋白，再经包括腌制、灭菌工艺，制备得到植物蛋白基素肉。
2.根据权利要求1所述的一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法，其特征在于，所述的植物蛋白包括豆类蛋白、谷类蛋白和薯类蛋白。
3.根据权利要求1所述的一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤压机型号为Thermal Scientific Process11，含有独立的液体进料区和粉体进料区，所述植物蛋白原料以粉体形式由粉体进料区进料，所述盐溶液以液体形式由液体进料区进料。
4.根据权利要求1所述的一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤压机含有8段独立温控区。
5.根据权利要求4所述的一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法，其特征在于，调控挤压温度梯度为40℃-60℃-90℃-120℃-150℃-150℃-150℃-150℃，螺杆转速为125rpm-225rpm，喂料速度为4g/min-8g/min，水分含量为45％-65％，冷却模块温度为25℃-80℃。
6.根据权利要求5所述的一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法，其特征在于，螺杆转速为150rpm，喂料速度为8g/min，水分含量为60％。
7.根据权利要求1所述的一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法，其特征在于，所述不同价态的盐溶液包括一价NaCl溶液、二价CaCl2溶液或三价复合偏磷酸盐溶液。
8.根据权利要求7所述的一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法，其特征在于，所述盐溶液浓度范围为1mM-1M。
9.根据权利要求8所述的一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法，其特征在于，采用浓度范围为10-100mM的NaCl溶液。
10.根据权利要求1所述的一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法，其特征在于，植物蛋白基素肉的制备步骤如下：
(1)将组织化植物蛋白分切成块；
(2)放置入酱卤汤中，放在4℃环境下静腌12-24h；
(3)将腌制后的组织化蛋白捞出，拌入香辛料及香精；
(4)真空包装杀菌，杀菌条件：121℃，15min或100℃，30min。
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| CN202111437635.4A CN114176154A (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法 |
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| CN202111437635.4A CN114176154A (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种高水分植物蛋白基素肉的制备方法 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114794447A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-07-29 | 东北农业大学 | 一种利用双螺杆挤压技术制备大豆蛋白素肉酱的工艺方法 |
| CN115500426A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-12-23 | 上海交通大学 | 一种改善高湿挤压组织化蛋白品质的方法及应用 |
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Citations (2)
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| CN104322858A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-02-04 | 合肥工业大学 | 一种双螺杆挤压制备组织化小麦蛋白的方法 |
| CN112167425A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-05 | 中国肉类食品综合研究中心 | 一种植物蛋白素肉干及其加工方法 |
-
2021
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Patent Citations (2)
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| CN115500426A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-12-23 | 上海交通大学 | 一种改善高湿挤压组织化蛋白品质的方法及应用 |
| CN115500426B (zh) * | 2022-09-14 | 2024-01-16 | 上海交通大学 | 一种改善高湿挤压组织化蛋白品质的方法及应用 |
| CN115568530A (zh) * | 2022-10-20 | 2023-01-06 | 四川植得期待生物科技有限公司 | 一种高水分挤压植物肉制作方法 |
| CN115568530B (zh) * | 2022-10-20 | 2024-04-19 | 四川植得期待生物科技有限公司 | 一种高水分挤压植物肉制作方法 |
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