CN115175570A - 含有组织化豆类蛋白的组合物及其生产方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含有干法组织化豆类蛋白的组合物及其生产方法和用途。
Description
本发明涉及一种含有组织化豌豆蛋白的特殊组合物及其制造方法和用途。
蛋白组织化技术,尤其是采用熟化-挤出工艺的蛋白组织化技术,可用于制备具有纤维结构的产品以生产肉或鱼类似物,已经应用于诸多植物原料。
根据加工过程中的用水量,蛋白质熟化-挤出工艺可以分为两个大类。当该用水量高于重量的30%时,采用所谓的“湿法”熟化-挤出技术,所得产品将主要用于生产仿动物肉的即食型成品,例如牛排或者鸡块。已知例如专利申请WO2014081285,其公开了一种利用冷却模具(英文为“cooling die”)挤出蛋白质和纤维的混合物的方法,通常为湿法挤出。我们的发明属于干法挤出领域。
当该用水量低于重量的30%时,采用所谓的“干法”熟化-挤出技术:所得产品将主要用于农产品加工业,从而通过将其与其他成分混合来加工肉类替代品。本发明领域正是这种“干法”熟化-挤出领域。
以前,最早用作肉类似物的蛋白质是从黄大豆和小麦中提取的。之后,黄大豆迅速成为该应用领域的主要原料。
已知例如专利申请WO2009018548,其描述了含有蛋白质的各种混合物可以经过挤出以形成具有对齐纤维的挤出蛋白,可以用于仿制肉类纤维。然而,没有迹象表明粒度、密度或保水率对应用性能或生产工艺有影响。专利申请US2007269567确定了所获得颗粒的粒度(根据实施例3的表IV,平均为11mm到16.3mm)。
尽管大多数研究自然而然地针对大豆蛋白,但也对其他蛋白质来源进行了组织化,包括动物和植物蛋白:花生、芝麻、棉花籽、葵花籽、玉米、小麦、微生物蛋白质、屠宰场或水产工业的副产品。
例如来自豌豆和小蚕豆的豆类蛋白也一直作为研究目标,无论是在其分离领域还是在其“干法”熟化-挤出领域。
鉴于豌豆蛋白的特殊功能和营养特性,以及改性非遗传特征,因此对豌豆蛋白进行了许多研究。
尽管近年来进行了大量的研究工作并且取得了重大进展,但是基于组织化蛋白的这些产品在食品市场的推广仍有待改善。
具体原因之一在于组织化豌豆蛋白在其成型前需要经过复水工艺。
实际上,由于这些蛋白是干燥的,因此有必要对其进行复水,以使其成形并将其与配制中的其他成分充分混合,以获得令人满意的最终结果。
为此,使干法组织化豌豆蛋白与水溶液接触。可惜的是,复水结束时所吸收的水量效果不够,并且在没有额外人工干预的情况下,其仅为后续配制步骤所需量的约50%。
因此,通常实施被称为“切碎”(英文为“shredding”)或“切割”的额外步骤,这包括将复水后的组织化纤维切碎。由此获得的纤维再次与水溶液接触,并且由于切碎而能够再次吸收所需水量。
此步骤较复杂,这是因为切碎控制不当会破坏组织化豌豆蛋白。正是这一额外制备步骤使实施变得复杂。
一种解决方案是从生产步骤开始就减小组织化蛋白的粒度。由于蛋白质/水的交换表面增大,因此这种粒度减小可以优化组织化蛋白的再吸水。由于从组织化蛋白生产开始就实施了粒度的减小,因此复水后的切碎步骤变得无用了。
遗憾的是,组织化蛋白的粒度减小会影响用所述组织化植物蛋白制成的最终肉或鱼类似物的感官特性。文章《大豆粒度和颜色对碎牛肉饼感官特性的影响》(Cardello等人,食品质量期刊,1983年)在图3中展示了感官作用。这项研究旨在研究牛肉中组织化大豆蛋白的不同粒度对于感官的影响。显然获得了最好的结果,但没有达到牛肉的结果,其中粒度大于9.52mm的组织化大豆蛋白占全部颗粒的73%以上。任何粒度分布减小都意味着所获得的肉类似物的感官品质的再现程度下降。
这种感官结果下降可以通过模仿肉类纤维所需物质的数量和完整性的消失来解释。由于颗粒更小,肉或鱼类似物中获得的纤维不再具有足够有效的纤维尺寸。
为了克服这个问题,一个可行的解决方案在于提高组织化植物蛋白的密度,从而通过其致密化来克服蛋白纤维尺寸变小。因此,短而致密的蛋白纤维将具有更坚固的结构,更好地模拟想要达到的感官结果。
遗憾的是,这种策略对于组织化植物蛋白的保水率有着不可忽视的影响。文章《组织化蛋白的挤出》(Kearns等人,美国大豆协会)提出密度和保水率(WHC)之间建立的直接联系。可以清楚地看到,保水率随着密度的增加而下降。因此,密度为216g/l的组织化大豆蛋白的保水率为略高于3g水/g蛋白,并且始终低于3.5。密度的任何增加都会导致该保水率下降,有时会低于2。
密度和保水率之间的这种负相关性也清楚地呈现在文章《增值组织化大豆蛋白对牛肉饼的感官和烹饪特性的影响》(A.A.Heywood等人,JAOCS,第79卷,no.7,2002年)的表1中。因此,这些数据向我们证实了高密度意味着低保水率,反之亦然。因此,获得同时具有高密度和高保水性的组织化蛋白似乎是不可能的。然而,此类产品正是业界感兴趣的。
申请人成功地解决了上述问题,并开发出了一种含有组织化豌豆蛋白的特殊的新型化合物,该组合物是通过干法熟化-挤出获得的,其粒度小,密度大,并且保水率得到改善,同时保留了组织化蛋白,在肉类和鱼类类似物应用中获得出色的结果。
下面将通过对本发明的概述深入了解本发明。
发明概述
本发明涉及一种含有颗粒状干法组织化豆类蛋白的组合物,通过测试A测得的该组合物的保水率高于3.5g水/g干蛋白,优选3.5g到4.5g水/g干蛋白,甚至更优选3.5g到4g水/g干蛋白,通过测试B测得的密度为190到230g/l,并且至少85%的组织化豆类蛋白颗粒的粒度在2mm到5mm之间。
优选地,该豆类蛋白选自小蚕豆和豌豆。尤其优选豌豆。
该组合物中的蛋白质含量介于组合物总干物质重量的60%到80%之间,优选70%到80%之间。
最后,根据本发明的干法组织化豆类蛋白中,干物质重量占比在80%以上,优选在90%以上。
本发明还涉及如上所述的豆类蛋白组合物的生产方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
1)提供含豆类蛋白和豆类纤维的粉料,该粉料中豆类蛋白/豆类纤维的干重比在70/30到90/10之间,优选地在75/25到85/15之间;
2)粉料与水一起熟化-挤出,熟化前水/粉料的质量比在20%到40%之间,优选25%到35%,更优选为30%
3)在挤出机出口处切割挤出组合物,挤出机由出口处带有孔口的模具组成,孔口直径为1.5mm,并配备有刀具,刀具的转速为1200到1800转/分钟,或2000到2400转/分钟,优选地为1500转/分钟左右
4)干燥由此获得的组合物。
优选地,根据本发明的方法中使用的豆类蛋白选自小蚕豆和豌豆,优选豌豆蛋白。
在步骤1中使用的含豆类蛋白和豆类纤维的粉料可以通过混合所述蛋白和纤维制备获得。该粉料可以主要由豆类蛋白和豆类纤维构成。术语“主要由…构成”是指该粉料可能含有蛋白和纤维制造过程中产生的杂质,例如痕量淀粉。优选地,该豆类蛋白和豆类纤维选自小蚕豆和豌豆的蛋白和纤维。尤其优选豌豆。
优选地,步骤2是通过在双螺杆挤出机中熟化-挤出来实施的,所述挤出机的特征在于长/径比在20到45之间,优选在35到45之间,优选为40,并且配备有85-95%的输送元件、2.5-10%的搅拌元件和2.5-10%的反向步进元件。
甚至更优选地,向粉末混合物施加10到25kWh/kg之间的比能,同时将出口压力调节至10到25巴之间、优选12到16巴之间或17到23巴之间的范围内。
甚至更优选地,双螺杆挤出机的出口由出口处带有孔口的模具构成,孔口直径为1.5mm,并配备有刀具,刀具的转速为1200到1800转/分钟,或2000到2400转/分钟,优选1500转/分钟。
最后,本发明涉及如上所述的干法组织化豆类蛋白组合物在工业应用中的用途,例如在人和动物食品工业、制药业或化妆品业中的用途。
优选地,这些应用中使用的豆类蛋白是豌豆蛋白。
通过下面的详述将可以更好地理解本发明。
发明详述
本发明涉及一种含有颗粒状干法组织化豆类蛋白的组合物,通过测试A测得的该组合物的保水率高于3.5g水/g干蛋白,优选3.5g到4.5g水/g干蛋白,甚至更优选3.5g到4g水/g干蛋白,通过测试B测得的密度为190到230g/l,并且至少85%的组织化豆类蛋白颗粒的粒度在2mm到5mm之间。
优选地,该豆类蛋白选自小蚕豆蛋白和豌豆蛋白。尤其优选豌豆蛋白。
术语“豆类”此处指蚕豆目的双子叶植物。这种植物是一种极为常见的开花类植物,物种数量仅次于兰科和菊科植物。包括大约765个属,超过19,500个种。几种豆类植物是重要的栽培植物,其中包括黄大豆、菜豆、豌豆、小蚕豆、鹰嘴豆、花生、栽培扁豆、栽培苜蓿、各种三叶草、蚕豆、角豆、甘草。
术语“豌豆”在此是指其最广泛的含义,具体包括“圆粒豌豆”(“smooth pea”)和“皱粒豌豆”(“wrinkled pea”)的所有品种,以及“圆粒豌豆”和“皱粒豌豆”的所有突变变种,无论这些品种的用途如何(人类食品、动物饲料和/或其他用途)。
在本申请中,术语“豌豆”包括豌豆属(Pisum)的豌豆品种,具体而言,包括豌豆(Pisum sativum)和Pisum aestivum。这些突变品种主要包括被称为“r突变型”、“rb突变型”、“rug 3突变型”、“rug 4突变型”、“rug 5突变型”、“lam突变型”的突变品种,例如CLHEYDLEY等人在文章“开发新型豌豆淀粉”中所述,生物化学学会工业生物化学与生物技术小组座谈会论文集,1996年,77-87页。
如果豆类蛋白,具体是来自小蚕豆和豌豆的蛋白,特别适合本发明的设计,则可以用其他植物蛋白来源如燕麦、绿豆、马铃薯、玉米甚至鹰嘴豆的蛋白质来实现本发明。本领域技术人员将能够进行可能的必要调整。
在本申请中,“组织化的”或“组织化”是指旨在改变含蛋白质组合物,以使其具有特定有序结构的任何物理和/或化学方法。在本发明范围中,蛋白质组织化旨在形成纤维外观,例如存在于动物肉中的纤维。如本说明书下文将要描述的,用于蛋白组织化的特别优选的方法是熟化-挤出,具体地使用双螺杆挤出机。
为了测量保水率,使用了测试A,其方案如下所述:
a.用烧杯称取20g待分析样品
b.在室温(10℃到20℃之间的温度,优选20℃+/-1℃)下添加饮用水,直至完全浸没样品;
c.保持静态接触30分钟;
d.沥水;
e.用筛子分离残留水和样品;
f.称量复水样品的最终重量P;
保水率计算如下,单位:g水/g被分析样品:
保水率=(P–20)/20。
“饮用水”是指可以饮用或可在生活和工业中使用而不会危害健康的水。优选地,其电导率在400到1100之间选择,优选地在400到600pS/cm之间。更优选地,在本发明中,该饮用水的硫酸盐含量低于250mg/L,氯化物含量低于200mg/L,钾含量低于12mg/L,pH介于6.5到9之间,TH(水理学滴定浓度,即水的硬度,对应于水中钙和镁离子中含量的测量值)高于15法国度。换句话说,饮用水中的钙含量不应低于60mg/L,或镁含量不应低于36mg/L。
为了测量密度,采用了测试B,其方案如下所述:
a.对带刻度的2升试管的去皮重;
b.将待分析产品装入试管,直至达到2升的刻度。
c.对产品称重(重量P,单位:克)。
密度(单位:g/L)计算如下:
密度=(P(g)/2)
根据测试C测定的组成颗粒的粒度(用百分比表示)的确定方案如下:
-使用叠置在设备上的筛分机系统,所述设备可以搅动所述筛分机,以使颗粒经筛孔循环。特别适用的市售参考设备是由FRITSCH公司出售试验室电磁筛分机,型号为Analysette3。
使用的各个筛分机如下:1mm、2mm、5mm、10mm
-从顶部加入100g产品,将设备置于振动模3分钟。这个时间可以修改,只要保证粒度分离完成即可。
-停止后,对每个筛分机上积聚的每个部分称重量,所述部分称之为筛分机的“筛余物”。这实际是由于过大而没有成功通过筛孔的颗粒。
-计算如下:
大于10mm=(10mm筛余物重量/重量X)*100
5到10mm之间=(5mm筛余物重量/重量X)*100
2到5mm之间=(2mm筛余物重量/重量X)*100
1到2mm之间=(1mm筛余物重量/重量X)*100
小于1mm=(最终筛余物重量/重量X)*100
如上所述,现有技术中的组织化豌豆蛋白组合物已经众所周知并用于食品工业,特别在肉类似物领域。为了在配方中使用它们,已知必要含水量至少为3g/g蛋白质,优选4g/g蛋白质。通过该复水将可以制备配方中所含的纤维,同时更好地模拟肉类纤维的功能特性,并避免存在过多的不良复水部分而导致最终食用时产生坚硬、酥脆感。此外,已知复水不能仅通过单一步骤来实现。
了解组织化蛋白复水难题的本领域技术人员将首先通过将组织化豌豆蛋白置于水性溶剂中来进行第一次复水,达到大约2g水/g蛋白质。然后,将复水后的蛋白纤维切碎。不受任何理论的束缚,这种切碎(或英文为“shredding”)将会破坏纤维,从而打开内部结构并使其复水。因此,这足以替代与水性溶剂接触的结构被破坏的复水蛋白纤维,保水率将高于3.5g水/g蛋白质。
例如,可以在申请人生产和销售的T70S的技术资料中找到切碎步骤的这一必要性的说明(参见以下链接中引用的《含T70S切碎步骤的制备方案》的摘要:https://www.roquette.com/-/media/contenus-gbu/food/plant-proteins—concepts/roquette-food-breakfast-sausage-us-2020-04-1511-(1).pdf)。
蛋白切碎(或英文为“shredding”)是众所周知的方案,但它增加了一个步骤,使最终的配制工艺更加复杂,从而导致成本增加。另外,如果控制不当,则该切碎将会导致纤维结构过度破坏,从而丧失所需的功能效果。缩短了的植物纤维模拟肉纤维的效果将变差。
最后,根据本发明的干法组织化豆类蛋白中,干物质重量占比在80%以上,优选在90%以上。
干物质通过本领域技术人员熟知的任何方法测得。优选地,使用所谓的“干燥”方法。它在于通过加热已知量的已知质量的样品来确定蒸发水量。持续加热至质量稳定,表明水分已完全蒸发。优选地,所采用的温度为105℃。
根据本发明的组合物的蛋白质含量有利地介于总干物质重量的60%和80%之间,优选介于70%和80%之间。为了分析该蛋白含量,可以使用本领域技术人员熟知的任何方法。优选地,测定总氮量并将该含量乘以系数6.25。该方法为常用方法,并且用于植物蛋白。
本发明还涉及如上所述的豆类蛋白组合物的生产方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
1)提供含豆类蛋白和豆类纤维的粉料,该粉料中豆类蛋白/豆类纤维的干重比在70/30到90/10之间,优选地在75/25到85/15之间;
2)粉料与水一起熟化-挤出,熟化前的水/粉料的质量比在20%到40%之间,优选25%到35%,更优选为30%
3)干燥由此获得的组合物。
优选地,步骤1中的豆类蛋白和豆类纤维选自小蚕豆蛋白和豌豆蛋白。尤其优选豌豆蛋白。
在步骤1中使用的含豆类蛋白和豆类纤维的粉料可以通过混合所述蛋白和纤维制备获得。该粉料可以主要由豆类蛋白和豆类纤维构成。术语“主要由…构成”是指该粉料可能含有蛋白和纤维制造过程中产生的杂质,例如痕量淀粉。混合在于获得步骤2中合成植物纤维所需的各种成分的干混合物。
优选地,豆类蛋白的特征在于蛋白质含量有利地介于总干物质重量的60%到90%之间,优选地介于70%到85%之间,更优选地介于75%到85%之间。为了分析该蛋白含量,可以使用本领域技术人员熟知的任何方法。优选地,测定总氮量并将该含量乘以系数6.25。该方法为常用方法,并且用于植物蛋白。优选地,豆类蛋白的干物质重量在80%以上,优选地重量在90%以上。
甚至更优选地,豆类蛋白的特征在于pH值为3时的溶解度高于30%。使用以下方案测量溶解度:用Q1量的蒸馏水制成重量比为2.5%的粉粉悬液,将pH值调节至预期值,使用磁力棒以1100rpm的速度搅拌30分钟,以3000g的速度离心15分钟,然后根据其重量和干物质(例如通过所谓的“干燥”方法获得)分析上清液中的物质量Q2。它在于通过加热已知量的已知质量的样品来确定蒸发水量。持续加热
至质量稳定,表明水分已完全蒸发。优选地,所采用的温度为105℃)。溶解度是根据以下公式获得的:(Q2/Q1)*100d
甚至更优选地,蛋白质的特征在于粒度的特征为Dmode在150微米到400微米之间,优选150微米到200微米之间,或350微米到450微米之间。该粒度的测量是利用MALVERN3000激光粒度仪在干相中完成的(配备有粉料模块)。将粉料置于模块的进料口,开口在1到4mm之间,振动频率为50%或75。设备自动记录不同粒度并绘制颗粒粒度分布(或PSD)以及Dmode、D10、D50和D90。Dmode为本领域技术人员所熟知的,由最大粒子群的粒度构成。
粉料的粒度有利于工艺的稳定性和生产率。粒度太小会不可避免地在挤出过程中出现有时难以处理的问题。
“豆类纤维”指含有从豆类中提取的,并且提取物中含有人类消化系统不易消化或无法消化的各类多糖组合物。此类纤维可通过本领域技术人员熟知的任何方法提取。
优选地,豆类纤维是通过湿法提取从豌豆中获得的。将去皮豌豆研磨成粉,然后悬于水中。如此获得的悬液被送至水力旋流器以提取淀粉。上清液被送至卧式滗析器以获得豆类纤维部分。欧洲专利申请EP2950662中描述了此类方法。如此制备的豆类纤维含有40%到60%,优选45%到55%的聚合物,所述聚合物由纤维素、半纤维素和果胶构成,还含有25%到45%,优选30%到40%的豌豆淀粉。此类纤维的商品示例为,Roquette公司的FiberI50豌豆纤维。
可在步骤2之前利用干法混合器进行混合或者在进料时直接进行混合。在这一混合过程中,可以加入本领域技术人员熟知的添加剂,例如香精或色素。
在一种可替代方式中,通过涡轮分离豆粉自然地获得纤维/蛋白质混合物。豆类种子经清洁、去除其外部纤维、粉碎后制成豆粉。然后对豆粉进行涡轮分离,这包括采用上升气流,使不同的颗粒按其密度进行分离。因此使得豆粉中的蛋白含量从20%左右浓缩至60%以上。这类豆粉被称为“浓缩物”。这些浓缩物还含有10%到20%之间的豆类纤维。
蛋白质和纤维之间的干质量比有利地介于70/30和90/10之间,优选介于75/25和85/15之间。
然后在步骤2中,这种粉料混合物将经过组织化,这意味着蛋白质和纤维将经过热结构破坏和重组,以形成纤维,并且连续平行直线伸长,从而模拟肉类中存在的纤维。本领域技术人员熟知的任何方法均适用,特别是挤出方法。
挤出具体为,通过旋转一个或两个阿基米德螺杆,使产品在较大的压力和剪切力的作用下,穿过一个直径较细的穿孔,即挤压模。由此产生的加热作用使产品熟化和/或变性,有时使用术语“熟化-挤出”,然后产品在挤压模出口处因水分蒸发而膨胀。通过这一技术可以生产出成分、结构(产品膨胀后和蜂窝化后的形状)、功能和营养特性(例如抗营养或毒性因子变性、食品灭菌等)等极为不同的产品。蛋白质加工通常会导致结构变化,这体现为使产品具有纤维状外观,从而模拟动物肉的纤维。
步骤2应该在熟化前实施,其中水/粉料的质量比在20%到40%之间,优选在25%到35%之间,更优选为30%。这个比值是水量除以粉料量,再乘以100得到的。优选地,在离开输送区并且马上进入搅拌区之前注入水。
不受任何理论的束缚,熟化-挤出领域的技术人员熟知的是,正是该比值可以获得所需的密度。因此,该比值可以是20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40%。
任何所谓的饮用水都适用于此目的。“饮用水”是指可以饮用或可在生活和工业中使用而不会危害健康的水。优选地,其电导率在400到1100之间选择,优选地在400到600pS/cm之间。更优选地,在本发明中,该饮用水的硫酸盐含量低于250mg/L,氯化物含量低于200mg/L,钾含量低于12mg/L,pH介于6.5到9之间,TH(水理学滴定浓度,即水的硬度,对应于水中钙和镁离子中含量的测量值)高于15法国度。换句话说,饮用水中的钙含量不应低于60mg/L,或镁含量不应低于36mg/L。该定义包括自来水、脱碳酸水、去离子水。
优选地,步骤2是通过在双螺杆挤出机中熟化-挤出来实施的,所述挤出机的特征在于长/径比在20到45之间,优选在35到45之间,优选40,并且配备有85-95%的输送元件、2.5-10%的搅拌元件和2.5-10%的反向步进元件。
长径比是熟化-挤出的常规参数。因此,该比值可以是20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44或45。
各元件是用于在不改变产品的情况下将产品输送到模具中的输送元件,用于混合产品的搅拌元件以及用于向产品施加力以使其逆流推进并因此引起混合和剪切的反向步进元件。
优选地,输送元件置于螺杆起始处,温度设置在20℃到70℃之间,然后搅拌元件的温度设置在90℃到150℃之间,最后反向步进元件的温度在100℃到120℃之间。
优选地,该螺杆的转速在900到1200rpm之间,优选地在1000到1100rpm之间。
甚至更优选地,向粉末混合物施加10到25kWh/kg之间的比能,同时将出口压力调节至10到25巴之间、优选12到16巴之间或17到23巴之间的范围内。
然后步骤3包括在挤出机出口处切割挤出组合物,挤出机由出口处带有孔口的模具组成,孔口直径为1.5mm,并配备有刀具,刀具的转速为1200到1800转/分钟,或2000到2400转/分钟,优选地为1500转/分钟左右。
刀具置于与挤出机出口齐平的位置,优选地距离0到5mm之间。“齐平”是指离位于挤出机出口处的模具非常近的距离,在要接触模具但未接触模的极限位置处。通常,本领域技术人员将通过使刀和模具相互接触,然后通过非常细微的移动来调整该距离。
最后的步骤4在于干燥由此获得的组合物。
本领域技术人员知道从目前提供的诸多选择中采用合适的技术来干燥根据本发明的组合物。可以列举但不限于并且仅作为示例,气流干燥器、微波干燥器、流化床干燥器或真空干燥器。其将选择正确的参数,主要是时间和温度,以获得预期的最终干物质。
最后,本发明涉及如上所述的干法组织化豆类蛋白组合物在工业应用中的用途,例如人和动物食品工业、制药业或化妆品业中的用途。
人类和动物食品工业是指工业化糖果制造业(例如巧克力、焦糖、软糖)、面包-糕点产品(例如面包、奶油面包、松饼)、肉类和鱼类行业(例如香肠、碎牛肉饼、鱼块、鸡块)、酱汁(例如肉酱、蛋黄酱)、乳制品(例如奶酪、植物奶)、饮料(例如高蛋白饮料、待调制粉状饮料)。
最后,本发明涉及如上所述的干法组织化豆类蛋白组合物在面包-糕点领域中的应用。
本发明对于制作面包-糕点产品如松饼、饼干、蛋糕、百吉饼、比萨面饼、面包和早餐麦片中的内含物将特别有用。
“内含物”是指在熟化前与面团混合的颗粒(在此为干法组织化豆类蛋白组合物)。在此之后,干法组织化豆类蛋白组合物被捕获到成品中(因此称为“内含物”),并在食用时提供其蛋白质含量以及酥脆的特性。
本发明对于在糖果产品例如脂肪填充物、巧克力中形成内含物,以便于还保留蛋白质以及酥脆的特性将特别有用。
本发明对于在乳制品替代物,例如奶酪、酸奶、冰淇淋和饮料中形成内含物将特别有用。
本发明对于肉、鱼、酱汁、汤的类似物领域将特别有用。
具体应用涉及根据本发明的组合物用于制造肉替代品,尤其是碎肉替代品。还有番茄肉酱、汉堡肉饼、用于墨西哥玉米卷饼和皮塔饼的肉品、墨西哥辣肉酱“Chili sincarne”。
在比萨饼中,根据本发明的含有组织化豆类蛋白的组合物将特别有用地用于撒在所述比萨饼上方(英文为“topping”)。
在脱水的即食餐中(例如在欧洲的Bolino或印度的Good Dot)中,将使用根据本发明的组织化组合物作为提供纤维和蛋白质的成分。因此,可以获得快速水合到其核心同时提供有趣咀嚼感的产品。
通过下面的非限制性实施例将更好地理解本发明。
实施例
实施例1:根据本发明的干法组织化豆类蛋白组合物的生产
将该混合物通过重力作用加入到COPERION公司的COPERION ZSK54MV挤出机中。
以调节至300kg/h的流量加入该混合物。还加入78kg/h的水量。因此,水/粉料的质量比为(78/300)*100=26%。
使挤出螺杆以1000rpm的转速进行转动,所述螺杆由85%的输送元件、5%的搅拌元件和10%的相反螺距元件组成,并将混合物送至模具中。如说明书中所述,输送元件置于螺杆起始处,温度设置在20℃到70℃之间,然后搅拌元件的温度设置在90℃到150℃之间,最后反向步进元件的温度在100℃到120℃之间。
这种特定操作会在20bar的出口压力下产生41%的机器扭矩。系统的比能约为17KWh/Kg。
在出口处将产品引入由44个1.5mm圆柱孔构成的模具中,在此挤出已经用1500rpm的转动刀具切碎的组织化蛋白,所述刀具置于与挤出模具出口齐平的位置。
如此产生的组织化蛋白在Geelen Counterflow牌VD 14×14KM*1干燥器中,在88℃的温度下,在2400kg/h的热空气流中干燥。
根据测试A测量保水率得出的数值为3.8g/g水。
利用测试B测量组织化蛋白的密度,其值为210g/L。
实施例2:非本发明的干法组织化豆类蛋白组合物的生产(水/干物质比过低)
将该混合物通过重力作用加入到COPERION公司的COPERION ZSK 54MV挤出机中。
以调节至300kg/h的流量加入该混合物。还加入55kg/h的水量。因此,水/粉料的质量比为(55/300)*100=18.3%。
使挤出螺杆以575rpm的转速进行转动,所述螺杆由85%的输送元件、5%的搅拌元件和10%的反向步进元件组成,并将混合物送至模具中。如说明书中所述,输送元件置于螺杆起始处,温度设置在20℃到70℃之间,然后搅拌元件的温度设置在90℃到150℃之间,最后反向步进元件的温度在100℃到120℃之间。
这种特定操作会在25bar的出口压力下产生65%的机器扭矩。系统的比能约为14KWh/Kg。
在出口处将产品导入由44个1.5mm圆柱孔构成的模中,在此挤出已经用2100rpm的转动刀具切碎的组织化蛋白。
如此产生的组织化蛋白在Dryer VD 14×14KM*1干燥器中,在86℃的温度下,在2000kg/h的热空气流中干燥。
根据测试A测量保水率得出的数值为3.4g/g水。
利用测试B测量挤出蛋白的密度得出的数值为115g/L。
采用相同参数进行了额外测试,但螺杆速度提高到1075rpm:密度甚至更低,达到103g/L。
实施例2乙:非本发明的干法组织化豆类蛋白组合物的生产(水/干物质比过高)
将该混合物通过重力作用加入到COPERION公司的COPERION ZSK 54MV挤出机中。
以调节至300kg/h的流量加入该混合物。还加入130kg/h的水量。因此,水/粉料的质量比为(55/300)*100=43.3%。
使挤出螺杆以575rpm的转速进行转动,所述螺杆由85%的输送元件、5%的搅拌元件和10%的反向步进元件组成,并将混合物送至模具中。如说明书中所述,输送元件置于螺杆起始处,温度设置在20℃到70℃之间,然后搅拌元件的温度设置在90℃到150℃之间,最后反向步进元件的温度在100℃到120℃之间。
这种特定操作会在15bar的出口压力下产生35%的机器扭矩。
在出口处将产品导入由44个1.5mm圆柱孔构成的模中,在此挤出已经用2100rpm的转动刀具切碎的组织化蛋白。
如此产生的组织化蛋白在Dryer VD 14×14KM*1干燥器中,在86℃的温度下,在2000kg/h的热空气流中干燥。
根据测试A测量保水率得出的数值为1.5g/g水。
利用测试B测量挤出蛋白的密度得出的数值为301g/L。
实施例3:非本发明的干法组织化豆类蛋白组合物的生产(水/蛋白质比过低)
将该混合物通过重力作用加入到COPERION公司的COPERION ZSK54MV挤出机中。
以调节至300kg/h的流量加入该混合物。还加入78kg/h的水量。因此,水/粉料的质量比为(78/300)*100=26%。
使挤出螺杆以1000rpm的转速进行转动,所述螺杆由85%的输送元件、5%的搅拌元件和10%的反向步进元件组成,并将混合物送至模具中。如说明书中所述,输送元件置于螺杆起始处,温度设置在20℃到70℃之间,然后搅拌元件的温度设置在90℃到150℃之间,最后反向步进元件的温度在100℃到120℃之间。
这种特定操作会在19bar的出口压力下产生40%的机器扭矩。
在出口处将产品引入由44个1.5mm圆柱孔构成的模具中,在此挤出已经用1500rpm的转动刀具切碎的组织化蛋白,所述刀具置于与挤出模具出口齐平的位置。
如此产生的组织化蛋白在Geelen Counterflow牌VD 14×14KM*1干燥器中,在88℃的温度下,在2400kg/h的热空气流中干燥。
根据测试A测量保水率得出的数值为3.4g/g水。
利用测试B测量挤出蛋白的密度得出的数值为105g/L。
实施例4:干法组织化豆类蛋白组合物的生产(刀具速度更低的示例)
将该混合物通过重力作用加入到COPERION公司的COPERION ZSK 54MV挤出机中。
以调节至300kg/h的流量加入该混合物。还加入78kg/h的水量。因此,水/粉料的质量比为(78/300)*100=26%。
使挤出螺杆以1000rpm的转速进行转动,所述螺杆由85%的输送元件、5%的搅拌元件和10%的反向步进元件组成,并将混合物送至模具中。如说明书中所述,输送元件置于螺杆起始处,温度设置在20℃到70℃之间,然后搅拌元件的温度设置在90℃到150℃之间,最后反向步进元件的温度在100℃到120℃之间。
这种特定操作会在23bar的出口压力下产生60%的机器扭矩。
在出口处将产品引入由44个1.5mm圆柱孔构成的模具中,在此挤出已经用500rpm的刀具切碎的组织化蛋白,所述刀具置于与挤出模具出口齐平的位置。
如此产生的组织化蛋白在Geelen Counterflow牌VD 14×14KM*1干燥器中,在88℃的温度下,在2400kg/h的热空气流中干燥。
根据测试A测量保水率得出的数值为3.8g/g水。
利用测试B测量挤出蛋白的密度得出的数值为209g/L。
实施例5:上述实施例中获得的干法组织化豆类蛋白组合物与现有技术获得的组
合物的对照
实施了说明书上文部分中描述的方案,以便根据测试B测量密度并且根据测试A测量保水率,以及根据测试C测定构成颗粒的粒度。
比较实施例1至4中获得的样品,以及市场上的可选组织化蛋白。
[表1]
因此可以看出,只有根据实施例1的产品可以获得根据测试A测得的保水率高于3.5g水/g干蛋白的组合物。实施例1的组合物是独特的,因为它具有高保水率但密度大于200g/l。此外,粒度分布令人满意,因为至少85%的颗粒的粒度为2到5mm。
实施例6:根据本发明的干法组织化豆类蛋白组合物在肉类似物中的应用
使用实施例中所示的组合物,着手制作碎牛肉饼或汉堡包。
所使用的成分如下(下表中所示的量以每100克成品汉堡中的克数为单位):
[表2]
生产过程如下:
1.组织化蛋白在饮用水中复水30分钟。
2.仅针对NUTRALYS T70S制作的汉堡(非本发明-表1第3行),使用KENWOODFDM302SS食品加工机(1档速度)对组织化蛋白/水的混合物碾磨45秒,然后再与水接触30分钟。
3.将甲基纤维素和碎冰在容器中混合,然后在冰箱中放置5分钟。
4.将所有其他成分在另一个容器中混合。
5.将步骤1(或者2)、3和4中获得的混合物合并到同一容器中并混合,以获得均匀的组合物。
6.利用约150g量的最终混合物手工制作碎牛肉饼
基于现有认知(参照文章《大豆粒度和颜色对于碎牛肉饼的感官特性的影响》第18段),使用根据本发明的组织化蛋白获得更好的感官结果是令人惊讶的,其粒度比T70S组织化豌豆蛋白的粒度更小。正是对保水率和密度的特征的明确且特定的选择,使得可以以该较小粒度获得这种优异结果且无需切碎步骤。
该组的大多数认为,用根据实施例3的组织化蛋白获得的汉堡其结果更柔、胶感更强,因此与根据本发明的蛋白相差更远。
该组的大多数还认为,用根据实施例4的组织化蛋白获得的汉堡其外观明显不同于对照相,呈现更大的颗粒。
实施例7:根据本发明的干法组织化豆类蛋白组合物在番茄肉酱中的应用:
使用实施例中所示的组合物,着手制作番茄肉酱。
所使用的成分如下(下面的表3中所示的量以每100克成品酱汁中的克数为单位):
[表3]
生产过程如下:
1.将所有成分在HotmixPro Creative中混合
2.以2档速度在90℃下熟化10分钟
3.将获得的酱汁灌装到罐中
已完成了对照实施例。根据该对照实施例,在上述番茄肉酱配方中,根据本发明的组织化蛋白被替换为NUTRALYS T70S。
由10人组成的小组品尝之后认为,相比用NUTRALYS T70S制作的番茄肉酱,用根据本发明的组织化蛋白制作的番茄肉酱更接近动物肉番茄肉酱:品尝时,大颗粒的存在感不明显。
该组的大多数认为,用根据实施例4的组织化蛋白获得的番茄肉酱其结果与根据本发明的组织化蛋白相差更远,这是因为其大颗粒的感觉更明显。
实施例8:根据本发明的干法组织化豆类蛋白组合物用于生产素食香肠:
使用实施例中所示的组合物,着手制作素食香肠。
所使用的成分如下(下面的表4中所示的量以每100克成品香肠中的克数为单位):
[表4]
生产过程如下:
1.一方面,将根据本发明的组织化蛋白组合物在水中水合30分钟
2.另一方面,将所有粉料混合在一起
3.将上述两种混合物与葵花籽油、辣椒和洋葱一起加入Kenwood碗中。
5.以1档速度混合3分钟
6.将混合物装入人造肠衣
7.在冷水(10℃)中冷却,然后剥去人造肠衣
已完成了对照实施例。根据该对照实施例,在上述香肠配方中,根据本发明的组织化蛋白被替换为NUTRALYS T70S。
由10人组成的小组品尝之后认为,相比用NUTRALYS T70S制作的香肠,用根据本发明的组织化蛋白制作的香肠更接近动物肉香肠:品尝时,内部组合物质地更均匀。
与前述实施例相同,基于现有认知(参照文章《大豆粒度和颜色对于碎牛肉饼的感官特性的影响》第18段),使用根据本发明的组织化蛋白获得更好的感官结果是极为令人惊讶的,其粒度比T70S组织化豌豆蛋白的粒度更小。正是对保水率和密度的特征的明确且特定的选择,使得可以以该较小粒度获得这种优异结果且无需切碎步骤。
实施例9:根据本发明的干法组织化豆类蛋白组合物用于生产脆麦片(或英文为 “crunchy clusters”):
使用实施例中所示的组合物,着手制作脆麦片。
所使用的成分如下(下表5中所示的量以每100克成品香肠中的克数为单位):
[表5]
生产过程如下:
1.将蔗糖、水、葡萄糖浆和油混合,在85℃下使用Hotmix以2档速度加热和搅拌,以制备糖浆(可以确认重量以避免/修正任何水分蒸发)
2.加入其他成分并使用Kitchen’Aid Artisan 5KSM175PS以1档速度混合
3.铺在烤盘上,以140℃熟化25分钟
该组的大多数认为,用根据实施例4的组织化蛋白获得的脆麦片也被认为结合得更为松散。
Claims (15)
1.一种含有颗粒状干法组织化豆类蛋白的组合物,通过测试A测得的所述组合物的保水率高于3.5g水/g干蛋白,优选3.5g到4.5g水/g干蛋白,甚至更优选3.5g到4g水/g干蛋白,通过测试B测得的密度为190到230g/l,并且至少85%的组织化豆类蛋白颗粒的粒度在2mm到5mm之间。
2.根据权利要求1所述的干法组织化豆类蛋白组合物,其特征在于,所述豆类蛋白选自小蚕豆蛋白和豌豆蛋白。
3.根据权利要求1和2所述的干法组织化豆类蛋白组合物,其特征在于,所述组合物中蛋白含量介于干物质重量的60%到80%之间,优选介于70%到80%之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的干法组织化豆类蛋白组合物,其特征在于,所述组合物中干物质的重量占比高于80%,优选高于90%。
5.一种生产根据权利要求1至4中任一项所述的含有豆类蛋白的组合物的方法,所述方法的特征在于,所述方法包括以下步骤:
1)提供含豆类蛋白和豆类纤维的粉料,所述粉料中豆类蛋白/豆类纤维的干重比在70/30到90/10之间,优选地在75/25到85/15之间;
2)所述粉料与水一起熟化-挤出,熟化前水/粉料的质量比在20%到40%之间,优选25%到35%,更优选为30%;
3)在挤出机出口处切割挤出组合物,所述挤出机由出口处带有孔口的模具组成,所述孔口直径为1.5mm,并配备有刀具,所述刀具的转速为1200到1800转/分钟,或2000到2400转/分钟,优选地为1500转/分钟左右;
4)干燥由此获得的组合物。
6.根据权利要求5所述的生产方法,其特征在于,所述豆类蛋白为豌豆蛋白。
7.根据权利要求6所述的生产方法,其特征在于,所述豆类蛋白的蛋白质含量有利地介于总干物质重量的60%到90%之间,优选地介于70%到85%之间,更优选地介于75%到85%之间。
8.根据权利要求6或7所述的生产方法,其特征在于,所述豌豆蛋白的特征在于,粒度的特征为Dmode在150微米到400微米之间,优选150微米到200微米之间,或350微米到450微米之间。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的生产方法,其特征在于,所述豆类纤维含有40%到60%,优选45%到55%的聚合物,所述聚合物由纤维素、半纤维素和果胶构成,还含有25%到45%,优选30%到40%的豌豆淀粉。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的生产方法,其特征在于,所述步骤2是通过在双螺杆挤出机中熟化-挤出来实施的,所述挤出机的特征在于长/径比在35到45之间,优选40,并且配备有85-95%的输送元件、2.5-10%的搅拌元件和2.5-10%的反向步进元件。
11.根据权利要求10所述的生产方法,其特征在于,将所述输送元件置于所述螺杆起始处,温度设置在20℃到70℃之间,然后搅拌元件的温度设置在90℃到150℃之间,最后反向步进元件的温度在100℃到120℃之间。
12.根据权利要求10或11中任一项所述的生产方法,其特征在于,所述螺杆的转速在900到1200rpm之间,优选地在1000到1100rpm之间。
13.根据权利要求5至12中任一项所述的生产方法,其特征在于,向所述粉末混合物施加10到25kWh/kg之间的比能,同时将出口压力调节至10到25巴之间、优选12到16巴之间的范围内。
14.一种根据权利要求1至4中任一项所述的或根据权利要求5至13中任一项所述的方法生产的干法组织化豆类蛋白组合物在选自人和动物食品工业、制药业或化妆品业的工业应用中的用途。
15.根据权利要求14所述的用途,其特征在于所述豆类蛋白是豌豆蛋白。
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