CN115243556A - 生产食品的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及由湿纹理产品材料(11)生产变形纤维蛋白质产品(12)的方法。湿纹理产品材料(11)包含至少10重量％的具有纤维结构的蛋白质和至少35重量％水。所述特别的变形的纤维蛋白质产物(12)选自变形产物(12a)、初始拉伸产物(12b)、块状产物(12c)和最终拉伸产物(12d)。所述方法包括a)使湿纹理产品材料(11)弹塑性变形的步骤，从而改变纤维结构以获得变形产品(12a)。
Description
技术领域
本发明涉及生产纤维蛋白质产品的方法、用于实施所述方法的装置、通过所述方法获得的产品以及所述装置的用途。
背景技术
由于对内类替代品的需求不断增加，植物蛋白质的纹理化(texturization)工艺已越来越流行。纹理化(texturized)/纹理化(textured)植物蛋白质(TVP)或纹理化蛋白质(TP)通常可通过在高或低水分含量下挤出生产，分别生产出高水分/湿TP和干TP。
例如，基于蛋白质的配方的低水分挤出(水含量最高为35重量％)广泛用于食品和宠物食品工业，并得到干燥和膨胀的纹理化蛋白质结构。海绵状结构允许在食用前快速再水化(Osen等人，“豌豆分离蛋白质的高水分挤压蒸煮：原料特性、挤压机响应和纹理特性”，J.of Food Engineering，127(2014)67-74)。
通常将这些干的挤出物碾磨、切割或切碎，以产生纹理化的蛋白质薄片，这些蛋白质薄片可以再水合，与黏合剂添加剂黏合在一起，并成形为各种类似肉的产品，如小圆块、汉堡饼或碎肉。
此外，例如WO 00/69276公开了一种制造纹理化蛋白质肉类类似物产品的方法。对包含约40-95重量％的可食用蛋白质材料和最高约7重量％的可食用矿物质结合和交联化合物的混合物施加机械压力，并加入足以将混合物转化为热的黏性蛋白质熔化物的热量。蛋白质熔化物通过温度控制的冷却模具挤出，该冷却模具冷却并降低蛋白质熔化物的黏度，以获得黏性、纹理化的挤出物片或条带。固化的挤出物片或条带在锤式粉碎机中进行机械粉碎，以获得在稠度和纹理上类似于片状或切碎肉的多个挤出物碎片。
将干的/干燥过的TVP研磨或切碎成薄片的目的是降低颗粒尺寸，而未特别注意结构保持或目标结构改变。因此，与加工肉类产品不同，由干TVP薄片制成的素食替代品在后挤压加工后通常缺乏复杂的结构，因此与动物肉片不相似。这导致缺乏咀嚼强度、纤维结构和纹理。
相反，高水分含量(超过35重量％的水)下的纹理化过程，如通过高水分挤压蒸煮、剪切室加工或纤维纺丝，导致形成具有长排列纤维的湿TVP，也称为高水分肉类类似物，其可以在没有再水化的情况下直接食用。所得高含水量的纤维结构类似于动物组织的结构，并具有类似于熟肉、鱼或海鲜的耐嚼纹理和高咀嚼强度。
尽管已经建立了湿TVP的各种生产工艺，但由于其高抗张强度、刚度和光滑表面，将其转化为具有与现有加工的基于动物的产品相似的纤维外观、形状和纹理的食品应用的纹理化蛋白质产品的后加工更具挑战性。
此外，许多肉类生产商通常使用为动物肉设计的机器对湿TVP进行简单切割，如将其切割成条状、立方体和其他定义明确的几何形状。然而，这种简单的切割不能很好地保持或改观纹理化产品的纤维结构。
此外，平滑切割不会让人想起肉类产品，因为它没有突出肉质，因此被消费者认为更“不天然”和“加工过的”。由于纹理化过程的形成步骤中定义良好的几何形状，纹理化蛋白质产品的通常光滑的表面和角度形状进一步支持了这种看法。
本发明的公开
因此，本发明要解决的问题是提供一种用于湿TP后加工的方法，该方法分别加工特定变形的纤维蛋白质产品，并克服了现有技术的缺点。
所述问题通过涉及本发明的第一、第二、第三和第四方面的独立权利要求的主题解决。
除非另有说明，以下定义应适用于本说明书：
本发明上下文中使用的术语“a”、“an”、“The”和类似术语应解释为涵盖单数和复数，除非本文中另有说明或上下文明确矛盾。此外，术语“包括”、“包含”和“包括”(“including”，“containing”and“comprising”)在本文中以其开放的、非限制性意义使用。术语“包含”(“containing”)应包括“包括”和“由……组成”两者。
百分比以重量％表示，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。
术语“纤维结构”指的是纤维束/纤维聚集体/聚集纤维/纤维片，特别是由蛋白质组成的纤维束/纤维聚集体/聚集纤维/纤维片在一个方向上表现出高度一致，导致纤维结构的结构和机械性能的各向异性特征。纤维结构是在纹理化过程中形成的。纤维结构由多纤维束/纤维聚集体/聚集纤维/纤维片组成，称为纤维微结构。
术语“植物纤维”或“膳食纤维”表示具有10个或更多单体单元的碳水化合物聚合物，其不被人体小肠中的内源性酶水解。膳食纤维的溶解度由多糖的有序和无序形式的相对稳定性决定。在晶体阵列中结合在一起的分子可能在固体状态下比在溶液中能量上更稳定。因此，直链多糖即纤维素，倾向于不溶(不溶)，而支链多糖或具有侧链的多糖，例如果胶或改性纤维素则更易溶。因此，不溶性纤维是指在水中溶解度低或不溶解的纤维素。然而，由于生产/提取过程中可能含有可溶性纤维的残留物。可溶性纤维是指具有高溶解度的膳食纤维，例如果胶。与本发明有关的植物纤维的实例是非淀粉植物多糖，如纤维素纤维，例如柑橘纤维、半纤维素、果胶、β-葡聚糖、粘液和树胶。
术语“弹塑性变形”或“弹塑性变形”指材料的特性。如果对材料施加足够的载荷，将导致材料改变形状。在力被移除后自动反转的临时形状变化称为弹性变形。如果施加在材料上的载荷足以使材料永久变形，则该变形称为塑性变形。弹塑性变形是指材料部分弹性变形，但另外，至少部分地也经历塑性变形。
“湿或高水分纹理化蛋白质(TP)或高水分肉类类似物(HMMA)”是将湿、热固化蛋白质材料进行热固化、剪切和/或拉伸流动，并任选施加压力，以形成类似于动物肉、海鲜或鱼的天然结构的连续纤维或层状结构的结果。湿TP或HMMA的生产过程称为纹理化过程。
本发明的第一方面涉及由湿纹理化产品材料生产特别变形的纤维蛋白质产品的方法。有利的是，本发明涉及改变蛋白质产品纹理的方法。有利地，本发明的实施例中的产品是肉类类似物。
湿纹理化的产品材料包含至少10重量％具有纤维结构的蛋白质和至少35重量％的水。纤维蛋白质产品选自变形产品、初始拉伸产品(其中术语“初始”指尚未加工成块状产品的拉伸产品)、块状产品和最终拉伸产品(术语“最终”指之前加工成块状产品的拉伸产物)。该方法还包括a)使湿纹理化的产品材料弹塑性变形，从而改变纤维结构以获得变形产品的步骤。
有利地，术语“变化”指纤维结构的松弛或弱化。术语纤维结构的“松弛”可能描述了一种行为，其中纤维结构中排列成束的单个纤维在变形过程中分成片、较小的束或单个纤维。此外，纤维结构的术语“弱化”可能是指机械性能，其中纤维结构在变形时失去纤维结构中包含的纤维束的结合强度，导致硬度、韧性、强度或抗拉强度降低。
特别是，由此产生的结构变化类似于加工肉制品，或者可以被拉成单纤维束或纤维片，同时保持纤维微结构。
有利地，通过材料的弹塑性变形，变形纤维结构的部分永久变形，并且变形纤维结构部分返回到其原始形状。相比之下，面团状和糊状产品，例如膨化面团或杏仁饼，在压片或辊压过程中主要经历塑性变形，导致压片或轧后的产品厚度与最大压缩hcomp时的厚度相似。本发明中的材料和方法所表现出的实质性弹性变形和弹性恢复或松弛导致宏观结构的变化，特别是弱化或松弛，同时保持了纤维的微观结构。
特别地，包含至少35重量％的水的材料产品弹塑性变形，从而改变纤维结构以获得变形产品，其与现有技术的区别在于其得到变形纤维蛋白质产品，该产品克服了现有技术缺点。
产品材料是湿纹理的材料，特别是湿质或高水分纹理的或纹理化蛋白质(TP)或高水分肉类类似物(HMMA)。
有利地，通过高水分挤压蒸煮、打印、捏合、辊压、纤维纺丝和/或剪切室处理对这种湿变形产品材料进行纹理化。
在本发明的一个有利实施方案中，所述湿纹理产品材料是通过高水分挤压蒸煮工艺(HMEC)获得的挤出物。特别地，所述挤出物可以通过根据类似于Osen等人的挤出工艺的工艺生产。
另一种有利的方法包括随后的步骤b)拉伸或切割变形产品以获得初始拉伸产品。有利的是，初始拉伸产品包含一个或多个纤维片。
术语“纤维片”尤其可以指湿纹理产品材料的单个纤维、湿纹理产品材料的纤维束或纤维片。此外，术语“纤维片”还可以特别指由湿纹理产品材料形成的薄片或类似于拉伸肉的碎片。
有利地，变形材料的这种拉伸或切割分别借助于销辊、纹理辊、锤式粉碎机、切割装置、叉子或刀来进行。
另一种有利的方法包括随后的步骤c)，将初始拉伸产品形成块状产品。
特别地，形成初始拉伸产物和黏合剂基质材料(例如乳液、蛋白质溶液、脂肪、油或水胶体溶液)的混合物以获得块状产物。
特别地，所述块状产品是通过真空或压制程序由初始拉伸产品形成的。借助真空装置或压制程序形成块状产品特别指的是使拉伸产品致密化的方法步骤，使得拉伸产品形成块状产品。特别地，初始拉伸产品的纤维片被致密化为块状产品。
另一种有利的方法包括随后的步骤d)拉伸所述块体以得到完成的拉伸产品。特别地，这意味着用户可以将块状产品的致密纤维片分离成单个片，例如用于准备菜单，特别是用于准备具有类似于加工肉菜单的纤维片的菜单。
有利地，特别是变形的纤维蛋白质产品是类似于加工肉产品的无屠宰蛋白质产品。
本发明的另一种有利的方法从湿纹理产品材料生产特别变形的纤维蛋白质产品，该湿纹理产品材料是类似于加工肉产品的无屠宰产品。
特别是，术语“类似加工的肉”旨在指出，特定变形纤维蛋白质产品可能具有与加工肉相似的特性和性质，分别模仿加工肉的特性。这种相似的特性可能是指：如果与特别变形的纤维蛋白质产品相比，与肉相似的纤维结构；或者如果与加工的肉相比，具有特别变形纤维蛋白质产品的相似纹理，或与特别变形的显微蛋白质产品的相似外观。
有利地，湿纹理产品材料的蛋白质组分选自豌豆、大豆、小麦、向日葵、南瓜、大米、谷物、豆类、油籽、藻类、真菌、单细胞和/或发酵组分。此外，湿纹理产品材料可包括所述蛋白质组分的组合。
有利地，湿纹理产品材料(11)是通过高水分挤出(＞35％重量)生产的挤出物。
有利地，湿纹理产品材料(11)是通过高水分挤压蒸煮、剪切室加工、捏合、辊压、纤维纺丝和/或打印(＞35％重量)在高水分含量(＞35％重量)下生产的湿纹理蛋白质。
在本发明的替代实施方案中，在方法步骤a)之前干燥湿纹理产品材料，使湿纹理的产品材料变形。在该替代实施方案中，湿纹理产品材料尤其是湿纹理材料，其包括至少10重量％的具有纤维结构的蛋白质和小于35重量％的水。
此外，有利地，湿纹理产品材料可以包括另外的植物细胞、淀粉、肌肉细胞、香料、香料、膳食纤维、水胶体、盐、脂肪、油、细菌细胞、酵母细胞、藻类细胞、碳水化合物，特别是还原糖和/或真菌组分。
特别地，包含在湿纹理产品材料中的细胞可能是完整的或被破坏的。
特别地，膳食纤维选自植物来源，特别是谷物、豆类、油籽、蔬菜、水果，或选自细菌、酵母、真菌、藻类的来源或其组合。
有利地，所述产品材料包含10-65重量％的蛋白质，特别是包含10-40重量％的蛋白质。特别地，所述蛋白质选自上述列表。
在替代实施方案中，湿纹理产品材料包含一定量的豌豆蛋白质，特别是1重量％≤豌豆蛋白质≤50重量％，非常特别是10重量％≤豌豆蛋白质≤40重量％，其中所述豌豆蛋白质可以来自一个供应商和/或来源，或者来自两个供应商和或来源，或来自三个供应商和/或来源，或者四个供应商和/或来源，也可以来自五个供应商和/或来源。
在另一有利实施方案中，湿纹理产品材料特别是包含45重量％的水≤水≤70重量％。
在另一有利实施例中，湿纹理产品材料包含10重量％≤拥有纤维结构的蛋白质≤50重量％。
在进一步有利的实施方案中，湿纹理产品材料包含一定量的向日葵蛋白质，特别是1重量％≤向日葵蛋白质≤50重量％，非常特别是5重量％≤向日葵蛋白质≤30重量％，其中所述向日葵蛋白质可以来自一个供应商和/或来源，或者来自两个供应商和或来源，或来自三个供应商和/或来源，或者四个供应商和/或来源，也可以来自五个供应商和/或来源。
在进一步有利的情况下，湿纹理产品材料包括至少35重量％的水，特别是水的量为45重量％≤水≤70重量％，豌豆蛋白质含量为1重量％≤豌豆蛋白质≤40重量％，向日葵蛋白质含量为1重量％≤向日葵蛋白质≤25重量％，燕麦蛋白质含量为1重量％≤燕麦蛋白质≤15重量％或1重量％的豌豆纤维≤豌豆纤维≤25重量％及其组合。
在进一步有利的情况下，湿纹理产品材料包含至少35重量％的水，特别是水的量为45重量％≤水≤70重量％，豌豆蛋白质含量为1重量％≤豌豆蛋白质≤50重量％，大豆蛋白质含量为1重量％≤大豆蛋白质≤50重量％或一种或多种膳食纤维组分的量为0.5重量％≤膳食纤维≤25重量％及其组合。
在进一步有利的实施方案中，湿纹理产品材料包含至少35重量％的水，特别是水的量为45重量％≤水≤70重量％，豌豆蛋白质的量为1重量％≤豌豆蛋白质≤50重量％，马铃薯蛋白质的量为1重量％≤马铃薯蛋白质≤25重量％，或一种或多种膳食纤维组分，其量为0.5重量％≤膳食纤维≤25重量％及其组合。
在进一步有利的实施方案中，湿纹理产品材料包含至少35重量％的水，特别是水的量为45重量％≤水≤70重量％，豌豆蛋白质的量为1重量％≤豌豆蛋白质≤50重量％，大米蛋白质的量为1重量％≤大米蛋白质≤25重量％，或一种或多种膳食纤维组分，其量为0.5重量％≤膳食纤维≤25重量％及其组合。
在进一步有利的实施方案中，湿纹理产品材料包含至少35重量％的水，特别是水的量为45重量％≤水≤70重量％，豌豆蛋白质的量为1重量％≤豌豆蛋白质≤50重量％，酵母蛋白质的量为1重量％≤酵母蛋白质≤25重量％，或一种或多种膳食纤维组分，其量为0.5重量％≤膳食纤维≤25重量％及其组合。
在进一步有利的实施方案中，湿纹理产品材料中的蛋白质组分可选自蛋白质分离物、蛋白质浓缩物、含蛋白质的面粉和磨碎的油籽压榨饼。
在进一步有利的实施方案中，湿纹理产品材料中的蛋白质组分可以是具有不同溶解度水平的相同来源和/或植物来源的两种或三种蛋白质。
在另一个有利的实施方案中，湿纹理产品材料包含1重量％量的豌豆蛋白质≤豌豆蛋白质≤50重量％、至少35重量％的水和/或0.5重量％量≤膳食纤维≤25重量％选自纤维素聚合物、阿拉伯木聚糖聚合物如β-葡聚糖、果聚糖聚合物如菊粉和n-乙酰氨基葡萄糖聚合物如甲壳素或豌豆纤维、燕麦纤维或麸皮、柑橘纤维、胡萝卜纤维、甜菜根纤维、苹果纤维、大米纤维的一种或多种膳食纤维组分。
在另一个有利的实施方案中，湿纹理产品材料是泡沫材料，尤其包含至少1体积％但不超过50体积％的气体体积分数。非常特别的是，在湿纹理化过程中加入气体。
有利的是，湿纹理产品材料变形过程中的湿纹理产品材料温度在10℃-100℃，特别是在30℃-90℃范围内，尤其是在50℃-90℃的温度范围内。湿纹理产品材料温度特别是指湿纹理产品材料在变形之前被加热到的温度。特别地，用于加热湿纹理产品材料的手段即是纹理化过程。特别地，用于使湿纹理产品材料变形的构件可以被构造为在变形期间将湿纹理产品材料保持在所述温度下加热。
有利地，湿纹理产品材料具有各向异性结构，导致其具有各向异性机械性能。
在根据本发明的另一有利方法中，在步骤a)中，通过至少一次，特别是两次辊压湿纹理产品材料来进行湿纹理产品的弹塑性变形以改变其纤维结构。特别地，湿纹理产品材料可以被辊压三次、四次或五次。
有利地，湿纹理产品材料在平行于湿纹理产品材料的方向(r)和/或垂直于纤维结构的方向(r)的方向上接受辊压。
本发明的第二方面涉及通过根据本发明的第一方面的方法获得的产品。
有利地，所述产品是食品。特别地，所述食品与加工肉产品类似。
本发明的第三方面涉及用于执行根据本发明第一方面的方法的装置。
有利的装置包含用于使湿纹理产品材料弹塑性变形以获得变形产品的辊压构件。
有利地，这种辊压构件是一对辊。特别地，所述辊被构造为反向旋转。所述辊压构件的辊或对辊的辊可以相同的旋转速度或不同的旋转速度旋转。特别地，所述辊以高于每分钟0.5转(rpm)的转速旋转。特别地，所述湿纹理产品材料可以多次通过辊辊压，直到获得变形产品。
特别地，所述辊压构件可以构造为多个辊压对，特别是可以是串联连接的两个或三个辊对。
特别地，所述装置还包含用于将湿纹理产品材料进料到辊压构件中的进料机构。这种进料机构可以是另一对辊或漏斗。特别地，进料机构可以包含多对辊，它们顺序连接并将湿纹理产品材料引导到用于使湿纹理产品材料弹塑性变形的构件中。
在另一有利实施方案中，所述辊压构件包含至少一对辊，特别是可以串联连接的两对、三对、四对或五对辊。
特别地，所述拉伸构件包括锤式粉碎机。
特别地，所述辊的表面可以是光滑的或粗糙的或有纹理的。
特别地，所述辊可以是温度控制的。
有利地，在两个辊之间存在辊间隙rg1，其中rg1≤湿纹理产品材料高度的0.8倍，特别是rg1≤湿纹理产品材料高度的0.4倍，非常特别是辊间隙尺寸rg1为0.1mm≤rg1≤3.6mm。
在本发明的另一有利实施方案中，借助于至少一对辊对湿纹理产品材料的弹塑性变形分别得到厚度tdp的变形纤维蛋白质产品，所述变形产品的厚度低于湿纹理产品的高度或厚度但高于或大于辊间隙尺寸rg1。由于变形后的弹性恢复，特别是所述厚度tdp≥辊隙尺寸rg1或最大压缩时的厚度hcomp的2.5倍，非常特别的是厚度tdp≥辊隙尺寸rg1或最大压缩时的厚度hcomp的2.5倍且≤7倍，非常特别地，其中0.7mm≤tdp≤9mm。
在另一有利实施方案中，湿纹理产品材料的弹塑性变形导致变形产品的厚度tdp小于湿纹理产品材料的高度h，且厚度tdp大于辊隙尺寸rg1或最大压缩时的厚度hcomp，特别是所述厚度tdp≥辊隙尺寸rg1或最大压缩时的厚度hcomp的2.5倍，非常特别的是厚度tdp≥辊隙尺寸rg1或最大压缩时的厚度hcomp的2.5倍且≤7倍。
特别地，所述变形的纤维蛋白质产品的厚度tdp定义为变形的纤维蛋白质产品的厚度，其在垂直于辊压方向和垂直于对辊的辊的旋转轴的方向上是最短的长度。
特别地，湿纹理产品材料具有高度h，其中所述高度可以定义为湿纹理产品材料的厚度。
在另一个有利的实施方案中，湿纹理产品材料的高度或厚度在弹塑性变形之前通过切割而提前减小。
特别地，通过将湿纹理产品材料切割成薄的单层，特别是通过在弹塑性变形之前将湿纹理产品材料切割为2层、3层或多于3层，来减小湿纹理产品材料的高度或厚度。非常特别地，至少一层进一步经历弹塑性变形。
特别地，所述辊间隙或辊间隙尺寸rg1被定义为一对辊的相应辊的表面之间的最短距离。
特别地，所述产品厚度指的是湿纹理产品材料的最小直径，或者是在将湿纹理产品物料送料到对辊之前的平均直径。
非常特别地，所述产品厚度还可以指在将湿纹理产品材料送料到对辊之前湿纹理产品材料的平均高度h。高度h可以是垂直于纤维结构的方向和延伸的方向，特别地垂直于r1和r2，如图5所示。
另一有利的装置包含用于拉伸变形产品以获得初始拉伸产品的拉伸构件。特别地，所述拉伸构件包括一对销辊。销辊的销钉可能具有尖刺、小块、旋转等形式。特别地，它们均匀分布在两个辊上。特别地，一对销辊的辊以相同的旋转速度旋转。在另一实施方案中，销辊可以以不同的旋转速度旋转。
特别地，所述拉伸构件包含一对纹理辊。
特别地，所述拉伸构件包含切碎机。
特别地，所述拉伸构件包含用于剪切纤维碎片的钝刀片。
特别地，所述拉伸构件包含切割机。
在有利的装置中，所述装置应包含一个装置或依次包含一个、两个、三个、四个、五个装置。
本发明的第四方面涉及根据本发明第三方面的装置用于制造纤维蛋白质产品的用途。
特别地，使用多于一个按顺序连接的装置。
在从属权利要求中以及以下描述中列出了其他有利的实施方案。
附图简述
从以下详细描述中，本发明将被更好地理解，并且除上述对象之外的对象将变得更显而易见。本说明书参考了附图，其中：
图1示出了根据所述方法的实施方案生产纤维蛋白质产品的方法步骤流程图；
图2示出了用于执行根据本发明实施方案的方法的方法和装置的示意图；
图3示出了用于执行根据本发明实施方案的方法的方法和装置的另一示意图；
图4示出了根据本发明实施方案的方法步骤的示意图；
图5示出了根据本发明实施方案的湿纹理产品材料的截面；
图6示出了根据本发明实施方案的湿纹理产品材料的示意图；
图7示出了实施例1的实验数据；
图8示出了实施例1的实验数据；
图9示出了根据实施例2的变形产品的照片；
图10示出了根据实施例3的试验示意图；
图11示出了根据实施例3的变形产品和拉伸产品的照片；
图12示出了根据实施例4的每个方法步骤之后的纤维蛋白质产物的照片；
图13示出了根据实施例6的实验数据。
实施本发明的模式
图1示出了方法步骤的图示。特别地，湿纹理产品材料11是生产纤维蛋白质产品12的方法的起始产品。湿纹理产品11包含至少10重量％具有纤维结构的蛋白质和至少35重量％的水。
特别变形的纤维蛋白质产品12是所述方法的目标产品，并且由变形产品12a、初始拉伸产品12b、块状产品12c和最终拉伸产品12d组成。
根据本发明的有利实施方案的特别变形的纤维蛋白质产品12可以是类似的加工肉产品的无屠宰蛋白质产品。
在本发明的有利实施方案中，所述纤维蛋白质产品12是食品，特别地，所述食品类似于加工肉产品。
所述方法的第一步骤a)是使湿纹理产品材料11弹塑性变形，从而改变纤维结构，以获得变形产品12a。
在另一个有利的方法中，可能在步骤a)之后的步骤b)中，将变形的产品12a拉开或切开以获得初始拉伸产品12b。
生产纤维蛋白质产品12的方法的另一个有利的实施方案是在步骤b)之后进行后续步骤c)，其中初始拉伸产品12b形成为块状产品12c。
在制备纤维蛋白质产品12的方法的另一有利步骤中，步骤c)之后的后续步骤是步骤d)，其中拉伸块状产品12c以获得最终拉伸产品12d。
图2示出了根据本发明实施方案的用于执行方法步骤a)的装置的示意图。所述装置包含用于使湿纹理产品材料11弹塑性变形以获得变形产品12a的辊压构件2。
在所述装置的有利实施方案中，进料机构21可适于将湿纹理产品材料11进料到辊压构件2中。这种进料机构21可以是如图2所示的漏斗，或者可以是图中未示出的另一对辊。在图2中，所述辊压构件2被构造为具有辊隙rg1的一对辊。
有利地，辊间隙rg1具有rg1的尺寸≤湿纹理产品材料高度h的0.8倍，特别地，rg1≤湿纹理产品材料高度h的0.4倍，其中所述产品厚度是产品在进入辊压装置2之前的最短直径。
如图2所示，一对辊的辊彼此相对旋转以使湿纹理产品材料11变形。
有利地，在变形步骤a)期间，湿纹理产品材料温度在10℃-100℃，特别是在30℃-90℃。
图3示出了根据本发明装置的另一实施方案。图3中的装置不仅包括用于根据本方法的步骤a)使产品材料11变形以获得成形产品12a的辊压构件2，还包括用于执行方法步骤b)的拉伸构件3，其中形成的产品12a被拉伸成初始拉伸产品12b。有利地，如图3所示，所述拉伸构件3被构造为一对销辊。所述销辊包括一对辊，其中每个辊包括均匀分布在相应辊的表面上的销。初始拉伸产品12b可以包含一个或多个纤维片。
在另一个实施方案中，该方法的步骤a)可以重复多次以获得变形产品。特别地，产品材料11可以以纤维结构的不同取向被送入辊压构件2中，例如，纤维结构的取向平行于或垂直于产品材料送入辊压构件的方向。
图4示出了方法步骤c)和d)的示意图。根据方法步骤c)将初始拉伸产品12b形成为块状产品12c。
在本发明的另一个实施方案中，形成初始拉伸产品12b，其任选地与黏性基质材料混合，以获得块状产品12c。
特别地，由初始拉伸产品12b形成块状产品12c可以通过真空或压制程序来完成。
块状产品12c可以被包装，纤维蛋白质产品12可以块状产品12c的形式存储，例如在冰箱或冷冻柜中。
在方法步骤d)中，块状产品12c可以再次被拉伸或切割，特别是借助于手或叉，以获得最终的拉伸产品12d。特别地，在方法步骤d)中，拉伸需要比步骤b)更少的力。因此，与从变形产品12a获得初始拉伸产品12b相比，最终拉伸产品12d更容易从块状产品12c、特别是以较小的力获得。
图5示出了根据本发明实施方案的湿纹理产品材料11的截面。
有利的湿纹理产品材料11是湿纹理材料，特别是通过高水分挤压蒸煮、捏合、辊压、纤维纺丝、打印和/或剪切室加工进行纹理化。
湿纹理产品材料11的另一有利实施方案包含选自豌豆、大豆、小麦、向日葵、南瓜、大米、谷物、豆类、油籽、藻类、单细胞、真菌和发酵组分的蛋白质。
在湿纹理产品材料11的另一有利实施方案中，湿纹理产品材料11包含选自其他植物细胞、淀粉、香料、香料、膳食纤维、水胶体、盐、脂肪、油和真菌组分，任选肌肉细胞。
湿纹理产品材料11的另一有利实施方案包含10-65重量％的蛋白质，特别是包含10-40重量％的蛋白质。
湿纹理产品材料11的另一有利实施方案具有如图5示意性示出的各向异性结构。湿纹理产品材料11包含沿方向r1定向的纤维结构。
湿纹理产品材料11具有高度h，其中高度h可以定义为湿纹理产品材料11的厚度。
图5示出了湿纹理产品材料11的有利实施方案的截面示意图，其中纤维结构在产品材料11中的取向。因此，所述纤维结构是各向异性的。图5特别显示出了微观水平上的纤维结构。对于方法步骤a)，可将产品材料送入变形机构中，其中纤维结构定向成平行于纤维结构的纤维取向的方向r1或垂直于纤维结构纤维取向的r2。
图6示出了产品材料11的一个实施方案的示意图，特别地是通过高水分挤压蒸煮生产的湿纹理材料的示意图。产品材料11在宏观水平上具有各向异性结构。产品材料仍然包含图5的微观纤维结构，其沿着如图6所示的轮廓排列，由纹理化过程中的流动轮廓产生。图6中的实施方案具有长度L和宽度W。有利地，图6的产品材料11的实施方案在方法步骤a)中变形之前具有长度L1和宽度W1，并且在变形以获得变形产品12a之后具有长度L2和宽度W2。有利地，产品材料11和变形产品12a之间的关系是：当在方向r上辊压时L1＜L2，当在垂直于r的方向上辊压时W1＜W2。
有利地，图6的纹理化方向是箭头r的方向。产品材料11可以进入变形构件，特别是对辊中，用于使产品材料在平行于纹理化方向r的方向上或在垂直于纹理化的r方向的方向上变形。
实施例
为了进一步说明本发明，提供以下实施例。提供这些实施例并不是为了限制本发明的范围。
实施例1：将豌豆蛋白质湿TVP作为湿纹理产品材料以不同的辊间距进行辊压。由豌豆蛋白质制备的湿TVP由52重量％的水、菜籽油、豌豆分离蛋白质和豌豆纤维组成的共旋转双螺杆高水分挤压蒸煮制成。湿TVP以10.5mm的高度和60mm的宽度挤出，并切成约100-120mm长的片。湿TVP的辊压使用辊对的两个反向旋转辊以12.2rpm的转速进行。辊隙在3.6mm至0.1mm之间变化。将芯部温度为75-80℃的湿TVP切割件沿垂直于TVP纹理化的方向插入辊中。因此，辊压方向与挤出机中的流动方向垂直。如图7所示，以低于湿TVP高度的辊隙辊压导致湿TVPS的压缩。在图7中，x轴表示辊间隙尺寸[mm]，y轴表示辊压后的高度[mm]。点表示辊压后的测量高度，线表示辊压距离。初始TVP的厚度为10.5mm。该线表示辊压或塑性变形材料后的理论高度，其在通过辊隙后未显示弹性恢复。
3.6mm和0.1mm的辊隙分别导致TVP的高度h从10.5mm降低到9mm和0.7mm，这相当于与辊隙rg1相同的最大压缩时的厚度hcomp相比弹性恢复2.5-7倍。
TVP的高度h特别是湿纹理产品材料的最小直径，特别是TVP高度如图5所示。对于塑性变形材料或硬脆材料，辊压后的高度将等于辊距。相反，弹塑性湿TVP在通过辊隙后部分松弛。图8显示了不同辊隙尺寸(图中辊隙尺寸以mm为单位)下的未辊压(最左边的图片)和辊压湿TVP的图像。TVP的宽度w随着辊隙尺寸的减小而增大。湿TVP的纤维结构松弛，当通过辊隙时，在较小的间隙尺寸下被撕成纤维碎片。随着间隙尺寸的减小，辊压TVP变得不连贯。在间隙尺寸为0.35mm时，所得到的辊压湿TVP与长TVP纤维束的松散地毯状是相当的。当进一步将间隙尺寸减小至0.1mm时，该结构被进一步压缩和撕开，导致薄片粘附在辊上并可被刮掉。图8显示了豌豆蛋白质湿TVP(俯视图)未辊压的图像，以及在一个辊以12.2rpm的转速和上述变化的辊间隙尺寸通过后的图像。L表示长度，w表示TVP的宽度。箭头表示湿TVP在辊之间插入的方向。所述辊压方向垂直于高水分挤压蒸煮过程中的流动方向。
所述实施例展示了根据本发明的实施方案，其中将TVP作为湿纹理产品材料进行变形，以获得具有变形纤维结构的变形产品，同时保持纤维微结构。
实施例2：在热态和冷态下辊压的豌豆蛋白质湿TVP。将豌豆蛋白质湿TVP(实施例1)以3.0mm的间隙尺寸和12.2rpm的转速在75-80℃的核心温度(图9，左)下插入辊中，并与在50℃的核心温度下进行比较(图9，右)。随着湿TVP在冷却时变得更硬、弹性更低和更脆，较冷产品的辊之间的TVP压痕受损。此外，当较热的湿TVP沿着纤维束被撕裂，从而松动时，较冷的产品在表面上显示出脆性断裂，如图9所示。尽管在较冷温度下轧制后结构松弛，但由于有利于弹性恢复，因此优选在较高温度下辊压以更好地保持纤维结构。
该实施例证明了在70-90℃范围内的优选核心温度下辊压TVP的优势。
实施例3：平行于和垂直于挤出方向r豌豆蛋白质湿TVP的辊压将豌豆蛋白质湿TVP(来自实施例1)以湿纹理产品材料形式插入一对辊中。如图10所示，在高水分挤压蒸煮过程中，沿纤维结构的纤维取向的流动方向r平行的方向r1或垂直的方向r2辊压TVP，并以12.2rpm的转速和1.2mm的间隙尺寸辊压。而图11所示的两种辊压湿TVP在辊压后具有相同的高度，在垂直于挤压方向r的方向r2插入导致宽度w的增加，如图11A所示，并且在平行于挤压方向r的方向r1上导致长度l的增加，如图11C所示。在垂直于挤压方向r的方向r2上的插入导致在高水分挤压蒸煮中来自流动对齐的长平行纤维的松弛。因此，如图11B所示，在辊压后，长纤维可以通过例如用手拉伸从湿TVP中很容易地分离出来。这些分离出的长纤维和纤维束可以进一步加工成类似于加工肉制品的植物基食品。相反，平行辊压通过过度拉伸，特别是通过弹塑性变形，撕裂对齐的纤维，导致粗糙表面，如图11C可见。因此，湿TVP在平行于挤出方向的方向r1上变形时强度较低。因此，如图11D所示，它可以被拉成较短的纤维片，而不需要切割，例如通过用钝刀片剪断。
所述实施例证明了变形材料12a在垂直于纤维结构方向的方向r2或在平行于纤维结构的方向r1辊压后的纹理差异。
实施例4：通过辊压湿TVP为湿纹理产品材料11制成食品。通过共旋转双螺杆高水分蒸煮挤压生产豌豆和向日葵的湿TWP，该挤压物由52重量％的水、葵花籽油、37重量％的豌豆分离蛋白质、豌豆纤维、2.4重量％的磨碎葵花籽组成。将湿TVP以10.5mm的高度和60mm的宽度挤出，并将切成约150-200mm长的片。作为湿变形产品材料11的湿TVP片根据方法步骤a)在垂直于纤维取向的方向r2上以12.2rpm的一对辊的旋转速度和0.5mm的辊隙尺寸进行辊压。所得变形产品12a是辊压的松散纤维地毯状(图10A)。根据方法步骤b)将松散纤维地毯轻微拉成初始拉伸产品12b，其形式为在形状、外观和质地上类似于拉伸猪肉的单纤维束(图10B)。根据方法步骤c)，通过真空程序将拉伸的纤维重新组装成块状产品12c，其中将块状产品12c放入真空袋中，将其成形为面包并施加真空。所得的植物基纤维面包用油基烧烤腌料腌制，在200℃下烘焙10分钟，以生成外壳并加热产品。随后，可根据方法步骤d)借助于类似于在家中制备拉伸肉的过程，借助于叉子将烘焙面包拉成最终拉伸产品12d，并拉成单纤维束(图10C)。
该实施例演示了该方法的所有方法步骤。
实施例5：由辊压的湿TVP作为湿纹理产品材料11制成的食品。根据方法步骤A)辊压豌豆蛋白质湿TVP(来自实施例1)以获得变形产品12a，所述程序如实施例1所述，辊隙尺寸为0.9mm。所得变形产品12a是松散的纤维状TVP地毯，通过混合5分钟，用由49重量％葵花籽油、49重量％水和2重量％豌豆蛋白质分离物制备的黏合剂混合物包被。随后，将包被的松散纤维TVP地毯堆叠到传统用于肉基产品的大型金属串上。水-油-蛋白质混合物在辊压的地毯之间起到粘附层的作用。将得到的食物烘烤。辊压可以保持纤维结构，从而保持肉样纹理，但会产生类似肉制品的薄层。此外，辊压工艺产生的纤维之间的可用空间允许在烘烤期间油从涂层渗透，因此增加了肉制品的多汁性。因此，该实施例证明了用根据本发明的方法制备食品。
实施例6：将作为湿纹理产品材料11的豌豆蛋白质湿TVP(根据实施例1)切成10.5mm高、60mm宽和10mm长的片。使用纹理分析仪以1mm/s的速度垂直于流动方向r将小片压缩至最小高度3.6mm，或以3.6mm的间隙尺寸垂直于流动方向r进行辊压。压缩和解压缩曲线(图14)显示了高刚度和部分弹性恢复。x轴表示TVP高度[mm]，y轴表示压缩力[N]。虚线表示去压缩，实线表示压缩力。
与垂直压缩(图14A)相比，辊压(图14B)在湿TVP上施加了更高的拉伸力，这通过拉长垂直于定向纤维结构的材料产品来支持纤维结构的松动。因此，纤维束/片材/聚集体在拉长期间或弹性松弛之后被拉开并分离。
实施例7：湿TVP以高度为10mm的湿纹理产品材料的形式，由55重量％的水、22.5重量％微藻粉和22.5重量％的大豆浓缩物组成，被加热至80℃，并用一对光滑辊以12.2rpm的旋转速度和3.6mm的间隙尺寸进行辊压。由于微藻含量高，湿TVP具有高度塑性变形和低硬度。因此，辊压会导致产品的大幅变形，只有很小的弹性恢复，导致辊压后产品高度达到4mm。辊压会挤压湿TVP的纤维结构，与小麦面团相当，而不是使纤维结构松散。
实施例8：湿TVP作为湿纹理产品材料，其高度为11mm，由62重量％水、22重量％豌豆蛋白质和16重量％的豌豆纤维组成，被切成15cm宽和100cm长的片，并在80-85℃的温度下以5.5mm的间隙尺寸辊压，辊压后的高度为10mm。通过类似于加工肉的切割装置将辊压的纤维蛋白质产品加工成片。
Claims (22)
1.从湿纹理产品材料(11)生产纤维蛋白质产品(12)的方法，
所述湿纹理产品材料(11)包含：
-至少10重量％的具有纤维结构的蛋白质，
-至少35重量％的水，
所述纤维蛋白质产品(12)选自：
-变形产品(12a)，
-初始拉伸产品(12b)，
-块状产品(12c)，和
-最终拉伸产品(12d)
所述方法包括以下步骤：
a)使湿纹理产品材料(11)弹性塑性变形，从而改变纤维结构以获得变形产品(12a)。
2.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述湿纹理产品材料(11)通过高水分挤压蒸煮、打印、剪切室加工、捏合和/或纤维纺丝进行纹理化。
3.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述湿纹理产品材料(11)通过至少一对辊被弹塑性变形，其中两个辊之间辊隙尺寸rg1≤湿纹理产品材料高度h的0.8倍，特别地辊隙尺寸rg1≤高度h的0.4倍，特别地辊隙尺寸rg1为0.1mm≤rg1≤3.6mm。
4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中使所述湿纹理产品材料弹塑性变形导致所述变形产品的厚度tdp小于所述湿纹理产品材料的高度h，并且厚度tdp大于所述辊隙尺寸rg1或大于最大压缩时的厚度hcomp，特别是所述厚度tdp≥辊隙尺寸rg1或最大压缩时的厚度hcomp的2.5倍，非常特别的是厚度tdp≥辊隙尺寸rg1或最大压缩时的厚度hcomp的2.5倍且≤7倍。
5.根据前述权利要求中任一项的方法，其中通过至少一对辊使所述湿纹理产品材料(11)弹塑性变形导致所述变形的纤维蛋白质产品的厚度tdp低于所述湿纹理产品材料的高度h但高于辊隙尺寸rg1，特别地其中0.7mm≤tdp≤9mm。
6.根据前述权利要求中任一项的方法，包括以下步骤：
b)拉伸或切割变形产品(12a)以获得初始拉伸产品(12b)。
7.根据权利要求6的方法，包括以下步骤：
c)将初始拉伸产品(12b)形成为块状产品(12c)，
特别地，形成初始拉伸产品(12b)和黏合剂基质材料的混合物以获得块状产品(12c)，
特别地，通过真空或压制程序由初始拉伸产品(12b)形成块状产品(12c)。
8.根据权利要求7的方法，包括以下步骤：
d)拉伸块状产品(12c)以获得最终拉伸产品(12d)。
9.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述纤维蛋白质产品(12)是类似于加工肉产品的无屠宰蛋白质产品。
10.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述湿纹理产品材料(11)是通过高水分挤出蒸煮生产的挤出物。
11.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述湿纹理产品材料(11)的蛋白质组分选自豌豆、大豆、小麦、向日葵、南瓜、大米、谷物、豆类、油籽、藻类、单细胞、真菌和发酵组分。
12.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述湿纹理产品材料(11)的组分选自另外的植物细胞、淀粉、香料、香料、膳食纤维、水胶体、盐、脂肪、油和真菌组分，任选肌肉细胞。
13.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述湿纹理产品材料(11)包含10-65重量％的蛋白质，特别地包含10-40重量％的蛋白质。
14.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述湿纹理产品材料(11)具有各向异性结构。
15.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在所述变形步骤a)期间，所述湿纹理产品材料温度在10℃-100℃，特别是在30-90℃。
16.根据前述权利要求中任一项的方法，其中通过将所述湿纹理产品材料(11)辊压至少一次、特别地至少两次实施步骤(a)，
特别地通过在下列方向上辊压湿纹理产品材料(11)：
-在平行于纤维结构的纤维取向的方向(r1)上，和/或
-在垂直于纤维结构的纤维取向的方向(r2)上。
17.通过根据权利要求1-16中任一项的方法获得的产品(12)。
18.根据权利要求17的产品，其为食品，特别地所述食品类似于加工的肉制品。
19.用于执行根据前述权利要求1至16中任一项的方法的装置，特别地用于执行方法步骤a)，其包含：
-用于使湿纹理产品材料(11)弹塑性变形的辊压构件(2)，
-特别地将湿纹理产品材料(11)加料到辊压构件(2)中的供料机构(21)。
20.根据权利要求19的装置，其中，所述辊压构件包含至少一对辊(2)，特别是两对辊(2)，辊间隙(rg1)为rg1≤产品材料(11)厚度h的0.8倍，特别是rg1≤产品材料(11)的厚度h的0.4倍。
21.根据权利要求19至20中任一项的装置，其包含拉伸构件(3)，特别是用于执行方法步骤b)，用于拉开变形产品(12a)以获得拉伸产品(12b)，
特别是拉伸构件(3)与辊压构件(2)串联，
特别地，拉伸构件(3)包含一对销辊(3)。
22.所述装置的用途，特别是由根据权利要求19至21中任一项的顺序连接的多于一个的装置组成，用于制造纤维蛋白质产品(12)。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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