CN116406235A - 用于肉代用品组合物的色素 - Google Patents
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Abstract
本文公开了用于肉代用品的色素组合物和包含此类色素组合物的肉代用品。该色素组合物包含一种或多种去糖基化的甜菜素。在一个方面，该色素组合物为生肉代用品提供粉红色和/或红色，其在烹饪后转变为棕色。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年10月15日提交的美国临时专利申请63/092,083的权益，该美国临时专利申请特此通过引用整体并入。
背景技术
由于多种原因，对基于植物的肉代用品的需求正在增加。许多消费者更喜欢表现最类似于动物肉的肉代用品选项，包括希望肉代用品的颜色在烹饪之前和之后与动物肉颜色相当。因此，需要一种可为肉代用品提供与天然动物肉相同或相似颜色的色素。当烹饪肉代用品时，可转变颜色的源自植物来源的色素是特别理想的。
发明内容
本文描述了用于肉代用品的色素组合物。在一个方面，该色素组合物包含一种或多种去糖基化的甜菜素(betanains)，其量有效地增加生的或者未烹饪过的肉代用品的红色。在一个方面，该一种或多种去糖基化的甜菜素包含去糖基化的甜菜苷。在一个方面，该一种或多种去糖基化的甜菜素获自用β-葡萄糖苷酶处理的甜菜汁或者甜菜汁提取物。在一个方面，该一种或多种去糖基化的甜菜素获自用β-葡萄糖苷酶处理的甜菜苷。在一个方面，当加热到至少80℃的温度持续90秒时，组合物的红色减少。在一个方面，在130℃下将该组合物加热90秒后，该色素组合物的L*a*b*色度的a*值降低至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或者50％。
本公开还涉及包含此类色素组合物的肉代用品。在一个方面，该肉代用品包含非肉蛋白和色素组合物，该色素组合物包含一种或多种去糖基化的甜菜素。在一个方面，该一种或多种去糖基化的甜菜素包含去糖基化的甜菜苷。在一个方面，该一种或多种去糖基化的甜菜素获自用β-葡萄糖苷酶处理的甜菜汁或者甜菜汁提取物。在一个方面，该一种或多种去糖基化的甜菜素获自用β-葡萄糖苷酶处理的甜菜苷。在一个方面，烹饪后，肉代用品的棕色增加，而肉代用品的红色减少。在一个方面，非肉蛋白是选自豌豆蛋白、大豆蛋白和小麦蛋白的基于植物的蛋白。在一个方面，该肉代用品包含0.2重量％至0.8重量％的本文所述的任何色素组合物。
本公开还涉及用于改善肉代用品的颜色的方法，例如，通过增加该肉代用品的红色。在一个方面，该方法包括在烹饪肉代用品之前将包含一种或多种去糖基化的甜菜素的色素组合物添加到该肉代用品中。在一个方面，该方法包括在烹饪肉代用品之前将包含一种或多种去糖基化的甜菜素的色素组合物以0.2重量％至0.8重量％的量添加到该肉代用品中。
在一个方面，本文所述的组合物、肉代用品或者方法涉及或者包含色素组合物，该色素组合物包含以干重计至少50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％或者99％的一种或多种去糖基化的甜菜素。在一个方面，本文所述的组合物、肉代用品或者方法涉及或者包含色素组合物，该色素组合物包含以干重计至少50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％或者99％的去糖基化的甜菜苷。在一个方面，本文所述的组合物、肉代用品或者方法涉及或者包含色素组合物，该色素组合物在540nm下的吸光度与在535nm下的吸光度的比率大于0.987、0.995、0.999、1.000、1.005或者1.009。
附图说明
附图通常以举例的方式而非限制的方式示出本文档中讨论的各种实施方案。
图1是一系列甜菜苷样品的照片图像，这些样品是在各种条件下用酶处理过的样品或者未经处理的对照样品。
图2是一系列甜菜苷样品的照片图像，这些样品是在各种条件下用酶处理过的样品或者未经处理的对照样品；将每个样品进一步加热至80℃持续10分钟，以进行紫外/可见光动力学测试。
图3是示出来自图2的样品的可见波长吸光度数据的一组图。在80℃下，每0.5分钟收集每个光谱，持续10分钟。用黑色箭头表示随时间变化的方向。
图4是甜菜苷样品的一系列照片图像，这些样品是在各种条件下用酶处理过的样品或者未经处理的对照样品；将每个样品在热板上在130℃下进一步加热2分钟。
图5是一组照片图像(左，生的；右，在热板上在130℃下加热2分钟后)；L*a*b*色度数据；以及牛肉样品的可见波长吸光度数据图。
图6是一组照片图像(左，生的；右，在热板上在130℃下加热2分钟后)；L*a*b*色度数据；以及含有对照色素样品(未经酶处理的甜菜汁浓缩物)的肉代用品样品的可见波长反射数据图。
图7是一组照片图像(左，生的；右，在热板上在130℃下加热2分钟后)；L*a*b*色度数据；以及含有色素组合物(用β-葡萄糖苷酶处理的甜菜汁浓缩物)的肉代用品样品的可见波长反射数据图。
图8是一组照片图像(左，生的；右，在热板上在130℃下加热2分钟后)；L*a*b*色度数据；以及含有色素组合物(用过氧化物酶处理的甜菜汁浓缩物)的肉代用品样品的可见波长反射数据图。
图9是一组照片图像(左，生的；右，在热板上在130℃下加热2分钟后)；L*a*b*色度数据；以及含有色素组合物(用β-葡萄糖苷酶和过氧化物酶处理的甜菜汁浓缩物)的肉代用品样品的可见波长反射数据图。
具体实施方式
甜菜来源的产品(诸如果汁、浓缩物、粉末和提取物)目前用作肉代用品产品的红色色素。甜菜汁提取物含有甜菜素，主要是甜菜苷，其为肉代用品提供红色或者粉红色。然而，甜菜苷在与烹饪肉类或者肉代用品相关的温度范围内是稳定的，并且因此在烹饪期间不会从红色转变为棕色。
本文描述了用于肉代用品的色素组合物，其含有去糖基化的甜菜素。已经发现，用β-葡萄糖苷酶对甜菜苷(甜菜汁提取物中的主要红色化学色素)进行酶促处理以形成甜菜苷配基苷元(aglycone betanidin)导致色素组合物在烹饪前具有与甜菜苷类似的红色，但是酶促处理使得色素组合物在加热期间易于降解。色素组合物的这种降解导致色素在加热后颜色显著降低或者变为无色。因此，含有有效量的这种色素组合物的肉代用品将从生的时的红色转变为烹饪时的棕色或者不太红的颜色。在一个方面，棕色的出现是因为肉代用品中的色素组合物在加热期间变得至少部分无色，这使得由涉及肉代用品的其他组分的美拉德反应(Maillard reaction)产生的棕色变得比用于肉代用品的其他色素更明显。
除非另有定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。如本文所用，以下术语中的每一个具有如下文所定义的与之相关的含义。
如本文所用，术语“肉代用品”、“肉代用品组合物”、“替代蛋白质组合物”、“肉类似物”、“肉替代物”、“肉替代组合物”等是指试图模拟天然动物肉或者肉组合物的一般外观、营养含量和/或味道而不含有天然存在的动物肌肉细胞或者通常与天然动物肉相关的其他类型的动物细胞的组合物。术语“肉代用品”等是指包含基于植物或者基于真菌的肉代用品(诸如基于豌豆蛋白、大豆蛋白、小麦蛋白、鹰嘴豆或者其他类型的植物蛋白或者植物蛋白混合物的那些，和/或基于蘑菇或者其他真菌来源的那些)的组合物。术语“肉代用品”等还包括基于细胞的肉代用品，即基于通过发酵、细胞培养或者其他人工方法产生的动物细胞的组合物。术语“肉代用品”等还包括基于昆虫蛋白的组合物。术语“肉代用品”等还包括含有基于植物、基于昆虫和/或基于真菌的蛋白质与动物细胞(包括培养的动物细胞(即，基于细胞的肉))的组合的混合组合物。
如本文所用，术语“非肉蛋白”是指来源于植物、真菌、昆虫或者培养的动物细胞的蛋白质。
如本文所用，术语“甜菜素”是指来源于植物的甜菜红素和甜菜黄素以及从含有显著量的甜菜红素和/或甜菜黄素的植物获得的组合物。示例性的甜菜红素是甜菜苷。虽然本公开描述了使用从甜菜苷和/或其他甜菜红素的去糖基化获得的组合物的特定益处，但是应当理解，去糖基化的甜菜黄素也可以用于肉代用品或者其他食品应用的色素组合物中。
本文公开了含有去糖基化的甜菜素的色素组合物，以及包含此类色素组合物的肉代用品。本文公开的色素组合物可用于为肉代用品提供与生的天然动物肉的颜色类似的颜色。此外，这些色素组合物在加热时改变颜色，并且可为整个肉代用品组合物提供总体颜色变化，这模拟了在天然动物肉上烹饪的效果。在一个方面，色素组合物为生的、未烹饪过的肉代用品提供粉红色和/或红色，其在烹饪肉代用品之后转变为棕色、白色、无色或者较浅的红色。
当被烹饪时，由于降解，色素组合物本身失去其粉红色或者红色，并且如果发生足够的降解，色素组合物可能变为无色。因此，烹饪过的肉代用品的棕色不一定是由于色素组合物变成棕色，而是由于色素组合物失去其淡红色。烹饪过的肉代用品中降解的色素组合物不再掩盖肉代用品的其他颜色，并且与肉代用品中的美拉德反应相关的棕色变得更明显。
在一个方面，当加热到通常用于烹饪肉的范围内的温度时，色素组合物的红色显著降低或者消除。在一个方面，当用水1:10稀释并且将1mL该溶液或者浆料在设定为130℃的电热板上加热90秒时，色素组合物从粉红色和/或红色变为较浅的粉红色/红色或者变为基本上无色。在一个方面，色素组合物可用于将肉代用品的颜色从粉红色和/或红色改变为棕色和/或较浅的粉红色/红色，如通过用水以1:10稀释包含色素组合物的肉代用品，然后将1mL该溶液或者浆料加热到130℃的温度持续90秒所表现的。在一个方面，色素组合物样品颜色的变化可使用亨特色度计测量，并且报告为与加热前的样品相比，加热后可见光吸光度的相对变化百分比(例如，通过使用555nm至575nm和490nm至510nm范围内的反射率峰)。
在一个方面，色素组合物包含去糖基化的甜菜素。甜菜素是由植物(诸如甜菜)产生的。在一个方面，本文所述的色素组合物可以由从植物或者从未加工或者轻微加工的植物材料(包含但不限于甜菜汁和甜菜汁提取物)获得的纯化的甜菜素制成。
在一个方面，去糖基化的甜菜素可以通过酶促处理获得。这种酶促处理的非限制性示例包含：获得包含甜菜素的组合物，并且在20℃至40℃范围内的温度下用去糖基化酶(例如，在搅拌的水性浆料中)将该组合物处理至少1分钟，以获得包含去糖基化的甜菜素的组合物。在一个方面，在处理期间调节pH，例如调节至pH为5。在一个方面，去糖基化酶包括β-葡萄糖苷酶(EC 3.2.1.21)。在一个方面，酶处理在35℃至40℃下进行。
在一个方面，色素组合物包含一种或多种去糖基化的甜菜红素。在一个方面，色素组合物包含一种或多种去糖基化的甜菜红素和一种或多种去糖基化的甜菜黄素。在一个方面，色素组合物包含去糖基化的甜菜苷。在一个方面，色素组合物包含一种或多种去糖基化的甜菜黄素。
在一个方面，β-葡萄糖苷酶的使用水平为每mg甜菜苷至少0.000001U、至少0.00001U、至少0.0001U、至少0.001U、至少0.01U、至少0.1U或者至少1U。在一个方面，β-葡萄糖苷酶的使用水平为每mg甜菜苷0.001U至0.01U、0.004U至0.016U或者0.0001U至0.1U。
改性甜菜汁的λmax(吸收最高的波长)为540nm，而未改性甜菜汁的λmax为535nm。对于未改性的甜菜汁，在540nm处的吸光度与在535nm处的吸光度的比率小于1，具体地为约0.987。对于部分改性的甜菜汁，该比率在约0.998至约1.008的范围内。完全去糖基化的甜菜苷配基具有约1.010的比率。在一个方面，色素组合物在540nm处的吸光度与在535nm处的吸光度的比率大于0.987、0.995、0.999、1.000、1.005或者1.009。在一个方面，色素组合物在540nm处的吸光度与在535nm处的吸光度的比率在0.988至1.010、0.900至1.010、0.995至1.010或者1.000至1.010的范围内。
色素组合物可以这样的水平包括在肉代用品中，该水平在生肉代用品中提供增加的或者改善的粉红色和/或红色，同时还在烹饪后在肉代用品中提供增加的或者改善的棕色。在一个方面，基于湿重(总重)，色素组合物在肉代用品组合物中的使用水平为至少0.01％、0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或者0.5％。在一个方面，色素组合物在肉代用品组合物中的使用水平在0.01％至2％、0.01％至1％、0.1％至1％、0.1％至0.5％、0.2％至0.8％、0.3至0.6％或者0.4％至0.5％的范围内。
本文所述的色素组合物可用作任何肉代用品组合物中的色素。一种示例性但非限制性的肉代用品组合物是包含以下组分的组合物：植物蛋白(例如，织构化的豌豆蛋白和/或豌豆蛋白)、水、植物油、风味成分、盐、糖、粘合剂和本文所述的色素组合物。本文所述的色素组合物还可用于除肉代用品以外的食品应用中。
实施例
通过参考以下实验性实施例进一步详细描述本发明。除非另有说明，提供这些实施例仅用于说明目的，并不旨在进行限制。因此，本发明决不应被解释为限于以下实施例，而是应被解释为涵盖由于本文提供的教导而变得明显的任何和所有变化。
实施例1：用作肉代用品色素的酶改性的甜菜苷
将甜菜苷用β-葡萄糖苷酶和过氧化物酶处理，并且然后加热，以确定这种酶改性的组合物是否可用于肉代用品色素应用。
将甜菜苷(用糊精稀释的红甜菜提取物，从西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich)获得)仅用β-葡萄糖苷酶(来自杏仁，冻干的，粉末，>4U/mg，从西格玛奥德里奇公司获得)处理、仅用过氧化物酶(来自辣根，冻干的，粉末，米色，约150U/mg，从西格玛奥德里奇公司获得)处理、或者用β-葡萄糖苷酶和过氧化物酶两者处理。在pH为5的0.1M乙酸钠缓冲液中制备7mg/mL甜菜苷。向3mL甜菜苷溶液中加入9mg(40U)β-葡萄糖苷酶和/或1mg(120U)过氧化物酶。在温度控制的紫外/可见分光光度计中，在25℃或者37℃下进行15分钟酶处理，无需搅拌。还评价了未经酶处理的甜菜苷对照样品。表1中提供了所产生的用于评价的样品的汇总。
表1：样品条件的汇总
使用两个测试评价表1中列出的8个样品中的每一个样品的颜色变化：
1)使用安捷伦Cary 3500测量紫外/可见光动力学，同时将每个样品加热至80℃(其对应于典型的安全牛肉烹饪温度的高端)并且在80℃下保持10分钟；以及2)在设定为130℃的热板上加热样品，并且在样品开始沸腾后保持2分钟。
结果显示在图1至图4中。图1示出了在酶处理(或者对照处理)之后但在烹饪之前的样品1-1至样品1-8(从左至右)。酶处理对样品的颜色影响很小或者没有影响。
图2从左至右示出了进行紫外/可见光动力学测试(80℃，持续10分钟)后的样品1-8(对照)、样品1-1(对照)、样品1-2(仅β-葡萄糖苷酶处理)、样品1-1(对照)、样品1-3(仅过氧化物酶处理)和样品1-4(β-葡萄糖苷酶处理和过氧化物酶处理两者)。仅进行β-葡萄糖苷酶处理的样品(1-2)颜色变为橙色；进行β-葡萄糖苷酶处理和过氧化物酶处理的样品颜色变为黄色；并且其余样品保持它们在烹饪之前所显示的相同红色。
图3示出了在进行紫外/可见光动力学测试(80℃，持续10分钟，每0.5分钟收集光谱)后与图2样品相关的可见波长吸光度数据：样品1-8(对照)在450nm至600nm处的吸光度随时间降低，样品1-1(对照)在450nm至600nm处的吸光度随时间降低，样品1-2(仅β-葡萄糖苷酶处理)在所有波长处的吸光度最初随着酶变性而增加，并且然后在450nm至600nm处吸光度随时间降低，样品1-1(对照)在450nm至600nm处的吸光度随时间降低，样品1-3(仅过氧化物酶处理)在所有波长处的吸光度随着酶变性而增加，并且样品1-4(β-葡萄糖苷酶处理和过氧化物酶两者处理)在所有波长处的吸光度最初随着酶变性而增加，并且然后在450nm至600nm吸处光度降低。箭头表示变化相比于时间的方向，并且编号表示光谱变化事件的排序。
图4从左至右示出了在热板上在130℃下加热2分钟后的样品1-1、样品1-5、样品1-6、样品1-7、样品1-2、样品1-3、样品1-4和样品1-8。经β-葡萄糖苷酶处理的样品(1-5和1-2)显示出红色的消褪和橙色的增加。用β-葡萄糖苷酶和过氧化物酶两者处理过的样品(1-7和1-4)颜色变为橙色。仅用β-葡萄糖苷酶处理的样品(1-5和1-2)变成红色强度变低，或者更粉红色。所有其他样品没有显示出显著的颜色变化。
因此，上述结果表明，单独用β-葡萄糖苷酶处理甜菜苷可以提供适合作为肉代用品应用的色素的组合物。
实施例2：酶处理的色素组合物的应用测试
使用小肉饼应用测试对甜菜汁浓缩物(获自森馨公司(Sensient))和β-葡萄糖苷酶(与实施例1中所述相同)进行评价。将在37℃下制备15分钟的样品的每种色素组合物与织构化豌豆蛋白、豌豆蛋白和水混合，然后在130℃下烹饪90秒。将80/20牛肉沫(嘉吉(Cargill))的牛样品对照也在130℃下烹饪持续90秒。烹饪后，使用亨特立LabScan XE仪器测量反射率色度。色度结果在表2中示出。图5至图9分别示出了以下样品(按顺序)的烹饪前照片图像(左图)和烹饪后照片图像(右图)以及可见光反射率图：牛肉、样品1-1、样品1-2、样品1-3和样品1-4。
表2：色度数据
包含用β-葡萄糖苷酶处理的甜菜汁提取物的肉代用品样品显示出对应于红色的a*值的降低幅度最大。类似地，包含用β-葡萄糖苷酶处理的甜菜汁提取物的肉代用品样品显示出h值(色调)的增加幅度最大，这表示从红色色调(0度色调)向更黄的色调(90度色调)的变化。
Claims (19)
1.一种用于肉代用品的色素组合物，所述色素组合物包含：
一种或多种去糖基化的甜菜素，其量有效地增加生的或者未烹饪过的肉代用品的红色。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述一种或多种去糖基化的甜菜素包含去糖基化的甜菜苷。
3.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种去糖基化的甜菜素获自用β-葡萄糖苷酶处理的甜菜汁或者甜菜汁提取物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种去糖基化的甜菜素获自用β-葡萄糖苷酶处理的甜菜苷。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中当加热到至少80℃的温度持续90秒时，所述组合物的红色减少。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中在130℃下将所述组合物加热90秒后，所述色素组合物的L*a*b*色度的a*值降低至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或者50％。
7.一种肉代用品，所述肉代用品包含：
非肉蛋白，和
包含一种或多种去糖基化的甜菜素的色素组合物。
8.根据权利要求7所述的肉代用品，其中所述一种或多种去糖基化的甜菜素包含去糖基化的甜菜苷。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的肉代用品，其中所述一种或多种去糖基化的甜菜素获自用β-葡萄糖苷酶处理的甜菜汁或者甜菜汁提取物。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的肉代用品，其中所述一种或多种去糖基化的甜菜素获自用β-葡萄糖苷酶处理的甜菜苷。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的肉代用品，其中在烹饪后，所述肉代用品的棕色增加，并且所述肉代用品的红色减少。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的肉代用品，其中所述非肉蛋白是选自由豌豆蛋白、大豆蛋白和小麦蛋白组成的组的基于植物的蛋白。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的肉代用品，其中所述肉代用品中的色素组合物的量为0.2重量％至0.8重量％。
14.一种用于增加肉代用品的红色的方法，所述方法包括：
在烹饪肉代用品之前将包含一种或多种去糖基化的甜菜素的色素组合物添加到所述肉代用品中。
15.一种用于改善肉代用品的颜色的方法，所述方法包括：
在烹饪肉代用品之前将包含一种或多种去糖基化的甜菜素的色素组合物添加到所述肉代用品中。
16.根据权利要求7至15中任一项所述的方法或者肉代用品，其中所述色素组合物是根据权利要求1至6中任一项所述的组合物。
17.根据前述权利要求中任一项所述的组合物、肉代用品或者方法，其中所述色素组合物包含以干重计至少50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％或者99％的一种或多种去糖基化的甜菜素。
18.根据前述权利要求中任一项所述的组合物、肉代用品或者方法，其中所述色素组合物包含以干重计至少50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％或者99％的去糖基化的甜菜苷。
19.根据前述权利要求中任一项所述的组合物、肉代用品或者方法，其中所述色素组合物在540nm处的吸光度与在535nm处的吸光度的比率大于0.987、0.995、0.999、1.000、1.005或者1.009。
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