CN116685212A - 用于制备挤出的植物基食物产品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明总体上涉及用于制备挤出的植物基食物产品的方法。更具体地，本发明涉及用于制备具有纤维外观和良好的多汁性和嫩度特性的挤出的植物基食物产品的方法。

Description

用于制备挤出的植物基食物产品的方法
本发明总体上涉及用于制备挤出的植物基食物产品的方法。更具体地，本发明涉及用于制备具有纤维外观和良好的多汁性和嫩度特性的挤出的植物基食物产品的方法。
近年来，消费者选择方便且美味的食物已经变得很普遍。然而，方便食品或即食食品往往营养不均衡，因为它们富含脂肪和短链碳水化合物如精制糖，而膳食纤维和蛋白质含量低。尤其是，可以理解，这些方便食品的高脂肪和低膳食纤维水平可促进肥胖和各种慢性疾病，诸如冠心病、中风、糖尿病和某些类型的癌症。
众所周知，通过给食品补充增加水平的膳食纤维和蛋白质，味道会严重受损，因为异味会导致白垩味和乏味。除了与改善味道相关的挑战之外，已知增加食品的蛋白质水平通常会导致消费者期望的所需产品质构丧失。这对于挤出的植物基食物产品是特别关键的。
因此，本领域和行业中需要为用于人或动物(诸如宠物)的挤出的植物基食物产品提供更好的解决方案，所述植物基食物产品具有纤维外观与良好的多汁性、嫩度和味道特性。
本发明的目的是改善现有技术或至少提供针对以下挤出的植物基食物产品的替代品：i)用于人或动物(诸如宠物)的挤出的植物基食物产品；ii)具有高蛋白质含量的挤出的植物基食物产品；iii)蛋白质含量在25重量％以上、优选在30重量％以上的挤出的植物基食物产品；iv)具有纤维外观与良好的多汁性和嫩度特性的挤出的植物基食物产品；v)具有纤维外观且具有少量淀粉或淀粉性粉末的挤出的植物基食物产品；vi)具有良好的味道特性的挤出的植物基食物产品；vii)具有纤维外观与良好的多汁性、嫩度和良好的味道特性的挤出的植物基食物产品；viii)与标准方法相比具有减少量的调味料且具有纤维外观与良好的多汁性、嫩度和味道特性的挤出的植物基食物产品。
本发明的目的通过独立权利要求的主题实现。从属权利要求进一步拓展本发明的构想。
因此，本发明在第一方面提供了用于制备挤出的植物基食物产品的方法，所述方法包括以下步骤：
a)向挤出机料筒进料包含40重量％至70重量％的水和15重量％至35重量％的植物蛋白质的组合物；
b)在所述植物蛋白质的变性温度以上将来自步骤a)的所述组合物在挤出机料筒中挤出；
c)在最后一个挤出机料筒之后将来自步骤b)的所述组合物推过收缩部；
d)通过冷却模具将来自步骤c)的所述组合物冷却；
e)使用针式注射器将水溶液注射到来自步骤d)的挤出组合物中；
其中与收缩部之前的横截面积D之前相比，所述收缩部将横截面积D收缩减小30％至90％，并且其中在所述收缩部之后的横截面积D之后再次增大。
在一个实施方案中，本发明提供了用于制备挤出的植物基食物产品的方法，所述方法包括以下步骤：
a)向挤出机料筒进料包含40重量％至70重量％的水和15重量％至35重量％的植物蛋白质的组合物；
b)在所述植物蛋白质的变性温度以上将来自步骤a)的所述组合物在挤出机料筒中挤出；
c)在最后一个挤出机料筒之后将来自步骤b)的所述组合物推过收缩部；
d)通过冷却模具将来自步骤c)的所述组合物冷却；
e)切割来自步骤d)的挤出组合物；
f)使用针式注射器将水溶液注射到来自步骤e)的挤出组合物中；
其中与收缩部之前的横截面积D之前相比，所述收缩部将横截面积D收缩减小30％至90％，并且其中在所述收缩部之后的横截面积D之后再次增大。
本发明人惊奇地发现，通过使用上述方法，可以获得具有纤维外观与良好的多汁性和嫩度特性的挤出的植物基食物产品。本公开的方法允许使用挤出和注射技术连续生产挤出的植物基食物产品，其具有真肉的纤维外观与良好的多汁性和嫩度特性。本发明人现已发现，在最后一个挤出机料筒之后应用收缩部并且将水溶液注射到挤出物中令人惊讶地具有关于挤出的植物基食物产品的纤维度、多汁性和嫩度特性的有益效果。最后一个挤出机料筒之后的收缩部暂时限制了横截面积，这对纤维对准有影响。获得密度较低的产品，其可以用水溶液更好地注射。另外，注射包含调味料的水溶液对注射的挤出物的味道特征具有有益效果。可以使用热敏感性调味料、维生素、矿物质、着色剂或其组合，它们原本无法经受挤出过程关于高温和高压的苛刻条件。注射包含淀粉的水溶液增加挤出物的持水能力。注射包含水性胶体、蛋白质、纤维或其组合的水溶液增加注射溶液的量并增加多汁性和嫩度。
本文中表示的所有百分数均以占挤出的植物基食物产品总重量的重量百分数计，除非另有表述。
术语“食品”、“食物产品”和“食品组合物”意指旨在供动物(包括人类)摄食并且向动物或人类提供至少一种营养物质的产品或组合物。本公开不限于特定动物。
“植物基食物产品”是一种组合物，其中完全不存在肉类(即来自哺乳动物、鱼类和家禽的骨骼组织和非骨骼肌)和肉类副产物(即来源于经屠宰的哺乳动物、家禽或鱼类的除肉以外的非提取脂肪的干净部分)。
“挤出”是用于产生具有固定横截面轮廓的物体的过程。材料被推挤或牵拉而通过具有所需横截面的模具。与其它制造过程相比，该过程的两个主要优点是其能够产生非常复杂的横截面，并且能够制备易碎的产品，因为材料仅遇到压缩应力和剪切应力。高水分挤出称为湿挤出。挤出机通常包括挤出机料筒，紧密配合的螺杆在料筒内旋转。螺杆由螺杆元件构成，其中一些是螺旋形螺纹，用于使材料移动通过挤出机料筒。将材料朝一端引入挤出机料筒中，通过螺杆的作用使材料沿着挤出机料筒移动，并迫使材料穿过另一端的喷嘴或模具从挤出机料筒出来。旋转的螺杆将料筒内的材料混合并加工，并将其压缩以迫使其穿过模具或喷嘴。材料所经受的混合和加工的程度、材料穿过挤出机料筒的移动速度以及因此在挤出机料筒中的停留时间和挤出机料筒中产生的压力可以通过螺纹元件的螺距、螺杆的旋转速度以及材料引入挤出机料筒中的速率来控制。挤出机料筒包括多个首尾相连的挤出机料筒区段。需要多个挤出机料筒区段来进行挤出所涉及的不同过程，诸如传送、捏合、混合、除去挥发成份、计量等等。每个挤出机料筒区段包括压配到挤出机料筒壳体中的衬套，并且提供加热和冷却元件以将挤出机料筒区段的温度调节在允许的范围内。挤出过程的总长度可以通过其模块化的挤出机料筒长度来限定。挤出机料筒以其直径的单位来描述。
术语“收缩部”暂时减小称为D收缩的内部横截面积。这对挤出物的层流有影响。通过穿过收缩部，产生湍流，其影响挤出物的纤维对准。与没有收缩部的标准挤出方法相比，所获得的产品密度更小，具有更像肉的纤维结构。较低密度的挤出物可以更好地用水溶液注射。收缩部由金属或热稳定塑料材料制成并且可以具有任何几何形状。在优选的实施方案中，收缩部是侧收缩部或居中的收缩部。术语“暂时”是指在收缩部之前和之后，横截面积较大。收缩部之前的横截面积称为D之前。收缩部之后的横截面积称为D之后。在一个实施方案中，横截面积D收缩<D之前且D收缩<D之后。在一个实施方案中，横截面积D之前＝D之后。在一个实施方案中，横截面积D之前>D之后或D之前<D之后，优选地D之前>D之后。在一个实施方案中，收缩部使原始横截面积D之前与D收缩相比减小30％至90％，优选地30％至85％，优选地30％至80％，优选地30％至75％，优选地30％至70％，优选地30％至60％，优选地40％至90％，优选地40％至85％，优选地40％至80％，优选地40％至75％，优选地40％至70％，优选地40％至65％，优选地40％至60％，优选地50％至90％，优选地50％至85％，优选地50％至80％，优选地50％至75％，优选地50％至70％。
在一个实施方案中，收缩部选自穿孔、螺柱、波纹、狭缝、多孔板或其组合。在一个实施方案中，收缩部位于最后一个挤出机料筒之后，优选在最后一个挤出机料筒与冷却模具长度的前一半之间，优选在最后一个挤出机料筒与冷却模具长度的前三分之一之间。在一个实施方案中，在1000Pas-1至4000Pas-1的组合物粘度下，优选在1500Pas-1至4000Pas-1的组合物粘度下，优选在2000Pas-1至4000Pas-1的组合物粘度下，优选在1000Pas-1至3500Pas-1的组合物粘度下，优选在1000Pas-1至3000Pas-1的组合物粘度下，优选在1000Pas-1至2500Pas-1的组合物粘度下，优选在1500Pas-1至3500Pas-1的组合物粘度下，优选在1500Pas-1至3000Pas-1的组合物粘度下，优选在1500Pas-1至2500Pas-1的组合物粘度下，优选在2000Pas-1至4000Pas-1的组合物粘度下，优选在2000Pas-1至3000Pas-1的组合物粘度下，收缩部位于最后一个挤出料筒之后。通过使用装配有压力元件的振荡流变仪(MCR702，AntonPaar)在限定的温度(T＝120℃至160℃，t＝90s)对组合物进行热预处理，然后在相同的设备中以0.1s-1的剪切速率在100℃测量粘度。
“冷却模具”将挤出产品冷却至所需温度。
术语“植物蛋白质”包括“植物蛋白质分离物”或“植物蛋白质浓缩物”或其组合。本领域技术人员知道如何计算植物蛋白质浓缩物或植物蛋白质分离物中的植物蛋白质的量。如本文所用，术语“植物蛋白质浓缩物”是这样的植物材料：蛋白质含量为50％至90％(以无水计的植物蛋白质)，优选65％至75％(以无水计的植物蛋白质)。植物蛋白质浓缩物还含有植物纤维，以无水计植物纤维为约3.5重量％至多达约20重量％。如本文所用，术语植物蛋白质分离物是这样的植物材料：蛋白质含量为至少约90％以无水计的植物蛋白质，优选90％至96％(以无水计的植物蛋白质)。
植物蛋白质包括来自以下物质的植物蛋白质浓缩物或植物蛋白质分离物：豌豆蛋白质、玉米蛋白质(如，磨碎的玉米或玉米谷蛋白)、小麦蛋白质(如，磨碎的小麦或小麦谷蛋白诸如活性小麦谷蛋白)、马铃薯蛋白质、豆类蛋白质诸如大豆蛋白质(如，大豆粉、大豆浓缩物、或大豆分离物)、稻米蛋白质(如，磨碎的稻米或稻米谷蛋白)、大麦蛋白质、藻类蛋白质、火麻(hemp)蛋白质、燕麦蛋白质、卡诺拉蛋白质、蚕豆蛋白质或其组合。优选地，植物蛋白质是小麦谷蛋白、豌豆蛋白质、卡诺拉蛋白质、火麻蛋白质、蚕豆蛋白质、大豆蛋白质或其组合，更优选地是豌豆蛋白质、大豆蛋白质、小麦谷蛋白或其组合。在另一个实施方案中，本发明的挤出的植物基食物产品在步骤a)中包含15重量％至40重量％(基于组合物)、优选20重量％至40重量％、优选25重量％至40重量％、优选15重量％至35重量％、优选15重量％至30重量％、优选15重量％至25重量％、优选20重量％至35重量％、优选25重量％至35重量％、优选20重量％至30重量％(基于组合物)的量的植物蛋白质。在另一个实施方案中，本发明的挤出的植物基食物产品在步骤a)中包含15重量％至40重量％(基于组合物)、优选20重量％至40重量％、优选25重量％至40重量％、优选15重量％至35重量％、优选15重量％至30重量％、优选15重量％至25重量％、优选20重量％至35重量％、优选25重量％至35重量％、优选20重量％至30重量％(基于组合物)的量的大豆蛋白质、豌豆蛋白质、小麦谷蛋白或其组合。在另一个实施方案中，本发明的挤出的植物基食物产品在步骤a)中包含15重量％至40重量％(基于组合物)、优选20重量％至40重量％、优选25重量％至40重量％、优选15重量％至35重量％、优选15重量％至30重量％、优选15重量％至25重量％、优选20重量％至35重量％、优选25重量％至35重量％、优选20重量％至30重量％(基于组合物)的量的大豆或豌豆蛋白质与小麦谷蛋白的组合。在另一个实施方案中，本发明的挤出的植物基食物产品在步骤a)中包含15重量％至40重量％(基于组合物)、优选20重量％至40重量％、优选25重量％至40重量％、优选15重量％至35重量％、优选15重量％至30重量％、优选15重量％至25重量％、优选20重量％至35重量％、优选25重量％至35重量％、优选20重量％至30重量％(基于组合物)的量的大豆蛋白质和小麦谷蛋白。在另一个实施方案中，植物蛋白质选自至少两种不同的植物蛋白质的组合，其中所述植物蛋白质包含小麦谷蛋白和至少一种其它植物蛋白质，所述至少一种其它植物蛋白质选自豌豆蛋白质、大豆蛋白质、蚕豆蛋白质和卡诺拉蛋白质，并且其中小麦谷蛋白占所述植物蛋白质混合物中总植物蛋白质的20％至70％，优选40％至60％。小麦谷蛋白和至少一种其它植物蛋白质的组合具有更柔软质地从而导致甚至更柔软的产品的优点。
在另一个实施方案中，本发明的挤出的植物基食物产品在步骤a)中包含40重量％至70重量％、优选45重量％至70重量％、优选45重量％至65重量％、优选50重量％至70重量％、优选50重量％至65重量％、优选55重量％至70重量％、优选55％至65％的量的水。
在另一个实施方案中，本发明的挤出的植物基食物产品包含1.5重量％至10重量％、优选2重量％至10重量％、优选2重量％至8重量％、优选2重量％至7重量％、优选3重量％至8重量％、优选3重量％至7重量％的量的脂质。可以将脂质添加到挤出过程中和/或添加到注射的水溶液中。在将油添加到注射的水溶液中的情况下，优选地以乳液的形式添加。在本发明的一个实施方案中，在步骤a)的进料位置下游的位置处将脂质添加到挤出机料筒中。脂质注射的过程描述于WO2016150834中。还可以将脂质添加到注射的水溶液中。
术语脂质包括任何液体油、脂肪或其组合。在一个实施方案中，术语脂质包括大豆油、玉米油、葵花油、高油酸葵花油、橄榄油、低芥酸菜籽油、红花油、花生油、棕榈油、棉籽油、椰子油、杏仁油、榛子油、菜籽油、分级分离的棕榈脂肪、完全氢化的或部分氢化的或酯交换的棕榈油及其组合。优选地，脂质是葵花油。
在本发明的上下文中，术语“调味料”包括适合用于食物产品中的盐、风味剂、酸、味道增强成分、香草、香料、蔬菜或其混合物。可以由谷氨酸单钠(MSG)和/或酵母提取物等提供味道增强成分。盐是指任何合适的碱金属盐或其混合物。用于本发明的组合物的盐通常为但不限于氯化钠。例如，可使用氯化钾，或者可使用任何具有氯化钠味道印象的低钠产品，只要最终配制物的味道是可接受的。酸可以由醋、乳酸、柠檬酸或其组合提供。可以将调味料添加到挤出过程中和/或添加到注射的水溶液中。在另一个实施方案中，本发明的挤出的植物基食物产品包含0.5重量％至40重量％(基于总组合物)、优选0.5重量％至35重量％、优选0.5重量％至30重量％、优选0.5重量％至25重量％、优选0.5重量％至20重量％、优选0.5重量％至15重量％、优选0.5重量％至10重量％、优选2重量％至10重量％、优选2重量％至8重量％、优选3重量％至8重量％的量的调味料。
本发明的上下文中的术语“填充剂”包括碳水化合物。碳水化合物可以由淀粉、面粉、糖、麦芽糖糊精、葡萄糖浆或其组合提供。术语“淀粉”还包括面粉。淀粉和/或面粉包括来自稻米、小麦、玉米、大麦以及高粱、马铃薯、木薯、甘薯、竹芋、山药、豌豆、鹰嘴豆、绿豆或兵豆或其任何组合的那些。在另一个实施方案中，本发明的挤出的植物基食物产品包含0.5重量％至10重量％、优选0.5重量％至8重量％、优选0.5重量％至7重量％、优选1重量％至10重量％、优选1重量％至8重量％、优选1重量％至7重量％、优选1重量％至5重量％、优选2重量％至7重量％、优选0.5重量％至6重量％、优选0.5重量％至5重量％、优选0.5重量％至4重量％、优选0.5重量％至3重量％范围内的量的填充剂。
可以将淀粉添加到挤出过程中和/或添加到注射的水溶液中。将淀粉添加到注射的水溶液中具有令人惊奇的效果，即一旦最终产品被烹饪或油炸，注射的挤出食品组合物具有更好的持水能力。
在另一个实施方案中，本发明的挤出的植物基食物产品包含0重量％至15重量％、优选0重量％至12重量％、优选0重量％至10重量％、优选0重量％至8重量％、优选0.1重量％至15重量％、优选0.1重量％至10重量％、优选0.1重量％至8重量％、优选0.1重量％至5重量％、优选1重量％至15重量％、优选1重量％至12重量％、优选1重量％至10重量％、优选1重量％至8重量％、优选5重量％至15重量％范围内的量的纤维。在挤出过程中根据本发明的“纤维”是膳食纤维，优选水不溶性植物膳食纤维。膳食纤维由可食用的植物细胞的残余物、多糖、木质素和与抗人消化酶(水解)消化的相关联的物质组成。膳食纤维来自蔬菜、水果、谷物或它们的组合。膳食纤维选自胡萝卜、甜菜根、南瓜、柑橘、小麦、燕麦、竹子、番茄、铃状椒、韭葱、姜、洋葱、羽衣甘蓝、防风草、芹菜、黄瓜、小胡瓜、花椰菜、苤蓝、芦笋、菜豆、蚕豆、兵豆、鹰嘴豆、豌豆、羽扇豆、野豌豆或它们的组合中的至少一种，优选胡萝卜、甜菜根、南瓜、柑橘、小麦、燕麦、竹子、番茄或它们的组合。
在本发明的一个实施方案中，挤出的植物基食物产品包含为维生素、矿物质和铁盐的一种或多种强化化合物。术语维生素包括维生素A、复合维生素B(诸如B-1、B-2、B-6和B-12)、维生素C、维生素D、维生素E和维生素K、烟酸以及酸性维生素(诸如泛酸、叶酸和生物素)，优选维生素B-12。术语矿物质包括钙、铁、锌、镁、碘、铜、磷、锰、钾、铬、钼、硒、镍、锡、硅或钒。术语铁盐包括EDTA铁钠、还原铁、乳酸亚铁、柠檬酸铁、焦磷酸铁、一水合硫酸亚铁或棕色柠檬酸铁铵，优选焦磷酸铁。强化化合物的具体量将取决于多种因素，诸如成分的种类；动物的物种；动物的年龄、体重、总体健康状况、性别和饮食；动物的进食率；向动物施用食物产品的目的；等等。因此，组分及它们的用量可以广泛变化。可以将强化化合物添加到挤出过程中和/或添加到注射的水溶液中。
在一个实施方案中，挤出的植物基食物产品还可以包含一种或多种着色剂。术语着色剂包括FD&C色素，诸如蓝色1号、蓝色2号、绿色3号、红色3号、红色40号、黄色5号、黄色6号等等；天然着色剂和/或着色食品原料，诸如焦糖色素、胭脂树红、叶绿酸、胭脂虫红、甜菜苷、姜黄、藏红花、辣椒色素、番茄红素、接骨木汁、班兰精、蝶豆花色素等；二氧化钛；碳酸炭(carbon carbonate)；以及技术人员已知的任何合适的食物着色剂。在本发明的一个其它实施方案中，着色剂选自灯笼椒、甜菜根、胡萝卜、黑加仑、麦芽粉或它们的组合。在本发明的一个实施方案中，仿肉产品包含0.1重量％至10重量％(总组合物的重量百分比)、优选地0.1重量％至5重量％(总组合物的重量百分比)的着色剂。可以将着色剂添加到挤出过程中和/或添加到注射的水溶液中。由于许多着色剂的热敏性，优选地将着色剂添加到注射的水溶液中。
在另一个实施方案中，挤出的植物基食物产品具有至少15重量％、优选至少20重量％、优选至少25重量％的蛋白质含量。在另一个实施方案中，挤出的植物基食物产品具有15重量％至40重量％(基于总组合物)、优选20重量％至40重量％、优选25重量％至40重量％、优选15重量％至35重量％、优选15重量％至30重量％、优选15重量％至25重量％、优选20重量％至35重量％、优选25重量％至35重量％、优选20重量％至30重量％(基于总组合物)的蛋白质含量。
在另一个实施方案中，在通过浆料入口向挤出机料筒进料之前，可以将水混合至干燥的植物蛋白质。在向挤出机料筒进料之前将植物蛋白质与水混合的情况下，可例如通过泵送从混合装置转移非肉生面团。在一个实施方案中，将非肉生面团直接从混合装置转移至挤出机料筒而无需任何其它加工或者添加或移除成分。
在另一个实施方案中，将干粉形式的植物蛋白质添加至挤出机料筒并向所述挤出机料筒中单独添加水。通过强制机械能在挤出机料筒内完成干燥植物蛋白质与水的混合。因此，不需要在向挤出机料筒进料之前形成植物蛋白质与水的生面团。
将挤出机料筒加热到70℃至300℃、优选80℃至200℃、优选90℃至190℃的温度。前板上的压力(在最后一个挤出机料筒和冷却模具之间)为10巴至40巴、优选10巴至30巴、优选10巴至20巴。螺杆速度为约50rpm至600rpm，优选50rpm至500rpm，优选100rpm至600rpm，优选200rpm至600rpm，优选200rpm至500rpm，优选200rpm至400rpm。
在冷却模具内冷却期间，随着经加热的非肉生面团行进通过该冷却装置，温度和压力都逐渐降低。生面团具有水分并且处于高温下，因此优选地控制水分闪蒸以避免食物产品快速膨胀。产品膨胀过快可能会破坏质构化食物产品的结构。然而，根据最终食物产品的所需图像，可能需要某种程度的闪蒸来降低食物产品中心的温度和/或暴露食物产品中的一些纤维。在本发明的优选实施方案中，避免了闪蒸。在一个实施方案中，挤出的混合物在冷却装置中以预定速率经历压力降低和/或在冷却设备的末端经受预定的最终压力。挤出的混合物在冷却模具的末端处的出口温度为40℃至110℃、优选50℃至100℃、优选50℃至98℃、优选60℃至95℃、优选60℃至90℃、优选65℃至98℃、优选65℃至95℃、优选65℃至90℃、优选70℃至90℃。
在冷却模内冷却后，用水溶液注射挤出的混合物。词语“注射”意指使用针式注射器、优选多针式注射器来增加挤出物中水的量。在本发明的一个实施方案中，将7重量％至35重量％(基于总组合物)的水溶液注射到挤出组合物中，优选8重量％至35重量％、优选9量％至35重量％、优选10重量％至35重量％、优选12重量％至35重量％、优选13重量％至35重量％、优选7重量％至30重量％、优选8重量％至30重量％、优选9重量％至30重量％、优选10重量％至30重量％、优选12重量％至30重量％、优选13重量％至30重量％、优选7重量％至25重量％、优选8重量％至25重量％、优选9重量％至25重量％、优选10重量％至25重量％、优选12重量％至25重量％、优选13重量％至25重量％、优选7重量％至20重量％、优选8重量％至20重量％、优选9重量％至20重量％、优选10重量％至20重量％、优选12重量％至20重量％、优选13重量％至20重量％(基于总组合物)。
在本发明的一个实施方案中，水溶液包括水或水基溶液，优选水基溶液。水基溶液包含选自以下的成分中的至少一种：调味料、水性胶体、淀粉、蛋白质、膳食纤维、维生素、矿物质、着色剂、脂质或其组合，优选选自以下的成分中的至少一种：调味料、水性胶体、淀粉、蛋白质、膳食纤维或其组合，优选选自以下的成分中的至少一种：调味料、水性胶体、淀粉、脂质或其组合。水基溶液包含调味料和水性胶体的组合。水基溶液包含调味料、淀粉和水性胶体的组合。在优选的实施方案中，水基溶液在25℃在1s-1的剪切速率下具有1.02Pa.s至10Pa.s范围内的粘度，优选地在25℃在1s-1的剪切速率下具有1.02Pa.s至5Pa.s范围内的粘度，优选地在25℃在1s-1的剪切速率下具有1.02Pa.s至2Pa.s范围内的粘度，优选地在25℃在1s-1的剪切速率下具有1.05Pa.s至2Pa.s范围内的粘度，优选地在25℃在1s-1的剪切速率下具有1.1Pa.s至2Pa.s范围内的粘度。通过使用模块化紧凑型流变仪(Physica MCR 300；测量系统ST24/1D-2V CC27)在25℃在1s-1的剪切速率下测量粘度。在粘度在水的值以上的情况下，可以注射更大量的水基溶液，而不会从注射的挤出产品中漏出。在本发明的一个实施方案中，水基溶液包含至少一种选自以下的另外成分：0.1重量％至40重量％的调味料(基于水溶液)、0.01重量％至10重量％的水性胶体(基于水溶液)、0.0001重量％至5重量％的维生素(基于水溶液)、0.0001重量％至5重量％的矿物质(基于水溶液)、0.01重量％至10重量％的着色剂(基于水溶液)、0.1重量％至7重量％的淀粉(基于水溶液)、0.01重量％至5重量％的蛋白质(基于水溶液)、0.01重量％至5重量％的膳食纤维(基于水溶液)、0.01重量％至30重量％的脂质(基于水溶液)或其组合。在本发明的一个实施方案中，水基溶液包含0.1重量％至40重量％的调味料(基于水溶液)和0.01重量％至10重量％的水性胶体(基于水溶液)的组合。在本发明的一个实施方案中，水基溶液包含0.1重量％至40重量％的调味料(基于水溶液)、0.1重量％至7重量％的淀粉(基于水溶液)和0.01重量％至10重量％的水性胶体(基于水溶液)的组合。在本发明的一个实施方案中，作为调味料的盐在水溶液中的量为0.1重量％至15重量％(基于水溶液)、优选0.5重量％至12重量％、优选1重量％至10重量％、优选1重量％至8重量％、优选1重量％至5重量％(基于水溶液)。
在本发明的一个实施方案中，调味料在水溶液中的量为0.1重量％至40重量％(基于水溶液)，优选0.5重量％至40重量％、优选1重量％至40重量％、优选1重量％至35重量％、优选1重量％至30重量％、优选1重量％至25重量％、优选1重量％至20重量％、优选1重量％至15重量％、优选3重量％至25重量％(基于水溶液)。
在本发明的一个实施方案中，水性胶体在水溶液中的量为0.01重量％至5重量％(基于水溶液)、优选0.1重量％至5重量％、优选0.1重量％至3重量％(基于水溶液)。本发明的内容物中的术语“水性胶体”包括黄原胶、刺槐豆胶、瓜尔胶、结冷胶、魔芋胶、琼脂胶、藻酸盐、果胶、角叉菜胶或其组合。
在本发明的一个实施方案中，淀粉在水溶液中的量为0.1重量％至7重量％(基于水溶液)、优选0.1重量％至5重量％、优选1重量％至7重量％、优选1重量％至5重量％(基于水溶液)。本发明水溶液的内容物中的术语“淀粉”包括天然或预胶化淀粉或其组合。淀粉包括来自稻米、小麦、玉米、大麦以及高粱、马铃薯、木薯、甘薯、竹芋、山药、豌豆、鹰嘴豆、绿豆或兵豆或其任何组合的那些。
在本发明的一个实施方案中，蛋白质在水溶液中的量为0.01重量％至5重量％(基于水溶液)、优选0.1重量％至5重量％、优选0.1重量％至3重量％(基于水溶液)。本发明水溶液的内容物中的术语“蛋白质”包括植物蛋白质。
在本发明的一个实施方案中，纤维在水溶液中的量为0.01重量％至5重量％(基于水溶液)、优选0.1重量％至5重量％、优选0.1重量％至3重量％(基于水溶液)。本发明水溶液的内容物中的术语“纤维”优选地为水溶性膳食纤维。这包括具有至少50％、优选至少80％、优选50％至99.5％的可溶部分的纤维。纤维来自蔬菜、水果、谷物、豆类或其组合。纤维选自胡萝卜、甜菜根、南瓜、柑橘、小麦、燕麦、竹子、番茄、铃状椒、韭葱、姜、洋葱、羽衣甘蓝、防风草、芹菜、黄瓜、小胡瓜、花椰菜、苤蓝、芦笋、菜豆、蚕豆、扁豆、鹰嘴豆、豌豆、羽扇豆、野豌豆、洋车前籽或其组合中的至少一种，优选胡萝卜、甜菜根、南瓜、柑橘、洋车前籽、小麦、燕麦、竹子、番茄或其组合，优选洋车前籽、柑橘纤维或其组合。
在本发明的一个实施方案中，用0.2巴至5巴、优选0.5巴至4巴、优选0.75巴至3.5巴、1巴至3巴的压力注射水溶液。水溶液的温度为-5℃至38℃；优选-5℃至35℃、优选-5℃至25℃、优选-5℃至20℃、优选-5℃至15℃、优选-5℃至10℃、优选-5℃至5℃；优选0℃至35℃、优选0℃至25℃、优选0℃至20℃、优选0℃至15℃、优选0℃至10℃、优选0℃至5℃；优选1℃至35℃、优选1℃至25℃、优选1℃至15℃、优选1℃至10℃、优选1℃至5℃。令人惊奇的是，已经发现特别是当注射的挤出产品通常随后被冷冻时，使用该温度范围通过注射额外地冷却挤出产品是有利的。在该温度范围下注射水溶液将缩短随后所需的冷冻时间。由于水溶液中的离子如NaCl，水溶液的温度可以低于0℃。此外，可以将热敏感性成分如淀粉和/或着色剂添加到水溶液中。
术语“切割”意指可以将挤出的植物基食物产品切片、切割、研磨、切碎、擦碎或其组合，优选切片或切割。取决于待制造的食物产品的形状，可以使用具有垂直、水平和/或斜刀的静态、旋转或振动刀来进行切割。挤出组合物的切割可以在加工步骤c)或步骤d)之后进行，优选在步骤c)之后进行。这意味着，切割可以在注射水溶液之前或之后进行，优选在挤出物注射之前进行。
本领域的技术人员将理解，他们可自由地合并本文所公开的本发明的所有特征。具体地，针对本发明的组合物描述的特征可与用于所述组合物的制备的方法组合，反之亦然。另外，可组合针对本发明的不同实施方案所描述的特征。根据实施例，本发明的其他优点和特征将显而易见。应当理解，受权利要求书保护的本发明并非旨在以任何方式由这些实施例限制。
实施例
实施例1-4：
实施例描述了通过本发明的方法制备挤出的植物基食物产品。通过料斗将植物蛋白质的干混料添加到挤出机料筒中并将水单独注射到挤出机中。在80℃至180℃的温度曲线内加热挤出机料筒。在最后一个挤出机料筒之后，对实施例2和实施例4使用收缩部D收缩以将横截面积D之前减小至60％。在收缩部之后，横截面积再次增加至D之后。对于实施例1和实施例3，没有使用收缩部。冷却模具将挤出混合物冷却到80℃的出口温度。切割挤出的产品，并将水溶液使用针式注射器(Henneken)；HPI650Servo)注入。该产品在Bühler B93双螺杆挤出机上由以下材料制成：
比较例1示出在最后一个挤出机料筒之后没有收缩部并且没有将水注射到挤出物中。比较例2在最后一个挤出机料筒之后具有收缩部但没有将水注射到挤出物中。比较例3示出在最后一个挤出机料筒之后没有收缩部但将水注射到挤出物中。实施例4在最后一个挤出机料筒之后具有收缩部并且还将12重量％的水注射到挤出物中。
使用8名内部有经验的评审员来评定实施例的感官属性。因此，在品尝前已将实施例在油中油炸。比较例1被描述为缺少多汁性和嫩度的干燥产品。质地是难以撕开的纤维层状结构。比较例2与比较例1相比感觉干燥，也缺少多汁性和嫩度，但质地更像肉样且更容易撕开。与比较例1和比较例2相比，比较例3更多汁且更嫩，但质地与比较例1非常相似，因此也难以撕开产品。实施例4被视为最好的实施例，其是多汁的、嫩的并且还具有良好的质地和良好的撕开属性。
实施例5：
按照实施例4的方法，已从以下材料获得挤出产品：
使用8名内部有经验的评审员来评定与实施例4相比实施例5的感官属性。产品的纤维和多汁感觉相同，但是实施例5与实施例4相比具有更好的味道。不受理论的束缚，预期调味料(NaCl和肉风味剂)不像挤出过程那样被包埋在蛋白质基质中。因此，在口中感觉调味料更浓郁，并且在将调味料注射到水溶液中的情况下，可以降低调味料的量。
实施例6-8：
按照实施例4的方法，已从以下材料获得挤出产品：
实施例7的水溶液除了实施例6的成分外还包含淀粉。相比于实施例7，实施例8的水溶液另外还包含水性胶体，其增加水溶液的粘度和注射的水溶液的量。相比于实施例6，实施例9的水溶液另外还包含水性胶体，其增加水溶液的粘度和注射的水溶液的量。
使用8名内部有经验的评审员来评定实施例6至实施例9的感官属性。纤维感觉被评定为相等。相比于实施例6，实施例7并且尤其是实施例9感觉更多汁和更嫩。实施例7和实施例8中的淀粉增加了最终产品在烹饪或油炸后的持水能力。在油中油炸之后，实施例6损失20重量％的水，其中实施例7和实施例8在油炸之后仅损失约10重量％的水。关于多汁性和嫩度的最佳感觉实施例是实施例8。
实施例10至实施例12：D收缩的不同横截面积
按照实施例4的方法和组合物，通过改变与D之前相比D收缩的不同构造间隙尺寸，获得挤出产品。之后，评估对应的质地。
比较例13：与注射相比挤出物在水中的煮沸
比较例2用于使挤出物在90℃热水中煮沸15分钟并将其与实施例4进行比较。在烹饪之前和之后将挤出物称重以测量水吸收。煮沸的挤出物仅具有5.5重量％的水吸收(基于总组合物)。这表明，通过将水溶液注射到挤出物中，可以实现更大量的水进入产品中，这提供了更多汁和更嫩的感官属性。此外，另一个优点是，用多针式注射器注射挤出物快得多并且仅花费几秒钟，然而煮沸过程要花费至少几分钟。煮沸后，需要冷却煮沸的挤出物，其中注射可以用冷水溶液进行。这再次增加了加工时间。此外，与注射过程相比，在煮沸步骤期间不能使用热敏感性成分(例如淀粉和/或着色剂)。

Claims (15)

1.用于制备挤出的植物基食物产品的方法，所述方法包括以下步骤：
a)向挤出机料筒进料包含40重量％至70重量％的水和15重量％至35重量％的植物蛋白质的组合物；
b)在所述植物蛋白质的变性温度以上将来自步骤a)的所述组合物在挤出机料筒中挤出；
c)在最后一个挤出机料筒之后将来自步骤b)的所述组合物推过收缩部；
d)通过冷却模具将来自步骤c)的所述组合物冷却；
e)使用针式注射器将水溶液注射到来自步骤d)的挤出组合物中；
其中与收缩部之前的横截面积D之前相比，所述收缩部将横截面积D收缩减小30％至90％，并且其中在所述收缩部之后的横截面积D之后再次增大。
2.根据权利要求1所述的用于制备挤出的植物基食物产品的方法，其中所述挤出的植物基食物产品不包含来自动物来源的蛋白质。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的用于制备挤出的植物基食物产品的方法，其中所述植物基蛋白质选自大豆蛋白质、豌豆蛋白质、卡诺拉蛋白质、火麻蛋白质、燕麦蛋白质、蚕豆蛋白质或小麦谷蛋白、或其组合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于制备挤出的植物基食物产品的方法，其中所述植物蛋白质选自至少两种不同植物蛋白质的组合，其中所述植物蛋白质包含小麦谷蛋白和至少一种其它植物蛋白质，所述至少一种其它植物蛋白质选自豌豆蛋白质、大豆蛋白质、蚕豆蛋白质和卡诺拉蛋白质，并且其中小麦谷蛋白占植物蛋白质混合物中总植物蛋白质的20％至70％。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的用于制备挤出的植物基食物产品的方法，其中将所述挤出机料筒加热到80℃至300℃、优选80℃至150℃的温度。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的用于制备挤出的植物基食物产品的方法，其中与所述收缩部之前的横截面积D之前相比，所述收缩部将横截面积D收缩减小50％至85％。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的用于制备挤出的植物基食物产品的方法，其中在1000Pas-1至4000Pas-1的组合物粘度下，所述收缩部位于最后一个挤出料筒之后。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于制备挤出的植物基食物产品的方法，其中所述挤出的混合物在所述冷却模具的末端处具有50℃至110℃的出口温度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于制备挤出的植物基食物产品的方法，所述方法还包括在步骤c)或步骤d)之后切割所述挤出组合物。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于制备挤出的植物基食物产品的方法，其中将7重量％至35重量％(基于总组合物)的所述水溶液注射到所述挤出组合物中。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的用于制备挤出的植物基食物产品的方法，其中所述针式注射器是多针式注射器。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的用于制备挤出的植物基食物产品的方法，其中所述水溶液具有-5℃至38℃的温度。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的用于制备挤出的植物基食物产品的方法，其中所述水溶液包含水或水基溶液。
14.根据权利要求13所述的用于制备挤出的植物基食物产品的方法，其中所述水基溶液包含选自以下的成分中的至少一种：调味料、水性胶体、淀粉、纤维、蛋白质、维生素、矿物质、着色剂、脂质或其组合。
15.根据权利要求13或14所述的用于制备挤出的植物基食物产品的方法，其中所述水溶液包含至少一种选自以下的另外成分：0.1重量％至40重量％的调味料(基于所述水溶液)、0.01重量％至5重量％的水性胶体(基于所述水溶液)、0.1重量％至7重量％的淀粉(基于所述水溶液)、0.01重量％至5重量％的蛋白质(基于所述水溶液)、0.01重量％至5重量％的纤维(基于所述水溶液)、0.01重量％至30重量％的脂质(基于所述水溶液)、0.0001重量％至5重量％的维生素(基于所述水溶液)、0.0001重量％至5重量％的矿物质(基于所述水溶液)、0.01重量％至10重量％的着色剂(基于所述水溶液)或其组合。
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