CN117156978A - 肉类似物食品及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种生产肉类似物食品的方法。该方法包括将微生物生物质蛋白质浆料与含转谷氨酰胺酶的制剂混合，以获得蛋白质混合物；在28℃至40℃温度下，于混合下将蛋白质混合物孵育第一时间段；向蛋白质混合物中添加选自水性MgCl2或水性CaCl2中的至少一种；将蛋白质混合物孵育第二时间段；在40℃至60℃温度的水浴中将蛋白质混合物孵育第三时间段；在60℃至85℃温度下加热蛋白质混合物；将蛋白质混合物置于封闭的模具中。
Description
技术领域
本公开总体上涉及肉类似物，更具体地涉及生产具有豆腐状结构的肉类似物食品的方法。此外，本公开还涉及通过上文提到的方法获得的肉类似物食品。
背景技术
适当比例的蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素和矿物质是人类均衡饮食的重要组成部分。因此，人类依赖于从植物到动物的各种食物来源。虽然动物性食品能提供上述营养成分的大部分，但并不适合所有人食用，例如表明为素食主义者(vegetarians)，特别是纯素食主义者(vegans)的消费者，以及例如高胆固醇的患者。
目前，高蛋白植物性(plant-based)饮食包括豆腐(tofu)、奇亚籽、火麻仁、藜麦、扁豆等。尤其是，100克豆腐可提供约8克蛋白质，因此是最受欢迎的植物性高蛋白来源。此外，豆腐由大豆非常简单地制成，并且可以在家里简便地制作。在这方面，将转谷氨酰胺酶添加到大豆中，然后对混合物进行孵育以通过结合大豆中的蛋白质形成结构。制备具有豆腐状结构的高蛋白肉类似物食品的传统方法包括将植物性食品原料进行挤压加工。然而，植物性肉类似物无法令人满意地模拟标准豆腐状结构。此外，植物性肉类似物具有典型的豆腥味(bean-off flavour)，很难吸收香料的味道。此外，植物性肉类似物的生产是高度劳动密集型的，需要大量土地、水资源和矿物质来种植作物和/或开发植物性食物来源。此外，植物性肉类似物还缺乏其他营养组分，如铁、维生素等。
食物技术的最新进展利用微生物(如酵母、藻类、细菌等)扩大了肉类似物的生产。在这方面，采用了诸如在细胞培养后的挤压工艺、3D打印技术等技术来生产微生物性(microbe-based)肉类似物。然而，与植物性肉类似物一样，微生物性肉类似物缺乏豆腐状结构和其他营养特性。
因此，鉴于上述讨论，存在着克服与生产具有豆腐状结构的肉类似物食品的传统技术相关的缺点的需求。
发明内容
本公开旨在提供一种生产肉类似物食品的方法。此外，本公开还旨在提供由上文提到的方法获得的肉类似物食品。本公开旨在提供方案，以解决目前在生产模拟结实(firm)的豆腐状结构的肉类似物食品时遇到的问题。本公开的目的是提供方案，以至少部分地克服现有技术中遇到的问题。
在一个方面，本公开的实施方式提供了生产肉类似物食品的方法，所述方法包括：
-将微生物生物质蛋白质浆料与含转谷氨酰胺酶的制剂混合，以获得蛋白质混合物；
-在28℃至40℃的温度下于混合下将所述蛋白质混合物孵育第一时间段；
-向所述蛋白质混合物中加入选自水性MgCl2或水性CaCl2中的至少一种；
-在28℃至40℃温度下将所述蛋白质混合物孵育第二时间段；
-在40℃至60℃温度的水浴中将所述蛋白质混合物孵育第三时间段；
-在60℃至85℃温度下加热所述蛋白质混合物；以及
-将所述蛋白质混合物置于封闭的模具中。
在一个方面，本发明的实施方式提供了通过上文提到的方法获得的具有结实的豆腐状结构的肉类似物食品。
本公开的实施方式实质上消除或至少部分解决了现有技术中的上述问题，并提供了一种生产肉类似物食品的有效方法，这种食品模拟结实的豆腐状结构并含有豆腐中通常不存在的铁和维生素B12(氰钴胺)。有益的是，铁和维生素B12对氧分布和神经系统非常重要。
根据附图和结合所附权利要求描述的说明性实施方式的详细描述，本公开的其他方面、优点、特征和目的将变得明显。
应当理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下，本公开的特征易于以各种组合进行组合。
附图说明
结合所附附图阅读时，可以更好地理解上面的概述以及下面的说明性实施方式的详细描述。出于说明本公开的目的，在附图中示出了本公开的示例性构造。然而，本公开不限于本文公开的具体方法和手段。此外，本领域技术人员将理解附图不是按比例绘制的。只要有可能，相同的要素用相同的数字表示。
现在将仅以举例的方式参照下图描述本公开的实施方式，其中：
图1是描述根据本公开的实施方式生产肉类似物食品的方法的步骤的流程图。
在所附附图中，带有下划线的数字用于表示位于该带有下划线的数字之上的项目或与该带有下划线数字相邻的项目。无下划线的数字涉及由将无下划线的数字链接到项目的线所标识的项目。当一个数字没有下划线并且伴随有相关的箭头时，该无下划线的数字用于标识箭头所指的一般项目。
具体实施方式
以下详细描述阐述本公开的实施方式以及可以实现它们的方式。尽管已经公开了进行本公开的一些模式，但是本领域技术人员将认识到，用于进行或实践本公开的其他实施方式也是可能的。
在一个方面，本公开的实施方式提供了生产肉类似物食品的方法，所述方法包括：
-将微生物生物质蛋白质浆料与含转谷氨酰胺酶的制剂混合，以获得蛋白质混合物；
-在28℃至40℃的温度下，于混合下将所述蛋白质混合物孵育第一时间段；
-向所述蛋白质混合物中添加选自水性MgCl2或水性CaCl2中的至少一种；
-在28℃至40℃温度下，将所述蛋白质混合物孵育第二时间段；
-在40℃至60℃温度的水浴中，将所述蛋白质混合物孵育第三时间段；
-在60℃至85℃温度下加热所述蛋白质混合物；以及
-将所述蛋白质混合物置于封闭的模具中。
在另一方面，本发明的实施方式提供了通过上文提到的方法获得的具有结实的豆腐状结构的肉类似物食品。
本公开提供上述的生产肉类似物食品的方法。本公开的方法包括利用源自微生物生物质的微生物生物质蛋白质浆料，与转谷氨酰胺酶制剂混合，并将所得到的蛋白质混合物进行孵育和定型，以生产出所期望的肉类似物食品。所得到的肉类似物食品具有豆腐状的结实结构，含有对氧分布和神经系统重要的铁和维生素B12(氰钴胺)(豆腐中通常不存在这两种物质)，而且没有豆腥味。此外，所公开的方法劳动强度较低。
如本文所使用的，“结实的豆腐状结构”是指拿起来不碎、容易切的豆腐结构。结实的豆腐状结构可以煎、炒、炸、炖、用作馅料或制作涂抹酱。结实的豆腐状结构类似于菲达奶酪(feta)的结构。
可以理解的是，与屠宰动物后获得的标准动物性肉相比，通过上述方法获得的肉类似物食品是一种更可持续、更健康和无公害的替代品。此外，肉类似物食品迎合了众多素食主义者或纯素食主义者，以及一些寻求减少肉类消费的非素食主义者。此外，与在环境中释放大量二氧化碳的动物性肉生产相比，肉类似物食品的生产对全球变暖效应的影响微乎其微。
在本公开上下文中，如本文所使用的，术语“肉类似物食品”是指用无动物产品制成的类肉制品。通常来说，肉类似物食品例如源自植物或微生物。一般来说，肉类似物食品可用作完整的食物或食物成分，通常是由于其具有与特定类型的动物性肉相似的某些美学品质(如结构、质地、外观、风味)或化学特征(如蛋白质含量、营养成分)。具体地，所公开的肉类似物食品模拟具有结实的豆腐状结构。豆腐是一种典型的富含蛋白质的食品，由大豆制成。豆腐可以在家里通过在大豆中加入转谷氨酰胺酶，然后孵育所得到的混合物来简便地制作。值得注意的是，转谷氨酰胺酶将大豆蛋白结合在一起，形成一种结构，即豆腐状结构。豆腐通常不含对氧分配和神经系统重要的铁和B12。此外，豆腐可能带有豆腥味，这使其调味更加困难。然而，有益的是，所公开的肉类似物食品富含铁和维生素B12，而且没有豆腥味。
方法包括将微生物生物质蛋白质浆料与含转谷氨酰胺酶的制剂混合，以获得蛋白质混合物。在本公开上下文中，如本文所使用的，术语“微生物生物质蛋白质浆料”是指源自微生物生物质的营养补充物，因此通常称为单细胞蛋白质(或SCP)。可以理解的是，微生物生物质蛋白质浆料通常包括由可食用细菌细胞组成的固相(即干生物质)，其与液相(即供养培养基)混合。任选地，微生物生物质蛋白质浆料的干生物质可包括碳水化合物、脂肪、矿物质、纤维等。尤其是，细菌细胞可以在生物反应器中生长，也可以通过任何其他传统工艺培养而生长。通常，微生物生物质蛋白质浆料提供了浓缩的蛋白质来源，不含或可忽略不计碳水化合物、脂肪或任何其他化合物。然而，含蛋白质的微生物生物质蛋白质浆料用诸如维生素和矿物质(如钙、铁等)的化合物强化以增强其整体营养成分。
如本文所使用的，短语“含转谷氨酰胺酶的制剂”是指包含转谷氨酰胺酶的组合物。在含蛋白质的食品中，转谷氨酰胺酶对凝固蛋白质至关重要。在这方面，转谷氨酰胺酶催化谷氨酰胺残基的γ-羧酰胺基团与赖氨酸残基的ε-氨基的酰基转移反应，并通过(例如微生物生物质蛋白质浆料的)肽链中谷氨酰胺和与赖氨酸氨基酸之间的共价键交联蛋白质，随后释放氨。转谷氨酰胺酶通常可以源自植物、动物和微生物(例如，属于Streptomycesmobaraensis、Streptomyces cinnamoneum、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)等的细菌)。此外，本公开还采用了微生物转谷氨酰胺酶或植物来源的转谷氨酰胺酶。有益的是，微生物转谷氨酰胺酶更便宜，更容易生产和纯化。尤其是，转谷氨酰胺酶是商业上可获得的，例如AjinomotoWM转谷氨酰胺酶制剂。可以理解，转谷氨酰胺酶具有亲水性好、催化活性高和热稳定性强的特点。然而，如果转谷氨酰胺酶的添加浓度低于3％，则会引起蛋白质凝固；如果浓度高于3％，则会使蛋白质糊化。有益的是，添加含转谷氨酰胺酶的制剂能够形成一种结构，因为转谷氨酰胺酶将蛋白质结合在一起，而如果没有转谷氨酰胺酶，就不会形成结实的豆腐状结构。
任选地，制剂进一步包括麦芽糖糊精。麦芽糖糊精通常是植物性食物添加剂。麦芽糖糊精主要用作增稠剂和防腐剂。此外，转谷氨酰胺酶和麦芽糖糊精包含在同一制剂中。麦芽糖糊精用于延长肉类似物食品的保存时间。
任选地，制剂还包括酪蛋白酸钠。酪蛋白酸钠通常用作食品的乳化剂、增稠剂或稳定剂。此外，酪蛋白酸钠还能改善食品的诸如营养、口感和气味的特性。然而，酪蛋白酸钠源自牛奶，因此可能不适合乳糖不耐症和素食主义者食用。
方法包括在28℃至40℃的温度下混合，将蛋白质混合物孵育第一时间段。可以理解，孵育温度和时间段允许反应进行，以实现微生物生物质蛋白质浆料中蛋白质的部分交联(但不是凝胶化)。通常，在实验室规模下，微生物生物质蛋白质浆料与含转谷氨酰胺酶的制剂(下文称为“转谷氨酰胺酶制剂”)可在带磁力搅拌器的玻璃杯中混合，例如在室温下。将微生物生物质蛋白质浆料与转谷氨酰胺酶制剂混合，确保了转谷氨酰胺酶与微生物生物质蛋白质浆料适当地混合，并与其中的水相互作用。温度范围通常为28、30、32、34、36或38℃，至30、32、34、36、38或40℃。尤其是，转谷氨酰胺酶在上述温度范围内有活性。此外，在实验室规模下，孵育的第一时间段可为20分钟至40分钟。例如，第一时间段可从20、25、30或35分钟至25、30、35或40分钟。可以理解，最佳温度和第一时间段是间接成比例的，如果孵育温度设置得较低，则需要延长第一时间段。可以理解，可以适当地扩大规模。此外，孵育分为几个步骤进行，以确保适当的交联和结实的豆腐状结构的形成。
任选地，蛋白质混合物在高速混合器(如ultra turrax均质器)中以10000rpm至20000rpm的速度混合至少1分钟。将蛋白质混合物混合能够均匀混合其中的内容物。此外，混合防止麦芽糖糊精在蛋白质混合物中形成块状物(lumps)。因此，高速下混合至少一分钟能够使肉类似物食品具有均匀的质地。混合速度通常为10000、12000、14000、16000或18000rpm至12000、14000、16000、18000或20000rpm。
此外，方法包括向蛋白质混合物中添加选自水性MgCl2或水性CaCl2中的至少一种。水性MgCl2或水性CaCl2用作凝固剂。水性MgCl2或水性CaCl2增强转谷氨酰胺酶的活性。可以理解，水性MgCl2或水性CaCl2都是食品级的，添加到蛋白质混合物时提供相同的作用。此外，水性MgCl2或水性CaCl2能够一起但不同时使用。尤其是，钙离子对转谷氨酰胺酶的活化和活性起着重要作用。任选地，可以使用其他凝固剂，如硫酸钙(CaSO4)或酸类(葡萄糖酸δ内酯(GDL))。
任选地，将蛋白质混合物与液体(如水)、NaCl、香料(spices)和防腐剂混合，以增强最终产品的风味。可以理解，蛋白质混合物、液体、NaCl和其他添加剂都是按照良好生产规范使用的。
此外，将蛋白质混合物孵育第二时间段。孵育的第二时间段通常为5分钟至12分钟，优选10分钟，在实验室规模下于室温下进行。例如，第二时间段可为5、6、7、8、9分钟至8、9、10、11、12分钟。此外，将蛋白质混合物孵育第二时间段不需要在孵育期间混合蛋白质混合物。可以理解，孵育时间和温度在工业规模下是不同的，因此可能会根据蛋白质混合物中不同成分的用量而变化。
此外，蛋白质混合物在40℃至60℃温度的水浴中孵育第三时间段。可以理解，在水浴中孵育第三时间段保持了转谷氨酰胺酶的活性，同时避免蛋白质混合物与加热器直接接触。与第二时间段的孵育类似，在第三时间段的孵育过程中不必要混合蛋白质混合物。然而，在工业规模上，所有孵育步骤都可以在带加热器的混合罐中进行，以避免蛋白质混合物沉淀。第三时间段可为15分钟至40分钟。例如，第三时间段可为15、20、25、30分钟至30、35、40、45分钟。孵育的第三时间段的温度通常为40、45、50或55℃至45、50、55或60℃。转谷氨酰胺酶在高至60℃下有活性。可以理解，为了保持转谷氨酰胺酶的活性，可能需要缓慢加热或升温。此外，有益的是，缓慢加热可使蛋白质的三维结构部分变性，并有助于转谷氨酰胺酶在蛋白质混合物中交联蛋白质。
此外，在60℃至85℃温度下加热蛋白质混合物。可以理解，水浴的温度缓慢地升高，以防止转谷氨酰胺酶过早失活。最后加热蛋白质混合物使转谷氨酰胺酶失活，并赋予蛋白质混合物结实的豆腐状结构。加热温度通常为60、65、70、75或80℃至65、70、75、80或85℃。此外，加热的时间可以进行较长时间段，例如15分钟至45分钟。此外，为了获得更好的结实的豆腐状结构，应从蛋白质混合物中去除更多水。
此外，将蛋白质混合物放入封闭的模具中。如本文所使用的，术语“封闭的模具”是指具有确定横截面的腔体的结构，其能够在预定的时间内容纳一定量的流体(半固体)，如蛋白质混合物，并在施加压力时提供具有结实的结构(如豆腐状结构)和与空腔横截面相对应的确定形状的固化产品(即肉类似物食品)。在这方面，封闭的模具包括重物以压制(即施加压力)流体(半固体)，使其具有所期望的结实的结构。任选地，重物与蛋白质混合物直接接触，或放置在覆盖封闭的模具的板上。有益的是，将蛋白质混合物放入封闭的模具中，可以以节省时间的方式带来高质量的成品。
任选地，蛋白质混合物使用挤压工艺放入。可以理解，挤压过程机械地压紧，并增加了压力和温度，引起破坏蛋白质混合物的细胞结构。
任选地，方法进一步包括在5℃至7℃温度下压制蛋白质混合物。压制蛋白质混合物能够去除蛋白质混合物中多余的水分。任选地，在实验室规模下，压制进行8至12小时时间段。压制可进行8、9、10小时至9、10、11、12小时。任选地，在工业规模上，可以使用液压机进行压制。压制温度通常为5、5.5、6或6.5℃至5.5、6、6.5或7℃。有益的是，低温可延长最终产品(即肉类似物食品)的保质期。
任选地，微生物生物质蛋白质浆料的pH调整为5至8的范围内。微生物生物质蛋白质浆料的pH值应在5、5.5、6、6.5、7或7.5至5.5、6、6.5、7、7.5或8的范围内，优选是7.5。在这方面，可以向微生物生物质蛋白质浆料中添加常规pH调节剂(酸类或碱类)，以调节其pH。可以理解，微生物生物质蛋白质浆料的酸性pH有助于蛋白混合物形成结实的豆腐状结构。此外，微生物生物质蛋白质浆料的酸性pH能够使蛋白质沉淀，从而有助于形成结实的豆腐状结构。
任选地，在将蛋白质混合物孵育第二时间段前，蛋白质混合物的总重量包括：
-3％至5％的含转谷氨酰胺酶的制剂；和
-1.5％至2.5％的选自水性MgCl2或水性CaCl2中的至少一种，其中水性MgCl2或水性CaCl2的摩尔浓度为2.5M至3.5M。
在这方面，以蛋白质混合物的总重量计，蛋白质混合物包括重量百分比为3、3.5、4或4.5％至3.5、4、4.5或5％的转谷氨酰胺酶。此外，以蛋白质混合物的总重量计，蛋白质混合物包括重量百分比为1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3或2.4％至1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4或2.5％的选自水性MgCl2或水性CaCl2中的至少一种。此外，水性MgCl2或水性CaCl2的摩尔浓度为2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3或3.4M至2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4或3.5M。在一个示例中，蛋白质混合物包括4％重量的转谷氨酰胺酶和麦芽糖糊精组合，2％重量的3.15M水性MgCl2或2.97M水性CaCl2，和94％重量的微生物生物质蛋白质浆料。任选地，蛋白质混合物包括1.5％至2.5％的3M MgCl2。更任选地，蛋白质混合物包括3MMgCl2，范围为2％至30％的MgCl2水溶液。在本公开的方法中使用前面提到的范围，能够获得格外结实甚至超结实的豆腐状结构。特别结实的豆腐状结构比结实的豆腐状结构的水更少。结实的豆腐状结构和特别结实的豆腐状结构的烹饪可能性几乎相同，但特别结实的豆腐状结构不吸收添加剂。特别结实的豆腐状结构更容易煎、炒或炸。超结实的豆腐状结构比特别结实的豆腐状结构的水甚至更少，因此最容易煎炒炸。可以理解，如果蛋白质混合物中MgCl2的含量更高，则更难以获得结实的豆腐状结构的肉类似物食品并且吃起来可能发苦。类似地，如果蛋白质混合物中MgCl2的含量更低，则难以获得结实的豆腐状结构的肉类似物食品，吃起来也会发苦。
任选地，微生物生物质蛋白质浆料包括5％至25％的细菌生物质，和75％至95％的水。以微生物生物质蛋白质浆料的总重量计，水的重量通常为75、80、85或90％至80、85、90或95％。以微生物生物质蛋白质浆料的总重量计，细菌生物质(即Solein)的重量通常为5、10、15或20％至10、15、20或25％。在一个示例中，微生物生物质蛋白质浆料包括89％重量的水和5％重量的富含蛋白质的细菌生物质。
更任选地，微生物生物质蛋白质浆料包括20％至25％的细菌生物质。以微生物生物质蛋白质浆料的总重量计，细菌生物质的重量通常为20、21、22、23或24％至21、22、23、24或25％。可以理解，细菌生物质的量可以根据肉类似物食品所需的蛋白质含量而改变。任选地，生物质包括约65％至70％的蛋白质、5％至8％的脂肪、10％至15％的膳食纤维和3％至5％的矿物质。
任选地，微生物生物质蛋白质浆料包括含以VTT-E-193585保藏的经分离的细菌菌株或其衍生物的细菌生物质。所述经分离的细菌菌株或其衍生物通常是革兰氏阴性细菌(不保留革兰氏染色法中使用的结晶紫染色)。可以理解，所述经分离的细菌菌株或其衍生物在遗传上是稳定的，可以随时间在从最佳条件到压力条件的广泛工艺条件下生长。如本文所使用的，术语“在遗传上是稳定的”是指物种或菌株/分离体在多代或细胞分裂过程中(理想的是数百至数千代)抵抗变化并保持其基因型的特性。任选地，所述经分离的细菌菌株或其衍生物利用氢气作为能量源，利用二氧化碳作为碳源。有益的是，所述菌株或其衍生物含有铁和维生素B12。此外，由所述菌株或其衍生物产生的最终产品没有豆腥味，因此更容易调味。最终产品可能还具有鲜味(umami)(即可口的(savory)味道或“类似肉”的味道)。
任选地，微生物生物质蛋白质浆料通过上游工艺和下游工艺生产，下游工艺包括以下步骤：
-通过气体发酵培养(cultivating)细菌细胞以获得生物质；
-通过在55℃至75℃的温度下热处理15分钟至40分钟，对生物质进行孵育；
-分离生物质的液相和固相，并通过去除所述液相来浓缩生物质；以及
-均质化生物质中的细菌细胞以获得微生物生物质蛋白质浆料。
在这方面，上游工艺任选地包括为细菌细胞生长和制造所期望的细胞内蛋白质创造最佳环境。任选地，上游工艺包括对细菌细胞进行基因工程改造，以生产高产量的所期望的蛋白质和/或其他营养成分，如抗氧化剂、铁、维生素等。可以理解，制造所期望的细胞内蛋白质的一批或多批细菌细胞被选作使其进一步生长的起始材料或接种物。如本文所使用的，术语“下游工艺”是指在选择出能产生高产量蛋白质的细菌细胞之后的工艺。通常，下游工艺是以对消费者(人类或动物)有用的方式促进最终产品生产的单元操作(unitoperations)。在这方面，下游工艺包括将细菌细胞置于生理、化学和机械条件下，以提供适合消费者使用且对其安全的最终产品。
下游工艺从培养细菌细胞开始。如本文所使用的，术语“生物质”是指样品中活组分(即细菌)的量的量度(a measure of amount)。尤其是，生物质包括固相(即细菌细胞)和液相(生长培养基)。此外，细菌细胞是在被称为生物反应器的容器中，在受控条件下(例如温度、湿度、pH以及任何好氧、厌氧或兼性条件)，在培养基悬浮液(包括碳源、氮源、能量源、矿物质和其他特定营养物质)中培育(即培养(cultured))的。可以理解，细菌细胞利用诸如氢气、二氧化碳和一氧化碳的气体作为能量源和碳源进行生长的过程被称为“气体发酵”。任选地，用于气体发酵培育的进料包括选自CO2、CH4、H2、O2、NH3中的至少一种，至少一种矿物质。添加矿物质，如含铵、磷酸盐、钾、钠、钒、铁、硫酸盐、镁、钙、钼、锰、硼、锌、钴、硒、碘、铜和/或镍的矿物质，促进细菌细胞的生长。此外，添加NH3为细菌细胞提供氮源。
任选地，能够在连续或分批培养细菌细胞中生产生物质。可以理解，微生物的繁殖时间较短，因此可以快速生长，以产生高细胞密度的生物质。有益的是，高细胞密度的生物质足以生产蛋白质例如供人类食用。此外，有益的是，由于需要高效的微规模实验室设备，与从单个细菌细胞中收获蛋白质相比，生物质的大规模生产及其收获更容易，成本效益更高。
此外，具有高细胞密度的经培养生物质在收获后还需进一步经过孵育、分离、均质化和干燥等处理步骤，以获得所期望的最终产品。
在55℃至75℃的温度下热处理15分钟至40分钟，对生物质进行孵育。尤其是，孵育和热处理有助于细菌细胞发生某些化学和结构变化。具体来说，孵育有利于破坏细胞壁，释放脂多糖，脂多糖中一些是内毒素，如果内毒素从肠道转移到血液中，可能对人体有害。例如，孵育可在55、60、65或70℃至60、65、70、75℃的温度下进行，孵育时间为15、20、25、30或35分钟至20、25、30、35或40分钟，优选在60、65或70℃至65、70或75℃的温度下进行，孵育时间为20、25或30分钟至25、30或35分钟。有益的是，由于生物质的孵育，细胞壁降解，引起最终产品(即肉类似物食品)的内毒素反应至少降低10-1000倍。此外，在上述温度范围内孵育防止不需要的微生物生长，从而得到所期望的细菌的纯培养物。
任选地，分离用选自离心和过滤的至少一种分离方法来进行。离心分离通常是根据颗粒的大小、形状、密度、粘度或分离使用的转子速度进行分离的技术。为此，将溶液放入离心管中，然后将离心管放入转子中以一定的速度旋转。任选地，用10000×g至20000×g的离心力进行离心。离心从固相分离出约90-95％的液相。可以理解，离心是分离液相和固相最有效、最简单的方法。过滤技术通常通过半透膜将液相和固相分离，半透膜允许液相通过同时将固相保留在所述半透膜上。过滤是分离液相与固相最节能的方法。可以理解，随着液相的分离，细胞壁结构的经水解的组分(包括脂多糖)会从浓缩的生物质中去除，从而使经浓缩的生物质中的内毒素减少。
尤其是，均质化至少部分地降解细菌细胞的细胞壁。如本文所使用的，术语“均质化”是指物理破坏细菌细胞壁的手段。可以理解，孵育细菌细胞部分地破坏其细胞壁，而均质化生物质进一步破坏细胞壁。通常，均质化利用流体流动、颗粒与颗粒之间的相互作用以及压降来促进细胞破坏。有益的是，均质化可使细菌细胞部分地裂解并增加生物质的可溶性蛋白质含量，从而改善生物质作为食品的功能特性。通常，所使用的均质化装置包括研钵和研杵、搅拌机、珠磨机、超声发生器、转子-定子等。此外，均质化生物质可进一步去除浓缩生物质中残留的脂多糖，从而进一步从均质化生物质减少。可选择使用高压均质化(或微流化)或研磨技术进行均质化。如本文所使用的，术语“高压均质化”是指将样品流(如经浓缩的生物质)强制通过高压均质化装置以均质化样品和/或减小样品中任何组分的粒度的物理或机械过程。通常，高压均质化装置会使样品受到多种力的作用，例如高压或剪切力的任意组合。
任选地，均质化在800巴至2000巴的压力下运行至少一次。均质化压力例如可以为800、1000、1200、1400、1600或1800巴至1000、1200、1400、1600、1800或2000巴。如本文所使用的，术语“运行至少一次”是指经浓缩的生物质所经历的循环或通过的次数(如一次、两次或三次)。更任选地，均质化在700巴至1000巴的压力下进行至少一次运行。均质化压力例如可以为700、750、800、850、900或950巴至750、800、850、900、950或1000巴，优选900巴。有益的是，在所述均质化压力范围内，经均质化的生物质中的可溶性蛋白质含量增加且内毒素水平降低，达到最佳结果。
有益的是，使用本公开的方法获得的肉类似物食品具有结实的豆腐状结构，并含有铁和B12，它们对氧分布和神经系统非常重要，但植物性豆腐中通常缺少这两种。此外，有益的是，肉类似物食品没有植物豆腐特有的豆腥味，因此更容易使用调味剂或香料进行调味。此外，肉类似物食品还具有黄色，这是生物质中的β-胡萝卜素带来的。
附图详细描述
参见图1，示出说明根据本公开的实施方式生产肉类似物食品的方法的步骤的流程图100。步骤102，将微生物生物质蛋白质浆料与含转谷氨酰胺酶的制剂混合，以获得蛋白质混合物。步骤104，通过在28℃至40℃的温度下混合，将蛋白质混合物孵育第一时间段。步骤106，向蛋白质混合物中添加选自水性MgCl2或水性CaCl2中的至少一种。步骤108，将蛋白质混合物孵育第二时间段。步骤110，蛋白质混合物在40℃至60℃温度的水浴中孵育第三时间段。步骤112，在60℃至85℃温度下加热蛋白质混合物。步骤114，将蛋白质混合物放入封闭的模具中。
步骤102、104、106、108、110、112和114仅仅是说明性的，并且在不脱离本文权利要求范围的情况下，也可提供其中增加一个或多个步骤，去除一个或多个步骤，或者以不同的顺序提供一个或多个步骤的其他替换方案。
在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下，对前文描述的本公开的实施方式的修改是可能的。用于描述和要求本公开的诸如“包含”、“包括”、“并入”、“具有”、“是”的表达意在以非排他性的方式解释，即允许还存在未明确描述的项目、组分或要素。对单数的引用也应被解释为涉及复数。
Claims (14)
1.一种生产肉类似物食品的方法，所述方法包括：
-将微生物生物质蛋白质浆料与含转谷氨酰胺酶的制剂混合，以获得蛋白质混合物；
-在28℃至40℃的温度下，于混合下将所述蛋白质混合物孵育第一时间段；
-向所述蛋白质混合物中添加选自水性MgCl2或水性CaCl2中的至少一种；
-在28℃至40℃温度下，将所述蛋白质混合物孵育第二时间段；
-在40℃至60℃温度的水浴中，将所述蛋白质混合物孵育第三时间段；
-在60℃至85℃温度下加热所述蛋白质混合物；以及
-将所述蛋白质混合物置于封闭的模具中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述制剂进一步包括麦芽糖糊精。
3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括在5℃至7℃温度下压制所述蛋白质混合物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述微生物生物质蛋白质浆料的pH调整至5至8的范围内。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在将所述蛋白质混合物孵育第二时间前，所述蛋白质混合物的总重量包括：
3％至5％的含转谷氨酰胺酶的制剂；和
1.5％至2.5％的选自水性MgCl2或水性CaCl2中的至少一种，其中所述水性MgCl2或水性CaCl2的摩尔浓度为2.5M至3.5M。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述蛋白质混合物在高速混合器中以10000rpm至20000rpm的速度混合至少1分钟。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述微生物生物质蛋白质浆料包括
5％至25％的细菌生物质；和
75％至95％的水。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述微生物生物质蛋白质浆料包括20％至25％的细菌生物质。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述微生物生物质蛋白质浆料包括含以VTT-E-193585保藏的经分离的细菌菌株或其衍生物的细菌生物质。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述微生物生物质蛋白质浆料通过上游工艺和下游工艺生产，所述下游工艺包括以下步骤：
-通过气体发酵培养细菌细胞以获得生物质；
-通过在55℃至75℃的温度下热处理15分钟至40分钟，对所述生物质进行孵育；
-分离所述生物质的液相和固相，并通过去除所述液相来浓缩所述生物质；以及
-均质化所述生物质的细菌细胞以获得微生物生物质蛋白质浆料。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述均质化在800巴至2000巴的压力下运行至少一次。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述均质化在700巴至1000巴的压力下运行至少一次。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中，用于通过气体发酵培养的进料包括选自CO2、CH4、H2、O2、NH3中的至少一种，至少一种矿物质。
14.通过权利要求1至12中任一项所述的方法而获得肉类似物食品，其中，所述肉类似物食品具有结实的豆腐状结构。
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