CN1350433A - 用于肉代用品生产的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种生产组织化处理的蛋白质肉代用品的方法,包括:在食品挤压机中混合物经受足够的机械压力和施加的热量以将混合物转化为热的、黏性蛋白质熔浆,该混合物包含:重量上约40到95%的可食用蛋白质材料,该材料是从由脱脂大豆粉、大豆粗粉、大豆浓缩物、全谷类麦麸或含淀粉形式的谷类麸皮以及蛋白的预定混合物构成的组中选取;以及重量上达到7%的可食用矿物质凝固和交联元素。挤压蛋白质熔浆而使其通过可温控地冷却并减小蛋白质熔浆黏度的冷却模具,并由冷却模具获得黏性的、组织化处理的、压出物片或条,其中基本阻止了闪蒸;以及在锤式粉碎机中使固化的压出物片或条经受机械粉碎,该锤式粉碎机具有带多个细长的排出口笼形板以及多个铰接到盘上的锤杆,盘固定到旋转轴上,从而获得稠度和组织与薄片状或粉碎的肉类似的多个压出物片。

Description

用于肉代用品生产的方法和装置
                        技术领域
本发明广泛地涉及可食用的蛋白质制品的生产，尤其是用于人和/或动物消费的组织化处理的蛋白质制品(TPP(texturised protein product))。具体地说，本发明涉及一种利用烹饪-挤压技术生产纤维肉代用品的方法和装置，以及涉及通过这种方法和装置获得的肉代用品。
                        背景技术
来自富含蛋白质的原材料的肉代用品的工业生产在当今已经投入实践。其中，原材料包括基于诸如谷类麸质(小麦、稻或玉米的；主要或具有残留淀粉)、脱脂的含油种子、谷类和豆粉、粗粉及其衍生物(例如脱脂大豆粉、大豆蛋白浓缩物、小麦粉)的植物制品或基于诸如由机械浓缩得到的肉类副制品、鱼肉、干蛋白及其它单独的或合并的原料的动物制品。烹饪-挤压技术更广泛地应用于不同的生产方法，以获得这种肉代用品。
如果这种制品被用作真正肉制品的替代物，那么这种制品的组织(不论是基于谷类或豆类来源的蛋白质还是具有附加的基于肉的原料，此后都简称为组织化处理的蛋白制品(或TPP))是作为该制品接收程度的特别重要标准，尤其是，如果其用于人类消耗，就咬头、耐嚼性、结构、外表(以及味道)而论，取决于其与现存肉类相象的能力。而在代用品用于宠物食品情况下，外表不那么重要或是单独或是与真正肉片混合以及嵌入半液态载体(例如，肉汁)内，其结构和组织仍是重要的因素，是由于这些决定了该代用品在生产后进一步加工的适应性。例如，结构和组织可以决定代用品是否可以经受一定的加工步骤以获得最终产品(例如，蒸馏或水合的形式，诸如在罐装宠物食物制品中)。
处于其非常基本的形式，具有组织化或纤维结构的肉代用品的生产必然要将称重的干的原料混合并将它们与水一起(在混合物中获得理想的含水量)引入适宜的受热的挤压机(例如单个或双螺杆挤压机)中。在通过具有分立部分以对混合物进行特定机械操作的挤压机的同时，混合物被塑化并加热，以形成热的、黏性并至少局部熔融的质量，其经常被称为蛋白质熔浆。在原料在挤压机筒体之内所经受的热-机械转化过程的末期，黏性质量的特性取决于过程变量(例如，在挤压机筒体不同部分内的温度、螺杆速度/筒体部分压力、含水量、原料配方等)。为了在压出物中获得纤维结构的形式，该蛋白质材料的热的、黏性质量被挤压机螺杆挤压而通过具有多个小的开口的破碎器板，并随后穿过法兰安装在挤压机筒体排出口处的冷却或调和模具。冷却模具用于防止或调节含于压出物中的水份的闪蒸(flashing)，以便获得为“肉代用品”制品的连续片或条形式的塑性可变形、不蓬松的压出物，而否则会粘着。(参照食品工程国际学报，1976年9月的“植物蛋白食品的最佳组织”(Better Texture for Vegetable Protein Food)。
利用单螺杆、可温控挤压机由脱脂的大豆粉制备的具有适度含水量(达到35％)压出物稍微膨胀(或蓬松)，容易干燥，并(仅到一定程度)具有类似于动物肌肉组织的结构和组织特征。然而，将它们称作肉代用品是不适合的，由于它们在消费之前必须用水和/或加香味的液体再水合。
高湿度的挤压-烹饪以及组织化(或蛋白纤维化)为近年来已经成功应用于高含水量的纤维蛋白基础配方中的一种食品技术方法，并从而或是仅利用植物蛋白源(尤其是谷类和含油种子颗粒蛋白源，如大豆粉、大豆蛋白浓缩物以及全(vital)麦麸)和/或动物蛋白(如鱼粉、蛋白粉、新鲜肉的副制品等)生产出“湿的”、肉状的TPP。在本发明领域中特别优选的HMEC工艺技术详细地描述于位于St Paul，Minnesota的美国谷类化学家联合会(AmericanAssociation of Cereal Chemists)出版的Mercier，C.，Linko，P.，Harper，J.M.编辑的“挤压烹饪(Extrusion Cooking)”343-370页由Akinori Noguchi撰写的“高湿度蛋白食品的挤压烹饪”(Extrusion Cooking of high moisture foods)中，该文章的内容，以及其所参照的内容合并于此，作为简单的对比参照。该技术也被进一步详细描述于由“澳洲食品科学”主持的在1998年的第三届智能挤压研讨会(Third Annual Smart Extrusion Seminar)所发表的、由D.Durand，J.M Bouvier和S.Le Royer撰写的论文“高湿度挤压烹饪以及蛋白纤维化”(High moisture extrusion cooking and protein fibration)中，该研讨会在1998年8月31日和9月1日举行，并将该论文引为参考。
重要的是，在离开挤压机后，TPP片或条状压出物一般经受进一步的加工步骤，以便获得理想的最终产品。因此，公知的是在冷却模具和切割装置处或其中具有特殊设计成形的模具，以对压出物赋予特殊的形状，而仿制诸如海产品、鸡肉片、牛肉块或切片、香肠、蘑菇丁等实际动物或植物制品。如上所述，例如，如果TPP压出物被用于生产宠物食品，重要的是其可以适宜地分割(例如，分割成块、片等)，并且在后续加工步骤中保持其组织和结构的完整性，后续加工步骤可以包括冷冻、作为肉的添加剂与真正的肉(或肉的副制品)一同混合、与液体一同填充到罐中、热处理、在挤压后TPP的含水量小于理想值情况下再水合和/或蒸馏，所有这些会不利地影响TPP的纤维结构。
还公知的是要经受进一步成形步骤的TPP压出物的固有适应性不仅取决于螺杆挤压机中挤压和成形模具中冷却的过程中所选择的工艺参数，而且取决于原料混合物和含水量。例如，压出物在闪蒸膨胀约束冷却模具中的驻留时间和冷却不充分会导致TPP压出物的蓬松的程度和组织，这将不利地增加在后续生产过程中的湿度的吸收，并会导致最终产品糊状稠度，而根本不象肉状(例如与美国专利3,968,268(Sair等人)比较)。
类似地，TPP的配方(即，不同蛋白源原料和在原料混合物中它们的相对比例的使用)以及营养添加剂、调味剂和防腐剂、初始含水量等的存在会影响压出物的内部结构和组织，并因此影响其仿制特定类型肉的敏感性。换句话说，在最终产品要仿制鸡肉或金枪鱼薄片的情况下，不是所有的配方都是有用的，而对于要被仿制的相同的最终产品仅在一定程度上混合物和配方可以互换。
本发明的一个方面，目的是提供一种生产组织化蛋白(即，代用品)制品的方法，该制品仿制薄片状鱼肉(尤其是金枪鱼薄片)、粉碎的鸡肉或其它肉类制品的外表，本发明的目的还提供一种生产这种组织化蛋白(即，代用品)制品的装置。
本发明也试图提供一种用于组织化蛋白(即，代用品)制品的适宜的配方，该配方使TPP压出物能够在挤压烹饪过程中形成，尤其是在较高湿度挤压烹饪中形成，也被机械粉碎为薄片，该薄片极其类似于诸如薄片状鱼肉(尤其是，粗加工切片的金枪鱼)或粉碎的鸡肉(例如，鸡胸肉)肉类制品的组织和结构。
                        发明内容
于是，在本发明的第一方面，提供了一种生产组织化处理的蛋白质肉代用品的方法，所述方法包括：
在食品挤压机中混合物经受足够的机械压力和施加的热量以将混合物转化为热的、黏性蛋白质熔浆，该混合物包含：
-占重量约40到95％的可食用蛋白质材料，该材料是从由脱脂大豆粉、大豆粗粉、大豆浓缩物、主要或含淀粉形式的谷类麸皮以及蛋白的预定混合物构成的组中选取；以及
-占重量达到7％的可食用矿物质结合和交联化合物。
挤压蛋白质熔浆而使其通过可温控的用于冷却并减小蛋白质熔浆黏度的冷却模具，而具获得黏性的、组织化处理的、压出物片或条，其中基本阻止了蒸汽闪蒸；以及
在锤式粉碎机中使固化的压出物片或条经受机械粉碎，该锤式粉碎机具有带多个细长排出口的笼形板以及多个铰接到盘上的锤杆，盘固定到旋转轴上，从而获得稠度和组织与薄片状或粉碎的肉相似的多个压出物片。
优选的是，压出物片在稠度和组织上与薄片状鱼肉、粉碎的鸡肉或粉碎的红肉(诸如牛肉或羊肉)类似。
优选的是，上述方法包括一些真正肉制品或肉的副制品的添加。该添加可以在混合物经受机械压力和热量的步骤之前、期间或之后进行。优选的是，肉类制品或肉副制品的添加在挤压步骤中进行。这种真正的肉或肉副制品可以由鱼、家禽或牲畜(诸如、牛或羊)得到。
优选的是，压出物在离开冷却模具后直接送到锤式粉碎机，以备粉碎，在压出物片仍温暖的时候粉碎以获得压出物碎块或薄片为优选。因此，一般挤压和切割之间的时间不超过5分钟。
优选的是，上述混合物具有约40％到约60％之间的总含水量。然而，在生产过程中，尤其是在压出物片或条离开冷却模具之后，水份会丧失。因此，由于压出物片或条的优选含水量在约40％到60％之间，因此，一般是水在过程中的特定时刻进行添加。
优选的是，在压出物片离开冷却模具后，在其向锤式粉碎机传送的同时，将温和的水喷洒到压出物片上。这个步骤增大固化的压出物的密度，并对实际的粉碎操作具有积极影响。然而，温度调节必须适中，是由于压出物片的暖切割呈现出比粉碎完全冷却的压出物片更好的最终产品。
应理解的是，压出物可以作为连续的带或条直接输送到锤式粉碎机中或其可以以较短的长度或不连续的部分的形式传送。
生产压出物片的优选配方(在添加水之前的构成混合物的材料的重量百分比(％))包括约40～55％的脱脂大豆粉、大豆粗粉或大豆浓缩物；约35～45％的全麦麸、蛋白粉、全麦麸和玉米麸的混合物或全麦麸和面粉的混合物；0.1～0.7％的非析出矿物质成份，它们结合在蛋白质母体中并增强蛋白质的交联(包括：例如0.08到0.3％的硫磺)；可选地0～0.5％的营养纤维添加剂，尤其是纤维素或甜菜浆；0.1～0.3％维生素；0～3.0％的调味剂和0.01～3.0％的色素。这种干燥成份混合物的含水量一般在按重量计算为6～15％的范围内，而将适宜量的水添加到干混合物本身中或添加到挤压机中的干燥材料混合物的供给入口的下游处，以获得35％到60％范围内的压出物总含水量。
形成基本仿制金枪鱼薄片并可以进一步与真正的鱼块和鱼汁一同加工成基于鱼的罐装宠物食品的特别优选的配方包括约51.5％的脱脂大豆粉、约42％的全麦麸、5％的磷酸二钙、0.1％的硫磺、0.18％的营养维生素添加剂、0.2％的营养矿物质添加剂、1.0％的调味剂和0.002％的色素(所有都是重量百分比(％))的干燥成份混合物；在混合物被计量而进入挤压机之前或之后以获得按重量计算为约48到52％的压出物总含水量的量添加到混合物中的水。
根据本发明，出乎意料地发现：一般用于碾磨、颗粒化或研磨干燥、柔软材料，如煤、谷物、种子和类似的干燥材料的锤式粉碎机可以被用来将蛋白质的、塑性-弹性-韧性的、且富含水份的压出物片或条粉碎成与粉碎的金枪鱼肉或鸡肉的外表非常相似的碎块或碎片，而没有对TPP碎块的结构和组织不利的影响。
为了达到该目的而对锤式粉碎机进行改进，将大致圆形笼形板开口的形状改成适宜的形状，如椭圆狭缝或矩形孔。传统上，互相啮合的可转动刀片是用于粉碎压出物的一种预料到的选择。然而，所产生的片缺乏在多种鱼肉中所看到的理想的薄片组织。虽然没有对此进行详细的分析，可确认的是锤杆以撕裂或分裂在冷却模具挤压过程中所形成的各纤维之间交界处分开的压出物片的方式与狭缝状开口相互作用，从而，与用旋转刀片所获得的干净的切割表面相比，呈现出粉碎的、薄片状外表。
笼形板开口优选地具有均匀的形状和面积，从而获得这样的压出物碎块，其中，单个碎块的重量在有可能的重量的较窄范围之内，而可见的外表是随机均匀的。
本发明的方法可以包括附加的步骤。例如，在粉碎操作之后，压出物碎块可以进一步加工，该加工可以包括冷冻、脱水和装罐。
在肉代用品压出物片作用为罐装宠物食物制品中的肉类添加物的应用中，压出物碎块可以被计量而从锤式粉碎机直接进入混合容器，在混合容器中碎块与适宜的真正的肉片(例如：鱼、鸡、羔羊或牛肉片)、肉汁和营养添加剂混合。由于在粉碎后(未罐装的)压出物的货架期相对较短，(例如4到7小时)，这可能是理想的。未处理的、富含水份的碎块的组织和结构在该期间对于热和机械加工保持稳定。然而，一旦进一步加工，例如，在装罐加工中，压出物碎块保持它们整体的结构和外表。类似地，脱水的压出物碎块可以用公知的方法进行水化，而不会负面影响再水合的制品的结构和整体性。
在本发明的第二方面，提供了一种根据上述过程中利用参照上面的材料配方生产的粉碎的肉代用品。
在本发明的第三方面，提供了一种用于根据本发明第一方面的方法生产组织化处理的蛋白质肉代用品的生产线，其包括：
具有多个可温控的筒体部分的食品挤压机，其具有至少一个适于接收本发明第一方面的混合物的送入口，以及适于排出热的、黏性蛋白质熔浆的排出口；
可温控的冷却模具，其位于排出口处，并适于接收热的蛋白质熔浆，且适于将该熔浆冷却到至少表面固化的程度，蛋白质的压出物片或条在压出物中大致不会出现蒸汽闪蒸的情况下离开冷却模具；
具有笼形板和铰接到盘上的多个锤杆的锤式粉碎机，该笼形板具有多个细长的排出口，所述盘固定到转轴上；以及
适于从冷却模具接收并向锤式粉碎机的送入滑槽输送压出物片或条的传送机装置。
优选的是，体积或质量流干燥材料进料器设置成与挤压机的送入口连通，单独的用于计量进入挤压机中的水的装置位于干燥材料送入口下游的位置处。也可以用公知的方式将水蒸汽注入到挤压机筒体中。
优选的是，水喷洒机构与传送机装置相连，后者优选地包括有环形传送机导轨，以便随着压出物片或条在传送机导轨上向锤式粉碎机滑槽运行，而将温和的水的细水雾引导到压出物片或条的表面上，从而在压出物片或条离开冷却模具之后，起附加的表面增稠作用。
可以采用冷却模具以使压出物片或条具有适宜的横截面(例如：矩形或圆形)。冷却模具优选地为多通道冷却模具。
生产线布置成实现从计量加入挤出机中的干燥成份和水到计量在适宜的容器中以进一步加工的压出物碎块的粉碎的TPP压出物的连续生产。另一种方案是，另外的传送机装置可以设置在锤式粉碎机排出滑槽之下，以用于向综合食品生产线的进一步加工单元(例如，罐装工作站等)传送肉代用品碎块。
挤压机优选地为双传送机，并具有单独温度控制的4到8个筒体部分的压力螺杆挤压机，每个部分具有大约为4的长度对直径的比，如用作高湿度挤压烹饪中的一样。在生产过程中，单独筒体部分的温度设定可以在60到120℃之间变化，而内部压力在3和8Mpa之间，螺杆转速在200到350rpm之间。
下文中，本发明的其它特征和优点将通过仅为示例的形式并参照附图相对其优选实施例加以描述。
                          附图说明
图1以方块图形式示出根据本发明一个方面的肉代用品(TPP)的生产线；
图2是以方块图形式在图1中示出的挤压装置的示意性侧视图；
图3是以方块图形式在图1中示出的输送传送机的冷却模具和初始位置的立体图，冷却模具在挤压机的端板处翻边，而TPP压出物片或条从冷却模具中排出，并在传送带上输送；
图4是以方块图形式在图1中示出，并在图3中表示的挤压机排出端和冷却模具的示意性纵剖视图；
图5是以方块图形式在图1中示出的输送传送机和锤式粉碎机的端部的立体图；
图6是图5中所示并用于生产根据本发明的TPP压出物片的锤式粉碎机的放大的立体图；以及
图7是用于图6所示的锤式粉碎机中的筛网的立体图。
                    具体实施方式
图1以方块图示出生产根据本发明优选实施例的切碎的纤维状肉代用品的生产/加工线。将在下面描述生产根据本发明的切碎的组织化处理的蛋白质制品的生产过程和优选配方。然而，应理解的是，以下提及的某些特征和尺寸可以改变以适合所进行的生产规模。
生产线10包括用于存储肉代用品的干的原材料的存储容器12、14、16，该原材料按适宜的重量比例加以计量，并利用传统的用于颗粒、自由流动且粉状材料的混合器18，如，条带混合器加以混合。适于高湿度挤压烹饪(HMEC)和蛋白质纤维化的双螺杆、加热的挤压机22配装有4到6个筒体部分(图2中由附图标记22a到22e所标识的五个)上。挤压机22总的挤压长度对直径的比在15到25之间，并在其入口24处与体积流或质量流料斗20配装，料斗20接收已称重的干材料混合物，并计量挤压机22第一筒体部分22a内的该混合物。挤压机22也以公知方式配备有用于可控并单独加热及烹饪挤压机筒体部分22a-22e的装置。在此未详细描述挤压机的精确结构，应参照Akinori Noguchi，supra的专利WO 96/36242“高湿度蛋白质食品的挤压烹饪”(Extrusion cooking of high moisture protein foods)，该专利描述了一般在适于HMEC的挤压机中存在的结构零件，以及在HMEC中所采用的一般的操纵参数。
也具有用于计量从无杂质水源30倾倒入独立的挤压机22的液体材料加注口26的任何适宜装置28。
只要流量可以调节并保持恒定就可以使用泵或干线压力水。一般，水可以在干材料供给点24下游的1D和3D之间的点被计量，而进入挤压机22，D为挤压机筒体22a的直径。也可以在不同位置将蒸汽直接注入挤压机筒体中，如在图2中26b处所图示的。适宜的挤压机可以是具有5个筒体部分的Werner & Pfleiderer型C58挤压机。
在法兰连接到挤压机22的传送终端上的安装端板32之内固定的是8到12mm厚的破碎器板33，见图4，其位于挤压机最后一个螺纹元件的下游的20mm到40mm处，并以公知方式封闭最后一个筒体部分22e的中空内部的横截面区域。破碎器板33具有多个相同直径的孔33a，优选的是20个直径为3.5到4mm的孔，它们相对挤压机的中心轴对称地设置，并彼此等距离。
冷却模具34与其过渡板35法兰连接，该过渡板35具有向前直到端板32外侧逐渐变细的开口，该开口与破碎器板33的下游侧连通。过渡板35支承围绕着挤压流通道元件37的冷却套筒36，压出物质量通过该通道元件37而排出冷却模具34。通道元件37优选地具有矩形横截面，一般尺寸为50到80mm宽，6到10mm高且300到600mm长。该通道元件37可以为任何形状(例如，圆形)。冷却套筒36以公知方式提供用于冷却流体(一般是温度保持在2到20℃的水)的冷却水通道，冷却流体连续地从蓄水池40借助泵39通过入口38泵入到并联的上、下冷却通道中，以便在压出物通过出口41排出冷却模具34之前，冷却流体流动方向相对压出物的流动方向是逆流的。
如图3中清楚地看出的，具有较高的表面对体积比的连续压出物片或条通过流动通道元件37挤出。在加热后，黏性压出物熔化物(或岩浆状物)通过破碎器板孔33a离开挤压机22，而同时流过流动通道元件37，与在冷却模具套筒36内环形的冷却流体进行热交换。
具有环状栅格带的输送传送机42恰好位于冷却模具34的终点自由端附近及其下，以便在传送机上接收连续的压出物片E并将后者传送到粉碎装置48。由于在固化的压出物还温暖时实现了压出物的最佳粉碎以获得理想的最终产品，故传送带的速度和长度应选择成挤压和粉碎之间的时间应不超过5分钟。
参照图1，由具有多个分立的可控喷洒喷嘴45的水供给线路44构成的湿度喷洒装置布置在输送传送机42之上，其中喷嘴沿供给线路44的长度布置。水从可温控的水源46以2℃和20℃的温度供给到喷洒喷嘴，从该喷嘴处，水作为细雾而喷洒到压出物片上以防止压出物片的外表面进一步固化。已经发现以温和的水喷洒压出物表面可以改善后续的切割/粉碎操作。
见图5、6和7，粉碎装置48为商业可用的锤式粉碎机，其设计用于粉碎干燥、自由流动材料的目的，然而，其中笼形板已经为了形成如图7所示的粉碎筛网53的目的而更换。锤式粉碎机48具有中空的壳体60，壳体60中在切割/粉碎腔61之内容纳一系列平行、圆形板56。板56抗转动地固定到由电机62通过传动带以公知方式驱动的公共轴57上。每个板56(只示出了一个板)承载多个条状锤59，各锤等距离地绕相应板56的圆周间隔开，并通过销58枢转固定到后者上。在壳体60内布置半圆形粉碎筛网53，其由包含多个穿过板的开口55的薄(6mm)矩形钢板54构成，该开口55在板54的圆周延伸方向是纵向，且为矩形或椭圆形形状。开口55的尺寸可以根据最终产品的尺寸需求予以选择。各开口55之间的距离(横向和纵向)应尽可能小，优选地不超过6mm。筛网53定位在所述锤59的终端之下，但靠近该终端。
随着连续的压出物材料通过与壳体盖51整体形成的入口滑槽50送入到粉碎腔61中，其不仅在各锤本身之间受到切割/粉碎作用，随着各盘和所连接的锤以1500到2500rpm的转速旋转，其也在锤和限定在筛板54内的椭圆或狭缝状开口55处的边缘之间受到切割/粉碎作用。在粉碎过程中，锤断开压出物片或条，并将所形成的较小的、粉碎的片推过筛网53和排放滑槽50，进入容器或另一个输送传送机62中，如图1中示意性示出的。
切割/粉碎速度(即，盘56的转速)可以调节，且具有不同数量和尺寸的细长排放/粉碎开口55的筛网53可以用于获得不同粉碎尺寸的被粉碎的最终产品。优选的是，所有开口55具有相同的尺寸，以便使其中单个碎片具有或大或小重量的被粉碎制品随机出现。
上述的生产线10特别适于生产粉碎的肉代用品。被粉碎的最终产品具有某一密度、纤维、结构，其不仅在外表上类似，并且与成片状或粉碎的肉，如金枪鱼或鸡胸肉的构成、咬头和感觉类似。这种制品一般具有表1所示的营养成份。
表1
成份            重量百分比(％)
蛋白质          25～35
脂肪            0～10
碳水化合物      5～20
水份            40～60
灰渣            0～5
可以用于制备这种制品的适宜的成份包括大量的植物蛋白，有可能用少量的动物蛋白，如鱼或动物的肉或肉类副制品或其它蛋白源替代或添加植物蛋白的小部分。一般用作蛋白源的适宜的材料包括大豆、小麦、玉米和鸡蛋。诸如纤维素或蔗糖甜菜浆的材料可以用作膳食纤维的另外来源。也可以加入红肉和/或肉的副制品。该制品一般也包括少量的维生素、矿物质、色素和调味剂，以提供正确的营养结构、颜色和味道。
典型的制品配方可以包括表2中列出的成份，从而该重量百分比(％)提供了最终混合物相对成份的近似值。
表2
成份                       重量百分比(％)
脱脂大豆粉                 40～50
全麦麸                     35～45
营养纤维素                 0～5
维生素                     0.1～0.3
矿物质                     0.1～0.7
硫磺                       0.08～0.3％
调味剂                     0～3.0
色素                       0.01～3.0
矿物成份一般包括交联剂，以增强蛋白质在挤压和后续的冷却过程中的组织化处理/纤维化处理，稳定的矿物质成份不会从压出物中沥出并在后续加工处理过程中(例如，在食品加热杀菌和装罐过程中)与蛋白质和纤维成份以及营养矿物质添加物一起保留在母体中。
表2中列出的一些成份可以用具有类似特性的其它成份代替。例如，表3列出了替代物，它们已经在粉碎的TPP生产中成功地加以连续测试，并满足上述标准以及与仿制金枪鱼碎片相关的理想特性。
表3
成份                   替代物
脱脂大豆粉             大豆粗粉
脱脂大豆粉             大豆浓缩物
全麦麸                 蛋白粉
全麦麸                 全麦麸/玉米麸
全麦麸                 全麦麸/小麦粉
上面列出的替代物一般是优选的，虽然本发明的目的仍可以通过利用其它功能性的、高蛋白源(例如：燕麦或肉的碎片)予以实现。
示例1
将描述生产过程利用表2中列出的成份进行理想肉代用品生产的生产线10。
在条带混合器18中备成份按表2所示的重量范围加以预混合，并利用质量杆材料料斗20进行计量而进入挤压机22中。干成份混合物的含水量一般在重量上9～14％的范围内。水被计量而通过注入口26进入挤压机筒体的第一或第二部分。也可以使用蒸汽，该蒸汽被计量而进入挤压机的第二或第三筒体部分。
挤压机螺杆将潮湿的混合物向位于最后一个挤压机筒体22e的出口输送，从而该混合物经受更大的剪切和压力。在筒体部分中的温度一般设定在60～140℃之间，较高的温度存在于中间筒体部分，在该处干原材料的塑化(plastification)和“熔化”最有效，而在挤压机筒体内的压力一般达到3～8Mpa的程度，这取决于筒体部分是否包含叶片或螺杆刮板，螺杆刮板主要用于向挤压机出口传送混合物或主要向塑化混合物施加剪切力以由此增大背压。螺杆速度一般设定在200～350rpm之间。
由干材料和水产生的热的、粘的蛋白质浆液被压过破碎器板33(也称作主模板)的孔，该破碎器板33位于挤压机螺杆的最后一个螺杆刮板或叶片的下游。
在流过主模板33之后，热的压出物团块流过过渡板35而进入冷却模具34。冷却模具的主要功能是防止压出物受到蒸汽闪蒸，并通过在模具内物理约束压出物并冷却压出物而防止其不受控制的膨胀(爆开)，以将水蒸汽压力降低到周围条件。冷却模具促使致密纤维化组织的形成，致密纤维组织化是制品的重要特性。对于蛋白材料组织的精确结构的进一步的细节，请参照说明书介绍部分提及的文献。
在离开冷却模具34时，连续的片或条状压出物制品被充分冷却，以致于其不会显著膨胀，并因此具有相对致密、纤维化的组织。一般地，该制品在这个阶段具有占重量40～60％的含水量，并具有相对硬的弹性。制品密度一般在0.85到1.05kg/l之间。
压出物制品被输送传送机42从冷却模具出口直接送到切割/粉碎装置48，同时经受水雾喷洒以在粉碎操作之前增强制品的表面固化，不进一步对压出物显著冷却。
压出物制品的连续的条通过在该单元顶部的滑槽50进入锤式粉碎机48，并通过锤59的旋转断裂，且通过位于所述锤之下的筛网53的狭缝状或椭圆开口。粉碎的TPP通过滑槽52排出到传送机62或其它适宜容器上。
在粉碎后，该制品已准备好进一步使用或处理。其可以立即使用或冷冻以备后面阶段使用。当用作宠物食品中的肉添加剂时，在填充到罐头、碟或其它容器之前，粉碎的食品将与鱼、鸡或其它肉类以及维生素、矿物质、凝胶剂以及肉汁混合，然后经过适宜的加热处理，获得可以消费的最终产品。
当与真正的肉片(例如，鱼片)和肉汁混合时，所粉碎的制品具有非常类似于粉碎的肉块(例如鱼块)的外表。
粉碎的TPP可以包含赋予最终产品颜色和味道的原材料，所述颜色和味道非常类似于由代制品(例如，金枪鱼、鲑鱼、鸡、牛肉或羔羊肉)仿制的理想肉制品。然而，原材料的配方可以如上所述在较窄的范围内变化，尤其是可以加入附加的肉或脂肪形式的调味剂。这些肉和脂肪可以包括鱼肉、鱼油、鸡肉、鸡的脂肪、牛肉、羔羊肉或从这些肉中获取的脂肪。从而，有可能获得与粉碎的鱼肉、粉碎的鸡肉等类似的形状和味道的粉碎制品。
示例2
以下将描述根据本发明生产的肉代用品以及在生产过程中所用的具体参数的特定示例。
具有纤维状条纹结构的母体和类似于金枪鱼白肉的肉代用品块利用上述方法和装置如下制备：
表4中列出的成份如所示称出，通过配装有尺寸1.2～2mm筛网的锤式粉碎机粉碎，并在条带混合器中预混合4分钟。
表4
成份                     重量百分比(％)
脱脂大豆粉               51.5
全麦麸                   42
磷酸二钙                 5
维生素                   0.18
矿物质                   0.2
硫磺                     0.1
调味剂                   1.0
色素                 0.02
然后，混合后的混合物送入料斗中并被计量而以40kg/hr的速度送入挤压机(Werner & Pfleiderer C58，配装5个筒体部分)中。在邻近送入部分的筒体部分处以32kg/hr的速度送入水。挤压机螺杆的速度设定为250。筒体温度调节到表5所列的值。
表5
筒体号                  温度℃
1                       25
2                       95～105
3                       105～115
4                       105～115
5                       95～105
干原材料和水随着它们被传送过挤压机筒体部分而塑化并熔融成黏性压出物。热的熔融物被压过破碎器板(具有20个直径3.5mm的孔和长度10mm的接合区)。离开破碎器板的压出物进入冷却模具通道元件(横截面尺寸为50mm×7mm，长度为400mm)，冷却水入口温度设定为约5℃。
分析从冷却模具排出的呈连续的片的压出物制品，并示出具有占重量48～52％的湿度值和0.95～1.05kg/l范围内的密度。在以约15℃温度的水喷洒的情况下，该片然后被直接传送到改进的锤式粉碎机中。制品片被切割并粉碎成具有撕裂的不均匀外表、非常类似于罐装白金枪鱼片的小片。锤盘的转速设定为1800～2000rpm，而采用具有50mm×7mm尺寸的孔的筛网。
示例3
具有纤维条纹结构的母体及类似于牛筋肉的肉代用品块利用上述方法和装置如下制备：
表6中列出的成份称重并在此示出，并通过配装有1.2～2mm筛网的锤式粉碎机粉碎，并在条带混合器中预混合4分钟。
表6
成份                      重量百分比(％)
全麦麸                    42
大豆浓缩物                41.6
纤维                      10.0
磷酸二钙                 5
色素                     0.6
盐                       0.5
维生素                   0.2
硫磺                     0.1
然后将混合后的混合物送入料斗中，并在计量后以40kg/hr的速度送入挤压机(Werner & Pfleiderer C58，配装5个筒体部分)中。乳化的牛肝以50kg/hr的速度加入到邻近送入部分的筒体部分。挤压机螺杆转速设定为280。筒体的温度调节为表7所列的值。
表7
筒体号                  温度℃
1                       25
2                       95～105
3                       125～135
4                       130～140
5                       125～135
干原材料和肉随着它们被传送过挤压机筒体部分而塑化并熔融成黏性压出物。热的熔融物被压过破碎器板(具有20个直径3.5mm的孔和长度10mm的接合区)。离开破碎器板的压出物进入冷却模具通道元件(横截面尺寸为50mm×7mm，长度为400mm)，冷却水入口温度设定为约5℃。
分析从冷却模具排出的呈连续的片的压出物制品，并示出具有占重量48～52％的湿度值和0.90～1.1kg/l范围内的密度。在以约15℃温度的水喷洒的情况下，该片然后被直接传送到改进的锤式粉碎机中。制品片被切割并粉碎成具有撕裂的不均匀外表、非常类似于罐装白金枪鱼片的小片。锤盘的转速设定为1800～2000rpm，而采用具有50mm×7mm尺寸的孔的筛网。

Claims (24)

1.一种生产组织化处理的蛋白质肉代用品的方法，包括：
在食品挤压机中混合物经受足够的机械压力和施加的热量以将混合物转化为热的、黏性蛋白质熔浆，该混合物包含：
占重量约40到95％的可食用蛋白质材料，该材料是从由脱脂大豆粉、大豆粗粉、大豆浓缩物、主要或含淀粉形式的谷类麸皮以及蛋白的预定混合物构成的组中选取；以及
占重量达到7％的可食用矿物质结合和交联化合物；
挤压蛋白质熔浆而使其通过可温控的用于冷却并减小蛋白质熔浆黏度的冷却模具，而获得黏性的、组织化处理的、压出物片或条，其中基本阻止了蒸汽闪蒸；以及
在锤式粉碎机中使固化的压出物片或条经受机械粉碎，该锤式粉碎机具有带多个细长排出口的笼形板以及多个铰接到盘上的锤杆，盘固定到旋转轴上，从而获得稠度和组织与薄片状或粉碎的肉相似的多个压出物片。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，肉或肉的副制品加入到混合物中。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，肉或肉的副制品在挤压步骤过程中加入到混合物中。
4.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，压出物片或条在离开冷却模具后被直接传送到锤式粉碎机以备粉碎。
5.如权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，在食品挤压机中经受机械压力和热量的混合物总含水量为40％到60％。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，适宜量的水添加到混合物本身或加入到挤压机中的用于干材料混合物的送入口的下游位置处，以便获得在40到60％范围内的压出物片或条的总含水量。
7.如权利要求1到6中任一项所述的方法，其特征在于，在压出物片或条离开冷却模具后，并在其向锤式粉碎机传送的同时，水喷洒到压出物片或条上，以获得在40到60％范围内的压出物片或条的总含水量。
8.如权利要求1到7中任一项所述的方法，其特征在于，混合物包含按重量计算为75到95％的可食用蛋白质材料。
9.如权利要求1到6中任一项所述的方法，其特征在于，按混合物材料的重量百分比(％)计，混合物包括：
约40～55％的脱脂大豆粉、大豆粗粉或大豆浓缩物；
约35～45％的全麦麸、蛋白粉、全麦麸和玉米麸的混合物或全麦麸和面粉的混合物；
0.1～0.7％的非析出矿物质成份，它们结合在蛋白质母体中并增强蛋白质的交联；
可选的，0～0.5％的营养纤维添加剂，尤其是纤维素或甜菜浆；
0.1～0.3％维生素；
0～3.0％的调味剂；以及
0.01～3.0％的色素。
10.如权利要求1到9中任一项所述的方法，其特征在于，按混合物材料的重量百分比(％)计，混合物包括：约51.5％的脱脂大豆粉、约42％的全麦麸、约5％的磷酸二钙、约0.1％的硫磺、约0.18％的营养维生素添加剂、约0.2％的营养矿物质添加剂、约1.0％的调味剂和约0.002％的色素。
11.如权利要求1到8中任一项所述的方法，其特征在于，按重量百分比计，混合物包括：41.6％的大豆浓缩物、42％的全麦麸、10％的纤维、5％的磷酸二钙、0.6％的色素、0.5％的盐、0.2％的维生素以及0.1％的硫磺。
12.如权利要求1到11中任一项所述的方法，其特征在于，在粉碎操作之后，压出物碎块受到进一步加工，该加工从由冷却、脱水和/或与用于后续包装的食物制品的共同混合所构成的组中选取。
13.一种用于根据如权利要求1到12中任一项所述的方法生产组织化处理的蛋白质肉代用品的生产线，包括：
具有多个可温控的筒体部分的食品挤压机，具有至少一个适于接收如权利要求1的混合物的送入口，以及排出热的、黏性蛋白质熔浆的排出口；
可温控的冷却模具，其位于排出口处，并布置成接收热的蛋白质熔浆，且将该熔浆冷却到至少表面固化的程度，蛋白质压出物片或条在压出物中不会出现闪蒸的情况下离开冷却模具；
具有笼形板和铰接到盘上的多个锤杆的锤式粉碎机，该笼形板具有多个细长的排出口，而所述盘固定到转轴上；以及
布置成从冷却模具接收并向锤式粉碎机的送入滑槽输送压出物片或条的传送机装置。
14.如权利要求13所述的生产线，其特征在于，锤式粉碎机的笼形板开口为基本一致的矩形形状和面积。
15.如权利要求13或14所述的生产线，其特征在于，笼形板被弯成半圆形，且矩形或椭圆形开口以其长边在板的圆周范围内延伸。
16.如权利要求13到15中任一项所述的生产线，其特征在于，各开口之间的横向以及纵向上的距离不超过6mm。
17.如权利要求11到14中任一项所述的生产线，其特征在于，笼形板定位在锤的终结自由端之下但靠近自由端，从而，送入切割/粉碎腔的连续压出物材料在盘的旋转过程中，不仅在各锤本身之间经受切割/粉碎作用，而且在各锤和限定于笼形板椭圆或矩形开口处的边缘之间也经受切割/粉碎作用，其中，在切割/粉碎腔内定位有盘支承的锤。
18.如权利要求11到15中任一项所述的生产线，其特征在于，输送传送机包括在冷却模具出口和锤式粉碎机进入滑槽之间延伸的环形传送机导轨。
19.如权利要求11到15中任一项所述的生产线，还包括：与传送机装置相连的水喷洒单元，其包括多个水喷洒喷嘴，它们布置成随着压出物带在输送传送带上运行，而将水的细小水雾引导到压出物条的表面上。
20.如权利要求11到17中任一项所述的生产线，其特征在于，生产线合并到罐装宠物食品生产线中，其中，在锤式粉碎机内获得的粉碎的压出物排放到另一传送机装置上，所述另一传送机装置适于将粉碎的压出物向混合单元传送，在混合单元处，粉碎的压出物与真正的肉类制品共同混合，并随后在罐装工作站填充到罐中。
21.一种根据权利要求1到12中任一项所述方法生产的肉代用品。
22.锤式粉碎机在组织化处理的蛋白质肉代用品生产中的使用，尤其是根据权利要求1到12中任一项所述的方法，其中，锤式粉碎机具有权利要求13到17中任一项所述的特征。
23.一种大致如上文参照示例1到3中任一个所述的制品相同的生产组织化处理的蛋白质肉代用品的方法。
24.一种大致如上文参照图1到5中任一个所述的制品相同的用于生产组织化处理的蛋白质肉代用品的生产线。
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