JP2007531530A - 高ダイズタンパク質ナゲットおよび食品における用途 - Google Patents

高ダイズタンパク質ナゲットおよび食品における用途 Download PDF

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Abstract

本発明は、高濃度の植物性タンパク質を含有する食物材料およびそれらの製造プロセスに関する。より詳しくは、本発明は、高濃度のタンパク質と低濃度の炭水化物を含有する植物性タンパク質押出し物、このようなタンパク質押出し物を製造するためのプロセス、そして機能性食品成分としてのこのようなタンパク質押出し物の使用に関する。

Description

本発明は、高濃度の植物性タンパク質を含有する食物材料およびそれらの製造プロセスに関する。より詳しくは本発明は、高濃度のタンパク質と低濃度の炭水化物を含有する植物性タンパク質押出し物、このようなタンパク質押出し物を製造するためのプロセス、そして機能性食品成分としてのこのようなタンパク質押出し物の使用に関する。
組織化植物性タンパク質製品は当該技術分野で知られており、典型的にクッカー押出し機内で機械的圧力下において水と共にタンパク質材料の混合物を加熱し、混合物をダイを通して押出して調製される。押出し直後、押出し物が減圧（通常大気圧）媒体に入ると、それは概して膨張して繊維性セル状構造を形成する。押出し物の膨張は、混合物のゲル強度を低下させる可溶性炭水化物の包含から生じる。次に押出し物を使用して、植物性肉類似物などのその他の製品を形成する。テクスチャー加工タンパク質肉類似物を形成するための押出し方法についてはよく知られており、例えば米国特許第４，０９９，４５５号明細書で開示される。
押出し調理装置はヒト食料および動物飼料などの多種多様な食用およびその他の製品の製造において、長い間使用されている。一般的に言えば、これらのタイプの押出し機は、その中に１つ以上の内側でらせん状にねじ切りされた軸方向に回転できる押出しスクリューと共に細長いバレルを含む。押出し機バレルの出口には、開口部のある押出しダイが装着される。使用にあたり、処理する材料を押出し機バレルに通過させ、増大するレベルの温度、圧力、および剪断を与える。材料が押出し機ダイから出てくるとき、それは完全に調理され成形されて、典型的に回転ナイフアセンブリーを使用して細分されてもよい。このタイプの従来の押出し機については、例えば、参照によって本明細書に援用される米国特許第４，７６３，５６９号明細書、米国特許第４，１１８，１６４号明細書、および米国特許第３，１１７，００６号明細書で記載される。
植物性タンパク質源から適切な肉代替品を製造するプロセスを開発する試みとしては、植物性タンパク質を組織化して延伸するために脱脂ダイズ粉またはその他の植物性タンパク質を押出し調理して、ハンバーガーまたは同様の製品で使用するための組織化タンパク質製品の形態の肉増量材を製造することが挙げられる。このタイプの例示的なプロセスは、米国特許第３，０４７，３９５号明細書、米国特許第３，１４２，５７１号明細書、米国特許第３，４８８，７７０号明細書、および米国特許第３，８７０，８０５号明細書で教示される。これらの押出しプロセスは、当該技術分野においてある程度受け入れられているが、これまで製造された肉代替製品は、特に完全な肉代替品としてのそれらの使用を重篤に制限するいくつかの特性を有する。これらの先行製品の最も永続的な難点の一つは、その膨張したセル状海綿質性質から生じる。特にこれらの肉増量材のほとんどは、押出しクッカー内において、高圧力および高温度条件下で製造され、その結果ねじれたランダム配向の肉増量材が得られる。再水和後、これらの増量材は、肉の外見、口当たりまたは利用範囲を欠いた、ねじれた層の容易にかみこなせない構造によって特徴づけられる。これが通例、挽肉タイプ肉などにおける肉増量材の役割に対するこれらの製品の使用を制限した。さらにこのようなハンバーガータイプの肉において過量の先行植物性タンパク質製品が用いられると、増量された肉は許容できないほど海綿質になり、ランダムで魅力のない外見と口当たりを示す。
代案としては組織化タンパク質製品は、食物成分としてまたは機能性食品製品として使用するための「ナゲット」または粉末などのより小さい押出し物に切断してもよい。
その形態にかかわらず、組織化タンパク質製品は、食物成分として使用するための許容可能な密度、テクスチャー、および口当たりを有さねばならない。したがって従来の組織化タンパク質製品は、典型的に絶対乾燥ベースで約４０％〜約６０重量％のタンパク質含量を有する。組織化製品のタンパク質含量を増大することは、許容可能なテクスチャーと密度を有するタンパク質押出し物を提供するのに、顕著な画分の炭水化物が必要と見なされていたために実行可能でなかった。しかし特定の場合、炭水化物摂取を低下させることを望む消費者にとって、高炭水化物機能性食品成分は望ましくない。したがって機能性食品成分として使用するための許容可能な密度、テクスチャーおよび口当たりを有する高タンパク質、低炭水化物組織化タンパク質製品に対する必要性が存在する。
したがって本発明の特定の実施態様の目的は、高濃度の植物性タンパク質と低濃度の炭水化物を有する新しいタンパク質押出し物の提供、高レベルのタンパク質を含有する従来のタンパク質押出し物よりも低い密度を有する押出し物の提供、食品中で成分またはタンパク質源として使用するための押出し物の提供であるとしてもよい。
したがって簡単に言えば、一実施態様では、本発明は絶対乾燥ベースで少なくとも約７０重量％の植物性タンパク質を含んでなり、約０．１０ｇ／ｃｍ3〜約０．４０ｇ／ｃｍ3の密度を有するタンパク質押出し物に関する。
別の実施態様では、本発明は非加水分解植物性タンパク質と１重量部の非加水分解タンパク質あたり少なくとも約２重量部の加水分解タンパク質とを含んでなる、タンパク質押出し物に関する。
別の実施態様では、本発明は総重量を基準にして約４０％〜約９５重量％の肉材料および約４重量％までのダイズタンパク質製品を含んでなる機能性食品成分に関し、ダイズタンパク質製品は絶対乾燥ベースで少なくとも約７０重量％のダイズタンパク質を含んでなり、約０．１０ｇ／ｃｍ3〜約０．４０ｇ／ｃｍ3の密度を有する。
別の実施態様では、本発明は大部分を占める固体構成要素および水構成要素を含む低密度スナック食品に関し、大部分を占める固体構成要素は少なくともタンパク質を含む。食品は、大部分を占める固体構成要素および水の重量の約２５％〜約９５％の範囲のタンパク質を含んでなり、タンパク質は穀物およびマメ科植物の群から選択される種子作物から誘導され、水は固体および水の重量の約１％〜約７％の範囲であり、製品は歯切れのよいテクスチャー、固体構成要素と水の重量を基準にして約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．５ｇ／ｃｍ3の範囲の密度を有することによって特徴づけられる。
別の実施態様では、本発明は主要固体構成要素を含んでなり、約１％〜約７％の水を含有する低密度低水分含量タンパク性食品に関する。主要固体構成要素は、タンパク質を製品の水含量および主要固体構成要素の乾燥ベース重量の合計重量の約２５％〜約９５％の濃度で含んでなり、製品は歯切れのよいテクスチャーと、前記主要固体構成要素および水の重量を基準にして約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．５ｇ／ｃｍ3の範囲の密度とによって特徴づけられる。
別の実施態様では、本発明はタンパク性固体マトリックスを含んでなり、約１％〜約７％の水を含有する低密度低水分含量タンパク性食品に関する。マトリックスは、タンパク質を製品の水含量および前記マトリックスの乾燥ベース重量の合計重量の約２５％〜約９５％の濃度で含んでなり、製品は歯切れのよいテクスチャー、約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．５ｇ／ｃｍ3の範囲の密度によって特徴づけられる。
別の実施態様では、本発明はタンパク性固体押出し物を含んでなり、約１％〜約７％の水を含有する低密度低水分含量タンパク性食品に関する。押出し物はタンパク質を製品の水含量および前記押出し物の乾燥ベース重量の合計重量の約２５％〜約９５％の濃度で含んでなり、製品は歯切れのよいテクスチャー、約０．０２ｇ／ｃｃ〜約０．５ｇ／ｃｃの範囲の密度によって特徴づけられる。
別の実施態様では、本発明は湿潤ベースで約１％〜約７％の水および約２５％〜約９５重量％のタンパク質を含んでなる低密度低水分含量タンパク性食品に関し、製品は歯切れのよいテクスチャー、および約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．５ｇ／ｃｍ3の範囲の密度によって特徴づけられる。
本発明に従って、押出し技術を使用して、所望の密度と許容可能なテクスチャーを有するように、高濃度のタンパク質と低濃度の炭水化物とを含有するテクスチャー加工された植物性タンパク質製品を製造できることが発見されている。このようなタンパク質押出し物は、健康および栄養バー、スナックバー、およびインスタントシリアルで成分またはタンパク質源として使用するための「ナゲット」またはペレットとして形成できる。代案としては、タンパク質押出し物を飲料、健康および栄養バー、乳製品、そして焼かれて乳化された／挽かれた肉食品系において、バインダー、安定剤またはタンパク質源として使用するためにさらに処理してもよい。特定の実施態様では、ダイズ飲料に組み込めるように、タンパク質押出し物を細かい粒子（すなわち粉末）に挽いてもよい。このような粉砕粒子は、液体中に懸濁できるように典型的におよそ１〜約５μｍの粒度を有する。
タンパク質押出し物を調製するための本発明のプロセスは、概して供給混合物と水分を接触させることで予備調整された供給混合物を形成するステップと、予備調整された供給混合物を押出し機バレル内に導入するステップと、機械的圧力下で予備調整された供給混合物を加熱して溶融押出し塊を形成するステップと、溶融押出し塊をダイを通して押し出してタンパク質押出し物を製造するステップを含んでなる。
タンパク質含有供給混合物は、典型的に少なくとも１つのタンパク質源を含んでなり、絶対乾燥ベースで少なくとも約７０重量％のタンパク質の総タンパク質濃度を有する。供給混合物内に含有されるタンパク質は、例えば乳タンパク質材料および植物性タンパク質材料をはじめとする１つ以上の適切な供給源から得られてもよい。乳タンパク質材料としては、例えばカゼインおよび未発酵乳清が挙げられる。植物性タンパク質材料は、コムギ、トウモロコシ、およびオオムギなどの穀物、そしてダイズおよびエンドウマメなどの植物から得られてもよい。好ましくは供給混合物は、植物性タンパク質を含有し、より好ましくはタンパク質含有供給混合物は、タンパク質源としてダイズタンパク質材料を含んでなる。
適切なダイズタンパク質材料としては、ダイズフレーク、ダイズ粉、ダイズ粗粒、ダイズミール、ダイズタンパク質濃縮物、ダイズタンパク質単離物、およびそれらの混合物が挙げられる。これらのダイズタンパク質材料間の主要な違いは、完全なダイズに対する精製の程度である。ダイズフレークは、概してダイズを脱皮、脱脂、粉砕して製造され、典型的に絶対乾燥ベースで約６５重量％未満のダイズタンパク質を含有する。ダイズフレークはまた、可溶性炭水化物、ダイズ繊維などの不溶性炭水化物、およびダイズに固有の脂肪を含有する。ダイズフレークは、例えばヘキサンでの抽出によって脱脂されてもよい。ダイズ粉、ダイズ粗粒、およびダイズミールは、ハンマーミルまたはエアジェットミルなどの粉砕および製粉装置内で、フレークを所望の粒度に粉砕してダイズフレークから製造される。細かく砕かれた材料を、典型的に乾熱によって熱処理し、または湿熱によって蒸して、挽いたフレークを「トースト」し、ボーマン−バークおよびクニッツトリプシン阻害物質などのダイズ中に存在する反栄養素を不活性化する。材料中のダイズタンパク質の変性を防止するため、そして水の添加とダイズ材料からの除去に伴うコストを避けるために、顕著な量の水の存在下で挽いたフレークを熱処理することは避けられる。得られる挽かれて熱処理された材料は、材料の平均粒度次第でダイズ粉、ダイズ粗粒、またはダイズミールとなる。ダイズ粉は概して約１５０μｍ未満の粒度を有する。ダイズ粗粒は概して約１５０〜約１０００μｍの粒度を有する。ダイズミールは概して約１０００μｍを超える粒度を有する。
ダイズタンパク質濃縮物は、約６５重量％〜約８５重量％のダイズタンパク質を典型的に含有し、主要非タンパク質構成要素は繊維である。ダイズタンパク質濃縮物は、典型的にフレークを水性アルコール溶液または酸性水性溶液のいずれかで洗浄し、タンパク質および繊維から可溶性炭水化物を除去して、脱脂ダイズフレークから形成される。工業規模では、生じる廃水流の取り扱いおよび廃棄に関してかなりのコストが発生する。
より高度に精製されたダイズタンパク質材料であるダイズタンパク質単離物は、少なくとも９０％のダイズタンパク質および僅少または皆無の可溶性炭水化物または繊維を含有するように処理される。ダイズタンパク質単離物は、典型的にアルカリ性水性抽出剤によって、脱脂ダイズフレークまたはダイズ粉からダイズタンパク質および水可溶性炭水化物を抽出して形成される。水性抽出物は、可溶性タンパク質および可溶性炭水化物と共に、主に繊維である抽出物中で不溶性の材料から分離される。次に典型的に抽出物を酸で処理し、抽出物のｐＨをタンパク質の等電点に調節して、抽出物からタンパク質を沈殿させる。可溶性炭水化物を保持する抽出物から、沈殿したタンパク質を分離し、中性ｐＨに調節した後に乾燥させ、またはｐＨ調節なしに乾燥させる。工業規模では、これらのステップは製品に顕著なコストを付与する。
高タンパク質押出し物の調製においては、絶対乾燥ベース（すなわち乾燥ベース）で少なくとも約７０重量％のタンパク質を含んでなる供給混合物が調製される。
より好ましくは、供給混合物は、絶対乾燥ベースで少なくとも約８０重量％のタンパク質を含んでなり、なおより好ましくは供給混合物は、絶対乾燥ベースで少なくとも約９０重量％の植物性タンパク質を含んでなる。
供給混合物の総タンパク質含量は、上述の適切なタンパク質供給源の組み合わせ（すなわち配合）によって達成されてもよい。
特定の実施態様では、ダイズタンパク質単離物が、供給混合物中に含有される１つ以上のタンパク質源の構成要素となることが好ましい。これは概して、その他のダイズタンパク質材料と比較して、上述のダイズタンパク質単離物の精製程度がより高いためであり、特にダイズタンパク質単離物がダイズタンパク質材料の最高のタンパク質含量と最低の炭水化物含量を含有するためである。例えば好ましい供給混合物調合物は２つ以上のダイズタンパク質単離物の配合物を含んでなってもよい。その他の適切な調合物は、ダイズタンパク質単離物との組み合わせでダイズタンパク質濃縮物を含んでなってもよい。典型的に１つ以上のダイズタンパク質単離物を含んでなるタンパク質含有供給混合物は、絶対乾燥ベースで約７５％〜約１００重量％のダイズタンパク質単離物を含有するので、約７０％〜約９５重量％のタンパク質を含んでなる。
概してダイズタンパク質源またはダイズタンパク質源配合物のかさ密度は、約０．２０ｇ／ｃｍ3〜約０．５０ｇ／ｃｍ3であり、より典型的には約０．２４ｇ／ｃｍ3〜約０．４４ｇ／ｃｍ3である。
供給混合物が複数のダイズタンパク質材料を含んでなる特定の実施態様では、ダイズタンパク質材料の少なくとも１つが低粘度および低ゲル化特性を示すことが所望される。単離ダイズタンパク質の粘度および／またはゲル化特性は、当該技術分野で既知の多種多様な方法によって修正されてもよい。例えばダイズタンパク質単離物の粘度および／またはゲル化特性は、タンパク質材料を部分的に変性させる部分的加水分解によって低下されてもよい。典型的にこの様式で処理されるダイズタンパク質材料は、分子量分布、タンパク質サイズおよび鎖長、またはβ−コングリシニンまたはグリシニン貯蔵タンパク質の分解に基づいて判定できる加水分解度に関して記述される。ここでの用法では、サンプルの「加水分解百分率」という用語は、サンプル中のペプチド結合総数に対する切断ペプチド結合の百分率として定義される。サンプル中の切断ペプチド結合の割合は、制御された条件下でサンプル中の一級アミンと反応するトリニトロベンゼンスルホン酸（ＴＮＢＳ）の量を計算して測定できる。
トリニトロベンゼンスルホン酸（ＴＮＢＳ）は、タンパク質の一級アミンと制御された条件下で反応して、光を４２０ｎｍで吸収する発色団を生じる。ＴＮＢＳ−アミン反応から生じる色の強さはアミノ末端基の総数と比例するので、サンプルの加水分解度の指標である。ＴＮＢＳアッセイの実施においては、０．２ｍｌの０．３Ｍ ＴＮＢＳ溶液と、１００ｍｌの０．０２４５Ｎ ＮａＯＨ中に０．１ｇのタンパク質材料をスラリー化して調製された２ｍｌのタンパク質サンプルとを反応させる。反応は９．５ｐＨのホウ酸ナトリウム緩衝液の存在下で実施される。反応を１５分間進行させた後、反応を終結させて反応溶液およびタンパク質サンプルの吸光度を測定する。吸光度値は、１００ｋｇのタンパク質につき生成する遊離アミノ酸のモルを表すＴＮＢＳ値を提供し、それは以下の式に従って計算される。ＴＮＢＳ値＝（Ａｓ420−Ａｂ420）×（８．０７３）×（１／Ｗ）×Ｆ×１００／Ｐ。Ａｓ420はサンプルのＴＮＢＳ吸光度である。Ａｂ420は反応溶液のＴＮＢＳ吸光度である。Ｗはサンプル重量である。Ｆは反応によって生じたサンプルに対する測定されたサンプルの希釈係数の逆数である（すなわち吸光度を測定する前に反応サンプルを１０倍に希釈すると、０．１の希釈係数が提供される）。８．０７３は吸光係数であり、手順に対する希釈係数／単位転換である。Ｐは下で述べるケルダール法を使用して測定されるサンプルのタンパク質含量である。このような測定手順については、例えばＡｄｌｅｒ−Ｎｉｓｓｅｎによって、Ｊ．Ａｇｒｉｃ．Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍ．、Ｖｏｌ．２７（６）、１２５６ページ（１９７９）で述べられる。
加水分解度百分率は、以下の式を使用してＴＮＢＳ値から判定される。％加水分解度＝（（ＴＮＢＳ値−２４）／８８５）×１００。２４は非加水分解サンプルのリシルアミノ基に対する補正であり、８８５は１００ｋｇのタンパク質あたりのアミノ酸のモルである。
ダイズ材料サンプルに対して、タンパク質含量の測定において使用されるＡ．Ｏ．Ｃ．Ｓ．法Ｂｃ ４−９１（１９９７）、Ａａ ５−９１（１９９７）、およびＢａ ４ｄ−９０（１９９７）の窒素−アンモニア−タンパク質修正ケルダール法を次のように実施してもよい。０．０２５０〜１．７５０ｇのダイズ材料を標準ケルダールフラスコに秤り入れる。市販される１６．７ｇの硫酸カリウム、０．６ｇの二酸化チタン、０．０１ｇの硫酸銅、および０．３ｇの軽石の触媒混合物をフラスコに入れて、次に３０ｍＬの濃縮硫酸をフラスコに添加する。沸騰石を混合物に添加して、沸騰水浴内でサンプルをおよそ４５分間加熱してサンプルを消化する。フラスコは消化中に少なくとも３回、回転させなくてはならない。３００ｍＬの水をサンプルに添加し、サンプルを室温に冷却する。留出物受け入れフラスコに、受け入れフラスコの底の蒸留出口管の末端を覆うのに十分な標準０．５Ｎ塩酸および蒸留水を添加する。消化溶液を強アルカリ性にするのに十分な量の水酸化ナトリウム溶液を消化フラスコに添加する。次に消化フラスコを蒸留出口管に即座に接続し、消化フラスコ内容物を撹拌して完全に混合し、少なくとも１５０ｍＬの留出物が収集されるまで、消化フラスコを約７．５分の煮沸速度で加熱する。次に３または４滴のエチルアルコール中０．１％のメチルレッド指標液を使用して、受け入れフラスコ内容物を０．２５Ｎ水酸化ナトリウム溶液で滴定する。全試薬の空試験は、サンプルを使用してあらゆる点で同様にして同時に行われ、試薬について判定したブランクについて補正する。下で述べられる手順（Ａ．Ｏ．Ｃ．Ｓ公定法Ｂａ ２ａ−３８）に従って、挽いたサンプルの水分含量を判定する。サンプルの窒素含量を以下の式に従って判定する。窒素（％）＝１４００．６７×［［（標準酸規定度）×（サンプル（ｍｌ）に使用された標準酸容量）］−［（１ｍｌの標準酸を滴呈するのに必要な標準塩基容量から方法に従って実行され１ｍｌの標準酸中に蒸留された試薬ブランクを滴呈するのに必要な標準塩基容量を差し引いた容量（ｍｌ））×（標準塩基の規定度）］−［（サンプルに使用された標準塩基容量（ｍｌ））×（標準塩基規定度）］］／（サンプルのｍｇ）。タンパク質含量はサンプルの窒素含量の６．２５倍である。
「水分含量」という用語は、ここでの用法では材料中の水分量を指す。ダイズ材料の水分含量は、その内容全体を本願明細書に引用したものとするＡ．Ｏ．Ｃ．Ｓ．（米国油化学会）法Ｂａ ２ａ−３８（１９９７）によって判定できる。方法に従って、イリノイ州シカゴのＳｅｅｄｂｏｒｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏ．（Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌ）から入手できる６×６リッフル分割装置に１０００ｇのダイズ材料サンプルを通過させて、サンプルサイズを１００ｇに減少させてダイズ材料の水分含量を測定してもよい。次に１００ｇのサンプルを即座に気密容器に入れて秤量する。５ｇのサンプルをぴったりしたジャケット付き風袋検量水分皿（最小３０ゲージ、およそ５０×２０ｍｍ、Ｓａｒｇｅｎｔ−Ｗｅｌｃｈ Ｃｏ．から入手できる）上に秤量する。サンプルを含有する皿を強制通風オーブンに入れて１３０＋／−３℃で２時間乾燥させる。次に皿をオーブンから取り出して即座に覆い、デシケータ内で室温に冷却する。次に皿を秤量する。水分含量は次の式に従って計算される。水分含量（％）＝１００×［（質量損失（ｇ）／サンプル質量（ｇ）］。
本発明のプロセスに従って使用される加水分解タンパク質材料は、典型的に約１６０未満、より典型的に約１１５未満、そしてさらにより典型的には約３０〜約７０のＴＮＢＳ値を示す。
本発明のプロセスにおいて低粘度／低ゲル化材料として使用するのに十分な加水分解ダイズタンパク質源は、典型的に約１５％未満、より典型的に約１０％未満、そしてさらにより典型的には約１％〜約５％の加水分解度を有する。ダイズタンパク質単離物の場合、加水分解ダイズタンパク質材料は、典型的に約１％〜約５％の加水分解度を有する部分的加水分解単離物を含んでなる。
ダイズタンパク質源の加水分解の適切な方法としては、酸加水分解および苛性加水分解が挙げられる。ダイズタンパク質源（例えばダイズタンパク質単離物）はまた、例えば単離物とプロテアーゼを約７〜約８のｐＨで接触させるなど、植物または微生物源から得られたプロテアーゼなどの酵素による材料の処理によって加水分解してもよい。適切なタンパク分解酵素としては、ブロメリンおよびパパインが挙げられる。タンパク分解加水分解は特定のペプチド結合を攻撃し、それによって供給混合物中のタンパク質中に存在する特定のタンパク質の分子量を減少させると現在考えられている。
乳清の粘度および／またはゲル化特性はまた、部分的加水分解によって修正されてもよい。加水分解は、例えば乳清をタンパク分解酵素で処理して実施してもよい。適切なタンパク分解酵素としては、例えばブロメリン、パパイン、およびレンニンが挙げられる。
ゲル化（Ｇ）強度の程度で表されるゲル強度は、スラリー（一般にダイズタンパク質源と水との重量比１：５を有する２００ｇのスラリー）を調製して、逆転させた截頭円錐容器に入れ、それを横にして容器から流れ出すスラリーの量を判定して判定してもよい。容器は、およそ１５０ｍｌ（５オンス）の容量、７ｃｍの高さ、６ｃｍの上端内径、および４ｃｍの下端内径を有する。ダイズタンパク質源のスラリーサンプルは、例えばオハイオ州トロイのＨｏｂａｒｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｔｒｏｙ，ＯＨ）によって製造されるＨｏｂａｒｔ食品カッターなどの適切な食品カッター内で、ダイズタンパク質源を水と共に切断または細断して形成してもよい。ゲル化の程度Ｇは、一定時間内に容器中に残るスラリー量を示唆する。本発明に従った使用に適した低粘度／低ゲル化ダイズタンパク質源は、典型的に容器に導入され、容器を横にして５分後に採取された２００ｇのサンプルを基準にして、約１〜約８０ｇのゲル化程度を示す（すなわち容器を横にして５分後に約１〜約８０ｇ、０．５％〜約４０％のスラリーが容器内に残る）。本発明に従った使用に適した高粘度／中から高ゲル化ダイズタンパク質源は、上と同じ基準で典型的に約４５〜約１４０ｇのゲル化程度を示す（すなわち容器を横にして５分後に約４５〜約１４０ｇ、２２％〜約７０％のスラリーが容器内に残る）。低粘度／低ゲル化源と高粘度／高ゲル化源とを含んでなる配合物は、上と同じ基準で典型的に約２０〜約１２０ｇのゲル化率を有する。
本発明に従って、低粘度／低ゲル化源は、好ましくは高粘度／高ゲル化源と組み合わされて配合物を形成する。高粘度／高ゲル化源の存在は、押出し時における配合物の過剰な膨張リスクを低下させ、押出し物にハニカム構造を提供し、概して配合物の安定性に貢献する。低粘度／低ゲル化源と高粘度／高ゲル化源は、押出し物の所望の特性次第で異なる比率で組み合わせることができる。
好ましい実施態様では、タンパク質含有供給混合物は、典型的に非加水分解（すなわち概して高粘度／高ゲル化）タンパク質単離物１重量部あたり少なくとも約２重量部の加水分解（すなわち概して低粘度／低ゲル化）タンパク質単離物、より典型的には、非加水分解タンパク質単離物１重量部あたり少なくとも約３重量部の加水分解タンパク質単離物、さらにより典型的には非加水分解タンパク質単離物１重量部あたり少なくとも約４重量部の加水分解タンパク質単離物を含んでなる、ダイズタンパク質単離物の配合物を含んでなる。好ましくはダイズタンパク質単離物の配合物は、非加水分解タンパク質単離物１重量部あたり約２重量部〜約８重量部の加水分解タンパク質単離物を含んでなる。より好ましくはダイズタンパク質単離物の配合物は、非加水分解タンパク質単離物１重量部あたり約４重量部〜約６重量部の加水分解タンパク質単離物を含んでなる。
その１つがダイズタンパク質単離物の部分的加水分解によって製造される低粘度／低ゲル化源である複数のダイズタンパク質単離物を含んでなる配合物は、典型的に絶対乾燥ベースで約６０％〜約１００重量％の加水分解タンパク質単離物、および絶対乾燥ベースで約０％〜約３３重量％の非加水分解タンパク質単離物を含んでなる。より典型的にはこのような配合物は、絶対乾燥ベースで約６０％〜約９０重量％の加水分解タンパク質単離物、および絶対乾燥ベースで約０％〜約２０重量％の非加水分解単離物を含んでなる。より典型的にはこのような配合物は、絶対乾燥ベースで約６０％〜約９０重量％の加水分解タンパク質単離物、および絶対乾燥ベースで約５％〜約２０重量％の非加水分解単離物を含んでなる。さらにより典型的にはこのような配合物は、絶対乾燥ベースで約６５％〜約８５重量％の加水分解タンパク質単離物、および絶対乾燥ベースで約１０％〜約２０重量％の非加水分解単離物を含んでなる。さらになおより典型的にこのような配合物は、絶対乾燥ベースで約６５％〜約７５重量％の加水分解タンパク質単離物、および絶対乾燥ベースで約１５％〜約２０重量％の非加水分解単離物を含んでなる。特定のタンパク質源（例えばカゼイン）に関して、１００％カゼインを含む、非加水分解タンパク質と加水分解タンパク質とのより高い比率が許容可能である。
低粘度／低ゲル化ダイズタンパク質材料として使用するための低粘度および／または低ゲル化を示す（すなわち部分的に加水分解された）適切な単離ダイズタンパク質源としては、ミズーリ州セントルイスのＴｈｅ Ｓｏｌａｅ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から入手できるＳＵＰＲＯ６７０およびＳＵＰＲＯ７１０、そしてイリノイ州ディケーターのＡｒｃｈｅｒ Ｄａｎｉｅｌｓ Ｍｉｄｌａｎｄ（Ｄｅｃａｔｕｒ，ＩＬ）から入手できるＰＲＯＦＡＭ ９３１およびＰＲＯＦＡＭ ８７３が挙げられる。ＳＵＰＲＯ６７０およびＳＵＰＲＯ７１０のどちらでも、加水分解度は０．５％〜５．０％の範囲であることができる。これらの各単離物の分子量分布は、粒径排除クロマトグラフィーによって判定できる。
第２のダイズタンパク質単離物として使用するための適切な高粘度および／または中／高ゲル化単離ダイズタンパク質源（すなわち加水分解されていない）としては、ミズーリ州セントルイスのＴｈｅ Ｓｏｌａｅ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から入手できるＳＵＰＲＯ６２０、ＳＵＰＲＯ５００Ｅ、ＳＵＰＲＯ６３０、およびＳＵＰＲＯ ＥＸ３３と、イリノイ州ディケーターのＡｒｃｈｅｒ Ｄａｎｉｅｌｓ Ｍｉｄｌａｎｄ（Ｄｅｃａｔｕｒ，ＩＬ）から入手できるＰＲＯＦＡＭ ９８１と、ミネソタ州ミネアポリスのＣａｒｇｉｌｌ Ｓｏｙ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ．（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）から入手できるＰＲＯＬＩＳＳＥダイズタンパク質単離物が挙げられる。
表１は、上述の特定の市販されるＳＵＰＲＯ（登録商標）製品の分子量分布を提供する。
表1
Figure 2007531530
タンパク質含有供給混合物はまた、絶対乾燥ベースで約０．００１％〜約２０重量％の可溶性炭水化物の量で１つ以上の可溶性炭水化物源を含有してもよい。典型的にタンパク質含有供給混合物は、絶対乾燥ベースで約０％〜約１０重量％の可溶性炭水化物を含んでなる。適切な可溶性炭水化物源としては、例えば米（例えば米粉）、コムギ、トウモロコシ、オオムギ、ジャガイモ（例えば未変性ジャガイモデンプン）、およびタピオカ（例えば未変性タピオカデンプン）などの穀物、塊茎、および根が挙げられる。
可溶性炭水化物に加えて、供給混合物はまた、炭水化物栄養負荷に寄与しないダイズ繊維などの不溶性炭水化物を含有してもよく、繊維は供給混合物の流動性および膨張を容易にする役目を果たすので、それは概して混合物の加工中に助剤として存在する。混合物中にダイズ繊維が存在し、混合物の容量を増大させる充填材として、または加工助剤としての役割を果たす場合、存在する繊維量は変動できる。しかし供給混合物は、概して約０．００１％〜約５重量％の繊維、より概して約１％〜約３重量％の繊維を含んでなる。ダイズ繊維は、押出し塊が押出しバレルからダイに流れる際に水分を吸収する。控えめな濃度のダイズ繊維は、タンパク質分子の架橋を妨害するのに効果的であり、したがってダイを出る調理押出し塊中に過剰なゲル強度が生じるのを防止すると考えられる。これもまた水分を吸収するタンパク質とは異なり、ダイズ繊維はダイ出口温度における圧力解放時に水分を容易に放出する。放出水分の急速な気化は、膨張、すなわち押出し物の「パフ形成」に貢献し、したがって本発明の低密度押出し物形成の助けとなる。
ここで図１について述べると、本発明のプロセスの一実施態様が示される。プロセスは、混合タンク１０１（すなわち成分ブレンダー）内にタンパク質含有供給混合調合物の特定成分を導入して、成分を合わせてタンパク質供給プレミクスを形成するステップを含んでなる。次にプレミクスをホッパー１０３に移し、そこでプレミクスを保持して、スクリュー供給装置１０５を通じてプレコンディショナー１０７に供給し、調整された供給混合物を形成する。次に調整された供給混合物を押出し装置（すなわち押出し機）１０９に供給し、その中で押出し機のスクリューにより発生する機械的圧力下で供給混合物を加熱して、溶融押出し塊を形成する。溶融押出し塊は、押出しダイを通って押出し機を出る。
プレコンディショナー１０７内では微粒子固体成分ミクスと水分を接触させて予熱し、制御温度および圧力条件下に保持して、個々の粒子に水分を滲透させて軟化する。予備調整ステップは、微粒子供給混合物のかさ密度を増大させ、その流れ特性を改善する。プレコンディショナー１０７は１つ以上のパドルを含有して、供給の均一の混合とプレコンディショナーを通る供給混合物の移動を促進する。パドルの構成および回転速度は、プレコンディショナーの容量、押出し機処理能力および／またはプレコンディショナーまたは押出し機バレル内の供給混合物の所望の滞留時間次第で大きく変動する。概してパドル速度は、毎分回転数約５００〜約１３００（ｒｐｍ）である。
典型的にタンパク質含有供給混合物は、プレミクスと少なくとも温度約４５℃（１１０°Ｆ）の水分（すなわち蒸気および／または水）を接触させて、押出し装置１０９内への導入に先だってあらかじめ調整される。より典型的には供給混合物は、プレミクスと温度約４５℃（１１０°Ｆ）〜約８５℃（１８５°Ｆ）の水分を接触させて、加熱に先だって調整される。さらにより典型的には供給混合物は、プレミクスと温度約４５℃（１１０°Ｆ）〜約７０℃（１６０°Ｆ）の水分を接触させて、加熱に先だって調整される。プレコンディショナー内のより高い温度が、デンプンがゼラチン化するのを促進するかもしれないことが観察されており、それは次に塊形成を引き起こすかもしれず、それはプレコンディショナーから押出し機バレルへの供給混合物の流れを妨げるかもしれない。
典型的にプレミクスは、コンディショナーの速度と大きさ次第で約３０〜約６０秒間にわたり調整される。プレミクスはより典型的には約４０〜約５０秒間、最も典型的には約４５秒間にわたり調整される。プレミクスはプレコンディショナー１０７内において概して一定の蒸気流で蒸気および／または水と接触させ、加熱して所望の温度を得る。水および／または蒸気は供給混合物を調整（すなわち水和）してその密度を増大させ、タンパク質がそこで組織化される押出し機バレルへの導入に先だって、妨害することなく、乾燥混合物の流動性を促進する。特定の実施態様では、供給混合物プレミクスは水と蒸気の双方によって調整され、調整された供給混合物が生じる。例えば今日までの経験は、水分が乾燥混合物を水和する蒸気を含有し、水による乾燥混合物の水和を促進する熱もまた提供するので、水と蒸気の双方を添加して乾燥混合物の密度を増大させることが好ましいかもしれないことを示唆する。
調整されたプレミクスは、約５％〜約２５重量％の水を含有してもよい。好ましくは調整されたプレミクスは、約５％〜約１５重量％の水を含有する。調整されたプレミクスは典型的に約０．２５ｇ／ｃｍ3〜約０．６ｇ／ｃｍ3のかさ密度を有する。概してこの範囲内で予備調整された供給混合物のかさ密度が増大すると、供給混合物は加工するのがより容易になる。これは現在、このような混合物が押出し機のスクリュー間の空間の全てまたは大部分を占有し、それによりバレルを通る押出し塊の運搬を容易にするためであると考えられている。
調整されたプレミクスは概して、約１０ｋｇ／分以下（約２０ポンド／分以下）の速度で押出し装置１０９に導入される。調整されたプレミクスは、典型的に約２〜約１０ｋｇ／分（約５〜約２０ポンド／分）、より典型的には約５〜約１０ｋｇ／分（約１０〜約２０ポンド／分）、さらにより典型的には約６〜約８ｋｇ／分（約１２〜約１８ポンド／分）の速度でバレルに導入される。概して押出し機に対するプレミクスの供給速度が増大するにつれて、押出し物の密度が低下することが観察されている。押出し機バレル内の押出し塊の滞留時間は典型的に約６０秒未満、より典型的には約３０秒未満、さらにより典型的には約１５〜約３０秒である。
典型的に押出し塊は、約７．５ｋｇ／分〜約４０ｋｇ／分（約１７ポンド／分〜約８５ポンド／分）の速度でバレルを通過する。より典型的には押出し塊は、約７．５ｋｇ／分〜約３０ｋｇ／分（約１７ポンド／分〜６５ポンド／分）の速度でバレルを通過する。さらにより典型的には押出し塊は、約７．５ｋｇ／分〜約２２ｋｇ／分（約１７ポンド／分〜約５０ポンド／分）の速度でバレルを通過する。なおもより典型的には押出し塊は、７．５ｋｇ／分〜約１５ｋｇ／分（約１７ポンド／分〜約３５ポンド／分）の速度でバレルを通過する。
植物性タンパク質を含んでなる供給材料から溶融押出し塊を形成するのに適した様々な押出し装置が当該技術分野でよく知られている。適切な１つの押出し装置は、例えば米国特許第４，６００，３１１号明細書で述べられるような双胴二軸スクリュー押出し機である。市販される双胴二軸スクリュー押出し装置の例としては、フロリダ州タンパのＣｌｅｘｔｒａｌ，Ｉｎｃ．（Ｔａｍｐａ，ＦＬ）によって製造される１３．５：１のＬ／Ｄ比と４つの加熱ゾーンを有するＣＬＥＸＴＲＡＬモデルＢＣ−７２押出し機、カンサス州セベサのＷｅｎｇｅｒ（Ｓａｂｅｔｈａ，ＫＳ）によって製造される１４：１のＬ／Ｄ比と４つの加熱ゾーンを有するＷＥＮＧＥＲモデルＴＸ−５７押出し機、およびカンサス州セベサのＷｅｎｇｅｒ（Ｓａｂｅｔｈａ，ＫＳ）によって製造される１４：１のＬ／Ｄ比と４つの加熱ゾーンを有するＷＥＮＧＥＲモデルＴＸ−５２押出し機が挙げられる。その他の適切な押出し機としては、ＣＬＥＸＴＲＡＬモデルＢＣ−８２およびＢＣ−９２そしてＷＥＮＧＥＲモデルＴＸ−１３８、ＴＸ−１４４、ＴＸ−１６２、およびＴＸ−１６８が挙げられる。
押出し機の長さと直径の比率（Ｌ／Ｄ比）は、概して混合物を加工するのに必要な押出し機の長さを定め、その中の混合物の滞留時間に影響する。概してＬ／Ｄ比は約１０：１を超え、約１５：１を超え、約２０：１を超え、さらには約２５：１を超える。
二軸スクリュー押出し機のスクリューは、バレル内で同一または反対方向に回転できる。同一方向のスクリューの回転が片流れと称されるのに対し、反対方向のスクリューの回転は双流と称される。
押出し機のスクリューまたはスクリュー群の速度は、特定の装置次第で変動してもよい。しかしスクリュー速度は典型的に毎分回転数約２５０〜約３５０（ｒｐｍ）、より典型的には約２５０〜約３３５ｒｐｍ、さらにより典型的には約２７０〜約３０５ｒｐｍである。概してスクリュー速度が増大すると押出し物密度が低下する。
押出し装置１０９は、概して供給混合物が押出しダイを通って押出し装置１０９を出るのに先だって、機械的圧力下でそれを通って運搬される複数の加熱ゾーンを含んでなる。各連続加熱ゾーンの温度は、概して前の加熱ゾーンの温度を約１０℃〜約７０℃（約１５°Ｆ〜約１２５°Ｆ）、より概して約１０℃〜約５０℃（約１５°Ｆ〜約９０°Ｆ）、より概して約１０℃〜約３０℃（約１５°Ｆ〜約５５°Ｆ）の間で超える。
最終加熱ゾーン内の温度は典型的に約９０℃〜約１５０℃（約１９５°Ｆ〜約３００°Ｆ）、より典型的には約１００℃〜約１５０℃（約２１２°Ｆ〜約３００°Ｆ）、さらにより典型的には約１００℃〜約１３０℃（約２１０°Ｆ〜約２７０°Ｆ）である。
最終加熱ゾーンのとなりの温度は典型的に約８０℃〜約１２０℃（約１７５℃〜約２５０℃）、より典型的には約９０℃〜約１１０℃（約１９５°Ｆ〜約２３０°Ｆ）である。
最終加熱ゾーンのとなりのすぐ手前の加熱ゾーン内の温度は典型的に約７０℃〜約１００℃（約１６０°Ｆ〜約２１０°Ｆ）、より典型的には約８０℃〜約９０℃（約１７５°Ｆ〜約１９５°Ｆ）である。
最終加熱ゾーンから２つの加熱ゾーンによって隔てられた加熱ゾーンの温度は典型的に約６０℃〜約９０℃（約１４０°Ｆ〜約１９５°Ｆ）、より典型的には約７０℃〜約８０℃（約１６０°Ｆ〜約１７５°Ｆ）である。
押出し装置は、典型的に少なくとも約３つの加熱ゾーン、より典型的には少なくとも約４つの加熱ゾーン含んでなる。好ましい実施態様では、調整されたプレミクスが押出し装置内の４つの加熱ゾーンを通って移動し、供給混合物は、溶融押出し塊が約１００℃〜約１５０℃（約２１２°Ｆ〜約３０２°Ｆ）の温度で押出しダイに入るように、約１００℃〜約１５０℃（約２１２°Ｆ〜約３０２°Ｆ）の温度に加熱される。
このような実施態様では、第１の加熱ゾーンは好ましくは約６０℃〜約９０℃（約１４０°Ｆ〜約１９５°Ｆ）の温度で操作され、第２の加熱ゾーンは約７０℃〜約１００℃（約１６０°Ｆ〜約２１２°Ｆ）の温度で操作され、第３の加熱ゾーンは約８０℃〜約１２０℃（約１７５°Ｆ〜約２５０°Ｆ）の温度で操作され、第４の加熱ゾーンは約９０℃〜約１５０℃（約１９５°Ｆ〜約３０２°Ｆ）の温度で操作される。
加熱ゾーン内の温度は、例えば、フロリダ州タンパのＣｌｅｘｔｒａｌ（Ｔａｍｐａ，ＦＬ）によって製造されるＭｏｋｏｎ温度制御システムをはじめとする適切な温度制御システムを使用して制御してもよい。ゾーンとつながった１つ以上のバルブを経由して蒸気もまた１つ以上の加熱ゾーンに導入して、温度を制御してもよい。
加熱ゾーンの温度を制御するのに使用される装置は、自動制御されてもよい。このような１つの制御システムは、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）とつながった適切なバルブ（例えばソレノイドバルブ）を含む。
押出し機バレル内の圧力は、厳密に重要ではない。典型的に押出し塊には少なくとも約４００ｐｓｉｇ（約２８バール）の圧力がかけられ、そして概して最後の２つの加熱ゾーン内の圧力は約１０００ｐｓｉｇ〜約３０００ｐｓｉｇ（約７０バール〜約２１０バール）である。バレル圧力は、例えば押出し機スクリュー速度、バレルへの混合物供給速度、バレルへの水供給速度、およびバレル内の溶融塊の粘度をはじめとする多数の要素に左右される。
バレル内の加熱ゾーンは、その中の混合物に対する作用の観点から特徴づけられてもよい。例えばその中における主要な目的がバレルに沿って長手方向に混合物を運搬することであるゾーンは、概して「運搬ゾーン」と称され、主要な目的が混合することであるゾーンは概して「混合ゾーン」と称される。その中における主要な目的が混合物を圧縮することであるゾーンは概して「圧縮ゾーン」と称され、その中における主要な目的がタンパク質の剪断変形を提供することであるゾーンは、「剪断変形ゾーン」と称される。ゾーン内で１つを超える作用が起きてもよいものとし、例えば「剪断変形／圧縮」ゾーンまたは「混合／剪断変形」ゾーンがあってもよい。様々なゾーン内の混合物に対する作用は、概して例えばゾーン温度およびゾーン内のスクリュープロフィールをはじめとするゾーン内の様々な条件によって定まる。
押出し機はそのスクリュープロフィールによって特徴づけられ、それは少なくともある程度スクリューの様々な部分の長さ対ピッチ比によって定まる。長さ（Ｌ）がスクリューの長さを示すのに対し、ピッチ（Ｐ）はスクリューのねじの完全な１回転に要する距離を示す。異なる特性を有する複数のスクリュー部分を含有するモジュラースクリューの場合、Ｌはこのような部分の長さ、そしてＰはスクリューのねじの完全な１回転に要する距離を示すことができる。概してピッチが減少するにつれて、混合、圧縮、および／または剪断変形の強度は増大し、したがってＬ：Ｐが増大する。本発明の一実施態様の様々な加熱ゾーン内の二軸スクリューのＬ：Ｐ比を下の表２に提供する。
表2
Figure 2007531530
水を押出し機バレル内に注入して供給混合物を水和し、タンパク質の組織化を促進する。溶融押出し塊形成の助けとして、水は可塑剤として機能してもよい。水は加熱ゾーンとつながった１つ以上の注入ジェットを通じて、押出し機バレルに導入してもよい。典型的にバレル内の混合物は、約１５％〜約３０重量％の水を含有する。あらゆる加熱ゾーンへの水の導入速度は概して制御されて、所望の特性を有する押出し物の生成が促進される。バレルへの水導入速度が低下すると、押出し物密度が低下することが観察されている。典型的にタンパク質１ｋｇあたり約１ｋｇ未満の水がバレルに導入され、より典型的にはタンパク質１ｋｇあたり約０．５ｋｇ未満の水が、さらにより典型的にはタンパク質１ｋｇあたり約０．２５ｋｇ未満の水がバレルに導入される。概してタンパク質１ｋｇあたり約０．１ｋｇ〜約１ｋｇの水がバレルに導入される。
図１について再度述べると、押出し装置１０９内の溶融押出し塊はダイ（図示せず）を通して押し出されて押出し物が生成し、次にそれを乾燥機１１１内で乾燥させる。
押出し条件は、概して押出し機バレルから出てくる生成物が、典型的に湿潤ベースで約２０％〜約４５重量％、より典型的には湿潤ベースで約３０％〜約４０重量％の水分含量を有するような条件である。水分含量は、押出し機に導入された混合物中に存在する水、予備調整中に添加された水分、および／または加工中に押出し機バレル内に注入されたあらゆる水に由来する。
圧力から解放されると、溶融押出し塊がダイを通って押出し機バレルから出て、塊中に存在する超高温水は蒸気として急速に気化し、同時の材料膨張（すなわちパフ形成）を引き起こす。押出し物断面積とダイ開口部の断面積との比率で表される、混合物が押出し機を出る時の押出し物の膨張レベルは、概して約１５：１未満、より概して約１０：１未満、さらにより概して約５：１．未満である。押出し物の断面積とダイ開口部の断面積との比率は典型的に約２：１〜約１１：１、より典型的には約２：１〜約１０：１である。
押出し物はダイを出た後に切断される。押出し物を切断するのに適した装置としては、カンサス州セベサのＷｅｎｇｅｒ（Ｓａｂｅｔｈａ，ＫＳ）およびフロリダ州タンパのＣｌｅｘｔｒａｌ（Ｔａｍｐａ，ＦＬ）によって製造される可撓性ナイフが挙げられる。
押出し物を乾燥するのに使用される乾燥機１１１は、概して複数の乾燥ゾーンを含んでなり、その中で空気温度は異なってもよい。概して１つ以上のゾーン内の空気温度は、約１３５℃〜約１８５℃（約２８０°Ｆ〜約３７０°Ｆ）である。１つ以上のゾーン内の空気温度は典型的に約１４０℃〜約１８０℃（約２９０°Ｆ〜約３６０°Ｆ）、より典型的には約１５５℃〜１７０℃（約３１０°Ｆ〜３４０°Ｆ）、さらにより典型的には約１６０℃〜約１６５℃（約３２０°Ｆ〜約３３０°Ｆ）である。典型的に押出し物は、所望の水分含量を有する押出し物を提供するのに十分な時間乾燥機内にある。この所望の水分含量は押出し物の意図される用途次第で大きく変動してよく、典型的に約２．５％〜約５．０重量％である。概して押出し物は、少なくとも約５分間、より概しては少なくとも約１０分間乾燥させる。適切な乾燥機としては、マサチューセッツ州メリマックのＷｏｌｖｅｒｉｎｅ Ｐｒｏｃｔｏｒ＆Ｓｃｈｗａｒｔｚ（Ｍｅｒｒｉｍａｃ，ＭＡ）、ペンシルベニア州フィラデルフィアのＮａｔｉｏｎａｌ Ｄｒｙｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ．（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）、カンサス州セベサのＷｅｎｇｅｒ（Ｓａｂｅｔｈａ，ＫＳ）、フロリダ州タンパのＣｌｅｘｔｒａｌ，Ｉｎｃ．（Ｔａｍｐａ，ＦＬ）、およびイリノイ州レークブラフのＢｕｅｈｌｅｒ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ，ＩＬ）によって製造されるものが挙げられる。
押出し物は、さらに細かく砕いいて押出し物の平均粒度を低下させてもよい。適した粉砕装置としては、英国のＨｏｓｏｋａｗａ Ｍｉｃｒｏｎ Ｌｔｄ．（Ｅｎｇｌａｎｄ）によって製造されるＭｉｋｒｏハンマー・ミルなどのハンマー・ミルが挙げられる。
本発明の新しいタンパク質押出し物は、好ましくは絶対乾燥ベースで少なくとも約７０重量％のタンパク質、より好ましくは絶対乾燥ベースで少なくとも約８０重量％のタンパク質、さらにより好ましくは絶対乾燥ベースで少なくとも約９０重量％のタンパク質を含んでなる。好ましい一実施様態では、タンパク質押出し物は絶対乾燥ベースで約８０％〜約９５重量％のタンパク質を含んでなる。
タンパク質押出し物は植物性タンパク質を含んでなり、また繊維（例えばダイズ繊維および穀物繊維）、炭水化物（例えばデンプンなどの複合糖質）、および水をはじめとするその他の構成要素も含んでよい。好ましくは食品中のタンパク質の大部分はダイズタンパク質から構成され、好ましくは押出し物中の大部分のタンパク質源は、１つ以上のダイズタンパク質単離物である。
一実施態では、タンパク質押出し物は、大部分を占める固体構成要素と水構成要素とを含む低密度スナック製品の形態である。典型的にこのような製品は、大部分を占める固体構成要素と水構成要素とを基準にして約２５％〜約９５％のタンパク質を含む。
別の実施態様では、タンパク質押出し物は、製品中に存在する水および主要固体構成要素の乾燥ベース重量の約２５％〜約９５重量％の濃度でタンパク質を含む主要固体構成要素を含んでなる、低密度低水分含量タンパク性食品の形態である。本実施態様の１つのバリエーションでは、主要固体構成要素はタンパク性固体マトリックスの形態であり、別のバリエーションではタンパク性固体押出し物である。
概して本発明のタンパク質押出し物は、概して約０．１ｇ／ｃｍ3〜約０．４ｇ／ｃｍ3の密度を有する。好ましくは本発明のタンパク質押出し物は、約０．１５ｇ／ｃｍ3〜約０．３５ｇ／ｃｍ3の密度を有する。このような実施態様では、押出し物密度は約０．２０ｇ／ｃｍ3〜約０．２７ｇ／ｃｍ3、約０．２４ｇ／ｃｍ3〜約０．２７ｇ／ｃｍ3、または約０．２７ｇ／ｃｍ3〜約０．３２ｇ／ｃｍ3であってもよい。
本発明に従って調製された低密度スナック食品は、概して約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．７ｇ／ｃｍ3、より概して約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．５ｇ／ｃｍ3の密度を有する。概してこのような押出し物は、歯切れのよい非繊維性歯ごたえを示す。特定の実施態様では、製品は約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．１ｇ／ｃｍ3または約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．０５ｇ／ｃｍ3もの密度を有する。主要固体構成要素を含んでなる低密度低水分含量タンパク性食品が、典型的にこのような密度を示す。
好ましい実施態様では、本発明のタンパク質押出し物は、上述のように加水分解ダイズタンパク質および非加水分解ダイズタンパク質を含んでなる。タンパク質押出し物は、典型的に非加水分解ダイズタンパク質１重量部あたり少なくとも約１重量部の加水分解ダイズタンパク質、より好ましくは非加水分解ダイズタンパク質１重量部あたり少なくとも２重量部の加水分解ダイズタンパク質を含んでなる。
タンパク質押出し物はより典型的には非加水分解ダイズタンパク質１重量部あたり約２〜約８重量部の加水分解ダイズタンパク質、非加水分解ダイズタンパク質１重量部あたり約２〜約４重量部の加水分解ダイズタンパク質、または非加水分解ダイズタンパク質１重量部あたり約４〜約６重量部の加水分解ダイズタンパク質を含んでなる。
特定の実施態様では、食品は加水分解ダイズタンパク質および少なくとも部分的に加水分解されたダイズタンパク質単離物、および非加水分解ダイズタンパク質（例えばダイズタンパク質単離物、ダイズタンパク質濃縮物、またはダイズ粉）を含み、部分的に加水分解されたタンパク質は非加水分解ダイズタンパク質の８０：２０〜５５：４５の重量比で製品中に存在する。
押出し物は好ましくは約２０重量％未満の炭水化物、より好ましくは約１０重量％未満の炭水化物、さらにより好ましくは約５重量％未満、なおもより好ましくは、約２％〜約５重量％の炭水化物を含有する。
供給混合物中に存在する炭水化物（すなわちデンプン）は、典型的に押出し機バレル条件下で、デンプンの変性によって引き起されたデンプンゲルの微粒子を形成する。したがって存在するデンプンは、部分的にゼラチン化する。押出し物のデンプン部分のデンプンゼラチン化の程度は、デンプンヨウ素試験または偏光顕微鏡法によって判定してもよい。典型的に押出し物中に存在するデンプンは、約７０％〜約９０％のゼラチン化の程度を示す。デンプンは押出し物にゼラチン質特性を提供するのに十分な量では存在しないが、概してデンプンのゼラチン化には高温が必要なので、そのゼラチン化程度はバレル内の押出し塊の「調理」程度の基準として使用できる。
押出し物は典型的に絶対乾燥ベースで約０．００１％〜約５重量％の繊維、より典型的には絶対乾燥ベースで約１％〜約３重量％の繊維を含有する。押出し塊中の繊維は、押出し塊が押出しダイを出る際にその膨張を助ける。押出し塊中の繊維は、混合物中に存在する水を捕捉して膨張を防止する傾向があるマトリックスを概して形成するタンパク質間の結合形成を中断すると、現在考えられている。この結合形成の中断、および繊維が水を放出する自然な傾向は、押出し塊からの蒸気としての水の急速な気化、および押出し塊の膨張を容易にする。
タンパク質に加えて、本発明の食品の大部分を占める固体構成要素または主要固体構成要素は、炭水化物または繊維などのその他の固体構成要素（すなわち充填材）を含んでなってもよい。製品は、約５：９５〜約７５：２５の範囲の充填材対タンパク質比率で充填材を含んでもよい。特定の実施態様では、充填材の大部分はデンプンである。適切なデンプンとしては米粉、ジャガイモ、タピオカ、およびそれらの混合物が挙げられる。
概して水は、約２％〜約５．５重量％の濃度で乾燥させた押出し物中に存在する。水の量は、押出し物のその他の特性（例えば炭水化物含量および密度）次第で変動してよい。
大部分を占める固体構成要素または主要固体構成要素を含む本発明の低密度食品は、典型的にタンパク質、充填材、および水の重量の約１％〜約７％、より典型的にはタンパク質、充填材、および水の重量の約３％〜約５％の濃度で水を含有する。
本発明のタンパク質押出し物は、少なくとも約１０００ｇの硬度を有することでさらに特徴づけられてもよい。タンパク質押出し物は典型的に約１０００〜約５０，０００ｇ、より典型的には約３０，０００〜約４５，０００ｇの硬度を有する。押出し物硬度は、概して押出し物サンプルを容器に入れてサンプルをプローブで圧潰して判定される。サンプルを破壊するのに要する力が記録され、そのサイズまたは重量を基準にしてサンプルを圧潰するのに要する力は、製品の硬度に比例する。押出し物の硬度は、英国のＳｔａｂｌｅ Ｍｉｃｒｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｌｔｄ．（Ｅｎｇｌａｎｄ）によって製造される２２５ｋｇ負荷セルを有するＴＡ．ＴＸＴテクスチャー分析器を使用して判定されてもよい。特定の実施態様では、容易にかみこなせないテクスチャーを有する押出し物が好ましい。概してこのような押出し物は、約４０，０００ｇ未満の硬度を有する。
タンパク質押出し物は広範な粒度を示してもよく、概して楕円または円形ナゲットまたはペレットとして特徴づけられてもよい。本発明の押出し物の粒度を特徴付けするための以下の重量％は、「現状どおり」（すなわち水分含有）ベースで提供される。
特定の実施態様では、押出し物の粒度は、約５％〜約１０重量％の粒子が６メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約８０％〜約９０重量％の粒子が８メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約５％〜約１０重量％が１０メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約１％〜約３重量％の粒子が１０メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるいを通過するような粒度である。
このような押出し物は、典型的に約３〜約７ｍｍ、より典型的には約５ｍｍの長さを有する。このような押出し物の幅は、典型的に約０．５〜約３．５ｍｍ、より典型的には約２ｍｍである。
このような粒度を有する押出し物を図２および３の顕微鏡写真に示す。
これらの特性を有する押出し物ナゲットを細長く切って、約５％〜約１０重量％の粒子が１／８インチ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約１０％〜約２０重量％（典型的に約１５重量％）の粒子が６メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約６０％〜約８０重量％（典型的に７０重量％）の粒子が２０メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約３％〜約５重量％の粒子が２０メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるいを通過するようなテクスチャー加工されたダイズタンパク質を製品製造してもよい。このような細切り押出し物を図４に示す。
別の実施態様では、押出し物の粒度は、５％〜約１０重量％が４メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約６０％〜約８０重量％が６メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約２０％〜約４０重量％が８メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約１％〜約３重量％の粒子が８メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるいを通過するような粒度である。
このような押出し物は、典型的に約６〜約１０ｍｍ、より典型的には約８ｍｍの長さを有する。このような押出し物の幅は典型的に約２．５〜約５．５ｍｍ、より典型的には約４ｍｍである。
このような粒度を有する押出し物を図２、３、および５の顕微鏡写真に示す。
これらの特性を有する押出し物ナゲットを細長く切って、約１０％〜約２０重量％が１／４インチ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約５０％〜約８０重量％（典型的に約６５重量％）が７メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約２０％〜約５０重量％（典型的に約３５重量％）が１６メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約３％〜約５重量％が１６メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるいを通過するような粒度を有する、テクスチャー加工されたダイズタンパク質製品を製造してもよい。このような細切り押出し物を図４に示す。
さらに別の実施態様では、押出し物の粒度は５％〜約１０重量％の粒子が１／２インチ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約８０％〜約９０重量％の粒子が１／４インチ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約１％〜約３重量％が１／４インチ標準Ｕ．Ｓ．ふるいを通過するような粒度である。
このような押出し物は、典型的に約７〜約１３ｍｍ、より典型的には約１０ｍｍの長さを有する。このような押出し物の幅は典型的に約４〜約１０ｍｍ、より典型的には約７．５ｍｍである。このような粒度を有する押出し物を図２に示す。
上述の押出し物ナゲットを挽いて、粉末ダイズタンパク質製品を製造してもよい。このような粉末は典型的に、約２％〜約５重量％の粉末が２００メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約１０％〜約２５重量％の粉末が３２５メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるい上に保持され、約７０％〜約１００重量％（典型的に約７５重量％）の粉末が３２５メッシュ標準Ｕ．Ｓ．ふるいを通過するような粒度を示す。挽いた押出し物を図４に示す。
製品はまた、通常約６５〜９９、より好ましくは約８０〜９７程度の広範なペレット耐久率（ＰＤＩ）値を有することができる。
本発明の押出し物は、例えば食物バーおよびインスタントシリアルをはじめとする多様な食品に組み込むのに適している。このような押出し物は概して楕円形または円形であってもよく、また細長く切ってもよい。
特定の実施態様では、タンパク質押出し物は上述のように挽かれ、または細かく砕かれて粉末押出し物が製造される。典型的にこのような粉末は約１０μｍ未満の平均粒度を有する。より典型的には細かく砕いた押出し物の平均粒度は約５μｍ未満であり、さらにより典型的には約１〜約３μｍである。このような粉末押出し物は、例えば飲料、乳製品製品（例えば豆乳およびヨーグルト）、焼き菓子、肉製品、スープ、およびグレービーをはじめとする多様な食品中に組み込むのに適する。タンパク質押出し物は、上述のようにナゲットまたはペレット、細切りナゲットまたはペレット、または粉末の形態で、このような用途に組み込める。
これまでの経験は、飲料に組み込む押出し物の場合、製品中の「ざらざらした」味覚を防止するために、約５μｍ未満の粒度が特に望ましいことを示唆する。
本発明のダイズタンパク質製品がその中で使用される特に好ましい用途は、乳化肉である。ダイズタンパク質製品は乳化肉内で使用して、乳化肉に噛みごたえと肉様テクスチャーを与える構造を提供してもよい。ダイズタンパク質製品はまた、容易に水を吸収することで乳化肉からの水分の調理損失を減少させ、肉の脂肪の「溶け出し」を防止するので、調理肉はよりジューシーになる。
本発明のダイズタンパク質製品と組み合わせて、肉エマルジョンを形成するのに使用される肉材料は、好ましくはケーシングに肉材料を充填して形成されるソーセージ、フランクフルトソーセージ、またはその他の肉製品を形成するのに有用な肉であり、またはハンバーガー、ミートローフ、およびミンチ肉製品などの挽肉用途において有用な肉であることができる。ダイズタンパク質製品と組み合わせて使用される特に好ましい肉材料としては、チキン、牛、および豚からの機械的骨抜き肉、豚切り落とし、牛切り落としおよび豚背脂肪が挙げられる。
肉材料および挽いたダイズタンパク質製品を含有する肉エマルジョンは、望ましい肉様特性、特にしっかりしたテクスチャーと噛みごたえがある肉エマルジョンを提供するように選択されるそれぞれの一定量を含有する。
典型的に挽いたダイズタンパク質製品は、約０％〜約４重量％、より典型的には約０％〜約３重量％、さらにより典型的には約１％〜約３重量％の量で肉エマルジョン中に存在する。
典型的に肉材料は、約４０％〜約９５重量％、より典型的には約５０％〜約９０重量％、さらにより典型的には約６０％〜約８５重量％の量で肉エマルジョン内に存在する。
肉エマルジョンはまた水も含有し、それは典型的に約０％〜約２５重量％、より典型的には約０％〜約２０重量％、なおもより典型的には約０％〜約１５重量％、さらにより典型的には約０％〜約１０重量％の量で存在する。
肉エマルジョンはまた、肉エマルジョンに防腐、着香、または着色特性を提供するその他の成分も含有する。例えば肉エマルジョンは典型的に約１％〜約４重量の％塩、典型的に約０．１％〜約３重量％の香辛料、および典型的に約０．００１％〜約０．５重量％の硝酸塩などの防腐剤を含有してもよい。
本発明のダイズタンパク質製品はまた、例えば酸性飲料などの飲料用途で使用されてもよい。典型的に挽いたダイズタンパク質製品は、約０．５％〜約３．５重量％の量で飲料中に存在する。その中にダイズタンパク質製品が組み込まれる飲料は、典型的に約７０％〜約９０重量％の水を含有する。飲料はまた典型的に糖（例えばフルクトースおよびスクロース）も約２０重量％までの量で含有する。
下で様々な調合物実施例において、好ましい食品調合物を述べる。
健康ダイエット消費者用製品の場合、乾燥成形品は乾燥成形品重量の約２５％〜５５％の範囲の総タンパク質（例えば加水分解および非加水分解）を有する。少なくとも部分的に加水分解されたダイズ単離物と非加水分解またはゲル化タンパク質との比率は、約８０：２０〜約５５：４５の範囲、好ましくは約６０：２０〜約６０：４５の範囲、最も好ましくは約６０：４０である。好ましくはデンプン（複合糖質）などの炭水化物である充填材は、乾燥成形品の約５０％〜７５重量％の範囲で存在する。総水分含量が上述のように存在し、コーティングが上述のように乾燥成形品に塗布できる。また例えば栄養素、着香料、抗微生物剤などの上述の任意の成分もまた添加できる。最終製品、すなわち香料および添加剤を添加した乾燥成形品の総脂肪含量は、最終製品の約５％未満、好ましくは約０．２％〜約５重量％の範囲である。
バランスのとれたダイエット消費者用製品の場合、タンパク質は乾燥成形品の約５５％〜７０重量％の範囲で存在する。少なくとも部分的に加水分解されたダイズ単離物と非加水分解またはゲル化タンパク質との比率は約８０：２０〜約５５：４５、好ましくは約７０：３０の範囲である。好ましくはデンプンである充填材は、乾燥成形品の約３０％〜５０重量％の範囲で存在する。典型的に、バランスのとれたダイエット消費者は、脂肪をバランスのとれたダイエットの重要な要素と見なすのでより高い脂肪含量を好む。この場合、総脂肪は最終製品の約０．２％〜約２０％の範囲、好ましくは最終製品の約１５％〜約２０重量％の範囲である。押し出される製品構成要素との押出しに先だって、脂肪を混ぜないことが望ましいので、脂肪のほとんどは好ましくはコーティングと共に添加される。健康ダイエット消費者について言及されるその他の成分もまた、本製品カテゴリーにおよそ同一量で添加できる。
高タンパク質消費者用製品では、タンパク質含量を増大させて、一部の消費者にとっては高タンパク質ダイエットに有害である炭水化物含量を低下させるために、充填材があったとしてもごくわずかに添加されることが好ましい。このような製品ラインでは、タンパク質は乾燥成形品の約７０％〜９５重量％の範囲で存在する。少なくとも部分的に加水分解されたダイズ単離物と非加水分解またはゲル化タンパク質との比率は約８０：２０〜約５５：４５、好ましくは約７０：３０の範囲である。充填材は低く保たれ、乾燥成形品の約０％〜約３０％の範囲、好ましくは約５％〜約２０重量％の範囲で存在する。脂肪は本タイプの製品中に存在でき、好ましくはコーティングと共に添加される。脂肪は最終製品の約０．２％〜約３０％の範囲、好ましくは約７％〜約２０重量％の範囲で存在する。上述のその他の任意の成分が、本タイプの製品におよそ同一量で添加できる。
以下の実施例は、本発明をさらに例証し説明することを単に意図する。したがって本発明は、これらの実施例のいかなる詳細によっても制限されないものとする。
実施例１
本実施例は、様々な供給混合物調合物を使用した、７０％、７５％、８０％、８５％、および８８％ダイズタンパク質を含んでなるダイズタンパク質ナゲットの調製を例証する。
供給混合物を下の表３に示す。
表3
Figure 2007531530
表３に示すように、７０％、７５％、８０％、および８５％タンパク質ナゲットを調製するための供給混合物における加水分解と非加水分解単離物との重量比は、およそ４：１である。８８％タンパク質ナゲットは、非加水分解単離物を含有しない供給混合物から調製される。
各供給混合物の成分を成分ブレンダー内で５〜１０分間混合し、確実に均一に分布するようにする。乾燥供給混合物を容量供給装置（すなわちホッパー）に空気圧で運搬し、６．３〜７．７ｋｇ／分（１４〜１７ポンド／分）の速度で予備調整タンクに供給し、その中で乾燥混合物を蒸気と水により予備調整する。水を０．２〜０．７ｋｇ／分（０．５〜１．５ポンド／分）の速度でプレコンディショナーに導入し、蒸気を０．１６〜０．２２ｋｇ／分（０．４〜０．５ポンド／分または２５〜３０ポンド／時間）の速度で調整タンクに注入する。プレコンディショナー内の混合物を１３００〜１５００ｒｐｍで回転するパドルで連続的に撹拌し、蒸気流を注意深くモニターしてプレコンディショナー内のタンパク質混合物の温度を約６０〜約７０．５℃（１４０°Ｆ〜１５９°Ｆ）に維持する。
次にコンベアーで乾燥混合物を押出し機バレル入り口に導入する。２７５〜３２０ｒｐｍの速度の押出し機スクリューを使用して、調整された供給混合物を６〜９ｋｇ／分（１３．３〜２０ポンド／分）の速度で押出し機に導入する。
使用される押出し機は、フロリダ州タンパのＣｌｅｘｔｒａｌ，Ｉｎｃ．（Ｔａｍｐａ，ＦＬ）によって製造される、１５：１のＬ／Ｄ比および４つの加熱ゾーンを有する双胴二軸スクリュー押出し機ＣＬＥＸＴＲＡＬモデルＢＣ−７２である。押出し機のスクリュープロフィールを表４に示す。
表4
Figure 2007531530
*逆転
蒸気注入なしに、水を１．８〜２．７ｋｇ／分（４〜６ポンド／分）の速度で押出し機バレルに導入する。フロリダ州タンパのＣｌｅｘｔｒａｌ（Ｔａｍｐａ，ＦＬ）によって製造されるＭｏｋｏｎ温度制御システムによって、バレル温度を制御する。押出し機は供給混合物がそれを通過する４つの加熱ゾーンを含有し、ＢＣ−７２押出し機の温度プロフィールを下の表５に示す。
表5
Figure 2007531530
予備調整された供給混合物は、押出し機バレル内で、ガラス遷移温度に達する高温の押出し機スクリューｒｐｍ／剪断および電気的エネルギーから発生する機械的エネルギーによって調理される。高い温度、剪断、および圧力において供給混合物は融解し、水およびその他の成分と相互作用してプラスチック様材料が形成され、次に押出しダイを通過させる前に、それを１インチ（２５ｍｍ）径を有する受け板を通して押し出す。
２０００〜３０００ｒｐｍで回転する６枚羽根ナイフを使用して押出し物を切断し、製品サイズ、密度、および顆粒化を得る。ダイナイフ領域をスパージング圧搾空気（カッターガード内）によって排気し、面板冷却／製品切断を助ける。
ダイズタンパク質ナゲットは、約１４５〜約１６５℃（２９５〜約３２５°Ｆ）の温度のＰｒｏｃｔｏｒシングルバンドコンベア乾燥機で、５〜７分間の滞留時間乾燥させる。乾燥させたダイズナゲットを３号および８号（Ｓｗｅｃｏ）ふるいを使用してふるい分け、微粉を除去する。
押出し物の硬度は、英国のＳｔａｂｌｅ Ｍｉｃｒｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｌｔｄ．（Ｅｎｇｌａｎｄ）が製造するテクスチャー分析器、モデル番号ＴＡ．ＴＸＴ２を使用して、２５ｋｇ負荷セルで判定される。様々なダイズタンパク質押出し物の密度および硬度を下の表６にまとめる。
表6
Figure 2007531530
８０％のダイズタンパク質ナゲットを調製するのに使用される様々な試行において、特定のプロセス条件を変動させる効果を下の表７にまとめる。
表7
Figure 2007531530
押出し機ｒｐｍ（％）、混合物供給速度（％）、および押出し機バレル水速度（％）の同等物を下に示す。
押出し機ｒｐｍ：
８０％＝２６７ｒｐｍ
８５％＝２８４ｒｐｍ
９０％＝３０１ｒｐｍ

押出し機供給速度：
７５％＝１５ポンド／分
８０％＝１６ポンド／分
８５％＝１７ポンド／分

押出し機バレル水速度：
８０％＝４．８ポンド／分
８５％＝５．１ポンド／分
９０％＝５．４ポンド／分
好ましい調合物を以下の調合物実施例で提供する。全ての百分率（％）は重量による。
栄養バー（シートおよびカットタイプ）
Figure 2007531530
栄養バー（押出し）
Figure 2007531530
酸性ｐＨ飲料
Figure 2007531530
乳化肉システム
Figure 2007531530
挽肉、牛パティ
Figure 2007531530
高タンパク質クッキー
Figure 2007531530
ホットドッグ
Figure 2007531530
燻製イタリアンソーセージ
Figure 2007531530
燻製ソーセージ
Figure 2007531530
牛燻製ソーセージ
Figure 2007531530
雑肉燻製ソーセージ
Figure 2007531530
本発明は上の実施態様に限定されず、様々に修正できる。上の好ましい実施態様の説明は、当業者が特定用途の要件に最もふさわしくあるように、本発明をその多数の形態において適合および適用できるように、本発明、その原理、およびその実用的な用途を当業者に熟知させることのみを意図する。
「含んでなる（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」または「含んでなる（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」または「含んでなる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と言う用語の使用に関して、本願明細書全体を通じて（以下の特許請求の範囲も含め）、文脈がそれ以外を要求しない限り、これらの用語はそれらが排他的でなく包括的に解釈されるという原則および明確な理解に基づいて使用され、本願明細書全体を解する上で、これらの各用語がそのように解釈されることが意図される。
本発明のタンパク質押出し物を調製するのに有用なプロセスの概略工程図である。 本発明に従って調製された高ダイズタンパク質テクスチャー加工製品の顕微鏡写真である。 本発明に従って調製された高ダイズタンパク質テクスチャー加工製品の顕微鏡写真である。 本発明に従って調製された高ダイズタンパク質テクスチャー加工製品の顕微鏡写真である。 本発明に従って調製された高ダイズタンパク質テクスチャー加工製品の顕微鏡写真である。

Claims (109)

  1. 絶対乾燥ベースで少なくとも約７０重量％の植物性タンパク質を含んでなり、約０．１０ｇ／ｃｍ3〜約０．４０ｇ／ｃｍ3の密度を有するタンパク質押出し物。
  2. 絶対乾燥ベースで少なくとも約７０重量％のダイズタンパク質を含んでなる、請求項１に記載のタンパク質押出し物。
  3. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約１０重量％未満の炭水化物を含んでなる、請求項２に記載のタンパク質押出し物。
  4. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約２％〜約５重量％の炭水化物を含んでなる、請求項３に記載のタンパク質押出し物。
  5. 前記押出し物が総重量を基準にして約２％〜約５．５重量％の水を含んでなる、請求項３に記載のタンパク質押出し物。
  6. 前記押出し物が約０．１５ｇ／ｃｍ3〜約０．３５ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項２に記載のタンパク質押出し物。
  7. 前記押出し物が約０．２０ｇ／ｃｍ3〜約０．２７ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項６に記載のタンパク質押出し物。
  8. 前記押出し物が約０．２４ｇ／ｃｍ3〜約０．２７ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項７に記載のタンパク質押出し物。
  9. 前記押出し物が約０．２７ｇ／ｃｍ3〜約０．３２ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項６に記載のタンパク質押出し物。
  10. 非加水分解ダイズタンパク質１重量部あたり約２〜約８重量部の加水分解ダイズタンパク質を含んでなる、請求項２に記載のタンパク質押出し物。
  11. 前記加水分解ダイズタンパク質が約１５％未満の加水分解度を示す、請求項１０に記載のタンパク質押出し物。
  12. 前記加水分解ダイズタンパク質が約１０％未満の加水分解度を示す、請求項１１に記載のタンパク質押出し物。
  13. 前記加水分解ダイズタンパク質が約１％〜約５％の加水分解度を示す、請求項１２に記載のタンパク質押出し物。
  14. 前記加水分解ダイズタンパク質が約３０〜約７０のＴＮＢＳ値を示す、請求項１０に記載のタンパク質押出し物。
  15. 絶対乾燥ベースで少なくとも約８０重量％のダイズタンパク質を含んでなる、請求項２に記載のタンパク質押出し物。
  16. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約１０重量％未満の炭水化物を含んでなる、請求項１５に記載のタンパク質押出し物。
  17. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約１０重量％未満の炭水化物を含んでなる、請求項１５に記載のタンパク質押出し物。
  18. 前記押出し物が総重量を基準にして約２％〜約５．５重量％の水を含んでなる、請求項１６に記載のタンパク質押出し物。
  19. 前記押出し物が約０．１５ｇ／ｃｍ3〜約０．３５ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項１５に記載のタンパク質押出し物。
  20. 前記押出し物が約０．２０ｇ／ｃｍ3〜約０．２７ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項１９に記載のタンパク質押出し物。
  21. 前記押出し物が約０．２４ｇ／ｃｍ3〜約０．２７ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項２０に記載のタンパク質押出し物。
  22. 前記押出し物が約０．２７ｇ／ｃｍ3〜約０．３２ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項１９に記載のタンパク質押出し物。
  23. 非加水分解ダイズタンパク質１重量部あたり約２〜約８重量部の加水分解ダイズタンパク質を含んでなる、請求項２２に記載のタンパク質押出し物。
  24. 前記加水分解ダイズタンパク質が約１５％未満の加水分解度を示す、請求項２３に記載のタンパク質押出し物。
  25. 前記加水分解ダイズタンパク質が約１０％未満の加水分解度を示す、請求項２４に記載のタンパク質押出し物。
  26. 前記加水分解ダイズタンパク質が約１％〜約５％の加水分解度を示す、請求項２５に記載のタンパク質押出し物。
  27. 前記加水分解ダイズタンパク質が約３０〜約７０のＴＮＢＳ値を示す、請求項２３に記載のタンパク質押出し物。
  28. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約８０％〜約９５重量％のダイズタンパク質を含んでなる、請求項２に記載のタンパク質押出し物。
  29. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約５重量％未満の炭水化物を含んでなる、請求項２８に記載のタンパク質押出し物。
  30. 前記押出し物が総重量を基準にして約２％〜約５重量％の水を含んでなる、請求項２８に記載のタンパク質押出し物。
  31. 前記押出し物が総重量を基準にして約２％〜約５重量％の水を含んでなる、請求項２８に記載のタンパク質押出し物。
  32. 前記押出し物が約０．１５ｇ／ｃｍ3〜約０．３５ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項２８に記載のタンパク質押出し物。
  33. 前記押出し物が約０．２０ｇ／ｃｍ3〜約０．２７ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項３２に記載のタンパク質押出し物。
  34. 前記押出し物が約０．２４ｇ／ｃｍ3〜約０．２７ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項３３に記載のタンパク質押出し物。
  35. 前記押出し物が約０．２７ｇ／ｃｍ3〜約０．３２ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項３２に記載のタンパク質押出し物。
  36. 非加水分解ダイズタンパク質１重量部あたり約２〜約８重量部の加水分解ダイズタンパク質を含んでなる、請求項２８に記載のタンパク質押出し物。
  37. 前記押出し物が、２５ｋｇ負荷セルを有するテクスチャー分析器による測定で少なくとも約１０，０００ｇの硬度を有する、請求項２に記載のタンパク質押出し物。
  38. 前記押出し物が、２５ｋｇ負荷セルを有するテクスチャー分析器による測定で約１０００ｇ〜約５０，０００ｇの硬度を有する、請求項３７に記載のタンパク質押出し物。
  39. 前記押出し物が、２５ｋｇ負荷セルを有するテクスチャー分析器による測定で約３０，０００ｇ〜約４５，０００ｇの硬度を有する、請求項３８に記載のタンパク質押出し物。
  40. 前記押出し物が約１０μｍ未満の平均粒度を有する粉末の形態である、請求項２に記載のタンパク質押出し物。
  41. 前記粉末が約５μｍ未満の平均粒度を有する、請求項４０に記載のタンパク質押出し物。
  42. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約０．００１％〜約５％の繊維を含んでなる、請求項４１に記載のタンパク質押出し物。
  43. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約１％〜約３重量％の繊維を含んでなる、請求項４２に記載のタンパク質押出し物。
  44. 非加水分解植物性タンパク質と非加水分解タンパク質１重量部あたり少なくとも約２重量部の加水分解タンパク質とを含んでなるタンパク質押出し物。
  45. 非加水分解ダイズタンパク質と非加水分解ダイズタンパク質１重量部あたり少なくとも約２重量部の加水分解ダイズタンパク質とを含んでなる、請求項４４に記載のタンパク質押出し物。
  46. 非加水分解ダイズタンパク質１重量部あたり約２〜約８重量部の加水分解ダイズタンパク質を含んでなる、請求項４５に記載のタンパク質押出し物。
  47. 非加水分解ダイズタンパク質１重量部あたり約４〜約６重量部の加水分解ダイズタンパク質を含んでなる、請求項４６に記載のタンパク質押出し物。
  48. 前記加水分解ダイズタンパク質が約１５％未満の加水分解度を示す、請求項４６に記載のタンパク質押出し物。
  49. 前記加水分解ダイズタンパク質が約１０％未満の加水分解度を示す、請求項４８に記載のタンパク質押出し物。
  50. 前記加水分解ダイズタンパク質が約１％〜約５％の加水分解度を示す、請求項４９に記載のタンパク質押出し物。
  51. 前記加水分解ダイズタンパク質が約３０〜約７０のＴＮＢＳ値を示す、請求項４９に記載のタンパク質押出し物。
  52. 前記押出し物が少なくとも約７０重量％のダイズタンパク質を含んでなる、請求項４９に記載のタンパク質押出し物。
  53. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約１０重量％未満の炭水化物を含んでなる、請求項５２に記載のタンパク質押出し物。
  54. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約１０重量％未満の炭水化物を含んでなる、請求項５２に記載のタンパク質押出し物。
  55. 前記押出し物が総重量を基準にして約２％〜約５．５重量％の水を含んでなる、請求項５３に記載のタンパク質押出し物。
  56. 前記押出し物が約０．１０ｇ／ｃｍ3〜約０．４０ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項４６に記載のタンパク質押出し物。
  57. 前記押出し物が約０．１５ｇ／ｃｍ3〜約０．３５ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項５６に記載のタンパク質押出し物。
  58. 前記押出し物が約０．２４ｇ／ｃｍ3〜約０．２９ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項５７に記載のタンパク質押出し物。
  59. 前記押出し物が約０．２０ｇ／ｃｍ3〜約０．２７ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項５６に記載のタンパク質押出し物。
  60. 前記押出し物が少なくとも約８０重量％のダイズタンパク質を含んでなる、請求項４６に記載のタンパク質押出し物。
  61. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約１０重量％未満の炭水化物を含んでなる、請求項６０に記載のタンパク質押出し物。
  62. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約１０重量％未満の炭水化物を含んでなる、請求項６０に記載のタンパク質押出し物。
  63. 前記押出し物が総重量を基準にして約２％〜約５．５重量％の水を含んでなる、請求項６１に記載のタンパク質押出し物。
  64. 前記押出し物が約０．１０ｇ／ｃｍ3〜約０．４０ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項６０に記載のタンパク質押出し物。
  65. 前記押出し物が約０．１５ｇ／ｃｍ3〜約０．３５ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項６４に記載のタンパク質押出し物。
  66. 前記押出し物が約０．２０ｇ／ｃｍ3〜約０．２７ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項６５に記載のタンパク質押出し物。
  67. 前記押出し物が約０．２４ｇ／ｃｍ3〜約０．２７ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項６０に記載のタンパク質押出し物。
  68. 前記押出し物が約８０％〜約９５重量％のダイズタンパク質を含んでなる、請求項４６に記載のタンパク質押出し物。
  69. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約５重量％未満の炭水化物を含んでなる、請求項６８に記載のタンパク質押出し物。
  70. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約２％〜約５重量％の炭水化物を含んでなる、請求項６９に記載のタンパク質押出し物。
  71. 前記押出し物が約０．１０ｇ／ｃｍ3〜約０．４０ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項４６に記載のタンパク質押出し物。
  72. 前記押出し物が約０．１５ｇ／ｃｍ3〜約０．３５ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項７１に記載のタンパク質押出し物。
  73. 前記押出し物が約０．２０ｇ／ｃｍ3〜約０．２７ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項７２に記載のタンパク質押出し物。
  74. 前記押出し物が約０．２４ｇ／ｃｍ3〜約０．２７ｇ／ｃｍ3の密度を有する、請求項７３に記載のタンパク質押出し物。
  75. 前記押出し物が、２５ｋｇ負荷セルを有するテクスチャー分析器による測定で約１０００ｇ〜約５０，０００ｇの硬度を有する、請求項４６に記載のタンパク質押出し物。
  76. 前記押出し物が、２５ｋｇ負荷セルを有するテクスチャー分析器による測定で約３０，０００ｇ〜約４５，０００ｇの硬度を有する、請求項７５に記載のタンパク質押出し物。
  77. 前記押出し物が約１０μｍ未満の平均粒度を有する粉末の形態である、請求項４６に記載のタンパク質押出し物。
  78. 前記粉末が約５μｍ未満の平均粒度を有する、請求項７７に記載のタンパク質押出し物。
  79. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約０．００１％〜約５％の繊維を含んでなる、請求項７８に記載のタンパク質押出し物。
  80. 前記押出し物が絶対乾燥ベースで約１％〜約３重量％の繊維を含んでなる、請求項７９に記載のタンパク質押出し物。
  81. 総重量を基準にして約４０％〜約９５重量％の肉材料と約４重量％までのダイズタンパク質製品とを含んでなり、ダイズタンパク質製品が絶対乾燥ベースで少なくとも約７０重量％のダイズタンパク質を含んでなり、約０．１０ｇ／ｃｍ3〜約０．４０ｇ／ｃｍ3の密度を有する機能性食品成分。
  82. 前記肉材料が約５０％〜約９０重量％の濃度で存在する、請求項８１に記載の機能性食品成分。
  83. 前記肉材料が約６０％〜約８５重量％の濃度で存在する、請求項８１に記載の機能性食品成分。
  84. 前記ダイズタンパク質製品が約３重量％までの濃度で存在する、請求項８１に記載の機能性食品成分。
  85. 前記ダイズタンパク質製品が約１％〜約３重量％の濃度で存在する、請求項８１に記載の機能性食品成分。
  86. 大部分を占める固体構成要素と水構成要素とを含み、大部分を占める固体構成要素が少なくともタンパク質を含む低密度スナック食品であって、前記食品が、
    大部分を占める固体構成要素および水の重量の約２５％〜約９５％の範囲のタンパク質と、
    固体および水の重量の約１％〜約７％の範囲の水と、
    を含んでなり、前記タンパク質が穀物およびマメ科植物の群から選択される種子作物から誘導され、
    前記製品が歯切れのよいテクスチャー、固体構成要素と水との重量を基準にして約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．５ｇ／ｃｍ3の範囲の密度を有することによって特徴づけられる、低密度スナック食品。
  87. 前記製品が非繊維性歯ごたえを有することによってさらに特徴づけられる、請求項８６に記載の食品。
  88. 大部分を占める固体構成要素が約５：９５〜約７５：２５の範囲の充填材対タンパク質の比率で存在する充填材を含む、請求項８６に記載の食品。
  89. タンパク質の大部分がダイズタンパク質を含む、請求項８８に記載の食品。
  90. ダイズタンパク質が少なくとも部分的に加水分解されたダイズタンパク質および非加水分解ダイズタンパク質を含む、請求項８９に記載の食品。
  91. 少なくとも部分的に加水分解されたダイズタンパク質が少なくとも部分的に加水分解されたダイズ単離物を含み、非加水分解ダイズタンパク質がダイズ単離物、ダイズ濃縮物、およびダイズ粉の少なくとも１つを含み、少なくとも部分的に加水分解されたダイズタンパク質が非加水分解ダイズタンパク質に対して約８０：２０〜約５５：４５の比率で存在する、請求項９０に記載の食品。
  92. 充填材の少なくとも大部分がデンプンである、請求項９１に記載の食品。
  93. デンプンがタンパク質に対して、タンパク質、充填材、および水の重量の約５：９５％〜約７５：２５％の範囲の比率で存在する、請求項９２に記載の食品。
  94. 食品の密度が約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．１ｇ／ｃｍ3の範囲である、請求項９３に記載の食品。
  95. 食品の密度が約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．０５ｇ／ｃｍ3の範囲である、請求項９４に記載の食品。
  96. 食品の水分含量が、タンパク質、充填材、および水の重量の約３％〜約５％の範囲である、請求項９４に記載の食品。
  97. 主要固体構成要素を含んでなり約１％〜約７％の水を含有する低密度低水分含量タンパク性食品であって、前記主要固体構成要素がタンパク質を前記製品の水含量および前記主要固体構成要素の乾燥ベース重量の合計重量の約２５％〜約９５％の濃度で含んでなり、前記製品が歯切れのよいテクスチャーと、前記主要固体構成要素および水の重量を基準にして約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．５ｇ／ｃｍ3の範囲の密度とによって特徴づけられる、低密度低水分含量タンパク性食品。
  98. 前記主要固体構成要素が、充填材を約５：９５〜約７５：２５のタンパク質に対する重量比でさらに含んでなる、請求項９７に記載の食品。
  99. タンパク質含量の半分超がダイズタンパク質からなる、請求項９８に記載の食品。
  100. ダイズタンパク質が少なくとも部分的に加水分解されたダイズタンパク質および非加水分解ダイズタンパク質を含む、請求項９９に記載の食品。
  101. タンパク性固体マトリックスを含んでなり約１％〜約７％の水を含有する低密度低水分含量タンパク性食品であって、前記マトリックスがタンパク質を前記製品の水含量および前記マトリックスの乾燥ベース重量の合計重量の約２５％〜約９５％の濃度で含んでなり、前記製品が歯切れのよいテクスチャー、約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．５ｇ／ｃｍ3の範囲の密度によって特徴づけられる、低密度低水分含量タンパク性食品。
  102. 前記マトリックスが充填材を約５：９５〜約７５：２５のタンパク質に対する重量比でさらに含んでなる、請求項１０１に記載の食品。
  103. タンパク質含量の半分超がダイズタンパク質からなる、請求項１０２に記載の食品。
  104. ダイズタンパク質が少なくとも部分的に加水分解されたダイズタンパク質および非加水分解ダイズタンパク質を含む、請求項１０３に記載の食品。
  105. タンパク性固体押出し物を含んでなり約１％〜約７％の水を含有する低密度低水分含量タンパク性食品であって、前記押出し物がタンパク質を前記製品の水含量および前記押出し物の乾燥ベース重量の合計重量の約２５％〜約９５％の濃度で含んでなり、前記製品が歯切れのよいテクスチャー、約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．５ｇ／ｃｍ3の範囲の密度によって特徴づけられる、低密度低水分含量タンパク性食品。
  106. 前記押出し物が充填材を約５：９５〜約７５：２５のタンパク質に対する重量比でさらに含んでなる、請求項１０５に記載の食品。
  107. タンパク質含量の半分超がダイズタンパク質からなる、請求項１０６に記載の食品。
  108. ダイズタンパク質が少なくとも部分的に加水分解されたダイズタンパク質および非加水分解ダイズタンパク質を含む、請求項１０７に記載の食品。
  109. 湿潤ベースで約１％〜約７％の水および約２５％〜約９５重量％のタンパク質を含んでなり、歯切れのよいテクスチャー、約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．５ｇ／ｃｍ3の範囲の密度によって特徴づけられる、低密度低水分含量タンパク性食品。
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