JP2010523125A - 着色構造化タンパク質製品 - Google Patents

Abstract

本発明は、実質的に整列したタンパク質繊維を有する着色構造化タンパク質製品の製造方法と、結果として得られる製品とを提供する。具体的には、植物タンパク質は着色剤と混ぜ合わせられて押し出され、実質的に整列したタンパク質繊維を有する着色構造化タンパク質製品および結果として得られる製品が形成される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００７年４月５日に出願された米国仮特許出願第６０／９１０，２６１号明細書および２００８年３月３１日に出願された米国非仮特許出願第１２／０５９，９６１号明細書（参照によってこれらの全体が本明細書に援用される）からの優先権を主張する。

本発明は、着色構造化タンパク質製品およびそれを製造するために使用される方法を提供する。特に、着色構造化タンパク質製品は、実質的に整列したタンパク質繊維を含む。

食品科学者は、様々な種類の植物タンパク質から、牛肉、豚肉、鶏肉、魚、および貝類の類似品などの容認できる食肉様食品を調製するための方法の開発に多くの時間を費やしている。大豆タンパク質は、その相対存在量および十分に低いコストのためにタンパク質源として使用されている。通常、食肉類似品は押出成形法によって調製される。押出成形の際、押出物は通常膨脹して繊維材料を形成する。これまで、高タンパク質押出物で作られた食肉類似品は、食肉様のテクスチャ特性、口当たり、および見た目に欠けているので容認に限りがあった。それどころか、形成されたタンパク質繊維がランダムでねじれた性質であることを主因として、これらはスポンジ状でよくかむ必要があると特徴付けられる。

動物肉の繊維構造をシミュレートし、容認できる食肉様のテクスチャおよび色を有する着色構造化タンパク質製品の必要性はまだ満たされていない。

本発明の一態様は、着色構造化タンパク質製品の製造方法を提供する。この方法は、通常、植物タンパク質材料を少なくとも１種の着色剤と混ぜ合わせることを含む。混合物は、高い温度および圧力の条件下で押し出されて、実質的に整列したタンパク質繊維を含む着色構造化タンパク質製品を形成する。

本発明のさらに別の態様は、着色構造化タンパク質製品の製造方法を提供する。この方法は、通常、押出成形機の内部にある間にタンパク質材料を少なくとも１種の着色剤と混ぜ合わせることを含む。混合物は高い温度および圧力の条件下で押し出されて、実質的に整列したタンパク質繊維を含む着色構造化タンパク質製品を形成する。

本発明のさらなる態様は、着色構造化タンパク質製品の製造方法を提供する。この方法は、通常、タンパク質材料を少なくとも１種の着色剤と混ぜ合わせることを含む。タンパク質材料は、乾燥物質ベースで約４５％〜約６５％の大豆タンパク質と、乾燥物質ベースで約２０％〜約３０％の小麦グルテンと、乾燥物質ベースで約１０％〜約１５％の小麦デンプンと、乾燥物質ベースで約１％〜約５％の繊維とを含む。混合物は高い温度および圧力の条件下で押し出されて、実質的に整列したタンパク質繊維を含む着色構造化タンパク質製品を形成する。

本発明のまたさらなる態様は、着色構造化タンパク質製品の製造方法を提供する。この方法は、通常、押出成形機の内部にある間にタンパク質材料と少なくとも１種の着色剤とを混ぜ合わせることを含む。タンパク質材料は、乾燥物質ベースで約４５％〜約６５％の大豆タンパク質と、乾燥物質ベースで約２０％〜約３０％の小麦グルテンと、乾燥物質ベースで約１０％〜約１５％の小麦デンプンと、乾燥物質ベースで約１％〜約５％の繊維とを含む。混合物は高い温度および圧力の条件下で押し出されて、実質的に整列したタンパク質繊維を含む着色構造化タンパク質製品を形成する。

本発明のさらなる態様は、着色構造化タンパク質製品の製造方法を提供する。この方法は、通常、植物タンパク質材料を動物肉および少なくとも１種の着色剤と混ぜ合わせることを含む。混合物は高い温度および圧力の条件下で押し出されて、実質的に整列したタンパク質繊維を含む着色構造化タンパク質製品を形成する。

カラー図面の参照
本出願書類はカラーで作成された少なくとも１枚の写真を含有する。カラー写真付きの本特許出願公報のコピーは、要求および必要な手数料の支払いに応じて特許庁により提供されるであろう。

実質的に整列したタンパク質繊維を有する本発明の着色構造化タンパク質製品を示す顕微鏡写真の写真画像を示す。 本発明の方法で製造されなかったタンパク質製品を示す顕微鏡写真の写真画像を示す。タンパク質製品を構成するタンパク質繊維は、本明細書に記載されるように交差している。 タンパク質含有材料の押出成形法において使用することができる周囲ダイアセンブリの一実施形態の斜視図を示す。 ダイインサート、ダイスリーブ、およびダイコーンを示す周囲ダイアセンブリの分解図を示す。 ダイスリーブ、ダイインサート、およびダイコーン構成の間に画定された流路を示す断面図を示す。 流路およびダイスリーブの排出口の間の相互作用を示す図５拡大断面図を示す。 ダイコーンのない周囲ダイアセンブリの一実施形態の断面図を示す。 ダイインサートの斜視図を示す。 ダイインサートの平面図を示す。 本発明の着色構造化タンパク質製品の画像を示す。画像Ａは対照である。着色剤を含まない構造化タンパク質製品を示す。画像Ｂは、０．０２重量％の（赤色ＦＤ＆Ｃ ＃４０）着色剤を含む着色構造化タンパク質製品を示す。画像Ｃは、０．２５重量％の（カルミンレーキ）着色剤を含む着色構造化タンパク質製品を示す。 本発明の着色構造化タンパク質製品の画像を示す。画像Ａは、０．１１１重量％の（水溶性カルミン）着色剤を含む着色構造化タンパク質製品を示す。画像Ｂは、０．０６８重量％の（水溶性カルミン）着色剤を含む着色構造化タンパク質製品を示す。画像Ｃは、０．０４重量％の（水溶性カルミン）着色剤を含む着色構造化タンパク質製品を示す。 本発明の着色構造化タンパク質製品の画像を示す。画像Ａは対照である。着色剤を含まない構造化タンパク質製品を示す。画像Ｂは、０．５重量％の（二酸化チタン）着色剤を含む着色構造化タンパク質製品を示す。画像Ｃは、０．２５重量％の（カルミンレーキ）着色剤を含む着色構造化タンパク質製品を示す。 本発明の着色構造化タンパク質製品の画像を示す。画像Ａは、０．０４３重量％の（赤色ＦＤ＆Ｃ ＃４０）着色剤および０．７２重量％の（カラメル）着色剤を含む着色構造化タンパク質製品を示す。画像Ｂは、０．７０重量％の（カラメル）着色剤を含む着色構造化タンパク質製品を示す。画像Ｃは、０．４３３重量％の（アンナット）着色剤を含む着色構造化タンパク質製品を示す。

本発明は、着色構造化タンパク質製品およびその製造方法を提供する。本発明の着色構造化タンパク質製品は、以下のＩにおいてより詳細に説明されるように、実質的に整列したタンパク質繊維を含む。着色構造化タンパク質製品は、動物肉と同様の形で実質的に整列したタンパク質繊維を含むので、改善された栄養的側面（すなわち、より高い割合のタンパク質およびより低い割合の脂肪）を提供しながら、動物肉と同様のテクスチャ特性を有する。

Ｉ．着色構造化タンパク質製品
着色構造化タンパク質製品は、以下に説明されるように、実質的に整列したタンパク質繊維を有する。着色構造化タンパク質製品は、高い温度および圧力の条件下でタンパク質含有材料をダイアセンブリから押し出すことによって製造される。一般に、少なくとも１種の着色剤は、押出成形法においてタンパク質含有材料と混ぜ合わせられる。以下に記載されるように様々なタンパク質含有材料および様々な着色剤を使用して、本発明の着色構造化タンパク質製品を製造することができる。タンパク質含有材料は、植物源に由来しても動物源に由来してもよい。さらに、種々の源からのタンパク質含有材料の組み合わせを一緒に使用して、実質的に整列したタンパク質繊維を有する着色構造化タンパク質製品を製造することができる。

（ａ）タンパク質含有材料
上記のように、タンパク質含有材料は様々な源から得ることができる。その源または原料の分類に関係なく、押出成形法で用いられる原料は、通常、実質的に整列したタンパク質繊維を有する着色構造化タンパク質製品を形成することができる。このような原料の適切な例は、以下にさらに十分に詳述される。

使用される原料中に存在するタンパク質の量は用途によって異なることが可能であり、異なるであろう。例えば、使用される原料中に存在するタンパク質の量は、約４０重量％〜約１００重量％の範囲であり得る。別の実施形態では、使用される原料中に存在するタンパク質の量は、約５０重量％〜約１００重量％の範囲であり得る。さらなる実施形態では、使用される原料中に存在するタンパク質の量は、約６０重量％〜約１００重量％の範囲であり得る。さらなる実施形態では、使用される原料中に存在するタンパク質の量は、約７０重量％〜約１００重量％の範囲であり得る。さらに別の実施形態では、使用される原料中に存在するタンパク質の量は、約８０重量％〜約１００重量％の範囲であり得る。さらなる実施形態では、使用される原料中に存在するタンパク質の量は、約９０重量％〜約１００重量％の範囲であり得る。

タンパク質を含有する様々な原料を熱プラスチック押出成形法で用いて、挽肉疑似食肉組成物中で使用するのに適した構造化タンパク質製品を製造することができる。植物由来のタンパク質を含む原料が通常使用されるが、本発明の範囲から逸脱することなく動物源などの他の源に由来するタンパク質が使用され得ることも想定される。例えば、カゼイン、カゼイン塩、乳清タンパク質、およびこれらの混合物からなる群から選択される乳タンパク質が使用され得る。例示的な実施形態では、乳タンパク質は乳清タンパク質である。さらなる例として、オボアルブミン、オボグロブリン、オボムチン、オボムコイド、オボトランスフェリン、オボビテラ（ｏｖｏｖｉｔｅｌｌａ）、オボビテリン、アルブミン、グロブリン、ビテリン、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される卵タンパク質が使用され得る。さらに、コラーゲン、血液、内臓肉、機械的に分離した食肉、部分的に脱脂した組織、血清タンパク質、およびこれらの組み合わせからなる食肉タンパク質またはタンパク質原料が、構造化タンパク質製品の原料の１つまたは複数として含まれてもよい。

タンパク質に加えて他の原料タイプが使用され得ることが想定される。このような原料の非限定的な例としては、糖、デンプン、オリゴ糖、大豆繊維、他の食物繊維、およびこれらの組み合わせが挙げられる。

いくつかの実施形態では、タンパク質としてグルテンが使用され得るが、タンパク質含有出発材料はグルテンを含まないことも想定される。さらに、タンパク質含有出発材料は小麦粉を含まないことも想定される。グルテンは通常押出成形法においてフィラメント形成で使用されるので、グルテンを含まない出発材料が使用される場合には、フィラメント形成を容易にするために食用架橋剤が使用されてもよい。適切な架橋剤の非限定的な例としては、コンニャクグルコマンナン（ＫＧＭ）粉、Ｋｉｒｉｎ Ｆｏｏｄ−Ｔｅｃｈ（日本）により製造されたベータ１．３グルカン、トランスグルタミナーゼ、カルシウム塩、マグネシウム塩、およびこれらの組み合わせが挙げられる。当業者は、グルテンを含まない実施形態においてもしあれば、必要とされる架橋材料の量を容易に決定することができる。

その源または原料の分類に関係なく、押出成形法で用いられる原料は、通常、実質的に整列したタンパク質繊維を有する押出物を形成することができる。このような原料の適切な例は、以下にさらに十分に詳述される。

（ｉ）植物タンパク質材料
例示的な実施形態では、植物に由来する少なくとも１種の原料を使用して、着色構造化タンパク質製品を形成することができる。一般的に言えば、原料はタンパク質を含み得る。植物に由来するタンパク質含有材料は、植物抽出物、植物ミール、植物由来粉、植物タンパク質単離物、植物タンパク質濃縮物、またはこれらの組み合わせであり得る。

押出成形において使用される原料は、様々な適切な植物から得ることができる。植物は従来の方法で栽培されてもよいし、有機栽培されてもよい。非限定的な例として、適切な植物には、アマランス、クズウコン、大麦、ソバ、キャッサバ、キャノーラ、ヒヨコマメ（ガルバンゾ）、トウモロコシ、カムート、マメ科植物、ヒラマメ、ルピナス、キビ、オート麦、エンドウ豆、ピーナツ、ポテト、キノア、米、ライ麦、モロコシ属、ヒマワリ、タピオカ、ライ小麦、小麦、およびこれらの混合物が含まれる。例示的な植物には、大豆、小麦、キャノーラ、トウモロコシ、マメ科植物、ルピナス、オート麦、エンドウ豆、ポテト、および米が含まれる。

一実施形態では、原料は小麦および大豆から単離され得る。別の例示的な実施形態では、原料は大豆から単離され得る。さらなる実施形態では、原料は小麦から単離され得る。適切な小麦由来タンパク質含有原料には、小麦グルテン、小麦粉、およびこれらの混合物が含まれる。本発明において使用することができる市販の小麦グルテンの例としては、Ｍａｎｉｌｄｒａ Ｇｅｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｗｅｓｔ Ｖｉｔａｌ Ｗｈｅａｔ ＧｌｕｔｅｎおよびＭａｎｉｌｄｒａ Ｇｅｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｗｅｓｔ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖｉｔａｌ Ｗｈｅａｔ Ｇｌｕｔｅｎが挙げられ、これらはそれぞれＭａｎｉｌｄｒａ Ｍｉｌｌｉｎｇから入手可能である。適切な大豆由来タンパク質含有原料（「大豆タンパク質材料」）は、大豆タンパク質単離物、大豆タンパク質濃縮物、大豆粉、およびこれらの混合物を含み、これらはそれぞれ以下で詳述される。

例示的な実施形態では、上記で詳述したように、大豆タンパク質単離物、大豆タンパク質濃縮物、大豆粉、およびこれらの混合物を押出成形法で用いることができる。大豆タンパク質材料は、当該技術分野において一般に知られている方法に従って、全大豆から得ることができる。全大豆は、標準の大豆（すなわち、非遺伝子改変大豆）、有機大豆、商品化された大豆、遺伝子改変大豆、およびこれらの混合物でよい。

一実施形態では、大豆タンパク質材料は、大豆タンパク質単離物（ＩＳＰ）であり得る。一般に、大豆タンパク質単離物は、無水ベースで少なくとも約９０％の大豆タンパク質のタンパク質含量を有する。一般的に言えば、大豆タンパク質単離物が使用される場合、好ましくは、高度に加水分解された大豆タンパク質単離物でない単離物が選択される。しかしながら、特定の実施形態では、他の大豆タンパク質単離物と併用して、高度に加水分解された大豆タンパク質単離物が使用されてもよいが、合わせた大豆タンパク質単離物のうちの高度に加水分解された大豆タンパク質単離物の含量は、通常、合わせた大豆タンパク質単離物の約４０重量％未満であることを条件とする。さらに、使用される大豆タンパク質単離物は、好ましくは、押出成形の際に単離物中のタンパク質が実質的に整列した繊維を形成できるようにするために十分なエマルジョン強度およびゲル強度を有する。本発明において有用な大豆タンパク質単離物の例は、例えば、Ｓｏｌａｅ，ＬＬＣ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ．）から市販されており、ＳＵＰＲＯ（登録商標）５００Ｅ、ＳＵＰＲＯ（登録商標）ＥＸ３３、ＳＵＰＲＯ（登録商標）６２０、ＳＵＰＲＯ（登録商標）ＥＸ４５、ＳＵＰＲＯ（登録商標）５９５、およびこれらの組み合わせを含む。例示的な実施形態では、ＳＵＰＲＯ（登録商標）６２０の形態は実施例３において詳述されるように用いられる。

あるいは、大豆タンパク質材料源として、大豆タンパク質単離物の一部の代わりになるために、大豆タンパク質濃縮物が大豆タンパク質単離物とブレンドされてもよい。通常、大豆タンパク質濃縮物が大豆タンパク質単離物の一部の代わりに使用される場合、大豆タンパク質濃縮物は、最大でも大豆タンパク質単離物の約５５重量％までの代わりに使用される。大豆タンパク質濃縮物は、大豆タンパク質単離物の約５０重量％までの代わりに使用することができる。実施形態では、大豆タンパク質単離物の代わりに４０重量％の大豆タンパク質濃縮物を使用することも可能である。別の実施形態では、代用される大豆タンパク質濃縮物の量は、大豆タンパク質単離物の約３０重量％までである。本発明において有用な適切な大豆タンパク質濃縮物の例としては、ＰＲＯＣＯＮ^TM２０００、ＡＬＰＨＡ^TM１２、ＡＬＰＨＡ^TM５８００、およびこれらの組み合わせが挙げられ、これらはＳｏｌａｅ，ＬＬＣ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）から市販されている。

大豆粉が大豆タンパク質単離物の一部の代わりに使用される場合、大豆粉は、大豆タンパク質単離物の約３５重量％までの代わりに使用される。大豆粉は、高タンパク質分散指数（ＰＤＩ）の大豆粉でなければならない。大豆粉が使用される場合、出発材料は、好ましくは、脱脂した大豆の粉またはフレークである。全脂大豆は、約４０重量％のタンパク質および約２０重量％の油を含有する。これらの全脂全大豆は、脱脂大豆粉またはフレークが出発タンパク質材料を形成する場合には、従来の方法によって脱脂され得る。例えば、豆は洗浄され、皮が剥かれ、破砕され、一連のフレーキングロールを通過させられ、そして次に、油を抽出して「使用済フレーク」を製造するためにヘキサンまたは他の適切な溶媒の使用による溶媒抽出を受けることができる。脱脂フレークは大豆粉を製造するために粉砕されてもよい。この方法はまだ全脂大豆粉と共に使用されていないが、全脂大豆粉もタンパク質源として役立つことができると考えられている。しかしながら、全脂大豆粉が加工される場合、油を除去するために、３段階遠心分離などの分離工程を用いる必要がある可能性が最も高い。さらに別の実施形態では、大豆タンパク質材料は、無水ベースで約４９％〜約６５％のタンパク質含量を有する大豆粉であり得る。あるいは、大豆粉は、大豆タンパク質単離物または大豆タンパク質濃縮物とブレンドされてもよい。

当該技術分野において既知の繊維はどれも、この用途における繊維源として使用することができる。大豆子葉繊維は、場合により、繊維源として使用され得る。一般に、大豆タンパク質および大豆子葉繊維の混合物が押し出される場合、適切な大豆子葉繊維は通常水と有効に結合し得る。これに関連して、「水と有効に結合する」は、一般に、大豆子葉繊維が大豆子葉繊維１グラムあたり少なくとも５．０〜約８．０グラムの水である水分保持能力を有し、好ましくは大豆子葉繊維が大豆子葉繊維１グラムあたり少なくとも約６．０〜約８．０グラムの水である水分保持能力を有することを意味する。大豆タンパク質材料中に存在する場合、大豆子葉繊維は、一般に、無水ベースで約１重量％〜約２０重量％、好ましくは約１．５重量％〜約２０重量％、そして最も好ましくは約２重量％〜約５重量％の範囲の量で大豆タンパク質材料中に存在し得る。適切な大豆子葉繊維は市販されている。例えば、ＦＩＢＲＩＭ（登録商標）１２６０およびＦＩＢＲＩＭ（登録商標）２０００は、Ｓｏｌａｅ，ＬＬＣ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）から市販されている大豆子葉繊維材料である。

（ｉｉ）動物タンパク質材料
様々な動物肉がタンパク質源として適している。食肉が得られる動物は従来の方法で飼育されてもよいし、有機的に飼育されてもよい。例として、種々の構造化植物性タンパク質特許のために特に定義される食肉および食肉原料には、完全なままのあるいは挽いた牛肉、豚肉、子羊肉、羊肉、馬肉、ヤギ肉、家禽（ニワトリ、アヒル、ガチョウまたは七面鳥などの飼いならされた鳥）の肉、脂肪および皮、そしてより具体的には、任意の鳥（任意の鳥類）からの身の組織、淡水および海水の両方から得られる魚の身、貝類および甲殻類由来の動物の身、凍結した魚、チキン、牛肉、豚肉などの切断からの凍結残渣などの加工から得られる動物の身のトリムおよび動物組織、鶏皮、豚皮、魚皮、牛脂肪、豚脂肪、子羊脂肪、鶏脂肪、七面鳥脂肪などの動物性脂肪、ラードおよび獣脂などのレンダリングした動物性脂肪、風味強化動物性脂肪、分割またはさらに加工した動物性脂肪組織、微細テクスチャ化した牛肉、微細テクスチャ化した豚肉、微細テクスチャ化した子羊肉、微細テクスチャ化したチキン、低温レンダリングした牛肉および低温レンダリングした豚肉などの低温レンダリングした動物組織、機械的に分離した牛肉、機械的に分離した豚肉、機械的に分離した魚（すり身を含む）、機械的に分離したチキン、機械的に分離した七面鳥などの機械的に分離した食肉または機械的に脱骨した食肉（ＭＤＭ）（種々の機械的手段によって骨から除去された肉の身）、任意の調理した動物の身、任意の動物種に由来する内臓肉、ならびにこれらの組み合わせが含まれる。肉の身は、動物組織の塩分画から得られる筋肉タンパク質画分、動物筋肉または食肉の等電分画および沈殿から得られるタンパク質原料、および高温骨抜きした食肉、ならびに機械的に調製したコラーゲン組織、およびゼラチンを含むように拡張されるべきである。さらに、水牛、シカ、ヘラジカ、ムース、トナカイ、カリブー、レイヨウ、ウサギ、クマ、リス、ビーバー、マスクラット、フクロネズミ、アライグマ、アルマジロおよびヤマアラシなどの狩猟動物、ならびにヘビ、カメ、トカゲなどの爬虫類生物、そしてこれらの組み合わせの食肉、脂肪、結合組織および内臓肉も食肉と考えられるべきである。

さらなる実施形態では、動物肉は魚またはシーフードからのものでもよい。適切な魚の非限定的な例としては、バス、コイ、ナマズ、スギ、タラ、ハタ、カレイ、ハドック、ホキ、パーチ、ポラック、サケ、フエダイ、ヒラメ、マス、マグロ、ホワイトフィッシュ、ホワイティング、テラピア、およびこれらの組み合わせが挙げられる。シーフードの非限定的な例としては、ホタテガイ、エビ、ロブスター、クラム、カニ、イガイ、カキ、およびこれらの組み合わせが挙げられる。

本発明において様々な食肉品質が用いられ得ることも想定される。食肉は、筋肉組織、臓器組織、結合組織、皮、およびこれらの組み合わせを含むことができる。食肉は、人間が消費するのに適した任意の食肉であり得る。食肉は、レンダリングしていない非乾燥の生肉、生肉製品、生肉副産物、およびこれらの混合物でもあり得る。例えば、挽くかまたは厚切りにするか、もしくはステーキ形態の全食肉筋肉も用いることができる。別の実施形態では、食肉は、まず骨を破砕して動物組織を付着させ、次にふるいまたは同様のスクリーニング装置を通して動物組織（骨ではなく）を押し出すことによって、動物組織から骨を分離する高圧機械を用いて機械的に脱骨または分離された生肉であってもよい。この方法は、バターのような粘稠度を有する構造化されていないペースト様の柔らかい動物組織のブレンドを形成し、一般に、機械的に脱骨された食肉またはＭＤＭと呼ばれる。付加的な実施形態では、シーフード肉は、典型的なＭＤＭ法、もしくは魚または貝類などのシーフード肉を骨または貝殻から分離するために当該技術分野において知られている任意の方法によって得ることができる。あるいは、食肉は食肉副産物であってもよい。本発明との関連では、「食肉副産物」という用語は、屠殺された動物、魚、貝類の屠殺体のレンダリングしていない部分を指すことが意図される。食肉副産物の例は、肺、脾臓、腎臓、脳、肝臓、血液、骨、部分的に脱脂された低温脂肪組織、胃、その内容物を含まない腸などの臓器および組織である。

タンパク質源は、動物組織以外の動物由来のタンパク質であってもよい。例えば、タンパク質含有材料は乳製品に由来してもよい。適切な乳タンパク質製品としては、脂肪を含まない乾燥乳粉末、ホール乳粉末、乳タンパク質単離物、乳タンパク質濃縮物、カゼインタンパク質単離物、カゼインタンパク質濃縮物、カゼイン塩、乳清タンパク質単離物、乳清タンパク質濃縮物、およびこれらの組み合わせが挙げられる。乳タンパク質含有材料は、雌ウシ、ヤギ、ヒツジ、ロバ、ラクダ、ラクダ科動物、ヤク、または水牛に由来し得る。例示的な実施形態では、乳タンパク質は乳清タンパク質である。

さらなる例として、タンパク質含有材料は卵製品に由来してもよい。適切な卵タンパク質製品には、粉末卵、乾燥卵固形分、乾燥卵白タンパク質、液体卵白タンパク質、卵白タンパク質粉末、単離オボアルブミンタンパク質、およびこれらの組み合わせが含まれる。適切な単離卵タンパク質の例としては、オボアルブミン、オボグロブリン、オボムチン、オボムコイド、オボトランスフェリン、オボビテラ、オボビテリン、アルブミン、グロブリン、ビテリン、およびこれらの組み合わせが挙げられる。卵タンパク質製品は、ニワトリ、アヒル、ガチョウ、ウズラ、または他の鳥の卵に由来し得る。

（ｉｉｉ）タンパク質含有材料の組み合わせ
様々な源から単離されるタンパク質含有材料の非限定的な組み合わせは、表Ａに詳述される。一実施形態では、タンパク質含有材料は大豆に由来する。好ましい実施形態では、タンパク質含有材料は、大豆および小麦に由来する材料の混合物を含む。別の好ましい実施形態では、タンパク質含有材料は、大豆およびキャノーラに由来する材料の混合物を含む。さらに別の好ましい実施形態では、タンパク質含有材料は、大豆、小麦、および乳製品に由来する材料の混合物を含み、ここで、乳タンパク質は乳清である。

（表Ａ続き）

（表Ａ続き）

（ｂ）着色剤
着色構造化タンパク質製品は少なくとも１種の着色剤も含む。ＩＩ（ｂ）およびＩＩ（ｃ）においてより詳しく記載されるように、着色剤は、押出成形機内に供給する前にタンパク質含有材料および他の原料と混ぜ合わせることができる。別の実施形態では、着色剤は、押出成形機に供給した後でタンパク質含有材料および他の原料と混ぜ合わせてもよい。押出成形法で用いられる熱または熱および圧力の存在下で、着色剤およびタンパク質含有材料の組み合わせによっては予期しない色が生じることもある。一例として、カルミン（可溶性染料またはレーキ）が押出成形法でタンパク質含有材料と接触されると、色が赤色からスミレ色／紫色に変化する。

着色剤は、天然着色剤、天然着色剤の組み合わせ、人工着色剤、人工着色剤の組み合わせ、または天然および人工着色剤の組み合わせであり得る。食品における使用が認可された天然着色剤の適切な例としては、アンナット（赤みを帯びたオレンジ）、アントシアニン（赤〜青、ｐＨに依存）、ビートジュース、β−カロテン（オレンジ）、β−ＡＰＯ ８ カロテナール（オレンジ）、クロフサスグリ、バーントシュガー（ｂｕｒｎｔ ｓｕｇａｒ）、カンタキサンチン（ピンク−赤）、カラメル、カルミン／カルミン酸（鮮やかな赤）、コチニール抽出物（赤）、クルクミン（黄−オレンジ）、ラック（深紅）、ルテイン（赤−オレンジ）、リコペン（オレンジ−赤）、混合カロテノイド（オレンジ）、モナスカス（ｍｏｎａｓｃｕｓ）（赤−紫、発酵赤米から）、パプリカ、赤キャベツジュース、リボフラビン（黄）、サフラン、二酸化チタン（白）、ターメリック（黄−オレンジ）、およびこれらの組み合わせが挙げられる。米国において食品使用が認可された人工着色剤の適切な例としては、ＦＤ＆Ｃ Ｒｅｄ Ｎｏ．３（エリスロシン）、ＦＤ＆Ｃ Ｒｅｄ Ｎｏ．４０（アルラレッド）、ＦＤ＆Ｃ Ｙｅｌｌｏｗ Ｎｏ．５（タートラジン）、ＦＤ＆Ｃ Ｙｅｌｌｏｗ Ｎｏ．６（サンセットイエロー ＦＣＦ）、ＦＤ＆Ｃ Ｂｌｕｅ Ｎｏ．１（ブリリアントブルー）、ＦＤ＆Ｃ Ｂｌｕｅ Ｎｏ．２（インジゴチン）、およびこれらの組み合わせが挙げられる。他の国で使用され得る人工着色剤としては、ＣＩ Ｆｏｏｄ Ｒｅｄ ３（カルモイシン）、ＣＩ Ｆｏｏｄ Ｒｅｄ ７（ポンソー４Ｒ）、ＣＩ Ｆｏｏｄ Ｒｅｄ ９（アマランス）、ＣＩ Ｆｏｏｄ Ｙｅｌｌｏｗ １３（キノリンイエロー）、ＣＩ Ｆｏｏｄ Ｂｌｕｅ ５（パテントブルーＶ）、 およびこれらの組み合わせが挙げられる。食品着色剤は染料でもよく、これは粉末、顆粒、または水溶性の液体である。あるいは、天然および人工食品着色剤は、染料および不溶性材料の組み合わせであるレーキ顔料でもよい。レーキ顔料は油溶性ではないが、油に分散性であり、分散によって薄く着色する。

適切な着色剤は様々な形態でタンパク質含有材料と混ぜ合わせることができる。非限定的な例としては、固体、半固体、粉末、液体、ゼラチン、およびこれらの組み合わせが挙げられる。使用される着色剤の種類および濃度は、使用されるタンパク質含有材料および着色構造化タンパク質製品の所望の色に依存して異なり得る。通常、着色剤の濃度は、約０．００１重量％〜約５．０重量％の範囲であり得る。一実施形態では、着色剤の濃度は、約０．０１重量％〜約４．０重量％の範囲であり得る。別の実施形態では、着色剤の濃度は、約０．０５重量％〜約３．０重量％の範囲であり得る。さらに別の実施形態では、着色剤の濃度は、約０．１重量％〜約３．０重量％の範囲であり得る。さらなる実施形態では、着色剤の濃度は、約０．５重量％〜約２．０重量％の範囲であり得る。別の実施形態では、着色剤の濃度は、約０．７５重量％〜約１．０重量％の範囲であり得る。

タンパク質含有材料はさらに、使用される着色剤にとって最適な範囲内にｐＨを保持するためにｐＨ調節剤を含むことができる。ｐＨ調節剤は酸味料であってもよい。食品に添加することができる酸味料の例としては、クエン酸、酢酸（ビネガー）、酒石酸、リンゴ酸、フマル酸、乳酸、リン酸、ソルビン酸、安息香酸、およびこれらの組み合わせが挙げられる。使用されるｐＨ調節剤の濃度は、使用されるタンパク質含有材料および着色剤に依存して異なり得る。通常、ｐＨ調節剤の濃度は、約０．００１重量％〜約５．０重量％の範囲であり得る。一実施形態では、ｐＨ調節剤の濃度は約０．０１重量％〜約４．０重量％の範囲であり得る。別の実施形態では、ｐＨ調節剤の濃度は約０．０５重量％〜約３．０重量％の範囲であり得る。さらに別の実施形態では、ｐＨ調節剤の濃度は約０．１重量％〜約３．０重量％の範囲であり得る。さらなる実施形態では、ｐＨ調節剤の濃度は約０．５重量％〜約２．０重量％の範囲であり得る。別の実施形態では、ｐＨ調節剤の濃度は約０．７５重量％〜約１．０重量％の範囲であり得る。代替実施形態では、ｐＨ調節剤は、二リン酸二ナトリウムなど（これに限定されない）のｐＨ上昇剤であってもよい。

（ｃ）付加的な原料
（ｉ）炭水化物
タンパク質に加えて他の原料添加剤も着色構造化タンパク質製品中で使用され得ることが想定される。このような原料の非限定的な例としては、糖、デンプン、オリゴ糖、および食物繊維が挙げられる。一例として、デンプンは、小麦、トウモロコシ、タピオカ、ポテト、米などに由来し得る。適切な繊維源は、大豆子葉繊維であり得る。一般に、大豆タンパク質および大豆子葉繊維の混合物が同時押出成形される場合、適切な大豆子葉繊維は通常水と有効に結合し得る。これに関連して、「水と有効に結合する」は、一般に、大豆子葉繊維が大豆子葉繊維１グラムあたり少なくとも５．０〜約８．０グラムの水である水分保持能力を有し、好ましくは大豆子葉繊維が大豆子葉繊維１グラムあたり少なくとも約６．０〜約８．０グラムの水である水分保持能力を有することを意味する。大豆子葉繊維は一般に、無水ベースで約１重量％〜約２０重量％、好ましくは無水ベースで約１．５重量％〜約２０重量％、最も好ましくは無水ベースで約２重量％〜約５重量％の範囲の量で大豆タンパク質含有材料中に存在し得る。適切な大豆子葉繊維は市販されている。例えば、ＦＩＢＲＩＭ（登録商標）１２６０およびＦＩＢＲＩＭ（登録商標）２０００は、Ｓｏｌａｅ，ＬＬＣ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から市販されている大豆子葉繊維材料である。

表Ａに示される実施形態のそれぞれにおいて、タンパク質含有材料の組み合わせは、デンプン、小麦粉、グルテン、食物繊維、およびこれらの混合物からなる群から選択される１つまたは複数の原料と混ぜ合わせることができる。一実施形態では、タンパク質含有材料は、タンパク質、デンプン、グルテン、および繊維を含む。例示的な実施形態では、タンパク質含有材料は、乾燥物質ベースで約４５％〜約６５％の大豆タンパク質、乾燥物質ベースで約２０％〜約３０％の小麦グルテン、乾燥物質ベースで約１０％〜約１５％の小麦デンプン、および乾燥物質ベースで約１％〜約５％の繊維を含む。上述の実施形態のそれぞれにおいて、タンパク質含有材料は、リン酸二カルシウム、Ｌ−システイン、ならびにリン酸二カルシウムおよびＬ−システインの組み合わせを含んでもよい。

（ｉｉ）ｐＨ調整剤
いくつかの実施形態では、タンパク質含有材料のｐＨを酸性ｐＨ（すなわち、約７．０よりも低い）まで低くすることが望ましいこともある。従って、タンパク質含有材料はｐＨ低下剤と接触させることができ、次に、混合物は以下に詳述される方法に従って押し出される。一実施形態では、押し出されるタンパク質含有材料のｐＨは約６．０〜約７．０の範囲でよい。別の実施形態では、ｐＨは約５．０〜約６．０の範囲でよい。代替の実施形態では、ｐＨは約４．０〜約５．０の範囲でよい。さらに別の実施形態では、材料のｐＨは約４．０未満でよい。

いくつかのｐＨ低下剤は本発明で使用するのに適している。ｐＨ低下剤は有機でよい。あるいは、ｐＨ低下剤は無機でもよい。例示的な実施形態では、ｐＨ低下剤は食品グレードの食用酸である。本発明で使用するのに適した非限定的な酸としては、酢酸、乳酸、塩酸、リン酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、およびこれらの組み合わせが挙げられる。例示的な実施形態では、ｐＨ低下剤は乳酸である。

当業者により認識されるように、タンパク質含有材料と接触されるｐＨ低下剤の量は、選択される薬剤および所望のｐＨを含むいくつかのパラメータに依存して異なることが可能であり、異なるであろう。一実施形態では、ｐＨ低下剤の量は乾燥物質ベースで約０．１％〜約１５％の範囲でよい。別の実施形態では、ｐＨ低下剤の量は乾燥物質ベースで約０．５％〜約１０％の範囲でよい。代替の実施形態では、ｐＨ低下剤の量は乾燥物質ベースで約１％〜約５％の範囲でよい。さらに別の実施形態では、ｐＨ低下剤の量は乾燥物質ベースで約２％〜約３％の範囲でよい。

いくつかの実施形態では、タンパク質含有材料のｐＨを上昇させることが望ましいこともある。従って、タンパク質含有材料はｐＨ上昇剤と接触させることができ、次に、混合物は以下に詳述される方法に従って押し出される。

（ｉｉｉ）酸化防止剤
本発明の範囲から逸脱することなく、上述のタンパク質含有材料の組み合わせのいずれかに１つまたは複数の酸化防止剤が添加されてもよい。酸化防止剤は、貯蔵寿命を長くするため、あるいは構造化タンパク質製品を栄養的に強化するために含まれ得る。適切な酸化防止剤の非限定的な例としては、ＢＨＡ、ＢＨＴ、ＴＢＨＱ、ビタミンＡ、ＣおよびＥおよび誘導体、ならびに酸化防止特性を有するカロテノイド、トコフェロールまたはフラボノイドを含有するのものなどの種々の植物抽出物、そしてこれらの組み合わせが挙げられる。酸化防止剤は合わせて、押出され得るタンパク質含有材料の約０．０１重量％〜約１０重量％、好ましくは約０．０５重量％〜約５重量％、そしてより好ましくは約０．１重量％〜約２重量％のレベルで存在し得る。

（ｉｖ）ミネラルおよびアミノ酸
タンパク質含有材料は、場合により、補足的なミネラルを含むこともできる。適切なミネラルは、１つまたは複数のミネラルまたはミネラル源を含み得る。ミネラルの非限定的な例としては、塩素、ナトリウム、カルシウム、鉄、クロム、銅、ヨウ素、亜鉛、マグネシウム、マンガン、モリブデン、リン、カリウム、セレン、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。前述のミネラルのいずれかの適切な形態には、可溶性ミネラル塩、わずかに可溶性のミネラル塩、不溶性ミネラル塩、キレート化ミネラル、ミネラル錯体、炭酸塩ミネラルなどの非反応性ミネラル、還元ミネラル、およびこれらの組み合わせが含まれる。

遊離アミノ酸もタンパク質含有材料中に含まれ得る。適切なアミノ酸には、必須アミノ酸、すなわち、アルギニン、システイン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン、チロシン、トリプトファン、バリン、およびこれらの組み合わせが含まれる。アミノ酸の適切な形態には、塩およびキレートが含まれる。

ＩＩ．着色構造化タンパク質製品の製造方法
本発明の着色構造化タンパク質製品は、高い温度および圧力の条件下でタンパク質含有材料をダイアセンブリから押し出すことによって製造される。通常、タンパク質含有材料は、押出成形機に入れられる前に少なくとも１種の着色剤と混ぜ合わせることができる。あるいは、タンパク質含有材料は、押出成形機に入れた後で少なくとも１種の着色剤と混ぜ合わせられてもよい。さらなる例では、タンパク質含有材料は、押出成形機を出た後で少なくとも１種の着色剤と混ぜ合わせられてもよい。押出成形の後、得られる着色構造化タンパク質製品は、実質的に整列したタンパク質繊維を含む。

（ａ）含水量
当業者により認識されるように、タンパク質含有材料の含水量は押出成形法に依存して異なることが可能であり、異なるであろう。一般的に言えば、含水量は約１重量％〜約８０重量％の範囲でよい。低水分の押出用途では、タンパク質含有材料の含水量は約１重量％〜約３５重量％の範囲でよい。あるいは、高水分の押出用途では、タンパク質含有材料の含水量は約３５重量％〜約８０重量％の範囲でよい。例示的な実施形態では、押出物を形成するために用いられる押出用途は低水分である。実質的に整列したタンパク質繊維を有する着色構造化タンパク質製品を製造するための低水分押出成形法の例示的な例は、ＩＩ（ｃ）および実施例３において以下で詳述される。

（ｂ）着色
本発明の着色構造化タンパク質製品は、高い温度および圧力の条件下でタンパク質含有材料をダイアセンブリから押し出すことによって製造される。一般に、少なくとも１種の着色剤は、押出成形法の前または最中にタンパク質含有材料と混ぜ合わせることができる。適切な着色剤は、上記のＩ（ｂ）において詳述される。以下により詳細に説明されるように、着色剤は、押出成形機内へ導入される前にタンパク質含有材料と混ぜ合わせることができる。一実施形態では、着色剤は、タンパク質含有材料および他の原料と混ぜ合わされて、着色プレミックスを形成することができる。別の実施形態では、着色剤は、タンパク質含有材料および調整剤を含む他の原料と混ぜ合わされて、調整済着色プレミックスを形成することができる。さらに別の実施形態では、着色剤は、押出成形機に入った後でタンパク質含有材料と混ぜ合わせることができる。この実施形態の代替例では、着色剤は押出成形法の最中に押出成形機バレル内に注入することができる。使用される着色剤の種類および濃度は、使用されるタンパク質含有材料、着色構造化タンパク質製品の所望の色、およびこの方法の着色剤が導入される時点に依存して異なり得る。タンパク質含有材料および着色剤が混ぜ合わせられる時点に関係なく、着色剤の濃度は、一般に、約０．００１重量％〜約５．０重量％である。一実施形態では、着色剤の濃度は約０．０１重量％〜約４．０重量％の範囲でよい。別の実施形態では、着色剤の濃度は約０．０５重量％〜約３．０重量％の範囲でよい。さらに別の実施形態では、着色剤の濃度は約０．１重量％〜約３．０重量％の範囲でよい。さらなる実施形態では、着色剤の濃度は約０．５重量％〜約２．０重量％の範囲でよい。別の実施形態では、着色剤の濃度は約０．７５重量％〜約１．０重量％の範囲でよい。

（Ｃ）押出し
着色構造化タンパク質製品を調製するために適切な押出成形法は、タンパク質含有材料および他の原料を混合タンク（すなわち、原料ブレンダ）内に導入し、原料を混ぜ合わせて、ブレンドされたタンパク質材料プレミックスを形成することを含む。一実施形態では、ブレンドされたタンパク質材料プレミックスは、少なくとも１種の着色剤と混ぜ合わせることができる。ブレンドされたタンパク質材料プレミックスは次にホッパーに移され、ブレンドされた原料は、そこから水分と共に押出成形機内に導入され得る。別の実施形態では、ブレンドされたタンパク質材料プレミックスは、調整済タンパク質材料混合物を形成するために調整剤と混ぜ合わせることができる。代替の実施形態では、少なくとも１種の着色剤は、着色調整済タンパク質材料混合物を形成する調整剤と混ぜ合わせることができる。次に、調整済材料は、押出成形機内に供給することができ、タンパク質材料混合物はそこで押出成形機のスクリューにより生じる機械的圧下で加熱されて、着色溶融押出塊を形成する。例示的な実施形態では、少なくとも１種の着色剤は、１つまたは複数の注入ジェットを介して押出成形機バレル内に注入され得る。着色押出物は押出ダイを通って押出成形機を出て行き、実質的に整列したタンパク質繊維を含む。

（ｉ）押出成形法の条件
本発明の実施において有用である適切な押出成形装置の中には、例えば、米国特許第４，６００，３１１号明細書に記載されるようなダブルバレルのツインスクリュー押出成形機がある。適切な市販の押出成形装置のさらなる例としては、ＣＬＥＸＴＲＡＬ Ｍｏｄｅｌ ＢＣ−７２押出成形機（Ｃｌｅｘｔｒａｌ，Ｉｎｃ．（Ｔａｍｐａ．Ｆｌｏｒｉｄａ）により製造される）、ＷＥＮＧＥＲ Ｍｏｄｅｌ ＴＸ−５７押出成形機、ＷＥＮＧＥＲ Ｍｏｄｅｌ ＴＸ−１６８押出成形機、およびＷＥＮＧＥＲ Ｍｏｄｅｌ ＴＸ−５２押出成形機（全てＷｅｎｇｅｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，Ｉｎｃ．（Ｓａｂｅｔｈａ，Ｋａｎｓａｓ）により製造される）が挙げられる。本発明における使用に適した他の従来の押出成形機は、例えば、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号明細書に記載されており、これらは参照によってその全体が本明細書に援用される。

シングルスクリュー押出成形機も本発明において使用され得る。適切な市販のシングルスクリュー押出成形装置の例としては、ＷＥＮＧＥＲ Ｍｏｄｅｌ Ｘ−１７５、ＷＥＮＧＥＲ Ｍｏｄｅｌ Ｘ−１６５、およびＷＥＮＧＥＲ Ｍｏｄｅｌ Ｘ−８５が挙げられ、これらは全て、Ｗｅｎｇｅｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，Ｉｎｃ．から入手可能である。

ツインスクリュー押出成形機のスクリューは、バレル内で同一または反対方向に回転することができる。同一方向のスクリューの回転はシングルフローと呼ばれ、反対方向のスクリューの回転はダブルフローまたはカウンター回転と呼ばれる。押出成形機のスクリューの速度は特定の装置に依存して異なり得るが、通常は、約２５０〜約４５０回転／分（ｒｐｍ）である。一般に、スクリュー速度が増大するにつれて、押出物の密度は低下し得る。押出成形装置は、植物タンパク質材料の押出のための押出成形装置の製造業者により推奨されるように混合とせん断を高めるために、シャフトおよびウォームセグメントから組み立てられたスクリューと、混合ローブ（ｌｏｂｅ）およびリング型せん断ロック要素とを含有する。

押出成形装置は一般に複数の加熱ゾーンを含み、タンパク質混合物は、押出ダイを通って押出成形装置を出て行く前に、機械的な圧力下で加熱ゾーン内を搬送される。連続する加熱ゾーンのそれぞれの温度は、通常、前の加熱ゾーンの温度を約１０℃〜約７０℃だけ上回る。一実施形態では、調整済プレミックスは押出成形装置内の４つの加熱ゾーンを通って移動され、溶融押出塊が約１００℃〜約１５０℃の温度で押出ダイに入るように、タンパク質混合物は約１００℃〜約１５０℃の温度に加熱される。当業者は、所望の特性を達成するために温度を調整して加熱または冷却できるであろう。通常、温度変化は作業入力によるものであり、突然起こり得る。

押出成形機バレル内の圧力は、通常、約５０ｐｓｉｇ〜約５００ｐｓｉｇの間であり、好ましくは約７５ｐｓｉｇ〜約２００ｐｓｉｇの間である。一般に、最後の２つの加熱ゾーン内の圧力は、約１００ｐｓｉｇ〜約３０００ｐｓｉｇであり、好ましくは約１５０ｐｓｉｇ〜約５００ｐｓｉｇの間である。バレル圧力は、例えば、押出成形機スクリュー速度、混合物のバレルへの供給速度、水のバレルへの供給速度、およびバレル内の溶融塊の粘度、押出成形機バレル温度およびダイのデザインを含む多数の因子に依存する。

水は押出成形機バレル内に注入され、植物タンパク質材料混合物を水和させ、タンパク質のテクスチャ化（ｔｅｘｔｕｒｉｚａｔｉｏｎ）を促進しうる。溶融押出塊の形成の補助として、水は可塑剤の働きをすることができる。水は、加熱ゾーンと連通する１つまたは複数の注入ジェットを介して押出成形機バレルに導入することができる。一実施形態では、タンパク質材料混合物を着色するために、水は少なくとも１種の着色剤と混ぜ合わせられて、押出成形機バレル内に注入され得る。通常、バレル内の混合物は、約１重量％〜約３５重量％の水を含有する。一実施形態では、バレル内の混合物は、約５重量％〜約２０重量％の水を含有する。加熱ゾーンのいずれかへの水の導入速度は、一般に、所望の特性を有する押出物の製造を促進するために制御される。水のバレルへの導入速度が低下するにつれて、押出物の密度は低下することが観察されている。通常、タンパク質１ｋｇあたり約１ｋｇ未満の水がバレルに導入される。好ましくは、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。

（ｉｉ）任意的な予備調整
予備調整器において、タンパク質含有材料および場合により付加的な原料（タンパク質含有混合物）は予備加熱され、水分と接触され、そして制御された温度および圧力条件下に保持されて、水分が個々の粒子に浸透して軟化できるようにする。一実施形態では、タンパク質含有材料および場合により付加的な原料は、少なくとも１種の着色剤と混ぜ合わせられ得る。予備調整工程は微粒子繊維材料混合物のバルク密度を増大させ、その流動特性を改善する。予備調整器は、タンパク質の均一の混合と、予備調整器を通るタンパク質混合物の移動とを促進するためにパドルの付いた１つまたは複数のシャフトを含有する。パドルの形状および回転速度は、予備調整器の容量および長さ、押出成形機のスループット、ならびに／もしくは予備調整器または押出成形機バレル内の混合物の所望の滞留時間に依存して大きく異なる。一般に、パドルの速度は約５００〜約１３００回転／分（ｒｐｍ）である。攪拌は均一な水和および良好な混合を得るため十分高くなければならない。

通常、タンパク質含有混合物は、プレミックスを水分（すなわち、スチームおよび／または水）と接触させることによって、押出成形装置内に導入される前に予備調整される。一実施形態では、プレミックスを、水分および少なくとも１種の着色剤と混ぜ合わせる。好ましくは、タンパク質含有混合物は予備調整器内で約２５℃〜約８０℃、より好ましくは約３０℃〜約４０℃の温度に加熱される。

通常、タンパク質含有プレミックスは、予備調整器の速度およびサイズに応じて、約０．５分間〜約１０．０分間調整される。例示的な実施形態では、タンパク質含有プレミックスは約３．０分間〜約５．０分間調整される。さらなる実施形態では、調整時間は約３０秒間〜約６０秒間である。プレミックスは、スチームおよび／または水と接触され、所望の温度を達成するためにほぼ一定のスチーム流量で予備調整器内で加熱される。水および／またはスチームはプレミックスを調整し（すなわち、水和させ）、その密度を増大させ、そしてタンパク質がテクスチャ化される押出成形機バレルに導入される前に妨害されることなく乾燥ミックスの流動性を促進する。低水分プレミックスが所望される場合、調整済プレミックスは約１％〜約３５％（重量による）の水を含有することができる。高水分プレミックスが所望される場合、調整済プレミックスは、約３５％〜約８０％（重量による）の水を含有することができる。

調整済プレミックスは通常、約０．２５ｇ／ｃｍ³〜約０．６０ｇ／ｃｍ³のバルク密度を有する。一般に、予備調整済タンパク質混合物のバルク密度がこの範囲内で上昇するにつれて、タンパク質混合物は加工が容易になる。現在これはこのような混合物が押出成形機のスクリュー間の空間の全てまたは大部分を占め、それによりバレルを通る押出塊の搬送を容易にするためであると考えられている。また、より大きいせん断および圧力を生じて、溶融および押出塊をテクスチャ化する効率も改善する。

（ｉｉｉ）押出成形法
乾燥プレミックスまたは調整済プレミックスは次に押出成形機内に供給され、混合物は加熱、せん断、そして最後に可塑化される。押出成形機は、任意の市販の押出成形機から選択することができ、スクリュー要素により混合物を機械的にせん断するシングルスクリュー押出成形機または好ましくはツインスクリュー押出成形機でよい。

プレミックスが一般に押出成形装置に導入される速度は、特定の装置の寸法および型に依存して異なるであろう。一般に、プレミックスは、約７５キログラム／分以下の速度で導入される。一般に、プレミックスの押出成形機への供給速度が増大するにつれて押出物の密度は低下することが観察されている。どんな押出成形機が使用されても、約５０％過剰のモーター負荷で作動させるべきである。プレミックスが一般に押出成形装置に導入される速度は、特定の装置に依存して異なるであろう。通常、調整済プレミックスは、約１６キログラム／分〜約６０キログラム／分の間の速度で押出成形装置に導入される。別の実施形態では、調整済プレミックスは、２０キログラム／分〜約４０キログラム／分の間の速度で押出成形装置に導入される。調整済プレミックスは、約２６キログラム／分〜約３２キログラム／分の間の速度で押出成形装置に導入される。一般に、押出成形機へのプレミックスの供給速度が増大するにつれて押出物密度が低下することが観察されている。

プレミックスは押出成形機によるせん断および圧力を受けて、混合物が可塑化される。押出成形機のスクリュー要素は、押出成形機バレルおよびダイアセンブリを通って混合物を押し進めることによって、混合物をせん断すると共に圧力を生じる。スクリュー速度は、混合物に加えられるせん断および圧力の量を決定する。好ましくは、スクリュー速度は約２００ｒｐｍ〜約５００ｒｐｍ、より好ましくは約３００ｒｐｍ〜約４５０ｒｐｍに設定され、これにより混合物は、少なくとも約２０キログラム／分、より好ましくは少なくとも約４０キログラム／分の速度で押出成形機内を移動される。好ましくは、押出成形機は、約５００〜約３０００ｐｓｉｇの押出成形機ヘッド圧力、より好ましくは約６００〜約１０００ｐｓｉｇの押出成形機ヘッド圧力を生じる。

押出成形機は、混合物が押出成形機を通過する際に混合物を加熱し、混合物中のタンパク質をさらに変性させる。押出成形機を通過すると、変性タンパク質は再構築または再構成されて、実質的に整列したタンパク質繊維を有する構造化タンパク質材料を生じる。押出成形機は、混合物を約１００℃〜約１８０℃の温度に加熱するための手段を含む。好ましくは、押出成形機内で混合物を加熱するための手段は押出成形機バレルジャケットを含み、スチームまたは水などの加熱または冷却手段をジャケット内に導入して、押出成形機を通過する混合物の温度を制御することができる。押出成形機は、押出成形機内の混合物にスチームを直接注入するためのスチーム注入ポートも含む。押出成形機は、押出成形機内の混合物に着色剤を直接注入するための着色剤注入ポートも含むことができる。押出成形機は、好ましくは、独立した温度に制御することができる多数の加熱ゾーンを含み、加熱ゾーンの温度は好ましくは、押出成形機内を通る際に混合物の温度を上昇させるように設定される。一実施形態では、押出成形機は４つの温度ゾーン構成で設定することができ、第１のゾーン（押出成形機の入口ポートに隣接）は約５０℃〜約８０℃の温度に設定され、第２のゾーンは約８０℃〜１００℃の温度に設定され、第３のゾーンは１００℃〜約１３０℃の温度に設定され、そして第４のゾーン（押出成形機の出口ポートに隣接）は１３０℃〜１５０℃の温度に設定される。押出成形機は、所望されるように他の温度ゾーン構成で設定されてもよい。別の実施形態では、押出成形機は、５つの温度ゾーン構成で設定されてもよく、第１のゾーンは約２５℃の温度に設定され、第２のゾーンは約５０℃の温度に設定され、第３のゾーンは約９５℃の温度に設定され、第４のゾーンは約１３０℃の温度に設定され、そして第５のゾーンは約１５０℃の温度に設定される。さらに別の実施形態では、押出成形機は６つの温度ゾーン構成で設定することができ、第１のゾーンは約９０℃の温度に設定され、第２のゾーンは約１００℃の温度に設定され、第３のゾーンは約１０５℃の温度に設定され、第４のゾーンは約１００℃の温度に設定され、第５のゾーンは約１２０℃の温度に設定され、そして第６のゾーンは約１３０℃の温度に設定される。

混合物は、押出成形機において溶融着色可塑化塊を形成する。ダイアセンブリは着色可塑化混合物が押出成形機の出口ポートからダイアセンブリへ流れることができるような構成で押出成形機に取り付けられ、ダイアセンブリを通って流れる際に着色可塑化混合物内のタンパク質繊維の実質的な整列が生じる。ダイアセンブリは、面板ダイ（ｆａｃｅｐｌａｔｅ ｄｉｅ）または周囲ダイ（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｄｉｅ）のいずれかを含むことができる。

ダイ孔の幅および高さ寸法は、混合物の押出の前に、所望の寸法を有する繊維状材料の押出物を提供するように選択および設定される。ダイ孔の幅は、押出物が立体の塊肉からステーキヒレ肉までに似ているように設定することができ、ダイ孔の幅を広くすると、押出物の立体の塊のような性質が低下し、押出物のヒレ肉のような性質が高まる。好ましくは、ダイ孔の幅は、約５ミリメートル〜約４０ミリメートルの幅に設定される。

ダイ孔の高さ寸法は、押出物の所望の厚さを提供するように設定することができる。孔の高さは、非常に薄い押出物または厚い押出物を提供するように設定することができる。好ましくは、ダイ孔の高さは、約１ミリメートル〜約３０ミリメートル、より好ましくは約８ミリメートル〜約１６ミリメートルに設定され得る。

また、ダイ孔は円形であり得ることも考えられる。ダイ孔の直径は、押出物の所望の厚さを提供するように設定することができる。孔の直径は、非常に薄い押出物または厚い押出物を提供するように設定することができる。好ましくは、ダイ孔の直径は、約１ミリメートル〜約３０ミリメートル、より好ましくは約８ミリメートル〜約１６ミリメートルに設定され得る。

図面（図３〜８）を参照すると、図３には周囲ダイアセンブリの一実施形態が例示され、概略的に１０で示される。周囲ダイアセンブリ１０は、以下により詳細に論じられるように、押出物のタンパク質繊維の実質的に平行な整列が生じるように植物タンパク質−水混合物などの押出物を押し出すために、押出成形法において使用することができる。代替例では、押出物は食肉および／または植物タンパク質−水混合物から製造され得る。

図３および４に示されるように、周囲ダイアセンブリ１０は、２つの部分からなる円筒形状スリーブダイ本体１７を有するダイスリーブ１２を含み得る。スリーブダイ本体１７は、反対側の開口部７２、７４と連通する内部領域３１を集合的に画定するエンドプレート２０に結合された後方部分１８を含み得る。ダイスリーブ１２は、押出成形法において周囲ダイアセンブリ１０からの実質的に平行な押出物の流れを容易にするのに必要な構造要素を提供するために、ダイインサート１４およびダイコーン１６を受け入れるように適合され得る。

一実施形態では、ダイスリーブ１２のエンドプレート２０は、周囲ダイアセンブリ１０の組み立て中にエンドプレート２０がダイスリーブ１２の後方部分１８に固定されたときに、ダイインサート１４と相互作用するように適合されたダイコーン１６に固定され得る。さらに示されるように、ダイスリーブ１２の後方部分１８は、押出成形法において押出物が周囲ダイアセンブリ１０から出るための導管を提供するように適合された複数の円形状の排出口２４をスリーブ本体１７に沿って画定する。代替例では、複数の排出口２４は、正方形、矩形、スカラップ形または不規則形などの異なる形状を有することができる。さらに示されるように、ダイスリーブ１２の後方部分１８は円形フランジ３７を含むことができ、円形フランジ３７は開口部７２を包囲し、そしてダイスリーブ１２を押出成形装置（図示せず）に係合するときにダイスリーブ１２を適切に位置合わせするために使用される一対の反対側のスロット８２Ａおよび８２Ｂを画定する。

図３〜８を参照すると、ダイインサート１４の一実施形態は円筒形状のダイインサート本体１９を含むことができ、これは、後面および前面２７、２９の間に画定されたスロート３４を通して反対側の後面２９と連通する前面２７を有する。ダイインサート１４の前面２７は複数の隆起した分流器３８と連通する傾斜底部６４を画定することができ、分流器３８はダイインサート本体１９の前面２７の周囲に離間されており、スロート３４と連通する内部空間４４を包囲する。一実施形態では、分流器３８はパイ状の形状を有し得るが、他の実施形態は周囲ダイアセンブリ１０の排出口２４を通る押出物の流れをそらして一箇所に集めるように適合された他の形状を有することができる。さらに、ダイインサート１４の前面２７は、それぞれの排出口２４と連通するように適合された複数の開口部７０を画定し、開口部７０は、ダイインサート１４の周囲エッジの周囲に離間されている。

図３、４、および７を参照すると、ダイインサート１４の後面および前面２７、２９の間に画定されたスロート３４は、ダイインサート本体１９の後面２９に沿って画定されたウェル５２と連通する開口部３６（図５）と連通する。一実施形態では、ウェル５２（図５および６）は、フランジ９０（図５）によって包囲された略ボウル形の形状を有する。ウェル５２は、押出物が押出成形装置（図示せず）からダイインサート１４に入るときに、押出物がスロート３４に入り、開口部３６（図５および６）を通って内部空間４４（図７）内に流れて、実質的に平行な流れを有するのを可能にするように適合され得る。他の実施形態では、ウェル５２は、押出物がダイインサート１４の前面２９に入るときにスロート３４を通る押出物の実質的に平行な流れを可能にするために、適切な大きさにして様々な形状に形作ることができる。

図７および８に具体的に示されるように、各分流器３８は、頂端部６６で合致する反対側の側壁５０と連通する斜めの周囲エッジ４６を有する湾曲後部６８を画定する隆起した形状を有する。さらに、各分流器３８は、ダイコーン１６（図４）と相互作用するように適合されたパイ状の表面４８を画定する。さらに示されるように、隣接する流器３８の反対側の側壁５０およびダイインサート１４の底部６４は、周囲ダイアセンブリ１０が完全に組み立てられたときに流路４０（図５）の一部を形成するテーパー状の流れ経路４２を集合的に画定する。流れ経路４２は一方の端で入口８４と、そして流れ経路４２の末端部でそれぞれの排出口２４（図３、４、および５）と連通し得る。

さらに示されるように、各流れ経路４２は、隣接する分流器３８の反対側の側壁５０およびダイインサート１４の底部６４傾斜形状の間に集合的に画定された３面テーパー形状を有する。一実施形態では、この３面テーパー形状は、入口８４から排出口２４への流れ経路４２の３つ全ての側面において内側に徐々に細くなる。

実施形態では、ダイインサート１４の前面２７は、全部で８つの流れ経路４２のために、隣接する分流器３８の間にそれぞれの流れ経路４２を画定する８つの分流器３８を含むことができる。しかしながら、他の実施形態は、ダイインサート１４の前面２７に沿って少なくとも２つまたはそれ以上の流れ経路４２を提供するために、ダイインサート１４の７６（図４）の周囲エッジの周囲に離間された少なくとも２つまたはそれ以上の分流器３８を画定し得る。

押出成形法において、図５、６、７、および８に示されるように、周囲ダイアセンブリ１０は、流路Ａにより示されるように、ダイインサート１４の後面２９により画定されるウェル５２と接触し、スロート３４に流入して内部空間開口部３６に入る押出物を生じる押出成形装置（図示せず）と作用的に係合され得る。押出物は、ダイインサート１４により画定される内部空間４４に入り、各テーパー状の流路４２の入口８４に入ることができる。上記のように、押出物は次に各流路４２を通って流れ、周囲ダイアセンブリ１０によって製造される押出物中の植物タンパク質繊維の実質的な整列が生じるように、それぞれの排出口２４から出る。

実質的に整列した構造化タンパク質繊維を製造するために本発明で使用するのに適した周囲ダイアセンブリの例は、米国特許出願第６０／８８２，６６２号明細書、および米国特許出願第１１／９６４，５３８号明細書に記載されており、これらは参照によってその全体が本明細書に援用される。

押出物は、ダイアセンブリを出た後に切断され得る。押出物を切断するために適切な装置には、Ｗｅｎｇｅｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，Ｉｎｃ．（Ｓａｂｅｔｈａ、Ｋａｎｓａｓ）およびＣｌｅｘｔｒａｌ，Ｉｎｃ．（Ｔａｍｐａ、Ｆｌｏｒｉｄａ）により製造される、面のダイ切断のためのフレキシブルナイフおよび周辺切断のためのハードブレードが含まれる。通常、切断装置の速度は約１００ｒｐｍ〜約１５００ｒｐｍである。例示的な実施形態では、切断装置の速度は約１２００ｒｐｍである。遅延切断が押出物に行われてもよい。このような遅延切断装置の一例はギロチン装置である。

乾燥器（１つが使用される場合）は、一般に、空気温度が異なり得る複数の乾燥ゾーンを含む。当該技術分野において知られている例としては、対流乾燥器が挙げられる。押出物は、所望の含水量を有する押出物を生じるのに十分な時間、乾燥器内に存在するであろう。従って、空気の温度は重要ではなく、より低い温度が使用される（５０℃など）場合には、より高い温度が使用される場合よりも長い乾燥時間が必要とされるであろう。一般に、１つまたは複数のゾーン内の空気の温度は、約１００℃〜約１８５℃であろう。このような温度では、一般に、押出物は、少なくとも約４５分間、より一般的には少なくとも約６５分間乾燥される。適切な乾燥器としては、ＣＰＭ Ｗｏｌｖｅｒｉｎｅ Ｐｒｏｃｔｏｒ（Ｌｅｘｉｎｇｔｏｎ、ＮＣ）、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｒｙｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ．（Ｔｒｅｖｏｓｅ、ＰＡ）、Ｗｅｎｇｅｒ（Ｓａｂｅｔｈａ、ＫＳ）、Ｃｌｅｘｔｒａｌ（Ｔａｍｐａ、ＦＬ）、およびＢｕｅｈｌｅｒ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ、ＩＬ）により製造されるものが挙げられる。

別の選択は、マイクロ波により補助される乾燥を使用することである。この実施形態では、対流およびマイクロ波加熱の組み合わせを使用して、製品を所望の水分まで乾燥させる。マイクロ波により補助される乾燥は、強制空気対流加熱および乾燥を製品の表面に同時に用い、同時に、製品中に残存する水分を表面に押し出すマイクロ波加熱に製品をさらし、これにより対流加熱および乾燥を継続して製品を乾燥させることによって達成される。対流乾燥器のパラメータは既に記載したものと同一である。追加はマイクロ波加熱要素であり、マイクロ波の出力は、乾燥させる製品および所望の最終製品の水分に応じて調整される。一例として、製品は、マイクロ波エネルギーを製品に供給するための導波管と、マイクロ波がオーブンから出るのを防止するように設計されたチョークとを備えたトンネルを含有するオーブンを通して搬送することができる。製品がトンネルを通って搬送されると、対流およびマイクロ波加熱が同時に作用して製品の含水量を低下させ、乾燥させる。通常、空気温度は５０℃〜約８０℃であり、マイクロ波出力は、製品、製品がオーブン内にある時間、および所望される最終含水量に応じて変更される。

所望の含水量は、押出物の意図される用途に依存して大きく異なり得る。一般的に言うと、押出された材料は１０％未満の水分の含水量を有し、さらなる例として、所望される場合には材料は通常約５重量％〜約１３重量％の含水量を有することができる。繊維を分離するために必要ではないが、水が吸収されるまで水中で水和させることとは、繊維を分離するための１つの方法である。タンパク質材料が乾燥されずに、または完全に乾燥されずにすぐに使用される場合、その含水量はより高く、一般に約１６重量％〜約３０重量％であり得る。高い含水量を有するタンパク質材料が製造される場合、製品の鮮度を保証し、腐敗を最小限にするためにタンパク質材料は即時の使用または冷蔵が必要であり得る。

押出物の平均粒径を小さくするために、押出物はさらに砕かれてもよい。通常、小さくされた押出物は約０．１ｍｍ〜約４０．０ｍｍの平均粒径を有する。１つの例では、小さくされた押出物は約５．０ｍｍ〜約３０．０ｍｍの平均粒径を有する。別の実施形態では、小さくされた押出物は約０．５ｍｍ〜約２０．０ｍｍの平均粒径を有する。さらなる実施形態では、小さくされた押出物は約０．５ｍｍ〜約１５．０ｍｍの平均粒径を有する。付加的な実施形態では、小さくされた押出物は約０．７５ｍｍ〜約１０．０ｍｍの平均粒径を有する。さらに別の実施形態では、小さくされた押出物は約１．０ｍｍ〜約５．０ｍｍの平均粒径を有する。粒径を小さくするために適切な装置には、Ｈｏｓｏｋａｗａ Ｍｉｃｒｏｎ Ｌｔｄ．（Ｅｎｇｌａｎｄ）により製造されるＭｉｋｒｏ Ｈａｍｍｅｒ Ｍｉｌｌなどのハンマーミル、Ｆｉｔｚｐａｔｒｉｃｋ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｅｌｍｈｕｒｓｔ、ＩＬ）により製造されるＦｉｔｚｍｉｌｌ（登録商標）、Ｕｒｓｃｈｅｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｖａｌｐａｒａｉｓｏ、ＩＮ）により製造されるＣｏｍｉｔｒｏｌ（登録商標）プロセッサ、およびＲｏｓｓＫａｍｐ Ｃｈａｍｐｉｏｎ（Ｗａｔｅｒｌｏｏ、ＩＬ）により製造されるＲｏｓｓＫａｍｐ Ｒｏｌｌｅｒ Ｍｉｌｌなどのローラーミルが含まれる。

（ｄ）着色構造化タンパク質製品のキャラクタリゼーション
上記のセクションＩＩ（ａ）−ＩＩ（ｃ）で製造された着色構造化タンパク質製品は、通常、実質的に整列したタンパク質繊維を含む。本発明との関連では、「実質的に整列した」は、一般に、水平面で見たときに構造化タンパク質製品を形成するタンパク質繊維の著しく高い割合が約４５°よりも小さい角度で互いに隣接しているようなタンパク質繊維の配列を指す。通常、構造化タンパク質製品を構成するタンパク質繊維の平均少なくとも５５％は実質的に整列している。別の実施形態では、構造化タンパク質製品を構成するタンパク質繊維の平均少なくとも６０％は実質的に整列している。さらなる実施形態では、構造化タンパク質製品を構成するタンパク質繊維の平均少なくとも７０％は実質的に整列している。付加的な実施形態では、構造化タンパク質製品を構成するタンパク質繊維の平均少なくとも８０％は実質的に整列している。さらに別の実施形態では、構造化タンパク質製品を構成するタンパク質繊維の平均少なくとも９０％は実質的に整列している。

タンパク質繊維の整列の度合いを決定するための方法は当該技術分野において知られており、顕微鏡写真画像に基づく視覚的な決定を含む。例として、図１および２は、著しく交差したタンパク質繊維を有するタンパク質製品と比較して実質的に整列したタンパク質繊維を有する構造化タンパク質製品の違いを説明する顕微鏡写真画像を示す。図１は、実質的に整列したタンパク質繊維を有するＩＩ（ａ）−ＩＩ（ｃ）に従って調製した構造化タンパク質製品を示す。対照的に、図２は、著しく交差し、実質的に整列していないタンパク質繊維を含有するタンパク質製品を示す。図１に示されるようにタンパク質繊維が実質的に整列しているので、本発明において使用される構造化タンパク質製品は概して動物肉のテクスチャおよび粘稠度を有する。対照的に、ランダムに配向された、あるいは交差されたタンパク質繊維を有する従来の押出物は概して柔らかいまたはスポンジ状のテクスチャを有する。

実質的に整列したタンパク質繊維を有することに加えて、本発明の着色構造化タンパク質製品は、通常、完全な肉の筋繊維と実質的に同様のせん断強度も有する。本発明との関連では、「せん断強度」という用語は、完全な筋繊維のようなテクスチャおよび外観を着色構造化タンパク質製品に付与するために十分な繊維網の形成を定量化するための１つの手段を提供する。せん断強度は、所与のサンプルを貫通してせん断するために必要とされる最大力（グラム）である。せん断強度を測定するための方法は、実施例１に記載されている。一般的に言えば、本発明の着色構造化タンパク質製品は、少なくとも１４００グラムの平均せん断強度を有するであろう。付加的な実施形態では、着色構造化タンパク質製品は、約１５００〜約１８００グラムの平均せん断強度を有し得る。さらに別の実施形態では、着色構造化タンパク質製品は、約１８００〜約２０００グラムの平均せん断強度を有し得る。さらなる実施形態では、着色構造化タンパク質製品は、約２０００〜約２６００グラムの平均せん断強度を有し得る。付加的な実施形態では、着色構造化タンパク質製品は、少なくとも２２００グラムの平均せん断強度を有し得る。さらなる実施形態では、着色構造化タンパク質製品は、少なくとも２３００グラムの平均せん断強度を有し得る。さらに別の実施形態では、着色構造化タンパク質製品は、少なくとも２４００グラムの平均せん断強度を有し得る。さらに別の実施形態では、着色構造化タンパク質製品は、少なくとも２５００グラムの平均せん断強度を有し得る。さらなる実施形態では、着色構造化タンパク質製品は、少なくとも２６００グラムの平均せん断強度を有し得る。

着色構造化タンパク質製品内に形成されたタンパク質繊維のサイズを定量化するための手段は、シュレッドキャラクタリゼーション（ｓｈｒｅｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ）試験によって行うことができる。シュレッドキャラクタリゼーションは、着色構造化タンパク質製品中に形成される大きい断片の割合を大まかに決定する試験である。間接的な方法で、シュレッドキャラクタリゼーションの割合は、着色構造化タンパク質製品中のタンパク質繊維の整列の度合いを定量化するための付加的な手段を提供する。一般的に言えば、大きい断片の割合が増大するにつれて、着色構造化タンパク質製品内で整列したタンパク質繊維の度合いも通常増大する。反対に、大きい断片の割合が低下するにつれて、着色構造化タンパク質製品内で整列したタンパク質繊維の度合いも通常低下する。シュレッドキャラクタリゼーションを決定するための方法は、実施例２において詳述される。本発明の着色構造化タンパク質製品は通常、大きい断片が少なくとも１０重量％の平均シュレッドキャラクタリゼーションを有する。さらなる実施形態では、着色構造化タンパク質製品は、大きい断片が約１０重量％〜約１５重量％の平均シュレッドキャラクタリゼーションを有する。別の実施形態では、着色構造化タンパク質製品は、大きい断片が約１５重量％〜約２０重量％の平均シュレッドキャラクタリゼーションを有する。さらに別の実施形態では、着色構造化タンパク質製品は、大きい断片が約２０重量％〜約２５重量％の平均シュレッドキャラクタリゼーションを有する。別の実施形態では、平均シュレッドキャラクタリゼーションは、大きい断片が少なくとも２０重量％、少なくとも２１重量％、少なくとも２２重量％、少なくとも２３重量％、少なくとも２４重量％、少なくとも２５重量％、または少なくとも２６重量％である。

本発明の適切な着色構造化タンパク質製品は、一般に、実質的に整列したタンパク質繊維を有し、少なくとも１４００グラムの平均せん断強度を有し、そして大きい断片が少なくとも１０重量％の平均シュレッドキャラクタリゼーションを有する。より一般的には、着色構造化タンパク質製品は、少なくとも５５％整列したタンパク質繊維を有し、少なくとも１８００グラムの平均せん断強度を有し、そして大きい断片が少なくとも１５重量％の平均シュレッドキャラクタリゼーションを有するであろう。例示的な実施形態では、着色構造化タンパク質製品は、少なくとも５５％整列したタンパク質繊維を有し、少なくとも２０００グラムの平均せん断強度を有し、そして大きい断片が少なくとも１７重量％の平均シュレッドキャラクタリゼーションを有するであろう。別の例示的な実施形態では、着色構造化タンパク質製品は、少なくとも５５％整列したタンパク質繊維を有し、少なくとも２２００グラムの平均せん断強度を有し、そして大きい断片が少なくとも２０重量％の平均シュレッドキャラクタリゼーションを有するであろう。

定義
本明細書で使用される「動物肉」または「食肉」という用語は、動物から得られる筋肉、臓器、およびこれらの副産物を指し、ここで、動物は陸生動物でも水生動物でもよい。

本明細書で使用される「砕いた食肉」という用語は、動物屠殺体から回収された食肉ペーストを指す。骨上の食肉、すなわち食肉＋骨は、食肉が骨から分離されてサイズが小さくなるように、脱骨装置内を通して押し出される。骨から離れた食肉は、脱骨装置ではさらに処理されない。食肉は、小径の孔を有するシリンダーを通して押し出されることによって食肉／骨混合物から分離される。食肉は液体の役割を果たし、孔を通って押し出され、残存する骨材料は後に残されたままである。砕いた食肉の脂肪含量は、動物性脂肪の添加によって上方に調整することができる。

本明細書で使用される「押出物」という用語は、押出成形の生成物を指す。これに関連して、実質的に整列したタンパク質繊維を含む着色構造化タンパク質製品は、いくつかの実施形態では押出物であり得る。

本明細書で使用される「繊維」という用語は、実施例２に詳述されるシュレッドキャラクタリゼーション試験が実施された後に、長さ約４センチメートルおよび約幅０．２センチメートルのサイズを有する構造化タンパク質製品を指す。

本明細書で使用される「グルテン」という用語は小麦などの穀物の粉のタンパク質部分を指し、これは、高い含量のタンパク質と、独特の構造および接着特性とを有する。

本明細書で使用される「大きい断片」という用語は、着色構造化タンパク質製品のシュレッドの割合が特徴付けられる手段である。シュレッドキャラクタリゼーションの決定は、実施例２に詳述される。

本明細書で使用される「タンパク質繊維」という用語は、本発明のタンパク質製品の構造を一緒に画定する様々な長さの個々の連続フィラメントまたは別個の長尺片を指す。さらに、本発明のタンパク質製品は実質的に整列したタンパク質繊維を有するので、タンパク質繊維の配列が完全な肉の筋繊維のテクスチャをタンパク質製品に付与する。

本明細書で使用される「大豆子葉繊維」という用語は、少なくとも約７０％の食物繊維を含有する大豆子葉の多糖類部分を指す。大豆子葉繊維は通常いくらか少量の大豆タンパク質を含有するが、１００％繊維であってもよい。本明細書で使用される大豆子葉繊維は、大豆皮の繊維を指さないかまたは含まない。一般的に、大豆子葉繊維は、大豆の皮および胚を除去し、子葉をフレークまたは粉砕してフレークまたは粉砕子葉から油を除去し、大豆子葉繊維を大豆タンパク質材料および子葉の炭水化物から分離することによって大豆から形成される。

本明細書で使用される「大豆粉」という用語は、全脂大豆粉、酵素活性大豆粉、脱脂大豆粉、およびこれらの混合物を指す。脱脂大豆粉は、粒子がＮｏ．１００メッシュ（米国基準）スクリーンを通過できるようなサイズを有する粒子で形成された、好ましくは約１％未満の油を含有する脱脂大豆材料の砕いた形態を指す。大豆ケーク、チップ、フレーク、ミール、または材料の混合物は、従来の大豆粉砕方法を用いて大豆粉に砕かれる。大豆粉は、無水ベースで約４９％〜約６５％の大豆タンパク質含量を有する。好ましくは、粉は非常に細かく粉砕され、最も好ましくは、３００メッシュ（米国基準）スクリーン上に約１％未満の粉が保持されるように粉砕される。全脂大豆粉は、元の油を全て（通常、１８％〜２０％）含有する粉砕した全大豆を指す。粉は酵素活性でもよいし、あるいは熱加工またはトーストして酵素活性を最小限にしてもよい。酵素活性大豆粉は、その天然酵素を無効にしないために最小限に熱処理された全脂大豆粉を指す。

本明細書で使用される「大豆タンパク質濃縮物」という用語は、無水ベースで約６５％から約９０％未満までの大豆タンパク質のタンパク質含量を有する大豆材料である。大豆タンパク質濃縮物は、無水ベースで通常約３．５重量％から約２０重量％までの大豆子葉繊維も含有する。大豆タンパク質濃縮物は、大豆の皮および胚を除去し、子葉をフレークまたは粉砕してフレークまたは粉砕子葉から油を除去し、大豆タンパク質および大豆子葉繊維を子葉の可溶性炭水化物から分離することによって大豆から形成される。

本明細書で使用される「大豆タンパク質単離物」という用語は、無水ベースで少なくとも約９０％の大豆タンパク質のタンパク質含量を有する大豆材料である。大豆タンパク質単離物は、子葉から大豆の皮および胚を除去し、子葉をフレークまたは粉砕してフレークまたは粉砕子葉から油を除去し、子葉の大豆タンパク質および可溶炭水化物を子葉繊維から分離し、次いで大豆タンパク質を可溶炭水化物から分離することによって大豆から形成される。

本明細書で使用される「デンプン」という用語は、任意の天然源から得られるデンプンを指す。通常、デンプン源は、シリアル、塊茎、根、および果物である。

本明細書で使用される「ストランド」という用語は、実施例２で詳述されるシュレッドキャラクタリゼーション試験が実施された後に、長さが約２．５〜約４センチメートルであり、幅が約０．２センチメートルよりも広いサイズを有する着色構造化タンパク質製品を指す。

本明細書で使用される「小麦粉」という用語は、小麦の製粉から得られる粉を指す。一般的に言えば、小麦粉の粒径は約１４〜約１２０μｍである。

上記で一般的に説明された本発明は、以下に記載される実施例を参照することによって、より良く理解され得る。以下の実施例は、本発明の特定のしかし非限定的な実施形態を表す。

以下の実施例は、着色構造タンパク質製品の特性およびその製造方法を説明する。

実施例１．着色構造化タンパク質製品のせん断強度の決定
以下の手順によって、サンプルのせん断強度をグラムで測定して決定することができる。構造化タンパク質製品のサンプルを秤量し、ヒートシール可能なポーチに入れ、サンプル重量の約３倍の室温の水道水でサンプルを水和させる。約０．０１バールの圧力までポーチを排気し、ポーチを密封する。サンプルを約１２〜約２４時間水和させる。水和サンプルを取り出し、テクスチャアナライザからのナイフがサンプルの直径を通って切断するように向けられたテクスチャアナライザの基板に置く。さらに、サンプルは、ナイフがテクスチャ化断片の長手軸に垂直に切断するようにテクスチャアナライザナイフの下側で向けられなければならない。押出物を切断するために使用される適切なナイフは、Ｔｅｘｔｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（米国）により製造されるインサイザーブレード（ｉｎｃｉｓｏｒ ｂｌａｄｅ）のモデルＴＡ−４５である。この試験を実施するための適切なテクスチャアナライザは、２５、５０、または１００キログラムの負荷を備えたＳｔａｂｌｅ Ｍｉｃｒｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｌｔｄ．（英国）により製造されるモデルＴＡ、ＴＸＴ２である。この試験との関連では、せん断強度は、サンプルをせん断するために必要とされる最大力（グラム）である。

実施例２．着色構造化タンパク質製品のシュレッドキャラクタリゼーション（ｓｈｒｅｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ）の決定
シュレッドキャラクタリゼーションを決定するための手順は以下のように実行することができる。丸ごとの片だけを用いて約１５０グラムの構造化タンパク質製品を秤量する。サンプルをヒートシール可能なプラスチックバッグに入れ、２５℃で約４５０グラムの水を添加する。約１５０ｍｍＨｇでバッグを真空密封し、内容物を約６０分間水和させる。シングルブレードパドルを備えたＫｉｔｃｈｅｎ ＡｉｄミキサーモデルＫＭ１４Ｇ０の水和サンプルをボウルに入れ、内容物を１３０ｒｐｍで２分間混合する。パドルおよびボウルの側面をスクレイプし、スクレイプしたものをボウルの底に戻す。混合およびスクレイプを２回繰り返す。ボウルから約２００ｇの混合物を取り出す。約２００ｇの混合物を３つのグループの１つに分離する。グループ１は、長さが少なくとも４センチメートルであり、幅が少なくとも０．２センチメートルの繊維を有するサンプル部分である。グループ２は、長さが２．５ｃｍ〜４．０ｃｍであり、幅が０．２ｃｍ以上であるストランドを有するサンプル部分である。グループ３は、グループ１またはグループ２のパラメータ内に収まらない部分である。各グループを秤量し、重量を記録する。グループ１およびグループ２の重量を合計し、出発重量（例えば、約２００ｇ）で割る。これは、サンプル中の大きい断片の割合を決定する。得られた値が１５％より低いか、２０％よりも高ければ、試験は完了である。値が１５％と２０％の間であれば、ボウルからさらに約２００ｇを秤量し、混合物を３つのグループに分離し、再度計算を実施する。

実施例３．着色構造化タンパク質製品の製造
以下の押出成形法を使用して、実施例１および２で使用される構造化タンパク質製品などの本発明の着色構造化タンパク質製品を調製することができる。表１に記載される原料をパドルブレンダ内で混ぜ合わせることによって赤色構造化タンパク質製品が製造される。

内容物を混合して、乾燥ブレンド大豆タンパク質混合物を形成する。次に、乾燥ブレンドをホッパーに移し、水と共に乾燥ブレンドをそこから予備調整器に導入して、調整済大豆タンパク質予備混合物を形成する。次に、調整済の大豆タンパク質予備混合物を７５ｋｇ／分以下の速度でツインスクリュー押出成形装置に供給する。押出成形装置は６つの温度制御ゾーンを含み、タンパク質混合物は、第１のゾーンでは約５０℃から、第２のゾーンでは約８０℃、第３のゾーンでは約８０℃、第４のゾーンでは約１００℃、第５のゾーンでは約１２５℃、そして第６のゾーンでは約１２０℃の温度に制御される。押出塊は、約５０ｐｓｉｇ〜約１５００ｐｓｉｇのヘッド圧力を受ける。加熱ゾーンと連通する１つまたは複数の注入ジェットを介して水を押出成形機バレルに注入する。溶融押出塊は、ダイおよび裏板からなるダイアセンブリを通って押出成形機バレルを出る。塊がダイアセンブリから流れ出る際、含有されるタンパク質繊維は、互いに実質的に整列して、繊維状押出物を形成する。繊維状押出物はダイアセンブリを出ると、フレキシブルナイフで切断され、切断された塊は次に約１０重量％の含水量まで乾燥される。

本発明は例示的な実施形態に関して説明されたが、説明を読めばこれらの種々の変更は当業者に明らかになり得ることは理解されるべきである。従って、本明細書に開示される本発明が、特許請求の範囲の範囲内に含まれるこのような変更を包含するように意図されることは理解されるべきである。

Claims (20)

1. 実質的に整列したタンパク質繊維を有する着色構造化タンパク質製品の製造方法であって、
   ａ．タンパク質材料を少なくとも１種の着色剤と混ぜ合わせて、ブレンドタンパク質混合物を形成する工程と、
   ｂ．高い温度および圧力の条件下で前記ブレンドタンパク質混合物をダイアセンブリから押し出して、実質的に整列したタンパク質繊維を含む着色構造化タンパク質製品を形成する工程と
   を含む方法。
2. 前記ダイアセンブリが、
   ａ．内部チャンバを集合的に画定する後方部分および前方部分を有するダイスリーブと、
   ｂ．底部を画定する前面と後面とを有するインサート本体ならびに複数の分流器を含む前記内部チャンバの内側に配設されたダイインサートであって、底部と複数の分流器の隣接する任意の２つの分流器との間にテーパー状の流れ経路が画定されるダイインサートと、
   ｃ．前記ダイスリーブに結合されたダイコーンと
   を含み、前記ダイコーンおよび前記流れ経路が、十分にテーパー状の流路を集合的に画定する請求項１に記載の方法。
3. 前記テーパー状の流れ経路が、少なくとも３つの面に沿ってテーパー状にされる請求項２に記載の方法。
4. 前記少なくとも１種の着色剤が、カルミン（可溶性およびレーキ形態）、カラメル、アンナット、ＦＤ ＆ Ｃ Ｒｅｄ Ｎｏ．４０、二酸化チタン、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項１に記載の方法。
5. 前記着色構造化タンパク質製品が、乾燥物質ベースで約０．００１％〜約５．０％の着色剤を含む請求項４に記載の方法。
6. 前記着色構造化タンパク質製品が、少なくとも１４００グラムの平均せん断強度と、少なくとも１０％の平均シュレッドキャラクタリゼーションとを有する請求項１に記載の方法。
7. 前記着色構造化タンパク質製品が、図１の顕微鏡写真画像に示されるように、実質的に整列したタンパク質繊維を含む請求項１に記載の方法。
8. 前記タンパク質材料が、大豆タンパク質、トウモロコシ、エンドウ豆、キャノーラ、ヒマワリ、モロコシ属、米、アマランス、ポテト、タピオカ、クズウコン、ヒヨコマメ、ルピナス、セイヨウアブラナ、小麦、オート麦、ライ麦、大麦、およびこれらの混合物からなる群から選択される植物タンパク質材料である請求項１に記載の方法。
9. さらに、少なくとも１種の動物タンパク質材料を植物タンパク質と混ぜ合わせる工程を含み、前記動物タンパク質材料が、カゼイン、カゼイン塩、乳清タンパク質、オボアルブミン、オボグロブリン、オボムチン、オボムコイド、オボトランスフェリン、オボビテラ、オボビテリン、アルブミン、グロブリン、ビテリン、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項８に記載の方法。
10. 前記タンパク質材料が、乾燥物質ベースで約４０％〜約７５％のタンパク質を有する請求項１に記載の方法。
11. 前記タンパク質材料が、
    ａ．乾燥物質ベースで約４５％〜約６５％の大豆タンパク質と、
    ｂ．乾燥物質ベースで約２０％〜約３０％の小麦グルテンと、
    ｃ．乾燥物質ベースで約１０％〜約１５％の小麦デンプンと、
    ｄ．乾燥物質ベースで約１％〜約５％の繊維と
    を含む請求項１に記載の方法。
12. 前記タンパク質材料がさらに、風味剤、脂肪源、酸化防止剤、結合剤、ｐＨ調節剤、ビタミン、ミネラル、多価不飽和脂肪酸、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される薬剤を含む付加的な原料を含む請求項１１に記載の方法。
13. 前記ｐＨ調節剤が、クエン酸、酢酸、酒石酸、リンゴ酸、フマル酸、乳酸、リン酸、ソルビン酸、安息香酸、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される酸味料である請求項１２に記載の方法。
14. 前記押出温度が約５０℃〜約１５０℃であり、前記圧力が約５０ｐｓｉｇ〜約３０００ｐｓｉｇである請求項２に記載の方法。
15. ａ．押出成形機の内部にある間に少なくとも１種の着色剤をタンパク質混合物と混ぜ合わせる工程と、
    ｂ．高い温度および圧力の条件下で前記タンパク質混合物をダイアセンブリから押し出して、実質的に整列したタンパク質繊維を含む着色構造化タンパク質製品を形成する工程と
    を含む、実質的に整列したタンパク質繊維を有する着色構造化タンパク質製品の製造方法であって、前記ダイアセンブリが、
    ｉ．複数の排出口を画定し、さらに前記複数の排出口と連通する内部領域を画定する円筒形状のダイスリーブと、
    ｉｉ．前記ダイスリーブの内部領域の内側に配設されたダイインサートであって、ベースと、該ベースから外方に向かって延びるコーン部分と、前記ベースを中心に周方向に離間された複数の隆起した分流器であって隣接する分流器の間に流れ経路が形成される隆起した分流器とを含み、前記流れ経路が、その一方の端でそれぞれの排出口と、そして反対側の端でコーン部分と連通するダイインサートと、
    ｉｉｉ．ダイスリーブによってダイインサートに係合されたエンドプレートと
    を含む方法。
16. さらに、前記押出成形機のバレルに少なくとも１種の着色剤を注入する工程を含む請求項１５に記載の方法。
17. 実質的に整列したタンパク質繊維を有する着色構造化タンパク質製品の製造方法であって、
    ａ．乾燥物質ベースで約４５％〜約６５％の植物タンパク質と、乾燥物質ベースで約２０％〜約３０％の小麦グルテンと、乾燥物質ベースで約１０％〜約１５％の小麦デンプンと、乾燥物質ベースで約１％〜約５％の繊維とを含むタンパク質材料を、少なくとも１種の着色剤と混ぜ合わせて、ブレンドタンパク質混合物を形成する工程と、
    ｂ．高い温度および圧力の条件下で前記ブレンドタンパク質混合物をダイアセンブリから押し出して、実質的に整列したタンパク質繊維を含む着色構造化タンパク質製品を形成する工程と
    を含む方法。
18. さらに、前記押出成形機のバレルに少なくとも１種の着色剤を注入する工程を含む請求項１７に記載の方法。
19. 前記着色構造化タンパク質製品が、タンパク質、デンプン、グルテン、繊維、およびこれらの混合物を含む請求項１７に記載の方法。
20. 前記タンパク質材料がさらに、リン酸二カルシウムおよびＬ−システインを含む請求項１９に記載の方法。

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