JPS6210624B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6210624B2
JPS6210624B2 JP52038957A JP3895777A JPS6210624B2 JP S6210624 B2 JPS6210624 B2 JP S6210624B2 JP 52038957 A JP52038957 A JP 52038957A JP 3895777 A JP3895777 A JP 3895777A JP S6210624 B2 JPS6210624 B2 JP S6210624B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protein
water
fibers
freezing
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP52038957A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS52122659A (en
Inventor
Ki Kimu Myun
Kasutoro Rugei Jookuin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Foods Corp
Original Assignee
General Foods Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/674,193 external-priority patent/US4087566A/en
Application filed by General Foods Corp filed Critical General Foods Corp
Publication of JPS52122659A publication Critical patent/JPS52122659A/en
Publication of JPS6210624B2 publication Critical patent/JPS6210624B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23JPROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J3/00Working-up of proteins for foodstuffs
    • A23J3/22Working-up of proteins for foodstuffs by texturising
    • A23J3/24Working-up of proteins for foodstuffs by texturising using freezing

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Meat, Egg Or Seafood Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は組織化された蛋白質に関し、更に詳細
には肉類似品としてまたはその製造に使用できる
繊維状蛋白質の新しい製造方法に関する。 近年、種々の植物および動物蛋白質源から肉様
蛋白質含有食品を製造するための新しい技術の開
発に関して、かなりの研究が集中的に行われてき
た。経済性が研究の主たる誘因である。より効率
的な植物性蛋白質の生育法によつて動物が植物性
蛋白質を肉に変える非効率的方法の少くとも一部
を置き換えることは明らかに有益であろう。この
ことは人口の持続的増加が肉生産動物用の牧草地
を獲保することをはるかに上回る場合には特に著
しい。それに加えて、近年信仰上、人種上または
健康上の理由から望まれていないであろうある種
の天然生成物を除去することに努力が向けられて
きている。 魚肉および鳥類の肉を全ての天然の肉は繊維構
造を持つている。肉製品の歯ごたえは肉の繊維特
徴により固有である。同様に、繊維構造の存在は
製造された肉類似製品においても重要なフアクタ
ーである。したがつて、このような肉様製品、例
えば肉類似物の製造において、天然の肉と同様な
繊維構造を作り出すことに多くの努力が払われて
きた。多くの研究者が繊維特性を得るために多く
の技術を開発し、繊維構造の肉類似品製造に関す
る多くの文献が発行されてきた。 初期の研究者であるBoyerは米国特許2682466
号において、多量の植物性蛋白質フイラメントを
含有する人造肉製品の製造を記載している。これ
らの蛋白質フイラメントはコロイド状蛋白質分散
物口金のような多孔性の脂を通して凝固浴中に押
出し蛋白質をフイラメント状に沈澱されることに
よつて製造される。この多数のフイラメントを殻
類および蛋白質などから選ばれる結合材料を用い
ることにより肉様製品を作り上げる。紡糸した植
物性蛋白繊維の使用により、高度に配向した繊維
構造の形成が可能である。しかしながら、残念な
ことに紡糸繊維の製造は煩雑であり、かつ相当に
価格が高い。更に、紡糸植物性蛋白質は、出発物
質が大豆抽出物であるため、一般に栄養価が低
い。 紡糸繊維技術における固有の困難な問題という
観点から、他の多くの研究者は代替技術を熱心に
研究した。米国特許3488770に記載された1つの
代替技術では気泡長が気泡幅より大きい連続気泡
を持ち、気泡が実質的に配向されている蛋白質肉
様製品の製造が示されている。この製品は実質的
に非蛋白質性充填材を含有しないドウを減圧域に
押出して膨張を起すことによつて製造される。ド
ウを対照にする他の代替技術は米国特許3693533
に記載されている。この方法によれば蛋白質を含
有するドウは一組のコンベヤーを通過させる間に
凝固が行われる。凝固中の伸長により一方向性繊
維として記載されている製品が製造される。これ
らの方法は潜在的には紡糸繊維技術より経費がか
からないが、製造される繊維の品質が低いという
問題がある。 何人かの研究者は特開昭48―21502号、特開昭
48―34228号、米国特許3870808号および米国特許
3920853号において、蛋白質溶液または分散を凍
結し、この凍結塊を加熱して蛋白質を固化する工
程を含む処理による繊維状蛋白質塊の製造が記載
されている。これらの繊維状製品は肉様であると
記述されており、また熱固化前に凍結乾燥するこ
とにより更に改善できる。 本発明は広義には熱凝固性蛋白質の水性混合物
を冷却表面に対して一般に垂直に配列された長い
氷結晶を作るのに有効な方法および速度で冷却す
ることにより凍結し、次いで水の氷点を降下させ
ることのできる食用、水溶性物質からなる水溶液
中に得られた凍結塊を浸漬させ、凍結塊中の蛋白
質を安定化させるに有効な時間蛋白質を安定化さ
せることからなる。 本発明によれば、広範囲の肉様組織を種々の蛋
白質材料を使用することにより模造できる。これ
ら製品の共通の特徴は良好に独立しかつ配列され
た繊維の存在である。この繊維は動物または植物
起源の蛋白質をそれぞれ別個にまたは組合せて使
用して本発明の方法により製造される。この方法
によれば;繊維の歯ごたえ、風味および栄養特性
について、バランスをとり易く、所望の特性を持
つ組織化蛋白質材料を提供できる。本発明に重要
な特徴は良好に分離されかつ配列された氷結晶を
作るに有効な方向および速度で冷却することが必
要でありかつ凍結塊を安定化溶液中に浸漬して氷
結晶により区切られた繊維構造を確実に保持する
蛋白質の安定化が必要であることである。 単独の蛋白質または、組合せて使用する場合、
少くとも1つの蛋白質が可溶性または一部可溶性
であり、かつ本発明の処理により安定化できるこ
とを条件にして、どのような可食性蛋白質または
蛋白質の組合せも本発明の方法に使用できる。一
般に、優れた溶解性を持つ蛋白質が優れた、個別
の繊維状構造を与える。これは多分氷結晶が不溶
性固型分により制限されず、自由に成長できるか
らであろう。しかしながら、大豆粉、肉粉砕物お
よび魚肉粉砕物のような相当量の不溶性物質を含
有する蛋白質溶液も使用でき、本発明による繊維
状構造を良好に生成することができる。使用によ
り本発明の優れた結果を得ることができる代表的
な蛋白質材料は豆乳、大豆抽出物、全乳、肉スラ
リー、魚肉スラリーグルテン、大豆粉、小麦蛋白
濃縮物、牛乳ホエー、卵蛋白質、血液蛋白質、単
細胞蛋白質等がある。 製品の最終的歯ごたえは、香料、充填剤、脂
肪、炭水化物、塩等の添加物の他に使用される蛋
白質源に一部依存する。例えば、豆乳から調整さ
れた製品は汁気に富み、滑らかで柔かい歯ごたえ
を持ちかつ繊維は良好な引張り強さを示す。豆乳
は生鶏肉に似た滑らかさおよび柔らかさを持つ製
品を与えることができる。これは多分蛋白質中に
乳化された油によるものであろう。一方、大豆粉
末は豆乳によるものより引張り強さが低い生成物
を与えるが、このタイプの柔軟さは単独でまたは
他の蛋白質材と組合せるための成分として望まし
い。 どのような起源の蛋白質も水と混合されて水性
蛋白質混合物が形成される。ここで蛋白質の少く
とも1部は水に溶解する。水性蛋白質混合物は水
および蛋白質の溶液、分散物または懸濁液として
記述できる。蛋白質によつて異なるが、蛋白質の
溶解性を増すために、混合物のPHを調節できる。
最適な引張り強度および繊維の一体性を得るため
には、通常水性蛋白質混合物のPHを最高蛋白溶解
性に調節することが望ましい。混合物のPHは組織
化された最終製品の引張り強さに直接影響を与え
るものと思われる。大豆粉のようなある種の蛋白
質材料は低PHよりも高PH、例えばPH10でより良好
な歯ごたえおよび引張り強さを与える。この理由
は多分、これら蛋白質が高PHでより可溶性であ
り、組織化前のアルカリ性条件により部分的に解
離されかつ変性されていることにある。高PHにお
いて、蛋白質分子は広がつてより完全に解離し、
凍結段階において動きがより自由になりより完全
な繊維が形成される。卵蛋白のようなある種の蛋
白質はその天然のPHにおいて良好な溶解性を示
し、PHをアルカリ性に調節する必要はない。 高PHは組織化製品の製造にしばしば有用である
が、あまりに高すぎるPHは肉類似製品にはかなら
ずしも望しくない。しかしながら、組織化された
製品のPHをある特定の蛋白質が不動化するPHに下
げることは、しばしば製品の歯ごたえに影響を与
える。意図している具体的な最終的な用途によ
り、この歯ごたえへの影響は好ましくもあり、ま
た好ましくないであろう。6ないし8の自然のPH
で溶解される蛋白質については、中和は不要であ
る。 蛋白質水性混合物は蛋白質を水と混合すること
によつて容易に調製できる。必要に応じ、蛋白質
材料は水と撹拌する前または後に微細に粉砕し、
そしてPHを最高の溶解度を得るために調節でき
る。可溶性および不溶性非凝固物質の存在も許容
され、個々の適用について繊維構造の望ましい品
質に悪影響を与えないかぎり、ある場合には望ま
しい。若干の事例において、過剰量の脂肪の存在
は、繊維の引張り強さを減じるであろう場合に
は、望ましくない。しかしながら、その他の場
合、引張り強さの低下は製品により柔かい歯ごた
えを与えるであろうから望ましい。このように、
繊維性肉類似生成物に普通に使用される添加物は
本発明に使用でき、これによつて本発明の方法に
より繊維形成性材料の組成を広範囲に変え、基本
的な単一の方法から種々の組織上および栄養上の
変化を与える方法が提供される。比較的高い脂肪
含量を使用できかつ良好な繊維構造を得ることが
本発明の他の利点である。 混合物の固型分濃度は製品の歯ごたえおよび加
工処理効率の両方に影響を与えるであろう。一般
に固型分含量は低濃度に持つことが望ましい。そ
の1つの理由は、固型分濃度の増加により繊維構
造の明確性が消失する傾向にあるからである。典
型的には、固型分濃度は混合物に対して約40重量
%を起えてはならず、好しくは約35重量%を超え
てはならない。固型分濃度が増加する場合、安定
化溶液への浸漬時間を増加する。しかしながら、
過度に低濃度における加工処理は水を除去するた
めの経費が増大するため経済性を失う。濃度の低
下によつて、エネルギー、容器、輸送および貯蔵
設備に要する経費が急激に増大する。しかしなが
ら、低濃度で製造された繊維の品質は高い。それ
故、考慮すべき多くの影響があることを理解して
個々の具体的な系について最適濃度を決定する必
要がある。極めて広義には凍結する場合の最適濃
度は水性混合物の合計重量に基いて3ないし約35
%、好しくは10ないし30%の蛋白質が好しい。し
かしながら、個々の蛋白質および添加物質の最適
値は前記範囲内でさまざまに変えることができ、
かつしばしば前記範囲を越えることもあることは
明らかであろう。 当業者であれば、使用される具体的な装置につ
いての最適性を特に個々の処理設備および加工方
法についての経済性に関する知識により決定する
ことができるものであろう。後に述べる実施例を
参照することにより当業者は多くの異なる系につ
いての実施例を理解されるであろう。 実質上独立し配向した繊維を作るのに有効など
のような濃度も本発明において許容される。具体
的な濃度は個々の場合において製品の特性のバラ
ンスおよび望ましくかつ適正な加工効率に関して
決定されなければならない。ゲル構造によつて水
が長い氷結晶を形成することを妨げる豆腐を作る
際に用いられるタイプのゲル化蛋白は本発明に使
用できない。 調製された水性混合物を限定された方向によつ
て冷却することにより凍結させ、氷結晶により作
られた良好に限定され配列された繊維構造を与え
る。水が氷結晶へ凍結される際、残存する蛋白質
混合物はより濃縮される。氷結晶の形成により蛋
白質材料は区切られ、一般的に平行に配列された
部分に分離される。この結果を達成できるどの手
段も本発明のために適切である。氷結晶は長く伸
びた氷結晶間の配列された繊維状区域に取り込ま
れた蛋白質を形成する。蛋白質材料の区域は相互
にほとんど完全に分離されており、凝固した際、
実質的に独立した蛋白質繊維が形成される。しか
しながら、蛋白質の区域は相互に完全には独立し
ておらず、個々の区域結合してを枝分れし架橋し
た構造にするに十分な位置で結合している。達成
された結合程度は火通しを行つた肉と同様な最終
製品を与える凝集力を与える丁度十分であり、実
質上独立した繊維構造を破壊しない程度である。
繊維形成中に生じるこの結合により別の結合材料
が必要ではない。 凍結は混合物の凍結温度以下に混合物の少くと
も1つの表面、好しくは唯一の表面または向い合
つた2つの表面を冷却することにより行うことが
できる。この冷却により塊の全厚みに亘つて凍結
を起し、一般的に平行でかつ冷却表面に対して一
般的に垂直に配列されている繊維が作られること
が好しい。上記の1または2以上の冷却表面は平
面であることが望しいが、他の規則的または不規
則な形状であつても良い。例えば、半球形、球形
または円筒形の単一冷却表面を水性蛋白質混合物
と接触させて使用できる。これらの例において
は、氷結晶(したがつて蛋白質繊維)は一般的に
接触表面の接線に対して垂直であり、表面から中
心に向つて放射上に形成されるであろう。凍結
中、凍結した混合物と液体混合物との境界が現わ
れ、これは冷却方向に移動する。本発明において
用いられる典型的な凍結温度において、かつ冷却
表面がそれほど不規則でない場合、この境界は水
性蛋白質混合物の冷却表面の形状とおよそ一致す
る。しかしながら、本発明における場合と異なる
条件の下では、境界は若干異つた形状になると思
われる。混合物の最期の一定の厚味に凍結された
後、凍結の移動する境界は冷却表面となりそこを
通じて熱の移動が生じることが理解されるであろ
う。次いで、氷結晶(すなわち繊維)の形成の形
態を制御するのはこの移動境界である。全ての事
例において重要な考慮すべき点は天然肉と同様に
秩序ある配列を持つ個々に良好に区切られた繊維
の製造にある。必要であれば、冷却表面と接触し
ていない他の表面はこれら表面への熱の移動を減
じるために熱的に絶縁することができる。大部分
事例では、1または2以上の対向冷却表面に接触
していない表面は一定厚味の若干不規則に配向し
た繊維を示す。これは末端部における方向性有る
冷却は外部熱源による熱移動により、得がたい。
この末端部は最終製品中に保持されていても良
く、また例えばナイフ加熱針金等で切断すること
により除去することもできる。2つの対向する表
面から冷却を行う場合、不連続の水平面が凍結塊
の厚味を二分しているように見える。これは、対
向する各表面から塊の中間における接触面に向つ
て独立に結晶生長が生じるためであると考えられ
る。 本発明によれば多数の冷却表面が使用できる。
例えば、水性蛋白質混合物を単にパンに入れ、こ
のパンをドライアイス上に置くかまたは液体窒
素、エチレングリコール、カン水等のような冷却
液中に僅かに(例えば1/8インチ:0.32cm)沈め
ることによつて凍結できる。別法として、水性蛋
白質材料の容器をプレート冷凍器上にまたは2つ
の対向するプレート冷凍器間に置くこともでき
る。また、米国特許第3253420および3606763号に
記載されている移動ベルトタイプ冷凍器であるこ
とが望ましいであろう。用いられる温度は実質上
独立しかつ配列された氷結晶を得るのに有効など
のような温度でも良い。冷却速度は冷却が単一方
向に行われている場合、良好に分離され、配列さ
れた長い繊維の生成に関する要因ではないが、結
晶の寸法および形状に明らかに影響を与える。急
速冷却により微細な顕微鏡的氷結晶が生成する。
ゆつくりした冷却または冷凍によれば、長い針状
氷結晶が生成する。好しい冷却速度は凍結境界の
進行速度として定義した場合、約0.02ないし約
1.0フイート/時(0.61〜30.5cm/時)、好しくは
約0.03ないし約0.5フイート時(0.96〜15.3cm/
時)の範囲である。 凍結前における蛋白質溶液またはスラリーの温
度について現時点では何らの臨界性も存在しない
が、凍結前に溶液またはスラリーの温度をできる
だけ凍結温度に近づけることが好しいと考えられ
る。これは現時点では経済的な面でのみ好しい。
熱伝達媒体と大表面接触および乱流による慣用手
段により液体を冷却することは、凍結のために使
用される1つまたは対向する2つの熱伝達部品に
よる冷却よりも経費が安い。しかしながら、液状
混合物は凍結操作前に過冷却されてはならない。
過冷却は過度に急速でかつ不規則な冷却を生じ、
かつ生成物に望ましくない不規則な繊維構造を与
えるからである。 冷却後、材料の結晶構造は、必要があれば、凍
結塊をサンプリングし肉眼で観察することにより
容易に観察できる。このように形成された個々の
蛋白質繊維の一体性を保つために、凍結塊を水溶
液に浸漬することによつて蛋白質を安定化するこ
とができる。この水溶液は水の凍結点を降下する
ことができかつ蛋白質を安定化できる可食性水溶
性物質からなる。熱固化のような加熱前に実質上
可溶性の蛋白質が安定化されない場合には、加熱
により繊維を分離している氷結晶格子の溶融によ
り個々の繊維に過度の結合が生じる。多くの肉類
似品および特に魚肉類似品に関して蛋白質材料の
この過度の結合は望ましくない。また、この点に
関し、凍結塊は凍結点より僅かに低い温度におい
て長期間保存してはならない。このような条件下
での保存は氷の再結晶を起しかつ繊維構造を不規
則にするであろう。これは最終肉類似品の歯ごた
えに影響を与える手段としてある範囲内で望しい
こともあるが、再配向が起ることを知つた上で行
わなければならず、かつ具体的な応用について望
ましいであろう範囲内でのみ許容される。 凍結塊は慣用の装置を用いるどのような慣用方
法によつても安定化溶液中に浸漬される。生成物
は浸漬の前または後のいずれかの時に粉砕するこ
とができる。水混和性溶剤を予じめ使用して蛋白
質を沈殿させた。そしてこれらどの公知の物質
も、その物質が蛋白質に対して利用し得る水の量
を減じ、蛋白質に形態上の変化を起すことによる
蛋白質の親水能力を減じ、水の凍結点を低下させ
更に水の表面張力を低下させる限り、水溶液中の
安定化用物質として使用できる。蛋白質が利用し
得る水の量は前記の安定化物質の存在における水
のモル分率を減じることになり単純に減少する。
したがつて、この水は蛋白質の溶解のためには利
用される程度が低い。有効な安定化物質は下記の
平衡、
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to structured proteins, and more particularly to a new method for producing fibrous proteins that can be used as or in the production of meat analogs. In recent years, considerable research has been focused on developing new techniques for producing meat-like protein-containing foods from a variety of plant and animal protein sources. Economics is the main motivation for research. It would be clearly beneficial to replace at least some of the inefficient ways in which animals convert plant protein into meat by more efficient methods of growing plant protein. This is particularly true when continued population growth far exceeds the availability of pasture for meat-producing animals. In addition, efforts have recently been directed toward eliminating certain natural products that may be unwanted for religious, racial, or health reasons. All natural meats, such as fish and poultry meat, have a fibrous structure. The texture of meat products is specific to the fiber characteristics of the meat. Similarly, the presence of a fibrous structure is also an important factor in manufactured meat-like products. Therefore, in the production of such meat-like products, such as meat analogues, much effort has been put into creating a fibrous structure similar to natural meat. Many researchers have developed many techniques to obtain fiber properties, and much literature has been published on the production of meat analogues with fibrous structures. Boyer, an early researcher, published U.S. Patent 2,682,466.
In the issue, it describes the production of artificial meat products containing a large amount of vegetable protein fleeting. These protein filaments are produced by extruding a colloidal protein dispersion through a porous fat such as a die into a coagulation bath to precipitate the protein into filaments. A meat-like product is created by combining these many filaments with a binding material selected from shellfish, proteins, and the like. The use of spun vegetable protein fibers allows the formation of highly oriented fiber structures. Unfortunately, however, the production of spun fibers is complicated and fairly expensive. Additionally, spun vegetable proteins generally have low nutritional value because the starting material is soybean extract. In view of the inherent difficulties in spinning fiber technology, many other researchers have enthusiastically investigated alternative techniques. One alternative technique, described in US Pat. No. 3,488,770, shows the production of protein meat-like products having open cells where the cell length is greater than the cell width, and where the cells are substantially oriented. This product is made by extruding a dough containing substantially non-protein fillers into a vacuum zone to cause expansion. Another alternative technique for contrasting dough is US Pat. No. 3,693,533.
It is described in. According to this method, the protein-containing dough is coagulated while passing through a set of conveyors. Elongation during coagulation produces a product that is described as a unidirectional fiber. Although these methods are potentially less expensive than spun fiber techniques, they suffer from the lower quality of the fibers produced. Some researchers have published JP-A-48-21502, JP-A-Sho.
No. 48-34228, U.S. Pat. No. 3,870,808 and U.S. Pat.
No. 3,920,853 describes the production of fibrous protein masses by a process comprising freezing a protein solution or dispersion and heating the frozen mass to solidify the protein. These fibrous products are described as meat-like and can be further improved by freeze drying before heat setting. Broadly defined, the present invention involves freezing an aqueous mixture of thermosetting proteins by cooling in a manner and at a rate effective to produce long ice crystals oriented generally perpendicular to the cooling surface, and then lowering the freezing point of the water. The process consists of immersing the resulting frozen mass in an aqueous solution consisting of an edible, water-soluble substance that can be submerged to stabilize the protein for a period of time effective to stabilize the protein in the frozen mass. According to the present invention, a wide range of meat-like tissues can be imitated by using various protein materials. A common feature of these products is the presence of well-independent and aligned fibers. The fibers are produced by the method of the invention using proteins of animal or vegetable origin, each individually or in combination. According to this method, it is possible to easily balance the texture, flavor, and nutritional properties of the fibers and provide a structured protein material having desired properties. A feature important to the invention is the need for cooling in a direction and rate effective to produce well-separated and aligned ice crystals and the need to immerse the frozen mass in a stabilizing solution to separate the ice crystals from each other. It is necessary to stabilize proteins that reliably maintain the fiber structure. When used alone or in combination,
Any edible protein or combination of proteins can be used in the method of the invention, provided that at least one protein is soluble or partially soluble and can be stabilized by the treatment of the invention. In general, proteins with good solubility give good, discrete fibrous structures. This is probably because ice crystals are not restricted by insoluble solids and can grow freely. However, protein solutions containing significant amounts of insoluble substances such as soybean flour, ground meat and ground fish meat can also be used and the fibrous structures according to the invention can be produced successfully. Typical protein materials that can be used to obtain the excellent results of the present invention are soy milk, soy extract, whole milk, meat slurry, fish slurry gluten, soy flour, wheat protein concentrate, milk whey, egg protein, blood. There are proteins, single cell proteins, etc. The final texture of the product depends in part on the protein source used, as well as additives such as flavorings, fillers, fats, carbohydrates, and salts. For example, products prepared from soy milk have a juicy, smooth and soft texture and the fibers exhibit good tensile strength. Soy milk can provide a product with smoothness and tenderness similar to raw chicken. This is probably due to the oil emulsified in the protein. On the other hand, soy flour gives a product with lower tensile strength than that with soy milk, but this type of flexibility is desirable as an ingredient alone or in combination with other protein materials. Protein of any origin is mixed with water to form an aqueous protein mixture. Here, at least a portion of the protein is dissolved in water. Aqueous protein mixtures can be described as solutions, dispersions, or suspensions of water and protein. Depending on the protein, the PH of the mixture can be adjusted to increase protein solubility.
To obtain optimal tensile strength and fiber integrity, it is usually desirable to adjust the PH of the aqueous protein mixture to maximize protein solubility. The PH of the mixture appears to directly affect the tensile strength of the final structured product. Certain protein materials, such as soy flour, give better texture and tensile strength at high PH, eg PH10, than at low PH. The reason for this is probably that these proteins are more soluble at high PH and are partially dissociated and denatured by alkaline conditions before assembly. At high PH, protein molecules spread out and dissociate more completely,
During the freezing stage, movement is freer and more complete fibers are formed. Certain proteins, such as egg proteins, exhibit good solubility at their natural PH and there is no need to adjust the PH to alkaline. Although high PH is often useful in making structured products, a PH that is too high is not necessarily desirable for meat analog products. However, lowering the PH of a structured product to a PH where certain proteins are immobilized often affects the texture of the product. Depending on the specific end use intended, this impact on texture may or may not be desirable. Natural pH of 6 to 8
Neutralization is not necessary for proteins that are soluble in Aqueous protein mixtures can be easily prepared by mixing protein with water. If necessary, the protein material may be finely ground before or after stirring with water;
And the PH can be adjusted to obtain maximum solubility. The presence of soluble and insoluble non-coagulating materials is also acceptable and in some cases desirable as long as it does not adversely affect the desired qualities of the fiber structure for the particular application. In some cases, the presence of excessive amounts of fat is undesirable as it will reduce the tensile strength of the fibers. However, in other cases a reduction in tensile strength is desirable as it will give the product a softer texture. in this way,
Additives commonly used in fibrous meat analog products can be used in the present invention, thereby allowing the process of the present invention to vary the composition of the fiber-forming material over a wide range from a basic single process to a variety of A method of effecting histological and nutritional changes in a patient is provided. It is another advantage of the present invention that relatively high fat contents can be used and good fiber structure can be obtained. The solids concentration of the mixture will affect both the texture and processing efficiency of the product. Generally, it is desirable to have a low solids content. One reason for this is that the clarity of the fiber structure tends to disappear as the solid content concentration increases. Typically, the solids concentration should not exceed about 40% by weight of the mixture, and preferably should not exceed about 35% by weight. If the solids concentration increases, increase the immersion time in the stabilizing solution. however,
Processing at excessively low concentrations becomes uneconomical due to increased costs for removing water. Decreasing concentrations dramatically increase costs for energy, containers, transportation, and storage equipment. However, the quality of fibers produced at low concentrations is high. Therefore, it is necessary to determine the optimal concentration for each specific system with the understanding that there are many influences to consider. In very broad terms, the optimum concentration for freezing is 3 to about 35, based on the total weight of the aqueous mixture.
%, preferably 10 to 30% protein. However, the optimum values for individual proteins and additives can vary within the above ranges;
It will be clear that the above ranges may often be exceeded. Those skilled in the art will be able to determine the optimum for the particular equipment used, especially with knowledge of the economics of particular processing equipment and processing methods. By referring to the examples described below, those skilled in the art will understand examples for many different systems. Any concentration effective to create substantially independently oriented fibers is acceptable in the present invention. The specific concentration must be determined in each individual case with regard to the balance of product properties and desired and adequate processing efficiency. Gelling proteins of the type used in making tofu, whose gel structure prevents water from forming long ice crystals, cannot be used in the present invention. The prepared aqueous mixture is frozen by cooling in a defined direction, giving a well defined and ordered fibrous structure made up of ice crystals. When the water is frozen into ice crystals, the remaining protein mixture becomes more concentrated. The formation of ice crystals delimits the protein material and separates it into generally parallel aligned sections. Any means by which this result can be achieved is suitable for the present invention. Ice crystals form proteins entrapped in arranged fibrous areas between elongated ice crystals. The areas of protein material are almost completely separated from each other and when solidified,
Substantially independent protein fibers are formed. However, the regions of the protein are not completely independent of each other and are linked at sufficient positions to link the individual regions into a branched, cross-linked structure. The degree of bonding achieved is just sufficient to provide a cohesive force that gives a final product similar to cooked meat, but without substantially destroying the independent fiber structure.
This bonding that occurs during fiber formation eliminates the need for a separate bonding material. Freezing can be carried out by cooling at least one surface, preferably only one surface or two opposing surfaces, of the mixture below the freezing temperature of the mixture. Preferably, this cooling causes freezing through the entire thickness of the mass, producing fibers that are generally parallel and generally perpendicular to the cooling surface. The one or more cooling surfaces described above are preferably planar, but may have other regular or irregular shapes. For example, a single hemispherical, spherical or cylindrical cooling surface can be used in contact with the aqueous protein mixture. In these instances, the ice crystals (and thus the protein fibers) will generally be perpendicular to the tangent of the contact surface and will form radially from the surface toward the center. During freezing, a boundary between the frozen mixture and the liquid mixture appears, which moves in the direction of cooling. At typical freezing temperatures used in the present invention, and when the cooling surface is not very irregular, this boundary approximately corresponds to the shape of the cooling surface of the aqueous protein mixture. However, under conditions different from those in the present invention, the boundary will likely have a slightly different shape. It will be appreciated that after the mixture has been frozen to its final thickness, the moving boundary of the freeze becomes a cooling surface through which heat transfer occurs. It is this moving boundary that then controls the morphology of ice crystal (ie fiber) formation. An important consideration in all cases is the production of individually well-delimited fibers with an ordered arrangement similar to natural meat. If desired, other surfaces not in contact with the cooling surface can be thermally insulated to reduce heat transfer to these surfaces. In most cases, the surfaces that are not in contact with one or more opposing cooling surfaces exhibit somewhat irregularly oriented fibers of constant thickness. Directional cooling at the distal end is difficult to achieve due to heat transfer from an external heat source.
This end portion may be retained in the final product or may be removed, for example by cutting with a knife heating wire or the like. When cooling from two opposing surfaces, a discontinuous horizontal plane appears to bisect the thickness of the frozen mass. This is thought to be because crystal growth occurs independently from each opposing surface toward the contact surface in the middle of the mass. A large number of cooling surfaces can be used according to the invention.
For example, simply place the aqueous protein mixture in a pan and place the pan on dry ice or slightly (e.g., 1/8 inch) submerged in a cooling liquid such as liquid nitrogen, ethylene glycol, canned water, etc. It can also be frozen. Alternatively, the container of aqueous protein material can be placed on a plate freezer or between two opposing plate freezers. Also desirable would be the moving belt type refrigerators described in US Pat. Nos. 3,253,420 and 3,606,763. The temperature used may be any temperature effective to obtain substantially independent and ordered ice crystals. Although the cooling rate is not a factor for the production of well-separated and aligned long fibers when cooling is carried out in a single direction, it clearly influences the size and shape of the crystals. Rapid cooling produces microscopic ice crystals.
Slow cooling or freezing produces long needle-shaped ice crystals. The preferred cooling rate, defined as the rate of progression of the frozen boundary, is about 0.02 to about
1.0 ft/hr (0.61 to 30.5 cm/hr), preferably about 0.03 to about 0.5 ft/hr (0.96 to 15.3 cm/hr)
time). Although there is currently no criticality regarding the temperature of the protein solution or slurry before freezing, it is considered preferable to bring the temperature of the solution or slurry as close to the freezing temperature as possible before freezing. This is currently only good from an economic point of view.
Cooling a liquid by conventional means by large surface contact with a heat transfer medium and turbulent flow is less expensive than cooling by one or two opposing heat transfer components used for freezing. However, the liquid mixture must not be supercooled before the freezing operation.
Supercooling causes excessively rapid and irregular cooling;
and gives the product an undesirable irregular fiber structure. After cooling, the crystal structure of the material can be easily observed, if desired, by sampling the frozen mass and observing it with the naked eye. In order to preserve the integrity of the individual protein fibers thus formed, the protein can be stabilized by immersing the frozen mass in an aqueous solution. This aqueous solution consists of edible water-soluble substances capable of lowering the freezing point of water and stabilizing proteins. If a substantially soluble protein is not stabilized prior to heating, such as thermal solidification, heating causes excessive bonding of individual fibers due to melting of the ice crystal lattice separating the fibers. For many meat analogs and especially fish analogs, this excessive binding of protein materials is undesirable. Also, in this regard, the frozen mass must not be stored for long periods at temperatures slightly below the freezing point. Storage under such conditions will cause ice recrystallization and randomization of the fiber structure. Although this may be desirable within certain limits as a means of influencing the texture of the final meat analog, it must be done with the knowledge that reorientation will occur and may not be desirable for the specific application. Permissible only within the range. The frozen mass is immersed in the stabilizing solution by any conventional method using conventional equipment. The product can be ground either before or after soaking. Proteins were precipitated using a water-miscible solvent beforehand. And any of these known substances reduce the amount of water available to the protein, reduce the hydrophilic capacity of the protein by causing morphological changes in the protein, lower the freezing point of water, and further reduce the amount of water available to the protein. They can be used as stabilizing substances in aqueous solutions as long as they reduce the surface tension of The amount of water available to the protein is simply reduced by reducing the mole fraction of water in the presence of the stabilizing substances.
Therefore, this water is less available for protein solubilization. Effective stabilizing substances have the following equilibrium,

【表】 水和蛋白質ランダムコイル

構 造+水
を右にずらして、蛋白質の溶解性に悪影響を与え
る。使用できる最も有効な安定化物質は水の表面
張力を減じ、それによつて蛋白質の疎水基凝集に
対する水の寄与を減じる。蛋白質の溶解性を減じ
るのに有効な最も顕著な凝集は、分子が短かい直
鎖疎水基を持つ有機溶剤中において見られる。水
の凍結温度を低下させることも必須である。何故
ならば、安定化物質は凍結塊中の氷に浸透できな
ければならないからである。 適当な安定化物はアルコール類のような有機溶
剤である。最終製品中に相当多量に残存した場合
でも毒性がないという事実に基き、エタノールが
好しい。しかしながら、十分な所期の機能を示
し、かつ抽出および乾燥のような公知の技術によ
り溶剤を除去した後製品中に残存し得る妥当な量
において毒性を示さないかぎり、どのような溶剤
も使用できる。水溶液中において必要な機能を示
す公知の酸および塩も安定化物質質または凝固物
質として適切である。必要に応じて、これら公知
の塩および/または酸はエタノールのようなアル
コール類または他の有機溶剤と組合せて使用でき
る。このような組合せは具体的な工程または製品
の用途について種々の安定化剤の利点および欠点
のバランスをとるという観点から望ましい。適切
な酸としては塩酸、硫酸、、リン酸、酢酸および
その他の可食性酸がある。適切な塩としては上記
酸類の可食性アンモニウム塩、アルカリ金属塩お
よびアルカリ土類金属塩、更に所期の作用を持つ
他の塩がある。 本発明において使用できる適切な安定化剤の例
であるエタノールを以下の説明の便宜のために安
定化剤として用いる。前述のように調製された蛋
白質および氷からなる凍結塊を凝固液中のエチル
アルコールと接触させる場合、蛋白質中の水およ
び氷結晶の2相とエチルアルコールとの間に拡散
交換が生じる。蛋白質がアルコールと接触した場
合直ちに、蛋白質は不溶化され繊維は安定化され
る。蛋白質を完全に不溶化するために、アルコー
ルは蛋白質相中全体に拡散しなければならない。
十分な時間の後、交換がもはや起らず、ここで平
衡状態が2相間で達成される。凝固溶中の最終平
衡アルコール濃度は凍結蛋白塊中のアルコールと
水との比率に依存する。凝固浴中のアルコール濃
度は拡散速度および蛋白質の凝固速度のほかに溶
液の凍結温度に影響を与え、またこれらのフアク
ターは本発明の方法を制御するのに重要なもので
ある。 単一方向性に凍結された蛋白質塊をアルコール
浴中に浸漬して凍結され配向された繊維構造を安
定化する場合、浴の温度は蛋白質混合物の凍結温
度より低くなければならない。これにより遊離の
水を固定して蛋白質の再水和および凍結され配向
された構造の水による溶解を最小にする。凍結温
度において、水は蛋白質塊中の氷結晶として存在
する。氷結晶がアルコールと接触する際、氷は溶
解し、水は拡散しだす。これと同時に、蛋白質は
十分な濃度のアルコールと接触し、不溶化され
る。アルコール浴の温度が水の凍結温度に近い
(−5℃以上)場合には、凍結蛋白質塊中で再結
晶が生じ、単一方向の繊維構造が消失しかつ不規
則構造が形成される。 凍結温度の低下は溶液中に添加される溶質の濃
度に依存する。それ故、凝固浴の凍結温度はアル
コール濃度を変えることにより制御できる。アル
コール浴の凍結を防止するために、凝固液の凍結
温度は加工温度より低くなければならない。 有効などのような濃度においても安定化物質を
使用できるが、エタノールを例にとれば濃度は約
10%以上、好しくは20%以上に保持されなければ
ならない。5%濃度のエタノールを用いる具体例
において、蛋白質は完全に溶解し、繊維構造は不
明確である。10%濃度では、蛋白質は部分的に溶
解され、繊維は極めて柔軟であつた。しかしなが
ら、繊維がばらばらになることはない。アルコー
ル濃度20%では、蛋白質は溶解されなかつた。部
分的水和により歯ごたえは柔らかかつた。アルコ
ール濃度30%以上では、蛋白質は完全に不溶性で
あり、繊維状物質の歯ごたえは硬かつた。この凝
固方法における最終平衡アルコール濃度が70%以
上の場合には、繊維は過度の脱水により非常にも
ろかつた。平衡における最高濃度は約60%のエチ
ルアルコールであると思われる。 蛋白質材料中のエタノール可溶性着色料、炭水
化物および油脂はこの工程期間に拡散放出され
た。これは製品から着色料および膨張剤を除去す
るという観点から望しいことである。脂肪は回収
することができ、食品は使用できる。 この方法で安定化した後、繊維状塊を乾燥し、
不定期間保存しまたは乾燥後直ちに熱固化し、後
の使用のために貯蔵することもできる。しかしな
がら、現在のところでは、繊維を再水和前に熱固
化することが好しい。熱固化により蛋白質繊維は
強化される。再水和前に熱固化されない場合、得
られる望しい構造特性は失われるであろう。 具体的な熱処理の方式を適当に選択することに
より、最終製品に歯ごたえ、色、剛さ、引張り強
さ、再水和および水保持特性を与えることが可能
である。苛酷な熱処理を受けた組織化された材料
は再水和時に少量の水しか保持しない傾向があ
る。しかしながら、本発明の全ての組織化材料は
繊維の構造上の一体化を増すに十分な程度の熱処
理を受けることが好しい。材料に与えられる穏か
な熱処理は極めて効率的であり、最終製品に非常
に良好な肉様繊維を与える。 製品を安定化するための加圧下または非加圧下
での熱処理程度は使用される蛋白質材料の種類に
より異なる。例として、乾燥豆乳繊維はオートク
レーブ中で15psigの圧力下で約5ないし10分間熱
処理して構造を安定化することが好しい。一方、
大豆粉末から得た繊維については前記と同じ条件
下で約20ないし25分間熱処理することが好しい。
本発明においては、蛋白質を実質的に独立した繊
維に熱固化するに有効な時間、温度および圧力の
どのような組合せも使用できる。最終製品に要求
される歯ごたえに依るが、約100ないし120℃の温
度での約5ないし約30分間の熱処理で十分である
と考えられる。種々の製品に関する正確な時間、
温度および圧力は当業者により容易に決定できる
であろう。下記の実施例を参照すれば、当業者に
指針を与える多くの具体的熱処理操作が示され
る。 使用できる典型的な加熱手段としては約20psig
以下の圧力および約130℃以下の温度条件を与え
ることのできる慣用のオートクレーブまたは蒸気
室がある。また、高相対湿度条件下で操作できる
電気またはガス火赤外線オーブンも好しい。これ
ら装置または前述のオートクレーブまたは蒸気室
内での湿潤加熱を用いることにより、蛋白質材料
のより完全な凝固または固化を従進する。使用さ
れる具体的な加熱手段は本発明において臨界的で
はない。必要なことは、再水和時に個々の蛋白質
繊維の実質的な損失を防止するのに十分な程度に
蛋白質を凝固または固化するために、加熱が強度
および時間について十分であることだけである。 熱固化後、繊維性蛋白質材料はそのまままたは
より肉に類似した組織にするため直ちに再水和し
て市販される。乾燥製品は所望の水分含量を与え
るに有効な時間、水に浸漬することによつて容易
に再水和される。再水和溶液は、残存アルカリを
中和するための酸、香料、乳化脂肪、風味増強
剤、香辛料、糖、熱硬化性または溶解性蛋白質、
アミノ酸等を含有することもできる。これらの添
加物により、製品を改善して肉のような構造およ
び風味を与えることができる。勿論、前述のよう
に、これらの成分は凍結前に水性蛋白質混合物中
にも使用できる。これらの処方についての経験に
より、これら添加剤をどの工程で使用するかは判
るであろう。 以下に実施例により本発明を更に説明するが、
これは発明をどのような意味においても限定する
ものではない。他に指示がない場合には、全ての
部および百分率は重量に基く。 実施例 1 高度に配向され、明確に分離形成された繊維を
有する組織化大豆蛋白質製品を作るために、蛋白
質源として豆乳を使用した。以下のように豆乳を
製造した。先ず、600gの大豆を水に浸漬し、数
回水を代えて一晩放置した。浸漬した大豆を沸騰
水で熱粉砕した。この際、沸騰水は大豆に対して
10:1の比率で存在した。得られたスラリーを加
熱して沸騰し、その状態に15分間保持し、その後
2重にしたチーズクロスを通して過した。チー
ズクロース上に残存した残渣を排棄し、上澄み液
中の固型分を測定した。上澄み液のPHを2N水酸
化ナトリウムを使用して7.5に調節し、0.02%の
脂肪含量に等しい水準で抗酸化剤を添加した。全
脂大豆を使用した為、上澄液の脂肪含量は存在す
る固型分重量の約1/4であつた。次いで、豆乳を
約1インチ(2.5cm)の深さまでアルミニウム製
のパンに入れた。このパンをパンの底面全体をカ
バーする1塊りのドライアイス(−76℃)上に置
いた。パンの底面に対して実質上垂直である単一
方向性氷結晶が生じた。この塊は約30分間で完全
に凍結した。凍結塊をパンから取出し、約4重量
倍のエタノールに約−5ないし−10℃の範囲で撹
拌しながら8時間浸漬した。安定化した繊維状材
料に繊維の方向に対して垂直な方向に力を加えて
圧縮し、繊維間に取込まれたエタノールの放出を
早めた。圧縮製品を風乾し、残存する水およびエ
タノールを除去した。この乾燥工程により構造は
強化された。この乾燥物質は15psigで10分間オー
トクレープ処理し、構造を強化した。次いで熱固
化物質を約20分間水に浸漬して再水和し、個々に
独立した、長く、柔かくかつかみでのある繊維を
持つ製品を得た。 実施例 2 豆乳を含有するアルミニウム製パンを、ドライ
アイス上に置くことに代えて約1/8インチの深さ
までプロピレングリコール寒剤浴(−32℃)に浸
漬することを除き、実施例1の方法を繰返した。 実施例 3 安定化された繊維状物質を圧縮せずに、真空室
中に15分間入れて残存するエタノールを除去する
こと以外は実施例2の方法を繰返した。 実施例 4 繊維状大豆蛋白製品を大豆蛋白抽出物から調製
した。100gの大豆蛋白抽出物(91%蛋白質)を
900gの水と混合して10%溶液を作り、PHを7.0な
いし8.0に調節した。この溶液を約1インチの深
さのパンに入れ、実施例3の方法で凍結し、安定
化した。 実施例 5 落花性蛋白抽出物から落花性蛋白製品を調製し
た。150gの落花性蛋白抽出物(93%蛋白質)を
850gの水と混合して15%溶液とし、PHを7.0ない
し8.0に調節した。この溶液を約1インチの深さ
のパンに入れ、実施例3に記載したように凍結
し、安定化した。 実施例 6 新鮮な卵白から繊維状卵白アルブミン製品を調
製した。数個の卵から白身を黄身から分離し、パ
ンに入れ、実施例3のように凍結し安定化した。
卵白粉末から調製した10%卵アルブミン溶液も満
足に使用できた。 実施例 7 新鮮な魚肉の15%水性混合物から繊維状魚肉蛋
白製品を調製した。この水性混合物を調製するた
めに、150gの赤身魚肉をワーリングブレンダー
(Waring Blendor)中にて減圧下、高速で約5分
間850mlの冷3%NaCl水溶液中に均質化した。得
られた均質化混合物をパンに入れ、実施例3のよ
うに凍結し、安定化した。 実施例 8 繊維状乳蛋白製品を新鮮な全乳から調製した。
新鮮な全乳を実施例3の方法によりパンに入れ、
凍結しかつ安定化した。 実施例 9 豆乳を下記のように濃縮した以外は実施例1の
方法を繰返した。豆乳のPHをHCl(1N)を添加す
ることにより4.5に調節した。得られた沈殿物を
5000×Gで20分間遠心分離により分離し、上澄を
除去した。沈殿物を混合機に移し、水と20分間混
合して滑らかでかつ濃縮された(18〜20%固型
分)豆乳を得た。次いで豆乳スラリーを2N水酸
化ナトリウムを用いて約7.5のPHに調節し、得ら
れた溶液を実施例1と同様にパンに入れ、凍結し
更に加工処理した。
[Table] Hydrated protein random coil

Shifts structure + water to the right, negatively affecting protein solubility. The most effective stabilizing substances available reduce the surface tension of water, thereby reducing the contribution of water to hydrophobic group aggregation of proteins. The most significant aggregation, which is effective in reducing protein solubility, occurs in organic solvents where the molecules have short linear hydrophobic groups. It is also essential to lower the freezing temperature of water. This is because the stabilizing substance must be able to penetrate the ice in the frozen mass. Suitable stabilizers are organic solvents such as alcohols. Ethanol is preferred due to the fact that it is non-toxic even when remaining in significant amounts in the final product. However, any solvent may be used, provided it exhibits sufficient intended function and is not toxic in reasonable amounts that may remain in the product after removal of the solvent by known techniques such as extraction and drying. . Known acids and salts which exhibit the necessary functions in aqueous solution are also suitable as stabilizing or coagulating substances. If necessary, these known salts and/or acids can be used in combination with alcohols such as ethanol or other organic solvents. Such combinations are desirable from the standpoint of balancing the advantages and disadvantages of various stabilizers for a particular process or product application. Suitable acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid and other edible acids. Suitable salts include the edible ammonium, alkali metal and alkaline earth metal salts of the acids mentioned above, as well as other salts with the desired effect. Ethanol, which is an example of a suitable stabilizer that can be used in the present invention, is used as a stabilizer for convenience in the following description. When the frozen mass of protein and ice prepared as described above is brought into contact with ethyl alcohol in the coagulation solution, diffusion exchange occurs between the two phases of water and ice crystals in the protein and ethyl alcohol. As soon as the protein comes into contact with alcohol, the protein is insolubilized and the fibers are stabilized. In order to completely insolubilize the protein, the alcohol must diffuse throughout the protein phase.
After sufficient time, exchange no longer occurs and an equilibrium state is now achieved between the two phases. The final equilibrium alcohol concentration in the coagulation solution depends on the ratio of alcohol to water in the frozen protein mass. The alcohol concentration in the coagulation bath affects the freezing temperature of the solution as well as the rate of diffusion and protein coagulation, and these factors are important in controlling the method of the invention. If the unidirectionally frozen protein mass is immersed in an alcohol bath to stabilize the frozen oriented fiber structure, the temperature of the bath must be below the freezing temperature of the protein mixture. This immobilizes free water and minimizes protein rehydration and water dissolution of frozen, oriented structures. At freezing temperatures, water exists as ice crystals within the protein mass. When ice crystals come into contact with alcohol, the ice melts and the water begins to diffuse. At the same time, the protein is brought into contact with a sufficient concentration of alcohol to be insolubilized. When the temperature of the alcohol bath is close to the freezing temperature of water (above -5°C), recrystallization occurs in the frozen protein mass, the unidirectional fibrous structure disappears and irregular structures are formed. The reduction in freezing temperature depends on the concentration of solute added to the solution. Therefore, the freezing temperature of the coagulation bath can be controlled by varying the alcohol concentration. To prevent freezing of the alcohol bath, the freezing temperature of the coagulation liquid must be lower than the processing temperature. Stabilizing substances can be used at any concentration that is effective, but for ethanol, for example, the concentration is approximately
Must be maintained at 10% or more, preferably 20% or more. In the specific example using 5% concentration of ethanol, the protein is completely dissolved and the fiber structure is unclear. At 10% concentration, the protein was partially dissolved and the fibers were very flexible. However, the fibers do not fall apart. At 20% alcohol concentration, the protein was not dissolved. The texture was soft due to partial hydration. At alcohol concentrations above 30%, the protein was completely insoluble and the texture of the fibrous material was hard. When the final equilibrium alcohol concentration in this coagulation method was above 70%, the fibers became very brittle due to excessive dehydration. The highest concentration at equilibrium appears to be about 60% ethyl alcohol. Ethanol soluble colorants, carbohydrates and fats and oils in the protein material were diffusely released during this process. This is desirable from the standpoint of removing colorants and leavening agents from the product. The fat can be recovered and the food can be used. After stabilization in this way, the fibrous mass is dried and
It can also be stored for an indefinite period of time or heat-set immediately after drying and stored for later use. However, it is currently preferred to heat set the fibers prior to rehydration. Protein fibers are strengthened by thermal solidification. If not heat-set prior to rehydration, the desired structural properties obtained will be lost. By appropriate selection of the specific heat treatment regime, it is possible to impart texture, color, stiffness, tensile strength, rehydration and water retention properties to the final product. Textured materials that have undergone severe heat treatment tend to retain less water upon rehydration. However, it is preferred that all structured materials of the present invention undergo heat treatment to a sufficient degree to increase the structural integrity of the fibers. The mild heat treatment applied to the material is very efficient and gives the final product very good meat-like fibers. The degree of heat treatment under pressure or non-pressure to stabilize the product will vary depending on the type of protein material used. By way of example, dried soymilk fibers are preferably heat treated in an autoclave under a pressure of 15 psig for about 5 to 10 minutes to stabilize the structure. on the other hand,
Fibers obtained from soybean flour are preferably heat treated for about 20 to 25 minutes under the same conditions as described above.
Any combination of time, temperature and pressure effective to heat set the protein into substantially independent fibers can be used in the present invention. Depending on the desired texture of the final product, heat treatment for about 5 to about 30 minutes at a temperature of about 100 to 120°C is believed to be sufficient. Accurate times for various products,
Temperature and pressure can be easily determined by one skilled in the art. Reference is made to the Examples below, which demonstrate a number of specific heat treatment operations that will provide guidance to those skilled in the art. Typical heating methods available are approximately 20 psig.
There are conventional autoclaves or steam chambers capable of providing pressure conditions below and temperatures below about 130°C. Also preferred are electric or gas-fired infrared ovens that can operate under conditions of high relative humidity. Use of these devices or moist heating in an autoclave or steam chamber as described above promotes more complete coagulation or solidification of the protein material. The specific heating means used is not critical to the invention. All that is required is that the heating be sufficient in intensity and time to coagulate or solidify the protein to a degree sufficient to prevent substantial loss of individual protein fibers upon rehydration. After heat setting, the fibrous protein material can be marketed as is or immediately rehydrated to give a more meat-like texture. Dry products are easily rehydrated by soaking in water for a period of time effective to provide the desired moisture content. The rehydration solution contains acids to neutralize residual alkali, flavors, emulsified fats, flavor enhancers, spices, sugars, thermosetting or soluble proteins,
It can also contain amino acids and the like. These additives can improve the product to give it a meat-like structure and flavor. Of course, as mentioned above, these components can also be used in the aqueous protein mixture prior to freezing. Experience with these formulations will tell in which steps these additives are used. The present invention will be further explained below with reference to Examples.
This is not intended to limit the invention in any way. All parts and percentages are by weight unless otherwise indicated. Example 1 Soy milk was used as a protein source to create a structured soy protein product with highly oriented and well-defined fibers. Soy milk was produced as follows. First, 600 g of soybeans were soaked in water, and the water was changed several times and left overnight. The soaked soybeans were hot-ground in boiling water. At this time, boiling water should be used against soybeans.
They were present in a 10:1 ratio. The resulting slurry was heated to a boil and held there for 15 minutes, then passed through a double layer of cheesecloth. The residue remaining on the cheesecloth was discarded, and the solid content in the supernatant was measured. The PH of the supernatant was adjusted to 7.5 using 2N sodium hydroxide and antioxidants were added at a level equal to 0.02% fat content. Since full-fat soybeans were used, the fat content of the supernatant liquid was approximately 1/4 of the weight of solids present. The soy milk was then poured into the aluminum pan to a depth of about 1 inch (2.5 cm). The bread was placed on a block of dry ice (-76°C) covering the entire bottom of the bread. Unidirectional ice crystals formed that were substantially perpendicular to the bottom of the pan. This mass was completely frozen in about 30 minutes. The frozen mass was taken out of the pan and immersed in about 4 times its weight of ethanol at a temperature of about -5 to -10°C for 8 hours with stirring. The stabilized fibrous material was compressed by applying a force perpendicular to the direction of the fibers to accelerate the release of ethanol trapped between the fibers. The compressed product was air dried to remove residual water and ethanol. This drying process strengthened the structure. This dry material was autoclaved at 15 psig for 10 minutes to strengthen the structure. The heat-set material was then rehydrated by soaking in water for about 20 minutes, resulting in a product with individual, long, soft or grippy fibers. Example 2 The method of Example 1, except that the aluminum pan containing soy milk is immersed in a propylene glycol cryogen bath (-32°C) to a depth of about 1/8 inch instead of being placed on dry ice. repeated. Example 3 The method of Example 2 was repeated except that the stabilized fibrous material was not compressed and placed in a vacuum chamber for 15 minutes to remove any remaining ethanol. Example 4 A fibrous soy protein product was prepared from soy protein extract. 100g of soy protein extract (91% protein)
A 10% solution was prepared by mixing with 900 g of water, and the pH was adjusted to 7.0 to 8.0. This solution was placed in a pan approximately 1 inch deep and frozen and stabilized as in Example 3. Example 5 A peanut protein product was prepared from a peanut protein extract. 150g of peanut protein extract (93% protein)
It was mixed with 850 g of water to make a 15% solution and the pH was adjusted to 7.0 to 8.0. This solution was placed in a pan approximately 1 inch deep and frozen and stabilized as described in Example 3. Example 6 A fibrous ovalbumin product was prepared from fresh egg whites. The whites were separated from the yolks from several eggs, placed in a pan, and frozen and stabilized as in Example 3.
A 10% egg albumin solution prepared from egg white powder was also used satisfactorily. Example 7 A fibrous fish protein product was prepared from a 15% aqueous mixture of fresh fish meat. To prepare this aqueous mixture, 150 g of lean fish meat was homogenized in a Waring Blendor under vacuum at high speed for about 5 minutes into 850 ml of cold 3% NaCl aqueous solution. The resulting homogenized mixture was placed in a pan, frozen and stabilized as in Example 3. Example 8 A fibrous milk protein product was prepared from fresh whole milk.
Fresh whole milk is added to the bread according to the method of Example 3;
Frozen and stabilized. Example 9 The method of Example 1 was repeated except that the soy milk was concentrated as follows. The pH of soy milk was adjusted to 4.5 by adding HCl (1N). The obtained precipitate
Separation was performed by centrifugation at 5000×G for 20 minutes, and the supernatant was removed. The precipitate was transferred to a blender and mixed with water for 20 minutes to obtain smooth and concentrated (18-20% solids) soymilk. The soy milk slurry was then adjusted to a pH of about 7.5 using 2N sodium hydroxide, and the resulting solution was placed in a pan as in Example 1, frozen, and further processed.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (イ) 熱凝固性蛋白質および水からなる混合物
を調製し、 (ロ) 該混合物を冷却して水を長い氷結晶として凍
結させ、かつ蛋白質を、良好に分画されかつ実
質的に独立した区域に分離し、 (ハ) 得られた凍結塊を、水の凍結温度を低下させ
かつ蛋白質を安定化させることができる可食
性、水溶性物質からなる水溶液中に、凍結塊中
の蛋白質を安定化するために有効な期間浸漬
し、 (ニ) 得られた安定化蛋白質を加熱して凝固させ
る、 各工程から成る組織化された蛋白質材料の製造方
法。 2 氷の凍結温度を降下させかつ蛋白質を安定化
させることのできる可食性、水溶性物質がエタノ
ールである特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 エタノールを、凍結塊浸漬前に水溶液の20重
量%以上の濃度で水溶液に使用する特許請求の範
囲第2項記載の方法。 4 蛋白質および水からなる混合物のPHを調製し
て蛋白質の溶解性を増す特許請求の範囲第3項記
載の方法。 5 安定化蛋白質を処理して残存するエタノール
を除去する特許請求の範囲第4項記載の方法。 6 安定化蛋白質を減圧下に置くことにより残存
エタノールを除去する特許請求の範囲第5項記載
の方法。 7 工程(ハ)の水溶液の温度を凍結塊浸漬中、約−
5℃以下に保つことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の方法。
[Claims] 1. (a) preparing a mixture consisting of a thermocoagulable protein and water; (b) cooling the mixture to freeze the water as long ice crystals; and and (c) freezing the resulting frozen mass in an aqueous solution consisting of an edible, water-soluble substance capable of lowering the freezing temperature of water and stabilizing proteins. A method for producing a structured protein material comprising the steps of soaking for an effective period of time to stabilize the protein in the mass, and (d) heating and coagulating the obtained stabilized protein. 2. The method according to claim 1, wherein the edible, water-soluble substance capable of lowering the freezing temperature of ice and stabilizing proteins is ethanol. 3. The method according to claim 2, wherein ethanol is used in the aqueous solution at a concentration of 20% or more by weight of the aqueous solution before immersion of the frozen mass. 4. The method according to claim 3, wherein the pH of a mixture of protein and water is adjusted to increase the solubility of the protein. 5. The method according to claim 4, wherein the stabilized protein is treated to remove residual ethanol. 6. The method according to claim 5, wherein residual ethanol is removed by placing the stabilized protein under reduced pressure. 7 The temperature of the aqueous solution in step (c) was kept at about -
The method according to claim 1, characterized in that the temperature is maintained at 5°C or lower.
JP3895777A 1976-04-06 1977-04-05 Method of producing fibrous protein material Granted JPS52122659A (en)

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