KR20090078792A - 구조화된 식물 단백질 생성물 및 지방산을 포함하는 인조 해산물 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명의 인조 해산물 조성물이 해산물 살의 풍미 및 냄새를 갖고, 오메가-3 지방산이 풍부한 해산물에서 발견되는 수준에 비견되는 수준의 오메가-3 지방산을 포함하도록 구조화된 식물 단백질 생성물 및 지방산을 포함하는 인조 해산물 조성물을 제공한다.

구조화, 식물 단백질, 지방산, 인조 해산물, 오메가-3, 대두, 착색제

Description

구조화된 식물 단백질 생성물 및 지방산을 포함하는 인조 해산물 조성물{SIMULATED SEAFOOD COMPOSITIONS COMPRISING STRUCTURED PLANT PROTEIN PRODUCTS AND FATTY ACIDS}

관련 출원과의 상호 참조

본 출원은 2006년 9월 20일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/826,360호 및 2007년 9월 19일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/857,876호의 우선권을 주장하는데, 이들은 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된다.

본 발명은 구조화된 식물 단백질 생성물 및 지방산을 포함하는 인조 해산물 조성물을 제공한다.

미국 심장 협회는 건강한 성인이 주당 적어도 2회 해산물, 그리고 특히 오메가-3 지방산이 풍부한 해산물을 섭취할 것을 권장한다. 고수준의 오메가-3 지방산을 포함하는 해산물은 멸치, 메기, 대합 조개, 대구, 청어, 민물 송어, 고등어, 연어, 정어리, 새우, 및 참치를 포함한다. 오메가-3 지방산이 풍부한 해산물의 소비는 심장병 위험의 감소, 콜레스테롤 수준 감소, 고혈압 조절 및 동맥경화증의 예방과 관련된다. 해산물에 대한 수요 증가는 야생 개체군을 감소시켰으며 이것에 의해 가격이 상승되었다. 따라서, 상대적으로 저렴한 식물 단백질 공급원으로부터 허용가능한 해산물 유사 제품을 개발하기 위한 시도를 했었다.

식품 과학자들은 매우 다양한 식물 단백질로부터 쇠고기, 돼지고기, 가금육, 생선, 및 조개 유사식품(analog)과 같은, 허용가능한 고기-유사 식료품(meat-like food product)을 제조하기 위한 방법을 개발하는 데 많은 시간을 들였다. 대두 단백질이 그의 상대적 풍부함, 합리적으로 낮은 비용 및 영양상으로 유리한 성분들의 존재 때문에 단백질 공급원으로 이용되어 왔다. 압출 공정에 의해 전형적으로 고기 유사식품이 제조된다. 건조 블렌드를 가공하여 섬유질 물질을 형성한다. 현재까지, 대부분의 압출된 고단백질 고기 유사식품은 고기의 조직 및 "입안에서의 느낌"이 결여되기 때문에 대중의 승인을 얻지 못하였다. 오히려, 고기 유사식품은 주로 형성되는 단백질 섬유의 랜덤하고 트위스팅된(twisted) 성질로 인하여, 해면질인 그리고 잘 씹히지 않는 것을 특징으로 한다. 대부분은 분쇄된 햄버거형 고기를 위한 증량제로서 이용된다.

동물 고기 및 해산물 살의 섬유질 구조를 모사하며 허용가능한 고기-유사 조직을 가진 구조화된 식물 단백질 생성물에 대한 충족되지 않은 필요성이 여전히 있다. 더욱이, 오메가-3 지방산이 풍부한 해산물에서 발견되는 수준에 비견되는 수준의 오메가-3 지방산을 포함하면서 해산물의 맛 및 냄새를 모사하는 구조화된 식물 단백질 생성물에 대한 필요성이 있다.

발명의 개요

본 발명의 일 태양은 인조 해산물 조성물을 포함한다. 전형적으로, 인조 해산물 조성물은 구조화된 식물 단백질 생성물 및 지방산을 포함한다.

본 발명의 또 다른 태양은 사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함하는 구조화된 식물 단백질 생성물; 오메가-3 지방산; 및 적절한 착색제를 포함하는 인조 해산물 조성물을 제공한다.

본 발명의 또 다른 태양은 사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함하는 구조화된 대두 단백질 생성물; 오메가-3 지방산; 및 적절한 착색제를 포함하는 인조 해산물 조성물을 제공한다.

본 발명의 다른 태양과 특징은 하기에서 더욱 상세히 설명된다.

도 1은 사실상 정렬된 단백질 섬유를 가진 본 발명의 구조화된 식물 단백질 생성물을 보여주는 현미경사진의 사진 이미지.

도 2는 본 발명의 방법에 의해 제조되지 않은 식물 단백질 생성물을 보여주는 현미경사진의 사진 이미지. 본 명세서에서 개시된 바와 같이, 식물 단백질 생성물에 포함되는 단백질 섬유는 망상선(crosshatch)으로 되어 있다.

본 발명은 인조 해산물 조성물을 제공한다. 전형적으로, 인조 해산물 조성물은 구조화된 식물 단백질 생성물 및 지방산을 포함할 것이다. 대안적으로, 인조 해산물 조성물은 해산물 살을 추가로 포함할 것이다. 일 실시 형태에서, 인조 해산물 조성물은 사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖는 구조화된 식물 단백질 생성물을 포함할 것이다. 다른 실시 형태에서, 인조 해산물 조성물은 착색 시스템을 포함하여서, 인조 해산물 조성물은 해산물 살의 색상 및 조직을 갖게 된다. 게다가, 인조 해산물 조성물은 또한 해산물 살의 풍미, 조직 및 냄새를 일반적으로 갖는다. 또한, 인조 해산물 조성물은 오메가-3 지방산이 풍부한 해산물에서 전형적으로 발견되는 수준의 오메가-3 지방산을 가질 수 있다.

구조화된 식물 단백질 생성물

본 발명의 해산물 조성물과 인조 해산물 조성물 각각은 하기 I(c)에서 보다 상세히 개시되는 바와 같이, 사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함하는 구조화된 식물 단백질 생성물을 포함한다. 예시적 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 하기 I(b)에 상세히 설명된 압출 공정으로 처리된 식물 물질의 압출물이다. 본 발명에 이용된 구조화된 식물 단백질 생성물은 해산물 살과 유사한 방식으로 사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖기 때문에, 해산물 조성물과 인조 해산물 조성물은 일반적으로 전부 해산물 살을 함유한 조성물의 조직 및 촉감을 가진다.

단백질-함유 출발 물질

단백질을 함유한 다양한 성분을 압출 공정에서 이용하여 본 발명에 사용하기에 적합한 구조화된 식물 단백질 생성물을 제조할 수 있다. 식물로부터 유래된 단백질을 포함하는 성분이 전형적으로 이용되지만, 동물 공급원과 같은 다른 공급원으로부터 유래된 단백질이 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서 이용될 수 있다는 것이 또한 고려된다. 예를 들어, 카세인, 카세이네이트, 유장 단백질, 우유 단백질 농축물, 우유 단백질 단리물 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 유단백질(dairy protein)이 이용될 수 있다. 예시적 실시 형태에서, 유단백질은 유장 단백질이다. 추가의 예로서, 오브알부민, 오보글로불린, 오보뮤신, 오보뮤코이드, 오보트랜스페린, 오보비텔라, 오보비텔린, 알부민 글로불린, 및 비텔린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 난단백질이 이용될 수 있다.

단백질 외에 다른 성분 유형이 이용될 수 있음이 고려된다. 그러한 성분의 비제한적인 예는 당, 전분, 올리고당, 대두 섬유 및 다른 식이 섬유, 및 글루텐을 포함한다.

단백질-함유 출발 물질에는 글루텐이 없을 수 있음이 또한 고려된다. 글루텐은 전형적으로 압출 공정 동안 필라멘트 형성에 사용되기 때문에, 만일 글루텐이 없는 출발 물질이 사용되면, 식용 가교결합제를 이용하여 필라멘트 형성을 촉진할 수 있다. 적합한 가교결합제의 비제한적인 예에는 곤약(Konjac) 글루코만난(KGM) 가루, 식용 가교결합제, 타케다(Takeda)(미국)에 의해 제조된 퓨어글루칸(Pureglucan), 칼슘염, 및 마그네슘염이 포함된다. 당업자는 글루텐이 없는 실시 형태에서, 만약에 있다면 가교결합제의 필요량을 쉽게 결정할 수 있다.

압출 공정에 이용되는 성분은, 그 공급원 또는 성분 부류에 상관없이, 전형적으로 사실상 정렬된 단백질 섬유를 가진 구조화된 식물 단백질 생성물을 형성할 수 있다. 그러한 성분의 적합한 예는 하기에서 보다 충분하게 상세히 설명된다.

식물 단백질 물질

예시적 실시 형태에서, 식물로부터 유래된 적어도 하나의 성분이 단백질-함유 물질을 형성하기 위하여 이용될 것이다. 일반적으로 말해서, 그 성분은 단백질을 포함할 것이다. 이용되는 성분(들)에 존재하는 단백질의 양은 응용에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 예를 들어, 이용되는 성분(들)에 존재하는 단백질의 양은 중량 기준으로 약 40% 내지 약 100% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 이용되는 성분(들)에 존재하는 단백질의 양은 중량 기준으로 약 50% 내지 약 100% 범위일 수 있다. 추가 실시 형태에서, 이용되는 성분(들)에 존재하는 단백질의 양은 중량 기준으로 약 60% 내지 약 100% 범위일 수 있다. 추가 실시 형태에서, 이용되는 성분(들)에 존재하는 단백질의 양은 중량 기준으로 약 70% 내지 약 100% 범위일 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 이용되는 성분(들)에 존재하는 단백질의 양은 중량 기준으로 약 80% 내지 약 100% 범위일 수 있다. 추가 실시 형태에서, 이용되는 성분(들)에 존재하는 단백질의 양은 중량 기준으로 약 90% 내지 약 100% 범위일 수 있다.

압출에 이용되는 성분(들)은 다양한 적합한 식물로부터 유래될 수 있다. 비제한적인 예로서, 적합한 식물은 콩류, 옥수수, 완두콩, 카놀라, 해바라기, 수수류, 쌀, 아마란스(amaranth), 감자, 타피오카, 칡(arrowroot), 칸나(canna), 루핀(lupin), 평지씨, 밀, 귀리, 호밀, 보리, 및 그 혼합물을 포함한다.

일 실시 형태에서, 성분들은 밀과 대두로부터 단리된다. 다른 예시적 실시 형태에서, 성분들은 대두로부터 단리된다. 적합한 밀 유래 단백질-함유 성분은 밀 글루텐, 밀가루, 및 그 혼합물을 포함한다. 본 발명에 이용될 수 있는 구매가능한 밀 글루텐의 예로는 마닐드라 밀링(Manildra Milling)(미국 캔자스주 쇼니 미션 소재)으로부터 입수가능한 젬 오브 더 웨스트 바이탈 휘트 글루텐(Gem of the West Vital Wheat Gluten) - 보통 또는 유기농 - 이 있다. 적합한 대두 유래 단백질-함유 성분("대두 단백질 물질")은 대두 단백질 단리물, 대두 단백질 농축물, 대두 가루, 및 그 혼합물을 포함하며, 그 각각은 하기에서 상세히 설명된다. 전술한 실시 형태의 각각에서, 대두 물질은 전분, 밀가루, 글루텐, 식이 섬유 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분과 조합될 수 있다.

다양한 공급원으로부터 단리된 단백질-함유 물질의 적합한 예는 다양한 조합을 보여주는 표 A에서 상세히 설명된다.

표 A에서 서술된 실시 형태의 각각에서, 단백질-함유 물질들의 조합은 전분, 밀가루, 글루텐, 식이 섬유 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분과 조합될 수 있다. 일 실시 형태에서, 단백질-함유 물질은 단백질, 전분, 글루텐, 및 섬유를 포함한다. 예시적 실시 형태에서, 단백질-함유 물질은 건조 물질 기준으로 약 45% 내지 약 65%의 대두 단백질; 건조 물질 기준으로 약 20% 내지 약 30%의 밀 글루텐; 건조 물질 기준으로 약 10% 내지 약 15%의 밀 전분; 및 건조 물질 기준으로 약 1% 내지 약 5%의 섬유를 포함한다. 전술한 실시 형태의 각각에서, 단백질-함유 물질은 제2인산칼슘, L-시스테인 또는 제2인산칼슘과 L-시스테인 둘 모두의 조합을 포함할 수 있다.

대두 단백질 물질

예시적 실시 형태에서, 위에서 상세히 설명된 바와 같이, 대두 단백질 단리물, 대두 단백질 농축물, 대두 가루, 및 그 혼합물이 압출 공정에서 이용될 수 있다. 대두 단백질 물질은 당업계에 일반적으로 알려진 방법에 따라 전대두(whole soybean)로부터 유래될 수 있다. 전대두는 표준 대두(즉, 유전자 비변형 대두), 상품화된 대두, 잡종형 대두, 유전자 변형된 대두, 및 그 조합일 수 있다.

일반적으로 말해서, 대두 단리물이 사용될 때, 단리물은 바람직하게는 고도로 가수분해된 대두 단백질 단리물이 아니도록 선택된다. 그러나, 소정의 실시 형태에서, 조합되는 대두 단백질 단리물의 고도로 가수분해된 대두 단백질 단리물 함량이 일반적으로 중량 기준으로 조합되는 대두 단백질 단리물의 약 40% 미만이면, 고도로 가수분해된 대두 단백질 단리물이 다른 대두 단백질 단리물과 조합되어 사용될 수 있다. 본 발명에 유용한 대두 단백질 단리물의 예는 예를 들어, 솔래, 엘엘씨(Solae, LLC)(미국 미주리주 세인트루이스 소재)로부터 구매가능하며, 수프로(SUPRO)(등록상표) 500E, 수프로(등록상표) EX 33, 수프로(등록상표) 620, 및 수프로(등록상표) 545를 포함한다. 예시적 실시 형태에서, 수프로(등록상표) 620의 형태가 실시예 5에서 상세히 설명된 바와 같이 이용된다.

대안적으로, 대두 단백질 농축물 또는 대두 가루는 대두 단백질 물질의 공급원으로서 대두 단백질 단리물의 일부를 대체하기 위하여 대두 단백질 단리물과 블렌딩될 수 있다. 전형적으로, 만일 대두 단백질 농축물이 대두 단백질 단리물의 일부를 대체한다면, 대두 단백질 농축물은 중량 기준으로 많아야 대두 단백질 단리물의 최대 약 40%를 대체하며, 더욱 바람직하게는 중량 기준으로 대두 단백질 단리물의 최대 약 30%를 대체한다. 본 발명에 유용한 적합한 대두 단백질 농축물의 예는 솔래, 엘엘씨(미국 미주리주 세인트루이스 소재)로부터 구매가능한 프로콘(Procon), 알파(Alpha) 12 및 알파 5800을 포함한다. 만일 대두 가루가 대두 단백질 단리물의 일부를 대체한다면, 대두 가루는 중량 기준으로 대두 단백질 단리물의 최대 약 35%를 대체한다. 대두 가루는 고 단백질 분산 지수(protein dispersibility index, PDI)의 대두 가루여야 한다.

본 출원에서 작용할 당업계에 알려진 임의의 섬유가 섬유 공급원으로서 사용될 수 있다. 대두 자엽 섬유가 섬유 공급원으로서 이용될 수 있다. 적합한 대두 자엽 섬유는 일반적으로 대두 단백질과 대두 자엽 섬유의 혼합물이 압출될 때 효과적으로 물과 결합할 것이다. 이와 관련하여, "효과적으로 물에 결합"은 일반적으로 대두 자엽 섬유가 대두 자엽 섬유 그램 당 적어도 5.0 내지 약 8.0 그램의 물의 수분 보유 능력을 가지며 바람직하게는 대두 자엽 섬유는 대두 자엽 섬유 그램 당 적어도 약 6.0 내지 약 8.0 그램의 물의 수분 보유 능력을 가짐을 의미한다. 대두 자엽 섬유는, 대두 단백질 물질에 존재할 때, 무수(moisture free) 기준으로 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 바람직하게는 약 1.5 중량% 내지 약 20 중량% 그리고 가장 바람직하게는 약 2 중량% 내지 약 5 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 적합한 대두 자엽 섬유는 구매가능하다. 예를 들어, 피브림(FIBRIM)(등록상표) 1260과 피브림(등록상표) 2000은 솔래, 엘엘씨(미국 미주리주 세인트루이스 소재)로부터 구매가능한 대두 자엽 섬유 물질이다.

추가 성분

본 발명의 범주를 벗어나지 않고서 상기 단백질-함유 물질의 임의의 조합에 다양한 추가 성분을 첨가할 수 있다. 예를 들어, 산화방지제, 항미생물제, 및 그 조합이 포함될 수 있다. 산화방지제 첨가제는 BHA, BHT, TBHQ, 비타민 A, C 및 E 및 유도체를 포함하며, 다양한 식물 추출물, 예를 들어, 산화방지 특성을 가진 카로티노이드, 토코페롤 또는 플라보노이드를 함유한 것들이 해산물 조성물 또는 인조 해산물 조성물의 영양을 향상시키거나 또는 저장 수명을 증가시키기 위하여 포함될 수 있다. 산화방지제와 항미생물제는 압출될 단백질-함유 물질의 중량 기준으로, 약 0.01% 내지 약 10%, 바람직하게는 약 0.05% 내지 약 5%, 그리고 더욱 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 2%의 수준으로 조합되어 존재할 수 있다.

수분 함량

당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 단백질-함유 물질의 수분 함량은 압출 공정에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 일반적으로 말해서, 수분 함량은 약 1 중량% 내지 약 80 중량% 범위일 수 있다. 저수분 압출 응용에서, 단백질-함유 물질의 수분 함량은 약 1 중량% 내지 약 35 중량% 범위일 수 있다. 대안적으로, 고수분 압출 응용에서, 단백질-함유 물질의 수분 함량은 약 35 중량% 내지 약 80 중량% 범위일 수 있다. 예시적 실시 형태에서, 압출물을 형성하기 위해 이용되는 압출 응용은 저수분 압출 응용이다. 사실상 정렬된 섬유를 가진 단백질을 가진 압출물을 제조하기 위한 저수분 압출 공정의 예시적 예는 I(b) 및 실시예 5에서 상세히 설명된다.

식물 물질의 압출

구조화된 식물 단백질 생성물의 제조에 적합한 압출 공정은 식물 단백질 물질과 다른 성분을 혼합 탱크(즉, 성분 블렌더) 내로 도입하여 성분들을 조합하고 건식 블렌딩된 식물 단백질 물질 프리믹스를 형성하는 것을 포함한다. 이어서 건식 블렌딩된 식물 단백질 물질 프리믹스를 호퍼(hopper)로 옮기고 이로부터 건식 블렌딩된 성분을 수분과 함께 사전-조절기(pre-conditioner) 내로 도입하여 조절된 식물 단백질 물질 혼합물을 형성한다. 이어서 조절된 물질을 압출기로 공급하고 여기서 식물 단백질 물질 혼합물을 압출기의 스크루에 의해 생성된 기계적 압력 하에서 가열하여 용융 압출 물질을 형성한다. 용융 압출 물질은 압출 다이를 통해 압출기로부터 배출된다.

압출 공정 조건

본 발명의 실시에 유용한 적합한 압출 장치 중에는 예를 들어, 미국 특허 제4,600,311호에 개시된 이중 배럴(double barrel), 이축 압출기(twin-screw extruder)가 있다. 적합한 구매가능한 압출 장치의 추가의 예는 클렉스트랄, 인크.(Clextral, Inc.)(미국 플로리다주 탐파 소재)에 의해 제조된 클렉스트랄 모델 BC-72 압출기; 모두 웬저 매뉴팩쳐링, 인크.(Wenger Manufacturing, Inc.)(미국 캔사스주 사베타 소재)에 의해 제조된 웬저 모델 TX-57 압출기, 웬저 모델 TX-168 압출기, 및 웬저 모델 TX-52 압출기를 포함한다. 본 발명에 사용하기 적합한 다른 통상적인 압출기는 예를 들어, 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된 미국 특허 제4,763,569호, 제4,118,164호, 및 제3,117,006호에 개시된다. 단축 압출기도 본 발명에서 사용될 수 있다. 적합하며 구매가능한 단축 압출 장치의 예는 모두 웬저 매뉴팩쳐링, 인크.로부터 입수가능한 웬저 X-175, 웬저 X-165, 및 웬저 X-85를 포함한다.

이축 압출기의 스크루들은 동일 방향 또는 반대 방향으로 배럴 내에서 회전할 수 있다. 동일 방향으로의 스크루들의 회전은 단일 유동 또는 동방향 회전(co-rotating)으로 불리는 반면, 반대 방향으로의 스크루들의 회전은 이중 유동 또는 역방향 회전(counter-rotating)으로 불린다. 압출기의 스크루 또는 스크루들의 속도는 특정 장치에 따라 변할 수 있지만; 이것은 전형적으로 약 250 내지 약 450 회전/분(revolutions per minute, rpm)이다. 일반적으로, 스크루 속도가 증가함에 따라, 압출물의 밀도는 감소할 것이다. 압출 장치는 식물 단백질 물질을 압출하기 위해 압출 장치 제조업자들에 의해 권고되는 바와 같은 혼합 로브(lobe) 및 링형(ring-type) 전단 요소뿐만 아니라 샤프트 및 워엄 세그먼트(worm segment)로부터 조립된 스크루를 포함한다.

압출 장치는 일반적으로 복수의 가열 구역을 포함하며, 상기 가열 구역을 통해 단백질 혼합물이 기계적 압력 하에서 수송된 후 압출 다이를 통해 압출 장치로부터 배출된다. 각각의 연속적인 가열 구역 내의 온도는 일반적으로 이전 가열 구역의 온도를 약 10℃ 내지 약 70℃만큼 초과한다. 일 실시 형태에서, 조절된 프리믹스는 압출 장치 내의 4개의 가열 구역을 통해 전달되며, 이때 단백질 혼합물은 약 100℃ 내지 약 150℃의 온도로 가열되어 용융 압출 물질은 약 100℃ 내지 약 150℃의 온도에서 압출 다이로 진입한다. 적극적인 가열 또는 냉각은 전혀 필요하지 않다. 전형적으로, 온도 변화는 일 입력(work input)으로 인한 것이며, 갑자기 일어날 수 있다.

압출기 배럴 내의 압력은 전형적으로 약 345 ㎪(50 psig) 내지 약 3447 ㎪(500 psig), 바람직하게는 약 517 ㎪(75 psig) 내지 약 1379 ㎪(200 psig)이다. 일반적으로, 마지막 두 가열 구역 내의 압력은 약 689 ㎪(100 psig) 내지 약 20.7 ㎫(3000 psig)이다. 배럴 압력은 예를 들어, 압출기 스크루 속도, 배럴로의 혼합물의 공급 속도, 배럴로의 물의 공급 속도, 및 배럴 내의 용융 물질의 점도를 비롯한 많은 요인에 의존한다.

물은 압출기 배럴 내로 주입되어 식물 단백질 물질 혼합물을 수화시키고 단백질의 조직화를 촉진한다. 용융 압출 물질 형성을 돕기 위하여, 물은 가소제로 작용할 수 있다. 물은 하나 이상의 주입 제트를 통해 압출기 배럴에 도입될 수 있다. 전형적으로, 배럴 내의 혼합물은 약 15 중량% 내지 약 35 중량%의 물을 함유한다. 임의의 가열 구역에의 물의 도입 속도는 일반적으로 원하는 특징을 가진 압출물의 생성을 촉진하도록 제어된다. 배럴에의 물의 도입 속도가 감소됨에 따라 압출물의 밀도가 감소되는 것으로 관찰되었다. 전형적으로, 단백질 ㎏ 당 약 1 ㎏ 미만의 물이 배럴에 도입된다. 바람직하게는, 단백질 ㎏ 당 약 0.1 ㎏ 내지 약 1 ㎏의 물이 배럴에 도입된다.

사전 조절

사전 조절기에서, 식물 단백질 물질과 다른 성분이 사전가열되고, 수분과 접촉되고, 제어된 온도 및 압력 조건 하에서 유지되어 수분이 개별 입자에 침투하여 그를 연화시키도록 할 수 있다. 사전 조절기는 단백질의 균일한 혼합 및 사전 조절기를 통한 단백질 혼합물의 전달을 촉진하기 위하여 하나 이상의 패들(paddle)을 포함한다. 패들의 형상과 회전 속도는 사전 조절기의 용량, 압출기 처리량 및/또는 사전 조절기 또는 압출기 배럴에서의 혼합물의 원하는 체류 시간에 따라 광범위하게 변한다. 일반적으로, 패들의 속도는 약 100 내지 약 1300 회전/분(rpm)이다. 교반은 고른 수화 및 우수한 혼합을 획득하기에 충분히 고속이어야 한다.

전형적으로, 단백질-함유 물질 혼합물은 프리믹스를 수분(즉, 스팀 및/또는 물)과 접촉시킴으로써 압출 장치 내로 도입하기 전에 사전 조절된다. 바람직하게는 단백질-함유 혼합물은 사전 조절기에서 약 25℃ 내지 약 80℃, 더욱 바람직하게는 약 30℃ 내지 약 40℃의 온도로 가열된다.

전형적으로, 식물 단백질 물질 프리믹스는 조절기의 속도와 크기에 따라, 약 30 내지 약 60초의 기간 동안 조절된다. 식물 단백질 물질 프리믹스는 사전 조절기 내에서 스팀 및/또는 물과 접촉되고 원하는 온도를 달성하도록 대체로 일정한 스팀 유동에서 가열된다. 물 및/또는 스팀은 식물 단백질 물질 혼합물을 조절하고(즉, 수화시키고), 그의 밀도를 증가시키고, 단백질이 조직화되는 압출기 배럴로 도입되기 전에 방해 없이 건조 믹스의 유동성을 촉진한다. 만일 저수분 식물 단백질 물질이 요구된다면, 조절된 프리믹스는 약 1 중량% 내지 약 35 중량%의 물을 함유할 수 있다. 만일 고수분 식물 단백질 물질이 요구된다면, 조절된 프리믹스는 약 35 중량% 내지 약 80 중량%의 물을 함유할 수 있다.

조절된 프리믹스는 전형적으로 약 0.25 g/㎤ 내지 약 0.6 g/㎤의 벌크 밀도를 갖는다. 일반적으로, 사전 조절된 단백질 혼합물의 벌크 밀도가 이 범위 내에서 증가함에 따라, 단백질 혼합물은 가공이 더 용이해진다.

압출 공정

이어서 조절된 프리믹스를 압출기 내로 공급하여 혼합물을 가열, 전단, 및 궁극적으로 가소화시킨다. 압출기는 임의의 구매가능한 압출기로부터 선택될 수 있으며, 스크루 요소로 혼합물을 기계적으로 전단시키는 단축 압출기 또는 바람직하게는 이축 압출기일 수 있다.

어떤 압출기가 사용되어도, 압출기는 약 50%를 초과하는 모터 부하로 작동되어야 한다. 전형적으로, 조절된 프리믹스는 약 16 ㎏/분 내지 약 60 ㎏/분의 속도로 압출 장치에 도입된다. 더 바람직하게는, 조절된 프리믹스는 약 26 ㎏/분 내지 약 32 ㎏/분의 속도로 압출 장치에 도입된다. 일반적으로, 압출기로의 프리믹스의 공급 속도가 증가함에 따라 압출물의 밀도는 감소하는 것으로 관찰되었다.

단백질 혼합물을 압출기로 전단 및 가압하여 혼합물을 가소화시킨다. 압출기의 스크루 요소는 혼합물을 전단시킬 뿐만 아니라, 혼합물을 압출기를 통해 그리고 다이를 통해 전방으로 강제함으로써 압출기에서 압력을 생성한다. 스크루 모터 속도는 스크루(들)에 의해 혼합물에 가해지는 전단 및 압력의 양을 결정한다. 바람직하게는, 스크루 모터 속도는 약 200 rpm 내지 약 500 rpm, 그리고 더욱 바람직하게는 약 300 rpm 내지 약 450 rpm의 속도로 설정되며, 이는 혼합물을 압출기를 통해 적어도 약 20 ㎏/분, 그리고 더욱 바람직하게는 적어도 약 40 ㎏/분의 속도로 이동시킨다. 바람직하게는, 압출기는 약 345 ㎪(50 psig) 내지 약 20.7 ㎫(3000 psig)의 압출기 배럴 배출 압력을 생성한다.

압출기는 단백질 혼합물이 압출기를 통과할 때 상기 혼합물을 가열하여 혼합물 중의 단백질을 변성시킨다. 압출기는 혼합물을 약 100℃ 내지 약 180℃의 온도로 가열하기 위한 수단을 포함한다. 바람직하게는 압출기에서 혼합물을 가열하기 위한 수단은 압출기 배럴 재킷을 포함하는데, 그 내부로 스팀 또는 물과 같은 가열 또는 냉각 매체가 도입되어 압출기를 통과하는 혼합물의 온도를 제어할 수 있다. 압출기는 또한 압출기 내의 혼합물 내로 스팀을 직접 주입하기 위한 스팀 주입구를 포함할 수 있다. 압출기는 바람직하게는 독립적인 온도로 제어될 수 있는 다수의 가열 구역을 포함하는데, 여기서 가열 구역의 온도는 바람직하게는 혼합물이 압출기를 통하여 진행할 때 혼합물의 온도를 증가시키도록 설정된다. 예를 들어, 압출기는 4개의 온도 구역 배열로 설정될 수 있는데, 여기서 제1 구역(압출기 유입구에 인접)은 약 80℃ 내지 약 100℃의 온도로 설정되며, 제2 구역은 약 100℃ 내지 135℃의 온도로 설정되며, 제3 구역은 135℃ 내지 약 150℃의 온도로 설정되며, 제4 구역(압출기 유출구에 인접)은 150℃ 내지 180℃의 온도로 설정된다. 압출기는 원할 경우 다른 온도 구역 배열로 설정될 수 있다. 예를 들어, 압출기는 5개의 온도 구역 배열로 설정될 수 있는데, 여기서 제1 구역은 약 25℃의 온도로 설정되며, 제2 구역은 약 50℃의 온도로 설정되며, 제3 구역은 약 95℃의 온도로 설정되며, 제4 구역은 약 130℃의 온도로 설정되며, 제5 구역은 약 150℃의 온도로 설정된다.

혼합물은 압출기에서 용융된 가소화된 물질을 형성한다. 다이 조립체는 가소화된 혼합물이 압출기 배출구로부터 다이 조립체 내로 유동하는 것을 가능케 하는 배열로 압출기에 부착되며, 여기서 다이 조립체는 다이 및 백플레이트로 이루어진다. 부가적으로, 다이 조립체는 가소화된 혼합물이 다이 조립체를 통해 유동할 때 상기 가소화된 혼합물 내에서 단백질 섬유를 사실상 정렬시킨다. 다이와 조합된 백플레이트는 적어도 하나의 중앙 개구를 통해 압출기로부터의 용융된 가소화된 물질을 수용하는 적어도 하나의 중앙 챔버를 생성한다. 적어도 하나의 중앙 챔버로부터, 용융된 가소화된 물질은 유동 안내체(flow director)에 의해 적어도 하나의 긴 테이퍼형 채널 내로 안내된다. 각각의 긴 테이퍼형 채널은 개별 다이 구멍에 직접 이어진다. 압출물은 다이 조립체의 주연부 또는 측면의 적어도 하나의 구멍을 통해 다이에서 배출되며, 이때 내부에 포함된 단백질 섬유들은 사실상 정렬된다. 다이에 고정된 다이 플레이트일 수 있는 다이 면의 적어도 하나의 구멍을 통해 압출물이 다이 조립체로부터 배출될 수 있음이 또한 고려된다.

다이 구멍(들)의 폭 및 높이 치수는 혼합물의 압출 전에 선택 및 설정되어서 원하는 치수를 가진 섬유질 물질 압출물을 제공한다. 다이 구멍(들)의 폭은 압출물이 입방체형 고기 덩어리로부터 스테이크 필레(steak filet)까지를 닮도록 설정될 수 있으며, 다이 구멍(들)의 폭이 넓어지면 압출물의 입방체형 덩어리같은 성질이 감소되고 압출물의 필레같은 성질은 증가된다. 바람직하게는 다이 구멍(들)의 폭은 약 5 ㎜ 내지 약 40 ㎜의 폭으로 설정된다.

다이 구멍(들)의 높이 치수는 원하는 두께의 압출물을 제공하도록 설정될 수 있다. 구멍(들)의 높이는 매우 얇은 압출물 또는 두꺼운 압출물을 제공하도록 설정될 수 있다. 바람직하게는, 다이 구멍(들)의 높이는 약 1 ㎜ 내지 약 30 ㎜, 그리고 더욱 바람직하게는 약 8 ㎜ 내지 약 16 ㎜로 설정될 수 있다.

다이 구멍(들)은 둥근 모양일 수 있음이 또한 고려된다. 다이 구멍(들)의 직경은 원하는 두께의 압출물을 제공하도록 설정될 수 있다. 구멍(들)의 직경은 매우 얇은 압출물 또는 두꺼운 압출물을 제공하도록 설정될 수 있다. 바람직하게는, 다이 구멍(들)의 직경은 약 1 ㎜ 내지 약 30 ㎜, 그리고 더욱 바람직하게는 약 8 ㎜ 내지 약 16 ㎜로 설정될 수 있다.

압출물은 다이 조립체로부터 배출된 후 절단될 수 있다. 압출물의 다이 조립체로부터의 배출 후 압출물 절단에 적합한 장치는 웬저 매뉴팩쳐링, 인크.(미국 캔사스주 사베타 소재) 및 클렉스트랄, 인크.(미국 플로리다주 탐파 소재)에 의해 제조된 가요성 나이프를 포함한다. 대안적으로, 지연 절단(delayed cut)이 압출물에 대해 행해질 수 있다. 지연 절단 장치의 그러한 일례는 길로틴(guillotine) 장치이다.

만일 사용된다면, 건조기는 일반적으로 공기 온도가 다를 수 있는 복수의 건조 구역을 포함한다. 압출물은 원하는 수분 함량을 가진 압출물을 제공하기에 충분한 시간 동안 건조기에 존재할 것이다. 따라서, 공기의 온도는 중요하지 않으며, 보다 낮은 온도가 사용될 경우 보다 높은 온도가 사용되는 경우보다 더 긴 건조 시간이 필요할 것이다. 일반적으로, 구역 중 하나 이상 내의 공기의 온도는 약 100℃ 내지 약 185℃일 것이다. 그러한 온도에서, 압출물은 일반적으로 적어도 약 5분 동안 그리고 보다 일반적으로, 적어도 약 10분 동안 건조된다. 적합한 건조기는 울버린 프록터 앤드 슈바르츠(Wolverine Proctor & Schwartz)(미국 매사추세츠주 메리맥 소재), 내셔널 드라잉 머시너리 컴퍼니(National Drying Machinery Co.)(미국 펜실베니아주 필라델피아 소재), 웬저(미국 캔사스주 사베타 소재), 클렉스트랄(미국 플로리다주 탐파 소재), 및 뷜러(Buehler)(미국 일리노이주 레이크 블러프 소재)에 의해 제조된 것들을 포함한다.

바람직한 수분 함량은 압출물의 의도된 응용에 따라 광범위하게 변할 수 있다. 일반적으로 말해서, 압출된 물질은 건조되면, 중량 기준으로 약 6% 내지 약 13%의 수분 함량을 갖는다. 섬유들의 분리를 위하여 필요한 것은 아니지만, 물이 흡수될 때까지 물에서 수화시키는 것이 섬유들을 분리하는 한 가지 방법이다. 만일 단백질 물질이 건조되지 않거나 완전히 건조되지 않으면, 그 수분 함량은 더 높아 일반적으로 무수 기준으로 약 16 중량% 내지 약 30 중량%이다.

건조된 압출물을 추가로 미분화하여 압출물의 평균 입자 크기를 감소시킬 수 있다. 적합한 분쇄 또는 가공 장치는 해머 밀, 예를 들어 호소카와 마이크론 리미티드(Hosokawa Micron Ltd.)(영국)에 의해 제조된 마이크로 해머 밀(Mikro Hammer Mill), 더 피츠패트릭 컴퍼니(The Fitzpatrick Company)(미국 일리노이주 헬름허스트 소재)에 의해 제조된 피츠밀(Fitzmill)(등록상표), 우르쉘 래버러토리즈(Urschel Laboratories)(미국 인디애나주 발파라이소 소재)에 의해 제조된 코미트롤(Comitrol)(등록상표) 가공기, 및 롤러 밀, 예를 들어 로스캠프 챔피언(RossKamp Champion)(미국 아이오와주 워털루 소재)에 의해 제조된 로스캠프 롤러 밀(Rosskamp Roller Mill)을 포함한다. 입자의 크기는 모사될 해산물 제조물 또는 해산물에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 예로서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 각 방향에서 1.2 ㎝ 이상의 치수를 가지며 원래의 사실상 정렬된 단백질 섬유가 유지된 덩어리로 절단될 수 있다. 대안적으로, 구조화된 식물 단백질 생성물은 각 방향에서 1.2 ㎝ 미만의 치수를 갖지만 정렬된 단백질 섬유가 본질적으로 유지된 플레이크로 또한 절단될 수 있다. 더욱이, 구조화된 식물 단백질 생성물은 또한 갈아지거나 단편화될(shredded) 수 있으며, 여기서 균일한 크기의 별개의 입자들이 생성된다.

구조화된 식물 단백질 생성물의 특성화

I(b)에서 제조된 압출물은 전형적으로 사실상 정렬된 단백질 섬유들을 포함하는 구조화된 식물 단백질 생성물을 포함한다. 본 발명과 관련하여, "사실상 정렬된"은 일반적으로 구조화된 식물 단백질 생성물을 형성하는 단백질 섬유들 중 상당히 높은 백분율이 수평면에서 볼 때 대략 45°미만의 각도로 서로 인접하도록 하는 단백질 섬유의 배열을 말한다. 전형적으로, 구조화된 식물 단백질 생성물에 포함되는 단백질 섬유의 적어도 평균 55%가 사실상 정렬된다. 다른 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물에 포함되는 단백질 섬유의 적어도 평균 60%가 사실상 정렬된다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물에 포함되는 단백질 섬유의 적어도 평균 70%가 사실상 정렬된다. 추가의 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물에 포함되는 단백질 섬유의 적어도 평균 80%가 사실상 정렬된다. 또 다른 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물에 포함되는 단백질 섬유의 적어도 평균 90%가 사실상 정렬된다. 단백질 섬유 정렬 정도를 결정하는 방법은 당업계에 알려져 있으며 현미경 이미지에 기초한 시각적 결정을 포함한다. 예로서, 도 2 및 도 1은 유의하게 망상선으로 된 단백질 섬유를 가진 식물 단백질 생성물과 비교하여 사실상 정렬된 단백질 섬유를 가진 구조화된 식물 단백질 생성물 사이의 차이를 보여주는 현미경 이미지를 도시한다. 도 1은 사실상 정렬된 단백질 섬유를 가진 I(a)-I(b)에 따라 제조된 구조화된 식물 단백질 생성물을 도시한다. 대조적으로, 도 2는 유의하게 망상선으로 된 그리고 사실상 정렬되지 않은 단백질 섬유를 함유한 식물 단백질 생성물을 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 단백질 섬유는 사실상 정렬되기 때문에, 본 발명에 이용되는 구조화된 식물 단백질 생성물은 일반적으로 조리된 근육살(muscle meat)의 조직 및 주도(consistency)를 갖는다. 대조적으로, 랜덤하게 배향되거나 망상선으로 된 단백질 섬유를 가진 압출물은 일반적으로 부드럽거나 해면질인 조직을 갖는다.

사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖는 것 외에, 구조화된 식물 단백질 생성물은 또한 전형적으로 전체 고기 근육(whole meat muscle)과 사실상 유사한 전단 강도를 갖는다. 이러한 본 발명과 관련하여, 용어 "전단 강도"는 전체 근육 유사 조직과 외양을 식물 단백질 생성물에 부여하기에 충분한 섬유질 네트워크의 형성을 정량화하기 위한 한 가지 수단을 제공한다. 전단 강도는 주어진 샘플의 천공에 필요한 그램 단위의 최대 힘이다. 전단 강도를 측정하는 방법이 실시예 3에서 설명된다. 일반적으로 말해서, 본 발명의 구조화된 식물 단백질 생성물은 적어도 1400 g의 평균 전단 강도를 가질 것이다. 추가의 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 약 1500 내지 약 1800 g의 평균 전단 강도를 가질 것이다. 또 다른 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 약 1800 내지 약 2000 g의 평균 전단 강도를 가질 것이다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 약 2000 내지 약 2600 g의 평균 전단 강도를 가질 것이다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 적어도 2200 g의 평균 전단 강도를 가질 것이다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 적어도 2300 g의 평균 전단 강도를 가질 것이다. 또 다른 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 적어도 2400 g의 평균 전단 강도를 가질 것이다. 또 다른 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 적어도 2500 g의 평균 전단 강도를 가질 것이다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 적어도 2600 g의 평균 전단 강도를 가질 것이다.

구조화된 식물 단백질 생성물에서 형성된 단백질 섬유의 크기를 정량화하는 수단은 단편 특성화 시험(shred characterization test)에 의해 행해질 수 있다. 단편 특성화는 구조화된 식물 단백질 생성물에서 형성된 큰 조각의 백분율을 일반적으로 결정하는 시험이다. 간접적인 방식으로, 단편 특성화 백분율은 구조화된 식물 단백질 생성물에서 단백질 섬유 정렬의 정도를 정량화하기 위한 추가 수단을 제공한다. 일반적으로 말해서, 큰 조각의 백분율이 증가함에 따라, 구조화된 식물 단백질 생성물 내에서 정렬되는 단백질 섬유의 정도가 또한 전형적으로 증가한다. 역으로, 큰 조각의 백분율이 감소함에 따라, 구조화된 식물 단백질 생성물 내에서 정렬되는 단백질 섬유의 정도가 또한 전형적으로 감소한다. 단편 특성화를 결정하는 방법은 실시예 4에서 상세히 설명된다. 본 발명의 구조화된 식물 단백질 생성물은 전형적으로 평균 단편 특성화가 적어도 10 중량%의 큰 조각이다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 평균 단편 특성화가 약 10 중량% 내지 약 15 중량%의 큰 조각이다. 다른 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 평균 단편 특성화가 약 15 중량% 내지 약 20 중량%의 큰 조각이다. 또 다른 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 평균 단편 특성화가 약 20 중량% 내지 약 50 중량%의 큰 조각이다. 다른 실시 형태에서, 평균 단편 특성화는 적어도 20 중량%, 적어도 21 중량%, 적어도 22 중량%, 적어도 23 중량%, 적어도 24 중량%, 적어도 25 중량%, 또는 적어도 26 중량%의 큰 조각이다.

본 발명의 적합한 구조화된 식물 단백질 생성물은 일반적으로 사실상 정렬된 단백질 섬유들을 가지고, 적어도 1400 g의 평균 전단 강도를 가지며, 평균 단편 특성화가 적어도 10 중량%의 큰 조각이다. 보다 전형적으로, 구조화된 식물 단백질 생성물은 적어도 55% 정렬된 단백질 섬유들을 가지고, 적어도 1800 g의 평균 전단 강도를 가지며, 평균 단편 특성화가 적어도 15 중량%의 큰 조각일 것이다. 예시적인 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 적어도 55% 정렬된 단백질 섬유들을 가지고, 적어도 2000 g의 평균 전단 강도를 가지며, 평균 단편 특성화가 적어도 17 중량%의 큰 조각일 것이다. 다른 예시적 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 적어도 55% 정렬된 단백질 섬유들을 가지고, 적어도 2200 g의 평균 전단 강도를 가지며, 평균 단편 특성화가 적어도 20 중량%의 큰 조각일 것이다.

지방산

인조 해산물 조성물은 구조화된 식물 단백질 생성물 외에 지방산을 또한 포함한다. 지방산은 일반적으로 길이가 탄소 원자수 약 10 내지 26의 범위, 그리고 바람직하게는 탄소수 18 내지 22의 범위일 것이다. 지방산은 포화 지방산 또는 불포화 지방산일 수 있다. 불포화 지방산은 단일불포화 또는 다중불포화될 수 있다. 다중불포화 지방산(polyunsaturated fatty acid, PUFA)은 첫 번째 이중 결합이 탄소쇄의 메틸 말단 (산 기의 반대쪽)으로부터 세 번째의 탄소-탄소 결합에서 나타나는 오메가-3 지방산일 수 있다. 오메가-3 지방산의 예에는 알파-리놀렌산(18:3, ALA), 스테아리돈산(18:4, SDA), 에이코사테트라엔산(20:4), 에이코사펜타엔산(20:5; EPA), 및 도코사헥사엔산(22:6; DHA)이 포함된다. PUFA는 첫 번째 이중 결합이 메틸 말단으로부터 여섯 번째의 탄소-탄소 결합에서 나타나는 오메가-6 지방산일 수 있다. 오메가-6 지방산의 예에는 리놀레산(18:2), 감마-리놀렌산(18:3), 에이코사다이엔산(20:2), 다이호모-감마-리놀렌산(20:3), 아라키돈산(20:4), 도코사다이엔산(22:2), 아드렌산(22:4), 및 도코사펜타엔산(22:5)이 포함된다. 지방산은 오메가-9 지방산, 예를 들어 올레산(18:1), 에이코센산(20:1), 메드산(mead acid)(20:3), 에루크산(22:1), 및 네르본산(24:1)일 수 있다. 지방산은 전술한 지방산들 중 하나 또는 전술한 지방산들의 조합일 수 있다.

지방산은 오염물질 및 취기물질이 없는 본질적으로 순수한 지방산일 것이다. 지방산은 적절한 식물 또는 해산물 공급원으로부터 유래될 수 있다. PUFA, 그리고 특히 오메가-3 및 오메가-6 지방산은 식물 및 해산물에서 주로 발견된다. 해산물에서 오메가-6 지방산에 대한 오메가-3 지방산의 비는 약 8:1 내지 20:1 범위이다. 오메가-3 지방산이 풍부한 해산물은 멸치, 메기, 대합 조개, 대구, 청어, 민물 송어, 고등어, 연어, 정어리, 새우, 및 참치를 포함한다.

인조 해산물 조성물 중 지방산의 농도는 약 0.0001% 내지 약 1%, 그리고 바람직하게는 약 0.001% 내지 약 0.05% 범위일 수 있다.

해산물 살

인조 해산물 조성물은 구조화된 식물 단백질 생성물 및 지방산 외에 해산물 살을 또한 포함할 수도 있다. 일반적으로 말해서, 해산물 살은 사람이 소비하기에 적합한 다양한 해산물 종으로부터 얻을 수 있다. 해산물의 적합한 예는 담수 및 해산 생선 둘 모두의 생선, 예를 들어 방어류, 멸치, 전갱이류(bluefish), 가다랑어, 보우핀(bowfin), 브림(bream), 버팔로피시(buffalofish), 모캐, 버터피시, 잉어, 메기, 줄전갱이, 날쌔기, 대구, 동갈민어과 물고기(croaker), 대구과 식용어(cusk), 뱀장어, 동갈치, 그루퍼(grouper), 가자밋과와 넙칫과의 물고기류(flounder)(첨치가자미, 대서양넙치, 강도다리, 광어, 도다리, 위치(witch), 방어), 해덕(haddock), 죠피시(jewfish), 킹피시(kingfish), 민물 처브(lake chub), 민물 청어, 민물 철갑상어, 민물 화이트피시(lake whitefish), 쥐노래밋과 물고기(lingcod), 고등어(대서양 고등어, 왕고등어, 삼치), 마히 마히(mahi mahi), 아귀(monkfish), 숭어과 물고기(mullet), 머스키(muskie), 창꼬치(pike), 오렌지 러피(orange roughy), 퍼시픽 샌드 댑(Pacific sand dab), 주걱 철갑상어, 퍼치(perch), 폴락(pollock), 전갱이, 볼락, 세이블(sable), 연어(대서양 연어(Atlantic), 첨 연어(chum), 치누크 연어(chinook), 코호 또는 은연어(coho or silver), 핑크 연어(pink), 사카이 또는 레드 연어(sockey or red)), 소거(sauger), 스컬프(sculp), 농어류(sea bass)(블랙, 자이언트, 화이트), 바다 작은 가자미(sea dab), 상어, 도밋과의 식용어(sheepshead), 빙어류의 식용어(smelt), 가물치(snakehead), 도미류(snapper)(붉은돔, 맹그로브, 버밀리온, 노랑꼬리물퉁돔(yellowtail)), 농엇과 물고기(snook), 서대기(도버(Dover), 잉글리쉬, 페트랄(Petrale), 렉스(Rex), 락(rock)), 스폿, 반점형의 농엇과 능성어속 식용어(spotted cabrilla), 배스(bass), 철갑상어, 황새치, 흑돔(tautog), 옥돔, 큰 가자미(turbot), 송어(강송어(brook), 민물송어, 무지개송어, 바다 송어, 백색 바다 송어), 참치(날개다랑어(albacore), 대서양 참다랑어(Atlantic bluefin), 눈다랑어(big eye), 블랙핀(blackfin), 스킵잭(skipjack), 남방 참다랑어(Southern bluefin), 통골(tongol), 옐로우테일(yellowtail)), 월아이(walleye), 크래피, 민어과 물고기(whiting), 및 월피시(wolfish)를 포함한다. 해산물은 또한 조개 및 갑각류, 예를 들어 게(알래스카산 게(Alaskan), 꽃게(blue), 던지네스(Dungeness), 조나(Jonah), 붉은 게(red), 연갑 게(softshell), 대게(snow)), 대합 조개(개조개(butter), 코끼리조개(Goeduck), 백합(hard), 바지락, 맛조개, 스티머(steamer)), 새우(청새우, 갈색 새우, 캘리포니아(California), 키 웨스트(Key West), 북쪽 분홍 새우(northern), 분홍 새우(pink), 락 새우(rock), 타이거 새우(tiger), 흰 새우(white)), 바닷가재(아메리카 바닷가재(American), 락 바닷가재(rock), 슬리퍼 바닷가재(slipper), 스피니 바닷가재(spiny)), 연체동물(전복, 새조개류, 소라류, 웰크(welk)), 홍합(진주담치(blue), 캘리포니아 홍합(California), 녹색입 홍합(green lip)), 낙지, 굴(애팔라치콜라(Apalachicola), 애틀랜틱(Atlantic), 걸프(gulf), 올림피아(Olympia), 참굴(Pacific), 소프트 아메리칸(soft American)), 가리비(해만 가리비(bay), 캘리코(calico), 바다 가리비(sea)) 및 오징어를 포함한다.

해산물 살은 이것이 인조 해산물 조성물에 첨가되기 전에 조리되거나 신선할 수 있다. 해산물 살은 냉동 생선의 해동으로부터의 냉동 잔류물과 같이 가공으로부터 유래되는 동물 조직 및 동물 살 잘라낸 것(trim)을 포함할 수 있다. 해산물 살은 생선 껍질(fish skin) 및 기계적으로 분리된 생선을 또한 포함할 수 있다. 해산물 살은 스팀, 물, 오일, 고온 공기, 훈연, 또는 그 조합에 의해 조리될 수 있다. 해산물 살은 일반적으로 내부 온도가 60℃ 내지 85℃일 때까지 가열된다. 구조화된 식물 단백질 생성물 및 해산물 살을 포함하는 인조 해산물 조성물은 포장 이전에 또는 포장 동안 추가로 조리될 수도 있고 조리되지 않을 수도 있다.

전형적으로, 인조 해산물 조성물 중 해산물 살의 양에 대한 구조화된 식물 단백질 생성물의 양은 조성물의 의도된 용도에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 예로서, 상대적으로 적은 정도의 해산물 풍미를 갖는, 유의하게 채식주의자용인 조성물이 요구될 때, 인조 해산물 조성물 중 해산물 살의 농도는 중량 기준으로 약 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5%, 2%, 또는 0%일 수 있다. 대안적으로, 상대적으로 높은 정도의 해산물 풍미 또는 해산물 살을 갖는 인조 해산물 조성물이 요구될 때, 인조 해산물 조성물 중 해산물 살의 농도는 중량 기준으로 약 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 또는 75%일 수 있다. 결과적으로, 인조 해산물 조성물 중 구조화된 식물 단백질 생성물의 농도는 중량 기준으로 약 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 또는 99%일 수 있다.

인조 해산물 조성물을 위한 기타 첨가제

본 발명의 다른 태양은 적절한 착색제를 추가로 포함하는 인조 해산물 조성물을 제공한다. 인조 해산물 조성물은 산화방지제, 풍미제 또는 추가의 영양분을 추가로 포함할 수 있다.

착색제

구조화된 식물 단백질 생성물은 일반적으로 그것이 인조 해산물 조성물에서 모사할 해산물 살의 색상과 유사하도록 착색될 것이다. 일 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 레토르트 참치 고기 또는 연어 고기와 유사하도록 착색될 것이다. 다른 실시 형태에서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 다진 새우와 유사하도록 착색될 것이다. 구조화된 식물 단백질 생성물의 조성물은 상기 I(a)에서 개시되었다. 예시적인 예로서, 인조 해산물 조성물에 사용되는 구조화된 식물 단백질 생성물은 대두 단백질 및 밀 단백질을 포함할 수 있다.

구조화된 식물 단백질 생성물은 천연 착색제, 천연 착색제들의 조합, 인공 착색제, 인공 착색제들의 조합, 또는 천연 착색제와 인공 착색제의 조합으로 착색될 수 있다. 천연 착색제의 적합한 예는 아나토(주황색), 안토시아닌(적색, 보라색, 청색), 비트 즙, 베타-카로틴(황색 내지 오렌지색), 베타-APO 8 카로티날(오렌지색 내지 적색), 블랙 커런트(black currant), 초당(burnt sugar); 칸타잔틴(오렌지색), 캐러멜, 카민/카민산(자홍색, 분홍색, 적색), 당근, 코치닐 추출색소(자홍색, 분홍색, 적색), 및 커큐민(황색-오렌지색); 포도, 히비스커스(hibiscus)(청색-적색), 락 레드(lac red), 루테인(황색); 홍국 적색소(monascus red), 파프리카, 적양배추 즙, 레드프루트(redfruit), 리보플라빈(황색-오렌지색), 사프란, 이산화티타늄(백색), 및 강황(황색-오렌지색)을 포함한다. FDA-승인된 인공 착색제의 예는 FD&C (Food Drug & Cosmetics) 적색 3호 (에리트로신(Erythrosine)), 적색 40호 (알루라 레드(Allura Red) AC), 황색 5호 (타르트라진(Tartrazine)), 황색 6호 (선셋 옐로우(Sunset Yellow)), 청색 1호 (브릴리언트 블루(Brilliant Blue) FCF)), 및 청색 2호(인디고틴(Indigotine))를 포함한다. 식품 착색제는 분말, 과립, 또는 액체 - 이는 물에 용해성임 - 인 염료일 수 있다. 대안적으로, 천연 및 인공 식품 착색제는 염료와 불용성 물질의 조합인 레이크 안료일 수 있다. 레이크 안료는 유용성이 아니지만 오일 분산성이며; 그들은 분산에 의해 착색한다.

착색제 또는 착색제들의 유형 및 착색제 또는 착색제들의 농도는 모사될 해산물 살의 색상에 맞도록 조정될 것이다. 인조 해산물 조성물 중 천연 식품 착색제의 최종 농도는 중량 기준으로 약 0.01% 내지 약 4% 범위, 바람직하게는 중량 기준으로 약 0.03% 내지 약 2% 범위, 그리고 더 바람직하게는 중량 기준으로 약 0.1% 내지 약 1% 범위일 수 있다. 인조 해산물 조성물 중 인공 식품 착색제의 최종 농도는 중량 기준으로 약 0.000001% 내지 약 0.2% 범위, 바람직하게는 중량 기준으로 약 0.00001% 내지 약 0.02% 범위, 그리고 더 바람직하게는 중량 기준으로 약 0.0001% 내지 약 0.002% 범위일 수 있다.

착색 공정 동안, 구조화된 식물 단백질 생성물은 일반적으로 물과 혼합되어 구조화된 식물 단백질 생성물을 재수화시킨다. 식물 단백질 생성물에 첨가되는 물의 양은 변할 수 있으며 변할 것이다. 물 대 구조화된 식물 단백질 생성물의 비는 약 1:1 내지 약 10:1의 범위일 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 물 대 구조화된 식물 단백질 생성물의 비는 약 2:1 내지 약 3:1의 범위일 수 있다.

착색 시스템은 pH를 착색제를 위한 최적 범위로 유지하기 위하여 산도 조절제를 추가로 포함할 수 있다. 산도 조절제는 산미제일 수 있다. 식품에 첨가될 수 있는 산미제의 예에는 시트르산, 아세트산(식초), 타르타르산, 말산, 푸마르산, 락트산, 인산, 소르브산, 및 벤조산이 포함된다. 인조 해산물 조성물 중 산미제의 최종 농도는 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량% 범위일 수 있다. 산미제의 최종 농도는 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량% 범위일 수 있다. 산미제의 최종 농도는 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량% 범위일 수 있다. 산도 조절제는 또한 다이소듐 다이포스페이트와 같은 pH-상승제일 수 있다.

산화방지제

인조 해산물 조성물은 산화방지제를 추가로 포함할 수 있다. 산화방지제는 인조 해산물 조성물 내의 다중불포화 지방산(예를 들어, 오메가-3 지방산)의 산화를 방지할 수 있으며, 산화방지제는 또한 착색된 구조화된 식물 단백질 생성물과 해산물 살에서의 산화적 색상 변화를 방지할 수 있다. 산화방지제는 천연 또는 합성 산화방지제일 수 있다. 적합한 산화방지제는 아스코르브산 및 그 염, 아스코르빌 팔미테이트, 아스코르빌 스테아레이트, 아녹소머(anoxomer), N-아세틸시스테인, 벤질 아이소티오시아네이트, o-, m- 또는 p-아미노 벤조산(o는 안트라닐산이며, p는 PABA임), 부틸화 하이드록시아니솔(BHA), 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT), 카페산, 칸타잔틴, 알파-카로틴, 베타-카로틴, 베타-카라오틴, 베타-아포-카로틴산, 카르노솔, 카르바크롤, 카테킨, 세틸 갈레이트, 클로로젠산, 시트르산 및 그 염, 정향 추출물, 커피 원두 추출물, p-쿠마르산, 3,4-다이하이드록시벤조산, N,N'-다이페닐-p-페닐렌다이아민 (DPPD), 다이라우릴 티오다이프로피오네이트, 다이스테아릴 티오다이프로피오네이트, 2,6-다이-tert-부틸페놀, 도데실 갈레이트, 에데트산, 엘라직산, 에리토르브산, 소듐 에리토르베이트, 에스쿨레틴, 에스쿨린, 6-에톡시-1,2-다이하이드로-2,2,4-트라이메틸퀴놀린, 에틸 갈레이트, 에틸 말톨, 에틸렌다이아민테트라아세트산(EDTA), 유칼립투스 추출물, 유제놀, 페룰산, 플라보노이드, 플라본(예를 들어, 아피제닌, 크리신, 루테올린), 플라보놀(예를 들어, 다티스세틴, 미리세틴, 댐페로), 플라바논, 프락세틴, 푸마르산, 갈산, 젠티안 추출물, 글루콘산, 글리신, 검 구아이아쿰, 헤스페레틴, 알파-하이드록시벤질 포스핀산, 하이드록시신남산, 하이드록시글루타르산, 하이드로퀴논, N-하이드록시석신산, 하이드록시트리로졸, 하이드록시우레아, 미강 추출물, 락트산 및 그 염, 레시틴, 레시틴 시트레이트; R-알파-리포산, 루테인, 리코펜, 말산, 말톨, 5-메톡시 트립타민, 메틸 갈레이트, 모노글리세라이드 시트레이트; 모노아이소프로필 시트레이트; 모린, 베타-나프토플라본, 노르다이하이드로구아아이아레틱산(NDGA), 옥틸 갈레이트, 옥살산, 팔미틸 시트레이트, 페노티아진, 포스파티딜콜린, 인산, 인산염, 인지질, 예를 들어 포스파티딜 이노시톨, 포스파티딜 에탄올아민, 포스파티딜 세린, 및 포스파티드산, 피트산, 피틸루비크로멜, 피멘토 추출물, 프로필 갈레이트, 폴리인산염, 쿼세틴, 트랜스-레스베라트롤, 로즈마리 추출물, 로스마린산, 세이지 추출물, 세사몰, 실리마린, 시나프산, 석신산, 스테아릴 시트레이트, 시린직산, 타르타르산, 티몰, 토코페롤(즉, 알파-, 베타-, 감마- 및 델타-토코페롤), 토코트라이엔올(즉, 알파-, 베타-, 감마- 및 델타-토코트라이엔올), 티로솔, 바닐산, 2,6-다이-tert-부틸-4-하이드록시메틸페놀(즉, 이오녹스(Ionox) 100), 2,4-(트리스-3',5'-바이-tert-부틸-4'-하이드록시벤질)-메시틸렌(즉, 이오녹스 330), 2,4,5-트라이하이드록시부티로페논, 유비퀴논, 3차 부틸 하이드로퀴논(TBHQ), 티오다이프로피온산, 트라이하이드록시 부티로페논, 트립타민, 티라민, 요산, 비타민 K 및 유도체, 비타민 Q10, 맥아유, 제아잔틴, 또는 그 조합을 포함하지만, 이로 한정되지 않는다. 인조 해산물 조성물 중 산화방지제의 농도는 약 0.0001 중량% 내지 약 20 중량% 범위일 수 있다. 인조 해산물 조성물 중 산화방지제의 농도는 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량% 범위일 수 있다. 인조 해산물 조성물 중 산화방지제의 농도는 약 0.01% 내지 약 1% 범위일 수 있다.

인조 해산물 조성물은 색상을 안정화시키기 위하여 킬레이팅제를 추가로 포함할 수 있다. 식품에서의 사용이 승인된 킬레이팅제의 적합한 예는 에틸렌다이아민테트라아세트산(EDTA), 시트르산, 글루콘산, 및 인산을 포함한다.

풍미제

인조 해산물 조성물은 해산물 살의 풍미 및 냄새를 부여하기 위하여 풍미제를 추가로 포함할 수 있다. 풍미제는 해산물 오일 또는 SDA일 수 있다. 일반적으로, 해산물 오일은 많은 양의 EPA 및 DHA를 포함하며, 이는 보다 적은 양의 오메가-6 지방산, 18C 오메가-3 지방산, 16C-22C 불포화 지방산, 및 12C-18C 포화 지방산을 포함한다. 해산물 오일은 청어, 고등어, 멘하덴(menhaden), 연어, 정어리, 조개, 새우, 참치, 생선 몸체, 대구 간, 생선 간, 또는 상어 간 유래의 것일 수 있다. DHA는 또한 해조류로부터 유래될 수 있다. SDA는 대두로부터 유래될 수 있다. 해산물 오일은 건강 등급, 의약품 등급, 농축형, 정제형, 또는 증류형일 수 있다. 풍미제는 또한 해산물 추출물, 해산물 즙, 또는 해산물 액일 수 있다. 해산물의 추출물, 즙, 또는 액은 청어, 고등어, 멘하덴, 연어, 정어리, 조개, 새우, 또는 참치 유래의 것일 수 있다. 대안적으로, 해산물의 추출물, 즙, 또는 액은 보다 순한 맛의 해산물, 예를 들어 대구, 해덕, 화이트피시, 가자밋과와 넙칫과의 물고기류, 또는 게 유래의 것일 수 있다.

인조 해산물 조성물은 추가의 풍미를 부여하는 풍미제를 추가로 포함할 수 있다. 그러한 풍미제의 예에는 향신료, 향신 오일, 향신료 추출물, 양파 풍미제, 마늘 풍미제, 허브, 허브 오일, 허브 추출물, 천연 훈연액, 및 천연 훈연 추출물이 포함된다. 인조 해산물 조성물은 추가로 풍미 증강제를 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 풍미 증강제의 예는 염(염화나트륨), 글루탐산 염(예를 들어, 글루탐산일나트륨), 글리신 염, 구아닐산 염, 이노신산 염, 5'-리보뉴클레오티드 염, 가수분해된 단백질, 및 가수분해된 식물 단백질을 포함한다.

영양분 강화

인조 해산물 조성물은 비타민, 미네랄, 산화방지제, 또는 허브와 같은 영양분을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 비타민은 산화방지제이기도 한 비타민 A, C, 및 E와, 비타민 B 및 D를 포함한다. 첨가될 수 있는 미네랄의 예는 알루미늄, 암모늄, 칼슘, 마그네슘 및 칼륨의 염을 포함한다. 첨가될 수 있는 허브는 바질, 셀러리 잎, 차빌, 골파, 실란트로, 파슬리, 오레가노, 타라곤, 및 타임을 포함한다.

인조 해산물 조성물은 증점제 또는 젤화제, 예를 들어, 알긴산 및 그 염, 한천, 카라기난 및 그 염, 가공된 유케우마(Eucheuma) 해초, 고무(카로브 빈(carob bean), 구아, 트래거캔스, 및 잔탄), 펙틴, 소듐 카르복시메틸셀룰로오스, 및 개질 전분을 추가로 포함할 수 있다.

(V). 인조 해산물 조성물의 포장.

인조 해산물 조성물의 포장은 조성물의 유형 및 그의 의도된 용도에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 인조 해산물 조성물은 신선하게 포장되거나, 냉동되거나, 통조림 제조되거나, 레토르트되거나, 건조되거나, 냉동 건조될 수 있다. 본 조성물은 진공 하에서, 변경된 분위기 하에서 (예를 들어 고 CO₂ 하에서), 또는 대기압에서 채워질 수 있다. 식품 포장에 대한 표준은 당업계에 잘 알려져 있다. 신선한, 냉동된 또는 건조된 인조 해산물 조성물은 플라스틱 랩, 수축 필름, 플라스틱 백/파우치/용기, 또는 복합(즉, 플라스틱 및 포일) 백/파우치/용기에 채워질 수 있다. 통조림 제조되거나 레토르트된 인조 해산물 조성물은 캔, 유리 용기, 플라스틱 백/파우치 또는 복합 백/파우치에 채워질 수 있다. 냉동 건조된 인조 해산물 조성물은 플라스틱 백/파우치 또는 복합 백/파우치에 진공으로 채워질 수 있다. 부가적으로, 인조 해산물 조성물은 포장 전에 해산물 앙트레, 고기 무함유(meatless) 앙트레, 고기-해산물 앙트레, 애피타이저, 스튜, 스프, 샐러드, 오믈렛 등을 제조하기 위하여 야채, 파스타, 쌀, 콩, 동물 고기, 치즈, 유제품, 또는 계란과 혼합될 수 있다.

인조 해산물 조성물을 포함하는 제품

인조 해산물 조성물은 추가의 성분과 조합되어 다양한 조미된 해산물 제품을 제조할 수 있다. 예로서, 참치 샐러드 제품이 하기 제형에 따라 제조될 수 있다:

커리맛의 참치 제품은 하기 제형을 이용하여 제조될 수 있다:

정의

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "압출물"은 압출 생성물을 말한다. 이와 관련하여, 사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함하는 구조화된 식물 단백질 생성물이 일부 실시 형태에서 압출물일 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "섬유"는 실시예 4에서 상세히 설명된 단편 특성화 시험의 실시 후 길이 약 4 ㎝ 및 폭 0.2 ㎝의 크기를 가진 구조화된 식물 단백질 생성물을 말한다. 섬유는 일반적으로 단편 특성화 시험에서 제1 군을 형성한다. 이와 관련하여, 용어 "섬유"는 대두 자엽 섬유와 같은 섬유의 영양소 부류를 포함하지 않으며, 또한 식물 단백질 생성물에 포함되는 사실상 정렬된 단백질 섬유의 구조 형성을 말하지 않는다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "어육"은 생선으로부터 유래된 살, 전체 고기 근육, 또는 그 일부를 말한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "글루텐"은 독특한 구조적 특성 및 점착 특성뿐만 아니라 고함량의 단백질을 보유한, 밀과 같은 곡알 가루 내의 단백질 분획을 말한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "무글루텐 전분"은 개질 타피오카 전분을 말한다. 글루텐이 없거나 사실상 글루텐이 없는 전분은 밀, 옥수수, 및 타피오카계 전분으로부터 만들어진다. 상기 전분은 밀, 귀리, 호밀 또는 보리 유래의 글루텐을 함유하지 않기 때문에 무글루텐이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "큰 조각"은 식물 단백질 생성물의 단편의 백분율이 특성화되게 하는 방식이다. 단편 특성화의 결정은 실시예 4에서 상세히 설명된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "단백질 섬유"는 함께 본 발명의 구조화된 식물 단백질 생성물의 구조를 한정하는, 다양한 길이의 개별적인 긴 별개의 조각 또는 개별적인 연속 필라멘트를 말한다. 부가적으로, 본 발명의 구조화된 식물 단백질 생성물이 사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖기 때문에, 단백질 섬유의 배열은 전체 고기 근육의 조직을 구조화된 식물 단백질 생성물에 부여한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "해산물 살"은 해산물로부터 유래된 살, 전체 고기 근육, 또는 그 일부를 말한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "인조"는 구조화된 식물 단백질 생성물, 지방산 및 100% 미만의 해산물 살을 포함하는 해산물 조성물을 말한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "대두 자엽 섬유"는 적어도 약 70%의 섬유(예를 들어, 다당류)를 함유한 대두 자엽의 섬유질 부분을 말한다. 대두 자엽 섬유는 전형적으로 일부 소량의 대두 단백질을 함유하지만, 또한 100% 섬유일 수도 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 대두 자엽 섬유는 대두 깍지 섬유를 말하는 것도 아니며 그를 포함하는 것도 아니다. 일반적으로, 대두 자엽 섬유는 대두의 깍지와 배(germ)를 자엽으로부터 제거하고, 자엽을 플레이크화하거나 분쇄하고 플레이크화되거나 분쇄된 자엽으로부터 오일을 제거하고, 대두 물질과 자엽의 탄수화물로부터 대두 자엽 섬유를 분리함으로써 대두로부터 형성된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "대두 단백질 농축물"은 무수 기준으로 약 65% 내지 약 90% 미만의 대두 단백질의 단백질 함량을 가진 대두 물질이다. 대두 단백질 농축물은 또한 대두 자엽 섬유, 전형적으로 무수 기준으로 약 3.5 중량% 내지 최대 약 20 중량%의 대두 자엽 섬유를 함유한다. 대두 단백질 농축물은 대두의 깍지와 배를 자엽으로부터 제거하고, 자엽을 플레이크화하거나 분쇄하고 플레이크화되거나 분쇄된 자엽으로부터 오일을 제거하고, 대두 단백질과 대두 자엽 섬유를 자엽의 탄수화물로부터 분리함으로써 대두로부터 형성된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "대두 가루"는, 바람직하게는 약 1% 미만의 오일을 함유하며, 입자가 100호 메시(미국 표준) 스크린을 통과할 수 있도록 하는 크기를 가진 입자로 형성된 탈지 대두 물질의 미분화된 형태를 말한다. 대두의 케이크, 칩, 플레이크, 굵은 가루(meal) 또는 물질의 혼합물은 종래의 대두 분쇄 공정을 이용하여 대두 가루로 미분화된다. 대두 가루는 무수 기준으로 약 49% 내지 약 65%의 대두 단백질 함량을 갖는다. 바람직하게는 상기 가루는 매우 미세하게 분쇄되며, 가장 바람직하게는 가루의 약 1% 미만이 300 메시(미국 표준) 스크린에 보유되도록 분쇄된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "대두 단백질 단리물"은 무수 기준으로 적어도 약 90%의 대두 단백질의 단백질 함량을 가진 대두 물질이다. 대두 단백질 단리물은 대두의 깍지와 배를 자엽으로부터 제거하고, 자엽을 플레이크화하거나 분쇄하고 플레이크화되거나 분쇄된 자엽으로부터 오일을 제거하고, 대두 단백질과 자엽의 탄수화물을 자엽 섬유로부터 분리하고, 그 후 탄수화물로부터 대두 단백질을 분리함으로써 대두로부터 형성된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "스트랜드(strand)"는 실시예 4에서 상세히 설명된 단편 특성화 시험의 실시 후 약 2.5 내지 약 4 ㎝의 길이 및 약 0.2 ㎝보다 큰 폭의 크기를 가진 식물 단백질 생성물을 말한다. 스트랜드는 일반적으로 단편 특성화 시험에서 제2 군을 형성한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "전분"은 임의의 천연 공급원으로부터 유래된 전분을 말한다. 전형적으로 전분 공급원은 곡류, 덩이줄기, 뿌리, 콩류, 및 과일이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "밀가루"는 밀의 밀링으로부터 얻어진 가루를 말한다. 일반적으로 말해서, 밀가루의 입자 크기는 약 14 ㎛ 내지 약 120 ㎛이다.

실시예 1 내지 실시예 5는 본 발명의 다양한 실시 형태를 예시한다.

실시예 1. 오메가-3 지방산을 포함하는 구조화된 단백질 생성물의 천연 착색

발효된 적색 쌀, 즉, 붉은 곰팡이 모나스쿠스 푸르푸레우스(Monascus purpureus)와 함께 배양된 쌀로부터의 색소 제제를 이용하여 본 발명의 구조화된 단백질 생성물을 참치 고기와 유사하도록 착색시킬 수 있다. 모나스쿠스 착색제(독일 벨름 소재의 AVO-베르케 아우구스트 베이세(Werke August Beisse))를 물에 분산시키고, 구조화된 대두/밀 단백질 생성물 (예를 들어, 수프로(등록상표)MAX 5050, 미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 솔래)과 혼합시킨다. 1시간 후, 착색된 구조화된 대두/밀 단백질 생성물을 코미트롤(Comitrol)(등록상표) 프로세서(미국 인디애나주 발파라이소 소재의 우르쉘 래보러토리즈, 인크.(Urschel Laboratories, Inc.))를 이용하여 플레이크화한다.

황다랑어 로인을 60℃의 내부 온도로 스팀-조리하고, 냉각시키고, 플레이크화한다. 조리된 참치 및 착색된 구조화된 단백질 생성물을 표 2에 나타낸 바와 같이 3:1의 비로 블렌딩하여 캔 내에 채운다. 캔을 레토르트 쿠커에서 117℃에서 75분 동안 레트르트화한다. 각각의 제조물의 맛, 색상, 외관, 냄새 및 조직을 평가한다.

실시예 2. 오메가-3 지방산을 포함하는 구조화된 단백질 생성물의 인공 착색

FD&C 적색 40호 및 FD&C 황색 5호를 사용하여 본 발명의 구조화된 단백질 생성물을 참치 고기와 유사하도록 착색시킬 수 있다. 구조화된 대두/밀 단백질 생성물 (예를 들어, 수프로(등록상표)MAX 5050, 미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 솔래)을 표 3에 상세히 설명된 바와 같이 염료와 혼합한다. 1시간 후, 착색된 구조화된 대두/밀 단백질 생성물을 코미트롤(등록상표) 프로세서(미국 인디애나주 발파라이소 소재의 우르쉘 래보러토리즈, 인크.)를 이용하여 플레이크화한다.

참치를 본질적으로 실시예 1에서 설명한 바와 같이 조리하고 플레이크화한다. 성분들을 표 4에 열거된 양을 사용하여 캔 내에 채운다. 캔을 레토르트 쿠커에서 117℃에서 75분 동안 레토르트화한다. 각각의 제조물의 맛, 색상, 외관, 냄새 및 조직을 평가한다.

실시예 3. 전단 강도의 측정

샘플의 전단 강도를 그램 단위로 측정하며, 이를 하기 절차에 의해 결정할 수 있다. 착색된 구조화된 식물 단백질 생성물의 샘플을 칭량하고, 그것을 열밀봉성 파우치 내에 넣고, 샘플 중량의 약 세 배의 실온의 수돗물로 샘플을 수화시킨다. 파우치를 약 1 ㎪ (0.01 bar)의 압력으로 진공시키고 파우치를 밀봉시킨다. 샘플을 약 12 내지 약 24시간 동안 수화시킨다. 수화된 샘플을 꺼내고, 그것을 조직 분석기의 나이프가 샘플의 직경을 통해 절단하도록 배향된 조직 분석기 베이스 플레이트 상에 둔다. 추가로, 샘플은 나이프가 조직화된 조각의 장축에 수직으로 절단하도록 조직 분석기 나이프 아래에 배향되어야 한다. 압출물을 절단하기 위해 이용되는 적합한 나이프는 텍스쳐 테크놀로지스(Texture Technologies)(미국)에 의해 제조된 모델 TA-45, 인사이저 블레이드(incisor blade)이다. 이 시험을 실시하기에 적합한 조직 분석기는 25, 50 또는 100 ㎏ 하중을 구비한 스테이블 마이크로 시스템스 리미티드(Stable Micro Systems Ltd.)(영국)에 의해 제조된 모델 TA, TXT2이다. 이 시험과 관련하여, 전단 강도는 샘플을 통해 구멍을 내는 데 필요한 그램 단위의 최대 힘이다.

실시예 4. 단편 특성화의 결정

단편 특성화를 결정하는 절차를 하기와 같이 실시할 수 있다. 전체 조각만을 이용하여 구조화된 식물 단백질 생성물 약 150 g을 칭량한다. 샘플을 열밀봉성 플라스틱 백 내에 넣고 약 450 g의 25℃ 물을 첨가한다. 약 19.9 ㎪ (150 ㎜ Hg)에서 백을 진공 밀봉시키고 약 60분 동안 내용물을 수화시킨다. 단일 블레이드 패들을 구비한 키친 에이드 믹서(Kitchen Aid mixer) 모델 KM14G0의 볼(bowl) 내에 수화된 샘플을 넣고 2분 동안 130 rpm에서 내용물을 혼합시킨다. 패들과 볼의 측면을 긁어내어, 이 긁어낸 것을 볼의 바닥으로 되돌린다. 혼합과 긁어내기를 2회 반복한다. 약 200 g의 혼합물을 볼로부터 꺼낸다. 약 200 g의 혼합물을 2개의 군 중 하나로 나눈다. 제1 군은 길이가 적어도 4 ㎝이고 폭이 적어도 0.2 ㎝인 섬유를 가진 샘플 부분이다. 제2 군은 길이가 2.5 ㎝ 내지 4.0 ㎝이고 폭이 ≥ 0.2 ㎝인 스트랜드를 가진 샘플 부분이다. 각각의 군을 칭량하고, 중량을 기록한다. 각각의 군의 중량을 함께 더하고, 출발 중량(예를 들어, 약 200 g)으로 나눈다. 이것은 샘플 내의 큰 조각의 백분율을 결정한다. 만일 생성된 값이 15% 미만이거나 20% 초과이면, 시험을 완결한다. 만일 상기 값이 15%와 20% 사이이면, 볼로부터 추가로 약 200 g을 칭량해 내고, 혼합물을 제1 군과 제2 군으로 나누고, 계산을 다시 실시한다.

실시예 5. 구조화된 식물 단백질 생성물의 제조

하기 압출 공정을 이용하여 본 발명의 구조화된 식물 단백질 생성물, 예를 들어 실시예 1 및 실시예 2에서 이용되는 대두 구조화 식물 단백질 생성물을 제조할 수 있다. 건조 블렌드 혼합 탱크에 하기를 첨가한다: 1000 킬로그램 (㎏)의 수프로 620 (대두 단리물), 440 ㎏의 밀 글루텐, 171 ㎏의 밀 전분, 34 ㎏의 대두 자엽 섬유, 9 ㎏의 제2인산칼슘, 및 1 ㎏의 L-시스테인. 내용물을 혼합하여 건식 블렌딩된 대두 단백질 혼합물을 형성한다. 이어서 건조 블렌드를 호퍼로 옮기고 이로부터 건조 블렌드를 480 ㎏의 물과 함께 사전 조절기 내로 도입하여 조절된 대두 단백질 예비혼합물을 형성한다. 이어서, 조절된 대두 단백질 예비 혼합물을 이축 압출 장치(웬저 매뉴팩쳐링, 인크(미국 캔사스주 사베타 소재)에 의한 웬저 모델 TX-168 압출기)에 25 ㎏/분 이하의 속도로 공급한다. 압출 장치는 5개의 온도 제어 구역을 포함하며, 이때 단백질 혼합물은 제1 구역에서는 약 25℃의 온도로, 제2 구역에서는 약 50℃로, 제3 구역에서는 약 95℃로, 제4 구역에서는 약 130℃로, 그리고 제5 구역에서는 약 150℃로 제어된다. 압출 물질을 제1 구역에서의 적어도 약 2758 ㎪(400 psig)에서 제5 구역에서의 최대 약 10.3 ㎫(1500 psig)로 가압한다. 물 60 ㎏을 가열 구역과 연통하는 하나 이상의 주입 제트를 통해 압출기 배럴 내로 주입한다. 용융 압출 물질은 다이와 백플레이트로 이루어진 다이 조립체를 통해 압출기 배럴로부터 배출된다. 이 물질이 다이 조립체를 통해 유동할 때 그 내부에 함유된 단백질 섬유는 사실상 서로 정렬되어 섬유질 압출물을 형성한다. 섬유질 압출물이 다이 조립체로부터 배출될 때, 이 압출물을 가요성 나이프로 절단하며, 이어서 절단된 물질을 약 10 중량%의 수분 함량으로 건조시킨다.

Claims (20)

1. (a) 구조화된 식물 단백질 생성물; 및

   (b) 지방산

   을 포함하는 인조(simulated) 해산물 조성물.
2. 제1항에 있어서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 압출에 의해 제조되는 인조 해산물 조성물.
3. 제2항에 있어서, 구조화된 식물 단백질은 사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함하는 인조 해산물 조성물.
4. 제3항에 있어서, 구조화된 식물 단백질은 콩류, 대두, 밀, 귀리, 옥수수, 완두콩, 카놀라, 해바라기, 쌀, 아마란스(amaranth), 루핀(lupin), 평지 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 식물로부터 유래되는 인조 해산물 조성물.
5. 제4항에 있어서, 구조화된 식물 단백질은 대두 단백질 및 밀 단백질을 포함하는 인조 해산물 조성물.
6. 제5항에 있어서, 구조화된 식물 단백질은 평균 전단 강도가 적어도 1400 g이 며, 평균 단편 특성화(average shred characterization)가 적어도 10 중량%의 큰 조각인 인조 해산물 조성물.
7. 제1항에 있어서, 지방산은 해산물 살의 풍미 또는 냄새를 부여하는 인조 해산물 조성물.
8. 제7항에 있어서, 지방산은 다중불포화 지방산, 오메가-3 지방산, 오메가-6 지방산 및 오메가-9 지방산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 인조 해산물 조성물.
9. 제6항에 있어서, 어육, 조개 살, 갑각류 살, 연체동물 살, 가리비 살, 오징어 살, 낙지 살 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 해산물 살을 추가로 포함하는 인조 해산물 조성물.
10. 제9항에 있어서, 어육은 참치, 연어, 송어, 메기, 대구, 가자밋과와 넙칫과의 물고기류(flounder), 농어류(sea bass), 오렌지 러피(orange roughy), 월아이(walleye), 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 인조 해산물 조성물.
11. 제10항에 있어서, 해산물 조성물에 존재하는 구조화된 식물 단백질의 농도는 약 1 중량% 내지 약 99 중량% 범위이며, 해산물 조성물에 존재하는 해산물 살의 농 도는 약 10 중량% 내지 약 75 중량% 범위인 인조 해산물 조성물.
12. 제9항에 있어서, 구조화된 식물 단백질은 대두 단백질 및 밀 단백질을 포함하며, 어육은 참치를 포함하는, 사실상 참치 고기의 풍미 및 냄새를 갖는 인조 해산물 조성물.
13. 제9항에 있어서, 구조화된 식물 단백질은 대두 단백질 및 밀 단백질을 포함하며, 어육은 연어를 포함하는, 사실상 연어 고기의 풍미 및 냄새를 갖는 인조 해산물 조성물.
14. 제1항에 있어서, 해산물 오일, 해산물 추출물 또는 해산물 즙을 추가로 포함하는 인조 해산물 조성물.
15. (a) 사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함하는 구조화된 식물 단백질 생성물;

    (b) 오메가-3 지방산; 및

    (c) 적절한 착색제

    를 포함하는 인조 해산물 조성물.
16. 제15항에 있어서, 해산물 살을 추가로 포함하는 인조 해산물 조성물.
17. 제16항에 있어서, 구조화된 식물 단백질 생성물은 평균 전단 강도가 적어도 1400 g이며, 평균 단편 특성화가 적어도 10 중량%의 큰 조각인 인조 해산물 조성물.
18. (a) 사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함하는 구조화된 대두 단백질 생성물;

    (b) 오메가-3 지방산; 및

    (c) 적절한 착색제

    를 포함하는 인조 해산물 조성물.
19. 제18항에 있어서, 해산물 살을 추가로 포함하는 인조 해산물 조성물.
20. 제19항에 있어서, 해산물 살은 참치 고기 또는 연어 고기인 인조 해산물 조성물.

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