KR20100028532A - 구조화된 단백질 생성물을 포함하는 가공된 고기 생성물 - Google Patents

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매튜 케이. 맥마인데스
발도미로 발레
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솔레 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖는 구조화된 단백질 생성물 및 재가공된 고기 생성물을 포함하는 가공된 고기 조성물을 제공한다. 본 발명의 가공된 고기 생성물은 개선된 영양 프로파일 및 유리한 텍스처 특징을 갖는다.
구조화, 단백질, 고기 생성물, 재가공, 섬유, 텍스처

Description

구조화된 단백질 생성물을 포함하는 가공된 고기 생성물{PROCESSED MEAT PRODUCTS COMPRISING STRUCTURED PROTEIN PRODUCTS}
본 발명은 가공된 고기 조성물 및 식료품을 제공한다. 구체적으로, 가공된 고기 조성물은 구조화된 단백질 생성물 및 재가공된 동물 고기 생성물을 포함한다.
가공된 고기 생성물의 제조 동안, 일부 생성물은 가공 단계 동안 불가피하게 부서지거나 분할된다. 이들 부숴진 생성물 또는 나머지의 작은 조각(bits) 및 지스러기(ends)는 먹을 수 있지만, 이들은 상업적으로 판매가능하지 않다. 전형적으로, 식품 제조자들은 이들 나머지의 조각을 새로운 고기 제형으로 "재작업"한다. 새로운 제형으로 재작업되는 나머지의 조각의 수준은 전형적으로 약 10%를 초과하지 않으며, 반면, 생성되는 재작업물의 양은 전형적으로 훨씬 더 많다. 따라서, 식품업계는 가공된 고기 생성물의 제조로부터 남은 조각을 이용하기 위한 보다 효율적인 수단이 필요하다.
식품 과학에서의 최근의 진보에 의해 동물 횡문근 고기의 특징적인 텍스처 특성(textural property)을 가진 구조화된 단백질 생성물을 생성하는 기술의 발전에 이르게 되었다. 이 기술은 가시적인 고기결(grain) 또는 텍스처가 없는 비구조화된 단백질 생성물을 취하고, 이를 사실상 정렬된 단백질 섬유를 가진 구조화된 단백질 생성물로 전환시키는 것을 포함한다. 이러한 구조화된 단백질 생성물은 미분화된 고기 및/또는 정제되지 않은 대두 단백질 물질로 형성된 고기 에멀젼에 비하여 개선된 경도(firmness), 텍스처 및 저작성을 가진 다양한 고기 생성물 또는 인조 고기 생성물로 조제될 수 있다. 이 구조화된 단백질 생성물을 포함하는 가공된 고기 생성물은 가공된 고기 생성물의 제조 동안 남겨진 조각의 이용을 증가시키기 위한 비히클을 제공할 수 있으며, 일반적으로 남은 조각이 아닌 가공된 고기의 이용을 개선하기 위해 사용될 수 있다.
발명의 개요
본 발명의 태양들 중 하나는 사실상 정렬된 단백질 섬유를 가진 구조화된 단백질 생성물 및 재가공된 동물 고기 생성물을 포함하는 가공된 동물 고기 조성물을 제공한다. 본 발명의 가공된 고기 조성물은 선택적으로 제형 내에 조리되지 않은 동물 고기를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 본 발명의 가공된 동물 고기 조성물을 포함하는 식료품을 포함한다.
본 발명의 다른 태양과 특징은 하기에서 더욱 상세히 설명된다.
컬러 도면에 대한 참고
본 출원은 컬러로 제작된 적어도 하나의 사진을 포함한다. 컬러 사진을 포함하는 본 특허 출원 공보의 복사본은 필요한 요금을 지불하고 요청하면 특허청에 의해 제공될 것이다.
도 1은 사실상 정렬된 단백질 섬유를 가진 본 발명의 구조화된 단백질 생성물을 보여주는 현미경 사진.
도 2는 본 발명의 방법에 의해 생산되지 않은 단백질 생성물을 보여주는 현미경 사진. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 단백질 생성물을 구성하는 단백질 섬유는 망상선이 그려져 있다.
도 3은 단백질 함유 물질의 압출 과정에서 사용될 수 있는 주변 다이 조립체의 사시도.
도 4는 다이 인서트(insert), 다이 슬리브(sleeve), 및 다이 콘(cone)을 보여주는 도 3의 주변 다이 조립체의 분해도.
도 5는 다이 슬리브, 다이 인서트, 및 다이 콘 배열 사이에 한정된 유동 채널을 보여주는, 도 3의 9-9 선을 따라 취해진 단면도. 도 5A는 유동 채널과 다이 슬리브의 출구 사이의 계면을 보여주는 도 5의 확대 단면도.
도 6은 본 발명의 가공된 동물 고기 생성물의 이미지. 도 6A는 조리된 소시지와 조리되지 않은 소시지를 보여주는 도면. 도 6B는 통조림된 런천 미트(luncheon meat) 제품을 나타내는 도면.
본 발명은 사실상 정렬된 단백질 섬유를 가진 구조화된 단백질 생성물 및 재가공된 동물 고기 생성물을 포함하는 가공된 고기 조성물을 제공한다. 재가공된 고기 생성물은 가공된 고기 생성물의 제조 동안 남겨지는 재작업 조각을 포함한다. 그러나, 남은 것이 아닌 가공된 고기를 사용하는 것이 또한 가능하다. 본 발명에서, "재가공된" 및 "재작업된"이라는 용어는 서로 바꾸어서 사용될 수 있다. 가공된 고기 조성물은 선택적으로 제형 내에 조리되지 않은 동물 고기를 추가로 포함할 수 있다. 높은 백분율의 가공된 고기 생성물을 구조화된 단백질 생성물과 혼합하여 본 발명의 가공된 고기 조성물을 제조할 수 있음이 밝혀졌다. 전형적으로, 가공된 고기 생성물의 제형은 바람직한 텍스처 특성을 희생하지 않고서 약 10% 이하의 재작업 가공 고기 생성물을 포함할 수 있다. 이와 대조적으로, 본 발명의 가공된 고기 조성물은 최대 약 80%의 재작업 가공 고기 생성물을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 가공된 고기 조성물을 포함하는 식료품은 개선된 영양 프로파일 및 바람직한 텍스처 특징을 갖는다.
(I) 가공된 고기 조성물
본 발명의 가공된 고기 조성물은 하기 섹션 IA에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖는 구조화된 단백질 생성물, 및 하기 섹션 IB에서 상술되는 바와 같이, 재가공된 동물 고기 생성물을 포함한다. 구조화된 단백질 생성물은 동물 고기와 유사한 방식으로 사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖기 때문에, 본 발명의 가공된 고기 조성물은 조리되지 않은 동물 고기로부터 조제된 가공된 고기 조성물의 텍스처 특성과 유사한 텍스처 특성을 갖는 한편, 개선된 영양 프로파일(즉, 단백질 백분율이 보다 높고 지방 백분율이 보다 낮음)을 제공한다.
A 구조화된 단백질 생성물
구조화된 단백질 생성물은 후술하는 바와 같이, 사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖는다. 구조화된 단백질 생성물은 상승된 온도와 압력 조건 하에서 단백질-함유 물질을 다이 조립체를 통해 압출시켜 제조한다. 단백질을 함유한 다양한 성분들을 사용하여 구조화된 단백질 생성물을 생성할 수 있다. 단백질-함유 물질은 식물 또는 동물 공급원으로부터 유래될 수 있다. 식물 및 동물 공급원을 통상적으로 성장시킬 수 있거나, 또는 이를 유기적으로 성장시킬 수 있다. 부가적으로, 다양한 공급원 유래의 단백질-함유 물질들의 조합들을 조합하여 사용하여 사실상 정렬된 단백질 섬유를 가진 구조화된 단백질 생성물을 생성할 수 있다.
(a) 단백질-함유 물질
상기에 언급된 바와 같이, 단백질-함유 물질은 다양한 공급원으로부터 유래될 수 있다. 그 공급원 또는 성분 분류에 무관하게, 압출 과정에 사용되는 성분들은 전형적으로 사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖는 구조화된 단백질 생성물을 형성할 수 있다. 그러한 성분의 적합한 예는 하기에서 보다 충분하게 상세히 설명된다.
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.
(i) 식물 단백질 물질
예시적 실시 형태에서, 식물로부터 유래된 적어도 하나의 성분이 구조화된 단백질 생성물을 형성하기 위해 이용될 것이다. 일반적으로 말해서, 그 성분은 단백질을 포함할 것이다. 식물로부터 유래된 단백질 함유 물질은 식물 추출물, 식물 밀(meal), 식물-유래 가루, 식물 단백질 단리물, 식물 단백질 농축물, 또는 이들의 조합일 수 있다.
압출에 이용되는 성분(들)은 다양한 적합한 식물로부터 유래될 수 있다. 비제한적 예로서, 적합한 식물에는 아마란스, 칡, 보리, 메밀, 카사바, 캐놀라, 차나(channa)(병아리콩(garbanzo)), 옥수수, 카무트(kamut), 렌즈콩, 루핀(lupin), 기장, 귀리, 완두콩, 땅콩, 감자, 퀴노아(quinoa), 쌀, 호밀, 수수류, 해바라기, 타피오카, 라이밀, 밀, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 예시적인 식물에는 대두, 밀, 캐놀라, 옥수수, 루핀, 귀리, 완두콩, 감자, 및 쌀이 포함된다.
일 실시 형태에서, 성분들은 밀과 대두로부터 단리될 수 있다. 다른 예시적 실시 형태에서, 성분들은 대두로부터 단리될 수 있다. 추가 실시 형태에서, 성분들은 밀로부터 단리될 수 있다. 적합한 밀 유래 단백질-함유 성분은 밀 글루텐, 밀가루, 및 그 혼합물을 포함한다. 본 발명에 이용될 수 있는 구매가능한 밀 글루텐의 예에는 각각 마닐드라 밀링(Manildra Milling)으로부터 입수가능한 마닐드라 젬 오브 더 웨스트 바이탈 위트 글루텐(Manildra Gem of the West Vital Wheat Gluten) 및 마닐드라 젬 오브 더 웨스트 오가닉 바이탈 위트 글루텐(Manildra Gem of the West Organic Vital Wheat Gluten )이 포함된다. 적합한 대두 유래 단백질-함유 성분들 ("대두 단백질 물질")에는 대두 단백질 단리물, 대두 단백질 농축물, 대두 가루 및 이들의 혼합물이 포함되며, 그 각각은 후술된다.
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 변형되지 않은 대두), 유기 대두, 상품화된 대두, 또는 유전자 변형된 대두일 수 있다.
일 실시 형태에서, 대두 단백질 물질은 대두 단백질 단리물(soy protein isolate, ISP)일 수 있다. 일반적으로, 대두 단백질 단리물은 무수(moisture-free) 기준으로 적어도 약 90% 대두 단백질의 단백질 함량을 갖는다. 일반적으로 말해서, 대두 단백질 단리물이 사용될 경우, 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. 부가적으로, 이용되는 대두 단백질 단리물은 바람직하게는 단리물 중의 단백질이 압출시에 사실상 정렬된 섬유의 형성을 가능하게 하기에 충분한 에멀젼 강도 및 젤 강도를 갖는다. 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, 수프로(등록상표) EX 45, 및 수프로(등록상표) 595를 포함한다. 예시적 실시 형태에서, 실시예 3에서 상술되는 바와 같이 수프로(등록상표) 620 형태가 이용된다.
다른 실시 형태에서, 대두 단백질 물질은 무수 기준으로 단백질 함량이 약 65% 내지 약 90% 미만인 대두 단백질 농축물일 수 있다. 대안적으로, 대두 단백질 농축물은 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 예에는 알파(ALPHA)™ DSP, 프로콘(Procon) 2000, 알파™ 12 및 알파™ 5800이 포함되며, 이들은 솔래, 엘엘씨(미국 미주리주 세인트루이스)로부터 구매가능하다.
또 다른 실시 형태에서, 대두 단백질 물질은 대두 가루일 수 있으며, 대두 가루는 무수 기준으로 약 49% 내지 약 65%의 단백질 함량을 갖는다. 대안적으로, 대두 가루는 대두 단백질 단리물 또는 대두 단백질 농축물과 블렌딩될 수 있다.
(ii) 동물 단백질 물질
다양한 동물 고기가 단백질 공급원으로서 적합하다. 고기가 얻어지는 동물은 통상적으로 또는 유기적으로 사육될 수 있다. 고기는 양, 소, 염소, 돼지, 바이손(bison) 및 말로 이루어진 군으로부터 선택된 농장 동물 유래의 것일 수 있다. 동물 고기는 가금류, 예를 들어, 닭 또는 칠면조; 물새, 예를 들어, 오리 또는 거위; 사냥새, 예를 들어, 꿩 또는 자고; 또는 엽조, 예를 들어, 뿔닭 또는 공작 유래의 것일 수 있다. 대안적으로, 동물 고기는 사냥 동물 유래의 것일 수 있다. 적합한 사냥 동물의 비제한적인 예에는 버팔로(buffalo), 사슴, 엘크(elk), 말코손바닥사슴, 순록, 삼림순록, 영양, 토끼, 다람쥐, 비버, 사향뒤지, 주머니쥐, 너구리, 아르마딜로(armadillo), 호저, 및 뱀이 포함된다. 추가 실시 형태에서, 동물 고기는 생선 또는 해산물 유래의 것일 수 있다. 적합한 생선의 비제한적인 예에는 배스, 잉어, 메기, 날쌔기, 대구, 그루퍼(grouper), 가자미, 해덕(haddock), 호키(hoki), 농어, 폴락(pollock), 연어, 도미, 서대기, 송어, 참치, 화이트피쉬, 및 민대구(whiting)가 포함된다. 해산물의 비제한적인 예에는 새우, 바닷가재, 대합 조개, 게, 홍합 및 굴이 포함된다. 예시적 실시 형태에서, 동물 고기는 쇠고기, 양고기, 돼지고기, 닭고기, 칠면조 고기, 및 이들의 조합 유래의 것이다.
다양한 고기 품질이 본 발명에 이용될 수 있는 것으로 생각된다. 고기는 근육 조직, 기관 조직, 결합 조직 및 껍질을 포함할 수 있다. 고기는 사람이 소비하기에 적합한 임의의 고기일 수 있다. 고기는 비정제되고 비건조된 신선육, 신선육 제품, 신선육 부산물, 및 이들의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 분쇄되거나 덩어리 또는 스테이크 형태인 전체 고기 근육이 사용될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 고기는 먼저 뼈와 부착된 동물 조직을 부수고 이어서 체 또는 유사한 스크리닝 장치를 통해 뼈를 제외한 동물 조직을 통과시켜, 동물 조직으로부터 뼈를 분리하는 고압 기계를 사용하여 기계적으로 발골되거나 분리된 신선육일 수 있다. 이 과정은 배터(batter)-유사 주도를 가진, 연한 동물 조직의 구조화되지 않은 페이스트-유사 블렌드를 형성하며 보편적으로 기계적 발골육(mechanically deboned meat) 또는 MDM으로 지칭된다. 대안적으로, 고기는 고기 부산물일 수 있다. 본 발명의 문맥에서, "고기 부산물"이라는 용어는 포유류, 가금류 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 도살된 동물의 몸통의 비정제 부분을 지칭하고자 하는 것이다. 고기 부산물의 예로는 기관 및 조직, 예를 들어, 폐, 비장, 신장, 뇌, 간, 혈액, 뼈, 부분 탈지된 저온 지방 조직, 위, 내용물이 없는 장 등이 있다.
단백질 공급원은 또한 동물 조직 이외의 동물 유래 단백질일 수 있다. 예를 들어, 단백질-함유 물질은 유제품으로부터 유래될 수 있다. 적합한 유단백 제품에는 비-지방 건조 밀크 분말, 밀크 단백질 단리물, 밀크 단백질 농축물, 카제인 단백질 단리물, 카제인 단백질 농축물, 카제이네이트, 유장 단백질 단리물, 유장 단백질 농축물, 또는 이들의 조합이 포함된다. 밀크 단백질-함유 물질은 소, 염소, 양, 당나귀, 낙타, 카멜리드(camelid), 야크, 또는 물소로부터 유래될 수 있다. 예시적 실시 형태에서, 유단백질은 유장 단백질이다.
추가의 예로서, 단백질-함유 물질은 또한 난(egg) 제품 유래의 것일 수 있다. 적합한 난 단백질 생성물에는 분말형 난, 건조란 고형물, 건조 난백 단백질, 액상 난백 단백질, 난백 단백질 분말, 단리된 오브알부민 단백질 또는 이들의 조합이 포함된다. 적합한 단리된 난 단백질의 예에는 오브알부민, 오보글로불린, 오보뮤신, 오보뮤코이드, 오보트랜스페린, 오보비텔라, 오보비텔린, 알부민 글로불린, 및 비텔린이 포함된다. 난 단백질 생성물은 닭, 오리, 거위, 메추라기, 또는 기타 조류의 난으로부터 유래될 수 있다.
(iii) 단백질-함유 물질의 조합
다양한 공급원으로부터 단리된 단백질-함유 물질의 비제한적인 조합이 표 A에 상술된다. 일 실시 형태에서, 단백질-함유 물질은 대두로부터 유래된다. 바람직한 실시 형태에서, 단백질-함유 물질은 대두와 밀로부터 유래된 물질의 혼합물을 포함한다. 다른 바람직한 실시 형태에서, 단백질-함유 물질은 대두와 캐놀라에서 유래된 물질의 혼합물을 포함한다. 또 다른 바람직한 실시 형태에서, 단백질-함유 물질은 대두, 밀, 및 유제품으로부터 유래된 물질의 혼합물을 포함하며, 여기서 유단백질은 유장이다.
Figure 112009067696221-PCT00001
Figure 112009067696221-PCT00002
(b) 추가 성분
(i) 탄수화물
단백질 외에 다른 성분 첨가제가 구조화된 단백질 생성물에 이용될 수 있음이 고려된다. 그러한 성분의 비제한적인 예에는 당, 전분, 올리고당, 및 식이 섬유가 포함된다. 예로서, 전분은 밀, 옥수수, 타피오카, 감자, 쌀 등으로부터 유래될 수 있다. 적합한 섬유 공급원은 대두 자엽 섬유일 수 있다. 전형적으로, 적합한 대두 자엽 섬유는 일반적으로 대두 단백질과 대두 자엽 섬유의 혼합물이 공압출될 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 일반적으로 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 대두 단백질 물질에 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.
표 A에 서술된 실시 형태의 각각에서, 단백질-함유 물질의 조합은 전분, 밀가루, 글루텐, 식이 섬유, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 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 추가로 포함할 수 있다.
(ii) 선택적인 pH-강하제
일부 실시 형태에서, 단백질-함유 물질의 pH를 산성 pH(즉, 약 7.0 미만)로 낮추는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 단백질-함유 물질을 pH-강하제와 접촉시킬 수 있으며, 이어서 이 혼합물을 후술하는 과정에 따라 압출시킨다. 일 실시 형태에서, 압출될 단백질-함유 물질의 pH는 약 6.0 내지 약 7.0 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, pH는 약 5.0 내지 약 6.0 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, pH는 약 4.0 내지 약 5.0 범위일 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 물질의 pH는 약 4.0 미만일 수 있다.
몇몇 pH-강하제가 본 발명에 사용하기에 적합하다. pH-강하제는 유기 pH-강하제일 수 있다. 대안적으로, pH-강하제는 무기 pH-강하제일 수 있다. 예시적 실시 형태에서, pH-강하제는 식품 등급 식용 산이다. 본 발명에 사용하기 적합한 비제한적인 산은 아세트산, 락트산, 염산, 인산, 시트르산, 타르타르산, 말산 및 그 조합을 포함한다. 예시적 실시 형태에서, pH 강하제는 락트산이다.
당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 단백질-함유 물질과 접촉되는 pH 강하제의 양은 선택된 제제 및 원하는 pH를 비롯한 몇몇 파라미터에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 일 실시 형태에서, pH 강하제의 양은 건조 물질 기준으로 약 0.1% 내지 약 15% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, pH-강하제의 양은 건조 물질 기준으로 약 0.5% 내지 약 10% 범위일 수 있다. 대안적 실시 형태에서, pH-강하제의 양은 건조 물질 기준으로 약 1% 내지 약 5% 범위일 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, pH-강하제의 양은 건조 물질 기준으로 약 2% 내지 약 3% 범위일 수 있다.
(iii) 선택적인 산화방지제
하나 이상의 산화방지제가 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서 전술한 단백질-함유 물질의 임의의 조합에 첨가될 수 있다. 첨가될 수 있는 방부제는 소듐 락테이트 및 소듐 다이아세테이트를 포함한다. 산화방지제는 보관 수명을 증가시키거나 구조화된 단백질 생성물을 영양적으로 강화시키기 위해 포함될 수 있다. 적합한 산화방지제의 비제한적인 예에는 BHA, BHT, TBHQ, 비타민 A, C 및 E 및 유도체, 및 다양한 식물 추출물, 예를 들어, 산화방지제 특성을 갖는 카로티노이드, 토코페롤 또는 플라보노이드를 함유한 것들이 포함된다. 방부제 및 산화방지제는 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.
(iv) 선택적인 미네랄 및 아미노산
단백질-함유 물질은 또한 선택적으로 보충 미네랄을 포함할 수 있다. 적합한 미네랄에는 하나 이상의 미네랄 또는 미네랄 공급원이 포함될 수 있다. 미네랄의 비제한적인 예에는 염화물, 나트륨, 칼슘, 철, 크롬, 구리, 요오드, 아연, 마그네슘, 망간, 몰리브덴, 인, 칼륨, 및 셀레늄이 제한 없이 포함된다. 전술한 미네랄의 임의의 것의 적합한 형태에는 용해성 미네랄 염, 약용성의 미네랄 염, 불용성 미네랄 염, 킬레이팅된 미네랄, 미네랄 복합체, 비반응성 미네랄, 예를 들어, 카르보닐 미네랄, 및 환원된 미네랄, 및 이들의 조합이 포함된다.
유리 아미노산이 또한 단백질-함유 물질에 포함될 수 있다. 적합한 아미노산에는 필수 아미노산, 즉 아르기닌, 시스테인, 히스티딘, 아이소류신, 류신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 트레오닌, 트립토판, 및 발린이 포함된다. 아미노산의 적합한 형태에는 염과 킬레이트가 포함된다.
(v) 선택적인 착색제
단백질-함유 물질은 또한 적어도 하나의 착색제와 접촉시킬 수 있다. 착색제(들)는 압출기에 공급되기 전에 단백질-함유 물질 및 다른 성분들과 혼합될 수 있다. 대안적으로, 착색제(들)는 압출기에 공급된 후 단백질-함유 물질 및 다른 성분들과 조합될 수 있다.
착색제(들)는 천연 착색제, 천연 착색제의 조합, 인공 착색제, 인공 착색제의 조합, 또는 천연 및 인공 착색제의 조합일 수 있다. 식품에 사용하도록 승인된 천연 착색제의 적합한 예에는 아나토(적색계-오렌지색), 안토시아닌(적색 내지 청색, pH에 의존적임), 비트 쥬스, 베타-카로틴(오렌지색), 베타-APO 8 카로테날(오렌지색), 블랙 커런트(black currant), 번트 슈가(burnt sugar); 칸타잔틴(분홍색-적색), 캐러멜, 카민/카민산(밝은 적색), 코치닐 추출물(적색), 커큐민(황색-오렌지색), 랙(lac)(진홍색), 루테인(적색-오렌지색), 리코펜(오렌지색-적색), 혼합 카로티노이드(오렌지색), 홍국(monascus)(적색-자주색, 발효된 붉은 쌀로부터 유래), 파프리카, 적채 쥬스, 리보플라빈(황색), 사프란, 이산화티타늄(백색), 및 심황(황색-오렌지색)이 포함된다. 미국에서 식품 사용을 위해 승인된 인공 착색제의 적합한 예에는 FD&C 적색 3호(에리트로신), FD&C 적색 40호(알루라 레드(Allure Red)), FD&C 황색 5호 (타르트라진(Tartrazine)), FD&C 황색 6호 (선셋 옐로우(Sunset Yellow) FCF), FD&C 청색 1호 (브릴리언트 블루(Brilliant Blue)), FD&C 청색 2호 (인디고틴(Indigotine))이 포함된다. 다른 나라에서 사용될 수 있는 인공 착색제에는 CI 식용 색소 적색 3호 (카모이신(Carmoisine)), CI 식용 색소 적색 7호 (폰슈(Ponceau) 4R), CI 식용 색소 적색 9호 (아마란스), CI 식용 색소 황색 13호 (퀴놀린 옐로우), 및 CI 식용 색소 청색 5호 (패턴트 블루(Patent Blue) V)가 포함된다. 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.
적합한 착색제(들)는 다양한 형태의 단백질-함유 물질과 조합될 수 있다. 비제한적인 예에는 고체, 반고체, 분말형, 액체 및 젤라틴이 포함된다. 이용되는 착색제(들)의 유형과 농도는 이용되는 단백질-함유 물질 및 착색되고 구조화된 단백질 생성물의 원하는 색에 따라 변할 수 있다. 전형적으로, 착색제(들)의 농도는 약 0.001 중량% 내지 약 5.0 중량% 범위일 수 있다. 일 실시 형태에서, 착색제(들)의 농도는 약 0.01 중량% 내지 약 4.0 중량% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 착색제(들)의 농도는 약 0.05 중량% 내지 약 3.0 중량% 범위일 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 착색제(들)의 농도는 약 0.1 중량% 내지 약 3.0 중량% 범위일 수 있다. 추가 실시 형태에서, 착색제(들)의 농도는 약 0.5 중량% 내지 약 2.0 중량% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 착색제(들)의 농도는 약 0.75 중량% 내지 약 1.0 중량% 범위일 수 있다.
단백질-함유 물질은 이용되는 착색제(들)를 위한 최적 범위의 pH를 유지하기 위하여 산도 조절제를 추가로 포함할 수 있다. 산도 조절제는 산미제일 수 있다. 첨가될 수 있는 산미제의 예에는 시트르산, 아세트산(식초), 타르타르산, 말산, 푸마르산, 락트산, 인산, 소르브산, 및 벤조산이 포함된다. 이용되는 산도 조절제의 농도는 단백질-함유 물질과 이용되는 착색제에 따라 변할 수 있다. 전형적으로, 산도 조절제의 농도는 약 0.001 중량% 내지 약 5.0 중량% 범위일 수 있다. 일 실시 형태에서, 산도 조절제의 농도는 약 0.01 중량% 내지 약 4.0 중량% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 산도 조절제의 농도는 약 0.05 중량% 내지 약 3.0 중량% 범위일 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 산도 조절제의 농도는 약 0.1 중량% 내지 약 3.0 중량% 범위일 수 있다. 추가 실시 형태에서, 산도 조절제의 농도는 약 0.5 중량% 내지 약 2.0 중량% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 산도 조절제의 농도는 약 0.75 중량% 내지 약 1.0 중량% 범위일 수 있다. 대안적인 실시 형태에서, 산도 조절제는 pH-상승제, 예를 들어, 다이소듐 다이포스페이트일 수 있다.
(c) 구조화된 단백질 생성물의 제조
구조화된 단백질 생성물은 상승된 온도와 압력 조건 하에서 단백질-함유 물질을 다이 조립체를 통해 압출시켜 제조한다. 압출 후, 생성된 구조화된 단백질 생성물은 사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함한다.
당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 단백질-함유 물질과 선택적인 추가 성분들의 수분 함량은 상기 조합이 처리되는 열 공정, 예를 들어, 레토르트 조리, 전자레인지 조리, 및 압출에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 일반적으로 말해서, 압출 응용에서, 수분 함량은 중량 기준으로 약 1% 내지 약 80% 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 갖는 압출물을 생산하기 위한 저수분 압출 과정의 예시적인 예는 하기의 실시예 3에서 설명된다.
구조화된 단백질 생성물의 제조를 위해 적합한 압출 방법은 식물 단백질 물질 및 선택적인 기타 단백질 물질을 포함하는 단백질-함유 물질과 다른 성분들을 혼합 탱크(즉, 성분 블렌더)내에 도입하여 성분들을 조합하고 블렌딩된 단백질 물질 프리믹스를 형성하는 단계를 포함한다. 이어서 블렌딩된 단백질 물질 프리믹스를 호퍼(hopper)로 옮기고 이로부터 블렌딩된 성분을 수분과 함께 사전-조절기(pre-conditioner) 내로 도입하여 조절된 단백질 물질 혼합물을 형성할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 블렌딩된 단백질 물질 프리믹스는 컨디셔너와 조합되어 조절된 단백질 물질 혼합물을 형성할 수 있다. 조절된 물질은 이어서 압출기로 공급되고 여기서 단백질 물질 혼합물은 압출기의 스크루에 의해 생성된 기계적 압력하에서 가열되어 착색되고 용융된 압출 물질을 형성한다. 대안적으로, 건식 블렌딩된 단백질 물질 프리믹스는 직접 압출기로 공급되고 여기에서 수분과 열이 도입되어 용융된 압출 물질을 형성할 수 있다. 용융된 압출물은 압출 다이를 통해 압출기에서 배출되어, 사실상 정렬된 구조화된 단백질 섬유를 포함하는 압출물을 형성한다.
본 발명의 실시에 유용한 적합한 압출 장치 중에는 예를 들어, 미국 특허 제4,600,311호에 개시된 이중 배럴, 이축 압출기가 있다. 적합한 구매가능한 압출 장치의 추가의 예에는 클렉스트랄, 인크.(Clextral, Inc)(미국 플로리다주 탐파)에 의해 제조된 클렉스트랄(CLEXTRAL)(등록상표) 모델 BC-72 압출기; 웬저 매뉴팩쳐링, 인크.(Wenger Manufacturing, Inc.)(미국 캔사스주 사베타)에 의해 모두 제조된 웬저(WENGER) 모델 TX-57 압출기, 웬저 모델 TX-168 압출기, 및 웬저 모델 TX-52 압출기가 포함된다. 본 발명에 사용하기에 적합한 다른 종래의 압출기는 예를 들어, 미국 특허 제4,763,569호, 제4,118,164호, 및 제3,117,006호에 개시되며, 그들 전체가 참고로 본원에 포함된다.
단축 압출기도 본 발명에서 사용될 수 있다. 적합한 구매가능한 단축 압출 장치의 예에는 모두 웬저 매뉴팩쳐링, 인크.로부터 입수가능한 웬저 모델 X-175, 웬저 모델 X-165, 및 웬저 모델 X-85가 포함된다.
이축 압출기의 스크루들은 동일 방향 또는 반대 방향으로 배럴 내에서 회전할 수 있다. 동일 방향으로의 스크루들의 회전은 단일 유동으로 불리는 반면, 반대 방향으로의 스크루들의 회전은 이중 유동으로 불린다. 압출기의 스크루 또는 스크루들의 속도는 특정 장치에 따라 변할 수 있지만; 이것은 전형적으로 약 250 내지 약 350 회전/분(revolutions per minute, rpm)이다. 일반적으로, 스크루 속도가 증가함에 따라, 압출물의 밀도는 감소할 것이다. 압출 장치는 단백질 함유 물질을 압출하기 위해 압출 장치 제조업자들에 의해 권고되는 바와 같은 혼합 로브(lobe) 및 링형 쉬어락(ring-type shearlock) 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 다이 조립체를 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 다이 조립체로 진입한다. 당업자는 원하는 특성을 달성하기 위하여 가열 또는 냉각에 의해 온도를 조정할 수 있다. 전형적으로, 온도 변화는 일 입력(work input)으로 인한 것이며, 갑자기 일어날 수 있다.
압출기 배럴 내의 압력은 전형적으로 약 0.34 ㎫(50 psig) 내지 약 3.45 ㎫(500 psig), 바람직하게는 약 52 ㎫(75 psig) 내지 약 1.38 ㎫(200 psig)이다. 일반적으로, 마지막 두 가열 구역내의 압력은 약 0.39 ㎫ (100 psig) 내지 약 20.68 ㎫ (3000 psig), 바람직하게는 약 1.03 ㎫ (150 psig) 내지 약 3.45 ㎫ (500 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 단백질 물질 혼합물을 수화시키고 단백질의 텍스처화를 촉진할 수 있다. 용융 압출 물질 형성을 돕기 위하여, 물은 가소제로 작용할 수 있다. 물은 가열 구역과 연통하는 하나 이상의 주입 제트를 통해 압출기 배럴에 도입될 수 있다. 선택적으로, 물은 적어도 하나의 착색제와 조합되어 압출기 배럴내로 주입될 수 있다. 일 실시 형태에서, 조합된 물과 착색제(들)는 압출기 배럴 내로 주입될 수 있다. 전형적으로, 배럴 내의 혼합물은 약 15 중량% 내지 약 35 중량%의 물을 함유한다. 일 실시 형태에서,배럴 내의 혼합물은 약 5 중량% 내지 약20 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.
프리믹스는 선택적으로 사전 조절될 수 있다. 사전 조절기에서는, 단백질-함유 물질, 및 선택적인 추가 성분들(단백질-함유 혼합물)이 사전가열되고 수분과 접촉되며, 제어된 온도와 압력 조건하에서 유지되어 수분이 개별 입자에 침투하여 입자를 연화시키도록 한다. 일 실시 형태에서, 단백질-함유 물질과 선택적인 추가 성분들은 적어도 하나의 착색제와 조합될 수 있다. 사전 조절 단계는 미립자형 섬유 물질 혼합물의 벌크 밀도를 증가시키고 그의 유동 특징을 개선한다. 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.
단백질-함유 혼합물은 프리믹스를 수분(즉, 스팀 및/또는 물)과 접촉시킴으로써 압출 장치내로 도입하기 전에 사전 조절될 수 있다. 일 실시 형태에서, 프리믹스는 수분 및 적어도 하나의 착색제와 조합될 수 있다. 바람직하게는 단백질-함유 혼합물은 사전 조절기에서 약 25℃ 내지 약 80℃, 더욱 바람직하게는 약 30℃ 내지 약 40℃의 온도로 가열된다.
전형적으로, 단백질-함유 프리믹스는 사전 조절기의 속도와 크기에 따라, 약 30 내지 약 60초의 기간 동안 조절된다. 예시적 실시 형태에서, 단백질-함유 프리믹스는 약 3.0분 내지 약 5.0분 동안 조절된다. 프리믹스는 사전 조절기 내에서 스팀 및/또는 물과 접촉되고 원하는 온도를 달성하도록 대체로 일정한 스팀 유동에서 가열된다. 물 및/또는 스팀은 프리믹스를 조절하고(즉, 수화시키고), 그의 밀도를 증가시키고, 단백질이 텍스처화되는 압출기 배럴로 도입되기 전에 방해 없이 건조 믹스의 유동성을 촉진한다. 만일 저수분 프리믹스가 요구된다면, 조절된 프리믹스는 약 1 중량% 내지 약 35 중량%의 물을 함유할 수 있다. 만일 고수분 프리믹스가 요구된다면, 조절된 프리믹스는 약 35 중량% 내지 약 80 중량%의 물을 함유할 수 있다.
조절된 프리믹스는 전형적으로 약 0.25 g/㎤ 내지 약 0.60 g/㎤의 벌크 밀도를 갖는다. 일반적으로, 사전 조절된 단백질 혼합물의 벌크 밀도가 이 범위 내에서 증가함에 따라, 단백질 혼합물은 가공이 더 용이해진다. 이것은 현재로서는 그러한 혼합물이 압출기의 스크루들 사이의 공간의 전부 또는 대부분을 차지하고 그럼으로써 배럴을 통한 압출 물질의 수송을 촉진하기 때문으로 여겨진다.
어떤 압출기가 사용되던, 약 50%를 초과하는 모터 하중으로 운행되어야 한다. 프리믹스가 압출 장치에 일반적으로 도입되는 속도는 구체적인 장치에 따라 변할 것이다. 전형적으로, 조절된 프리믹스는 약 16 ㎏/분 내지 약 60 ㎏/분의 속도로 압출 장치에 도입된다. 다른 실시 형태에서, 조절된 프리믹스는 20 ㎏/분 내지 약 40 ㎏/분의 속도로 압출 장치에 도입된다. 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.
프리믹스를 압출기로 전단 및 가압하여 혼합물을 가소화시킨다. 압출기의 스크루 요소는 혼합물을 전단시킬 뿐만 아니라 혼합물을 압출기를 통해 그리고 다이 조립체를 통해 앞으로 진행시켜 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 ㎏/h, 그리고 더욱 바람직하게는 적어도 약 40 ㎏/h의 속도로 이동시킨다. 바람직하게는 압출기는 약 0.34 내지 20.68 ㎫(50 내지 약 3000 psig)의 압출기 배럴 배출 압력을 생성하며 더욱 바람직하게는약 4.14 내지 6.89 ㎫(600 내지 약 1000 psig)의 압출기 배럴 배출 압력을 생성한다.
압출기는 혼합물이 압출기를 통과할 때 상기 혼합물의 온도를 제어하여 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 스팀을 압출기내의 혼합물내로 직접 주입하기 위한 스팀 주입 포트를 포함한다. 압출기는 또한 압출기내의 혼합물내로 착색제를 직접 주입하기 위한 착색제 주입 포트를 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. 일 실시 형태에서, 압출기는 4개의 온도 구역 배열로 설정될 수 있으며, 여기서 제1 구역(압출기 입구 포트에 인접함)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, 그리고 제4 구역(압출기 출구 포트에 인접함)은 150℃ 내지 180℃의 온도로 설정된다. 압출기는 원할 경우 다른 온도 구역 배열로 설정될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 압출기는 5개 온도 구역 배열로 설정될 수 있으며, 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 착색되고 가소화된 물질을 형성한다. 다이 조립체는, 착색되고 가소화된 혼합물이 압출기 배출 포트로부터 다이 조립체 내로 유동하도록 하며 착색되고 가소화된 혼합물이 다이 조립체를 통해 유동할 때 상기 혼합물 내에 단백질 섬유의 상당한 정렬을 생성하는 배열로, 압출기에 부착된다. 다이 조립체는 면판 다이 또는 주변 다이를 포함할 수 있다.
일 실시 형태는 도 3 내지 도 5에서 (10)으로 예시하고 일반적으로 나타낸 주변 다이 조립체를 포함한다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 주변 다이 조립체(10)는 원통형의 2부분 슬리브 다이 몸체(17)를 갖는 다이 슬리브(12)를 포함할 수 있다. 슬리브 다이 몸체(17)는 대향하는 개구(72, 74)들과 연통하는 내부 챔버(31)를 총체적으로 한정하는, 전방 부분(20)에 연결된 후방 부분(18)을 포함할 수 있다. 다이 슬리브(12)는 압출 과정 동안 주변 다이 조립체(10)를 통한 가소화된 혼합물의 층류 유동을 촉진하기 위하여 필요한 구조적 요소를 제공하기 위한 다이 인서트(14)와 다이 콘(16)을 수용하도록 될 수 있다.
부가적으로, 다이 슬리브(12)의 전방 부분(20)은 주변 다이 조립체(10)의 조립 동안 다이 슬리브(12)의 후방 부분(18)에 전방 부분(20)이 고정될 때 다이 인서트(14)와 연결되도록 된 다이 콘(16)에 고정될 수 있다. 추가로 나타낸 바와 같이, 다이 슬리브(12)의 후방 부분(18)은 압출 과정 동안 주변 다이 조립체(10)로부터 압출물의 배출을 위한 도관을 제공하도록 된 복수개의 원형 출구(24)를 슬리브 몸체(17)를 따라 한정한다. 대안에서는, 복수개의 출구(24)는 정사각형, 직사각형, 부채꼴 또는 불규칙 형태와 같은 다양한 형태를 가질 수 있다. 추가로 나타낸 바와 같이, 다이 슬리브(12)의 후방 부분(18)은, 개구(72)를 둘러싸며 한 쌍의 대향 슬롯(82A, 82B)을 한정하는 원형 플랜지(37)를 포함할 수 있으며, 이 슬롯들은 다이 슬리브(12)를 압출기에 결합시킬 때 다이 슬리브(12)를 적절하게 정렬시키기 위해 사용된다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 주변 다이 조립체(10)가 완전히 조립될 때, 다이 인서트(14)는 다이 슬리브(12)의 전방 부분(20)에 고정된 다이 슬리브(12)의 후방 부분(18) 내에 배치되어 다이 콘(16)의 원뿔 면(56)이 챔버(31)를 향해 배향되게 되고 후방 부분(18)과 전방 부분(20) 사이에서 싸여지게 된다. 이 배향에서, 원뿔 면(56)은 다이 인서트(14)의 전면(27)과 작동가능하게 결부된다. 그와 같이, 각각의 인접한 유동 전환기(38)의 대향 측벽(50)들, 다이 인서트(14)의 저부 부분(64), 및 다이 콘(16)의 원뿔 면(56)은 각각의 출구(24)와 연통하는 각각의 유동 채널(40)을 총체적으로 한정한다. 상기에 설명된 다이 슬리브(12)와 다이 인서트(14)와 다이 콘(16) 사이에 한정된 유동 채널(40)은 유동 채널(40)의 4면 모두에서 테이퍼형으로 될 수 있다. 따라서, 유동 채널(40)은 입구(84)로부터 각각의 유동 채널(40)의 출구(24)까지 4면 모두에서 내측으로 점점 테이퍼형으로 된다.
도 5A를 참고하면, 유동 채널(40)을 통한 유동 경로 "A"를 예시하는 확대도가 도시되어 있다. 구체적으로는, 유동 채널(40)은 다이 인서트(14)에 의해 한정된 개구(70)를 통해 출구(24)와 연통한다.
압출 과정 동안, 주변 다이 조립체(10)는 압출기와 작동가능하게 결합되며, 다이 인서트(14)의 후면(29)에 의해 한정된 웰(52)과 접촉하고 유동 경로 A에 의해 나타낸 바와 같이 좁은 통로(throat)(34) 내로 유동하여 내부 공간 개구(36)에 들어가는 가소화된 혼합물을 생성한다. 가소화된 혼합물은 다이 인서트(14)에 의해 한정된 내부 공간(44)에 들어갈 수 있으며 각각의 테이퍼형 유동 채널(42)의 입구(84)에 들어갈 수 있다. 가소화된 혼합물은 이어서 각각의 유동 채널(42)을 통해 유동하고, 주변 다이 조립체(10)에 의해 생성된 압출물에서 단백질 섬유의 상당한 정렬을 야기하는 방식으로 각각의 출구(24)로부터 빠져 나간다.
출구(24)의 폭 및 높이 치수는 혼합물의 압출 전에 선택 및 설정되어서 원하는 치수를 가진 섬유 물질 압출물을 제공한다. 출구(들)(24)의 폭은 압출물이 입방체형 고기 덩어리로부터 스테이크 필레(steak filet)까지를 닮도록 설정될 수 있으며, 출구(들)(24)의 폭이 넓어지면 압출물의 입방체형 덩어리같은 성질이 감소되고 압출물의 필레같은 성질은 증가된다. 예시적 실시 형태에서, 출구(들)(24)의 폭은 약 5 ㎜ 내지 약 40 ㎜의 폭으로 설정될 수 있다.
출구(들)(24)의 높이 치수는 원하는 두께의 압출물을 제공하도록 설정될 수 있다. 출구(들)(24)의 높이는 매우 얇은 압출물 또는 두꺼운 압출물을 제공하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 출구(들)(24)의 높이는 약 1 ㎜ 내지 약 30 ㎜ 로 설정될 수 있다. 예시적 실시 형태에서, 출구(들)(24)의 높이는 약 8 ㎜ 내지 약 16 ㎜로 설정될 수 있다.
출구(들)(24)가 둥근 모양일 수 있음이 또한 고려된다. 출구(들)(24)의 직경은 원하는 두께의 압출물을 제공하도록 설정될 수 있다. 출구(들)(24)의 직경은 매우 얇은 압출물 또는 두꺼운 압출물을 제공하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 출구(들)(24)의 직경은 약 1 ㎜ 내지 약 30 ㎜ 로 설정될 수 있다. 예시적 실시 형태에서, 출구(들)(24)의 직경은 약 8 ㎜ 내지 약 16 ㎜로 설정될 수 있다.
본 발명에 사용하기에 적합한 다른 주변 다이 조립체는 미국 특허 출원 제 60/882,662호에 개시되며, 이것은 그의 전체 내용이 본 명세서에 참고로 포함된다.
압출물은 다이 조립체를 나온 후 절단될 수 있다. 압출물 절단에 적합한 장치는 웬저 매뉴팩쳐링, 인크.(미국 캔사스주 사베타 소재) 및 클렉스트랄, 인크.(미국 플로리다주 탐파 소재)에 의해 제조된 가요성 나이프를 포함한다. 전형적으로, 절단 장치의 속도는 약 1000 rpm 내지 약 2500 rpm이다. 예시적 실시 형태에서, 절단 장치의 속도는 약 1600 rpm이다.
압출물을 추가로 미분화하여 압출물의 평균 입자 크기를 감소시킬 수 있다. 전형적으로, 감소된 압출물의 평균 입자 크기는 약 0.1 ㎜ 내지 약 40.0 ㎜이다. 일 실시 형태에서, 감소된 압출물의 평균 입자 크기는 약 5.0 ㎜ 내지 약 30.0 ㎜이다. 다른 실시 형태에서, 감소된 압출물의 평균 입자 크기는 약 0.5 ㎜ 내지 약 20.0 ㎜이다. 추가 실시 형태에서, 감소된 압출물의 평균 입자 크기는 약 0.5 ㎜ 내지 약 15.0 ㎜이다. 추가의 실시 형태에서, 감소된 압출물의 평균 입자 크기는 약 0.75 ㎜ 내지 약 10.0 ㎜이다. 또 다른 실시 형태에서, 감소된 압출물의 평균 입자 크기는 약 1.0 ㎜ 내지 약 5.0㎜이다. 입자 크기를 감소시키기에 적합한 장치는 해머 밀, 예를 들어, 호소카와 마이크론 리미티드(Hosokawa Micron Ltd.)에 의해 제조된 마이크로 해머 밀(Mikro Hammer Mill), 쉬 후이 머시너리 컴퍼니, 리미티드(She Hui Machinery Co., Ltd.,)에 의해 제조된 피츠 밀(Fitz Mill), 및 코미트롤(Comitrol), 예를 들어, 얼쉘 래보러토리즈 인크.(Urschel Laboratories, Inc.)에 의해 제조된 것들을 포함한다.
만일 사용된다면, 건조기는 일반적으로 공기 온도가 변할 수 있는 복수개의 건조 구역을 포함한다. 당업계에 알려진 예에는 대류식 건조기가 포함된다. 압출물은 원하는 수분 함량을 가진 압출물을 제조하기에 충분한 시간 동안 건조기에 존재할 것이다. 따라서, 공기의 온도는 중요하지 않으며, 보다 낮은 온도가 사용될 경우(예를 들어, 50℃) 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. 전형적으로, 압출물은 원하는 수분 함량을 가진 압출물을 제공하기에 충분한 시간 동안 건조기에 존재한다. 일반적으로, 압출물은 적어도 약 45분 동안 그리고 보다 일반적으로, 적어도 약 65분 동안 건조된다. 대안적으로, 압출물은 더 오랜 시간 동안 약 70℃와 같은 낮은 온도에서 건조될 수 있다. 적합한 건조기는 CPM 울버린 프록터(Wolverine Proctor) (미국 노스캐롤라이나주 렉싱턴), 내셔널 드라잉 머시너리 컴퍼니(National Drying Machinery Co.) (미국 펜실베이니아주 필라델피아), 웬저(미국 캔사스주 사베타), 클렉스트랄(미국 플로리다주 탐파), 및 뷜러(Buehler) (미국 일리노이주 레이크 블러프)에 의해 제조된 것들을 포함한다.
다른 선택사항은 마이크로파에 의해 보조된 건조를 사용하는 것이다. 이 실시 형태에서, 대류식 및 마이크로파 가열의 조합을 이용하여 원하는 수분으로 생성물을 건조시킨다. 마이크로파에 의해 보조된 건조는 생성물의 표면에의 강제 대류식 가열 및 건조를 이용함과 동시에 생성물을 생성물에 남아 있는 수분을 표면으로 가압하는 마이크로파 가열에 노출시켜 대류식 가열과 건조가 생성물을 계속 건조시키도록 함으로써 달성된다. 대류식 건조기 파라미터는 이전에 논의된 바와 동일하다. 부가물은 마이크로파-가열 요소이며, 마이크로파 출력은 원하는 최종 생성물 수분뿐만 아니라 건조될 생성물에 따라 조정된다. 한 예로서, 생성물은 마이크로파 에너지를 생성물에 공급하기 위한 도파관 및 마이크로파가 오븐에서 이탈하는 것을 방지하도록 설계된 초크를 구비한 터널을 포함하는 오븐을 통해 수송될 수 있다. 생성물이 터널을 통해 수송될 때, 대류식 및 마이크로파 가열은 동시에 작동하여 생성물의 수분 함량을 낮추어 건조시킨다. 전형적으로, 공기 온도는 50℃ 내지 약 80℃이며, 마이크로파 출력은 생성물, 생성물이 오븐 내에 있는 시간, 및 원하는 최종 수분 함량에 따라 변한다.
바람직한 수분 함량은 압출물의 의도된 응용에 따라 광범위하게 변할 수 있다. 일반적으로 말해서, 압출된 물질은 건조되면, 중량 기준으로 약 5% 내지 약 11%의 수분 함량을 가지며, 물이 흡수되고 섬유가 분리될 때까지 물에서 수화될 필요가 있다. 만일 단백질 물질이 건조되지 않거나 완전히 건조되지 않으면, 그 수분 함량은 더 높아 일반적으로 중량 기준으로 약 16% 내지 약 30%이다. 만일 수분 함량이 높은 단백질 물질이 생성되면, 단백질 물질은 생성물 신선도를 보장하고 오염을 최소화하기 위하여 즉시 사용 또는 냉동을 필요로 할 수 있다.
건조된 압출물을 추가로 미분화하여 압출물의 평균 입자 크기를 감소시킬 수 있다. 전형적으로, 감소된 건조 압출물의 평균 입자 크기는 약 0.1 ㎜ 내지 약 40.0 ㎜이다. 일 실시 형태에서, 감소된 건조 압출물의 평균 입자 크기는 약 5.0 ㎜ 내지 약 30.0 ㎜이다. 다른 실시 형태에서, 감소된 건조 압출물의 평균 입자 크기는 약 0.5 ㎜ 내지 약 20.0 ㎜이다. 추가 실시 형태에서, 감소된 건조 압출물의 평균 입자 크기는 약 0.5 ㎜ 내지 약 15.0 ㎜이다. 추가의 실시 형태에서, 감소된 건조 압출물의 평균 입자 크기는 약 0.75 ㎜ 내지 약 10.0 ㎜이다. 또 다른 실시 형태에서, 감소된 건조 압출물의 평균 입자 크기는 약 1.0 ㎜ 내지 약 5.0 ㎜이다. 입자 크기를 감소시키기에 적합한 장치는 해머 밀, 예를 들어, 호소카와 마이크론 리미티드에 의해 제조된 마이크로 해머 밀, 쉬 후이 머시너리 컴퍼니, 리미티드에 의해 제조된 피츠 밀, 및 코미트롤, 예를 들어, 얼쉘 래보러토리즈 인크.에 의해 제조된 것들을 포함한다.
(d) 구조화된 단백질 생성물의 특징
상기에서 생산된 압출물은 전형적으로 사실상 정렬된 단백질 섬유들을 가진 구조화된 단백질 생성물을 포함한다. 본 발명의 내용에서, "사실상 정렬된"은 일반적으로 구조화된 단백질 생성물을 형성하는 단백질 섬유의 상당히 높은 백분율이 수평 평면에서 볼 때 약 45°각도 미만에서 서로 인접하도록 하는 단백질 섬유의 배열을 말한다. 전형적으로, 구조화된 단백질 생성물을 구성하는 단백질 섬유의 평균 적어도 55%가 사실상 정렬된다. 다른 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물을 구성하는 단백질 섬유의 평균 적어도 60%가 사실상 정렬된다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물을 구성하는 단백질 섬유의 평균 적어도 60%가 사실상 정렬된다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물을 구성하는 단백질 섬유의 평균 적어도 80%가 사실상 정렬된다. 또 다른 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물을 구성하는 단백질 섬유의 평균 적어도 90%가 사실상 정렬된다.
단백질 섬유 정렬 정도를 결정하는 방법은 당업계에 알려져 있으며 현미경 이미지에 기초한 시각적 결정을 포함한다. 예로써, 도 1 및 2는 상당히 망상구조인 단백질 섬유를 가진 단백질 생성물에 비교한 사실상 정렬된 단백질 섬유를 가진 구조화된 단백질 생성물 사이의 차이를 보여주는 현미경 이미지를 도시한다. 도 1은 단백질 섬유가 사실상 정렬된 섹션 IAc에 따라 제조된 구조화된 단백질 생성물을 도시한다. 대조적으로, 도 2는 상당히 망상구조이며 사실상 정렬되지 않은 단백질 섬유를 함유한 단백질 생성물을 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 단백질 섬유는 사실상 정렬되기 때문에, 본 발명에 이용되는 구조화된 단백질 생성물은 일반적으로 조리된 근육살(muscle meat)의 텍스처 및 주도(consistency)를 갖는다. 구조화된 단백질 생성물은 텍스처화된 근육살의 일반적인 특징을 갖는다. 이와는 대조적으로, 랜덤하게 배향되거나 망상구조인 단백질 섬유를 가진 종래의 압출물은 일반적으로 부드럽거나 해면질 같은 텍스처를 갖는다.
단백질 물질이 환원당과 공압출되는 소정의 실시 형태에서는, 메일라드(Maillard) 반응이 일어날 수 있으며, 생성된 구조화된 단백질 생성물은 일반적으로 진한 색을 갖는다. 반응 조건에 따라, 색은 원하는 분쇄된 동물 고기 생성물의 색에 매치되도록 최적화될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 색은 갈색 색조, 예를 들어, 연갈색, 중간 갈색, 및 진한 갈색일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 색은 황갈색 색조, 예를 들어, 연한 황갈색, 중간 황갈색, 및 진한 황갈색일 수 있다.
사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖는 것 외에, 구조화된 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 텍스처와 외양을 구조화된 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 1에 개시된다. 일반적으로 말해서, 본 발명의 구조화된 단백질 생성물의 평균 전단 강도는 적어도 1400 g일 것이다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물의 평균 전단 강도는 약 1500 내지 약 1800 g일 것이다. 또 다른 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물의 평균 전단 강도는 약 1800 내지 약 2000 g일 것이다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물의 평균 전단 강도는 약 2000 내지 약 2600 g일 것이다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물의 평균 전단 강도는 적어도 2200 g일 것이다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물의 평균 전단 강도는 적어도 2300 g일 것이다. 또 다른 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물의 평균 전단 강도는 적어도 2400 g일 것이다. 또 다른 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물의 평균 전단 강도는 적어도 2500 g일 것이다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물의 평균 전단 강도는 적어도 2600 g일 것이다.
구조화된 단백질 생성물에서 형성된 단백질 섬유의 크기를 정량하는 수단은 단편 특성화 시험에 의해 이루어질 수 있다. 단편 특성화는 구조화된 단백질 생성물에서 형성된 큰 조각의 백분율을 일반적으로 결정하는 시험이다. 간접적인 방식으로, 단편 특성화 백분율은 구조화된 단백질 생성물에서 단백질 섬유 정렬의 정도를 정량화하기 위한 추가 수단을 제공한다. 일반적으로 말해서, 큰 조각의 백분율이 증가하면, 구조화된 단백질 생성물내에 정렬된 단백질 섬유의 정도 또한 전형적으로 증가한다. 역으로, 큰 조각의 백분율이 감소함에 따라, 구조화된 단백질 생성물 내에서 정렬되는 단백질 섬유의 정도가 또한 전형적으로 감소한다. 단편 특성화를 결정하는 방법은 실시예 2에서 상세히 설명된다. 본 발명의 구조화된 단백질 생성물은 전형적으로 평균 단편 특성화가 적어도 10 중량%인 큰 조각이다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물은 평균 단편 특성화가 약 10 중량% 내지 약 15 중량%의 큰 조각이다. 다른 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물은 평균 단편 특성화가 약 15 중량% 내지 약 20 중량%의 큰 조각이다. 또 다른 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물은 평균 단편 특성화가 약 20 중량% 내지 약 25 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 단백질 생성물은 일반적으로 사실상 정렬된 단백질 섬유들을 가지고, 평균 전단 강도가 적어도 1400 g이며, 평균 단편 특성화가 적어도 10 중량%인 큰 조각이다. 보다 전형적으로, 구조화된 단백질 생성물은 적어도 55% 정렬된 단백질 섬유를 가지고, 평균 전단 강도가 적어도 1800 g이며, 그리고 평균 단편 특성화가 적어도 15 중량%의 큰 조각일 것이다. 예시적인 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물은 적어도 55% 정렬된 단백질 섬유들을 가지고, 평균 전단 강도가 적어도 2000 g이며 평균 단편 특성화가 적어도 17 중량%의 큰 조각일 것이다. 다른 예시적 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물은 적어도 55% 정렬된 단백질 섬유들을 가지고, 평균 전단 강도가 적어도 2200 g이며, 평균 단편 특성화가 적어도 20 중량%의 큰 조각일 것이다. 추가 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물은 적어도 55% 정렬된 단백질 섬유들을 가지고, 평균 전단 강도가 적어도 2400 g이며, 평균 단편 특성화가 적어도 20 중량%의 큰 조각일 것이다.
B 동물 고기
본 발명의 가공된 고기 조성물은 재가공된 동물 고기 생성물을 추가로 포함한다. 재가공된 동물 고기 생성물은 전형적으로 가공된 고기 생성물의 제조 동안 남겨진 가공된 고기 생성물의 조각이다. 본 발명의 가공된 고기 조성물은 선택적으로 제형 내에 조리되지 않은 동물 고기를 추가로 포함할 수 있다.
(a) 재가공된 동물 고기 생성물
전형적으로, 재가공된 동물 고기 생성물은 가공된 고기 생성물의 제조 동안 남겨진 가공된 고기 생성물의 조각일 것이다. 가공된 고기 생성물은 부서지거나, 보기 흉하거나, 분할된 케이싱을 갖거나, 불균일하게 훈연되거나, 사용할 수 없는 끝부분 등일 수 있다. 본 발명의 조성물에 포함될 수 있는 적합한 재가공된 동물 고기 생성물의 비제한적인 예로는 핫도그, 소시지, 키엘바사(kielbasa), 초리조, 볼로냐, 햄, 베이컨, 런천미트 생성물, 통조림된 분쇄육 생성물, 통조림된 유화된 고기 생성물 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 재가공된 동물 고기 생성물이 있다. 재가공된 동물 고기 생성물은 하기에 상술하는 바와 같이, 소, 돼지, 양, 염소, 야생 사냥 동물, 가금류, 닭류, 생선, 및/또는 해산물 유래의 고기를 포함할 수 있다. 살균 조건 하에서 밀봉되거나 냉동되지 않으면, 재가공된 고기 생성물은 일반적으로 4℃ 이하의 온도에서 보관될 것이다.
(b) 조리되지 않은 동물 고기
가공된 고기 조성물은 선택적으로 제형 내에 조리되지 않은 동물 고기를 추가로 포함할 수 있다. 사용되는 동물 고기는 바람직하게는 소시지, 프랑크프루터 또는 기타 가공된 고기 생성물을 형성하는 데 유용한 임의의 고기이다. 동물 고기는 투과성 또는 불투과성 케이싱을 충전하는 데 유용할 수 있고/있거나 햄버거, 미트 로프, 및 잘게 다진 고기 생성물과 같은 분쇄육 응용에서 유용할 수 있다.
"고기"라는 용어는 소, 돼지, 양 및 염소의 살코기뿐만 아니라, 말, 고래 및 기타 포유류, 가금류 및 생선에도 적용되는 것으로 이해된다. "고기 부산물"이라는 용어는 포유류, 가금류 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 그리고 어쏘시에이션 오브 아메리칸 피드 컨트롤 오피셜즈, 인코포레이티드(Association of American Feed Control Officials, Incorporated.)에서 발간한 식품 성분 정의에서의 용어 "고기 부산물"에 포함되는 그러한 구성요소를 포함하는 도살된 동물의 몸통의 비정제 부분을 말하고자 한다. "고기" 및 "고기 부산물"이라는 용어는 어쏘시에이션에 의해 정의된 동물, 가금류 및 해양 산물 모두에 적용되는 것으로 이해된다.
동물 고기는 양, 소, 염소, 돼지 및 말로 이루어진 군으로부터 선택된 농장 동물 유래의 것과 같은 포유류 고기일 수 있다. 동물 고기는 가금류 또는 닭류, 예를 들어, 닭, 오리, 거위 또는 칠면조 유래의 것일 수 있다. 대안적으로, 동물 고기는 사냥 동물 유래의 것일 수 있다. 적합한 사냥 동물의 비제한적인 예에는 버팔로, 사슴, 엘크, 말코손바닥사슴, 순록, 삼림순록, 영양, 토끼, 다람쥐, 비버, 사향뒤지, 주머니쥐, 너구리, 아르마딜로, 호저, 및 뱀이 포함된다. 추가 실시 형태에서, 동물 고기는 생선 또는 해산물 유래의 것일 수 있다. 적합한 생선의 비제한적인 예에는 배스, 잉어, 메기, 날쌔기, 대구, 그루퍼, 가자미, 해덕, 호키, 농어, 폴락, 연어, 도미, 서대기, 송어, 참치, 화이트피쉬, 및 민대구가 포함된다. 해산물의 비제한적인 예에는 새우, 바닷가재, 대합 조개, 게, 홍합 및 굴이 포함된다.
예로서, 다양한 구조화된 식물성 단백질 특허에 있어서 구체적으로 정의된 고기 및 고기 성분은 온전한(intact) 또는 분쇄된 쇠고기, 돼지고기, 새끼양고기, 양고기, 말고기, 염소 고기, 고기, 가금류(닭, 오리, 거위 또는 칠면조와 같은 가금)의 지방 및 껍질 및 보다 구체적으로 임의의 닭류(임의의 새 종)로부터의 살코기 조직, 메기, 참치, 철갑상어, 연어, 농어, 머스키(muskie), 창꼬치, 보우핀(bowfin), 동갈치, 주걱철갑상어, 도미(bream), 잉어, 숭어, 월아이(walleye), 가물치 및 크래피와 같은 담수 및 염수 생선 둘 모두로부터 유래된 어육, 조개와 갑각류 기원의 동물 살코기, 냉동된 생선, 닭고기, 쇠고기, 돼지고기 등을 톱질한 것으로부터의 냉동 잔류물과 같은 가공으로부터 유래된 동물 살코기의 잘라낸 부분(trim) 및 동물 조직, 닭껍질, 돼지껍질, 생선 껍질, 동물 지방, 예를 들어, 쇠고기 지방, 돼지고기 지방, 양고기 지방, 닭고기 지방, 칠면조 지방, 정제된 동물 지방, 예를 들어, 라드 및 우지, 풍미가 향상된 동물 지방, 분획화되거나 추가 가공된 동물 지방 조직, 미세 텍스처(finely textured) 쇠고기, 미세 텍스처 돼지고기, 미세 텍스처 양고기, 미세 텍스처 닭고기, 저온 정제 동물 조직, 예를 들어, 저온 정제 쇠고기 및 저온 정제 돼지고기, 기계적 분리육(mechanically separated meat) 또는 기계발골육(mechanically deboned meat, MDM)(다양한 기계적 수단에 의해 뼈로부터 제거된 고기 살코기), 예를 들어 , 기계적 분리 쇠고기, 기계적 분리 돼지고기, 기계적 분리 생선, 기계적 분리 닭고기, 기계적 분리 칠면조, 임의의 조리된 동물 살코기 및 임의의 동물 종으로부터 유래된 내장(organ meat)을 포함한다. 고기 살코기는 동물 조직의 염 분획화로부터 유래된 근육 단백질 분획, 동물 근육 또는 고기의 등전(isoelectric) 분획화 및 침전으로부터 유래된 단백질 성분 및 온도체육(hot boned meat), 및 기계적으로 준비된 콜라겐 조직과 젤라틴을 포함하도록 확대되어야 한다. 부가적으로, 물소, 사슴, 엘크, 말코손바닥사슴, 순록, 삼림순록, 영양, 토끼, 곰, 다람쥐, 비버, 사향뒤지, 주머니쥐, 너구리(raccoon), 아르마딜로 및 호저와 같은 사냥 동물뿐만 아니라 뱀, 거북 및 도마뱀과 같은 파충류 생물의 고기, 지방, 결합 조직 및 내장도 고기로 간주되어야 한다.
예로서, 고기는 예를 들어, 정상적으로 고기 살코기에 수반되는, 위에 놓인 동반되는 지방, 및 피부, 힘줄, 신경 및 혈관의 일부가 있거나 없는, 혀, 횡경막, 심장 또는 식도에서 발견되는 평활근, 또는 골격근인 횡문근을 포함한다. 고기 부산물의 예로는 기관 및 조직, 예를 들어, 폐, 비장, 신장, 뇌, 간, 혈액, 뼈, 부분 탈지된 저온 지방 조직, 위, 내용물이 없는 장 등이 있다. 가금류 부산물은 머리, 발, 및 배설물 내용물과 외래 물질이 없는 내장과 같은 몸통의 비정제된 깨끗한 부분을 포함한다.
또한, 제품의 의도된 용도에 따라 다양한 고기 형태가 본 발명에 사용될 수 있다고 생각된다. 예를 들어, 분쇄되거나 덩어리 또는 스테이크 형태인 전체 고기 근육이 사용될 수 있다. 추가 실시 형태에서는, 변경되지 않은 또는 온전한 고기 조각인 전체 근육살 조각이 사용될 수 있다. 추가 실시 형태에서, 기계발골육(MDM)이 사용될 수 있다. 본 발명의 내용에서, MDM은 구매가능한 장비를 이용하여, 쇠고기, 돼지고기 및 닭고기 뼈와 같은 다양한 동물 뼈로부터 회수된 고기 페이스트를 비롯한 임의의 기계발골육이다. MDM은 일반적으로 그대로의 근육에서 발견되는 천연 섬유 텍스처가 없는 비텍스처화 미분 생성물이다. 다른 실시 형태에서, MDM과 전체 고기 근육의 조합을 사용할 수 있다.
먼저 뼈 및 부착된 동물 조직을 부수고 이어서 체 또는 유사한 스크리닝 기구를 통해 뼈를 제외한 동물 조직을 통과시켜, 동물 조직으로부터 뼈를 분리하는 고압 기계류를 사용하여 기계적으로 발골되거나 분리된 신선육을 생성하는 것은 당업계에 잘 알려져 있다. 본 발명에서 동물 조직은 근육 조직, 기관 조직, 결합 조직, 및 껍질을 포함할 수 있다. 이 과정은 배터-유사 주도를 가진, 연한 동물 조직의 텍스처화되지 않은, 페이스트-유사 블렌드를 형성하며 보편적으로 MDM으로 지칭된다. 이 페이스트-유사 블렌드의 입자 크기는 약 0.25 내지 약 10 ㎜이다. 다른 실시 형태에서, 이 입자 크기는 최대 약 5 ㎜이다. 추가 실시 형태에서, 이 입자 크기는 최대 약 3 ㎜이다.
신선육으로도 알려진 동물 조직은 바람직하게는 가공 전에 미생물 부패를 피하기 위하여 적어도 사실상 냉동된 형태로 제공되지만, 일단 고기가 분쇄되면, 개별 스트립 또는 조각으로의 절단성을 제공하기 위하여 이것을 냉동시킬 필요는 없다. 고기 밀(meal)과 달리, 신선육은 약 50%를 넘는 자연적인 높은 수분 함량을 가지며 단백질이 변성되지 않는다.
본 발명에 사용되는 신선(비조리) 동물 고기는 사람이 소비하기에 적합한 임의의 식용 고기일 수 있다. 고기는 비정제되고 비건조된 신선육, 신선육 제품, 신선육 부산물, 및 이들의 혼합물일 수 있다. 미분화된 고기 생성물을 포함하는 동물 고기 또는 고기 생성물은 일반적으로 완전히 냉동되거나 적어도 사실상 냉동된 상태로 매일 공급되어 미생물 부패를 피한다. 일 실시 형태에서, 동물 고기의 온도는 약 -40℃ 미만이다. 다른 실시 형태에서, 고기의 온도는 약 -20℃ 미만이다. 또 다른 실시 형태에서, 고기의 온도는 약 -4℃ 내지 약 6℃이다. 추가 실시 형태에서, 고기의 온도는 약 -2℃ 내지 약 2℃ 이다. 냉장 보관되거나 냉장된 고기가 사용될 수도 있지만, 공장 부지에서 장기간 동안 다량의 비냉동 고기를 보관하는 것은 일반적으로 비실용적이다. 냉동된 생성물은 냉장 보관되거나 냉장된 생성물보다 더 오랜 선적 기간(lay time)을 제공한다. 본 발명의 방법에 사용될 수 있는 동물 고기 생성물의 비제한적인 예에는 돼지 앞다리살, 소 앞다리살, 소 옆구리살, 칠면조 넓적다리살, 소 간, 소과 동물(ox) 심장, 돼지 심장, 돼지 머리, 돼지 치맛살, 소 기계발골육, 돼지 기계발골육, 및 닭 기계발골육이 포함된다.
냉동된 동물 고기 대신에, 새로 준비되는 동물 고기가 약 4℃를 초과하지 않는 온도에서 보관되는 한은, 동물 고기는 가공된 고기 생성물의 제조를 위해 새로 준비될 수 있다.
냉동되거나 비냉동된 신선육의 수분 함량은 일반적으로 신선육의 중량 기준으로 적어도 약 50 중량%이며, 가장 흔히는 약 60 중량% 내지 약 75 중량%이다. 본 발명의 실시 형태에서, 냉동되거나 비냉동된 신선육의 지방 함량은 적어도 2 중량%이며, 일반적으로는 약 15 중량% 내지 약 50 중량%이다. 본 발명의 다른 실시 형태에서, 지방 함량이 약 10 중량% 미만인 고기 생성물과 탈지 고기 생성물이 사용될 수 있다.
냉동 또는 냉장 고기는 약 -18℃ 내지 약 0℃의 온도에서 보관될 수 있다. 이는 일반적으로 20 ㎏ 블록으로 공급된다. 냉동된 고기 블록은 전체 근육살, 고기 덩어리, 또는 분쇄된 고기일 수 있다. 사용시, 블록은 약 10℃까지 해동이 가능하며, 즉, 조절된 환경에서 녹이는 것이 가능하다. 따라서, 블록의 외층, 예를 들어, 최대 약 ¼ 인치의 깊이까지 녹이거나 해동되지만 여전히 약 0℃의 온도에 있을 수 있는 반면, 여전히 냉동된 상태인 블록의 나머지 내부 부분은 계속 해동되고 따라서 외부 부분이 약 10℃ 미만에서 유지된다.
(II) 가공된 고기 조성물 및 가공된 고기 조성물을 포함하는 식료품의 제조
가공된 고기 조성물은 구조화된 단백질 생성물 및 재가공된 동물 고기 생성물로부터 조제될 수 있다. 대안적으로, 가공된 고기 생성물은 구조화된 단백질 생성물, 재가공된 동물 고기 생성물, 및 비조리된 동물 고기로부터 조제될 수 있다. 가공된 고기 생성물을 생성하는 방법은 일반적으로 구조화된 단백질 생성물을 수화시키는 단계, 필요하면 그 입자 크기를 감소시키는 단계, 선택적으로, 구조화된 단백질 생성물에 풍미를 더하고 이를 착색하는 단계, 이것을 재가공된 동물 고기 생성물과 혼합하는 단계, 선택적으로, 이것을 비조리된 동물 고기와 혼합하는 단계, 및 조성물을 식료품으로 추가 가공하는 단계를 포함한다.
A 구조화된 단백질 생성물의 수화
구조화된 단백질 생성물은 재수화를 위해 물과 혼합될 수 있다. 구조화된 단백질 생성물에 첨가되는 물의 양은 변할 수 있으며 변할 것이다. 물 대 구조화된 단백질 생성물의 비는 약 1.5:1 내지 약 4:1 범위일 수 있다. 일 실시 형태에서, 물 대 구조화된 단백질 생성물의 비는 약 2.5:1일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 물 대 구조화된 단백질 생성물의 비는 약 3:1일 수 있다.
가공된 고기 조성물에서 구조화된 단백질 생성물의 농도는 중량 기준으로 약 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 또는 50%일 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물의 농도는 약 5 중량% 내지 약 40 중량% 범위일 수 있다. 다른 바람직한 실시 형태에서, 구조화된 단백질 생성물의 농도는 약 10 중량%일 수 있다.
구조화된 단백질 생성물의 입자 크기는 수화된 생성물을 분쇄, 단편화, 절단, 또는 초핑함으로써 더 감소될 수 있다. 입자 크기는 제조되는 가공된 고기 생성물에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 전형적으로, 감소된 수화된 생성물의 평균 입자 크기는 약 0.1 ㎜ 내지 약 40.0 ㎜이다. 일 실시 형태에서, 감소된 수화된 생성물의 평균 입자 크기는 약 5.0 ㎜ 내지 약 30.0 ㎜이다. 다른 실시 형태에서, 감소된 수화된 생성물의 평균 입자 크기는 약 0.5 ㎜ 내지 약 20.0 ㎜이다. 추가 실시 형태에서, 감소된 수화된 생성물의 평균 입자 크기는 약 0.5 ㎜ 내지 약 15.0 ㎜이다. 추가 실시 형태에서, 감소된 수화된 생성물의 평균 입자 크기는 약 0.75 ㎜ 내지 약 10.0 ㎜이다. 또 다른 실시 형태에서, 감소된 수화된 생성물의 평균 입자 크기는 약 1.0 ㎜ 내지 약 5.0 ㎜이다. 입자 크기를 감소시키기에 적합한 장치는 해머 밀, 예를 들어, 쉬 후이 머시너리 컴퍼니, 리미티드에 의해 제조된 피츠 밀, 및 코미트롤, 예를 들어, 얼쉘 래보러토리즈 인크.에 의해 제조된 것들을 포함한다.
B 재가공된 고기 생성물과의 블렌딩
본 방법은 수화된, 구조화된 단백질 생성물을 재가공된 동물 고기 생성물과 블렌딩하는 것을 추가로 포함하며, 이는 섹션 IB에서 상기에 설명되었다. 재가공된 고기 생성물은 분쇄되거나 단편화될 수 있으며, 그 직경 또는 주도는 응용에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 일반적으로, 수화된 구조화된 단백질 생성물은 유사한 입자 크기를 가진 재가공된 고기 생성물과 블렌딩될 것이다.
본 발명의 가공된 고기 조성물 중 재가공된 고기 생성물의 농도는 중량 기준으로 약 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 또는 80%일 수 있다. 바람직한 실시 형태에서 재가공된 고기 생성물의 농도는 약 10 중량% 내지 약 60 중량% 범위일 수 있다. 다른 바람직한 실시 형태에서, 재가공된 고기 생성물의 농도는 약 40 중량% 내지 약 50 중량% 범위일 수 있다.
C 기타 성분과의 블렌딩
(a) 선택적인 비조리된 고기
본 발명의 가공된 고기 조성물은 선택적으로 제형 내에 조리되지 않은 동물 고기를 포함할 수 있다. 적합한 고기는 상기 섹션 IBb에 개시되었다. 비조리된 동물 고기의 농도는 약 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 또는 50%일 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 가공된 고기 제형 중 비조리된 고기의 농도는 약 5 중량% 내지 약 30 중량% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 비조리된 고기의 농도는 약 10 중량%일 수 있다. 일반적으로, 비조리된 동물 고기의 입자 크기는 구조 단백질 생성물과 재가공된 고기 생성물의 블렌드의 입자 크기와 동일한 입자 크기이거나 그보다 더 작은 입자 크기를 가질 것이다.
(b) 선택적인 pH-강하제
가공된 고기 조성물은 선택적으로 또한 pH-강하제를 포함할 수 있다. 몇몇 pH-강하제가 본 발명에 사용하기에 적합하다. pH-강하제는 무기물일 수 있다. 대안적으로, pH-강하제는 유기물일 수 있다. 예시적 실시 형태에서, pH-강하제는 식품 등급 식용 산이다. 본 발명에 사용하기 적합한 비제한적인 산은 아세트산, 락트산, 염산, 인산, 시트르산, 타르타르산, 말산 및 그 조합을 포함한다. 예시적 실시 형태에서, pH 강하제는 락트산이다.
본 발명에 이용되는 pH-강하제의 양은 다양한 파라미터에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 비제한적인 예로서, pH-강하제의 양은 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, pH-강하제의 양은 약 0.05 중량% 내지 약 5 중량% 범위일 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, pH-강하제의 양은 약 0.1 중량% 내지 약 3 중량% 범위일 수 있다.
(c) 선택적인 착색제
가공된 고기 조성물은 조성물의 색상이 조성물이 모사하는 가공된 동물 고기의 색상을 닮도록 적합한 착색제(들)와 조합될 수 있음이 또한 고려된다. 본 발명의 조성물은 진한 색의 동물 고기 또는 연한 색의 동물 고기와 유사하도록 착색될 수 있다. 예로서, 조성물은 천연 착색제, 천연 착색제들의 조합, 인공 착색제, 인공 착색제들의 조합, 또는 천연 착색제와 인공 착색제의 조합으로 착색될 수 있다. 적합한 착색제의 예는 상기 섹션 IAb에 열거되었다. 착색제 또는 착색제들의 유형 및 착색제 또는 착색제들의 농도는 모사될 가공된 동물 고기의 색상에 맞도록 조정될 것이다. 천연 식품 착색제의 최종 농도는 약 0.01 중량% 내지 약 4 중량% 범위일 수 있다. 고기 조성물은 pH를 착색제를 위한 최적 범위로 유지하기 위하여 산도 조절제를 추가로 포함할 수 있다. 산도 조절제는 산미제일 수 있다. 적합한 산미제의 예는 상기 섹션 IAb에 열거되었다. 산도 조절제는 또한 다이소듐 다이포스페이트와 같은 pH-상승제일 수 있다.
(d) 선택적인 기타 성분
가공된 고기 조성물은 또한 선택적으로 단리된 대두 단백질을 포함할 수 있다. 단리된 대두 단백질의 농도는 약 1 중량% 내지 약 20 중량% 범위일 수 있다. 일 실시 형태에서, 단리된 대두 단백질의 농도는 약 2 중량% 내지 약 15 중량% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 단리된 대두 단백질의 농도는 약 5 중량% 내지 약 10 중량% 범위일 수 있다.
증점제 또는 젤화제가 또한 가공된 고기 조성물에 포함될 수 있다. 적합한 증점제는 알긴산 및 그 염, 한천, 카라기난 및 그 염, 가공된 유케우마(Eucheuma) 해초, 고무(캐럽 빈(carob bean), 구아, 트래거캔스, 및 잔탄), 펙틴, 소듐 카르복시메틸셀룰로오스, 및 개질 전분을 포함한다.
가공된 고기 조성물은 선택적으로 또한 보존처리제를 포함할 수 있다. 적합한 보존처리제에는 트라이폴리인산나트륨, 염화나트륨, 아질산나트륨, 질산나트륨, 질산칼륨, 질산칼륨, 소듐 에리토르베이트 등이 포함된다. 보존처리제의 농도는 약 0.0001 중량% 내지 약 5 중량%, 그리고 더욱 바람직하게는 약 0.001 중량% 내지 약 2 중량% 범위일 수 있다. 보존처리제는 또한 선택적으로 당을 포함할 수 있다. 적합한 당은 글루코스(또는 덱스트로스), 메이플시럽, 옥수수 시럽, 옥수수 시럽 고체, 수크로스, 꿀 및 소르비톨을 포함한다. 가공된 고기 조성물 중의 당의 최종 농도는 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량% 범위일 수 있다.
산화방지제가 또한 가공된 고기 조성물에 포함될 수 있다. 산화방지제는 고기 생성물내의 다중불포화 지방산의 산화를 방지할 수 있으며, 산화방지제는 또한 가공된 고기 생성물에서 산화성 색 변화를 방지할 수 있다. 산화방지제는 천연 또는 합성 산화방지제일 수 있다. 적합한 산화방지제에는 아스코르브산 및 그 염, 아스코르빌 팔미테이트, 아스코르빌 스테아레이트, 아녹소머(anoxomer), N-아세틸시스테인, 벤질-아이소티오시아네이트, m-아미노벤조산, o-아미노벤조산, p-아미노벤조산(PABA), 부틸화 하이드록시아니솔(BHA), 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT), 카페인산, 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, 에스큘레틴, 에스큘린, 6-에톡시-1,2-다이하이드로-2,2,4-트라이메틸퀴놀린, 에틸 갈레이트, 에틸 말톨, 에틸렌다이아민테트라아세트산(EDTA), 유칼립투스 추출물, 유제놀, 페룰산, 플라보노이드(예를 들어, 카테킨, 에피카테킨, 에피카테킨 갈레이트, 에피갈로카테킨(EGC), 에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG), 폴리페놀 에피갈로카테킨-3-갈레이트), 플라본(예를 들어, 아피제닌, 크리신, 루테올린), 플라보놀(예를 들어, 다티세틴, 미리세틴, 다엠페로), 플라바논, 프락세틴, 푸마르산, 갈산, 용담 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, 노르다이하이드로구아이아레트산(NDGA), 옥틸 갈레이트, 옥살산, 팔미틸 시트레이트, 페노티아진, 포스파티딜콜린, 인산, 인산염, 피트산, 피틸루비크로멜, 피멘토 추출물, 프로필 갈레이트, 폴리인산염, 퀘르세틴, 트랜스-레스베라트롤, 로즈마리 추출물, 로스마린산, 세이지(sage) 추출물, 세사몰, 실리마린, 시납산, 석신산, 스테아릴 시트레이트, 시린지산, 타르타르산, 티몰, 토코페롤(즉, 알파-, 베타-, 감마- 및 델타-토코페롤), 토코트라이에놀(즉, 알파-, 베타-, 감마- 및 델타-토코트라이에놀), 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, 및 이들의 조합이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다.
가공된 고기 조성물 중 산화방지제의 농도는 약 0.0001 중량% 내지 약 20 중량% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 동물 고기 조성물 중 산화방지제의 농도는 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량% 범위일 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 동물 고기 조성물 중 산화방지제의 농도는 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량% 범위일 수 있다.
가공된 고기 조성물은 또한 선택적으로 최종 식료품의 풍미를 향상시키기 위하여 다양한 풍미제, 향신료, 또는 기타 성분을 포함할 수 있다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 가공된 고기 조성물에 첨가되는 성분의 선택은 제조될 식료품에 의존할 수 있으며 의존할 것이다. 예를 들어 가공된 고기 조성물은 추가로 풍미제, 예를 들어, 동물 고기 풍미료, 동물 고기 오일, 향신료 추출물, 향신료 오일, 천연 훈연액, 천연 훈연 추출물, 효모 추출물, 버섯 추출물, 및 표고버섯 추출물을 포함할 수 있다. 추가의 풍미제는 양파 풍미료, 마늘 풍미료, 또는 허브 풍미료를 포함할 수 있다. 가공된 고기 조성물은 추가로 풍미 증강제를 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 풍미 증강제의 예는 염, 글루탐산 염(예를 들어, 모노소듐 글루타메이트), 글리신 염, 구아닐산 염, 이노신산 염, 5'-리보뉴클레오티드 염, 가수분해된 단백질, 및 가수분해된 식물 단백질을 포함한다. 첨가될 수 있는 허브 또는 향신료는 올스파이스(allspice), 바질, 월계수 잎, 검은 후추, 캐러웨이 씨, 카옌 고추, 셀러리 잎, 차빌(chervil), 칠리 고추, 골파, 고수잎, 계피, 정향, 코리앤더(coriander), 큐민, 딜(dill), 회향, 생강, 마요라나, 겨자, 육두구, 파프리카, 파슬리, 오레가노(oregano), 로즈마리, 사프란, 세이지, 세이보리(savory), 개사철쑥, 백리향, 및 흰 후추를 포함한다.
마지막으로, 가공된 고기 조성물은 또한 최종 생성물을 영양적으로 강화시키기 위하여 비타민, 미네랄, 또는 오메가-3 지방산과 같은 영양소를 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. 적합한 오메가-3 지방산은 도코사헥사에노익산(DHA)을 포함한다.
D 가공된 고기 생성물로의 가공
상기한 범위 내에서, 구조화된 단백질 생성물, 물 및 가공된 고기 생성물의 선택된 양이 비조리된 동물 고기, pH-강하제, 풍미제, 착색제 및/또는 방부제와 같은 임의의 추가의 원하는 성분과 함께, 혼합 또는 초핑 볼(bowl)에서 함께 첨가될 수 있다. 혼합물은 균질한 블렌드를 형성하기에 충분한 시간 동안 성분들을 휘젓거나, 교반하거나 또는 혼합함으로써 블렌딩될 수 있다. 대안적으로, 성분들은 각각의 이전 성분이 혼합물 내로 완전히 혼합된 후 별도로 첨가될 수 있으며, 예를 들어, 수화된 구조화된 단백질 생성물이 적어도 하나의 착색제와 블렌딩될 수 있으며, 이어서 조리된 고기 생성물이 첨가되어 완전히 블렌딩될 수 있으며, 그리고 이어서 균질한 혼합물이 형성될 때까지 추가 성분 각각이 첨가되어 블렌딩될 수 있다.
혼합물의 휘젓기, 교반, 또는 혼합을 위한 종래 수단을 이용하여 균질한 블렌드를 생성할 수 있다. 혼합물의 블렌딩은 혼합물 내의 물질들을 나이프로 초핑하는 볼 초퍼, 또는 고기와 구조화된 단백질 성분의 사전추출된 혼합물을 아주 잘게 다지는 혼합기/유화 시스템으로 실시될 수 있다. 비제한적인 예시적인 초퍼/혼합기/유화기는 알피나(Alpina) 모델 PBV 90 20과 같은 볼 초퍼, 스테판(Stefhan) 모델 마이크로컷(Microcut) MC 15와 같은 민스 밀(mince mill), 코찌니(Cozzini) 연속 유화기 모델 AR 701과 같은 유화기, 또는 호바르트 푸드 커터(Hobart Food Cutter) 모델 넘버 84142를 포함한다.
이어서, 고기 혼합물은 전형적으로 사람 또는 동물 소비를 위한 다양한 모양을 갖는 다양한 식료품으로 가공될 것이다. 고기 혼합물로 형성될 수 있는 생성물의 비제한적인 예에는 핫도그, 비엔나 소시지, 프랑크프루터, 소시지 링크, 소시지 링, 볼로냐 롤, 런천 미트 롤 또는 로프, 및 통조림된 분쇄되거나, 잘게 다지거나, 유화된 고기 생성물이 포함된다. 가공 단계의 첫 번째는 최종 고기 생성물의 성형이다. 일 실시 형태에서, 고기 혼합물은 케이싱 내로 펌핑되어 핫도그, 소시지, 또는 볼로냐 롤을 형성할 수 있다. 케이싱은 투과성 케이싱, 예를 들어, 셀룰로오스 케이싱, 섬유 케이싱, 콜라겐 케이싱, 또는 천연 막일 수 있다. 대안적으로, 또는 케이싱은 불투과성 플라스틱 케이싱일 수 있다. 당업자는 케이싱의 길이와 직경이 제조되는 생성물에 따라 변할 수 있으며 변할 것임을 이해할 것이다. 다른 실시 형태에서, 고기 혼합물은 더 가공되기 전에 패티, 링크, 또는 다른 모양으로 성형될 수 있다. 성형된 고기 생성물은 배터로 코팅될 수 있고/있거나 이것은 브레딩으로 코팅될 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 고기 혼합물은 추가 가공을 위하여 밀봉성 포장재, 파우치 또는 캔에 도입될 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 고기 혼합물은 핫도그, 프랑크푸르터, 또는 소시지를 형성하기 위하여 케이싱 내에 채워진다.
일단 식료품이 형상화되거나 성형되면, 이것은 그 후 추가로 가공된다. 가공은 조리, 부분 조리, 냉동, 또는 보관 안정성 생성물의 생성을 위한 당업계에 알려진 임의의 방법을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 성형된 식료품은 현장에서 조리된다. 최종 고기 생성물의 조리를 위한 당업계에 알려진 임의의 방법을 사용할 수 있다. 조리 방법의 비제한적인 예에는 고온수 조리, 스팀 조리, 살짝 삶기(par-boiling), 살짝 튀기기(par-frying), 튀기기, 레토르트 조리, 제어된 습도 하에서의 고온 훈연 조리, 및 마이크로파, 전통식 및 대류식을 비롯한 오븐 방법을 포함한다. 전형적으로, 고기 생성물은 적어도 70℃의 내부 온도로 조리된다. 조리 전에, 일부 고기 생성물은 이들을 소정 기간 동안 약 4℃의 온도에서 보관함으로써 습식 또는 건식 보존처리될 수 있다. 보존처리 기간은 제조되는 최종 생성물에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 또한, 일부 고기 생성물은 조리 전 또는 조리 동안 훈연 기간에 처해질 수 있다.
일 실시 형태에서, 고기 생성물은 바람직하게는 약 80℃의 고온수 조리기에서, 약 70℃ 내지 약 80℃의 내부 온도로 조리될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 고기 생성물은 약 70℃ 내지 약 80℃의 내부 온도로 스팀에 의해 조리될 수 있다. 대안적 실시 형태에서, 고기 생성물은 제어된 온도 및 습도 하의 훈제실에서 약 70℃ 내지 약 80℃의 내부 온도로 조리될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 조리되거나 조리되지 않은 고기 생성물은 종래의 방식으로 그리고 레토르트 처리에 의한 살균을 위한 제조에서의 종래의 밀봉 절차를 이용하여 캔에 패킹되어 밀봉될 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 최종 고기 생성물은 이후에 마무리하기 위해 부분 조리되거나, 또는 비조리 상태, 부분 조리 상태, 또는 조리 상태로 냉동될 수 있다. 임의의 전술한 제품은 플라스틱에 밀봉되거나, 겉포장을 가진 트레이 내에 넣어지거나, 진공 포장되거나, 레토르트 통조림 또는 파우치 처리되거나, 냉동될 수 있다.
또한, 본 발명의 가공된 고기 조성물은 다양한 동물 사료에 사용될 수 있다고 생각된다. 일 실시 형태에서, 최종 제품은 애완 동물 소비용으로 조제된 동물 고기 조성물일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 최종 제품은 농업용 또는 동물원 동물 소비용으로 조제된 동물 고기 조성물일 수 있다. 당업자는 애완 동물, 농업용 동물 또는 동물원 동물 사료에 사용하기 위한 고기 조성물을 쉽게 조제할 수 있다.
정의
본 명세서에 사용되는 바와 같이 "동물 고기" 또는 "고기"라는 용어는 동물로부터 유래된 근육, 기관 및 그 부산물을 말하며, 여기서 동물은 육상 동물 또는 수상 동물일 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "미분화된 고기"라는 용어는 동물 몸통으로부터 회수된 고기 페이스트를 말한다. 뼈에 있는 고기는 발골 장치에 통과시켜 고기가 뼈로부터 분리되고 크기가 작아지게 한다. 뼈에서 분리된 고기는 발골 장치로 추가 처리되지 않을 것이다. 고기는 직경이 작은 홀을 가진 실린더에 통과시킴으로써 고기/뼈 혼합물로부터 분리된다. 고기는 액체로 작용하여 홀을 통과하는 반면, 남아있는 뼈 물질은 뒤에 남아 있다. 미분화된 고기의 지방 함량은 동물 지방의 첨가에 의해 상향 조정될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "압출물"은 압출 생성물을 말한다. 본 내용에서, 사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함하는 구조화된 단백질 생성물은 일부 실시 형태에서는 압출물일 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "섬유"는 실시예 4에서 상세히 설명된 단편 특성화 시험의 실시 후 대략적으로 길이 4 ㎝ 및 폭 0.2 ㎝의 크기를 가진 구조화된 단백질 생성물을 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 "큰 조각"이라는 용어는 구조화된 단백질 생성물의 단편 백분율이 특성화되는 방식이다. 단편 특성화의 결정은 실시예 2에서 상세히 설명된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이 "가공된 고기"라는 용어는 조리되며, 염장되고(salted), 보존처리되고, 방부처리되고/되거나 훈연될 수 있는 고기 생성물을 말한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이 "단백질 섬유"라는 용어는 다함께 본 발명의 단백질 생성물의 구조를 한정하는 다양한 길이의 개별 연속 필라멘트 또는 구별되는 신장된 조각을 지칭한다. 부가적으로, 본 발명의 단백질 생성물이 사실상 정렬된 단백질 섬유를 가지므로, 단백질 섬유의 정렬은 단백질 생성물에 전체 고기 근육의 텍스처를 부여한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "대두 자엽 섬유"는 적어도 약 70%의 식이 섬유를 함유한 대두 자엽의 다당류 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 제거하고, 자엽을 플레이크화하거나 분쇄하고 플레이크화되거나 분쇄된 자엽으로부터 오일을 제거하고, 대두 물질과 자엽의 탄수화물로부터 대두 자엽 섬유를 분리함으로써 대두로부터 형성된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이 "대두 가루"라는 용어는 전지 대두 가루, 효소-활성 대두 가루, 탈지 대두 가루, 및 이들의 혼합물을 말한다. 탈지 대두 가루는 바람직하게는 입자가 제100호 메시(미국 표준) 스크린을 통과할 수 있도록 하는 크기를 갖는 입자로 형성된, 약 1% 미만의 오일을 함유한 탈지 대두 물질의 미분 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 가루는 매우 미세하게 분쇄되며, 가장 바람직하게는 가루의 약 1% 미만이 300 메시(미국 표준) 스크린에 보유되도록 분쇄된다. 전지 대두 가루는 원래의 오일 모두, 보통 18% 내지 20%를 함유한 분쇄된 전체 대두를 말한다. 이 가루는 효소-활성을 가질 수 있거나, 또는 이것은 열가공되거나 토스트되어 효소 활성을 최소화시킬 수 있다. 효소-활성 대두 가루는 그 천연 효소를 중화시키지 않기 위해 최소로 열-처리된 전지 대두 가루를 말한다.
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 제거하고, 자엽을 플레이크화하거나 분쇄하고 플레이크화되거나 분쇄된 자엽으로부터 오일을 제거하고, 대두 단백질과 대두 자엽 섬유를 자엽의 용해성 탄수화물로부터 분리함으로써 대두로부터 형성된다.
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 "전분"은 임의의 천연 공급원으로부터 유래된 전분을 말한다. 전형적으로 전분 공급원은 곡물, 괴경, 및 뿌리이다.
본 명세서에 사용되는 "스트랜드(strand)"라는 용어는 실시예 4에 개시된 단편 특성화 시험의 실시 후 약 2.5 내지 약 4 ㎝의 길이와 약 0.2 ㎝ 초과의 폭의 크기를 갖는 구조화된 단백질 생성물을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "밀가루"는 밀의 밀링으로부터 얻어진 가루를 말한다. 일반적으로 말해서, 밀가루의 입자 크기는 약 14 내지 약 120 ㎛이다.
상기에서 일반적으로 개시된 본 발명은 하기에 개시된 실시예를 참고하면 더 잘 이해될 것이다. 하기 실시예는 본 발명의 구체적이지만 비제한적인 실시 형태를 나타낸다.
하기 실시예는 본 발명의 다양한 실시 형태를 예시한다.
실시예 1. 구조화된 단백질 생성물의 전단 강도의 결정
샘플의 전단 강도를 그램 단위로 측정하며, 이를 하기 절차에 의해 결정할 수 있다. 구조화된 단백질 생성물 샘플을 칭량하고 이를 열 밀봉성 파우치내에 넣 고 샘플 중량의 약 3배의 실온 수돗물로 샘플을 수화시킨다. 파우치를 약 0.01 바의 압력으로 진공시키고 파우치를 밀봉시킨다. 샘플을 약 12 내지 약 24시간 동안 수화시킨다. 수화된 샘플을 꺼내고, 그것을 텍스처 분석기의 나이프가 샘플의 직경을 통해 절단하도록 배향된 텍스처 분석기 베이스 플레이트 상에 둔다. 추가로, 샘플은 나이프가 텍스처화된 조각의 장축에 수직으로 절단하도록 텍스처 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 실시하기 위한 적합한 텍스처 분석기는 25, 50 또는 100 ㎏ 로드를 구비한, 스테이블 마이크로 시스템즈 리미티드(Stable Micro Systems Ltd.)(영국)에 의해 제조된 모델 TA, TXT2이다. 이 시험과 관련하여, 전단 강도는 샘플을 통해 전단하는 데 필요한 그램 단위의 최대 힘이다.
실시예 2. 구조화된 단백질 생성물의 단편 특성화 결정
단편 특성화를 결정하는 절차를 하기와 같이 실시할 수 있다. 전체 조각만을 이용하여 구조화된 단백질 생성물 약 150 g을 칭량한다. 샘플을 열밀봉성 플라스틱 백 내에 넣고 약 450 g의 25℃ 물을 첨가한다. 약 150 ㎜ Hg에서 백을 진공 밀봉시키고 약 60분 동안 내용물을 수화시킨다. 단일 블레이드 패들을 구비한 키친 에이드 믹서(Kitchen Aid mixer) 모델 KM14G0의 볼 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 g 의 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 ㎝ 이상인 스트랜드를 갖는 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 3. 구조화된 단백질 생성물의 제조
하기 압출 과정을 사용하여 실시예 1 및 실시예 2에 이용되는 대두 구조화 식물 단백질 생성물과 같은 본 발명의 구조화된 단백질 생성물을 제조할 수 있다. 하기를 건조 블렌드 혼합 탱크에 첨가한다: 1000 킬로그램(㎏)의 수프로 620 (대두 단백질 단리물), 440 ㎏의 밀 글루텐, 171 ㎏의 밀 전분, 34 ㎏의 대두 자엽 섬유, 9 ㎏의 인산이칼슘, 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 예비혼합물을 이축 압출 장치로 75 ㎏/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 구역 에서는 약 150℃로 제어된다. 압출 물질을 제1 구역에서의 적어도 약 2.76 ㎫(400 psig)에서 제5 구역에서의 최대 약 10.34 ㎫(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.
가공된 고기 생성물의 제조 동안, 결함있는 생성물이 전형적으로 생성된다. 결함을 가진 생성물은 부서지거나, 찢어져서 개방되거나, 보기 흉하거나, 불균일하게 훈연된 것들 및 남은 끝부분 및 조각을 포함한다. 결함을 가진 생성물은 시장에서 판매되지 않으며, 오히려 "재작업"되어 적은 수준으로(약 10% 이하) 고기 생성물 제형에 다시 첨가될 수 있다. 가공된 고기 생성물의 변성된 단백질은 더이상 결착제로서의 역할을 하지 못하며 단지 충전재로서 작용하기 때문에 단지 낮은 수준이 이용될 수 있다. 본 발명에서, 일반적으로 두 성분 - 구조화된 단백질 생성물(SPP) 및 재가공된 동물 고기 생성물을 포함하는 새로운 가공된 고기 생성물이 개발된다. SPP는 일반적으로 약 25 중량% 내지 최대 약 75 중량%로 가공된 고기 생성물에 존재하며 나머지는 약 25 중량% 내지 최대 약 75 중량%로 가공된 고기 생성물에 존재하는 재가공된 동물이다. SPP는 바람직하게는 약 30 중량% 내지 최대 약 70 중량%로 가공된 고기 생성물에 존재하며 나머지는 약 30 중량% 내지 최대 약 70 중량%로 가공된 고기 생성물에 존재하는 재가공된 동물이다. SPP는 가장 바람직하게는 약 40 중량% 내지 최대 약 60 중량%로 가공된 고기 생성물에 존재하며 나머지는 약 40 중량% 내지 최대 약 60 중량%로 가공된 고기 생성물에 존재하는 재가공된 동물이다. 구조화된 단백질 생성물을 포함하는 이들 새로운 가공된 고기 생성물은 재작업된 가공된 고기를 효율적으로 이용할 뿐만 아니라, 전통적인 "전부 고기형(all meat)"의 가공된 고기 생성물에 비하여 더 우수한 영양 프로파일과 감소된 비용을 갖기도 한다.
실시예 4. 구조화된 단백질 생성물과 재가공된 고기 생성물을 포함하는 가공된 고기 생성물
표 1에 상술된 바와 같이, 몇몇 상이한 가공된 고기 생성물을 제조하였다. 제조 및 비교한 가공된 고기 생성물은 1) 닭 기계발골육(MDM)을 포함하는 대조 생성물; 2) SPP와 재작업된 가공된 고기 생성물을 포함하는 시험 생성물; 3) SPP, 재작업된 가공된 고기 생성물, 및 락트산(LA)을 포함하는 시험 생성물; 및 4) SPP, 닭 MDM, 및 재작업된 가공된 고기 생성물을 포함하는 시험 생성물이었다. SPP(수프로맥스 5050)는 단리된 대두 단백질(ISP), 밀 글루텐, 밀 전분, 대두 섬유, L-시스테인, 및 인산이칼슘을 포함하였다.
Figure 112009067696221-PCT00003
구조화된 단백질 생성물을 수화시키고 단편화시켰으며, 핫도그 재작업물을 3-㎜ 분쇄기 플레이트에 통과시켰다. 각 제형의 성분들을 함께 혼합하고 12.5-15.5℃(55-60℉)의 최종 고기 배터로 볼 초퍼(예를 들어, 알피나 모델 PBV 90-20)에서 고속으로 초핑하였다. 셀룰로오스 케이싱을 배터로 채우고, 이어서 각각의 가공된 고기 생성물을 훈연하고, 조리하고, 냉각하고, 포장하였다. 도 6은 구조화된 단백질 생성물과 재작업된 가공된 고기 생성물을 포함하는 가공된 소시지 및 런천 미트의 사진을 나타낸다.
대조 생성물과, 구조화된 단백질 생성물 및 재작업된 가공된 고기 생성물을 포함하는 세 가지 가공된 고기 생성물의 조성 분석이 표 2에 제시된다. 구조화된 단백질 생성물을 포함하는 가공된 고기 생성물은 전통적인 "전부 고기형" 대조 생성물보다 총 단백질이 더 많았으며 총 지방이 더 적었다.
Figure 112009067696221-PCT00004
실시예 5. 가공된 고기 생성물의 텍스처 프로파일 분석 (Texture Profile Analysis, TPA)
실시예 1에서 제조된 가공된 고기 생성물의 텍스처 특성(즉, 경도, 탄력성, 응집성, 검성(gumminess) 및 저작성)을 비교하였다. 이 분석은 TA.XT2i 텍스처 분석기(Texture Analyzer) (영국 서리 소재의 스테이블 마이크로시스템즈, 리미티드(Stable MicroSystems, Ltd.))를 이용하여 실시하였다. 각 제형의 7 또는 8개 샘플을 시험하였다. 표 3은 각 생성물에 대한 평균 및 평균의 표준 오차(SEM)을 나타낸다(경도는 그램으로 표현되며, 다른 파라미터는 단위가 없다). 구조화된 단백질 생성물 및 재작업된 가공된 고기를 포함하는 가공된 고기 생성물은 측정된 모든 파라미터에서 대조 생성물보다 뛰어났다.
Figure 112009067696221-PCT00005
본 발명을 그의 예시적인 실시 형태와 관련하여 설명하였지만, 발명의 상세한 설명을 읽음으로써 당업자에게 그의 다양한 변형이 명백해질 것임이 이해되어야 한다. 따라서, 본 명세서에 개시된 본 발명은 첨부된 청구의 범위의 범주 내에 속하는 그러한 변형을 포함하고자 함이 이해되어야 한다.

Claims (25)

  1. (a) 사실상 정렬된 단백질 섬유를 가진 구조화된 단백질 생성물; 및
    (b) 재가공된 동물 고기 생성물
    을 포함하는 가공된 동물 고기 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 약 25 중량% 내지 약 75 중량%의 구조화된 단백질 생성물, 및 약 25 중량% 내지 약 75 중량%의 재가공된 동물 고기 생성물을 포함하는 가공된 동물 고기 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물은 대두, 밀, 캐놀라, 옥수수, 루핀, 귀리, 완두콩, 쌀, 수수류, 유제품, 유장, 난(egg), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 단백질 물질을 포함하는 가공된 동물 고기 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물은 다이 조립체를 통해 압출되어 사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖는 구조화된 단백질 생성물을 생성하는 가공된 동물 고기 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물이 도 1의 현미경 이미지에 도시된 방식으로 사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함하는 가공된 동물 고기 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물은 평균 전단 강도가 적어도 2000 그램이며 평균 단편 특성화가 적어도 17%인 가공된 동물 고기 조성물.
  7. 제5항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물은 대두 단백질 및 밀 단백질을 포함하는 가공된 동물 고기 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물은 유장 단백질을 추가로 포함하는 가공된 동물 고기 조성물.
  9. 제7항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물은 건조 물질 기준으로 약 40% 내지 약 75%의 단백질을 갖는 가공된 동물 고기 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물은 단백질, 전분, 글루텐, 및 섬유를 포함하는 가공된 동물 고기 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물은
    (a) 건조 물질 기준으로 약 45% 내지 약 65%의 대두 단백질;
    (b) 건조 물질 기준으로 약 20% 내지 약 30%의 밀 글루텐;
    (c) 건조 물질 기준으로 약 10% 내지 약 15%의 밀 전분; 및
    (d) 건조 물질 기준으로 약 1% 내지 약 5%의 섬유
    를 포함하는 가공된 동물 고기 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 재가공된 동물 고기 생성물은 핫도그, 소시지, 키엘바사(kielbasa), 초리조, 볼로냐, 햄, 베이컨, 런천미트 생성물, 통조림된 분쇄육 생성물, 통조림된 유화된 고기 생성물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 생성물인 가공된 동물 고기 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 고기 생성물은 돼지, 소, 양, 가금류, 닭류, 야생 사냥 동물, 해산물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 동물로부터 유래되는 가공된 동물 고기 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 제형 내에 조리되지 않은 동물 고기를 추가로 포함하는 가공된 동물 고기 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 제형 내의 조리되지 않은 동물 고기의 농도는 약 5 중량% 내지 약 30 중량% 범위인 가공된 동물 고기 조성물.
  16. 제14항에 있어서, 동물 고기는 전체 근육 조각, 미분화된 고기, 및 기계발골육과 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 가공된 동물 고기 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 동물 고기는 돼지, 소, 양, 가금류, 닭류, 야생 사냥 동물, 해산물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 동물 유래의 신선하거나 이전에 냉동된 것인 가공된 동물 고기 조성물.
  18. 제1항에 있어서, pH-강하제를 추가로 포함하는 가공된 동물 고기 조성물.
  19. 제18항에 있어서, pH-강하제가 락트산인 가공된 동물 고기 조성물.
  20. 제1항에 있어서, 물, 단리된 대두 단백질, 산화방지제, 향신료 및 풍미제 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 가공된 동물 고기 조성물.
  21. 제1항의 가공된 동물 고기 조성물을 포함하는 식료품.
  22. 제14항의 가공된 동물 고기 조성물을 포함하는 식료품.
  23. 제21항에 있어서, 핫도그, 소시지, 키엘바사, 초리조, 볼로냐, 햄, 베이컨, 런천미트 생성물, 통조림된 분쇄육 생성물, 통조림된 유화된 고기 생성물, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 식료품.
  24. 제22항에 있어서, 배터(batter)를 이용한 코팅, 브레딩(breading)을 이용한 코팅, 및 비코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 과정에 처해지는 식료품.
  25. 제23항에 있어서, 스팀 조리, 물에서 끓이기, 튀기기, 오븐 조리, 및 레토르트 처리로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법에 의해 추가로 가공되는 식료품.
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