KR20100028534A

KR20100028534A - 건조 식품 조성물

Info

Publication number: KR20100028534A
Application number: KR1020097023307A
Authority: KR
Inventors: 이즈미 뮐러; 마커스 엔. 해밀톤
Original assignee: 솔레 엘엘씨
Priority date: 2007-04-10
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2010-03-12
Also published as: CA2682748A1; EP2139350A1; BRPI0809818A2; RU2009141360A; CN101677622A; MX2009010935A; JP2010523154A; WO2008124576A1; US20080254168A1; AU2008237302A1

Abstract

본 발명은 건조 식품 조성물을 제공한다. 특히, 건조 식품 조성물은 일반적으로 구조화된 단백질을 다른 다량영양소 및 미량영양소와 함께 포함한다.

건조, 식품, 구조화, 식물, 단백질, 영양소, 섬유, 정렬, 연화방지제

Description

건조 식품 조성물{DRIED FOOD COMPOSITIONS}

관련 출원과의 상호 참조

본 출원은 2007년 4월 10일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/910,952호, 및 2008년 4월 3일자로 출원된 미국 정규 출원 제12/062,366호의 우선권을 주장하며, 이들은 그의 전체 내용이 본 명세서에 참고로 포함된다.

일반적으로 본 발명은 탈수 및 중간 수분 식품 조성물과 같은 건조 식품 조성물을 제공한다. 특히, 건조 식품 조성물은 일반적으로 구조화된 단백질 생성물을 기타 다량영양소, 미량영양소 및 선택 성분과 함께 포함한다.

건조는 세계에서 가장 오래되고 가장 일반적인 식품 보존 방법이다. 통조림 기술은 200년이 되지 않은 기술이며, 냉동은 전기가 쉽게 이용가능해졌을 때에만 실용적이게 되었다. 건조 기술은 대부분의 세계의 문화에서 쉽게 이용가능하기도 하고 간단하기도 하다.

건조에 의해 식품을 보존하는 과학적인 원리는 수분을 제거함으로써 효소가 효율적으로 식품과 접촉할 수 없거나 식품과 반응할 수 없다는 것이다. 이들 효소가 박테리아 효소이든지, 진균류 효소이든지, 또는 미가공 식품(raw food) 유래의 자연 발생 자가 분해 효소이든지 간에, 이 효소 작용을 방지하는 것에 의해 식품을 생물학적 작용으로부터 보존한다. 부가적으로, 중간 수분 식품은 또한 보관 안정성이다. 이것은 수분을 부분적으로 제거하고 수분 활성을 약 0.5 내지 약 0.95의 범위로 감소시킴으로써 이루어지며, 여기서 수분은 고정화되게 되어 생물학적 활성이 저해된다. 0.70 내지 0.95의 수분 활성 범위에서, 적당한 패키지 및/또는 산소 제거제가 산소를 제거하고 그럼으로써 곰팡이 및 병원균을 저해하기 위하여 필요할 수 있다.

육포는 건조에 의해 경량으로 만들어진 영양소-농후 고기 생성물이다. 주로 그의 높은 단백질 및 낮은 지방 함량으로 인하여, 진짜 고기(real meat)로 만들어진 것과 유사한 식용 제품의 제조에서 대두를 이용하려는 많은 시도가 있어 왔다. 그러나, 고기의 풍미 및 텍스처(texture)의 모방에서의 어려움에 의해 금지적인 것으로 되었다.

식물계 또는 식물 함유 육포 스타일 미트 스낵을 제조하려는 시도는 지금까지 좋지않은 결과와 마주쳤었다. 풍미 및 텍스처에서의 어려움의 극복 외에, 식물성 혼합물의 압출에서의 문제가 잘 알려져 있다. 그러한 압출에서의 한 가지 어려움은 식물성 물질이 다이의 중앙을 보다 빠르게 통과하여 압출물의 중심이 퍼핑되는(puffing) 것이었다.

발명의 개요

본 발명의 일 태양은 건조 식품 조성물을 제공한다. 일반적으로 건조 식품 조성물은 사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖는 구조화된 단백질 생성물을 포함한다. 본 조성물은 또한 일반적으로 연화방지제(firming agent)를 포함한다.

본 발명의 다른 태양은 건조 식품 조성물을 제공한다. 건조 식품 조성물은 일반적으로 건조 물질 기준으로 약 45% 내지 약 65%의 대두 단백질을 갖는 구조화된 단백질 생성물; 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. 본 조성물은 또한 일반적으로 연화방지제를 포함한다.

본 발명의 다른 태양과 반복체가 본 명세서에서 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 갖는 본 발명의 구조화된 단백질 생성물을 보여주는 현미경사진의 사진 이미지.

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

도 3은 단백질 함유 물질의 압출 과정에서 사용될 수 있는 주변 다이 조립체의 일 실시 형태의 사시도.

도 4는 다이 인서트(insert), 다이 슬리브(sleeve), 및 다이 콘(cone)을 보여주는 주변 다이 조립체의 분해도.

도 5는 다이 슬리브, 다이 인서트, 및 다이 콘 배열 사이에 한정된 유동 채널을 보여주는 취해진 단면도.

도 5A는 유동 채널과 다이 슬리브의 출구 사이의 계면을 보여주는 도 5의 확대 단면도.

도 6은 다이 콘이 없는 주변 다이 조립체의 실시 형태의 단면도.

도 7은 다이 인서트의 사시도.

도 8은 다이 인서트의 평면도.

도 9는 토핑 또는 스낵으로서 사용될 수 있는 본 발명의 구조화된 단백질 생성물로 이루어진 단편화된 고기 생성물의 사진 이미지.

도 10은 본 발명의 구조화된 단백질 생성물로 이루어진 스낵 바이트(snack bite) 생성물의 사진 이미지.

도 11은 본 발명의 구조화된 단백질 생성물로 이루어진 미트 스낵(meat snack)을 구성하는 데리야끼(teriyaki) 스트립의 사진 이미지.

본 발명은 다량영양소 및 미량영양소를 포함하는 건조 식품 조성물을 제공한다. 다량영양소 및 미량영양소는 유기적으로 또는 통상적인 비-유기적 수단에 의해 생성될 수 있다. 전형적으로, 건조 식품 조성물은 탄수화물, 단백질, 지방, 섬유 및 연화방지제의 블렌드이다. 한 가지 영양소 공급원으로서, 건조 식품 조성물은 구조화된 단백질 생성물을 포함할 것이다.

(I) 다량영양소

본 발명의 건조 식품 조성물에서 사용하기에 적합한 다량영양소는 단백질, 지방, 섬유, 탄수화물 및 이들의 조합을 포함한다. 각각의 이들 성분의 적합한 공급원은 하기에 상술된다. 유기 식품 조성물이 고려된다. 일반적으로 말해서, 하기에 상술된 다량영양소 공급원 모두는 당업계에 일반적으로 공지된 유기 식품 생성 기술에 따라 그리고 용어 "유기"가 본 명세서에 정의된 바와 같이 성분들이 생성되었다면 유기 식품 조성물에서 사용하기에 적합하다.

1. 단백질

몇몇 단백질 공급원이 본 발명에서 사용하기에 적합하다. 단백질은 동물 공급원으로부터 유래될 수 있다. 대안적으로, 단백질은 식물 공급원으로부터 유래될 수 있다. 예시적 실시 형태에서, 단백질은 하기에 상술된 바와 같이 구조화된 식물 단백질을 포함할 것이다. 채식주의용 건조 식품 조성물이 고려된다. 채식주의용 건조 식품 조성물에 있어서, 단백질 공급원은 전형적으로 100% 식물 단백질로 이루어질 것이다. 다른 실시 형태에서, 비-절대 채식주의용 식품 조성물은 유단백질(dairy protein)) 또는 난(egg) 단백질을 포함할 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.

건조 식품 조성물은 널리 변하는 단백질 함량을 가질 수 있다. 전형적으로, 건조 식품 조성물은 조성물의 중량을 기준으로 단백질 함량이 약 1% 내지 약 99%이다. 더욱 전형적으로, 이 양은 조성물의 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 70%, 그리고 더욱 더 전형적으로는 약 10% 내지 약 50%일 수 있다. 예를 들어, 단백질의 양은 조성물의 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 5%, 약 5% 내지 약 10%, 약 10% 내지 약 15%, 약 15% 내지 약 20%, 약 20% 내지 약 25%, 약 25% 내지 약 30%, 약 30% 내지 약 35%, 약 35% 내지 약 40%, 약 40% 내지 약 45%, 약 45% 내지 약 50%, 또는 50% 초과일 수 있다.

A. 구조화된 식물 단백질 생성물

건조 식품 조성물은 단백질 공급원의 일부분으로서 구조화된 식물 단백질 생성물을 포함한다. 단백질을 함유하는 다양한 성분들은 열적 플라스틱 압출 과정에서 이용되어 건조 식품 조성물에 사용하기에 적합한 구조화된 단백질 생성물을 생성할 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, 카제인, 카제이네이트, 유장 단백질, 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 유단백질이 이용될 수 있다. 예시적 실시 형태에서, 유단백질은 유장 단백질이다. 추가의 예로서, 오브알부민, 오보글로불린, 오보뮤신, 오보뮤코이드, 오보트랜스페린, 오보비텔라, 오보비텔린, 알부민 글루불린, 비텔린 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 난 단백질이 이용될 수 있다. 또한, 콜라겐, 혈액, 기관 고기, 기계적으로 분리된 고기, 부분적으로 탈지된 조직, 혈액 혈청 단백질 및 이들의 조합으로 이루어진 고기 단백질 또는 단백질 성분이 구조화된 단백질 생성물의 하나 이상의 성분으로서 포함될 수 있다.

단백질 외에 다른 성분 유형이 이용될 수 있음이 고려된다. 그러한 성분의 비제한적인 예에는 당, 전분, 다당류, 대두 섬유, 기타 식이 섬유, 및 이들의 조합이 포함된다.

몇몇 실시 형태에서는 글루텐이 단백질로서 사용될 수도 있는 반면, 단백질-함유 출발 물질에는 글루텐이 없을 수도 있음이 또한 고려된다. 또한, 단백질-함유 출발 물질은 밀이 없을 수 있음이 고려된다. 글루텐은 전형적으로 압출 과정 동안 필라멘트 형성에 사용되므로, 만일 무글루텐 출발 물질이 사용되면, 식용 가교결합제를 사용하여 필라멘트 형성을 촉진할 수 있다. 적합한 가교결합제의 비제한적인 예에는 곤약(Konjac) 글루코만난(KGM) 가루, 기린-푸드-테크(Kirin Food-Tech)(일본)로부터의 커들란(Curdlan) 유래의 베타 1, 3 글루칸, 트랜스글루타미나아제, 칼슘염, 마그네슘염, 및 이들의 조합이 포함된다. 당업자는 무글루텐 실시 형태에서 만일 있다면, 필요한 가교결합 물질의 양을 쉽게 결정할 수 있다.

그 공급원 또는 성분 부류에 무관하게, 압출 과정에 사용되는 성분은 전형적으로 사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖는 압출물을 형성할 수 있다. 그러한 성분의 적합한 예는 하기에서 보다 충분하게 상세히 설명된다.

(a) 단백질 함유 물질

i. 동물 고기

다양한 동물 고기가 단백질 공급원으로서 적합하다. 고기가 얻어지는 동물은 통상적으로 또는 유기적으로 사육될 수 있다. 예로서, 다양한 구조화된 식물성 단백질 특허에 있어서 구체적으로 정의된 고기 및 고기 성분은 온전한 또는 분쇄된 쇠고기, 돼지고기, 새끼양고기, 양고기, 말고기, 염소고기, 가금류(닭, 오리, 거위 또는 칠면조와 같은 닭류)의 고기, 지방 및 껍질 및 보다 구체적으로는 임의의 닭류(임의의 조류 종)로부터의 살코기 조직, 담수 및 염수 둘 모두로부터 유래된 생선의 살코기, 조개 및 갑각류 기원의 동물 살코기, 냉동된 생선, 닭고기, 쇠고기, 돼지고기 등의 톱질로부터의 냉동된 잔류물과 같이 가공으로부터 유래된 동물 살코기 트림(trim) 및 동물 조직, 닭 껍질, 돼지 껍질, 생선 껍질, 동물 지방, 예를 들어, 쇠고기 지방, 돼지고기 지방, 새끼양고기 지방, 닭고기 지방, 칠면조고기 지방, 정제 동물 지방, 예를 들어, 돈지 및 우지, 풍미 강화 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, 기계적으로 분리된 고기 또는 기계발골육(MDM)(다양한 기계적 수단에 의해 뼈로부터 제거된 고기 살코기), 예를 들어, 기계적으로 분리된 쇠고기, 기계적으로 분리된 돼지고기, 연육을 비롯한 기계적으로 분리된 생선, 기계적으로 분리된 닭고기, 기계적으로 분리된 칠면조, 임의의 조리된 동물 살코기, 임의의 동물 종으로부터 유래된 기관 고기 및 이들의 조합을 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, 버팔로, 사슴, 엘크, 말코손바닥사슴, 순록, 삼림순록, 영양, 토끼, 곰, 다람쥐, 비버, 사향뒤지, 주머니쥐, 라쿤, 아마딜로, 및 호저와 같은 사냥 동물, 및 뱀, 거북, 도마뱀과 같은 파충류 생물의 고기, 지방, 결합 조직 및 기관 고기 및 이들의 조합이 고기로 간주된다.

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, 민대구(whiting), 틸라피아(tilapia) 및 이들의 조합이 포함된다. 해산물의 비제한적인 예에는 가리비, 새우, 바닷가재, 대합 조개, 게, 홍합, 굴 및 이들의 조합이 포함된다.

다양한 고기 품질이 본 발명에 이용될 수 있는 것으로 생각된다. 고기는 근육 조직, 기관 조직, 결합 조직, 껍질 및 이들의 조합을 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.

(ii) 비-고기(non-meat) 동물 유래 단백질

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, 액상 밀크, 카제인 단백질 단리물, 카제인 단백질 농축물, 카제이네이트, 유장 단백질, 유장 단백질 단리물, 유장 단백질 농축물 및 이들의 조합이 포함된다. 밀크 단백질-함유 물질은 소, 염소, 양, 당나귀, 낙타, 카멜리드(camelid), 야크, 말, 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 및 이들의 조합이 포함된다. 적합한 단리된 난 단백질의 예에는 오브알부민, 오보글로불린, 오보뮤신, 오보뮤코이드, 오보트랜스페린, 오보비텔라, 오보비텔린, 알부민 글로불린, 비텔린 및 이들의 조합이 포함된다. 난 단백질 생성물은 닭, 오리, 거위, 메추라기, 또는 기타 조류의 난으로부터 유래될 수 있다.

(iii) 식물 유래 단백질

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, 및 이들의 조합일 수 있다.

압출에 이용되는 성분(들)은 다양한 적합한 식물로부터 유래될 수 있다. 식물은 통상적으로 또는 유기적으로 재배될 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, 또는 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, 유전자 변형된 대두, 및 이들의 조합일 수 있다.

일 실시 형태에서, 대두 단백질 물질은 대두 단백질 단리물(soy protein isolate, SPI)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) EX45, 수프로(등록상표) 595 및 이들의 조합을 포함한다. 예시적 실시 형태에서, 수프로(등록상표) 620의 형태가 실시예 3에서 상세히 설명된 바와 같이 이용된다.

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 대두 단백질 단리물의 최대 약 55%를 대체한다. 대두 단백질 농축물은 중량 기준으로 대두 단백질 단리물의 최대 약 50%를 대체할 수 있다. 실시 형태에서 대두 단백질 단리물을 대두 단백질 농축물 40 중량%로 대체하는 것도 가능하다. 다른 실시 형태에서, 대체된 대두 단백질 농축물의 양은 중량 기준으로 대두 단백질 단리물의 최대 약 30%이다. 본 발명에 유용한 적합한 대두 단백질 농축물의 예에는 프로콘(PROCON)™, 알파(ALPHA)™ 12, 알파™ 5800 및 이들의 조합이 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. 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. 대두 가루가 사용될 경우, 출발 물질은 바람직하게는 탈지된 대두 가루 또는 플레이크이다. 전지 대두는 약 40 중량%의 단백질과 약 20 중량%의 오일을 함유한다. 이들 전체 전지 대두는 탈지 대두 가루 또는 플레이크가 출발 단백질 물질을 형성할 때 종래의 과정을 통해 탈지될 수 있다. 예를 들어, 대두를 세정하고, 탈각시키고, 부수고, 일련의 플레이크화 롤에 통과시키고, 이어서 헥산 또는 다른 적절한 용매의 사용에 의해 용매 추출하여 오일을 추출하여 "사용된 플레이크(spent flake)"를 생성할 수 있다. 탈지 플레이크는 분쇄되어 대두 가루를 생성할 수 있다. 상기 과정은 전지 대두 가루에서 아직도 이용되지만, 전지 대두 가루는 또한 단백질 공급원으로서의 역할을 할 수도 있는 것으로 여겨진다. 그러나, 전지 대두 가루가 가공되는 경우, 오일을 제거하기 위하여 3-단계 원심분리와 같은 분리 단계가 필요할 가능성이 가장 크다. 대안적으로, 대두 가루는 대두 단백질 단리물 또는 대두 단백질 농축물과 블렌딩될 수 있다.

(iv) 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.

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 인산이칼슘, L-시스테인, 및 인산이칼슘과 L-시스테인의 조합을 포함할 수 있다.

(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 기준으로 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 바람직하게는 무수 기준으로 약 1.5 중량%내지 약 20 중량%, 그리고 가장 바람직하게는 무수 기준으로 약 2 중량% 내지 약 5 중량% 범위의 양으로 대두 단백질-함유 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.

(ii) pH 조정제

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.

일부 실시 형태에서, 단백질-함유 물질의 pH를 상승시키는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 단백질-함유 물질을 pH-상승제와 접촉시킬 수 있으며, 이어서 혼합물을 하기에 상술하는 과정에 따라 압출시킨다.

(iii) 산화방지제

하나 이상의 산화방지제가 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서 전술한 단백질-함유 물질의 임의의 조합에 첨가될 수 있다. 산화방지제는 보관 수명을 증가시키거나 구조화된 단백질 생성물을 영양적으로 강화시키기 위해 포함될 수 있다. 적합한 산화방지제의 비제한적인 예에는 BHA, BHT, TBHQ, 비타민 A, 비타민 C 및 비타민 E, 이들 비타민의 유도체, 및 다양한 식물 추출물, 예를 들어, 산화방지제 특성을 갖는 카로티노이드, 토코페롤 또는 플라보노이드를 함유한 것들 및 이들의 조합이 포함된다. 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) 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, 셀레늄 및 이들의 조합이 제한 없이 포함된다. 전술한 미네랄의 임의의 것의 적합한 형태에는 용해성 미네랄염, 약용성(slightly soluble) 미네랄염, 불용성 미네랄염, 킬레이팅된 미네랄, 미네랄 복합체, 비반응성 미네랄, 예를 들어, 탄산염 미네랄, 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, 티로신, 발린 및 이들의 조합이 포함된다. 아미노산의 적합한 형태에는 염과 킬레이트가 포함된다.

(v) 착색제

구조화된 단백질 생성물은 하나 이상의 착색제를 포함할 수 있다. 착색제는 압출기에 공급되기 전에 단백질 함유 물질 및 다른 성분들과 혼합되거나, 또는 착색제는 압출기 내에 있는 동안 또는 압출 과정 중에 단백질 함유 물질 및 다른 성분들과 혼합된다. 사용될 수 있는 예시적인 착색제로는 식품 산업에서 현재 사용되는 임의의 착색제가 있다. 추가의 예가 하기에 제공된다.

(c) 건조되고 구조화된 단백질 생성물의 생성 방법

본 발명의 건조되고 구조화된 단백질 생성물은 상승된 온도와 압력 조건 하에서 단백질-함유 물질을 다이 조립체를 통해 압출시켜 제조한다. 전형적으로, 단백질-함유 물질은 다른 다량영양소, 미량영양소 및 선택 성분과 조합될 수 있다. 압출 후, 생성된 건조되고 구조화된 단백질 생성물은 사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함한다.

(i) 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 단백질 섬유를 갖는 구조화된 단백질 생성물을 생성하기 위한 저수분 압출 과정의 예시적인 예는 하기 및 실시예 3에서 상술된다.

(ii) 압출

구조화된 단백질 생성물의 제조를 위해 적합한 압출 방법은 단백질-함유 물질과 다른 성분들을 혼합 탱크(즉, 성분 블렌더)내에 도입하여 성분들을 조합하고 블렌딩된 단백질 물질 프리믹스를 형성하는 단계를 포함한다. 일 실시 형태에서, 블렌딩된 단백질 물질 프리믹스는 적어도 하나의 착색제와 조합될 수 있다. 블렌딩된 단백질 물질 프리믹스는 이어서 호퍼로 옮겨지고 이로부터 블렌딩된 성분들이 수분과 함께 압출기내로 도입될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 블렌딩된 단백질 물질 프리믹스는 컨디셔너와 조합되어 조절된 단백질 물질 혼합물을 형성할 수 있다. 대안적 실시 형태에서, 적어도 하나의 착색제는 컨디셔너와 조합되어 착색되고 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. 예시적 실시 형태에서, 적어도 하나의 착색제는 하나 이상의 주입 제트를 통해 압출기 배럴 내로 주입될 수 있다. 압출물은 압출 다이를 통해 압출기에서 배출되며 사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함한다.

(iii) 압출 과정 조건

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 캔자스주 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 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. 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. 스크루가 동일한 방향으로 회전하면 단일 유동으로 불리는 한편 스크루가 반대 방향으로 회전하면 이중 유동 또는 카운터 회전으로 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 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 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. 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 50 psig 내지 약 500 psig, 바람직하게는 약 75 psig 내지 약 200 psig이다. 일반적으로, 마지막 두 가열 구역내의 압력은 약 100 psig 내지 약 3000 psig, 바람직하게는 약 150 psig 내지 약 500 psig이다. 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. 일 실시 형태에서, 물은 적어도 하나의 착색제와 조합되고 압출기 배럴 내로 주입되어 단백질 물질 혼합물을 착색시킬 수 있다. 전형적으로, 배럴 내의 혼합물은 약 1 중량% 내지 약 35 중량%의 물을 함유한다. 일 실시 형태에서, 배럴 내의 혼합물은 약 5 중량% 내지 약 20 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.

(iv) 선택적인 사전 조절

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.

전형적으로, 단백질-함유 혼합물은 프리믹스를 수분(즉, 스팀 및/또는 물)과 접촉시킴으로써 압출 장치 내로 도입하기 전에 사전 조절된다. 일 실시 형태에서, 프리믹스는 수분 및 적어도 하나의 착색제와 조합된다. 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 0.5분 내지 약 10.0분의 기간 동안 조절된다. 예시적 실시 형태에서, 단백질-함유 프리믹스는 약 3.0분 내지 약 5.0분 동안 조절된다. 추가의 실시예에서, 조절 시간은 약 30초 내지 약 60초이다. 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.

(v) 압출 과정

건조 프리믹스 또는 조절된 프리믹스는 이어서 압출기로 공급되어 혼합물을 가열, 전단, 및 궁극적으로는 가소화시킨다. 압출기는 임의의 구매가능한 압출기로부터 선택될 수 있으며, 스크루 요소로 혼합물을 기계적으로 전단시키는 단축 압출기 또는 바람직하게는 이축 압출기일 수 있다.

프리믹스가 일반적으로 압출 장치에 도입되는 속도는 구체적인 장치에 따라 변할 것이다. 일반적으로, 프리믹스는 약 75 ㎏/분 이하의 속도로 도입된다. 일반적으로, 압출기로의 프리믹스의 공급 속도가 증가함에 따라 압출물의 밀도는 감소하는 것으로 관찰되었다. 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 ㎏/분, 그리고 더욱 바람직하게는 적어도 약 40 ㎏/분의 속도로 이동시킨다. 바람직하게는 압출기는 약 500 내지 약 3000 psig의 압출기 배럴 배출 압력을 생성하며, 더욱 바람직하게는 약 600 내지 약 1000 psig의 압출기 배럴 배출 압력을 생성한다.

압출기는 혼합물이 압출기를 통과할 때 혼합물을 가열하여 혼합물내의 단백질을 추가로 변성시킨다. 압출기를 통과하면서, 변성된 단백질은 재구조화되거나 재배치되어 단백질 섬유가 사실상 정렬된 구조화된 단백질 물질을 생성한다. 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. 또 다른 실시 형태에서, 압출기는 6개 온도 구역 배열로 설정될 수 있으며, 제1 구역은 약 90℃의 온도로 설정되며, 제2 구역은 약 100℃의 온도로 설정되며, 제3 구역은 약 105℃의 온도로 설정되며, 제4 구역은 약 100℃의 온도로 설정되며, 제5 구역은 약 120℃의 온도로 설정되며, 제6 구역은 약 130℃의 온도로 설정된다.

혼합물은 압출기에서 용융된 가소화된 물질을 형성한다. 다이 조립체는, 가소화된 혼합물이 압출기 배출 포트로부터 다이 조립체 내로 유동하도록 하며 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.

다이 구멍(들)의 폭 및 높이 치수는 혼합물의 압출 전에 선택 및 설정되어서 원하는 치수를 가진 섬유 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.

도면(도 3 내지 도 8)을 참고하면, 주변 다이 조립체의 일 실시 형태가 예시되어 있으며 도 3에서 전반적으로 도면부호 10으로 지시된다. 주변 다이 조립체(10)는 하기에서 보다 상세히 개시될 것처럼 식물 단백질-물 혼합물과 같은 압출물의 단백질 섬유의 상당한 평행 정렬을 야기하는 방식으로, 압출물을 압출하기 위한 압출 과정에 사용될 수 있다. 대안에서는, 압출물은 고기 및/또는 식물 단백질-물 혼합물로부터 제조될 수 있다.

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 영역(31)을 총체적으로 한정하는, 단부 플레이트(20)에 연결된 후방 부분(18)을 포함할 수 있다. 다이 슬리브(12)는 압출 과정 동안 주변 다이 조립체(10)를 통한 압출물의 사실상 평행한 유동을 촉진하기 위하여 필요한 구조적 요소를 제공하기 위한 다이 인서트(14)와 다이 콘(16)을 수용하도록 될 수 있다.

일 실시 형태에서, 다이 슬리브(12)의 단부 플레이트(20)는 주변 다이 조립체(10)의 조립 동안 다이 슬리브(12)의 후방 부분(18)에 단부 플레이트(20)가 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 압출 장치(도시되지 않음)에 결합시킬 때 다이 슬리브(12)를 적절하게 정렬시키기 위해 사용된다.

도 3 내지 도 8을 참고하면, 다이 인서트(14)의 일 실시 형태는 전면(27)이 좁은 통로(throat, 34)를 통해 대향하는 후면(29)과 연통하는 원통형 다이 인서트 몸체(19)를 포함할 수 있으며, 상기 좁은 통로는 후면(29)과 전면(27) 사이에 한정된다. 다이 인서트(14)의 전면(27)은 좁은 통로(34)와 연통하는 내부 공간(44)을 둘러싸고 다이 인서트 몸체(19)의 전면(27) 둘레에서 원주 방향으로 이격되는 복수개의 융기된 유동 전환기(flow diverter, 38)와 연통하는 경사진 저부 부분(64)을 한정할 수 있다. 일 실시 형태에서, 유동 전환기(38)는 파이형(pie-shaped) 형태를 가질 수 있지만, 다른 실시 형태는 주변 다이 조립체(10)의 출구(24)를 통한 압출물의 유동을 전환시키고 통과시키도록 된 다른 형태를 가질 수 있다. 또한, 다이 인서트(14)의 전면(27)은 각각의 출구(24)와 연통하도록 된 복수개의 개구(70)를 한정하며, 이때 개구(70)들은 다이 인서트(14)의 주변 에지 둘레에서 원주 방향으로 이격된다.

도 3, 도 4, 및 도 7을 참고하면, 다이 인서트(14)의 후면(29)과 전면(27) 사이에 한정된 좁은 통로(34)는 다이 인서트 몸체(19)의 후면(29)을 따라 한정된 웰(well, 52)(도 5 및 도 6)과 연통하는 개구(36)(도 5)와 연통한다. 일 실시 형태에서, 웰(52)은 일반적으로 플랜지(90)(도 5)에 의해 둘러싸인 볼형(bowl-shaped) 형태를 갖는다. 웰(52)은 압출물이 압출 장치(도시되지 않음)로부터 다이 인서트(14)로 들어갈 때, 압출물이 좁은 통로(34)로 들어가게 하여, 실질적으로 평행한 유동을 갖는 개구(36)를 통해 내부 공간(44)(도 7) 내로 유동하게 하도록 될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 웰(52)은 압출물이 다이 인서트(14)의 전면(29)에 들어갈 때 좁은 통로(34)를 통한 압출물의 사실상 평행한 유동을 허용하기에 적합한 다양한 형태로 크기가 정해지고 형상화될 수 있다.

도 7 및 도 8에 구체적으로 나타낸 바와 같이, 각각의 유동 전환기(38)는 정점(66)에서 만나는 대향하는 측벽(50)들과 연통하는 경사진 주변 에지(46)를 갖는 곡선형 후방 부분(68)을 한정하는 융기된 형태를 갖는다. 또한, 각각의 유동 전환기(38)는 다이 콘(16)과 연결되도록 된 파이형 표면(48)을 한정한다(도 4). 추가로 나타낸 바와 같이, 인접한 유동 전환기(38)의 대향하는 측벽(50)과 다이 인서트(14)의 저부 부분(64)은, 주변 다이 조립체(10)가 완전히 조립될 때 유동 채널(40)(도 5)의 일부를 형성하는 테이퍼형 유동 경로(42)를 총체적으로 한정한다. 유동 경로(42)는 일 단부에서의 입구(84) 및 유동 경로(42)의 말단부에서의 각각의 출구(24)와 연통할 수 있다.

추가로 나타낸 바와 같이, 각각의 유동 경로(42)는 인접한 유동 전환기(38)의 대향하는 측벽(50)들과 다이 인서트(14)의 저부 부분(64)의 경사진 형태 사이에 총체적으로 한정된 3면 테이퍼형 형태를 갖는다. 일 실시 형태에서, 이러한 3면 테이퍼형 형태는 입구(84)로부터 출구(24)까지의 유동 경로(42)의 3면 모두에서 내측으로 점점 테이퍼형으로 된다.

일 실시 형태에서, 다이 인서트(14)의 전면(27)은 총 8개의 유동 경로(42)를 위한 인접한 유동 전환기(38)들 사이에서 각각의 유동 경로(42)를 한정하는 8개의 유동 전환기(38)를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시 형태는 다이 인서트(14)의 전면(27)을 따라 적어도 둘 이상의 유동 경로(42)를 제공하기 위하여 다이 인서트(14)의 주변 에지(76)(도 4) 둘레에서 원주 방향으로 이격된 적어도 둘 이상의 유동 전환기(38)를 한정할 수 있다.

도 5, 도 6, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 압출 과정 동안, 주변 다이 조립체(10)는 다이 인서트(14)의 후면(29)에 의해 한정된 벽(52)과 접촉하고 유동 경로 A에 의해 나타낸 바와 같이 좁은 통로(34) 내로 유동하여 내부 공간 개구(36)에 들어가는 압출물을 생성하는 압출 장치(도시되지 않음)와 작동가능하게 결합될 수 있다. 압출물은 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. 전술된 바와 같이, 압출물은 이어서 각각의 유동 채널(42)을 통해 유동하고, 주변 다이 조립체(10)에 의해 생성된 압출물에서 식물 단백질 섬유의 상당한 정렬을 야기하는 방식으로 각각의 출구(24)로부터 빠져 나간다.

사실상 정렬된 구조화된 단백질 섬유를 생성하기 위하여 본 발명에 사용하기에 적합한 주변 다이 조립체의 예는 미국 특허 출원 제60/882,662호 및 미국 특허 출원 제 11/964,538호에 개시되며, 이들은 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. 지연 절단이 또한 압출물에 대하여 행해질 수 있다. 지연 절단 장치의 그러한 일례는 길로틴(guillotine) 장치이다.

만일 사용된다면, 건조기는 일반적으로 공기 온도가 다를 수 있는 복수의 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. 그러한 온도에서, 압출물은 일반적으로 적어도 약 45분 동안, 그리고 보다 일반적으로 적어도 약 65분 동안 건조된다. 적합한 건조기는 CPM 울버린 프록터(Wolverine Proctor) (미국 노스캐롤라이나주 렉싱턴), 내셔널 드라잉 머시너리 컴퍼니(National Drying Machinery Co.) (미국 펜실베이니아주 트레보스), 웬저(미국 캔자스주 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 낮추고 그럼으로써 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 10% 미만의 수분의 수분 함량을 갖는다. 추가의 예로서, 당해 물질은 건조될 경우 전형적으로 약 5 중량% 내지 약 13 중량%의 수분 함량을 가질 수 있다. 섬유들의 분리를 위하여 필요한 것은 아니지만, 물이 흡수될 때까지 물에서 수화시키는 것이 섬유들을 분리하는 한 가지 방법이다. 만일 단백질 물질이 건조되지 않거나 완전히 건조되지 않으며 즉시 사용된다면, 그 수분 함량은 더 높을 수 있으며, 일반적으로 약 16 중량% 내지 약 30 중량% 일 수 있다. 만일 수분 함량이 높은 단백질 물질이 생성되면, 단백질 물질은 생성물 신선도를 보장하고 오염을 최소화하기 위하여 즉시 사용 또는 냉동을 필요로 할 수 있다.

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 실시예에서, 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.) (영국)에 의해 제조된 마이크로 해머 밀(Mikro Hammer Mill), 피츠패트릭 컴퍼니(Fitzpatrick Company) (미국 일리노이주 엘름허스트)에 의해 제조된 피츠밀(Fitzmill)(등록상표), 얼쉘 래보러토리즈, 인크(Urschel Laboratories Inc.) (미국 인디애나주 발파라이소)에 의해 제조된 코미트롤(Comitrol)(등록상표) 프로세서, 및 로스캠프 챔피언 (미국 일리노이주 워털루)에 의해 제조된 로스캠프 롤러 밀(RossKamp Roller Mill)과 같은 롤러 밀을 포함한다.

(d) 구조화된 단백질 생성물의 특성화

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 70%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 사실상 정렬된 단백질 섬유를 가진, 상기에 상술된 압출 과정에 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. 대조적으로, 랜덤하게 배향되거나 망상구조인 단백질 섬유를 가진 압출물은 일반적으로 부드럽거나 해면질인 조직을 갖는다.

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 전단에 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%의 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%의 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. 예시적 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.

B. 단백질 함유 물질의 조합.

건조 식품 조성물은 동물 고기, 동물 유래된 단백질, 또는 식물 유래된 단백질의 임의의 조합을 포함할 수 있음이 고려된다. 예시적인 실시 형태에서, 제형은 상기에 상술된 압출 과정에 의해 생성된 구조화된 단백질 생성물을 포함할 것이다. 전형적으로, 건조 식품 조성물에서 동물 고기의 양에 대한 구조화된 단백질 생성물의 양은 조성물의 사용 의도에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 예로서, 상대적으로 적은 정도의 동물 고기를 원할 때, 건조 식품 조성물 중 동물 고기의 농도는 중량 기준으로 약 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5%, 2%, 또는 0%일 수 있다. 대안적으로, 상대적으로 높은 정도의 동물 고기를 갖는 건조 식품 조성물을 원할 때, 건조 식품 조성물 중 동물 고기의 농도는 중량 기준으로 약 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%일 수 있다. 결과적으로, 건조 식품 조성물 중 구조화된 단백질 생성물의 농도는 중량 기준으로 약 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 또는 99%일 수 있다. 일 실시 형태에서, 건조 식품 조성물은 동물 고기의 농도가 약 0 중량%이고, 고기가 없는(meat-free) 구조화된 단백질 생성물의 농도가 약 30 중량% 내지 약 80 중량%인 채식주의 조성물이다. 추가의 실시 형태에서, 건조 식품 조성물은 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 구조화된 단백질 생성물 및 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 동물 고기를 포함한다.

건조 식품 조성물은 원하는 최종 생성물에 따라 소정량의 동물 고기를 포함할 수 있다. 이전에 논의된 바와 같이, 동물 고기는 식품 산업에서 사용되는 고기 또는 고기 형태일 수 있다. 비제한적인 예에는 상기 I(1)(A)(a)(i)에서 논의된 임의의 고기 또는 고기 생성물이 포함된다.

2. 지방

건조 식품 조성물은 널리 변하는 지방 함량을 가질 수 있다. 전형적으로, 건조 식품 조성물은 조성물의 중량을 기준으로 지방 함량이 약 1% 내지 약 75%이다. 보다 전형적으로, 이 양은 조성물의 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 40%일 수 있다. 예를 들어, 지방의 양은 조성물의 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 5%, 약 5% 내지 약 10%, 약 10% 내지 약 15%, 약 15% 내지 약 20%, 약 20% 내지 약 25%, 약 25% 내지 약 30%, 약 30% 내지 약 35%, 약 35% 내지 약 40%, 또는 40% 초과일 수 있다.

일 실시 형태에서, 건조 식품 조성물은 유제품계 지방을 포함한다. 적합한 유제품계 지방 공급원의 비제한적인 예에는 버터, 치즈 및 크림이 포함된다. 다른 실시 형태에서, 건조 식품 조성물은 식물계 지방을 포함한다. 적합한 식물계 지방의 비제한적인 예에는 액상, 고형 및 반고형의 수소화 또는 부분적 수소화 식물유, 예를 들어 야자유, 코코넛유, 면실유, 대두유, 옥수수유, 미강유, 땅콩유, 캐놀라유, 해바라기유, 잇꽃유, 아마씨유, 포도씨유, 올리브유 및 이들의 조합이 포함된다. 또 다른 실시 형태에서, 건조 식품 조성물은 동물계 지방을 포함한다. 적합한 동물계 지방의 비제한적인 예에는 우지, 돈지, 닭고기 지방, 어유, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 전형적으로, 건조 식품 조성물은 이것이 채식주의 조성물로서 조제될 때 식물 유래 지방 공급원을 포함할 것이다.

3. 탄수화물 및 섬유 공급원

상기에 상술된 다량영양소는 탄수화물 물질, 예를 들어 곡류, 전분 및 섬유를 포함할 것임이 고려되지만, 추가 공급원이 포함될 수도 있다. 다른 탄수화물 공급원의 적합한 예에는 카뮤(kamut), 현미, 귀리, 보리, 쌀, 옥수수, 마일로(milo), 감자, 옥수수 시럽, 당, 말토덱스트린, 당밀, 통밀, 퀴노아(quinoa), 해바라기씨 밀(sunflower seed meal), 아마씨 밀(flaxseed meal), 마늘, 레드 비트(red beet), 대두, 시금치, 당근, 브로콜리, 블루베리, 로즈마리, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 탄수화물의 양은 약 1 중량% 내지 약 99 중량%의 탄수화물, 더 바람직하게는 약 5 중량% 내지 약 50 중량%의 탄수화물의 범위일 수 있다.

섬유 공급원의 적합한 예에는 셀룰로오스, 헤미-헬룰로오스, 옥수수 속대, 대두 깍지, 비지(okara) (대두 자엽 섬유), 밀기울, 금불초(psyllium) 씨 껍질, 귀리 기울, 땅콩 깍지, 왕겨(rice hull), 및 효모 세포벽이 포함된다. 대안적으로, 적합한 섬유, 예를 들어 폴리덱스트로스, 파이버졸(Fibersol) 2™ (마츠타니 아메리카(Matsutani America))가 또한 사용될 수도 있다. 건조 식품 조성물은 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 섬유, 그리고 더 전형적으로는 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 섬유를 포함할 수 있다.

(II) 미량영양소

건조 식품 조성물은 일반적으로 비타민 및 미네랄, 산화방지제, 아미노산 및 이들의 조합을 포함하는 미량영양소를 포함할 것이다. 예시적인 실시 형태에서, 미량영양소는 오메가-3 지방산을 포함할 것이다.

비타민은 전형적으로 지용성 비타민과 수용성 비타민의 혼합물을 포함할 것이다. 적합한 비타민에는 비타민 C, 비타민 A, 비타민 E, 비타민 B12, 비타민 K, 리보플라빈, 니아신, 비타민 D, 비타민 B6, 엽산, 피리독신, 티아민, 판토텐산, 바이오틴 및 이들의 조합이 포함된다. 비타민의 형태에는 비타민의 염, 비타민의 유도체, 비타민의 동일하거나 유사한 활성을 갖는 화합물, 및 비타민의 대사 산물이 포함될 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, 셀레늄 및 이들의 조합이 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, 환원된 미네랄, 및 이들의 조합이 포함된다.

추가 실시 형태에서, 건조 식품 조성물은 산화방지제를 추가로 포함할 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, o-, m- 또는 p-아미노벤조산(o는 안트라닐산이며, p는 PABA임), 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, 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 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. 건조 식품 조성물 중 산화방지제의 농도는 약 0.0001 중량% 내지 약 20 중량% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 건조 식품 조성물 중 산화방지제의 농도는 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량% 범위일 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 건조 식품 조성물 중 산화방지제의 농도는 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량% 범위일 수 있다.

허브가 소정의 실시 형태에서 사용하기에 적합할 수 있다. 첨가될 수 있는 허브는 바질, 셀러리 잎, 차빌(chervil), 골파, 고수잎, 파슬리, 오레가노(oregano), 개사철쑥, 백리향, 및 이들의 조합을 포함한다.

건조 식품 조성물은 일반적으로 시스-형태의 탄소-탄소 이중 결합 적어도 두개를 가진 다중불포화 지방산(polyunsaturated fatty acid, PUFA)을 추가로 포함할 수 있다. PUFA는 적어도 18개 탄소 원자를 가진 장쇄 지방산일 수 있다. 예시적 실시 형태에서, PUFA는 첫 번째 이중 결합이 탄소 사슬의 메틸 말단(즉, 카르복실산기 반대편)으로부터 세 번째 탄소-탄소 결합에서 발생하는 오메가-3 지방산일 수 있다. 오메가-3 지방산의 예에는 알파-리놀렌산(18:3, ALA), 스테아리돈산 (18:4), 에이코사테트라엔산 (20:4), 에이코사펜타엔산 (20:5; EPA), 도코사테트라엔산 (22:4), n-3 도코사펜타엔산 (22:5; n-3DPA), 도코사헥사엔산 (22:6; DHA), 및 이들의 조합이 포함된다. PUFA는 또한 첫번째 이중 결합이 메틸 말단으로부터 6번째 탄소-탄소 결합에서 발생하는 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), n-6 도코사펜타엔산 (22:5) 및 이들의 조합이 포함된다. 지방산은 또한 오메가-9 지방산, 예를 들어, 올레산 (18:1), 에이코센산 (20:1), 미드산 (20:3), 에루식산 (22:1), 네르본산 (24:1) 및 이들의 조합일 수 있다.

(III) 건조 식품 조성물/생성물

상기에 상술된 다량영양소 및 미량영양소는 다양한 건조 식료품으로 조제될 수 있다. 예시적인 실시 형태에서, 제형은 건조 식료품에 관계없이 (I)(A)(iii)에 상술된 소정량의 구조화된 단백질 생성물을 포함할 것이다. 전형적으로, 하기에 개시된 것들과 같은 건조 식품 조성물 중 구조화된 단백질 생성물의 양은 조성물의 사용 의도에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 예시적 실시 형태에서, 건조 식품 조성물은 약 1 중량% 내지 약 99 중량%의 구조화된 단백질 생성물, 또는 약 1 중량% 내지 약 75 중량%의 구조화된 단백질 생성물, 또는 약 1 중량% 내지 약 50 중량%의 구조화된 단백질 생성물, 또는 약 1 중량% 내지 약 25 중량%의 구조화된 단백질 생성물, 또는 약 1 중량% 내지 약 15 중량%의 구조화된 단백질 생성물을 포함한다.

비제한적인 예로서, 최종 생성물은 육포 스타일의 고기 스트립, 케밥 제품, 단편화된 제품, 덩어리형(chunk) 고기 제품, 너겟 제품, 케이싱 중 스틱 제품, 또는 크럼블형(crumbled) 토핑 제품과 같이 건조 고기 생성물을 모사하는 중간 수분 식료품을 포함하는 건조 식품일 수 있다.

건조 식료품은 다양한 모양으로 생성될 수 있다. 모양의 비제한적인 예에는 뼈 모양, 촙 모양(chop shaped), 둥근 모양, 삼각형, 닭뼈 모양, 정사각형, 직사각형, 스트립 모양, 및 관 모양이 포함된다. 상이한 모양은 단일 다이 롤 상의 다양한 모양의 주형 또는 캐비티(cavity)의 사용에 의해 동시에 생성될 수 있다. 더욱이, 건조 식료품은 다이 롤의 캐비티 또는 주형 내에 포함된 로고 또는 디자인이 각인되거나 엠보싱될 수 있다. 일 실시 형태에서, 건조 식품 조성물은 고단백 식품 토핑으로서 사용하기 위한 보관 안정성의 단편화된 고기 및 크럼블로 만들어질 수 있다. 그러한 식품 토핑은 예를 들어 라이스 토핑, 샐러드 토핑, 감자 토핑, 피자 토핑, 요구르트 토핑 및 후식 토핑을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 건조 식품 조성물은 육포 스타일 미트 스낵으로 만들어질 수 있다.

전형적으로 건조 식료품은 적당한 방습 포장재, 예를 들어 포일-라이닝된(foil-lined) 백에서 적어도 약 6개월 동안, 그리고 바람직하게는 적어도 약 12개월 동안 비냉동된 상태 하에서 보관 안정성을 나타낸다.

(IV) 건조 식품 조성물/생성물의 제조

III에 상술된 건조 식품 조성물/생성물은 일반적으로 구조화된 단백질 생성물을 포함하여 열거된 단백질 요건의 적어도 일부분을 충족시킨다. 전형적으로, 식품 조성물의 제조 방법은 구조화된 단백질 생성물을 수화시키고 그의 크기를 감소시키는 단계, 연화방지제를 첨가하는 단계, 선택적으로 그를 착색시키고 조미하는 단계, 및 그 후 이것을 식품 조성물을 형성하는 나머지 성분들과 블렌딩하는 단계를 포함한다. 이어서, 당해 조성물을 원하는 모양으로 성형하고, 조리하고, 약 0.1 내지 약 0.95의 수분 활성이 성취되도록 건조시킨다. 일 실시 형태에서, 건조 조성물은 수분 활성이 약 0.5 내지 약 0.95인 중간 수분 식료품이다. 다른 실시 형태에서, 건조 조성물은 수분 활성이 0.5 미만이다. 0.7 내지 0.95의 수분 활성 범위에서, 적당한 패키지 및/또는 산소 제거제가 산소를 제거하고 그럼으로써 곰팡이 및 병원균의 성장을 저해하기 위하여 필요할 수 있다.

구조화된 단백질 생성물에 첨가되는 물의 양은 원하는 건조 식품 조성물에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 물이 구조화된 단백질 생성물에 첨가될 수 있다. 대안적으로, 물, 구조화된 단백질 생성물, 및 식품 조성물을 형성하는 추가의 성분들이 동시에 혼합될 수 있다. 언제 성분들이 조합되는지에 무관하게, 건조 식품 조성물은 일반적으로 수분 함량이 약 25 중량% 미만이다. 일 실시 형태에서, 건조한 건조 식품 조성물은 수분 함량이 약 10 중량% 내지 약 20 중량%이다. 예시적 실시 형태에서, 건조한 건조 식품 조성물은 수분 함량이 약 12 중량% 미만이다.

구조화된 단백질 생성물은 연화방지제와 조합될 수 있음이 또한 고려된다. 연화방지제는 구조화된 대두 단백질 생성물의 텍스처의 강화를 위하여 첨가된다. 이것은 전형적으로 대두 단백질의 용해도를 감소시켜 수분 보유성을 감소시키고 수분 방출성을 향상시킨다. 건조 조성물에서, 최소량의 물이 조제된다. 따라서, 수화되고 구조화된 대두 단백질로부터 방출된 물은 고기 추출 단계 동안 고기 및 기타 성분들이 이용할 수 있게 된다. 예로서, 건조 식품 조성물은 산외(non-acid) 연화방지제 또는 산 연화방지제를 포함할 수 있다. 산외 연화방지제의 적합한 예에는 염화칼슘, 황산칼슘, 아황산수소칼슘, 모노-칼슘 시트레이트, 다이-칼슘 시트레이트, 트라이-칼슘 시트레이트, 제1인산칼슘, 제2인산칼슘, 제3인산칼슘, 글루콘산칼슘, 천연 니가리(nigari)(바다 소금), 염화마그네슘, 황산마그네슘, 및 이들의 조합이 포함된다. 산 연화방지제의 적합한 예에는 글루콘산, 락트산, 시트르산, 인산, 말산, 타르타르산 및 이들의 조합이 포함된다.

당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명에서 이용되는 연화방지제의 양은 선택된 제제, 원하는 텍스처, 및 제제가 첨가되는 제조 단계를 포함하는 몇몇 파라미터에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 비제한적인 예로서, 단백질 물질과 조합되는 연화방지제의 양은 건조 물질 기준으로 약 0.1% 내지 약 15% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 연화방지제의 양은 건조 물질 기준으로 약 0.5% 내지 약 10% 범위일 수 있다. 추가 실시 형태에서, 연화방지제의 양은 건조 물질 기준으로 약 1% 내지 약 5% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 연화방지제의 양은 건조 물질 기준으로 약 2% 내지 약 3% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 연화방지제의 양은 건조 물질 기준으로 약 2.5%이다.

구조화된 단백질 생성물은 조성물의 색이 동물 고기의 색과 유사하도록 적합한 착색제와 조합될 수 있음이 또한 고려된다. 일 실시 형태에서, 착색제는 압출기에 공급되기 전에 단백질-함유 물질 및 기타 성분들과 조합될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 착색제는 압출기에 공급된 후 단백질-함유 물질 및 기타 성분들과 조합될 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 착색제는 이것이 압출된 후 단백질-함유 물질 및 기타 성분들과 조합될 수 있다. 본 발명의 건조 식품 조성물은 진한 색의 동물 고기 또는 연한 색의 동물 고기와 유사하도록 착색될 수 있다. 예로서, 건조 식품 조성물은 천연 착색제, 천연 착색제들의 조합, 인공 착색제, 인공 착색제들의 조합, 또는 천연 착색제와 인공 착색제의 조합으로 착색될 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(pH에 따라 적색 내지 청색), 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), 심황(황색-오렌지색) 및 이들의 조합이 포함된다. 미국에서 식품 사용을 위해 승인된 인공 착색제의 적합한 예에는 FD&C 적색 3호(에리트로신(Erythrosine)), FD&C 적색 40호(알루라 레드(Allura Red)), FD&C 황색 5호 (타르트라진(Tartrazine)), FD&C 황색 6호 (선셋 옐로우(Sunset Yellow) FCF), FD&C 청색 1호 (브릴리언트 블루(Brilliant Blue) FCF), FD&C 청색 2호 (인디고틴(Indigotine)) 및 이들의 조합이 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), CI 식용 색소 청색 5호 (패턴트 블루(Patent Blue) V), 및 이들의 조합이 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, 오일에 분산성이며, 분산에 의해 채색된다.

착색제(들)의 유형 및 착색제(들)의 농도는 모사될 동물 고기의 색상에 맞도록 조정될 수 있다. 적합한 착색제(들)는 다양한 형태의 단백질-함유 물질과 조합될 수 있다. 비제한적인 예에는 고체, 반고체, 분말형, 액체 및 젤이 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.

착색 시스템은 pH를 착색제를 위한 최적 pH 범위로 유지하기 위하여 pH 조절제를 추가로 포함할 수 있다. pH 조절제는 산미제일 수 있다. 식품에 첨가될 수 있는 산미제의 예에는 염산, 시트르산, 아세트산(식초), 타르타르산, 말산, 푸마르산, 락트산, 인산, 소르브산, 글루콘산, 산성 파이로인산나트륨, 벤조산, 및 이들의 조합이 포함된다. 전형적으로, 건조 식품 조성물 중 산미제의 농도는 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량% 범위일 수 있다. 일 실시 형태에서, 산미제의 농도는 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 산미제의 최종 농도는 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량% 범위일 수 있다. pH 조절제는 또한 pH-상승제, 예를 들어 수산화나트륨, 다이소듐 다이포스페이트, 트라이폴리인산나트륨, 탄산나트륨, 및 이들의 조합일 수 있다.

본 발명의 착색 조성물은 당업자에게 공지된 공정 및 절차를 사용하여 성분들을 조합함으로써 제조될 수 있다. 성분들은 전형적으로 액체 형태 또는 분말 형태 중 어느 하나로, 그리고 흔히는 이들 둘 모두의 형태로 입수가능하다. 성분들은 직접적으로 혼합되어 착색 조성물을 형성할 수 있지만, 바람직하게는 착색 조성물의 성분들은 약 10 중량% 내지 약 25 중량%의 총 농도로 수성 용액에서 조합되며, 여기서, 수성 착색 용액은 구조화된 단백질 생성물과 혼합되어 그를 착색시키기 위하여 소정량의 물에 편리하게 첨가될 수 있다.

구조화된 단백질 생성물은 적합한 pH-강하제와 조합되어 생성물의 저작성 또는 인성(toughness)을 증가시킬 수 있음이 또한 고려된다. pH-강하제를 조성물 제조의 다양한 단계에서 건조 식품 조성물과 적당하게 접촉시킬 수 있다. 일 실시 형태에서, pH-강하제는 식물 단백질 물질과 접촉되고, 이어서 이 혼합물은 본 명세서에 상술된 과정에 따라 압출된다. 대안적으로, pH-강하제는 구조화된 식물 단백질 생성물이 압출된 후 이것과 접촉될 수 있다.

pH-강하제가 도입되는 제조 단계에 무관하게, 적합한 제제는 조성물의 pH를 약 7.0 미만으로 강하시키는 것을 포함한다. 일 실시 형태에서, 이 pH는 약 7.0 미만이다. 다른 실시 형태에서, pH는 약 6.0 내지 약 7.0으로 강하된다. 또 다른 실시 형태에서, pH는 약 6.0 미만으로 강하된다. 다른 실시 형태에서, pH는 약 5.0 내지 약 6.0으로 강하된다. 이 실시 형태의 한 가지 대안에서, pH는 약 5.2 내지 약 5.9로 강하된다. 이 실시 형태의 또 다른 대안에서, pH는 약 5.4 내지 약 5.8로 강하된다. 이 실시 형태의 추가 대안에서, pH는 약 5.6으로 강하된다. 다른 실시 형태에서, pH는 약 5.6으로 강하된다. 다른 실시 형태에서, pH는 약 5.0 미만으로 강하된다. 추가의 실시 형태에서, pH는 약 4.0 내지 약 5.0으로 강하된다. 또 다른 실시 형태에서, pH는 약 4.0 미만으로 강하된다.

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, 글루콘산, 및 이들의 조합을 포함한다. 예시적 실시 형태에서, pH 강하제는 락트산이다.

당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명에서 이용되는 pH-강하제의 양은 선택된 제제, 원하는 pH, 및 제제가 첨가되는 제조 단계를 포함하는 몇몇 파라미터에 따라 변할 수 있으며 변할 것이다. 비제한적인 예로서, 단백질 물질과 조합되는 pH-강하제의 양은 건조 물질 기준으로 약 0.01% 내지 약 10% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, pH-강하제의 양은 건조 물질 기준으로 약 0.1% 내지 약 10% 범위일 수 있다. 추가 실시 형태에서, pH-강하제의 양은 건조 물질 기준으로 약 0.5% 내지 약 5% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, pH-강하제의 양은 건조 물질 기준으로 약 0.5% 내지 약2.5 % 범위일 수 있다.

건조 식품 조성물은 선택적으로 다양한 풍미제를 포함할 수 있다. 적합한 풍미제는 동물 고기 풍미료, 동물 고기 오일, 향신료 추출물, 향신료 오일, 천연 훈연액, 천연 훈연 추출물, 효모 추출물, 셰리주, 박하, 황설탕, 꿀, 커피, 초콜릿, 계피, 차, 및 이들의 조합을 포함한다. 풍미제 및 향신료는 올레오-수지(olio-resin) 및 아쿠아-수지(aqua-resin)의 형태로 또한 입수가능할 수 있다. 다른 풍미제는 양파 풍미료, 마늘 풍미료, 또는 허브 풍미료를 포함한다. 대안적인 실시 형태에서, 풍미제는 견과맛이 나거나, 달콤하거나, 과일맛이 날 수 있다. 적합한 과일 풍미료의 비제한적인 예에는 사과, 살구, 아보카도, 바나나, 블랙베리, 블랙 체리, 블루베리, 보이젠베리(boysenberry), 칸탈루프(cantaloupe), 체리, 코코넛, 크랜베리, 무화과, 포도, 그레이프프루트(grapefruit), 그린 애플(green apple), 허니듀(honeydew), 키위, 레몬, 라임, 망고, 혼합 베리(mixed berry), 오렌지, 복숭아, 감, 파인애플, 나무딸기, 딸기, 수박 및 이들의 조합이 포함된다. 건조 식품 조성물은 풍미 증강제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 풍미 증강제의 비제한적인 예에는 염화나트륨, 염화칼륨, 모르톤(Morton)(등록상표) 라이트 솔트(Lite Salt), 글루탐산 염, 글리신 염, 구아닐산 염, 이노신산 염, 및 5-리보뉴클레오티드 염, 효모 추출물, 표고버섯 추출물, 건조 가다랭이 추출물, 가수분해된 식물 단백질, 켈프(kelp) 추출물 및 이들의 조합이 포함된다. 건조 식품 조성물에서는 향미료, 향신료, 오일, 물, 풍미 증강제, 산화방지제, 산미제, 방부제, 감미제 및 이들의 조합을 블렌딩하거나 발효시킴으로써 제조될 수 있는 다양한 소스 및 마리네이드가 또한 이용될 수 있다.

중간 수분 식품으로서 분류된 것들을 비롯한 건조 식품 조성물은 원하는 수분 함량 및 수분 활성을 얻기 위하여 적합한 습윤제를 포함할 수 있음이 또한 고려된다. 습윤제의 적합한 예에는 당, 예를 들어 수크로스, 덱스트로스, 프룩토스, 자일로스, 메이플 시럽, 옥수수 시럽, 꿀, 말토스, 당즙, 및 이들의 조합; 당 알코올, 예를 들어 에리트리톨, 수소화 전분 하이드로실레이트, 아이소말트, 락티톨, 말티톨, 만니톨, 소르비톨, 자일리톨 및 이들의 조합; 폴리덱스트로스; 글리세린; 프로필렌 글리콜; 트라이아세틴; 락트산칼륨; 락트산나트륨 및 이들의 조합이 포함된다. 비제한적인 예로서, 단백질 물질과 조합되는 습윤제의 양은 건조 물질 기준으로 약 0.1% 내지 약 15% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 습윤제의 양은 건조 물질 기준으로 약 0.5% 내지 약 10% 범위일 수 있다. 추가 실시 형태에서, 습윤제의 양은 건조 물질 기준으로 약 1% 내지 약 5% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 습윤제의 양은 건조 물질 기준으로 약 2% 내지 약 3% 범위일 수 있다.

본 발명의 건조 식품 조성물은 방부제를 또한 포함할 수 있다. 본 조성물에 첨가될 수 있는 방부제의 예에는 벤조산염, 부틸화 하이드록시톨루엔, 부틸화 하이드록시아니솔, tert-부틸하이드로퀴논, 프로필갈레이트, 산화방지제, 시트르산, 아스코르브산, EDTA(에틸렌다이아민 테트라-아세트산), 아질산염, 질산염, 프로피온산염, 아황산염, 소르브산, 소르브산칼륨, 이산화황, 및 이들의 조합이 포함된다. 일 실시 형태에서, 건조 식품 조성물 중 방부제의 농도는 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량% 범위일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 방부제의 최종 농도는 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량% 범위일 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 방부제의 농도는 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량% 범위일 수 있다.

일반적으로 말해서, 구조화된 단백질 생성물을 포함하는 건조 식품 조성물은 다량영양소, 미량영양소, 및 선택 성분들 - 이는 본 명세서에 상술되거나 또는 다르게는 당업계에 공지된 바와 같음 - 과 조합될 수 있다. 건조 식품 조성물은 그의 수분 함량 및 수분 활성에 따라 예를 들어 육포 스타일 스트립 제품, 단편화된 고기, 크럼블 - 식품 토핑으로서 사용하기 위한 것임 - , 및 식품 산업에 공지된 임의의 기타 건조 식품 조성물로 성형될 수 있으며, 이는 당업계에 일반적으로 공지된 방법에 따른 것이다.

정의

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "동물 고기"라는 용어는 동물로부터 유래된 살코기, 전체 고기 근육, 또는 그의 부분을 말한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "미분화된 고기"라는 용어는 동물 몸통으로부터 회수된 고기 페이스트를 말한다. 뼈에 있는 고기, 또는 고기에 뼈가 더해진 것은 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 식물 단백질 생성물은 일부 실시 형태에서는 압출물일 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이 "섬유"라는 용어는 실시예 2에 개시된 단편 특성화 시험의 실시 후 약 4 ㎝의 길이 및 약 0.2 ㎝의 폭의 크기를 갖는 식물 단백질 생성물을 말한다. 본 내용에서, "섬유"라는 용어는 영양소 부류의 섬유, 예를 들어 대두 자엽 섬유를 포함하지 않으며, 또한, 식물 단백질 생성물에 포함되는 사실상 정렬된 단백질 섬유의 구조적 형성을 말하지 않는다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "연화방지제"라는 용어는 수화되고 구조화된 대두 단백질 생성물의 수분 방출성을 향상시키고 수분 보유성을 감소시킴으로써 구조화된 단백질 생성물의 텍스처를 강화시키기 위하여 첨가되는 물질을 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 개질된 타피오카 전분과 같은 다양한 전분 생성물을 말한다. 무글루텐 전분 또는 사실상 글루텐이 없는 전분은 밀, 옥수수, 및 타피오카계 전분으로부터 만들어진다. 상기 전분은 이것이 밀, 귀리, 호밀 또는 보리 유래의 글루텐을 포함하지 않기 때문에 글루텐이 없는 것이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "습윤제"는 수분을 흡수하고/하거나 수분의 보유를 촉진하는 기능을 하는 물질을 말한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "수화 시험"은 공지된 양의 단백질 조성물을 수화시키는 데 필요한 분 단위의 시간의 양을 측정하는 것이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "큰 조각"은 착색되거나 비착색된, 구조화된 식물 단백질 생성물의 단편 백분율을 특성화하는 방식이다. 단편 특성화의 결정은 실시예 2에서 상세히 설명된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "기계발골육(MDM)"은 구매가능한 장비를 사용하여 소, 돼지 및 닭의 뼈로부터 회수되는 고기 페이스트를 말한다. MDM은 온전한 근육에서 발견되는 천연 섬유질 조직이 없는 미분된 생성물이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "수분 함량"은 물질 중 수분의 양을 말한다. 물질의 수분 함량은 문헌[A.O.C.S. (American Oil Chemists Society) Method Ba 2a-38 (1997)]의 방법에 의해 측정될 수 있으며, 상기 방법은 본 명세서에 그의 전체 내용이 참고로 포함된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "유기물"은 7 C.F.R. 파트(Part) 205 하에서 특정 미국 유기농 프로그램(National Organic Program) 요건에 따라 제조 및 취급된 식품 조성물을 말한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "단백질 함량", 예로서 대두 단백질 함량은 각각이 본 명세서에 그의 전체 내용이 참고로 포함된 문헌[A.O.C.S. (American Oil Chemists Society) Official Methods Bc 4-91(1997), Aa 5-91(1997), 또는 Ba 4d-90(1997)]에 의해 확인할 때 물질의 상대적인 단백질 함량을 말하며, 이는 물질 샘플의 총 질소 함량을 암모니아로서 결정하고, 샘플의 총 질소 함량에 6.25를 곱한 것으로서 단백질 함량을 결정한다.

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

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "전단 강도"는 형성된 생성물에 고기-유사 텍스처 및 외양을 부여하기에 충분히 높은 강도를 갖는 섬유성 네트워크를 형성하는 텍스처화된 단백질의 능력을 측정한다. 전단 강도는 그램 단위로 측정된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이 "인조"라는 용어는 동물 고기를 함유하지 않은 건조 식품 조성물을 말한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "대두 자엽 섬유"는 건조 물질 기준으로 적어도 약 70%의 식이 섬유를 포함하는 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 배를 제거하고, 자엽을 플레이크화하거나 분쇄하고 플레이크화되거나 분쇄된 자엽으로부터 오일을 제거하고, 대두 물질과 자엽의 용해성 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 함유할 수 있다. 대두 단백질 농축물은 대두의 깍지와 배를 제거하고, 자엽을 플레이크화하거나 분쇄하고, 플레이크화되거나 분쇄된 자엽으로부터 오일을 제거함으로써 대두로부터 형성된다. 또한, 대두 단백질 및 대두 자엽 섬유는 상기 자엽의 용해성 탄수화물로부터 분리될 수 있다.

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. 대두 케이크, 칩, 플레이크, 밀, 또는 물질의 혼합물은 종래의 대두 분쇄 과정을 이용하여 대두 가루로 미분된다. 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 단리물"은 무수 기준으로 적어도 약 90%의 대두 단백질의 단백질 함량을 가진 대두 물질이다. 대두 단백질 단리물은 자엽으로부터 대두의 깍지와 배를 제거하고, 자엽을 플레이크화하거나 분쇄하고 플레이크화되거나 분쇄된 자엽으로부터 오일을 제거하고, 자엽 섬유로부터 대두 단백질과 자엽의 용해성 탄수화물을 분리하고, 후속하여 용해성 탄수화물로부터 대두 단백질을 분리함으로써 대두로부터 형성된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "스트랜드(strand)"는 실시예 2에서 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.

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

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "무수분(moisture free) 기준의 중량"은 모든 수분이 완전히 제거되도록 물질을 건조시킨 후의 물질의 중량을 말하며, 예를 들어, 물질의 수분 함량은 0%이다. 구체적으로, 물질의 무수분 기준의 중량은 물질이 일정 중량에 도달할 때까지 물질을 45℃ 오븐에 둔 후 물질을 칭량함으로써 얻어질 수 있다.

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

하기 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 보여주기 위하여 포함된다. 하기 실시예에서 개시되는 기술들은 본 발명의 실시에서 우수한 기능을 하는 본 발명자들에 의해 발견된 기술들을 나타냄이 당업자에 의해 이해되어야 한다. 그러나, 당업자라면 본 발명의 개시 내용에 비추어, 개시되는 특정 실시 형태들에서 많은 변화가 이루어질 수 있으며, 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고서 상기 많은 변화에서 동일한 또는 유사한 결과가 여전히 얻어질 수 있고, 따라서 첨부 도면에 개시되거나 예시된 모든 내용은 예시적인 것으로서 해석되어야 하며 제한하는 의미로 해석되어서는 아니됨을 이해하여야 한다.

하기 실시예는 본 발명의 건조 식품 조성물을 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 넣고 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. 단편 특성화의 결정

단편 특성화를 결정하는 절차를 하기와 같이 실시할 수 있다. 전체 조각만을 이용하여 구조화된 단백질 생성물 약 150 g을 칭량한다. 샘플을 열 밀봉성 플라스틱 백 내에 넣고, 25℃의 약 450 g의 물을 첨가한다. 이 백을 약 150 mm Hg에서 진공 밀봉하고, 내용물을 약 60분 동안 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 g의 혼합물을 볼로부터 꺼낸다. 약 200 g의 혼합물을 3 군으로 분리한다. 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. 제3 군은 제1 군 및 제2 군의 파라미터 내에 맞지 않는 부분이다. 제1 군 및 제2 군을 함께 칭량하고, 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 값이 15% 내지 20%이면, 볼로부터 다른 약 200 g을 칭량해내고, 혼합물을 3 군으로 분리하고, 계산을 다시 실시한다.

실시예 3. 구조화된 단백질 생성물의 제조

하기 압출 과정을 이용하여 본 발명의 구조화된 단백질 생성물을 제조할 수 있다. 패들 블렌더에 하기를 첨가한다: 1000 킬로그램(㎏)의 수프로(등록상표) 620 (대두 단리물), 440 ㎏의 밀 글루텐, 171 ㎏의 밀 전분, 34 ㎏의 대두 자엽 섬유, 10 ㎏의 자일로스, 9 ㎏의 제2인산칼슘, 및 1 ㎏의 L-시스테인. 내용물을 혼합하여 건식 블렌딩된 대두 단백질 혼합물을 형성한다. 건식 블렌드를 이어서 호퍼로 옮기고 이로부터 건식 블렌드를 물과 함께 사전 조절기내로 도입하여 조절된 대두 단백질 예비 혼합물을 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 구역에서는 약 150℃로 제어된다. 압출 물질을 제1 구역에서 적어도 약 400 psig에서 제5 구역에서 최대 약 1500 psig의 압력으로 가압한다. 가열 구역과 연통하는 하나 이상의 주입 제트를 통해, 압출기 배럴 내로 물을 주입한다.

다이 조립체는, 가소화된 혼합물이 압출기 배출 포트로부터 다이 조립체 내로 유동하도록 하며 가소화된 혼합물이 다이 조립체를 통해 유동할 때 상기 혼합물 내에 단백질 섬유의 상당한 정렬을 생성하는 배열로, 압출기에 부착된다.

사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함하는 압출물이 다이 조립체에서 배출될 때, 이것을 나이프로 절단하며, 이어서 절단된 물질을 약 10 중량%의 수분 함량으로 건조시킨다.

실시예 4: 재구조화된 신선육 믹스

재구조화된 신선육 믹스를 표 1에 제시된 제형에 따라 제조하였다. 구조화된 단백질 생성물(SPP)을 진공-밀봉된 패키지에서 3부의 물에 수화시켰다. 수화된 SPP를 캐러멜 색소와 함께 혼합기에 넣고, 모든 조각들이 단편화되고 섬유질로 될 때까지 상기 혼합물을 혼합하였다. 단편화된 SPP, 고기, 소금, 및 인산염을 10분 동안 진공 혼합하였다. 나머지 성분들을 첨가하고, 5분 동안 진공 혼합하고, 그럼으로써 재구조화된 신선육 믹스를 형성하였다.

실시예 5: 데리야끼 풍미의 육포 스타일 스낵

2-단계 방법을 사용하여, 구조화된 단백질 생성물을 포함하는 재구조화된 고기로부터 데리야끼 풍미의 육포 스타일 미트 스낵 (도 11)을 제조하였다. 첫째, 재구조화된 신선육 믹스를 제조하고, 둘째, 미트 스낵을 상기 재구조화된 신선육 믹스로부터 제조하였다. 재구조화된 신선육 믹스를 실시예 4의 방법 및 표 1의 성분에 따라 제조하였다.

데리야끼 풍미의 육포 스타일 스낵을 제조하기 위하여, 실시예 4의 재구조화된 신선육 믹스를 섬유질 케이싱에 채우고 (또는 로프 팬에 넣고), 습기 없이 훈제실에서 80℃에서 30분 동안 조리하고, 이어서 75℃의 내부 온도로 증기를 쐬었다. 생성된 완전 조리된 재구조화 고기를 냉각시키고, 슬라이싱하고, 식물유로 코팅시킨 팬 상에 두었다. 슬라이스를 93.3℃ (200℉) 오븐에서 건조시켰다. 이어서, 슬라이스를 조미료 믹스 (표 2 참조)로 코팅하고, 수율이 50%가 될 때까지(즉, 슬라이스 및 조미료의 총 중량이 50%로 감소될 때까지) 148.9℃(300℉) 오븐에서 건조시켰다. 수분 활성이 0.63인 육포 스타일 스낵을 생성하였다.

실시예 6: 후추 풍미의 육포 스타일 스낵

후추 풍미의 육포 스타일 스낵을 제조하기 위하여, 재구조화된 신선육 믹스 (실시예 4 및 표 1에 예시된 바와 같음)를 표 3의 다른 성분들과 블렌딩하였다. 대략 2분간의 블렌딩 후에, 최종 믹스를 대략적으로 6 ㎜ × 25 ㎜ × 15 ㎜(¼ in × 1 in × 6 in)의 스트립으로 압출하였다. 80℃에서 테플론(Teflon) 메시를 구비한 스크린 상에서 스트립을 0.86의 수분 활성이 되도록 건조시켰다.

실시예 7: 한국 불고기 풍미의 라이스 토핑.

보관 안정성 라이스 토핑 (도 9)을 재구조화된 고기를 이용하여 또한 제조하였다. 실시예 4 및 표 1에 기재된 바와 같이 재구조화된 고기를 준비하였다. 재구조화된 고기를 단편화하고, 단편을 식물유에서 튀겼다. 사전-블렌딩한 소스/조미료 믹스 (표 4 참조)를 단편에 첨가하고, 액체가 증발할 때까지 상기 혼합물을 가열하였다. 조미한 단편을 수율이 60%가 될 때까지 148.9℃(300℉) 오븐에서 건조시켰다. 보관 안정성 라이스 토핑의 수분 활성은 0.70이었다.

실시예 8: 변경된 방법을 사용하여 제조한 라이스 토핑 및 미트 스낵.

이 방법에 있어서, 스낵 (도 10) 및 라이스 토핑을 위한 조미료 및 풍미료를 제형 중에 혼입시켜 재구조화된 고기를 제조하였다 (표 5 참조).

SPP를 2.5부의 물에서 수화시켰다 (단계 1). 염화칼슘 2수화물 및 물을 혼합함으로써 염화칼슘 용액을 제조하였다 (단계 2). 지방이 적은 쇠고기를 식품 가공기에서 소금 및 인산나트륨류와 함께 초핑하였다. 지방을 첨가하고 초핑하였다 (초핑된 고기를 사용할 때까지 차게 유지함, 하기 참조). 수화된 SPP를 혼합기에서 단편화하고, 염화칼슘 용액을 첨가하고, 혼합하였다. 캐러멜 색소를 SPP/염화칼슘 혼합물에 첨가하고, 혼합하였다. 나머지 조미 성분들을 SPP 혼합물에 첨가하고, 혼합하였다. 초핑된 고기 및 지방의 혼합물 (상기로부터의 것)을 SPP 혼합물에 첨가하고, 철저히 블렌딩하였다. 혼합물을 형상화하고, 80℃로 조리하였다. 조리된 생성물을 입방체, 스트립 및 단편으로 절단하였다. 이어서, 생성물을 추가로 건조시켜 수분 활성을 0.85 미만으로 감소시켰다. 이어서 생성물을 진공 포장하였다.

육포 스타일 스낵은 수율이 44.2%였으며, 수분 활성이 0.72였다. 라이스 토핑은 수율이 50.4%였고, 수분 활성이 0.76이었다.

본 발명을 그의 예시적 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

a. 사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖는 구조화된 식물 단백질 생성물; 및

b. 연화방지제

를 포함하는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 연화방지제는 산외(non-acid) 연화방지제이며, 산외 연화방지제는 염화칼슘, 황산칼슘, 천연 니가리(nigari), 염화마그네슘, 황산마그네슘, 아황산수소칼슘, 모노칼슘 시트레이트, 다이칼슘 시트레이트, 트라이칼슘 시트레이트, 제1인산칼슘, 제2인산칼슘, 제3인산칼슘, 글루콘산칼슘 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물은 평균 전단 강도가 적어도 1400 g이며, 평균 단편 특성화가 적어도 10%인 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물은 도 1의 현미경 이미지에 나타낸 방식으로 사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함하는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 돼지고기, 쇠고기, 양고기, 가금류 고기, 야생 사냥 동물 고기, 생선 고기, 갑각류 동물 고기 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택 되는 동물 고기를 추가로 포함하는 건조 식품 조성물.
제5항에 있어서, 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 구조화된 단백질 생성물, 및 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 동물 고기를 포함하는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물은 다이 조립체를 통해 압출되어 사실상 정렬된 단백질 섬유를 갖는 구조화된 단백질 생성물을 생성하는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물은 대두 단백질, 대두 단백질 단리물, 대두 단백질 농축물, 전분, 글루텐, 섬유 및 이들의 혼합물을 포함하는 건조 식품 조성물.
제9항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물은

a. 건조 물질 기준으로 약 45% 내지 약 65% 대두 단백질;

b. 건조 물질 기준으로 약 20% 내지 약 30% 밀 글루텐;

c. 건조 물질 기준으로 약 10% 내지 약 15% 밀 전분, 및

d. 건조 물질 기준으로 약 1% 내지 약 5% 섬유

를 포함하는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서,

a. 버터, 치즈, 크림 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 유제품계 지방과;

b. 수소화, 부분적 수소화 야채유, 야자유, 코코넛유, 면실유, 캐놀라유, 해바라기유, 잇꽃유, 대두유, 땅콩유, 아마씨유, 포도씨유, 올리브유, 옥수수유, 미강유(rice oil) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 식물계 지방;

c. 우지, 돈지, 닭고기 지방, 어유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 동물계 지방

으로 이루어진 군으로부터 선택되는 지방 물질을 포함하는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 아세트산, 락트산, 염산, 글루콘산, 인산, 시트르산, 타르타르산, 말산, 산성 파이로인산나트륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 산인 pH-조정제를 포함하는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 레이크, 천연 염료, 인공 염료 및 이들의 조합으로부터 선택되는 식품 착색제를 포함하는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 비타민과 미네랄의 혼합물을 약 1.0 중량% 내지 약 10.0 중량%의 양으로 포함하는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 다중불포화 지방산, 오메가-3 지방산, 오메가-6 지방산, 오메가-9 지방산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 지방산을 포함하는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 동물 고기 풍미료, 동물 고기 오일, 향신료 추출물, 향신료 오일, 천연 훈연액, 천연 훈연 추출물, 효모 추출물, 양파 풍미료, 마늘 풍미료, 허브 풍미료, 및 염화나트륨, 염화칼륨, 모노소듐 글루타메이트, 뉴클레오티드, 가수분해된 식물 단백질, 표고버섯 추출물, 켈프(kelp) 해초 추출물, 발효 소스 및 이들의 혼합물을 포함하는 풍미 증강제로 이루어진 군으로부터 선택되는 풍미제를 포함하는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 수크로스, 덱스트로스, 프룩토스, 말토스, 자일로스, 메이플 시럽, 옥수수 시럽, 꿀, 당즙, 에리트리톨, 수소화 전분 하이드로실레이트, 아이소말트, 라시티올, 말티톨, 만니톨, 소르비톨, 자일리톨, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 트라이아세틴, 락트산칼륨, 락트산나트륨 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 습윤제를 포함하는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 아스코르브산, N-아세틸시스테인, 벤질 아이소티오시아네이트, 베타-카로틴, 클로로젠산, 시트르산, 2,6-다이-tert-부틸페놀, 락트산, 타르타 르산, 요산, 로즈마리 추출물, 토코페롤(비타민 E), 비타민 K 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 산화방지제를 포함하는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 소르브산, 소르브산칼륨, 벤조산염, 부틸화 하이드록시톨루엔, 부틸화 하이드록시아니솔, tert-부틸하이드로퀴논, 프로필갈레이트, 산화방지제, 시트르산, 아스코르브산, EDTA(에틸렌다이아민 테트라-아세트산), 아질산염, 질산염, 프로피온산염, 아황산염, 이산화황 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방부제를 포함하는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 식품 토핑, 육포 스타일 미트 스낵(meat snack), 단편화된 고기 생성물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 건조 식품 조성물.
제1항에 있어서, 수분 활성이 약 0.5 내지 약 0.95인 건조 식품 조성물.
a. 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 포함하는 구조화된 식물 단백질 생성물과;

b. 연화방지제

를 포함하는 채식주의용 건조 식품 조성물.
제21항에 있어서, 구조화된 단백질 생성물은 도 1의 현미경 이미지에 나타낸 방식으로 사실상 정렬된 단백질 섬유를 포함하는 건조 식품 조성물.