KR20210018354A - 진균성 균사체를 성장시키는 방법 및 식용 산물을 만드는 방법 - Google Patents

진균성 균사체를 성장시키는 방법 및 식용 산물을 만드는 방법 Download PDF

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KR20210018354A
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타일러 허긴스
저스틴 위틀리
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에멀쥐 아이엔씨
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Abstract

진균성 균사체를 키우고, 식용 식품을 만드는 방법은 진균성 세포들을 성장 배지에서 키워, 당해 진균성 세포들에 의해 균사체가 생산되도록 하는 것을 포함한다. 성장 배지는 당, 질소-함유 화합물 및 인산염-함유 화합물을 포함한다. 상기 균사체는 상기 성장 배지로부터 분리된다. 이 균사체를 농축시켜, 당해 균사체 건조 질량의 40 중량%를 초과하는 단백질 함량을 갖는 섬유성 균사체 덩어리를 얻는다. 바이오매스를 생산하기 위해 식품 첨가물을 상기 섬유성 균사체 덩어리에 추가할 수 있다. 상기 바이오매스가 식용 식품으로 형성될 수 있다. 상기 바이오매스는 식용 육류 대체품으로 형성될 수 있다.

Description

진균성 균사체를 성장시키는 방법 및 식용 산물을 만드는 방법
관련 출원들에 대한 교차-참조
본 출원은 2018년 6월 8일자로 제출된 미국 가출원 번호 62/682,301을 우선권으로 주장하며, 이의 전문이 본 명세서의 참고자료에 편입된다.
기술 분야
본 명세서는 일반적으로 진균성 균사체 분여에 관계하며, 더 구체적으로 진균성 균사체를 키우고, 이로부터 식용 산물을 만드는 방법 및 시스템에 관계한다.
배경
식음료 생산 및 가공 시설은 세계에서 물과 폐수를 생산하는 주요 수요체 중 하나다. 이러한 시설의 예로는 과일 및 채소 가공, 육류 가공, 유제품 가공, 스낵 식품 가공 및 음료 가공 시설이 포함된다. 물은 일반적으로 이러한 시설에서 공급 원료 가공, 재료 세척, 재료 운반 그리고 장비 청소와 같은 필수 공정에 사용된다. 따라서, 식음료 제품에서 소비되지 않은 잔류 물은 유출수가 되며, 이것은 폐수로 알려져 있다. 식음료 시설의 폐수는 화학적 산소 요구량 (COD)과 총 부유 물질 (TSS)이 극도로 높기 때문에, 처리가 어렵고 비용이 많이 든다. 이러한 잔류 물 흐름은 종종 시설의 성가신 것으로 간주된다. 광범위하게 실현되는 유일한 해결책은 호기성 처리, 혐기성 분해 및 고정 필름이며; 혐기성 분해로부터 생성되는 전력이 유일한 유용한 부산물이다. 소화조 및 기타 내부 처리 기술의 큰 자본 비용을 감안할 때, 폐수는 종종 처리를 위해 도시 하수도로 직접 배출된다.
더욱이, 비-동물성 원료에서 추출한 단백질 함량이 높은 식용 제품에 대한 수요가 증가하고 있다. 개인 건강에 대한 인식이 높아짐에 따라, 단백질 및 섬유와 같은 비-동물성 원료로부터의 성분을 포함하는 식용 제품은 동물성 단백질 기반 제품에 대한 보다 건강한 대안으로 간주된다. 특히, 육류의 구성과 질감을 모방하지만, 비-동물성 성분으로 구성된 식용 육류 대체재에 대한 수요가 증가하고 있어, 소와 같은 의존 동물을 줄이고, 그러한 동물에 의한 탄소 발자국을 줄일 수 있다. 따라서, 비-동물성 기반 식용 제품의 대규모 생산 및 채택을 촉진할 수 있는 비-동물성 단백질 공급원이 필요하다.
요약
본원에 기술된 구체예들은 일반적으로 진균성 균사체를 키우고, 그로부터 식용 제품을 만드는 방법에 관한 것이다.
일부 구체예들에서, 진균성 세포들이 균사체를 생산하도록 성장 배지에서 진균성 세포를 키우는 것을 포함한다. 성장 배지는 당, 질소-함유 화합물 및 인산염-함유 화합물을 포함한다. 상기 방법은 성장 배지로부터 균사체를 분리하고, 이 균사체를 농축시켜, 당해 균사체 건조 질량의 40 중량%를 초과하는 단백질 함량을 갖는 섬유성 균사체 덩어리를 얻는 것을 포함한다.
일부 구체예들에서, 식용 식품을 만드는 방법은 균사체 건조 질량의 40 중량%를 초과하는 단백질 함량을 갖는 섬유성 균사체 덩어리를 제공하는 것을 포함한다. 이 방법은 바이오매스를 생산하기 위해 섬유성 균사체 덩어리에 식품 첨가물을 첨가하고, 바이오매스를 식용 식품으로 만드는 것을 포함한다.
일부 구체예들에서, 식용 육류 대체품을 만드는 방법은 균사체 건조 질량의 40 중량%를 초과하는 단백질 함량을 갖는 섬유성 균사체 덩어리를 제공하는 것을 포함한다. 이 방법은 바이오매스를 생산하기 위해 섬유성 균사체 덩어리에 식품 첨가물을 첨가하고, 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 것을 포함한다.
일부 구체예들에서, 식용 육류 대체품에는 섬유성 균사체 덩어리가 10wt% 내지 100wt% 포함된다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 당해 섬유성 균사체 덩어리의 건조 질량에는 40wt% 이상의 단백질 함량을 갖는다. 상기 식용 육류 대체품은 0wt% 내지90wt% 범위 함량의 수분을 포함한다.
일부 구체예들에서, 식용 칩은 식용 바디(body)를 포함한다. 상기 식용 바디는 0.1wt% 내지 90wt% 범위의 섬유성 균사체 덩어리를 포함한다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 당해 섬유성 균사체 덩어리의 건조 질량에는 40wt% 이상의 단백질 함량을 갖는다. 상기 식용 칩은 20wt% 미만의 수분 함량을 포함한다. 상기 식용 칩은 0wt% 내지90wt% 범위의 탄수화물 함량을 포함한다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 상기 식용 바디에 걸쳐 분포된다.
일부 구체예들에서, 식용 분말 제품은 분말 균사체 덩어리를 포함한다. 상기 분말 균사체 덩어리는 당해 분말 균사체 덩어리의 40wt% 이상의 단백질 함량을 갖는다.
전술한 개념 및 아래에서 더 상세히 논의되는 추가 개념의 모든 조합 (이러한 개념이 상호 일관성이 없는 경우)은 여기에 개시된 발명 주제의 일부인 것으로 고려된다는 것을 이해해야 한다. 특히, 본 개시의 끝에 나타나는 청구된 주제의 모든 조합은 본원에 개시된 발명의 주제의 일부인 것으로 고려된다.
본 개시 내용의 전술한 특징 및 다른 특징은 첨부 도면과 함께 취해진 다음의 설명 및 첨부된 청구 범위로부터 보다 완전히 명백해질 것이다. 이러한 도면이 본 개시에 따른 여러 구현만을 묘사한다는 것을 이해하고, 따라서 본 명세서의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않고, 첨부된 도면을 사용하여 추가적인 구체적이고 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 구체예에 따라 진균성 균사체를 키우는 예시적인 방법의 블록 도표를 도시한다.
도 2는 구체예에 따라, 양조장 공정의 공정 흐름도를 도시한다.
도 3은 구체예에 따라, 양조장의 잔존 수와 Vogel 용액의 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC) 스캔을 도시한다.
도 4는 구체예에 따라, 양조장의 잔존 수에서 N. crassa 성장의 HPLC 스캔을 도시한다.
도 5는 구체예에 따라, 진균성 균사체로부터 식용 제품을 만드는 예시적인 방법의 블록 도표를 도시한다.
도 6A1 및 6A2는 구체예에 따라, 칩으로 설정된 식품의 각 평면도 및 측면도를 도시한다. 도 6B1 및 6B2는 또다른 구체예에 따라, 삼각 칩으로 설정된 식품의 평면도 및 측면도를 도시한다. 도 6C1 및 6C2는 또다른 구체예에 따라, 타원 칩으로 설정된 식품의 평면도 및 측면도를 도시한다.
도 7은 구체예에 따라, 진균성 균사체로부터 식용 육류 대체품을 만드는 예시적인 방법의 블록 도표를 도시한다.
도 8A는 구체예에 따라, 패티로 설정된 식용 육류 대체 식품의 사시도를 도시한다. 도 8B는 구체예에 따라, 텐더로 설정된 식용 육류 대체 식품의 사시도를 도시한다. 도 8C는 구체예에 따라, 갈아만든 식용 육류 대체 식품의 사시도를 도시한다.
다음의 상세한 설명 전체에 걸쳐 첨부된 도면을 참조한다. 도면에서 유사한 기호는 문맥에서 달리 지시하지 않는 한, 일반적으로 유사한 구성 요소를 나타낸다. 상세한 설명, 도면 및 청구 범위에 설명된 예시적인 구현으로 한정시키려는 것이 아니다. 여기에 제시된 주제의 정신 또는 범위를 벗어나지 않고, 다른 구현이 활용될 수 있고, 다른 변경이 있을 수 있다. 본 명세서에 일반적으로 설명되고 도면에 예시된 바와 같이, 본 개시 내용의 양태는 매우 다양한 상이한 구성으로 배열, 대체, 결합 및 설계될 수 있으며, 이들 모두는 명시적으로 고려되고 제조된다는 것을 쉽게 이해할 것이다.
다양한 구체예의 상세한 설명
본원에 기술된 구체예들은 일반적으로 진균성 균사체를 키우고, 그로부터 식용 제품을 만드는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본원의 다양한 구체예들은 진균성 세포들을 키우고, 당해 균사체를 분리하고, 그리고 당해 균사체를 농축시켜 섬유성 덩어리를 수득하는 방법들을 제공한다. 다양한 구체예들은 또한 바이오매스를 생산하기 위해 식품에 식품 첨가물의 추가 및 당해 바이오매스를 식용 식품 또는 식용 육류 대체품으로 만드는 것에 관계한다. 상기 식용 육류 대체품은 당해 섬유성 균사체 덩어리의 건조 질량에서 40wt% 이상의 단백질 함량을 갖는 섬유성 균사체 덩어리를 포함할 수 있다.
진균성 균사체를 키우고, 이로부터 식용 산물을 만드는 방법의 다양한 구체예들은 예를 들어, 다음을 포함하는 하나 또는 그 이상의 잇점을 제공할 수 있다: (1) 진균성 균사체의 배치 또는 연속 공정 배양을 제공하고; (2) 양조장 폐수 또는 기타 폐수에서 진균성 균사체를 배양하여 폐수를 재활용하고, 정화시킬 수 있고; (3) 비-동물성 공급원 (예: 진균성 균사체)의 단백질을 포함하는 식용 제품을 제공하여 단백질의 동물 공급원에 대한 의존도를 줄이고 탄소 발자국을 감소시키며; 그리고 (4) 높은 단백질 함량을 제공하면서, 진짜 고기와 같은 식감을 제공하는 식용 육류 대체품을 제공한다.
상기 진균성 균사체는 아스코미코타(Ascomycota) 및 지고미코타(Zygomycota)의 균류, 속 아스퍼길러스(Aspergillus), 푸사리움(Fusarium), 뉴로스포라(Neurospora), 및 모나스쿠스(Monascus)가 포함된다. 다른 종에는 바시도미코타(Basidiomycota)의 변종들과 렌티눌라(Lentinula) 속이 포함된다. 하나의 속은 뉴로스포라(Neurospora)이며, 이는 고체 발효를 통하여 식품 생산에 이용된다. 뉴로스포라(Neurospora) 속은 복잡한 탄수화물을 분해할 수 있을 뿐만 아니라, 매우 효율적인 바이오매스 생산으로 알려져 있다. 특정 종의 뉴로스포라(Neurospora)의 경우 알려진 알레르기가 발견되지 않았으며, 진균 독이 생성되지 않는다. 사상 균류(filamentous fungi)의 단일배양 외에도, 여러 균주를 한 번에 배양하여 최종 바이오매스의 단백질, 아미노산, 미네랄, 질감 및 풍미 프로파일을 조정할 수 있다.
도 1은 구체예에 따라 진균성 균사체를 키우는 예시적인 방법의 블록 도표를 도시한다. 간단리 살펴보면, 상기 방법 (100)은 성장 배지에서 진균 세포를 성장시키는 것(102)을 포함할 수 있다. 상기 방법(100)은 상기 성장 배지로부터 균사체를 분리시키는 것(104)을 포함할 수 있다. 상기 방법(100)은 균사체를 농축시키는 것(106)을 포함할 수 있다. 상기 방법(100)은 섬유성 균사체 덩어리를 획득하는 것(108)을 포함할 수 있다.
더 상세하게, 상기 방법(100)은 성장 배지에서 진균성 세포를 성장시키는 것(102)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 성장 배지는 몇 킬로그램의 진균 균사체를 키울 수 있는 통과 같은 용기에 포함될 수 있다. 상기 성장 배지는 원래 성장 배지로 지칭될 수 있다. 상기 방법(100)은 진균성 세포들이 균사체를 생산하도록 성장 배지에서 진균성 세포를 키우는 것을 포함할 수 있다. 상기 성장 배지는 영양소 (예, 당(sugar), 질소-함유 화합물 또는 인산염-함유 화합물)를 포함할 수 있다. 상기 성장 배지는 당, 질소-함유 화합물 및 인산염-함유 화합물을 포함할 수 있다. 당은 5-50g/L의 범위 안에 있을 수 있다. 예를 들면, 상기 당은 5g/L, 10g/L, 20g/L, 30g/L, 40g/L, 또는 50g/L일 수 있다. 상기 당에는 자당, 포도당, 과당, 당밀 또는 당 혼합물이 포함될 수 있다. 상기 질소-함유 화합물은 0.5-10g/L 범위 안에 있을 수 있다. 예를 들면, 상기 질소-함유 화합물은 0.5g/L, 1g/L, 2g/L, 3g/L, 4g/L, 5g/L, 또는 10g/L(포괄적)일 수 있다. 상기 질소-함유 화합물에는 수산화 암모늄, 질산 암모늄, 황산 암모늄, 염화 암모늄, 요소, 효모 추출물, 펩톤 또는 질소 함유 화합물의 혼합물이 포함될 수 있다. 상기 인산염-함유 화합물은 0.1-5g/L 범위 안에 있을 수 있다. 예를 들면, 상기 인산염-함유 화합물은 0.1g/L, 0.2g/L, 0.3g/L, 0.4g/L, 0.5g/L, 1g/L, 2g/L, 3g/L, 4g/L, 또는 5g/L(포괄)일 수 있다. 상기 인산염-함유 화합물은 인산 칼륨, 인산 나트륨, 인산 또는 인산염-함유 화합물의 혼합물일 수 있다.
상기 진균성 세포들은 25℃-40℃(포괄) 온도에서 성장할 수 있다. 상기 진균성 세포들은 12 시간 내지 48 시간(포괄) 동안 성장할 수 있다. 성장하는 곰팡이 세포는 5-20g/L의 곰팡이 세포 건조 중량을 생산할 수 있다. 상기 균사체는 40wt% (건중량) 이상의 단백질 함량을 가질 수 있다. 일부 구체예들에서, 상기 균사체는 50-65% (건중량, 포괄)단백질 함량을 가질 수 있다. 상기 균사체는 미정제 단백질 g당 적어도 25mg의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 가질 수 있다.
일부 구체예들에서, 상기 방법(100)은 브로스(broth) 용적을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 상기 브로스는 상기 진균성 세포들과 상기 성장 배지를 함유할 수 있다. 브로스 용적의 제거에는 브로스 용적을 별도로 제거하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 브로스 용적은 배치 공정에서 당해 브로스를 담고 있는 용기로부터 사이폰으로 뽑아 올리거나, 또는 당해 브로스로부터 지속적으로 제거될 수 있다. 예를 들면, 브로스 용적은 연속 공정에서 당해 브로스를 담고 있는 용기 밖으로 흘러나갈 수 있다.
상기 방법(100)은 상기 브로스를 담고 있는 용기로 새로운 성장 배지를 추가하는 것을 포함할 수 있다. 상기 브로스는 발효 브로스일 수 있다. 영양소 (예, 당, 인산염-함유 화합물, 또는 질소-함유 화합물)는 배치(batch) 성장 구조에 추가될 수 있다. 예를 들면, 상기 영양소는 예정된 시간 후(가령, 1 시간, 2 시간, 3 시간, 6 시간, 또는 12 시간 후) 추가될 수 있다. 신선한 성장 배지의 영양소 중 적어도 하나의 농도를 작업(102)에서 설명된 원래 성장 배지의 영양소 농도로 가져올 수 있거나, 어느 것도 가져오지 않을 수 있다. 신선한 성장 배지는 원래 성장 배지에서 진균성 세포의 성장 동안 원래 성장 배지로부터 손실된 성장 배지의 부피에 등가이거나 이보다 크거나 또는 이보다 더 작은 부피를 가질 수 있다.
하나의 예로써, 6 시간 후, 새로운 성장 배지에서 당, 인산염-함유 화합물, 및 질소-함유 화합물의 농도는 증가된다. 영양소는 상기 브로스의 당, 인산염-함유 화합물, 및 질소-함유 화합물의 농도가 원래 성장 배지의 차례로 당, 인산염-함유 화합물, 및 질소-함유 화합물의 농도가 되도록 추가될 수 있다.
하나의 예로써, 적어도 12 시간 후, 상기 브로스의 50-95%가 제거될 수 있다. 영양소 (이를 테면, 당, 인산염-함유 화합물, 또는 질소-함유 화합물)를 함유하는 새로운 배지가 추가될 수 있다. 상기 브로스의 영양소 농도는 추가된 새로운 성장 배지에 의해 증가될 수 있다.
영양소는 연속 성장 구조에 추가될 수 있다. 예를 들면, 상기 진균성 세포들과 상기 성장 배지를 함유하는 용기로부터 브로스의 용적 (이를 테면, 0.01 vol%, 1 vol%, 5 vol%, 10 vol%, 25 vol%, 50 vol%, 또는 95 vol%(포괄))이 제거될 수 있다. 새로운 성장 배지는 상기 브로스를 함유하는 용기로 추가될 수 있다. 상기 새로운 성장 배지는 연속 흐름으로 제공될 수 있다. 상기 용기 안의 브로스의 용적이 특정 수준에 머무르도록 모니터할 수 있다. 예를 들면, 상기 용기 안의 브로스의 용적은 고정된 용적으로 유지될 수 있다. 추가되는 새로운 성장 배지의 용적은 당해 용기로부터 상실된 브로스의 용적과 대등할 수 있다.
상기 방법(100)은 상기 성장 배지로부터 균사체를 분리시키는 것(104)을 포함한다. 상기 성장 배지로부터 균사체의 분리는 중력 압박(straining), 원심분리, 벨트 프레스, 필터 프레스, 기계 프레스, 드럼 건조 또는 기타 적절한 공정을 사용하여 수행할 수 있다. 분리 과정 동안 균사체를 물, 에탄올, 산, 염기 또는 기타 용매로 세척할 수 있다. 회수된 여과액은 재사용하거나 또는 폐기할 수 있다. 상기 균사체는 65% 내지 95%의 수분 함량을 가질 수 있다. 상기 균사체의 세포 벽은 예를 들면, 용해를 통하여 파괴될 수 있다. 용해는 pH를 4 이하 또는 9 이상으로 조정하거나, 또는 용해 효소를 추가하거나 또는 1 내지 24 시간 동안 온도를 40℃ ~ 60℃로 올리거나, 또는 다른 적절한 용해 방법으로 수행할 수 있다. 분리 후, 첨가제 (이를 테면, 식품 첨가물)와 함께 상기 균사체를 혼합시킬 수 있다. 첨가제는 당해 균사체가 식용 제품으로 형성될 때, 식물성 또는 동물성 단백질, 지방, 유화제, 증점제, 안정제 및 향료를 포함할 수 있다.
상기 방법(100)은 균사체를 농축시키는 것(106)을 포함할 수 있다. 균사체의 농축은 성장 배지로부터 분리시킨 후 수득된 섬유성 균사체 덩어리의 비율 또는 수준을 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 균사체의 농축은 균사체의 탈수에 의해 당해 균사체를 탈수화시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 균사체는 예를 들면, 수분 함량을 70% 미만이 되도록 열 건조시킬 수 있다. 상기 균사체는 명시된 온도(이를 테면, 30℃, 50℃, 75℃, 또는 90℃(포괄))에서 열 건조시킬 수 있다. 일부 구체예들에서, 상기 균사체는 강제 통풍(forced air)으로 열 건조 될 수 있다. 일부 구체예들에서, 균사체 탈수는 균사체로부터 물을 제거하기 위해 기계적 힘 (이를 테면, 프레스, 체)을 적용시키는 것을 포함할 수 있다. 탈수 (이를 테면, 열 또는 기계적 건조를 통해)하면 균사체는 부분적으로 건조한 섬유성 균사체 덩어리를 만들어낼 수 있다. 부분적으로 건조한 섬유성 균사체 덩어리는 예를 들어, 분말이 생성되도록 입자 크기를 줄이기 위해 분쇄될 수 있다.
상기 방법(100)은 섬유성 균사체 덩어리를 획득하는 것(108)을 포함할 수 있다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 당해 균사체 덩어리의 건조 질량에는 40wt% 이상의 단백질 함량을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 섬유성 균사체 덩어리는 당해 균사체의 건질량의 45wt%, 50wt%, 60wt%, 70wt%, 80wt%, 또는 90wt%(포괄)의 단백질 함량을 가질 수 있다.
다음은 성장하는 진균의 몇 가지 예이며, 그로부터 40 중량% 이상의 단백질 함량을 갖는 섬유성 균사체 덩어리를 얻는다. 이러한 예들은 단지 설명을 위한 것이며, 임의의 모양 또는 태로도 개시 내용을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
하나의 예로써, 뉴로스포라 크라사(Neurospora crassa) (N. crassa)는 10 L 벤치탑 반응기에서 배치 구조로 성장시켰다. N. crassa는 먼저 한천 경사면에서 성장되고, 32℃에서 3 일 동안 배양된다. N. crassa의 분생자(conidia) 또는 포자를 250 mL 통풍 Fernbach 플라스크로 옮기고, 32℃의 궤도 셰이커(orbital shaker) 테이블에서 48 시간 동안 성장시킨다. 생성 된 균사체는 다음 배지를 포함하는 벤치 탑 10L 반응기로 무균상태로 이동된다: 20g/L 수크로스, 2g/L 질산 암모늄, 2g/L 인산 칼륨 1 염기, 1g/L 질산 나트륨, 0.2g/L 황산 마그네슘, 0.1g/L 염화칼슘 및 미량 원소. 환기는 0.75 vvm으로 설정되고, 교반은 250 rpm으로 설정된다. 6N 수산화 나트륨 완충액을 사용하여 pH를 5.8로 조정 및 이 값으로 유지시킨다. 24 시간 후, 균사체는 무명천을 사용하여 수확하고, 사이다 프레스로 탈수시키고, 74℃로 설정된 탈수기에서 완전히 건조시킨다. 총 세포 건조 중량은 9.5g/L이다. 단백질 분석에서 57 중량%의 미정제 단백질 함량을 얻는다. 아미노산 분석에서 상기 섬유성 균사체 덩어리에 대한 PDCAAS 점수 1.0을 얻는다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 미정제 단백질 g당 26mg의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 가진다.
또다른 예에서, N. crassa는 10 L 벤치탑 반응기에서 배치 구조로 성장시켰다. N. crassa는 먼저 한천 경사면에서 성장되고, 32℃에서 3 일 동안 배양된다. N. crassa의 분생자(conidia) 또는 포자를 250 mL 통풍 Fernbach 플라스크로 옮기고, 32℃의 궤도 셰이커(orbital shaker) 테이블에서 48 시간 동안 성장시킨다. 생성된 균사체는 다음 배지를 포함하는 벤치 탑 10L 반응기로 무균상태로 이동된다: 20g/L 수크로스, 2g/L 질산 암모늄, 1g/L 인산 칼륨 0.2 염기, 0.2g/L 황산 마그네슘, 0.1g/L 염화칼슘 및 미량 원소. 환기는 0.75 vvm으로 설정되고, 교반은 250 rpm으로 설정된다. 6N 수산화 나트륨 완충액을 사용하여 pH를 5.8로 조정 및 이 값으로 유지시킨다. 24 시간 후, 균사체는 무명천을 사용하여 수확하고, 사이다 프레스로 탈수시키고, 74℃로 설정된 탈수기에서 완전히 건조시킨다. 총 세포 건조 중량은 9g/L이다. 단백질 분석에서 57 중량%의 미정제 단백질 함량을 얻는다. 아미노산 분석에서 상기 섬유성 균사체 덩어리에 대한 PDCAAS 점수 1.0을 얻는다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 미정제 단백질 g당 26mg의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 가진다.
또다른 예에서, N. crassa는 10 L 벤치탑 반응기에서 배치 구조로 성장시켰다. N. crassa는 먼저 한천 경사면에서 성장되고, 32℃에서 3 일 동안 배양된다. 상기 분생자를 250 mL 통풍 Fernbach 플라스크로 옮기고, 32℃의 궤도 셰이커(orbital shaker) 테이블에서 48 시간 동안 성장시킨다. 생성된 균사체는 다음 배지를 포함하는 벤치 탑 10L 반응기로 무균상태로 이동된다: 30g/L 수크로스, 3g/L 질산 암모늄, 1g/L 인산 칼륨 0.2 염기, 0.2g/L 황산 마그네슘, 0.1g/L 염화칼슘 및 미량 원소. 환기는 0.75 vvm으로 설정되고, 교반은 250 rpm으로 설정된다. 6N 수산화 나트륨 완충액을 사용하여 pH를 5.8로 조정 및 이 값으로 유지시킨다. 24 시간 후, 균사체는 무명천을 사용하여 수확하고, 사이다 프레스로 탈수시키고, 74℃로 설정된 탈수기에서 완전히 건조시킨다. 총 세포 건조 중량은 11g/L이다. 단백질 분석에서 63 중량%의 미정제 단백질 함량을 얻는다. 아미노산 분석에서 상기 섬유성 균사체 덩어리에 대한 PDCAAS 점수 1.0을 얻는다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 미정제 단백질 g당 26mg의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 가진다.
또다른 예에서, N. crassa는 10 L 벤치탑 반응기에서 배치 구조로 성장시켰다. N. crassa는 먼저 한천 경사면에서 성장되고, 32℃에서 3 일 동안 배양된다. 상기 분생자를 250 mL 통풍 Fernbach 플라스크로 옮기고, 32℃의 궤도 셰이커 테이블에서 48 시간 동안 성장시킨다. 생성된 균사체는 다음 배지를 포함하는 벤치 탑 10L 반응기로 무균상태로 이동된다: 20g/L 수크로스, 3.25g/L 우레아, 1g/L 인산 칼륨 0.2 염기, 0.2g/L 황산 마그네슘, 0.1g/L 염화칼슘 및 미량 원소. 환기는 0.75 vvm으로 설정되고, 교반은 250 rpm으로 설정된다. 6N 수산화 나트륨 완충액을 사용하여 pH를 5.8로 조정 및 이 값으로 유지시킨다. 24 시간 후, 균사체는 무명천을 사용하여 수확하고, 사이다 프레스로 탈수시키고, 74℃로 설정된 탈수기에서 완전히 건조시킨다. 총 세포 건조 중량은 8.5g/L이다. 단백질 분석에서 56 중량%의 미정제 단백질 함량을 얻는다. 아미노산 분석에서 PDCAAS 점수 1.0을 얻는다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 미정제 단백질 g당 25mg의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 가진다.
또다른 예에서, N. crassa는 10 L 벤치탑 반응기에서 배치 구조로 성장시켰다. N. crassa는 먼저 한천 경사면에서 성장되고, 32℃에서 3 일 동안 배양된다. 상기 분생자를 250 mL 통풍 Fernbach 플라스크로 옮기고, 32℃의 궤도 셰이커 테이블에서 48 시간 동안 성장시킨다. 생성된 균사체는 다음 배지를 포함하는 벤치 탑 10L 반응기로 무균상태로 이동된다: 20g/L 수크로스, 2g/L 질산 암모늄, 1g/L 인산 칼륨 0.2 염기, 0.2g/L 황산 마그네슘, 0.1g/L 염화칼슘 및 미량 원소. 환기는 0.75 vvm으로 설정되고, 교반은 250 rpm으로 설정된다. 15% 수산화 암모늄 완충액을 사용하여 pH를 5.8로 조정 및 이 값으로 유지시킨다. 24 시간 후, 균사체는 무명천을 사용하여 수확하고, 사이다 프레스로 탈수시키고, 74℃로 설정된 탈수기에서 완전히 건조시킨다. 총 세포 건조 중량은 10g/L이다. 단백질 분석에서 60 중량%의 미정제 단백질 함량을 얻는다. 아미노산 분석에서 PDCAAS 점수 1.0을 얻는다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 미정제 단백질 g당 26mg의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 가진다.
또다른 예에서, N. crassa는 10 L 벤치탑 반응기에서 배치 구조로 성장시켰다. N. crassa는 먼저 한천 경사면에서 성장되고, 32℃에서 3 일 동안 배양된다. 상기 분생자를 250 mL 통풍 Fernbach 플라스크로 옮기고, 32℃의 궤도 셰이커 테이블에서 48 시간 동안 성장시킨다. 생성된 균사체는 다음 배지를 포함하는 벤치 탑 10L 반응기로 무균상태로 이동된다: 20g/L 수크로스, 2g/L 질산 암모늄, 1g/L 인산 칼륨 0.2 염기, 0.2g/L 황산 마그네슘, 0.1g/L 염화칼슘 및 미량 원소. 환기는 0.75 vvm으로 설정되고, 교반은 250 rpm으로 설정된다. 6N 수산화 나트륨 완충액을 사용하여 pH를 5.8로 조정 및 이 값으로 유지시킨다. 12 시간 후, 10g/L 수크로스와 1g/L 질산 암모늄을 시스템에 추가한다. 총 24 시간 후, 균사체는 무명천을 사용하여 수확하고, 사이다 프레스로 탈수시키고, 74℃로 설정된 탈수기에서 완전히 건조시킨다. 총 세포 건조 중량은 12g/L이다. 단백질 분석에서 60 중량%의 미정제 단백질 함량을 얻는다. 아미노산 분석에서 상기 섬유성 균사체 덩어리에 대한 PDCAAS 점수 1.0을 얻는다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 미정제 단백질 g당 26mg의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 가진다.
또다른 예에서, N. crassa는 10 L 벤치탑 반응기에서 배치 구조로 성장시켰다. N. crassa는 먼저 한천 경사면에서 성장되고, 32℃에서 3 일 동안 배양된다. 상기 분생자를 250 mL 통풍 Fernbach 플라스크로 옮기고, 32℃의 궤도 셰이커 테이블에서 48 시간 동안 성장시킨다. 생성된 균사체는 다음 배지를 포함하는 벤치 탑 10L 반응기로 무균상태로 이동된다: 20g/L 수크로스, 2g/L 질산 암모늄, 1g/L 인산 칼륨 0.2 염기, 0.2g/L 황산 마그네슘, 0.1g/L 염화칼슘 및 미량 원소. 환기는 0.75 vvm으로 설정되고, 교반은 250 rpm으로 설정된다. 6N 수산화 나트륨 완충액을 사용하여 pH를 5.8로 조정 및 이 값으로 유지시킨다. 24 시간 후 배지의 90%가 수확된다; 전체 시스템을 10L로 되돌리기 위해 위의 농도로 새로운 배지가 추가된다. 새로운 순차적 배치 시간은 12 시간으로 단축된다. 매 12 시간마다 90%가 수확되고, 유가(fed-batch)-공정이 다시 반복된다. 이 과정은 60 시간 동안 수행되었다. 수확된 세포 건중량은 9.5g/L이다. 단백질 분석에서 60 중량%의 미정제 단백질 함량을 얻는다. 아미노산 분석에서 상기 섬유성 균사체 덩어리에 대한 PDCAAS 점수 1.0을 얻는다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 미정제 단백질 g당 26mg의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 가진다.
또다른 예에서, N. crassa는 10 L 벤치탑 반응기에서 배치 구조로 성장시켰다. N. crassa는 먼저 한천 경사면에서 성장되고, 32℃에서 3 일 동안 배양된다. 상기 분생자를 250 mL 통풍 Fernbach 플라스크로 옮기고, 32℃의 궤도 셰이커 테이블에서 48 시간 동안 성장시킨다. 생성된 균사체는 다음 배지를 포함하는 벤치 탑 10L 반응기로 무균상태로 이동된다: 20g/L 수크로스, 2g/L 질산 암모늄, 1g/L 인산 칼륨 0.2 염기, 0.2g/L 황산 마그네슘, 0.1g/L 염화칼슘 및 미량 원소. 환기는 0.75 vvm으로 설정되고, 교반은 250 rpm으로 설정된다. 6N 수산화 나트륨 완충액을 사용하여 pH를 5.8로 조정 및 이 값으로 유지시킨다. 24 시간 후 배지의 90%가 수확된다; 전체 시스템을 10L로 되돌리기 위해 위의 농도로 새로운 배지가 추가된다. 새로운 순차적 배치 시간은 12 시간으로 단축된다. 매 12 시간마다 90%가 수확되고, 유가-공정이 다시 반복된다. 이 과정은 60 시간 동안 수행되었다. 무명천으로 걸러내고(straining), 압착한 후, 모든 배지를 수집하고, 오토클레이브하고, 20g/L 수크로스, 2g/L 질산 암모늄 및 1g/L 인산 칼륨 1 염기만 첨가하여 재사용한다. 반복된 유가-공정은 총 60 시간 동안 수행된다. 수확된 세포 건중량은 9.5g/L이다. 단백질 분석에서 60 중량%의 미정제 단백질 함량을 얻는다. 아미노산 분석에서 상기 섬유성 균사체 덩어리에 대한 PDCAAS 점수 1.0을 얻는다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 미정제 단백질 g당 26mg의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 가진다.
분생 포자의 세포 유지 및 분리 방법이 본원에 설명되어 있다. 뉴로스포라 크라사(Neurospora crassa) (N. crassa) 야생형 균주 (FGSC #4815)는 진균성 유전자 비축 센터(fungal genetic stock center)에서 구입하였다. 접종에 사용된 세포는 2% Vogel의 50x 염, 0.01% 미량 원소 용액, 0.005% 비오틴, 1.5% 수크로스 및 1.5% 한천으로 구성된 한천 경사면에 -20℃에서 보관했다. 성장 실험은 냉동 한천 경사에서 제거된 세포를 완전한 어둠 상태에서 2 ~ 3 일 동안 30℃에서 항온처리된 새로운 한천 경사 상에서 시작하였다. 분생자는 표준 방법을 사용하여 경사에서 분리하고, 배치 침지(submerged) 배양 실험을 위해 100 mL의 신선한 Vogel 배지 (2% Vogel의 50x 염, 0.01% 미량 원소 용액, 0.005% 비오틴 및 1.0% 포도당)에 접종했다. ~ 0.7의 광학 밀도 사이의 분생 포자 현탁액 (Vogel의 배지에서 1mL)을 각 배양에 첨가했다.
배치 성장 방법이 여기에 설명되어 있다. 성장 실험은 1 L의 새로운 잔존 수에서 실행되었다. 배치 배양물을 30℃에서 1 ~ 3 일 (120rpm) 동안 일정한 조명 하에서 항온처리되었다. 진공 여과 플라스크를 사용하여 바이오매스 수확을 수행한 다음 후속적으로 105℃에서 건조시켰다.
사상균의 미정제 단백질 함량은 추가적인 질소원을 보충함으로써 증가시킬 수 있다. 비-제한적인 예는 기체 암모니아, 액체 암모니아, 질산 암모늄, 황산 암모늄, 질산 나트륨, 효모 추출물, 요소, 펩톤 또는 기타 유기 질소 공급원으로 보충하는 것을 포함한다. 기타 pH 완충 성분과 함께 질소 공급원을 추가할 수 있다. 비-제한적인 예로는 산, 인산염, 붕산염, 황산염 및 염기가 포함된다.
일부 구체예들에서, 상기 진균성 균사체는 식음료 처리 시설에서 생성된 식용 등급의 물 흐름에서 나오는 성장 배지를 사용하여 성장시킬 수 있다. 예를 들면, 본원에서 설명된 방법론 및 재료는 양조장에서 생성된 물 흐름에 사용될 수 있으며, 양조장, 폐-효모, 장비 세척, 포장 또는 이들의 혼합물로부터의 잔존 수 흐름을 포함할 수 있다. 상기 진균성 균사체는 식품 등급 공정이 발생하는 다른 산업의 성장 배지에서 자랄 수 있고, 잔류 수 흐름은 상당한 수준의 당, 영양소 및 유기물과 함께 생성된다. 비-제한적인 예로서, 다음은 식품 등급 잔존 수 흐름 생산에 적합한 식음료 시설 목록이다: 양조장, 포도주 양조장, 증류소, 에너지 음료, 소다, 과일 음료, 감자 가공, 유제품 생산, 육류 가공, 사탕, 제과류 또는 이들의 혼합물. 식용 단백질, 화학 추출 또는 재료를 포함하되, 이에 국한되지 않는 여러 제품에 바이오매스를 사용할 수 있는 사상 균류를 재배하기 위한 성장 배지로 사용하기 위해 잔여 식품 등급 수를 수집할 수 있다. 다른 구체예들에서, 상기 진균성 균사체는 균사체의 배양 효율을 향상시키기 위해, 조절된 양의 영양소를 가진 적절한 배양 배지에서 성장시킬 수 있다.
양조장은 연간 생산 능력에 따라 다른 분류로 분류된다. 맥주는 배럴 (bbl) 단위로 측정되며, 1bbl은 31 갤런에 해당한다. 소규모 양조장은 일반적으로 1 년에 5,000bbl 미만을 생산하고, 1 년에 5,000 ~ 1,000,000bbl을 생산하는 수제 양조장, 1 년에 1,000,000bbl 이상을 생산하는 국내 양조장으로 간주된다. 양조장은 제품 생산 뿐만 아니라 세척 장비를 위해 시설 내에서 상당한 양의 물을 사용한다. 양조장, 폐 효모, 발효기 세척, 여과 및 포장 공정에서 잔류 물 흐름이 생성된다. 생성 된 잔류물은 일반적으로 장비 및 포장의 화학적 헹굼 이외의 식품 등급으로 간주된다. 잔류 흐름은 또한 화학적 산소 요구량 (COD)과 총 부유 물질 (TSS)에서 매우 높으며, 일반적으로 각각 20,000mg L-1 및10,000mg L-1을 초과한다. 양조장 크기에 따라 잔존 수는 다른 방식으로 처리될 수 있다. 대부분의 소규모 양조장 및 수제 양조장의 경우, 잔존 수는 하수도로 배출 될 수 있으며, 물의 COD 및 TSS 농도에 따라 지방 자치 단체에서 요금이 부과된다. 대형 공예품 및 가정의 경우 잔존 수는 일반적으로 현장 폐수 처리 시설로 전환된다. 이러한 시설에서 생성된 잔존 수에는 종종 사상균 성장에 필요한 영양소가 포함되어 있거나 또는 추가 영양소로 보충해야 한다.
도 2는 구체예에 따라, 양조장 공정(200)을 도시한다. 양조장 공정 다이어그램은 본원에서 설명된 진균 성장 방법이 상업적 양조장에 어떻게 통합되는지에 대한 개략도를 포함한다. 특정 잔존 수 흐름은 다른 것들보다 더 최적화된 영양분 프로파일을 갖는 것으로 확인되었다.
양조장 공정 (200)은 담금통(mash tun) (202)을 포함할 수 있다. 상기 담금통(202)은 분쇄 맥아를 온도 조절된 물과 혼합하는데 사용되는 양조장 용기를 포함할 수 있다. 양조장 공정 (200)은 담금통 (202)에서 맥아를 으깨는 것을 포함할 수 있다. 양조장 공정 (200)은 여과조(lauter tun) (204)를 포함할 수 있다. 상기 여과조(204)는 라우터링(lautering), 즉 상기 으깬 곡물을 투명한 액체 맥아 즙과 잔류 곡물로 분리하도록 구성된 용기를 포함 할 수 있다. 잔존 수(203)는 진균성 세포를 성장시키기 위한 성장 배지를 제공하기 위한 여과조 (204)으로부터 제거될 수 있다.
상기 양조장 공정 (200)은 케틀(kettle) (206)을 포함할 수 있다. 상기 케틀(206)은 홉 및 기타 향료로 맥즙을 끓이는 용기를 포함할 수 있다. 상기 케틀(206)은 구리로 만들어질 수 있다. 상기 양조장 공정 (200)은 월풀(whirlpool) (208)을 포함할 수 있다. 상기 월풀 (208)은 홉핑된 맥아 즙의 고체 입자가 분리되는 용기를 포함할 수 있다. 월풀 (208)은 또한 침전 탱크를 포함할 수 있다. 잔존 수(203)는 진균성 세포를 성장시키기 위한 성장 배지를 제공하기 위한 월풀(208)로부터 제거될 수 있다.
상기 양조장 공정 (200)은 맥아즙 (210)을 냉각시키는 것을 포함할 수 있다. 양조장 공정 (200)은 발효 (212)를 포함할 수 있다. 잔존 수 (203)는 진균성 세포를 성장시키기 위한 성장 배지를 제공하기 위해 발효 (212)로부터 제거될 수 있다. 상기 양조장 공정 (200)은 숙성 (214)을 포함할 수 있다. 상기 양조장 공정은 필터링 (216)을 포함할 수 있다. 상기 양조장 공정 (200)은 포장 (218)을 포함할 수 있다.
본원에서 기술된 바와 같이, 상기 잔존 수(203)는 진균성 세포들을 위한 성장 배지로 이용될 수 있다. 상기 진균성 세포들은 성장 프로세스(220)를 겪을 수 있다. 상기 성장 프로세스(220)는 임의선택적 보충물 (이를 테면, 당, 인산염-함유 화합물, 질소-함유 화합물)을 포함할 수 있다. 상기 진균성 세포는 바이오 매스 또는 제품을 생산하기 위해 프로세스될 수 있다 (222).
사상 균류는 일반적으로 Vogel의 용액으로 알려진 합성 용액에서 실험실에서 배양된다. 표 1은 유도에 의해 결합된 플라즈마 최적 방출 분광법 (ICP-OES)에 의해 결정하였을 때, 양조장의 Vogel 용액 및 잔존 수의 원소 분석을 보여준다. 모든 값은mg/L로 표시된다. 표 1에 제공된 원소 분석은 소규모 양조장 양조장의 잔존 수를 나타낸다. 양조장 잔존 수에는 적절한 사상균 성장에 필요한 영양분이 포함되어 있다. 이 데이터는 또한 Vogel 용액에 사용된 상당한 양의 영양소가 적절한 곰팡이 성장에 필요하지 않음을 보여준다.
Figure pct00001
양조장 수류(water stream)의 성분은 Vogel의 것과 매우 유사하며, 사상균 배양에 필요한 각 필수 유기물 및 미네랄을 포함하고 있다. 양조장 수류을 모아 발효 용기에 저장할 수 있다. 진균성 포자는 20 ~ 40℃ (포괄)에서 6 ~ 72 시간 동안 추가시키고, 배양할 수 있다. 식품-등급의 흐름에서 나온 최종 사상 균류는 인간 소비에 사용되거나 또는 키틴 또는 키토산과 같은 개별 화학 물질로 분해되거나, 또는 활성탄 (이에 국한되지 않음)과 같은 재료 생산을 위한 공급 원료로 사용될 수 있다. 상기 진균성 바이오매스가 재양되는 물은 COD와 TSS를 모두 충분히 정제할 수 있다. 따라서, 식음료 시설에서 특정 용도로 물을 재사용할 수 있다.
양조장의 잔존 수는 그대로 사용할 수 있지만, 추가 영양소와 보충제를 추가하여 진균 성장 효율을 극대화시킬 수 있다. 보충제는 질소 공급원, 미량 금속 공급원, 인 공급원, 칼륨 공급원, 마그네슘 공급원, 황산염 공급원, 비타민 또는 이들의 혼합물을 포함하지만, 이에 국한되지 않는다. 대부분의 대규모-식음료 시설은 단일 제품만 생산하므로, 잔류 식용-등급 수류의 구성은 일관되게 유지된다. 소규모 시설 (이를 테면, 수제 양조장)의 경우 양조중인 특정 맥주에 대한 지식을 통해 어떤 원소 공급원이 존재하고, 어떤 추가 영양소를 보충해야 하는지 알 수 있다. 보충제는 식품 및 재료 생산 목적을 위해 바이오매스의 최종 미네랄 함량을 강화시킬 뿐만 아니라 성장 효율을 높이는 이중 목적을 가질 수 있다. 특정 보충제는 미정제 단백질 수준과 아미노산 프로필을 변경시킬 수 있다. 보충제에는 질소 공급원으로 구성된 pH 완충제가 포함될 수 있다.
양조장에서 생성된 사용된 효모는 Vogel의 용액, 기타 잔존 수류에서 단독 보충제로 또는 단독으로 사용할 수 있다. 사용한 효모는 보충 시점에 비활성화되거나 또는 용해되거나 살아있을 수 있다. 사상균은 효모를 분해하여, 탄소, 질소 및 영양원으로 사용할 수 있다.
단일 시설의 잔존 수원(water sources) 외에도 여러 시설의 수원을 혼합하여, 발효 배지를 최적화시킬 수 있다. 식음료 시설의 기타 잔류 고형 영양소도 추가시킬 수 있다. 예를 들어, 커피 찌꺼기를 남은 양조장 물에 추가하는 것이다.
식품-등급 잔존 수류는 식품 등급 잔류 물 흐름의 수집 전 또는 후에 살균될 수 있다. 식품-등급의 잔존 수류는 오존, 열, 자외선 (UV) 및 과산화수소와 같은 살균 기술을 사용하여 살균시킬 수 있다. 진균성 균사체로부터 활성탄을 생산하는 것과 같은 다른 응용 분야에서는 성장 배지의 멸균에 요오드 또는 이산화 염소를 사용할 수 있다.
도 3은 양조장의 잔존 수와 Vogel 용액의 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC) 스캔을 도시한다. HPLC 스캔은 양조장의 잔류 물과 Vogel의 용액에 대해 수크로스/말토스 피크로 정규화된 강도를 보여준다. 말토트리오스 피크는 Vogel 용액보다 양조장의 잔존 수에 대해 더 강하다. 또한, 포도당 피크는 Vogel 용액보다 양조장의 잔존 수에 대해 더 강하고, 과당 피크는 Vogel 용액보다 양조장의 잔존 수에 대해 더 강하다.
도 4는 양조장의 잔존 수에서 N. crassa 성장의 HPLC 스캔을 도시한다. HPLC 스캔은 48 시간에 걸쳐 잔존 수에서 N. crassa 성장을 보여준다. 수크로스/말토스 피크는 24 시간 및 48 시간보다 0 시간에 더 강하다. 말토트리오스피크는 24 시간 및 48 시간보다 0 시간에 더 강하고, 덱스트로스 피크는 24 시간 및 48 시간보다 0 시간에 더 강하며, 그리고 과당 피크는 24 시간 및 48 시간보다 0 시간에 더 강하다.
하나의 예로써, 양조장 잔존 수는 일리노이의 한 소규모 양조장에서 수집되었다. 상기 수류는 초기 맥주 제조 흐름에서 남은 것이므로 식품 등급이다. 성장 실험은 48시간에 걸쳐 실행되었다. 도 4는 N. crassa의 성장 과정에 대한 HPLC 데이터를 나타낸다. 과당, 덱스트로스, 수크로스, 말토오스, 말토트리오스 및 더 큰 말토덱스트린을 포함한 거의 모든 당이 소비된다. 더 큰 말토덱스트린이 발효 배지에서 적합한 탄소원으로 밝혀진 것은 이번이 처음이다. 표 2에는 COD, TOC 및 총 질소 (TN)의 감소 뿐만 아니라 수율 특성이 요약되어 있다. 이 예는 진균성 균사체 성장을 위한 완전 발효 배지로 이 특정 식품 등급의 수원을 사용할 수 있는 능력을 보여준다.
Figure pct00002
또다른 예에서, 양조장 잔존 수 및 살아있는 효모는 일리노이의 한 소규모 양조장에서 수집되었다. 상기 수류는 초기 맥주 제조 흐름에서 남고, 효모는 맥주 제조 과정에서 남는다, 따라서 둘 다 식품 등급이다. 효모는 오토 클레이브를 사용하여 죽였다. 더 많은 양의 효모를 잔존 수에 첨가하고, N. crassa의 발효 배지로 사용했다. 표 3은 이 실험과 관련된 수율 데이터를 나타낸다. 효모 첨가로 인한 최종 바이오매스 수율은 원자재 진균 수율과 처음에 추가된 효모의 양을 초과한다. 이 예는 효모 및 기타 유기 고체를 배지에 통합하고, N. crassa 죽은 효모를 영양원으로 사용하는 능력을 보여준다.
Figure pct00003
또다른 예에서, 양조장 잔존 수와 폐 곡물 미분은 일리노이의 한 소규모 양조장에서 수집되었다. 상기 수류는 초기 맥주 제조 흐름에서 남고, 폐 곡물 미분은 맥주 제조 과정에서 남는다, 따라서 둘 다 식품 등급이다. 더 많은 양의 폐 곡물 미분을 잔존 수에 첨가하고, N. crassa의 발효 배지로 사용했다. 표 4는 이 실험과 관련된 수율 데이터를 나타낸다. 폐 곡물 미분 첨가로 인한 최종 바이오매스 수율은 원자재 진균 수율과 처음에 추가된 미분의 양을 초과한다. 이 예는 폐 곡물을 배지에 통합하고, N. crassa을 위해 폐 곡물을 영양원으로 사용하는 능력을 보여준다.
Figure pct00004
또다른 예에서, 양조장 잔존 수 양조장 잔존 수는 일리노이의 한 소규모 양조장에서 수집되었다. 상기 수류는 초기 맥주 제조 흐름에서 남은 것이고, 식품 등급이다. 성장 실험은 48시간에 걸쳐 실행되었다. 보충제로 Vogel 배지의 50X 염분 부분을 적절한 농도로 잔류 물 흐름에 첨가하여 영양 공급원으로 사용했다. 표 5는 이 실험과 관련된 수율 데이터를 나타낸다. 50X 첨가로 인한 최종 바이오매스 수율은 보충되지 않은 경우보다 크다. 이 예는 진균성 균사체 성장을 위한 발효 배지에서 양조장 잔존 수를 탄소원으로 사용하는 능력을 보여준다.
Figure pct00005
또다른 예에서, 양조장 잔존 수 양조장 잔존 수는 일리노이의 한 소규모 양조장에서 수집되었다. 상기 수류는 초기 맥주 제조 흐름에서 남은 것이고, 식품 등급이다. 성장 실험은 48시간에 걸쳐 실행되었다. 수확 된 바이오매스는 탈이온수 (DI)로 세척하고, 진공 여과시킨 다음, 57℃에서 8 시간 동안 탈수하여 식용 칩을 만드는 데 사용되었다. 또 다른 구현에서, 진공 여과된 바이오매스는 탈수 전, 해바라기유으로 닦고, 57℃에서 8 시간 동안 탈수시켜 식용 칩으로 사용했다. 또다른 구현에서, 진공 여과된 바이오매스는 식용 칩을 생산하기 위해 튀겼다. 또 다른 구현에서, 탈수된 바이오 매스는 분말로 미세하게 분쇄되고, 물과 혼합되어 반죽을 형성하고, 시트를 씌우고 둥글게 자르고, 건조시킨 다음, 튀겨서 식용 칩을 만들었다.
도 5는 구체예에 따라, 진균성 균사체로부터 식용 제품을 만드는 예시적인 방법(500)의 블록 도표를 도시한다. 간략한 살펴보면, 방법 (500)은 섬유성 균사체 덩어리를 제공하고(502), 섬유성 균사체 덩어리에 식품 첨가제를 첨가하여(504) 바이오매스를 생산하고(506), 바이오매스를 식용 식품으로 만드는 단계를 포함한다.
추가로 확장하면, 방법 (500)은 섬유성 균사체 덩어리를 제공하는 것(502)을 포함한다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 당해 균사체의 건조 질량에는 40wt% 이상의 단백질 함량을 갖는다. 방법(100) 또는 본원에서 기술된 임의의 다른 진균성 균사체 방법을 작동시킴으로써 섬유성 균사체 덩어리를 만들 수 있다.
바이오매스를 생산하기 위해 식품 첨가물을 상기 섬유성 균사체 덩어리에 추가했다(504). 예를 들어, 식물성 또는 동물성 단백질, 지방, 유화제, 증점제, 안정제, 향료, pH 조절제, 오일, 향료, 염 등과 같은 임의의 적절한 식품 첨가물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 바이오매스 풍미는 다른 오일을 첨가하여 향상시킬 수 있다. 오일의 비-제한적인 예는 견과-유래된, 채소-유래된, 식물-유래된 및 동물-유래된 오일을 포함한다. 오일은 식품 등급의 잔존 수류에 첨가되어 소포제, 진균의 탄소 공급원으로 작용하고, 세포외/세포내적으로 바이오매스에 통합하는 다-목적을 가질 수 있다. 대안으로, 수확 후 또는 조리 후 오일을 바이오매스에 통합할 수 있다.
형성된, 부분적으로 건조시킨 바이오 매스는 다양한 작업을 통하여 도입된 식품 첨가물을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 바이오매스는 추가 성분에 담글 수 있다. 상기 바이오매스에 추가 성분을 주입시킬 수 있다. 상기 바이오매스는 추가 성분으로 코팅될 수 있다. 추가 압력 또는 진공 조건을 적용하여 추가 성분을 바이오매스에 분산시킬 수 있다. 추가 성분에는 식물성 또는 동물성 단백질, 지방, 유화제, 증점제, 안정제, 향료, pH 조절제 등이 포함될 수 있다.
상기 방법 (500)은 바이오매스를 생산하는 것(506)을 포함한다. 바이오매스 생산에는 바이오매스의 질감 조정이 포함될 수 있다. 상기 진균성 바이오매스의 질감은 바이오매스의 화학적 세척으로 조정할 수 있다. 대안으로, 바이오매스의 수분 함량을 조절하여 질감을 변경시킬 수 있다. 바이오매스 성장과 형태를 결정하는 다양한 영양소를 추가하여 질감을 변경시킬 수도 있다. 최종 바이오매스의 밀도는 초기 수분 함량과 건조 조건을 변경시켜 제어함으로써, 더 무겁거나 또는 가벼운 최종 제품을 생산할 수 있다.
미가공 바이오 매스를 건조 및 분쇄시켜 분말 또는 점진적인 섬세함이 될 수 있다. 상기 분말은 인간 또는 동물 사료의 단백질 성분으로 사용될 수 있다. 상기 분말은 물 및/또는 오일과 같은 다른 성분 및 결합제와 함께 형성되어, 다른 형태를 만들 수 있다. 진균성 단백질 분리물을 만들기 위해 단백질 추출이 일어날 수 있다. 상기 분리물은 인간 또는 동물 사료 성분으로 사용할 수 있다.
상기 바이오매스가 식용 식품으로 형성될 수 있다(508). 상기 바이오매스를 식용 식품으로 형성하는 것은 바이오매스를 탈수 및/또는 바이오매스를 분말로 분쇄하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 분말은 스무디, 수프, 스튜, 푸딩 등에 첨가할 수 있다. 상기 식용 식품은 칩, 단백질 바, 육포, 또르티아, 빵 또는 크래커를 포함 할 수 있으며, 예를 들어, 분말화된 균사체 덩어리로 형성될 수 있다.
상기 식용 식품에는 식용 분말 제품이 포함될 수 있다. 상기 식용 분말 제품에는 분말 균사체 덩어리가 포함될 수 있다. 상기 분말 균사체 덩어리는 당해 분말 균사체 덩어리의 40wt% 이상의 단백질 함량을 가질 수 있다. 상기 식용 분말 제품은 150μm 미만의 입자 크기를 가질 수 있는 분말 입자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 분말 입자의 크기는 149μm, 135μm, 120μm, 100μm, 50μm, 25μm 10μm, 5μm, 2μm, 1μm, 0.5μm, 또는 0.25μm(포괄)일 수 있다. 일부 구체예들에서, 상기 방법 (500)은 분말을 베이킹된 식품에 포함시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 베이킹 식품에는 비스킷, 빵, 브라우니, 케이크, 캐서롤(casserole), 쿠키, 크래커, 커스터드, 페이스트리, 파이, 푸딩, 로스트 및 타르트 등이 포함될 수 있다. 상기 베이킹 식품에는 0.1-80wt% 진균성 균사체, 이를 테면 N. crassa (예를 들면, 0.1wt%, 1wt%, 10wt%, 20wt%, 30wt%, 40wt%, 50wt%, 60wt%, 70wt%, 또는 80%(포괄))이 포함될 수 있다. 상기 베이킹 식품에는 0-90wt% 탄수화물 (이를 테면, 0wt%, 1wt%, 10wt%, 20wt%, 30wt%, 40wt%, 50wt%, 60wt%, 70wt%, 80wt%, 또는 90wt%(포괄))이 포함될 수 있다. 상기 탄수화물은 전분을 포함할 수 있다. 상기 식용 분말 제품의 분말 균사체 덩어리는 당해 식용 분말 제품의 전체 덩어리의 0.1wt 내지 90wt% (이를 테면, 0.1wt%, 0.5wt%, 1wt%, 5wt%, 10wt%, 25wt%, 50wt%, 75wt%, 또는 80wt%(포괄) 범위일 수 있다. 상기 식용 분말 제품은 0wt% 내지90wt% (이를 테면, 0.1wt%, 0.5wt%, 1wt%, 5wt%, 10wt%, 25wt%, 50wt%, 75wt%, 90wt%) 범위의 탄수화물을 포함할 수 있다. 상기 분말 균사체 덩어리는 미정제 단백질g 당 적어도 20mg (이를 테면, 20mg/g, 25mg/g, 30mg/g, 등)의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 가질 수 있다.
하나의 예로써, N. crassa 는 중량 기준으로 10% 미만의 수분 함량이 될 때까지 74℃에서 완전히 탈수되고, 150 um 입자 미만의 분말로 분쇄되었다. 그런 다음 밀가루 또는 이와 유사한 것을 사용하는 기존의 조리법을 수행하여 총 밀가루 중량의 1-100%를 N. crassa 분말로 대체했다. 제품에는 칩, 또르띠야, 빵, 크래커 등이 포함된다.
일부 구체예들에서, 상기 방법 (500)은 바이오매스를 형상으로 성형하는 것을 포함할 수 있다. 미정제 바이오매스는 식용 식품으로 직접 형성될 수 있다. 가능한 프로세스에는 특히 바, 디스크 및 실린더와 같은 다양한 모양을 형성하기 위해 압출, 시트 및 성형이 포함된다. 일단 건조 및/또는 향료가 첨가되면, 바이오매스 형태는 특히 인간 또는 동물이 소비할 수 있도록 칩, 단백질 바, 육포와 같은 응용 분야에서 사용될 수 있다. 형성된 바이오매스는 고온에서 조리, 동결 건조, 탈수 또는 튀기기가 가능하다. 중요한 것은 최종 형태 요인은 결합제를 사용하지 않고, 만들 수 있으며, 연속 바이오매스다.
상기 바이오매스에는 단일 또는 조합 방식으로 성분이 추가 된다. 예를 들면, 상기 바이오매스 바이오 매스는 100℃ 미만의 온도 (이를 테면, 90℃, 80℃, 75℃, 또는 50℃(포괄))에서 건조 또는 증기 환경에서 1-60 분 동안 조리될 수 있다. 바이오 매스는 건조 또는 증기 환경에서 1-60 분 동안 100℃-200℃ (이를 테면, 100℃, 125℃, 150℃, 또는 200℃(포괄))의 온도에서 조리될 수 있다. 상기 바이오매스는 100℃ 미만의 수조에서 1-120 분 동안 조리될 수 있다.
일부 구체예들에서, 상기 바이오매스는 보관될 수 있다. 상기 바이오매스는 추가 성분을 포함할 수 있다. 상기 바이오매스는 조리될 수 있다. 상기 바이오매스는 주변 또는 진공 조건에서 0℃ 미만에서 냉동될 수 있고 및/또는 주변 또는 진공 조건에서 5℃ 미만에서 냉장될 수 있다. 상기 바이오매스는 밀폐 용기에 무기한 저장시킬 수 있다.
하나의 예로써, 바이오매스는 치즈 천을 사용하여 분리하고, 사이다 프레스로 압착된다. 수분 함량은 75%이다. 상기 바이오매스는 상업용 탈수기에서 가변 온도로 건조된다. 40℃에서 건조시키면 수분 함량이 20% 미만이 되는데 약 3 시간이 걸리고; 60℃에서 건조시키면 수분 함량이 20% 미만이 되는데 약 2 시간이 걸리고; 75℃에서 건조하면 수분 함량이 20% 미만이 되는데 약 1.5 시간이 걸린다. 더 낮은 온도에서는 시간이 더 오래 걸리지만, 최종 바이오매스의 외양은 더 희게 되며, 뿐만 아니라 개별 균사가 분리되어 있기 때문에 밀도가 더 낮아진다. 온도가 높을수록 진균 균사들이 결합되어 밀도가 더 높아지고 탄력성이 더 높아진다.
또다른 예에서, 상기 바이오매스는 치즈 천을 이용하여 분리된다. 그런 다음 습식 바이오매스를 가열된 드럼 건조기에 직접 추가하고, 증기를 사용하여 110℃로 가열한다. 드럼 건조기에서 수집된 잔류 바이오매스는 수분 함량이 10% 미만이고, 얇은 필름 또는 플레이크 품질을 보유하였다. 상기 건조 바이오매스는 분말로 추가 가공될 수 있다.
또다른 예에서, 상기 바이오매스는 치즈 천을 이용하여 분리된다. 완두콩 단백질 10%, 감자 전분 10%, 카놀라유 5%, 아마 가루 5% 또는 기타 첨가제를 포함한 식품 첨가물을 습식 바이오매스에 첨가할 수 있다. 식품 첨가물의 농도는 건조 바이오 매스와 관련이 있다. 습식 바이오매스는 사이다 프레스를 사용하여 압착된다.
또다른 예에서, 상기 바이오매스는 치즈 천을 이용하여 분리된다. 그런 다음, 습식 바이오매스를 다양한 형태의 몰드에 추가한다. 몰드 상단에 압력을 가하여, 건조시키고, 형성된 바이오매스를 회수한다. 형성된 샘플은 부분적으로 탈수되거나 또는 그대로 사용되거나, 몰드에 배치되거나, 또는 진공 성형 시스템을 사용하여 자유 성형시킬 수 있다. 상기 바이오매스는 부분적으로 건조 바이오매스일 수 있다. 상기 부분적으로 건조 바이오매스는 압력 몰딩을 이용하여 만들 수 있다. 상기 부분적으로 건조 바이오매스는 진공 몰딩을 이용하여 만들 수 있다. 그런 다음, 성형된 샘플을 바로 냉동시켜, 연속 프로세싱을 위해 운반할 수 있다.
또다른 예에서, 주로 물, 5% 완두콩 단백질, 0.25% 카라기난(carrageenan) 및 조미료를 포함하는 용액을 혼합했다. 형성된, 부분적으로 건조된 바이오매스를 용액안에서 스며들도록 두었다. 대안적으로, 상기 용액은 형성된 바이오매스에 정확한 양으로 주입되었다. 그 다음, 샘플을 압착시켜 용액이 몰드로 분산되도록 하였다. 그런 다음, 샘플을 오븐에서 30 분 동안 180 °F에서 조리하여 단백질을 변성시켰다. 대안으로, 진공 몰드를 사용하여 용액을 분산시킨 다음, 샘플을 밀봉된 진공 파우치에서 180 °F의 물 배치(water batch)에서 30 분 동안 조리했다. 그런 다음 샘플을 더 높은 온도에서 조리하거나, 또는 제공하거나 또는 냉동시킬 수 있다.
도 6A1및 6A2는 구체예에 따라, 칩으로 구성된 진균 균사체를 포함하는 식품의 평면도 및 측면도를 각각 도시한다. 상기 칩은 물결 모양의 칩, 주름진 칩, 질감이 있는 칩이거나 또는 다른 적절한 크기 또는 모양을 가질 수 있다. 도 6B1 및 6B2는 구체예에 따라, 타원형 칩으로 구성된 식품의 평면도 및 측면도를 각각 도시한다. 도 6C1 및 6C2는 또다른 구체예에 따라, 삼각 칩으로 설정된 식품의 평면도 및 측면도를 도시한다.
상기 식용 식품은 칩을 함유할 수 있다. 상기 칩에는 식용 칩이 포함될 수 있다. 상기 식용 칩은 식용 바디를 포함할 수 있다. 상기 식용 바디는 섬유성 균사체 덩어리를 포함할 수 있다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 0.1wt% 내지 90wt% (이를 테면, 0.1wt%, 0.5wt%, 1wt%, 5wt%, 10wt%, 25wt%, 50wt%, 75wt%, 또는 90wt%(포괄)) 범위 안에 있을 수 있다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 당해 섬유성 균사체 덩어리의 건조 질량에는 40wt% 이상의 단백질 함량을 가질 수 있다. 상기 식용 칩은 20wt% 미만 (이를 테면, 15wt%, 10wt%, 5wt%, 2wt%, 1wt%, 또는 0wt%(포괄))의 수분 함량을 포함할 수 있다. 상기 식용 칩은 0wt% 내지90wt% (이를 테면, 0wt%, 0.5wt%, 1wt%, 5wt%, 10wt%, 25wt%, 50wt%, 75wt%, 또는 90wt%(포괄)) 범위의 탄수화물을 포함할 수 있다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 상기 식용 바디에 걸쳐 분포된다. 예를 들면, 상기 섬유성 균사체 덩어리는 상기 식용 바디에 걸쳐 고르게 분포될 수 있다. 다른 구체예들에서, 상기 섬유성 균사체 덩어리는 당해 식용 바디에 걸쳐 집중 지역에 위치할 수 있다.
상기 식용 바디는 당해 식용 바디 두께의 10 배 이상의 직경을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 식용 바디는 1mm가 될 수 있고, 직경은 40mm가 될 수 있다. 상기 식용 바디는 1mm가 될 수 있고, 직경은 60mm가 될 수 있다. 상기 식용 바디는 2mm가 될 수 있고, 직경은 50mm가 될 수 있다. 상기 식용 바디는 2mm가 될 수 있고, 직경은 75mm가 될 수 있다. 상기 식용 바디는 1.5mm가 될 수 있고, 직경은 45mm가 될 수 있다. 상기 식용 바디는 1.5mm가 될 수 있고, 직경은 50mm가 될 수 있다. 식용 바디의 특정 치수가 여기에 설명되어 있지만, 이들은 단지 예일 뿐이며, 다른 치수를 갖는 식용 바디도 본 개시의 범위 내에서 고려되어야 한다는 것을 이해해야 한다.
상기 식용 칩은 풍미제(flavorant)를 포함할 수 있다. 풍미제는 풍미 또는 식품 첨가물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 풍미제는 너트-유래 오일, 채소-유래 오일, 식물-유래 오일 및/또는 동물-유래 오일과 같은 오일을 포함 할 수 있다. 일부 구체예들에서, 상기 풍미제는 소금, 후추 또는 향신료 (이를 테면, 후추, 회향, 겨자, 육두구, 계피, 생강, 카이엔(cayenne) 후추, 정향, 강황 등)가 포함될 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 풍미제는 풍비 분말 (예를 들어, 양파 분말, 마늘 분말, BBQ 분말, 사워(sour) 크림 분말, 레몬 분말, 석회 분말 등)을 포함할 수 있다.
상기 섬유성 균사체 덩어리는 미정제 단백질g 당 적어도 20mg (이를 테면, 20mg/g, 25mg/g, 또는 30mg/g (포괄))의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 가질 수 있다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 단백질 소화율 보정 아미노산 점수 (PDCAAS) 1을 가질 수 있다. PDCAAS는 인간의 아미노산 요구량과 단백질을 소화하는 인간의 능력을 기반으로 단백질의 품질을 평가하는 방법을 포함할 수 있다.
도 7은 구체예에 따라, 진균성 균사체로부터 식용 육류 대체품을 만드는 예시적인 방법의 블록 도표(700)를 도시한다. 간략한 살펴보면, 방법 (700)은 섬유성 균사체 덩어리를 제공하고(702), 섬유성 균사체 덩어리에 식품 첨가제를 첨가하여(704), 바이오매스를 생산하고(706), 그리고 상기 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 단계(708)를 포함한다.
추가로 확장하면, 방법 (700)은 섬유성 균사체 덩어리를 제공하는 것(702)을 포함한다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 당해 균사체 덩어리의 건조 질량에는 40wt% 이상의 단백질 함량을 가질 수 있다. 방법(100) 또는 본원에서 기술된 임의의 다른 방법을 작동시킴으로써 섬유성 균사체 덩어리를 만들 수 있다.
상기 방법(700)은 식품 첨가물을 상기 섬유성 균사체 덩어리에 추가하여 바이오매스를 생산하는 것(704)을 포함할 수 있다. 식품 첨가물을 섬유성 균사체 덩어리에 추가하는 것은 상기 바이오매스에 시즈닝을 추가하는 것을 포함할 수 있다. 상기 바이오매스 풍미는 상이한 오일을 첨가하여 향상시킬 수 있다. 오일의 비-제한적인 예는 견과-유래된, 채소-유래된, 식물-유래된 및 동물-유래된 오일을 포함한다. 오일은 식품 등급의 잔존 수류에 첨가되어 소포제, 진균의 탄소 공급원으로 작용하고, 세포외/세포내적으로 바이오매스에 통합하는 다-목적을 가질 수 있다. 대안으로, 수확 후 또는 조리 후 오일을 바이오매스에 통합할 수 있다.
형성된, 부분적으로 건조시킨 바이오 매스는 다양한 작업을 통하여 도입된 식품 첨가물을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 바이오매스는 추가 성분에 담글 수 있다. 상기 바이오매스에 추가 성분을 주입시킬 수 있다. 상기 바이오매스는 추가 성분으로 코팅될 수 있다. 압력 또는 진공 조건을 적용하여 추가 성분을 바이오매스에 분산시킬 수 있다. 추가 성분에는 식물성 또는 동물성 단백질, 지방, 유화제, 증점제, 안정제, 향료, pH 조절제, 스파이시(spices) 등이 포함될 수 있다.
상기 방법 (700)은 바이오매스를 생산하는 것(706)을 포함한다. 바이오매스 생산에는 바이오매스의 질감 조정이 포함될 수 있다. 상기 진균성 바이오매스의 질감은 바이오매스의 화학적 세척으로 조정할 수 있다. 대안으로, 바이오매스의 수분 함량을 조절하여 질감을 변경시킬 수 있다. 바이오매스 성장과 형태를 결정하는 다양한 영양소를 추가하여 질감을 변경시킬 수도 있다. 최종 바이오매스의 밀도는 초기 수분 함량과 건조 조건을 변경시켜 제어함으로써, 더 무겁거나 또는 가벼운 최종 제품을 생산할 수 있다.
미가공 바이오 매스를 건조 및 분쇄시켜 분말 또는 점진적인 섬세함이 될 수 있다. 상기 분말은 인간 또는 동물 사료의 단백질 성분으로 사용될 수 있다. 상기 분말은 물 및/또는 오일과 같은 다른 성분 및 결합제와 함께 형성되어, 다른 형태를 만들 수 있다. 진균성 단백질 분리물을 만들기 위해 단백질 추출이 일어날 수 있다. 상기 분리물은 인간 또는 동물 사료 성분으로 사용할 수 있다.
상기 방법 (700)은 바이오매스를 식용 육류 대체 제품으로 형성하는 것(708)을 포함할 수 있다. 상기 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 것에는 적어도 하나의 가용성 단백질을 당해 바이오매스에 추가하는 것을 포함할 수 있다. 상기 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 것에는 적어도 하나의 농후제를 당해 바이오매스에 추가하는 것을 포함할 수 있다. 상기 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 것에는 적어도 하나의 지방 원료를 당해 바이오매스에 추가하는 것을 포함할 수 있다. 상기 바이오매스를 상기 식용 육류 대체품으로 만드는 것에는 당해 바이오매스를 상기 식용 육류 대체품으로 몰딩시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 식용 육류 대체품은 10wt% 내지100wt% (이를 테면, 10wt%, 20wt%, 30wt%, 40wt%, 50wt%, 60wt%, 70wt%, 80wt%, 또는 100wt%(포괄)) 범위의 섬유성 균사체 덩어리를 포함할 수 있다. 상기 식용 육류 대체품의 수분 함량은 0wt% 내지100wt% (이를 테면, 0wt%, 10wt%, 20wt%, 30wt%, 40wt%, 50wt%, 60wt%, 70wt%, 80wt%, 또는 100wt%(포괄))일 수 있다. 일부 구체예들에서, 상기 섬유성 균사체 덩어리는 10wt% 내지50wt% 범위이며, 수분 함량은 50wt% 내지90wt% 범위다. 일부 구체예들에서, 상기 식용 육류 대체품은 1wt% 내지20wt% (이를 테면, 1wt%, 2wt%, 5wt%, 10wt%, 15wt%, 또는 20wt%(포괄)) 범위의 가용성 단백질을 포함한다. 상기 식용 육류 대체품은 0.01wt 내지 5wt% (이를 테면, 0.01wt%, 0.05wt%, 0.1wt%, 1wt%, 2wt%, 또는 5wt%(포괄)) 범위의 농후제를 포함할 수 있다. 상기 식용 육류 대체품은 0wt% 내지10wt% (이를 테면, 0wt%, 0.5wt%, 1wt%, 2wt%, 5wt%, 또는 10wt%(포괄)) 범위의 지방 원료를 포함할 수 있다.
상기 식용 육류 대체품은 풍미제를 포함할 수 있다. 상기 풍미제는 풍미 또는 식품 첨가물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 풍미제는 너트-유래 오일, 채소-유래 오일, 식물-유래 오일 및 동물-유래 오일과 같은 오일을 포함 할 수 있다. 상기 풍미제는 스파이스는 이를 테면, 후추, 회향, 겨자, 육두구, 계피, 생강, 카이엔 후추, 정향 등)가 포함될 수 있다. 상기 풍미제는 풍비 분말 (예를 들어, 양파 분말, 마늘 분말, BBQ 분말, 사워 크림 분말, 레몬 분말, 석회 분말 등)을 포함할 수 있다.
상기 식용 육류 대체품은 미정제 단백질g 당적어도 20mg의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 가질 수 있다. 일부 구체예들에서, 상기 식용 육류 대체품에서 복합 메티오닌 및 시스테인은 20mg/g 내지 30mg/g (이를 테면, 20mg/g, 25mg/g, 또는 30mg/g(포괄)) 범위 안에 있다. 상기 식용 육류 대체품은 PDCAAS 점수 1을 가질 수 있다. 상기 식용 육류 대체품의 내부 pH 범위는 2 내지 9 (이를 테면, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 또는 9(포괄))이다. 상기 식용 육류 대체품은 20wt% 내지 70wt% (이를 테면, 20wt%, 30wt%, 40wt%, 50wt%, 60wt%, 또는 70wt%(포괄)) 범위의 단백질 건중량을 가질 수 있다. 상기 식용 육류 대체품은 5wt% 내지 30wt% (이를 테면, 5wt%, 10wt%, 15wt%, 20wt%, 25wt%, 또는 30wt%(포괄)) 범위의 섬유 건중량을 가질 수 있다. 상기 식용 육류 대체품은 0wt% 내지 20wt% (이를 테면, 0wt%, 1wt%, 5wt%, 10wt%, 15wt%, 또는 20wt%(포괄))의 건조 지방 중량을 가질 수 있다. 상기 식용 육류 대체품은 55이상의 CIE L* 값으로 나타내는 색을 가질 수 있다. 상기 식용 육류 대체품은 15 N 이상의 Warner-Bratzler 전단력을 가질 수 있다. 상기 식용 육류 대체품은 50 N 이상의 경도를 가질 수 있다.
상기 식용 육류 대체품은 닭 고기 대체품, 소고기 대체품, 돼지고기 대체품, 송아지 고기 대체품, 또는 어류 대체품을 포함할 수 있다. 상기 식용 육류 대체품은 10wt% 내지 90wt% (이를 테면, 10wt%, 20wt%, 30wt%, 40wt%, 50wt%, 60wt%, 70wt%, 80wt%, 또는 90wt%(포괄))의 상기 섬유성 균사체 덩어리를 포함할 수 있다.
닭고기 대체품은 50-90wt% (이를 테면, 50wt%, 60wt%, 70wt%, 80wt%, 또는 90wt%(포괄))의 물을 포함할 수 있다. 상기 닭고기 대체품은 10-50wt%의 진균성 균사체 이를 테면, N. crassa (이를 테면, 10wt%, 20wt%, 30wt%, 40wt%, 또는 50wt%(포괄))를 포함할 수 있다. 상기 닭고기 대체품은 1-20wt% 가용성 단백질 (이를 테면, 1wt%, 2wt%, 5wt%, 10wt%, 또는 20wt%(포괄))을 포함할 수 있다. 상기 가용성 단백질은 그중에서도 완두콩, 달걀 흰자위, 감자 등을 포함할 수 있다. 상기 닭고기 대체품은 0.01-5wt% 농후제 (이를 테면, 0.01wt%, 0.05wt%, 0.1wt%, 1wt%, 2wt%, 또는 5wt%(포괄))를 포함할 수 있다. 상기 농후제에는 그 중에서도 펙틴, 카라기난, 한천 등이 포함될 수 있다. 상기 닭고기 대체품은 0-10wt% 지방 원료 (0wt%, 1wt%, 2wt%, 3wt%, 4wt%, 5wt%, 또는 10wt%(포괄))을 포함할 수 있다. 상기 지방 원료에는 그중에서도 식물성 기름, 씨앗 등이 포함될 수 있다. 상기 닭고기 대체품에는 시즈닝이 포함될 수 있다. 상기 닭고기 대체품은 다양한 물리적 성질을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 닭고기 대체품의 내부 pH 범위는 2 내지 9 (이를 테면, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 또는 9(포괄))일 수 있다. 상기 닭고기 대체품은 40-70wt% 단백질 건중량 (이를 테면, 40wt%, 45wt%, 50wt%, 55wt%, 60wt%, 65wt%, 또는 70wt%)을 가질 수 있다. 상기 닭고기 대체품은 5-30wt% 섬유 건중량 (이를 테면, 5wt%, 10wt%, 15wt%, 20wt%, 25wt%, 또는 30wt%(포괄))을 가질 수 있다. 상기 닭고기 대체품은 0-10wt% 지방 건중량 (0wt%, 1wt%, 2wt%, 4wt%, 5wt%, 또는 10wt%(포괄))을 가질 수 있다. 상기 닭고기 대체품은 55 이상의 CIE L* 값을 가질 수 있다. 상기 닭고기 대체품은 15 N 이상의 Warner-Bratzler 전단력을 가질 수 있다. 상기 닭고기 대체품은 50 N 이상의 경도를 가질 수 있다.
닭고기 대체품을 생산하기 위한 하나의 예로써, 주로 물, 5% 완두콩 단백질, 0.25% 카라기난 및 조미료를 포함하는 용액을 혼합했다. 형성된, 부분적으로 건조된 바이오매스를 용액 안에서 스며들도록 두었다. 대안적으로, 상기 용액은 형성된 바이오매스에 정확한 양으로 주입되었다. 그 다음, 샘플을 압착시켜 용액이 몰드로 분산되도록 하였다. 그런 다음, 샘플을 오븐에서 30 분 동안 180 °F에서 조리하여 단백질을 변성시켰다. 대안으로, 진공 몰드를 사용하여 용액을 분산시킨 다음, 샘플을 밀봉된 진공 파우치에서 180 °F의 물 배치(water batch)에서 30 분 동안 조리했다. 그런 다음 샘플을 더 높은 온도에서 조리하거나, 또는 제공하거나 또는 냉동시킬 수 있다.
상기 고기 대체품은 0-90wt% (이를 테면, 0wt%, 10wt%, 20wt%, 30wt%, 40wt%, 50wt%, 60wt%, 70wt%, 80wt%, 또는 90wt%(포괄))의 물을 포함할 수 있다. 상기 고기 대체품은 10-100wt% 진균성 균사체, 이를 테면, N. crassa (이를 테면, 10wt%, 20wt%, 30wt%, 40wt%, 50wt%, 60wt%, 70wt%, 80wt%, 90wt%, 또는 100wt%(포괄))를 포함할 수 있다. 상기 고기 대체품은 1-20wt% 가용성 단백질 (이를 테면, 1wt%, 2wt%, 5wt%, 10wt%, 또는 20wt%(포괄))을 포함할 수 있다. 상기 가용성 단백질은 그중에서도 완두콩, 달걀 흰자위, 감자 등을 포함할 수 있다. 상기 고기 대체품은 0-5wt% 농후제 (이를 테면, 0wt%, 0.01wt%, 0.05wt%, 0.1wt%, 1wt%, 2wt%, 또는 5wt%(포괄))포함할 수 있다. 상기 농후제에는 그 중에서도 펙틴, 카라기난, 한천 등이 포함될 수 있다. 상기 고기 대체품은 0-50wt% 지방 원료 (0wt%, 10wt%, 20wt%, 30wt%, 40wt%, 또는 50wt%(포괄))포함할 수 있다. 상기 지방 원료에는 그중에서도 식물성 기름, 씨앗 등이 포함될 수 있다. 상기 고기 대체품에는 시즈닝이 포함될 수 있다.
고기 대체품을 만들기 위한 하나의 예로써, N. crassa를 당해 바이오매스가 중량 기준으로 10% 미만의 수분 함량을 갖게 될 때까지 74℃에서 완전히 탈수시켰다. 건조 N. crassa는 소스, Worcestershire 소스, 식물성 기름 및 시즈닝으로 구성된 "마리네이드(marinade)"에서 재수화된다. 그 다음, 상기 마리네이드화된 N. crassa를 당해 바이오매스가 중량 기준으로 30% 미만의 수분 함량을 갖게 될 때까지 74℃에서 완전히 탈수시킨다.
상기 바이오매스 풍미는 상이한 오일을 첨가하여 향상시킬 수 있다. 오일의 비-제한적인 예는 견과-유래된, 채소-유래된, 식물-유래된 및 동물-유래된 오일을 포함한다. 오일은 식품 등급의 잔존 수류에 첨가되어 소포제, 진균의 탄소 공급원으로 작용하고, 세포외/세포내적으로 바이오매스에 통합하는 다-목적을 가질 수 있다. 대안으로, 수확 후 또는 조리 후 오일을 바이오매스에 통합할 수 있다.
상기 진균성 바이오매스의 질감은 바이오매스의 화학적 세척으로 조정할 수 있다. 대안으로, 바이오매스의 수분 함량을 조절하여 질감을 변경시킬 수 있다. 바이오매스 성장과 형태를 결정하는 다양한 영양소를 추가하여 질감을 변경시킬 수도 있다. 최종 바이오매스의 밀도는 초기 수분 함량과 건조 조건을 변경시켜 제어함으로써, 더 무겁거나 또는 가벼운 최종 제품을 생산할 수 있다.
하나의 예로써, N. crassa를 성장시키고, 수확하였다. 상기 바이오매스는 치즈 천을 이용하여 분리된다. 중력에 의해 따라낸(draining) 후, 수분 함량은 약 95%이다. 상기 바이오매스는 수돗물, 에탄올, 1M 구연산 또는 0.1M 수산화칼슘을 포함한 다양한 용액으로 세척된다. 상기 바이오매스는 사이다 프레스로 압착된다. 압착후, 상기 수분 함량은 대략적으로 75wt%이다. 에탄올로 세척된 샘플은 68% 수분 함량을 보유하였다. 그런 다음 습식 바이오매스는 배지의 잔류 당 함량에 대해 테스트된다. 미세척 바이오매스에는 배지내 3g/L 당이 기록되었으며, 물-세척된 바이오매스에는 대략적으로 0.5g/L 당이 기록되었으며, 에탄올 세척된 바이오매스에는 0.4g/L 당, 1M 구연산 및 0.1M 수산화 칼슘은 당 L당 0.1g 미만으로 기록되었다.
미정제 바이오매스는 상기 식용 육류 대용품으로 직접 형성될 수 있다. 가능한 프로세스에는 특히 바, 디스크 및 실린더와 같은 다양한 모양을 형성하기 위해 압출, 시트 및 성형이 포함된다. 일단 건조된 후, 및/또는 풍미가 상기 바이오매스에 가해진 후, 당해 바이오매스를 이용하여 인간 또는 동물이 소비할 수 있는 식용 산물 이를 테면, 칩, 단백질 바, 육포와 같은 응용 분야에서 사용될 수 있다. 형성된 바이오매스는 고온에서 조리, 동결 건조, 탈수 또는 튀기기가 가능하다. 중요한 것은 최종 형태 요인은 결합제를 사용하지 않고, 만들 수 있으며, 연속 바이오매스다.
미가공 바이오 매스를 건조 및 분쇄시켜 분말 또는 점진적인 섬세함이 될 수 있다. 상기 분말은 인간 또는 동물 사료의 단백질 성분으로 사용될 수 있다. 상기 분말은 물 및/또는 오일과 같은 다른 성분 및 결합제와 함께 형성되어, 다른 형태를 만들 수 있다. 진균성 단백질 분리물을 만들기 위해 단백질 추출이 일어날 수 있다. 상기 분리물은 인간 또는 동물 사료 성분으로 사용할 수 있다.
도 8A는 구체예에 따라, 패티로 설정된 식용 육류 대체 식품의 사시도를 도시한다. 상기 패티는 버거 또는 샌드위치의 패티가 될 수 있다. 도 8B는 구체예에 따라, 텐더로 설정된 식용 육류 대체 식품의 사시도를 도시한다. 상기 텐더는 그 중에서도 고기 대용 텐더(tender), 스트립(strip), 필렛(fillet), 너겟(nugget)이 될 수 있다. 도 8C는 구체예에 따라, 갈아만든 식용 육류 대체 식품의 사시도를 도시한다.
일부 구체예들에서, 진균성 세포들이 균사체를 생산하도록 성장 배지에서 진균성 세포를 키우는 것을 포함한다. 성장 배지는 당, 질소-함유 화합물 및 인산염-함유 화합물을 포함한다. 상기 방법은 성장 배지로부터 균사체를 분리하고, 이 균사체를 농축시켜, 당해 균사체 건조 질량의 40 중량%를 초과하는 단백질 함량을 갖는 섬유성 균사체 덩어리를 얻는 것을 포함한다.
일부 구체예들에서, 상기 방법은 상기 진균성 세포들과 성장 배지를 포함하는 브로스의 0.01 vol% 내지 95 vol%를 제거하는 것을 포함한다. 상기 방법은 상기 브로스를 담고 있는 용기로 새로운 성장 배지를 추가하는 것을 포함한다. 일부 구체예들에서, 상기 당은 5-50g/L의 범위이며, 상기 질소-함유 화합물은 0.5-10g/L의 범위이며, 그리고 상기 인산염-함유 화합물은 0.1-5g/L의 범위다. 일부 구체예들에서, 상기 당에는 수크로스, 포도당, 과당 또는 당밀 중 적어도 하나가 포함된다. 일부 구체예들에서, 상기 질소-함유 화합물은 수산화 암모늄, 질산 암모늄, 황산 암모늄, 염화 암모늄, 요소, 효모 추출물 또는 펩톤 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 구체예들에서, 상기 인-함유 화합물은 인산 칼륨, 인산 나트륨 또는 인산 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 구체예들에서, 상기 방법은 상기 균사체의 세포 벽을 용해시키는 것을 포함한다. 일부 구체예들에서, 상기 방법은 식품 첨가물을 상기 균사체에 추가하는 것을 포함한다. 상기 식품 첨가물은 식물성 단백질, 동물성 단백질, 지방, 유화제, 증점제, 안정제 또는 향료 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 구체예들에서, 식용 식품을 만드는 방법은 균사체 건조 질량의 40 중량%를 초과하는 단백질 함량을 갖는 섬유성 균사체 덩어리를 제공하는 것을 포함한다. 이 방법은 바이오매스를 생산하기 위해 섬유성 균사체 덩어리에 식품 첨가물을 첨가하고, 바이오매스를 식용 식품으로 만드는 것을 포함한다.
일부 구체예들에서, 상기 바이오매스를 식용 식품으로 만드는 것은 당해 바이오매스를 탈수시키는 것이 내포된다. 일부 구체예들에서, 상기 바이오매스를 식용 식품으로 만드는 것은 당해 바이오매스를 빻아서 분말로 만드는 것이 내포된다. 일부 구체예들에서, 상기 방법은 상기 분말을 베이킹된 식품에 포함시키는 것을 포함한다. 일부 구체예들에서, 상기 식용 식품은 칩, 단백질 바, 육포, 또르띠야, 빵 또는 크래커 중 적어도 하나이다. 일부 구체예들에서, 상기 방법은 바이오매스를 형상으로 성형하는 것을 포함한다.
일부 구체예들에서, 식용 육류 대체품을 만드는 방법은 균사체 건조 질량의 40 중량%를 초과하는 단백질 함량을 갖는 섬유성 균사체 덩어리를 제공하는 것을 포함한다. 이 방법은 바이오매스를 생산하기 위해 섬유성 균사체 덩어리에 식품 첨가물을 첨가하고, 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 것을 포함한다.
일부 구체예들에서, 상기 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 것에는 적어도 하나의 가용성 단백질을 당해 바이오매스에 추가하는 것이 내포된다. 일부 구체예들에서, 상기 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 것에는 상기 바이오매스를 상기 식용 육류 대체품으로 몰딩시키는 것이 내포된다. 일부 구체예들에서, 상기 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 것에는 적어도 하나의 농후제를 당해 바이오매스에 추가시키는 것이 내포된다. 일부 구체예들에서, 상기 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 것에는 상기 바이오매스를 상기 식용 육류 대체품으로 몰딩시키는 것이 내포된다. 일부 구체예들에서, 상기 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 것에는 적어도 하나의 지방 원료를 당해 바이오매스에 추가시키는 것이 내포된다. 일부 구체예들에서, 상기 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 것에는 상기 바이오매스를 상기 식용 육류 대체품으로 몰딩시키는 것이 내포된다. 일부 구체예들에서, 상기 방법은 시즈닝을 상기 균사체에 추가하는 것을 포함한다.
일부 구체예들에서, 상기 식용 육류 대체품은 닭 고기 대체품, 소고기 대체품, 돼지고기 대체품, 송아지 고기 대체품, 또는 어류 대체품중 적어도 하나를 포함한다. 일부 구체예들에서, 상기 식용 육류 대체품은 10wt% 내지90wt%의 상기 섬유성 균사체 덩어리를 내포한다.
일부 구체예들에서, 식용 육류 대체품에는 섬유성 균사체 덩어리가 10wt% 내지100wt%의 범위로 내포되며, 상기 섬유성 균사체 덩어리는 당해 섬유성 균사체 덩어리의 건질량의 40wt% 이상의 단백질 함량과 0wt% 내지90wt% 범위의 수분 함량을 갖는다. 일부 구체예들에서, 상기 섬유성 균사체 덩어리는 10wt% 내지50wt% 범위이며, 수분 함량은 50wt% 내지90wt% 범위다.
일부 구체예들에서, 상기 식용 육류 대체품에는 1wt% 내지 20wt% 범위의 가용성 단백질과 0.01wt 내지 5wt% 범위의 농후제 함량이 더 포함된다. 일부 구체예들에서, 상기 식용 육류 대체품은 0wt% 내지 10wt% 범위 함량의 지방 원료가 더 포함한다. 일부 구체예들에서, 상기 식용 육류 대체품에는 0.01wt% 내지 20wt% 범위의 가용성 단백질, 0.01wt% 내지 5wt% 범위의 농후제, 그리고 0wt% 내지 50wt%범위 함량의 지방 원료가 더 포함한다.
일부 구체예들에서, 상기 식용 육류 대체품에는 풍미제가 더 포함된다. 일부 구체예들에서, 상기 섬유성 균사체 덩어리는 미정제 단백질g 당 적어도 20mg 의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 포함한다. 일부 구체예들에서, 상기 섬유성 균사체 덩어리는 단백질 소화율 보정 아미노산 점수 (PDCAAS) 1을 갖는다. 일부 구체예들에서, 상기 식용 육류 대체품은 2 내지 9 범위의 내부 pH, 20wt% 내지 70wt% 범위의 단백질 건중량 단백질, 5wt% 내지 30wt% 범위의 건중량 섬유, 그리고 0wt% 내지20wt% 범위의 건 지방을 갖는다. 일부 구체예들에서, 상기 식용 육류 대체품은 55 이상의 CIE L* 값으로 나타내는 색, 15 N 이상의 Warner-Bratzler 전단력, 그리고 50 N 이상의 경도를 갖는다.
일부 구체예들에서, 식용 칩은 0.1wt% 내지 90wt% 범위의 섬유성 균사체 덩어리를 포함하는 식용 바디를 내포하며, 당해 섬유성 균사체 덩어리는 당해 섬유성 균사체 덩어리의 건질량의 40wt% 이상의 단백질 함량, 20wt% 미만의 수분 함량, 그리고 0wt% 내지90wt% 범위의 탄수화물 함량을 갖는다. 상기 섬유성 균사체 덩어리는 상기 식용 바디에 걸쳐 분포된다.
일부 구체예들에서, 상기 식용 바디는 당해 식용 바디 두께의 10 배 이상의 직경을 갖는다. 일부 구체예들에서, 상기 식용 바디에는 또한 풍미제가 내포된다. 일부 구체예들에서, 상기 섬유성 균사체 덩어리는 미정제 단백질g 당 적어도 20mg 의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 포함한다. 일부 구체예들에서, 상기 섬유성 균사체 덩어리의 PDCAAS는 1이다.
일부 구체예들에서, 식용 분말 제품은 분말 균사체 덩어리를 내포하며, 당해 분말 균사체 덩어리의 40wt% 이상의 단백질 함량을 갖는다.
일부 구체예들에서, 상기 분말 균사체 덩어리 입자는 150μm 미만의 입자 크기를 갖는다. 일부 구체예들에서, 상기 분말 균사체 덩어리는 해당 식용 분말 제품의 총 덩어리의 0.1wt% 내지 80wt% 범위 안에 있으며, 이때 상기 식용 분말 제품에는 0wt% 내지 90wt% 범위의 탄수화물을 더 포함한다. 일부 구체예들에서, 상기 분말 균사체 덩어리는 미정제 단백질g 당 적어도 20mg 의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 포함한다. 일부 구체예들에서, 상기 분말 균사체 덩어리의 PDCAAS는 1이다.
본 명세서는 많은 특정 구현 세부 사항을 포함하지만, 이들은 임의의 발명의 범위 또는 청구될 수 있는 것에 대한 제한으로 해석되어서는 안되며, 오히려 특정 발명의 특정 구현에 특정한 특징의 설명으로 해석되어야 한다. 개별 구현의 맥락에서 이 명세서에 설명 된 특정 기능은 단일 구현에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 구현의 맥락에서 설명된 다양한 기능은 여러 구현에서 개별적으로 또는 임의의 적절한 하위 조합으로 구현될 수도 있다. 더욱이, 이들 특징이 특정 조합으로 작용하는 것으로 위에서 설명될 수 있고, 심지어 처음부터 그렇게 주장될 수도 있지만, 청구된 조합으로부터 하나 또는 그 이상의 특징이 어떤 경우에는 당해 조합에서 배제될 수 있고, 청구된 조합은 하위조합 또는 이러한 하위 조합 변형을 지향할 수 있다.
유사하게, 작업이 도면 및 표에 특정 순서로 묘사되어 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위해 그러한 작업이 표시된 특정 순서 또는 순차적 순서로 수행되거나 또는 모든 예시 된 작업이 수행되어야만 하는 것으로 이해되어서는 안된다. 특정 상황에서는 멀티태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수 있다. 더욱이, 위에서 설명한 구현에서 다양한 시스템 구성 요소의 분리는 모든 구현에서 그러한 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명된 프로그램 구성 요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품에 통합되거나 또는 여러 제품으로 패키징될 수 있음을 이해해야 한다.
따라서, 본 발명의 특정 구현이 설명되었다. 다른 구현은 다음 청구항의 범위 내에 있다. 일부 경우에, 청구 범위에 언급된 작동은 다른 순서로 수행 될 수 있으며, 여전히 바람직한 결과를 얻을 수 있다. 또한, 첨부된 도면에 묘사된 프로세스는 바람직한 결과를 얻기 위해 도시된 특정 순서 또는 순차적인 순서를 반드시 필요로 하지 않는다. 특정 구현에서, 멀티 태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 단수(“a", “an”및 “the”)형은 다른 명시적인 언급이 없는 한 복수 개념을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 용어 "구성원"이란 단일 구성원 또는 구성원의 조합을 의미하며, "재료"는 하나 또는 그 이상의 재료 또는 이들의 조합을 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "약(about)" 및 "대략"은 일반적으로 언급된 값의 ± 10%를 의미한다. 예를 들면, 약 0.5는 0.45 및 0.55를 포함하고, 약 10은 9 내지 11을 포함하고, 약 1000은 900 내지 1100을 포함할 것이다.
다양한 구체예를 설명하기 위해 본 명세서에서 사용되는 용어 "예시적인"이란 그러한 실시예가 가능한 실시예의 가능한 예, 표현 및/또는 예시임을 나타내기 위한 것임을 유의해야 한다 (그리고 그러한 용어는 그러한 실시예가 반드시 특별하거나 최상급의 예라는 것을 의미하는 것은 아니다).
본 명세서에서 사용되는 용어 "결합된", "연결된" 등은 두 부재가 서로 직접 또는 간접적으로 결합되는 것을 의미한다. 이러한 결합은 고정 (이를 테면, 영구적) 또는 이동 가능 (이를 테면, 제거 가능 또는 분리 가능)한 것일 수 있다. 이러한 결합은 2 개의 부재 또는 2 개의 부재 및 임의의 추가 중간 부재가 서로 단일 단일체로서 일체로 형성되거나, 2 개의 부재 또는 2 개의 부재 및 임의의 추가 중간 부재가 서로 부착되어 일체로 형성되어 달성될 수 있다.
다양한 예시적인 실시 예의 구성 및 배열은 단지 예시적인 것임을 주목하는 것이 중요하다. 본 명세서에서 단지 몇몇 실시예 만이 상세하게 설명되었지만, 본 명세서를 검토하는 당업자는 여기에 설명 된 주제의 새로운 가르침과 장점에서 실질적으로 벗어나지 않고 많은 수정이 가능하다는 것을 쉽게 인식 할 것이다 (예를 들어, 다양한 요소의 크기, 치수, 구조, 형상 및 비율, 매개 변수의 값, 장착 배열, 재료의 사용, 색상, 방향 등). 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 예시적인 실시예의 설계, 작동 조건 및 배열에서 다른 대체, 수정, 변경 및 생략이 또한 이루어질 수 있다.
본 명세서 전체에 걸쳐 "하나의 구체예", "구체예" 또는 유사한 언어에 대한 언급은 구체예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 명세서의 적어도 하나의 구체예에 포함된다는 것을 의미한다. 본 명세서 전반에 걸쳐 "하나의 구체예에서", "구체예에서"및 유사한 언어의 출현은 모두 동일한 구체예를 지칭할 수 있지만, 반드시 그런 것은 아니다. 유사하게, "구현"이라는 용어의 사용은 본 명세서의 하나 또는 그 이상의 구체예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성을 갖는 구현을 의미하지만, 달리 나타내기 위한 명시적 상관이 없으면, 구현이 하나 또는 그 이상의 구체예들과 연관될 수 있다.
본 명세서는 많은 특정 구현 세부 사항을 포함하지만, 이들은 임의의 발명의 범위 또는 청구될 수 있는 것에 대한 제한으로 해석되어서는 안되며, 오히려 특정 발명의 특정 구현에 특정한 특징의 설명으로 해석되어야 한다. 개별 구현의 맥락에서 이 명세서에 설명 된 특정 기능은 단일 구현에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 구현의 맥락에서 설명된 다양한 기능은 여러 구현에서 개별적으로 또는 임의의 적절한 하위 조합으로 구현될 수도 있다. 더욱이, 이들 특징이 특정 조합으로 작용하는 것으로 위에서 설명될 수 있고, 심지어 처음부터 그렇게 주장될 수도 있지만, 청구된 조합으로부터 하나 또는 그 이상의 특징이 어떤 경우에는 당해 조합에서 배제될 수 있고, 청구된 조합은 하위조합 또는 이러한 하위 조합 변형을 지향할 수 있다.
유사하게, 작업이 도면 및 표에 특정 순서로 묘사되어 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위해 그러한 작업이 표시된 특정 순서 또는 순차적 순서로 수행되거나 또는 모든 예시 된 작업이 수행되어야만 하는 것으로 이해되어서는 안된다. 특정 상황에서는 멀티태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수 있다. 더욱이, 위에서 설명한 구현에서 다양한 시스템 구성 요소의 분리는 모든 구현에서 그러한 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명된 프로그램 구성 요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품에 통합되거나 또는 여러 제품으로 패키징될 수 있음을 이해해야 한다.
따라서, 본 발명의 특정 구현이 설명되었다. 다른 구현은 다음 청구항의 범위 내에 있다. 일부 경우에, 청구 범위에 언급된 작동은 다른 순서로 수행 될 수 있으며, 여전히 바람직한 결과를 얻을 수 있다. 또한, 첨부된 도면에 묘사된 프로세스는 바람직한 결과를 얻기 위해 도시된 특정 순서 또는 순차적인 순서를 반드시 필요로 하지 않는다. 특정 구현에서, 멀티 태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수 있다.

Claims (40)

  1. 다음을 포함하는 방법:
    성장 배지에 진균성 세포를 정상시켜, 당해 진균성 세포들이 균사체를 만들어내고, 상기 성장 배지는 당, 질소-함유 화합물, 및 인산염-함유 화합물을 포함하며;
    상기 성장 배지로부터 상기 균사체를 분리시키고; 그리고
    이 균사체를 농축시켜, 당해 균사체 건조 질량의 40 중량%를 초과하는 단백질 함량을 갖는 섬유성 균사체 덩어리를 얻는다.
  2. 청구항 1에 있어서, 다음을 더 포함하는 방법:
    상기 진균성 세포들과 성장 배지를 포함하는 브로스의 0.01 vol% 내지 95 vol%를 제거하고; 그리고
    상기 브로스를 담고 있는 용기로 새로운 성장 배지를 추가한다.
  3. 청구항 1에 있어서, 이때 상기 당은 5-50g/L의 범위이며, 상기 질소-함유 화합물은 0.5-10g/L의 범위이며, 그리고 상기 인산염-함유 화합물은 0.1-5g/L의 범위인, 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 이때 상은 당은 수크로스, 포도당, 과당 또는 당밀 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 이때 상기 질소-함유 화합물은 수산화 암모늄, 질산 암모늄, 황산 암모늄, 염화 암모늄, 요소, 효모 추출물 또는 펩톤 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 이때 상기 인-함유 화합물은 인산 칼륨, 인산 나트륨 또는 인산 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 균사체의 세포 벽을 용해시키는 것을 더 포함하는 방법
  8. 청구항 1에 있어서, 다음을 더 포함하는 방법:
    식품 첨가물을 상기 균사체에 추가하고, 상기 식품 첨가물은 식물성 단백질, 동물성 단백질, 지방, 유화제, 증점제, 안정제 또는 향료 중 적어도 하나를 포함한다.
  9. 다음을 포함하는 식용 식품을 만드는 방법:
    균사체 건조 질량의 40 중량%를 초과하는 단백질 함량을 갖는 섬유성 균사체 덩어리를 제공하고;
    식품 첨가물을 상기 섬유성 균사체 덩어리에 추가하여 바이오매스를 만들고; 그리고
    상기 바이오매스를 식용 식품으로 만든다.
  10. 청구항 9에 있어서, 이때 상기 바이오매스를 식용 식품으로 만드는 방법에는 다음을 더 포함하는 방법:
    상기 바이오매스를 탈수시키고; 그리고
    상기 바이오매스를 분말로 빻는다.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 분말을 베이킹된 식품에 통합시키는 것을 더 포함하는 방법.
  12. 청구항 9에 있어서, 이때 상기 식용 식품은 칩, 단백질 바, 육포, 또르띠야, 빵 또는 크래커 중 적어도 하나인, 방법.
  13. 청구항 9에 있어서, 상기 바이오매스를 형태로 성형시키는 것을 더 포함시키는 방법.
  14. 다음을 포함하는 식용 육류 대체품을 만드는 방법:
    균사체 건조 질량의 40 중량%를 초과하는 단백질 함량을 갖는 섬유성 균사체 덩어리를 제공하고;
    식품 첨가물을 상기 섬유성 균사체 덩어리에 추가하여 바이오매스를 만들고; 그리고
    상기 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만든다.
  15. 청구항 14에 있어서, 이때 상기 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 것에는 다음을 포함하는 방법:
    적어도 하나의 가용성 단백질을 상기 바이오매스에 추가하고; 그리고
    상기 바이오매스를 상기 식용 육류 대체품으로 몰딩시킨다.
  16. 청구항 14에 있어서, 이때 상기 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 것에는 다음을 포함하는 방법:
    적어도 하나의 농후제를 상기 바이오매스에 추가하고; 그리고
    상기 바이오매스를 상기 식용 육류 대체품으로 몰딩시킨다.
  17. 청구항 14에 있어서, 이때 상기 바이오매스를 식용 육류 대체품으로 만드는 것에는다음을 포함하는 방법:
    적어도 하나의 지방 원료를 상기 바이오매스에 추가하고; 그리고
    상기 바이오매스를 상기 식용 육류 대체품으로 몰딩시킨다.
  18. 청구항 14에 있어서, 상기 바이오매스에 시즈닝을 추가하는 것을 더 포함시키는 방법.
  19. 청구항 14에 있어서, 이때 상기 식용 육류 대체품은 닭 고기 대체품, 소고기 대체품, 돼지고기 대체품, 송아지 고기 대체품, 또는 어류 대체품중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  20. 청구항 14에 있어서, 이때 상기 식용 육류 대체품은 10wt% 내지90wt%의 상기 섬유성 균사체 덩어리를 포함하는, 방법.
  21. 다음을 포함하는 식용 육류 대체품:
    10wt% 내지100wt% 범위의 섬유성 균사체 덩어리, 당해 섬유성 균사체 덩어리는 당해 섬유성 균사체 덩어리의 건질량의 40wt% 이상의 단백질 함량과 0wt% 내지90wt% 범위의 수분 함량을 갖고; 그리고
    0wt% 내지90wt% 범위 함량의 수분.
  22. 청구항 21에 있어서, 이때 상기 섬유성 균사체 덩어리는 10wt% 내지50wt% 범위이며, 수분 함량은 50wt% 내지90wt% 범위인, 식용 육류 대체품.
  23. 청구항 22에 있어서, 다음을 더 포함하는 식용 육류 대체품:
    1wt% 내지 20wt% 범위의 가용성 단백질; 그리고
    0.01wt 내지 5wt% 범위 함량의 농후제.
  24. 청구항 23에 있어서, 0wt% 내지 10wt% 범위 함량의 지방 원료가 더 포함하는, 식용 육류 대체품.
  25. 청구항 21에 있어서, 다음을 더 포함하는 식용 육류 대체품:
    0.01wt% 내지 20wt% 범위의 가용성 단백질;
    0.01wt% 내지 5wt% 범위 함량의 농후제; 그리고
    0wt% 내지 50wt% 함량의 지방 원료.
  26. 청구항 21에 있어서, 풍미제가 더 포함된 식용 육류 대체품.
  27. 청구항 21에 있어서, 이때 상기 섬유성 균사체 덩어리는 미정제 단백질g 당 적어도 20mg 의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 포함하는, 식용 육류 대체품.
  28. 청구항 21에 있어서, 이때 상기 섬유성 균사체 덩어리는 단백질 소화율 보정 아미노산 점수 (PDCAAS) 1을 갖는, 식용 육류 대체품.
  29. 청구항 21에 있어서, 이때 상기 식용 육류 대체품은 2 내지 9 범위의 내부 pH, 20wt% 내지 70wt% 범위의 단백질 건중량 단백질, 5wt% 내지 30wt% 범위의 건중량 섬유, 그리고 0wt% 내지20wt% 범위의 건 지방을 갖는, 식용 육류 대체품.
  30. 청구항 29, 이때 상기 식용 육류 대체품은 55 이상의 CIE L* 값으로 나타내는 색, 15 N 이상의 Warner-Bratzler 전단력, 그리고 50 N 이상의 경도를 갖는, 식용 육류 대체품.
  31. 다음을 포함하는 식용 칩:
    0.1wt% 내지 90wt% 범위의 섬유성 균사체 덩어리를 포함하는 식용 바디, 당해 섬유성 균사체 덩어리는 당해 섬유성 균사체 덩어리의 건질량의 40wt% 이상의 단백질 함량과 0wt% 내지90wt% 범위의 수분 함량을 갖고;
    20wt% 미만의 함량의 수분; 그리고
    0wt% 내지 90wt% 범위 함량의 탄수화물,
    이때 상기 섬유성 균사체 덩어리는 상기 식용 바디에 걸쳐 분포된다.
  32. 청구항 31에 있어서, 이때 상기 식용 바디는 당해 식용 바디 두께의 10 배 이상의 직경을 갖는, 식용 칩.
  33. 청구항 31에 있어서, 풍미제가 더 포함된 식용 칩.
  34. 청구항 31에 있어서, 이때 상기 섬유성 균사체 덩어리는 미정제 단백질g 당 적어도 20mg 의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 포함하는, 식용 칩.
  35. 청구항 31에 있어서, 이때 상기 섬유성 균사체 덩어리는 PDCAAS 점수 1을 갖는, 식용 칩.
  36. 다음을 포함하는 식용 분말 제품:
    분말 균사체 덩어리의 40wt% 이상의 단백질 함량을 갖는 분말 균사체 덩어리.
  37. 청구항 36에 있어서, 이때 상기 분말 입자는 150μm 미만의 입자 크기를 갖는, 식용 분말 제품.
  38. 청구항 36에 있어서, 이때 상기 분말 균사체 덩어리는 해당 분말 식용 제품의 총 덩어리의 0.1wt% 내지 80wt% 범위 안에 있으며, 이때 상기 분말 식용 제품에는 0wt% 내지 90wt% 범위의 탄수화물을 더 포함하는, 식용 분말 제품.
  39. 청구항 36에 있어서, 이때 상기 분말 균사체 덩어리는 미정제 단백질g 당 적어도 20mg 의 복합 메티오닌 및 시스테인 함량을 포함하는, 식용 분말 제품.
  40. 청구항 36에 있어서, 이때 상기 분말 균사체 덩어리는 PDCAAS 점수 1을 갖는, 식용 분말 제품.
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