KR20220123637A - 전 근육성 육류 대용품 및 이를 수득하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시내용은 전 근육성 육류 대용품 및 적층 가공 기술을 이용한 이의 제조 방법을 제공한다. 상세하게는, 전 근육성 육류 대용품은 디지털로 프린팅된 단백질 함유 가닥들의 하나 이상의 층을 포함하며, 각 층은, 단일 가닥 또는 복수의 가닥들의 폴드들 사이의 세그먼트가 이의 종축을 따라 실질적으로 평행하게 배열되도록 하는 단일 나선형 가닥 또는 복수의 가닥들을 포함하며, 가닥 또는 가닥들은 축방향으로 정렬된 조직화된 단백질 섬유의 하나 이상의 번들을 포함하며; 조직화된 단백질 섬유의 적어도 일부분은 5 mm 초과의 길이를 갖는 세장형 섬유를 포함한다. 본원에 개시된 방법은 프린터 베드 상에 단일 나선형 단백질 함유 가닥 또는 복수의 개개 단백질 함유 가닥들을 분배하기 위해 디지털 프린터를 작동시키는 것을 포함하며, 단일 가닥 또는 복수의 가닥들의 폴드들 사이의 세그먼트가 이의 종축을 따라 실질적으로 평행하도록 단일 가닥이 폴딩되거나 복수의 상기 가닥들이 배열된다.

Description

전 근육성 육류 대용품 및 이를 수득하는 방법

본 개시내용은 식품 산업, 및 구체적으로, 육류 대용품 및 이를 수득하는 방법에 관한 것이다.

현재 개시된 주제에 대한 배경으로서 관련이 있는 것으로 간주되는 참고문헌은 하기에 나열된다:

- Thomas Loetzbeyer and Anna Knauulein "Towards printing a meat-like structure using sustainable plant proteins" 2016, http://3dfoodprintingconference.com/wp-content/uploads/2016/04/Anna-Kn%C3%A4ulein.pdf

- 미국특허출원공개 제20170035076호

- 미국특허출원공개 제2017164650호

- 국제특허출원공개 WO2018202852호

- https://www.dezeen.com/2018/11/30/novameat-3d-printed-meat-free-steak/

- Jet Eat Wants to Redefine Meat Through 3D Printing Plants into Steaks" Malisa Gonzales, June 21, 2019 3D Printed Food, https://3dprint.com/247377/jet-eat-wants-to-redefine-meat-through-3d-printing-plants-into-steaks/

- 미국특허출원공개 제2,682,466호

본원에서 상기 참고문헌에 대한 승인은 이들이 현재 개시된 대상의 특허성과 어떤 식으로든 관련이 있음을 의미하는 것으로 추론되어서는 안된다.

배경

동물성 부재 육류 제품에 대한 수요 증가로 시장에서 상이한 육류 대용품 제품들이 증가하고 있으며, 대부분의 제품들은 단백질 공급원 두부, 템페, 조직화된 식물성 단백질(textured vegetable protein), (밀 글루텐) 세이탄(seitan), 미코단백질(mycoprotein) 및 다른 식물 기반 단백질을 포함한다. 그러나, 이러한 제품의 원하는 맛, 질감, 및 영양 프로파일이 여전히 달성되어야 한다. 상세하게는, 얽힌 질감(interlaced texture) 및 풍미 부여 성분과 함께, 동물 육류의 섬유 구조와 유사한 섬유 구조를 포함하는 식용 매트릭스를 달성하는 것은 공지된 제조 방법으로 가능하지 않다.

목표에 도달하기 위한 한 가지 장벽은 응집력 및 견고성(firmness)을 제공하고 다당류, 지방, 풍미, 색상, 수분 및 다른 기능성 식품 구성성분을 가두고, 동물 육류 제품의 질감, 영양 및 감각적 특징을 모두 제공하는 육류 내의 섬유 및 결합 조직의 복잡한 3차원 네트워크를 모방할 수 있다는 것이다.

목표에 도달하기 위해, 건식 압출, 고습 압출, 전단 셀, 방사, 혼합, 마이크로 압출, 증착 3D 프린팅 등을 포함하는 다양한 기술들이 개발되었고, 여전히 개발 중에 있다.

Anna Knaeulein은 2016년에 Velno에서 개최된 3D 식품 프린팅 컨퍼런스에서의 프리젠테이션에서 시장에 출시된 육류 대체 제품, 디지털로 제어된 X-Y-Z 베드와 함께 마이크로-압출에 적합한 식물 단백질의 스크리닝 방법을 기술하였다[Thomas Loetzbeyer and Anna Knaulein "Towards printing a meat-like structure using sustainable plant proteins" 2016, http://3dfoodprintingconference.com/wp-content/uploads/2016/04/Anna-Kn%C3%A4ulein.pdf].

US20170035076호에는 세포벽 물질(다당류를 포함함), 실질적으로 정렬된 단백질 섬유, 수분 함유물 및 비동물성 단백질 물질을 포함하는 육류 구조화 단백질 제품이 기술되어 있다. 육류 구조화 단백질 제품은 비동물성 단백질 물질, 물, 및 세포벽 물질을 조합하여 반죽(dough)을 제조하고; 단백질 물질에서 단백질을 변성시키고 섬유질 구조에 실질적으로 정렬된 단백질 섬유를 생산하기 위해 반죽을 전단 및 가열하고; 이미 얻어진 섬유질 구조를 고정하기 위해 반죽을 경화시킴으로써 얻어진다. 이러한 공정은 원하는 제품 형상을 달성하는 수단으로서 특히, 3D 프린팅을 포함하는, 후가공 단계를 추가로 포함할 수 있다.

US2017164650호에는 수용성 단백질, 하이드로콜로이드 및 가소제를 포함하는 식용 분말 조성물 및 적어도 하나의 식용 액체를 포함하는 식용 제품을 제조하고, 층별 방식으로 분말 상에 식용 액체를 증착시키고 이에 의해 식용 제품을 수득함으로써 조성물을 분말 베드 프린팅으로 처리하는 방법이 기술되어 있다.

WO2018202852호에는 수생 기원의 적어도 하나의 식물성 구성 성분을 포함하는 섬유질 구조를 갖는 식품이 기술되어 있다. 이러한 식품은 압출 조리(extrusion cooking) 및/또는 3D 프린팅에 의해 제조될 수 있다.

Beyond Meat®는 Ethan Brown에 의해 2009년에 설립된, 로스엔젤레스에 기반을 두고 있는 식물 기반 육류 대용품의 제조업체이다. 이 회사는 식물 기반 단백질(예를 들어, 대두 녹두 및 완두콩 단백질 분취물) 및 다른 구성성분들의 혼합물을 포함하는 다양한 단백질 기반 식품 제품을 개발하였고 제조하고 있으며, 이는 닭 및 햄버거 대용품을 포함하는 육류 대용품에 대한 베이스(base)를 생산하기 위해 식품 압출기 내에 공급된다.

직후에, Impossible Foods®는 회사의 시그니처 제품으로, 유전자 조작된 효모에 의해 생산된 합성 헴(Heme) 화합물을 포함하는 밀 글루텐 조직화된 플레이크 및 풍미 성분을 기초로 한 Impossible Burger®인 다진 쇠고기 대용품을 내놓았다.

스페인 스타트업 Novameat®를 설립한 이탈리아 생물공학자인 Giuseppe Scionti에 의해 증착 3D 프린팅 형상화와 함께 단백질 기반 제품이 기술되었다. Novameat는 식물성 단백질로부터 제조된 육류 부재 식용 제품의 3D 프린팅을 기술하며, 이는 Scionti에 따르면, 쇠고기의 질감을 모방한다[https://www.dezeen.com/2018/11/30/novameat-3d-printed-meat-free-steak/].

스테이크로의 식물의 3D 프린팅이 또한, 발명자 Jet Eat(Redefine Meat)에 의해 기술되었다["Jet Eat Wants to Redefine Meat Through 3D Printing Plants into Steaks" Malisa Gonzales, June 21, 2019 3D Printed Food, https://3dprint.com/247377/jet-eat-wants-to-redefine-meat-through-3d-printing-plants-into-steaks/].

마지막으로, US 2,682,466호에는 합성 육류로서 간주되는 고단백질 식품 제품, 이의 제조 공정이 기술되어 있다. 이러한 공정은 소정 품질의 단백질 물질의 필라멘트를 제조하고, 필라멘트에 식용 바인더 및 지방을 적용하는 것을 포함한다. 이러한 공정은 또한, 특히, 분자의 배향을 생성하기 위해 필라멘트를 스트레칭(stretching)하는 것을 포함한다.

일반 설명

본 개시내용은 디지털로 프린팅된 육류 대용품을 제공한다.

본 개시내용의 맥락에서, 디지털 프린팅을 언급할 때, 이는 사전 규정된 어셈블리 계획을 기초로 한 임의의 형태의 적층 가공을 의미하는 것으로서 이해되어야 한다.

이러한 양태들 중 제1 양태에 따르면, 본 개시내용은 디지털로 프린팅된 단백질 함유 가닥의 하나 이상의 층을 포함하는 육류 대용품(대체육)을 제공하며, 여기서,

- 각 층은, 단일 가닥 또는 복수의 가닥들의 폴드(fold) 사이의 세그먼트가 이의 종축을 따라 실질적으로 평행한 배향으로 배열되도록 하는 단일 나선형 가닥(single convoluted strand) 또는 복수의 가닥들을 포함하며;

- 가닥 또는 가닥들은 축방향으로 정렬된 조직화된 단백질 섬유의 하나 이상의 번들을 포함하며;

조직화된 단백질의 적어도 일부분은 5 mm 초과의 길이를 갖는 세장형 섬유를 포함한다.

추가 양태에 따르면, 본 개시내용은 육류 대용품을 제조하는 방법으로서,

- 디지털 프린터의 프린터 헤드 내에, 섬유들의 하나의 번들 또는 수 개의 번들을 포함할 수 있는 건조 또는 습윤의 단백질 함유 물질을 도입하는 단계로서, 섬유는 축방향으로 정렬되거나 임의로 배향되는 단계; 및

- 프린터 베드 상에, 조직화된 단백질 물질을 포함하는, 바람직하게는, 다른 섬유에 대해 하나가 축방향으로 정렬된 섬유들의 번들 내에 섬유를 함유하는 단일 나선형 단백질 함유 가닥 또는 복수의 개개 단백질 함유 가닥들을 분배하기 위해 디지털 프린터를 작동시키는 단계로서, 단일 가닥 또는 복수의 가닥들의 폴드들 사이의 세그먼트가 이의 종축을 따라 실질적으로 평행하도록 단일 가닥은 층 내에 폴딩되거나, 복수의 상기 가닥들은 층 내에 배열되는 단계

를 포함하며,

디지털로 프린팅된 단백질 함유 가닥들은 조직화된 단백질을 포함하며;

조직화된 단백질의 적어도 일부분은 5 mm 초과의 길이를 갖는 세장형 섬유를 포함하는 방법을 제공한다.

조직화된 단백질은 조직화된 식물성 단백질(TVP)을 포함하거나, 바람직하게는, 조직화된 식물성 단백질(TVP)이다.

본원에 개시되는 대상을 더 잘 이해하고 이러한 것이 실제로 어떻게 수행될 수 있는 지를 예시하기 위해, 구현예는 이제 단지 비제한적인 예로서, 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 개시내용의 비제한적인 예에 따른 가닥의 세그먼트의 개략적 예시이다.
도 2a 내지 도 2c는 가닥 증착 구성의 예시를 제공한다.
도 3a 내지 도 3c는 육류 대용품 내에서 가닥들의 방향인 P 프린팅 축에 대해 평행한 평면을 가로질러 수동으로 접합된, 본 개시내용에 따른 3가지 상이한 육류 대용품의 이미지이다(스케일 바 = 10mm).
도 4a 및 도 4b는 본원에 기술된 변형된 인장 시험(도 4a)의 셋업 및 변형된 전단 시험 셋업(도 4b)의 이미지이다.
도 5a 내지 도 5c는 상이한 메쉬 크기의 시프트(sift)에 의한 섬유의 분리를 도시한 것이며, 도 5a는 1 mm 메쉬 크기의 시프트에서의 섬유를 도시한 것이며, 도 5b는 2 mm 메쉬 크기의 시프트에서의 섬유를 도시한 것이며, 도 5c는 3.2 mm 메쉬 크기의 시프트에서의 섬유를 도시한 것이다.
도 6a 내지 도 6d는 프린팅 전(도 6a) 및 후(도 6b) TVP Supermax 5050을 포함하는 2가지의 상이한 타입의 분리된 TVP 섬유, 및 프린팅 전(도 6c) 및 후(도 6d) TVP A1550 섬유의 이미지이다(스케일 바는 50 mm임).
도 7a 내지 도 7c는 프린팅 전(도 7a), 30 mm 로터(rotor)를 사용하여 PCP로 프린팅 후(도 7b) 및 20 mm 로터를 사용하여 PCP로 프린팅 후(도 7c) 분리된 TVP 섬유(TVP A1550)의 이미지이다(스케일 바는 50 mm임).
도 8은 8명의 맛 감식가의 패널을 기반으로 한 감각 평가 스파이더 다이아그램이다.

좋은 동물성 부재 대체육은 식물 기반 성분을 갖는 동물 근육의 정교한 구조의 재구성을 포함한다.

본 개시내용은 구체적으로 설계된 단백질 기반/단백질 함유 물질(즉, 단백질을 포함하는 배합물)을 사용하는 육류 대용품(용어 대체육으로도 알려짐)의 개발, 및 디지털 프린팅(적층 가공) 원리 및 기술의 이용을 기초로 한다.

하기에 추가로 논의되는 바와 같이, 이제 조직화된 단백질의 적어도 일부분을 포함하는 단백질 기반 물질의 디지털 프린팅이 개선된 섬유질 질감, 풍미 전달 및 맛 느낌을 갖는 전 근육성 육류 대용품을 제공한다는 것이 확인된다. 더욱 상세하게는, 전체 육류 대용품의 질감이 하기에 추가로 논의되는 바와 같이, 제품의 단백질 성분에, 즉, 단백질 기반 물질에 세장형 섬유의 부분을 포함할 때 개선된다는 것이 확인된다.

이론에 얽매이지 않고, 원하는 특성에 대한 하나의 주요 기여인자는 하기에 추가로 논의되는 바와 같이, 단백질 성분 내의 섬유의 정렬에 의해 달성된다. 이는 조직화된 단백질, 예를 들어, 식물 기반 단백질의 사전 조직화된 섬유 및/또는 식물 기반 단백질의 섬유의 사전 조직화된 번들을 단백질 함유 물질에 도입하거나 단백질 함유 물질 내에 형성시킴으로써 달성될 수 있다.

본 개시내용의 맥락에서, 전 근육성 육류 대용품(당 분야에서 용어 전 근육성 대체육 또는 전 근육성 육류 대안으로도 알려짐)을 언급할 때, 실질적으로 동물성이 존재하지 않고(즉, 소수의 동물성 기반 구성성분을 함유할 수 있음), 전 근육성 쇠고기, 전 근육성 돼지고기, 전 근육성 닭, 전 근육성 어류 등의 섭취 느낌과 밀접하게 일치하는 느낌을 소비자에게 제공하는 전 근육성 육류의 맛 및/또는 질감 및/또는 다른 관능적 특성을 갖는 영양학적으로 및/또는 조리용으로 원하는 식품 제품을 포함하는 것으로서 이해되어야 한다.

또한, 전 근육성 육류 대용품을 언급할 때, 이의 단순한 의미로, 육류 대용품에 특정 형상을 제공하는 것 외에는 분쇄되거나, 잘려지거나, 절단되지 않은 동물로부터의 진정한 육류의 맛, 질감 및/또는 다른 관능적 특성과 유사한 식용 제품으로 이해되어야 한다. 이는 예를 들어, 전체 슬래브(slab) 및/또는 전체 슬래브로부터의 스테이크의 조각(cut)을 포함한다.

이에 따라, 이러한 양태들 중 제1 양태에 따르면, 디지털로 프린팅된 단백질 함유 가닥들의 하나 이상의 층을 포함하는 전 근육성 육류 대용품으로서, 단일 가닥 또는 복수의 가닥들의 폴드들 사이의 세그먼트가 이의 종축을 따라 실질적으로 평행한 구성으로 배열되며; 하나 이상의 가닥들 각각이 조직 섬유, 예를 들어, 종방향으로 정렬된 섬유의 하나 이상의 번들을 포함하도록 하는 하나 이상의 층들의 각 층은 단일 나선형 가닥 또는 복수의 가닥들을 포함하는 전 근육성 육류 대용품이 제공된다.

전 근육성 육류 대용품은 단백질 함유 가닥들을 포함하는 하나 이상의 층을 포함한다. 가닥은, 단일 세장형 나선형 가닥, 또는 단일 가닥의 폴드 사이의 세그먼트 또는 복수의 가닥들로부터의 가닥들의 세그먼트가 하나 이상의 연결점에서 이의 이웃하는 가닥에 상호 연결되도록 배열된 복수의 가닥들일 수 있다. 가닥의 종축의 일부를 따라 분포된, 이웃하는 세그먼트 또는 가닥 사이의 단일 연결점, 또는 하나 초과의 상호연결점이 존재할 수 있다.

일부 예에서, 육류 대용품은 단백질 함유 가닥(들)의 적어도 2개의 층을 포함하며, 2개 이상의 층은 각 층을 따라 하나 이상의 점에서 상호연결된다. 다른 예에서, 육류 대용품은 가닥(들)의 적어도 2개의 층, 및 지방 및/또는 물을 함유하는 적어도 하나 이상의 성분을 포함한다.

단백질 기반 가닥들 중 적어도 일부는 하기에 추가로 논의되는 바와 같이, 지방, 식품 첨가제, 수분 등과 같은 비단백질성 물질에 이웃할 수 있다. 이러한 경우에, 상기 상호연결은 또한 가닥들에서 배열될 수 있는, 단백질 기반 가닥들과 비단백질성 물질 사이에 있을 수 있다.

본 개시내용의 맥락에서, 가닥들 사이의 상호연결을 언급할 때, 이는 화학적 연결 및/또는 물리적 연결을 포함하지만, 이로 제한되지 않는 임의의 형태의 연결을 포함하는 것으로서 이해된다. 화학적 연결은 임의의 타입의 이온 결합, 공유 결합, 배위 공유 및 금속 결합을 포함할 수 있다. 물리적 연결은 임의의 타입의 수소 결합 및 반 데르 발스 힘을 포함할 수 있다. 일 예에서, 상호연결은 이웃하는 가닥 세그먼으로부터의 단백질 분자의 작용기 간의 화학적 결합을 포함한다. 일 예에서, 상호연결은 이웃하는 가닥 세그먼트로부터의 단백질 분자 사이의 S-S/디설파이드 브릿지를 포함한다. 때때로, 가닥들은 식용 접착제의 도움으로 및/또는 물리적 구조 랩핑의 도움으로 또는 가닥들을 적소에 달리 물리적으로 유지함으로써 상호연결된다.

일부 예에서, 가닥들은 육류 대용품의 층 내에서 이의 치수가 실질적으로 균일하다. 일부 예에서, 가닥은 1 cm 내지 100 cm, 또는 때때로, 2 cm 내지 50 cm의 길이를 갖는다.

예를 들어, 육류 대용품이 슬래브 형태로 프린팅될 때, 가닥은 10 cm 내지 100 cm 범위 내, 또는 이러한 범위 내의 임의의 범위 내의 길이를 가질 수 있으며; 육류 대용품이 스테이크 형태로 프린팅될 때, 가닥은 통상적으로, 1 cm 내지 5 cm의 길이, 또는 이러한 범위 내의 임의의 범위 내의 길이를 가질 것이다.

일부 예에서, 가닥은 50 ㎛ 내지 5 mm, 또는 때때로, 200 ㎛ 내지 5 mm의 직경을 갖는다.

가닥들은 일반적으로, 육류 대용품의 층들 내에서 평행하다. 이러한 실질적으로 평행한 정렬은 본 개시내용의 전 근육성 육류 대용품의 독특한 특징으로 고려될 수 있다. 일반적으로 평행한 정렬은 육안으로 또는 임의의 이미징 기술, 예를 들어, 직경이 적어도 50 ㎛인 가닥들을 분해할 수 있는 광학 현미경에 의해 볼 수 있다. 가닥들의 정렬은 예를 들어, 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있다(가닥의 길이 축 방향은 검정색 화살표로 표시됨).

상세하게는, 및 이론에 얽매이지 않게, 가닥들의 평행한 배열에는, 가닥들이 예를 들어, 네트 또는 매트릭스 유사 구조로서 교차방식으로 디지털로 프린팅될 때 통상적으로 나타나는, 가닥들 사이에 보이드 또는 갭이 존재하지 않을 수 있다. 보이드 또는 갭의 결여는, 층들을 가로질러 가닥이 또한 정렬되도록 층의 구조를 조절함으로써, 때때로, 층 상에 음압(예를 들어, 진공)을 적용하고/하거나 프린팅된 후 층을 압축함으로써의 결과 뿐만 아니라 (평행한 방향으로) 가닥을 프린팅하는 방식의 결과이다.

또한, 및 이론에 얽매이지 않게, 육류 대용품에서 세장형의 평행한 가닥 형태의 단백질 함유 물질의 구조가 동물 근육의 생리학적 구조를 모방하여, 이에 따라, 동물 육류의 질감 특성과 유사한 질감 특성을 형성한다.

가닥에서 단백질 함유 물질은 임의의 구조적으로 조직적인(즉, 조직화된) 형태를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 단백질 함유 물질은 복수의 실질적으로/본질적으로 정렬된 단백질 섬유 형태로 존재한다.

가닥들이 실질적으로 정렬된 섬유를 포함할 때, 각 가닥 내에 공칭 방향을 갖는 세장형 섬유 형태인 섬유질 조직화된 단백질을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.

일부 다른 예에서, 가닥에서 단백질 함유 물질의 적어도 부분은 소포 형태로 존재할 수 있다.

일부 예에서, 가닥에서 단백질 함유 물질의 적어도 부분은 단백질 기반 물질을 유지하는 폴리머 매트릭스 형태로 존재할 수 있다.

일부 예에서, 가닥에서 단백질 함유 물질은 에멀젼 및/또는 분산액 형태로 존재할 수 있다.

일부 예에서, 가닥에서 단백질 함유 물질의 적어도 부분은 단백질 기반 겔 형태로 존재할 수 있다.

바람직한 경우에, 가닥들은 아마도 번들로 조직화된 섬유를, 바람직하게는, 하기에 기술되는 바와 같은 실질적으로 축방향으로 정렬된 형태로 포함한다. 이러한 섬유 정렬은 보다 더욱 동물 근육의 생리학적 구조와 전체 육류 대용품의 유사함, 및 이에 따라, 이의 조직 기여의 유사성을 개선시키는 2 또는 심지어 3 수준의 구조적 계층(제1 수준은 가닥들 정렬에 의해 규정되며, 제2 수준은 섬유 정렬에 의해 규정되며, 때때로, 섬유 내에 필라멘트의 훨씬 더 많은 정렬 수준이 있음)을 생성한다.

별개의 가닥들 및 섬유 및/또는 섬유들의 번들의 존재는 적어도 10배 배율을 갖는 현미경을 이용할 때 볼 수 있으며, 이러한 번들은 가닥의 단면 내에서 필수적으로 균일하게 분포되는 것은 아니다.

때때로, 조직화된 단백질 내의 섬유는 플레이크 형상을 가질 수 있으며, 일부는 조직화된 단백질의 세장형 플레이트이다. 때때로, 조직화된 단백질 내의 섬유는 직사각형 형상을 갖는다. 때때로, 조직화된 단백질 내의 섬유는 벌크 물질 형태이다. 가닥들은 실질적으로 평행한 구성으로 배열된다.

실질적으로 평행한 가닥들을 언급할 때, 가닥들 중 적어도 50%, 때때로, 가닥들 중 적어도 60%, 때때로, 적어도 70%, 및 때때로, 적어도 80%, 또는 심지어 95%의 방향을 지칭하는 것으로 이해되어야 하며, 이의 종축으로 층의 일부 내에서 볼 때 다른 것에 대한 하나의 가닥은 일반적으로 평행하다. 용어 "일반적으로 평행한"은 최대 ± 10°, 때때로, 최대 ± 3°, 최대 ±1°인 종축의 공칭 방향을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 개시내용의 맥락에서, 용어 "일반적으로" 또는 "실질적으로"는 규정된 파라미터에서 일부 수준의 편차(예를 들어, 1%, 2%, 3%, 10% 또는 심지어 최대 20%)를 또한 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

하나의 층으로부터의 가닥의 공칭 방향은 육류 대용품에서 다른 층으로부터의 가닥의 공칭 방향과 일반적으로 평행하다. 다시 말해서, 하나 초과의 층을 함유한 육류 대용품의 부분 내의 가닥의 공칭 방향은 실질적으로 동일하며, 이에 따라, 하나의 층으로부터의 가닥들의 20% 이하, 때때로, 10% 이하, 때때로, 3% 이하, 1% 이하는 다른 층, 예를 들어, 이웃하는 층으로부터의 가닥들의 방향을 교차한다.

용어 "공칭 방향"은 일부 경우에, 가닥을 가닥 방향에 대해 수직인 임의의 방향으로부터 볼 때, 가닥 내의 섬유의 50% 훨씬 이상이 그러한 공칭 방향으로부터 ±45도 이하의 방향을 갖는 방향을 지칭한다.

또한, 용어 "공칭 방향"은 본원에 기술된 고배율 이미징을 이용하여 확인된 바와 같이 섬유의 방향의 평균을 지칭할 수 있다.

가닥 내의 섬유는 단일 또는 복수의 별개의 번들로서 배열될 수 있다. 이와 관련하여, 각 섬유가 구조적으로 조직화된 필라멘트(16)를 포함하는, 실질적으로 축방향으로 정렬된 섬유(14)의 번들(12)을 포함하는, 육류 대용품 가닥(10)이 도식적으로 예시된 도 1a 및 도 1b가 참조된다. 상세하게는, 도 1a는 가닥(10)이 실질적으로 가닥(10)을 따라 분포된 섬유(14)의 단일 번들(12)을 포함함을 예시한 것이며; 도 1b는 각각이 실질적으로 정렬된 섬유 및 구조적으로 조직화된 필라멘트를 포함하는, 여러 번들(12)을 포함하는 가닥(10)을 도식적으로 나타낸다.

일부 예에 따르면, 가닥들 내의 섬유는 세장형 섬유, 즉, 이의 본래 번들 구조와 분리되지만 반죽 물질 내에 혼합되기 전에 완전히 절단되거나 달리 길이가 완전히 감소되지 않을 수 있는 세장형 섬유이다. 이는 지금까지 알려진 육류 대용품과 구별되는 특징으로서, 여기서, 압출된 단백질은 이를 식품 제품 형태로 포뮬레이션 및 형상화하기 전에 절단된다. 다시 말해서, 본원에 추가로 논의되는 바와 같이, 섬유의 적어도 부분은 적어도 5 mm의 길이를 갖는 세장형 섬유이다. 일부 예에서, 섬유의 적어도 부분은 적어도 6 mm, 때때로, 적어도 7 mm, 때때로, 적어도 8 mm, 때때로, 적어도 9 mm, 때때로, 적어도 10 mm의 길이를 갖는다.

섬유가 가닥 내에 정렬될 때, 섬유의 구조적 정렬은 하기에 추가로 논의되는 바와 같이, 단백질 함유 물질의 압출, 반죽(예를 들어, 밀-글루텐 함유 반죽을 당김), 단백질 함유 물질의 방사(예를 들어, 단백질 물질의 습식 방사 또는 전기방사), 전단(Couette) 셀 등과 같은 다른 방식으로 전단력 및 열의 적용을 포함하는, 당 분야에 공지된 방법에 의해 수득될 수 있다.

일부 예에서, 단백질 함유 물질에서 조직화된 단백질 또는 섬유는 TVP로부터 얻어지며, 즉, 단백질 함유 물질은 TVP의 적어도 일부분을 포함하며, TVP의 적어도 일부분은 3D 프린팅 후 세장형 상태로 유지되며, 최소 길이는 5 mm이다.

일부 예에서, 섬유는 고수분 압출기 조리, HMEC(고수분 압출)로부터 공급된다.

하기에서, 조직화된 단백질로서 TVP와 관련한 설명이 또한, 대안적인 조직화된 단백질로서 HMEC에 관한 것으로 이해되어야 한다.

조직화된 단백질에서 세장형 섬유의 양(즉, 상기에서 규정된 바와 같이, 최소 길이는 5 mm 이상임)이 또한 중요하며, 가닥들이 최소 양의 이러한 세장형 섬유를 함유하는 것이 필요하다.

일부 예에서, 섬유질 물질은 변성 단백질을 포함하는 단백질 물질을 사용할 때 얻어진다. 변성 단백질은 단백질 변성 및/또는 단백질 필라멘트 정렬 및 섬유의 생성을 야기하는, 당 분야에 공지된 방법에 의해 얻어진 부류일 수 있다. 이로 제한하는 것은 아니지만, 변성 단백질은 기계적 힘(예를 들어, 방사, 교반, 쉐이킹, 전단, 압력, 난류 적용, 충돌, 합류, 두드림, 마찰, 파동과 같은 공정에서), 방사선(예를 들어, 마이크로파, 전자기), 열 에너지(가열, 즉, 스팀 또는 기타 방법에 의해), 가교, 효소 반응(예를 들어, 트랜스글루타미나제 활성) 및 화학 시약(예를 들어, pH 조절제, 코스모트로픽 염, 카오트로픽 염, 석고, 계면활성제, 에멀젼제, 지방산, 아미노산)을 적용함으로써 얻어진 부류일 수 있다.

육류 대용품의 가닥들은 단일 단백질 또는 단백질들의 조합을 포함할 수 있다. 단백질은 하기에서 추가로 논의되는 바와 같이, 육류 대체 산업에서와 같은 식품 산업에서 공지되고/되거나 입수 가능한 임의의 공급원으로부터 또는 공급원들의 조합으로부터의 것일 수 있다.

본 개시내용의 맥락에서, 단백질 함유 물질, 즉, 단백질 가닥들을 포함하는 물질은 10%w/w의 단백질을 포함하며, 일부 바람직한 예에서, 단백질 성분은 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70% 또는 심지어 적어도 80% 단백질 물질을 포함한다.

일부 예에서, 단백질 함유 물질을 형성하는 단백질은 식물 유래이거나(예를 들어, 분취물 또는 농축물), 식물 유래 단백질 및 펩타이드를 포함한다. 이로 제한되지 않고, 단백질을 위한 식물 공급원은 대두, 밀, 콩류(예를 들어, 완두콩, 병아리콩, 콩), 유채 및 옥수수뿐만 아니라 당 분야에 공지된 여러 다른 식물 기반 단백질 공급원 중 임의의 하나 또는 이들의 조합일 수 있다.

일부 추가 예에서, 단백질은 식물 이외의 공급원, 예를 들어, 일반적으로, 조류, 진균(예를 들어, 효모), 박테리아 및 미생물로부터 유래될 수 있다.

또 다른 예에서, 단백질 기반 물질의 적어도 부분은 동물 유래 성분, 예를 들어, 쇠고기 근육, 닭 근육 섬유, 곤충 기반 단백질 분말 등을 함유하거나, 세포 농업에 의해 달성될 수 있다.

또한, 바람직한 구현예는 (세포 배양물로부터 얻어진 성분을 배제하는) 동물 유래 성분이 결여된 것이다.

일부 예에서, 또한, 상기에 주지된 바와 같이, 단백질 함유 물질은 조직화된 식물성 단백질(TVP)을 포함한다. TVP는 당 분야에서 육류 증량제 또는 채식주의 육류로서 사용되는 것으로 알려져 있고, 대개 밀, 완두콩 등과 같은 식물성 공급원으로부터, 고전단, 압력 및 열을 이용하여 단백질 분취물 또는 농축물을 압출함으로써 생성된다. TVP는 큰 덩어리에서 작은 플레이크까지 상이한 크기로 상업적으로 입수 가능하다.

일부 예에서, 단백질 함유 물질 내에서 TVP의 최소 양은, 프린팅 전에 측정한 경우, 전체 단백질 함유 물질로부터, 적어도 10%w/w의 건조 중량 TVP이다. 때때로, 최소 양은 적어도 15%w/w의 건조 TVP, 때때로, 적어도 20%w/w의 건조 TVP; 때때로, 적어도 25%w/w의 건조 TVP; 때때로, 적어도 30%w/w의 건조 TVP; 때때로, 적어도 35%w/w의 건조 TVP; 때때로, 적어도 40%w/w의 건조 TVP; 때때로, 적어도 45%w/w의 건조 TVP; 때때로, 적어도 50%w/w의 건조 TVP; 때때로, 적어도 55%w/w의 건조 TVP; 때때로, 적어도 60%w/w의 건조 TVP이다.

일부 예에서, 단백질 함유 물질 내에서 TVP의 최소 양은, 프린팅 전에 측정한 경우, 전체 단백질 함유 물질로부터 적어도 20%w/w의 습윤 TVP; 때때로, 전체 단백질 함유 물질로부터 적어도 30%w/w의 습윤 TVP이고, 전체 단백질 함유 물질로부터 적어도 35%w/w의 습윤 TVP이다. 때때로, 최소 양은 적어도 40%w/w의 습윤 TVP; 때때로, 적어도 45%w/w의 습윤 TVP; 때때로, 적어도 50% w/w TVP; 때때로, 적어도 55% w/w TVP; 때때로, 적어도 60% w/w TVP; 때때로, 적어도 65% w/w TVP; 때때로, 적어도 70% w/w TVP; 때때로, 적어도 75% w/w TVP이다.

단백질 함유 물질은 TVP만 포함하지는 않는다. 일부 예에서, 단백질 함유 물질은 적어도 30%의 비TVP 단백질 물질을 함유한다.

때때로, 세장형 섬유의 양은 (프린팅 후 그러나 프라잉 또는 조리하기 전에) 근육 육류 대용품으로부터 가닥들의 매스(mass)를 취하고, 단백질 반죽으로부터 섬유질 물질을 분리함으로써, 예를 들어, 슬러리 용액 형성되기까지 수중에서 현탁시키고, 3 mm 또는 4 mm의 메쉬 직경을 갖는 시프트를 통해 슬러리 용액을 여과함으로써 최종 제품에서 결정될 수 있다. 계량하기 전에, 물질은 과량의 물을 제거하기 위해 스퀴징되거나, 계량하기 전에 건조된다. 슬러리를 형성하기 전 분리된 가닥들 매스의 중량과 (물을 제거한 후) 여과된 매스의 중량의 비교는 세장형 섬유의 % 중량을 결정할 수 있다. 세장형 섬유가 글루텐과 같은 TVP에 접착된 비TVP 물질을 함유할 수 있다는 것이 주지되어야 한다.

특히, 다른 방법은 또한, 조직화된 단백질, 또는 TVP를 함유한 섬유를 단리 또는 분리시키는 데, 예를 들어, 염기성 또는 산성 용액으로의 세척하거나 세장형 물질을 수동 분류하는 데, 또는 당업자에게 공지된 임의의 다른 방법을 위해 적용 가능할 수 있다.

일부 예에서, 단백질 함유 물질은 글루텐을 포함하며, 이는 플레인 수화(plain hydration)에 의해 이의 천연 형태의 섬유질 구조를 형성하는 것으로 알려져 있다. 이론으로 얽매이지 않고, 이러한 글루텐 기반 섬유는 프린팅 노즐을 당기거나 밀어서 특정 방향으로 정렬될 수 있다.

이러한 단백질 함유 물질을 제조하기 위한 하나의 가능한 레시피는 건조된 조직화된 식물성 단백질(TVP) 플레이크를 사용하고, 이를 물에 1시간 동안 1:3 내지 4의 비로 액침시키고, 물을 스퀴징하고, 소프트 블레이드 혼합을 이용하여 섬유들을 서로 분리하고, 다른 구성성분들을 첨가하고, 균질한 페이스트로 혼합하는 것이다.

일부 경우에서, 반죽 배합물/레시피는 50% 물 및 50% 건조 분말을 함유하며, 이는

- 분말화된 글루텐 - (건조 구성성분의) 43.4%

- 분말화된 대두 단백질 - 10.6%

- 조직화된 식물성 단백질 - 30.1%

- 하이드로콜로이드 - 1.1%

- 지방 - 11.9%

- 다른 첨가제 - 2.9%

를 포함한다.

일부 예에서, 단백질 성분에는 지방이 존재하지 않거나, 15%(w/w) 이하의 지방을 함유한다.

육류 대용품은 단백질 기반 물질 이외의 성분들을 포함할 수 있다.

일부 예에서, 육류 대용품은 단백질 성분의 부분이 아닌 지방을 포함한다. 본 개시내용의 맥락에서, 용어 "지방 성분"은 분석된 세그먼트 또는 중량 단위 내의 다른 비지방 물질과 비교하여 20% 이상, 바람직하게는, 30% 이상의 지방을 포함하는 육류 대용품의 세그먼트 또는 중량 단위 내의 성분으로서 이해되어야 한다. 지방 성분은 단백질 성분이 아니고, 단백질 성분과 용이하게 구별된다.

일부 예에서, 전 근육성 육류 대용품은 지방 유사 성분을 포함하며, 즉, 지방 자체를 포함하지 않지만, 도입된 동물 지방 조직의 질감 및 풍미 부여 양태를 복제하는 성분이 존재한다. 이러한 성분은 저농도의 단백질, 하이드로콜로이드, 전분, 물 및 아마도 지방을 포함할 수 있다. 이에 따라, 지방 성분을 언급할 때, 또한, 지방 유사체를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

지방 성분은 식물 유래일 수 있으며, 통상적으로, 식물성 유래 지방은 식품 등급 오일, 지방 또는 트리글리세라이드이고, 본원에서 총괄적으로 지방 성분으로서 지칭된다.

본 개시내용의 맥락에서 지방 성분은 국제특허출원공개 WO 2020/152689호에 기술된 임의의 지방 성분일 수 있으며, 이의 내용은 전문이 본원에 포함된다.

지방 성분은 다층 슬래브 내의 층을 구성하고/하거나, 육류 대용품의 층의 세그먼트 또는 부분을 구성할 수 있다.

일부 경우에서, 지방 성분은 다층 육류 대용품에서 인접한 층들(예를 들어, 육류 슬래브의 층들) 사이에 배치된다.

육류 대용품은 통상적으로, 또한, 수계 성분을 포함한다. 본 개시내용의 맥락에서, "수계 성분" 똔는 "수분 제공 성분"을 언급할 때, 이는 물 또는 물 함유 겔, 또는 수계 에멀젼에 용해되는 물질을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

일부 예에서, 수계 성분은 하나 이상의 다당류 및 이의 유도체를 함유한다. 비제한적으로, 하나 이상의 다당류는 전분, 펙틴, 아가, 카복시메틸 셀룰로스, 카라기난, 알기네이트, 잔탄 검, 구아 검, 로커스트 콩 검 등을 포함할 수 있다.

일부 경우에서, 다당류 또는 이의 유도체는 물의 존재 하에서 겔을 형성하는 타입이다. 이에 따라, 일부 구현예에 따르면, 육류 대용품에 존재하는 물 성분은 겔 기반 성분이다.

일부 예에서, 수계 성분은 혈액의 식미감의 풍미를 모방하는 데 사용되는 것으로 알려진 물질, 예를 들어, 미오글로빈을 포함한다.

일부 예에서, 수계 성분은 동물 혈액, 또는 세포 농업에 의해 달성되는 혈액 유사 성분일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.

일부 예에서, 수계 성분은 지방, 예를 들어, 에멀젼제를 포함한다.

일부 예에서, 육류 대용품은 단백질 기반 성분(바람직하게는, 동물성 부재), 지방 성분(바람직하게는, 동물성 부재), 및 수계 성분(바람직하게는, 단백질 기반 성분 가닥들 및/또는 지방 기반 성분 가닥들을 함께 결합시키는, 결합 성분의 기능을 포함함)의 조합을 포함한다. 일부 예에서, 또한, 육류 대용품이 또한 수계 성분을 포함하거나 포함하지 않는지와는 무관하게, 수계 성분 또는 별개의 성분의 필수적인 부분일 수 있는 결합 요소가 있다. 또한, 결합 조직으로서 작용할 수 있는 다당류 막을 첨가하는 것이 가능하다.

성분들 각각은 다른 식용 첨가제, 예를 들어, 비제한적으로, 착색제(예를 들어, 아나토 추출물, 카라멜, 엘더베리 추출물, 리코펜, 파프리카, 강황, 스피루리나 추출물, 카로테노이드 클로로필린, 안토시아닌, 및 베타닌), 에멀젼화제, 산미제(예를 들어, 식초, 락트산, 시트르산, 타르타르산, 말산, 및 푸마르산), 향미제 또는 향미 증진제(예를 들어, 모노나트륨 글루타메이트), 항산화제(예를 들어, 아스코르브산, 로즈마리 추출물, 아스팔라틴, 케르세틴, 및 다양한 토코페롤), 식이 강화제(예를 들어, 아미노산, 비타민 및 미네랄), 보존제, 안정화제, 감미제, 겔화제, 증점제 및 식이 섬유(예를 들어, 시트러스 공급원에서 유래한 섬유)를 포함할 수 있다.

단백질 함유 성분, 지방 성분 및 수계 성분 각각뿐만 아니라 임의의 다른 성분(예를 들어, 결합 성분)의 조성이 층 내에서 달라질 수 있고, 층들 사이에 달라질 수 있으며, 이에 따라, 전체 슬래브 또는 스테이크의 단일층 또는 수 개의 층의 부분이 상이한 단백질 성분, 상이한 지방 성분뿐만 아니라 상이한 수계 성분을 함유할 수 있는 것으로 인식되어야 한다.

육류 대용품은 상이한 식미감 또는 느낌을 갖는 육류 대용품의 상이한 부분을 제공하기 위해 상이한 양의 상이한 성분을 함유할 수 있다.

또한, 일부 예에 따르면, 육류 대용품의 중량 단위, 예를 들어, 1 킬로그램 중량 단위는 하기 개개 범위의 상이한 성분을 함유할 수 있다:

- 육류 대용품의 총 중량의 15 중량% 내지 40 중량% 양의 동물성 부재 단백질 함유 성분(즉, 단백질 가닥 부분),

- 육류 대용품의 총 중량의 5 중량% 내지 20 중량% 양의 지방 성분,

- 육류 대용품의 총 중량의 50 중량% 내지 80 중량% 양의 물 성분.

전 근육성 육류 대용품은 예를 들어, 단일 또는 매우 적은 층을 함유한, 단일 슬라이스, 또는 웨이퍼 유사, 디스크 또는 플레이트 유사 형태일 수 있거나, 복수의 적층된 층을 포함하는 슬래브 형태일 수 있다.

일부 경우에서, 층들은 카메라, 광학 현미경, 주사 전자 현미경, 바람직하게는, 환경 주사 전자 현미경에 의해 보여질 수 있다.

하나의 바람직한 예에서, 전 근육성 육류 대용품은 슬래브 형태이다.

특정 예에 따르면, 단일 또는 다층 육류 대용품을 얻기 위해, 반드시 함께(즉, 하나 직후에 다른 하나) 수행될 필요는 없는 2개의 원리 공정이 사용된다. 제1 원리 공정은 변성되고 조직화된, 예를 들어, 단백질 섬유로 배열된, 단백질 필라멘트의 부분을 갖는 단백질 함유 물질을 제공하는 것을 포함한다.

제2 원리 공정은 단일 나선형 가닥이 폴딩되거나 복수의 개별 가닥들이 단일 가닥의 폴드 사이에 또는 이의 종축을 따라 실질적으로 평행한 복수의 가닥들 사이에 세그먼트를 갖는 프린팅 베드 상에 배치되는 방식으로 프린팅 베드 상에, 단백질 함유 물질의 가닥을 디지털로 프린팅함을 포함하며, 그 안의 단백질 함유 물질의 적어도 일부분은 조직화된 단백질, 예를 들어, TVP 또는 HMEC를 포함하며, 조직화된 단백질의 적어도 일부분은 적어도 5 mm의 길이를 갖는 세장형 섬유 형태이다. 이러한 방식으로 및 디지털 프린팅의 원리에 따르면, 다수의 가닥들의 단층은 3D 육류 대용품으로 형성된다.

다른 예에 따르면, 제1 원리 공정은 단백질 함유 물질을 제공하는 것을 포함하며, 여기서, 단백질 필라멘트의 적어도 일부분은 변성되고, 조직화되고, 예를 들어, 임의로 배향된 단백질 섬유로 배열되고, 예를 들어, TVP와 기계적으로 및/또는 화학적으로 및/또는 열적으로 구별되며; TVP의 적어도 일부분은 적어도 5 mm의 길이를 갖는 세장형 섬유를 포함한다. 제2 원리 공정은 (i) 임의로 배향된 섬유가 가닥 방향을 따라 축방향으로 정렬되고, (ii) 단일 나선형 가닥이 폴딩되거나 복수의 개별 가닥들이 단일 가닥의 폴드 사이에 또는 이의 종축을 따라 실질적으로 평행한 복수의 가닥들 사이에 세그먼트를 갖는 프린팅 베드 상에 배치되는 방식으로 프린팅 베드 상에 단백질 함유 물질의 가닥을 디지털로 프린팅하는 것을 포함한다. 이러한 방식으로 및 디지털 프린팅의 원리에 따르면, 다수의 가닥들의 단층은 3D 육류 대용품으로 형성된다.

다른 예에 따르면, 단일 또는 다층 육류 대용품을 얻기 위해, 반드시 함께(즉, 하나 직후에 다른 하나) 수행될 필요는 없는 2개의 원리 공정이 사용된다.

제1 원리 공정은 이의 고유 형태의 글루텐 단백질 필라멘트를 포함하는 포함하지만 조직화된 단백질, 예를 들어, TVP와 함께 임의로 배향된 글루텐 기반 섬유를 형성하는 단백질 함유 물질을 제공하는 것을 포함하며, 이들 중 적어도 일부분은 적어도 5 mm의 세장형 섬유이다.

제2 원리 공정은 (i) 글루텐 기반 섬유가 가닥 방향을 따라 축방향으로 정렬되고, (ii) 단일 나선형 가닥이 폴딩되거나, 복수의 개별 가닥들이 단일 가닥의 폴드 사이에 또는 이의 종축을 따라 실질적으로 평행한 복수의 가닥들 사이에 세그먼트를 갖는 프린팅 베드 상에 배치되는 방식으로 프린팅 베드 상에 단백질 함유 물질의 가닥을 디지털로 프린팅하는 것을 포함한다. 이러한 방식으로 및 디지털 프린팅의 원리에 따르면, 다수의 가닥들의 단층은 3D 육류 대용품으로 형성된다.

상기 예들 모두는 개별적으로 또는 하나 초과의 예의 임의의 조합으로 사용될 수 있다.

본원에 개시된 전 근육성 육류 대용품은 이의 물리적 및 관능적 특성에 대해 평가되었다. 이러한 것들은 특히, 상이한 강도 특성뿐만 아니라 질감 특성을 포함하였다.

일부 예에서, 전 근육성 육류 대용품은 구체적으로 설계된 인장 강도 시험에 의해 측정된 이의 인장 강도에 대해 평가되었다(참고로 도 4a 참조). 본 개시내용의 맥락에서, "인장 강도 시험" 또는 "변형된 인장 시험"을 언급할 때, 이는 10*20 mm의 접촉 면적을 갖는 그립퍼들 사이에, (10 cm*10 cm의 프린팅된 슬래브로부터 절단된) 50*20*10 mm의 치수를 갖는 전체 육류 대용품의 시편을 그립핑하고, 그립핑된 시편을 20 mm/s의 속도로 스트레칭하고, 힘을 측정하고, 이에 따라, 응력을 계산함으로써 수행된 시험으로서 이해되어야 한다. 인장 강도는 시험 동안 기록된 최대 응력을 나타낸다. 시험은 23℃±2℃에서 수행된다. 상이한 치수의 시편은 전 근육성 육류 대용품, 예를 들어, 스테이크 유사 대용품에 따라 사용될 수 있으며, 이에 따라, 상기 절차가 조정될 것이다.

육류 대용품의 이방성 특성으로 인해, 인장 강도는 예를 들어, 스트레치가 프린팅 방향에 대해 평행할 때, 즉, 가닥들의 방향에 대해 평행하거나("P 방향") 프린팅 방향에 대해 수직이지만 단일층의 가닥들에 의해 형성된 평면에 대해 평행할(예를 들어, "XP 방향") 때, 샘플의 측정 방향에 따라 달라진다.

일부 예에서, 본원에서 측정된 인장 강도는 P 방향에 대해 평행하게 측정하는 경우 적어도 0.02 MPa이다.

일부 예에서, 본원에서 측정된 인장 강도는 P 방향에 대해 평행하게 측정하는 경우 적어도 0.03 MPa이다.

일부 예에서, 본원에서 P 방향에서 측정한 경우 측정된 인장 강도는 XP 방향에서 동일한 조건 하에서 측정된 인장 강도보다 적어도 50% 더 높다.

일부 예에서, 육류 대용품의 인장 강도는 가닥의 공칭 방향에 대해 평행한 P 방향으로 측정된 제1 변형 인장 강도 값, 및 가닥의 공칭 방향에 대해 수직이고 층 평면에 대해 평행한 XP 방향으로 측정된 제2 변형 인장 강도 값에 의해 규정되며, 여기서, 상기 제1 변형 인장 강도 값은 제2 변형 인장 강도 값보다 적어도 50% 더 높다.

일부 예에서, 전 근육성 육류 대용품은 본원에서 구체적으로 설계된 전단 저항 시험에 의해 평가되었다(참고로 도 4b 참조). 이에 따라, "전단 저항 시험" 또는 "변형 전단 저항 시험"을 언급할 때, 이는 Lloyd standard Perspex insertion AACC 16-50(카탈로그 번호 FG/PNB)에 부착된 블런트 금속 블레이드를 이용하여 수행되는 시험으로서 이해되어야 한다. 블레이드는 11.81 cm의 큰 밑변 및 4.44 cm의 작은 밑변을 갖는 사다리꼴의 형상이다. 시험 동안, 블레이드를 갖는 상부 고정 장치는 금속 베이스 위로 25 mm에 정위되며, 20 mm*20 mm*20 mm(8 ㎤) 크기의 시편은 원하는 배향으로 아래에 배치된다. 이후에, 상부 고정 장치는 20 mm/s에서 하향으로 24 mm 이동하며, 이에 따라, 이는 금속 베이스 플레이트 위로 1 mm에 도달할 때까지 시편을 전단한다. 최대 하중이 기록되며, 이후에, 데이터는 원하는 경우 분석된다.

육류 대용품의 이방성 특성으로 인해, 전단 저항은 예를 들어, 블레이드가 육류 대용품의 프린팅의 방향으로도 간주되는, 가닥들의 긴 축(즉, 가닥의 공칭 방향)에 대해 평행하게, 즉, 가닥들의 방향(P 방향)에 대해 평행하거나, 프린팅 방향(예를 들어, XP 방향)에 대해 수직으로 유도될 때, 샘플의 방향에 따라 달라진다.

일부 예에서, XP 방향으로 측정한 경우 전단 저항 시험의 최대 하중은 10 N, 때때로, 적어도 11 N, 또는 심지어 적어도 12 N이다.

일부 예에서, P 방향으로 측정한 경우 전단 저항 시험의 최대 하중은 XP 방향으로 측정한 것보다 적어도 100% 더 높다.

일부 예에서, 전 근육성 육류 대용품은 가닥의 공칭 방향에 대해 평행한 방향으로 측정된 제1 변형 전단 저항 값, 및 가닥의 공칭 방향에 대해 수직이고 층 평면에 대해 평행한 방향으로 측정된 제2 변형 전단 저항을 가짐으로써 규정되며, 여기서, 상기 제2 변형 전단 저항 값은 제1 변형 전단 저항 값보다 적어도 100% 더 크다.

이에 따라, 본 개시내용은 또한, 육류 대용품을 제조하는 방법으로서,

- 디지털 프린터의 프린터 헤드 내에, 섬유를 포함하는 단백질 함유 물질을 임의로 배향되거나 축방향으로 정렬되게 도입하는 단계; 및

- 프린터 베드 상으로, 예를 들어, 서로에 대해 축방향으로 정렬된 섬유의 번들 내의 섬유를 갖는, 조직화된 단백질 물질을 포함하는 단일 나선형 가닥 또는 복수의 개별 가닥들을 분배하도록 디지털 프린터를 작동시키는 단계로서, 단일 가닥은 폴딩되거나, 단일 가닥 또는 복수의 가닥들의 폴드들 사이의 세그먼트가 이의 종축을 따라 실질적으로 평행하도록 복수의 상기 가닥들이 배열되는 단계

를 포함하며;

프린팅 전 단백질 함유 가닥들은 상기 단백질 기반 물질의 총량으로부터 적어도 10%w/w의 건조 조직화된 단백질(예를 들어, TVP) 또는 적어도 20%w/w의 습윤 조직화된 단백질을 포함하며;

조직화된 단백질의 적어도 일부분은 5 mm 초과의 길이를 갖는 세장형 섬유를 포함하는 방법을 제공한다.

일부 경우에서, 단백질 함유 물질(즉, 단백질 함유 반죽)은 사전에 축방향으로 정렬된 섬유를 포함한다.

축방향으로 정렬된 섬유를 갖는 조직화된 단백질 함유 물질은 다양한 방식으로 및 규정된 조직화된 섬유질 단백질 물질을 제공할 수 있는 다양한 디바이스를 이용하여 제공될 수 있다. 이러한 디바이스는 본원에서 용어 "조직화기(texturizer)"로 지칭된다.

일부 경우에서, 조직화된 단백질 함유 물질은 비조직화된 단백질 함유 물질에 전단력, 가열 및 잠재적으로 고압을 적용하는 조직화기로 비조직화된 단백질 함유 물질을 처리함으로써 얻어진다. 전단은 상기에 논의된 바와 같이, 압출, 방사 또는 전단 셀(Couette cell)을 포함하는, 당 분야에 공지된 임의의 수단에 의해 달성될 수 있다.

예를 들어, 비제한적으로, 단백질 함유 물질은 스크류 압출기를 통해 압출될 수 있다. 이러한 스크류 압출기는 단백질을 실질적으로 정렬된 섬유질 조직화된 단백질로 조직화하기 위해 통상적으로 (대규모로) 사용되는 소규모 압출기의 한 타입일 수 있다. 이로 제한하지 않고, 배합물은 이러한 것이 배럴 내측으로 이동할 때 이의 압력을 증가시키면서 배합물에 전단을 가하는 하나의 스크류 또는 2개의 스크류가 장착된 배럴에 도입된다. 배합물은 배럴에서 가열기에 의해 가열되고, 이후에, 테이퍼(taper)로 들어갈 수 있으며, 이는 층류를 생성할 수 있다. 이후에, 이는 냉각 다이로 들어가며, 이는 이의 흐름을 층류 상태로 유지하면서 가열된 배합물을 냉각시키고, 이에 따라, 섬유질 구조의 추가 생성을 가능하게 한다.

예를 들어, 비제한적으로, 조직화기는 전기방사 디바이스와 같은, 단백질 방적기일 수 있다. 방적기는 다중 방적기로 구성된 분산 방사 시스템을 이용함으로써 온라인으로 이용될 수 있으며, 이의 결과는 프린트 헤드에 직접적으로(또는 아마도 "버퍼 용기"를 통해) 공급된다. 방적기는 또한, 압출에 의한 오프라인으로 제조된 가닥을 위한 것과 동일한 개념적 방식을 이용하여 조직화된 근육 성분(즉, 프린팅 시스템 외측의 단백질의 사전 조직화)을 생성하는 오프라인 설비일 수 있다. 일부 경우에서, 오프라인으로 제조된 가닥들은 저장을 위해 패킹될 수 있다.

조직화된 단백질 반죽을 얻기 위한 단백질 물질의 전단 처리는 통상적으로, 그러나, 배타적이지 않게, 0℃ 내지 170℃, 때때로, 100℃ 내지 170℃의 온도에서 수행된다.

조직화된 단백질 함유 물질은 그 안에 상업적으로 입수 가능한 조직화된 단백질 물질, 예를 들어, 조직화된 식물성 단백질 플레이크를 조합함으로써 얻어질 수 있거나, HMEC의 제품(고수분 압출기 조리)으로서 얻어질 수 있거나, 변성 단백질 물질과 관련하여 상기에 기술된 임의의 방법에 의해 얻어질 수 있다.

일부 예에서, 프린터는 이의 일체형 부분으로서, 하나 이상의 조직화기를 포함할 수 있으며, 여기서, 각 조직화기는 하나 이상의 프린트 헤드에 또는 심지어 이의 부분에 연결된다. 수 개의 조직화기는 동일한 성분을 공유할 수 있다. 예를 들어, 조직화기가 스크류인 경우에, 하나의 배럴은 수 개의 냉각 다이에 연결될 수 있으며, 하나의 가열기는 수 개의 조직화기 등을 제공할 수 있다.

프린팅 동안 조직화기의 이용은 (대개 시린지 메커니즘을 사용하는) 3D 식품 프린팅에서 통상적으로 사용되는 오프라인으로 제조된 조직화된 단백질 물질 분배에 비해 유리할 수 있다. 프린팅되기 직전에 단백질 조직화를 수행하는 조직화기는 프린터가 높은 값의 씹힘성(chewiness), 경도, 점착성(gumminess), 견고성, 인성 및 응집성을 갖는 단백질 함유 물질, 및 단순 시린지를 이용하여 분배하기 어려운 실질적으로 정렬된 섬유질 구조를 용이하게 분배할 수 있게 한다.

조직화기를 이용하여 다양한 조직화 파라미터, 예를 들어, 온도, 압력, 전단률 및 압출 속도를 유연하게 미세조정할 수 있고, 이에 따라, 분배된 조직화된 단백질 함유 물질의 특징을 조정할 수 있다.

조직화 파라미터의 미세조정은 프린팅 동안 수행될 수 있고, 이에 따라, 통상적으로 균질하지 않은, 모방하는 동물성 기반 육류 제품의 상이한 또는 불균일한 조직화 및 더 양호한 능력을 갖는 제품을 얻을 수 있다.

상이한 제품 사이에 조직화 모드 스위치가 있을 수 있으며, 이는 가능한 한 동일한 단백질 함유 물질을 사용하여, 상이한 질감을 갖는 제품을 프린팅할 수 있다.

섬유를 갖는 단백질 함유 물질의 제조는 인 라인으로 수행될 수 있으며, 이에 따라, 조직화된 단백질 함유 물질이 제조되고, 프린팅 베드 상에 증착되도록 프린터 헤드 내로 직접적으로 공급된다. 특히, 프린터 베드 상의 증착은 단일 프린터 헤드로부터 또는 다수의 프린터 헤드로부터 수행될 수 있으며, 각각에는 단백질 함유 물질이 공급된다.

축방향으로 정렬된 섬유를 갖는 단백질 함유 물질의 제조는 또한, 오프라인으로 수행될 수 있으며, 이에, 이에 따라 제조된 단백질 함유 물질이 프린터 헤드 내로 공급되기 전에, 전용 수집 용기 또는 버퍼 볼륨 내로 수집될 수 있다.

오프라인의 제조를 언급할 때, 제조 공정, 예를 들어, 전단, 풀링(pulling), 또는 압출 공정이 디지털 프린터로부터 원거리의 물리적 위치에서 수행될 수 있고, 이후에, 전용 포트를 통해 프린터 헤드에 연결될 수 있거나; 전단, 풀링 또는 압출 공정 및 용기 또는 버퍼 부피 내로의 수집은 디지털 프린터 헤드의 유입구와 유체 연통할 수 있다.

단백질 함유 물질이 온 라인 또는 오프라인으로 제조되는지와는 무관하게, 이는 단백질 함유 물질 내의 섬유 번들의 공칭 방향이 프린터 헤드를 통한 단백질 함유 물질의 흐름 방향으로, 즉, 분배된 가닥의 공칭 방향으로 정렬되도록, 프린터 헤드로부터 배출/분배된다.

일 예에서, 단백질 함유 물질로의 단백질 물질의 가공은 섬유질 단백질 물질을 실질적으로 정렬된 섬유의 번들 또는 번들들로 재조직화하게 한다.

단백질 함유 물질은 하나 이상의 프린터 헤드에 도입되고, 프린터 베드 상에 분배된다. 도 2a 및 도 2b에 각각 예시된 바와 같이, 단백질 함유 물질은 단일의 세장형 가닥으로서 분출되어 예를 들어, 지그재그 방식 또는 아코디온 방식으로 전체 수평/단층을 형성할 수 있다. 대안적으로, 단백질 함유 물질은 도 2c에 예시된 바와 같이, 개개 가닥들을 형성하기 위해 비연속 방식으로 프린터 헤드로부터 분출될 수 있다.

본원에 개시된 방법에 따르면, 단백질 함유 물질은 프린팅된 가닥이 일반적으로 베드 상에 이미 배치된 단백질 물질과 인접하도록 프린터 베드 상에 분배된다. 결과적으로, 개별적으로 프린팅된 가닥들의 단층에서 단일 가닥의 폴드들 사이의 세그먼트는 이의 종축을 따라 실질적으로 평행하다.

본원에 개시된 방법은 상호연결하기 위해 분배된 가닥들 또는 단일 가닥의 세그먼트를 조작하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 조작은 프린팅된 가닥 또는 가닥들의 적어도 일부분 상에 물리적 에너지를 적용하거나, 상호연결을 야기하는 시약을 적용하는 것을 포함할 수 있다.

상호연결을 야기하는 물리적 공정은 열 에너지, 방사선 에너지, 건조, 냉각, 습윤화, 프레스 적용, 음향 에너지를 포함할 수 있다.

시약은 하이드로콜로이드, 전분, 단백질 분취물 또는 농축물, 카라기난, 구아 검, 알긴산, 곡분 믹스, 아가, 카복시메틸 셀룰로스, 글루텐, 펙틴, 로커스트 콩 검, 잔탄 검, 및 다당류 및 효소(예를 들어, 트랜스글루타미나제)를 포함할 수 있다.

일부 경우에서, 분배된 가닥(들)은 그 위에 후속 층을 적용하기 전에 휴지될 수 있다. 휴지는 냉각된 환경에서, 예를 들어, 0℃ 내지 실온 미만의 임의의 온도에서, 또는 때때로, 약 4℃와 같은 제어된 온도에서 이루어질 수 있다.

디지털 프린터는 또한, 육류 대용품의 특성에 영향을 미칠 수 있는 다양한 파라미터를 제어하도록 작동된다. 이러한 것들은 온도, 압력, 분배 속도, 프린팅 노즐의 내경, 프린팅 노즐 또는 물질이 통과하는 채널의 길이를 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.

일부 경우에서, 프린팅 베드 상에 분배된 후에 또한 단백질의 조직화가 수행될 수 있다. 이는 예를 들어, 화학적 또는 효소적 가교(겔화)에 의해 달성될 수 있다.

또한, 완전히 프린팅된 후 일부 조직화된 제품의 후처리, 예를 들어, 가열 또는 냉각은 예를 들어, 질감 파라미터, 동일한 및/또는 상이한 층의 가닥들 간의 결합을 개선시키고 이에 따라 가능하게는 육류 대용품의 질감에 기여하기 위해 또한 적용될 수 있다.

일부 경우에서, 프린터는 하기 하나의 파라미터 또는 파라미터들의 조합으로 작동된다: 압력: 60 bar 이하; 노즐 치수: 0.1 내지 10 mm; 제조 속도: 바람직하게는, 노즐당 초속 5 내지 300 mm.

일부 경우에서, 단백질 함유 물질은 좁은 노즐, 때때로, 0.1 mm 내지 5 mm, 때때로, 0.3 mm 내지 5 mm, 때때로, 1 mm 내지 5 mm의 노즐에서 프린팅하기에 적합하도록 특수하게 제조되며, 여기서, 노즐은 프린팅됨에 따라, 반죽 내에 단백질 섬유 또는 영양 섬유를 정렬하며, 이에 따라, 축방향으로 정렬된 단백질 섬유를 갖는 가닥들이 생성된다.

최소한, 육류 대용품 시스템을 제조하는 방법을 수행하기 위한 시스템은 프린터 베드 상에 조직화된 단백질(바람직하게는, 동물성 부재) 물질을 분배하기 위한 노즐을 포함하는 프린터 헤드가 장착된 디지털 프린터, 및 디지털 프린터의 작동을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함한다. 더욱 상세하게는, 프린터 헤드는 노즐을 통해 단백질 기반 물질의 흐름 방향으로, 최소 길이를 갖는, 최소량의 조직화된, 섬유질, 단백질 함유 물질을 포함하는 단백질 기반 물질을 수용하도록 구성된다.

제어기는 프린터 베드 상에 적어도 단백질 기반 물질을 실질적으로 단일 나선형 가닥의 형태(실질적으로 단일 가닥은 가닥을 따라 인공 파괴를 가질 수 있고/거나 가닥이 가닥을 따라 상이한 성분을 포함하기 위해 세그먼트 간에 이의 조성을 변경할 수 있는 것으로 이해됨), 또는 이의 종축을 따라 실질적으로 평행한 구성으로 배열된 단일 가닥 또는 복수의 가닥들의 폴드 사이에 세그먼트를 갖는 복수의 더 짧은 이러한 가닥들의 형태로 분배하도록 구성된다.

시스템은 또한, 다른 성분들, 예를 들어, 지방 함유 성분, 수계 성분 및 다른 물질들을, 단백질 반죽을 분배하는 동일한 프린터 헤드를 통해 또는 하나 이상의 다른 구체적인 전용 프린터 헤드, 분무 유닛 등과 같은 다른 어플리케이터를 통해 분배하도록 구성된다.

프린터 헤드 유출구 또는 노즐(들)은 상이한 치수 및 형상을 가질 수 있다. 일부 예에 따르면, 적어도 단백질 함유 물질을 분배하기 위해 사용되는 프린터 헤드 및 이의 노즐(들)은 특정 처리량, 예를 들어, 1 kg 내지 100 kg/시간, 더욱 통상적으로, 2 kg 내지 50 kg/시간, 더욱 통상적으로, 5 내지 20 kg/시간을 달성하기 위해 선택된다. 10 kg/시간은 통상적으로, 직경이 2 mm인 5 내지 200개의 노즐, 더욱 통상적으로, 10 내지 100개, 더욱 통상적으로, 20 내지 50개의 노즐을 갖는 헤드를 필요로 할 것이다. 이는 대략, 처리량에(예를 들어, 처리량의 2배는 단일 노즐의 동일한 내경 및 분배 속도에 대해, 노즐 수의 2배를 필요로 할 것임), 및 노즐 내경의 제곱에(예를 들어, 1 mm 내경 노즐은 특정 처리량을 유지하기 위해, 2 mm 직경 노즐에 대한 노즐 w/r의 4배수를 필요로 할 것임) 비례한다.

시스템은 또한, 단백질 함유 물질을 수용하고 단백질 물질을 원하는 단백질 반죽으로 가공하는 조직화기를 포함할 수 있다. 조직화기는 직렬일 수 있으며, 즉, 이는 단백질 물질을 연속적으로 수용하고, 이에 따라 형성된 조직화된 단백질을 프린팅 헤드로 배출하도록 구성된다.

일부 예에서, 시스템은 동시에 또는 사전 설계된 순서로 단백질 함유 성분 및/또는 다른 성분을 분해하기 위한 2개 이상의 프린터 헤드를 갖도록 구성되며, 이의 작동은 제어기에 의해 제어된다.

시스템은 또한, 입력 데이터를 도입하기 위한, 특히, 육류 대용품에서 각 층의 조성 및/또는 온도, 프린팅 속도를 포함하는 작동 조건과 관련한 입력 데이터를 지시하기 위한 입력 모듈; 특히, 이에 따라 형성된 층과 관련된 파라미터를 디스플레이하기 위한 디스플레이 모듈; 특히, 이에 따라 형성된 층과 관련된 입력 데이터를 수신하고, 이에 따라 형성된 층의 품질과 관련한 출력 데이터를 제공하기 위한 프로세서; 및 데이터를 저장하기 위한 메모리 모듈을 포함하는, 사용자 인터페이스 중 어느 하나 또는 조합을 포함할 수 있다. 모든 이러한 모듈은 디지털 프린팅의 분야에서 널리 공지되어 있고, 이에 따라, 추가 설명할 필요가 없다.

시스템은 프린팅이 중단될 때(다음 가닥을 프린팅할 때까지 또는 제품 프린팅의 종료 시에) 분배된 구조화된 단백질 함유 물질을 절단하기 위해 블레이드 또는 다른 절단 메커니즘을 포함할 수 있다. 이는 프린팅이 중단될 때 자발적으로/용이하게 파괴되지 않는, 섬유질 단백질 구조의 경우에 특별히 필요하다.

일부 예에서, 시스템은 이에 따라 형성된 단백질 함유 물질이 하나 이상의 프린터 헤드 내에 직접적으로 공급되도록, 프린터 헤드에 대해 업스트림에 조직화기를 포함한다. 일부 예에서, 프린터 헤드는 오거(auger) 프린터 헤드이다. 일부 다른 예에서, 프린터 헤드는 추진 공동형 펌프(PCP)이다. 일부 또 다른 예에서, 프린터 헤드는 피스톤 밸브 또는 양 변위 펌프를 기초로 한 것이다.

바람직한 프린터 헤드는 배출된 가닥들에서 세장형 섬유의 부피/양에 대한 최소 손상 효과를 가짐으로써, 오거 타입 프린터 헤드와 같은, 다른 프린터 헤드에 비해 우수한 질감 프로파일을 제공하기 위해 본원에 나타낸 PCP를 포함하는 프린터 헤드이다.

단백질 함유 물질은 전용 포트를 통해 프린터 헤드 상에 탑재되도록 구성된 카트리지 내에 저장될 수 있다. 디지털 프린터 헤드 상에 카트리지의 탑재는 카트리지 유출구가 디지털 프린터 헤드와 흐름 연통하고, 프린터 헤드 내에서 단백질 함유 물질의 흐름 방향을 따라 그리고 프린터 노즐을 통해 섬유의 정렬을 야기하기 위해 카트리지로부터 단백질 물질의 흐름을 유도할 수 있도록 할 수 있다. 다시 말해서, 프린터 노즐로부터 배출된 축방향으로 정렬된 섬유의 공칭 방향은 카트리지 유출구를 통해 프린터 헤드 내로 배출될 때 단백질 함유 물질의 흐름에 대해 평행할 것이다.

카트리지 내의 단백질 함유 물질은 고체 및/또는 반고체(페이스트 유사), 습윤물 및/또는 건조물일 수 있다. 단백질 함유 물질은 이를 용이하게 분배하고, 가능하게는, 이를 이웃하는 가닥들에 더욱 접착하기 쉽게 만들기 위해 연화될 수 있다. 연화는 습윤, 보습, 용해, 용융 또는 당 분야에 공지된 임의의 다른 방식에 의해 달성될 수 있다. 이에 따라, 연화는 용해제 분무기(바람직하게, 물) 또는 주입기, 가열기, 레이저, 또는 임의의 다른 유닛에 의해 달성될 수 있다.

고체 및/또는 건조 물질은 육류 대용품을 형성하기 위해, 별도의 방식으로 프린팅 공정 동안 프린팅 베드 상에 하나 이후에 다른 하나(또는 그룹으로)가 배치된, 수 개의 세장형 스틱으로서 카트리지 내에 저장될 수 있다.

분배 후에, 단백질 함유 물질은 건조, 냉각, 가열에 의해 또는 화학 작용제를 사용하여 경화, 건조 또는 고형화될 수 있다. 바람직하게는, 단백질 함유 물질은 실온에서, 개입 없이 건조되거나 냉각된다.

일부 경우에서, 단백질 함유 물질은 가요성이고 이에 따라, 카트리지에서 롤링되거나 폴딩된 방식으로 저장되거나, 고체일 수 있고 수 개의 세장형 스틱으로서 저장될 수 있다. 다른 타입의 저장이 또한 사용될 수 있다.

본원에 개시된 방법 및 시스템은 디지털로 프린팅된 육류 대용품의 슬라이스/플레이트/웨이퍼 유사 피스를 제공하도록 구성되며, 슬라이스는 본원에 기술된 바와 같이, 디지털로 프린팅된 가닥 또는 가닥들의 단일층을 포함한다.

또한, 본원에 개시된 방법 및 시스템은 바람직하게는, 다수의 디지털로 프린팅된 층을 포함하는 육류 슬래브를 디지털로 프린팅하기 위해 사용된다. 이후에, 이러한 슬래브는 상이한 두께의 슬라이스로 절단될 수 있으며, 스테이크 느낌을 제공하기 위해, 슬래브의 슬라이스는 바람직하게는, 슬래브 내에 가닥들의 방향에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 절단될 것이다. 프린팅으로부터 직접적으로 얻어진 슬라이스와 상이한 최종 슬라이스는 또한, 본 개시내용의 부분을 형성한다. 프린팅된 슬래브로부터 절단된, 이러한 슬라이스에서, 가닥들의 길이(절단 후)와 슬라이스 폭(후자는 슬라이스의 최소 치수로서 규정됨)의 비는 대략 1:1이다. 이는 디지털로 프린팅된 슬라이스 유사 제품의 분야에 공지된 것과는 반대이며, 여기서, 가닥 길이 대 슬라이스 폭의 비는 1:1보다 상당히 더 크다. 이러한 슬라이스 절단, 및 특히, 가닥들이 축방향으로 정렬된 단백질 섬유의 번들들을 함유하는 것은, 동물성 근육의 생리학 구조를 모방하는 데 기여하고, 이에 따라, 동물성 육류와 유사한 질감 및 식감의 기회를 증가시킨다.

프린팅된 전 근육성 대체육의 치수 및 공간적 구성은 웨이퍼, 슬래브의 슬라이스이고, 실질적으로 정렬된 가닥들의 방향에도 해당하는 프린팅의 방향에 의해 규정될 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 본원에 개시된 대안적인 육류 슬래브는 P 축으로서 지칭되는, 이의 길이 축을 고려하여, 공간적 치수를 이용하여 규정될 수 있고, 각 층에서 가닥의 공칭 방향에 대해 평행한 축, 가닥들 층(가닥들 평면)에 대해 수직인, Z축으로도 지칭되는 높이 축, 및 가닥의 공칭 방향에 대해 수직이고, 평면 내에 또는 가닥들의 층의 평면에 대해 평행한 XP 축으로도 지칭된 폭 축이다. 추가 예시를 위해, 국제특허출원공개 WO 2020/152689호가 참조되며, 이러한 문헌의 내용은 전문이 본원에 포함된다.

3개의 상이한 축의 치수를 기초로 하여, 본원에 개시된 슬래브는 작은 슬래브, 중간 슬래브, 또는 큰 슬래브로서 규정될 수 있다.

예를 들어, (숫자는 cm를 지칭함):

이에 따라, 스테이크 치수를 규정할 때, 이는 이의 길이, 높이, 및 폭 치수를 지칭한다. 상세하게는, 스테이크는 통상적으로, 절단된 것으로부터 슬래브의 동일한 폭 및 높이를 갖지만, 슬래브가 큰, 중간, 또는 작은 슬래브인지와는 무관하게, 길이 값(즉, 스테이크 두께)이 통상적으로, 0.5 내지 10 cm이도록, 통상적으로 P 축에 대해 수직으로 육류 슬래브로부터 절단된다.

전 근육성 육류 대용품이 스테이크일 때, P 방향은 가닥들의 방향이다(이는 슬래브에서와 같이, 반드시 프린팅된 제품의 긴 축이 아님).

비제한적인 실시예

하기는 단백질 기반 성분, 지방 기반 성분 및 수계 성분에 대한 비제한적인 실시예를 제공한다.

붕해된 TVP 섬유를 갖는 단백질 성분

조성:

1 그램 건조 성분 당 2.17 그램의 물로서 물을 첨가하였다.

제조 공정:

- 적어도 2시간 동안 수 중에 TVP를 액침시킴

- TVP를 스퀴징함

- TVP를 식품 프로세서(비절단 블레이드)에 삽입하고, TVP 섬유를 붕해할 때까지 적극적으로 혼합함

- 나머지 분말 구성성분을 삽입하고, 계속 혼합함

- 지방(액체로서) 및 물을 첨가하고, 중간 점도로 균일한 매스까지 계속 혼합함

- 0.5 리터/시간의 속도로 1.55 mm 직경의 노즐이 장착된 오거 타입 프린터 헤드로 프린팅함.

후처리 조작

- 80 내지 90℃에서 45분 동안 열 처리함(수비드 또는 스팀 오븐)

- 2 cm 슬라이스로 절단함

- 각 측면에 대해 1분 또는 2분 동안 스트립 팬 상에서 프라잉(frying)

결과

- 뚜렷한 육류 유사 섬유질 질감은 실시예 1 및 실시예 2 둘 모두에 대해 나타남

- 실시예 2(TVP 5050을 사용함)는 5010보다 더 긴 단백질 섬유를 함유할 수 있기 때문에, 더 양호한 질감(더욱 섬유질이고, 더 양호한 물기(bite) 경도)을 가짐.

글루텐을 기반으로 한 단백질 성분(붕해된 TVP 섬유가 없음)

조성

1 그램 건조 성분 당 2.17 그램의 물로서 물을 첨가하였다.

제조 공정:

- 분말 구성성분을 식품 프로세서에 삽입하고 혼합함

- 지방(액체로서) 및 물을 첨가하고, 중간 점도에서 균일한 질량까지 계속 혼합함

- 0.5 리터/시간의 속도로 1.55 mm 직경의 노즐이 장착된 오거 타입 프린터 헤드로 프린팅함.

후처리 조작

- 80 내지 90℃에서 45분 동안 열 처리함(수비드 또는 스팀 오븐)

- 2 cm 슬라이스로 절단함

- 각 측면에 대해 1분 또는 2분 동안 스트립 팬 상에서 프라잉

결과

- 얻어진 프린팅된 제품은 오믈렛 유사 질감을 가지며, 섬유가 거의 없었으며, 이에 따라, 조직화된 단백질의 존재가 중요하다고 결론지었다.

작은 TVP 플레이크/절단된 TVP를 기반으로 한 단백질 성분

조성

제조 공정:

- 물을 조직화된 단백질 및 칼라에 첨가함

- 혼합하고, 15분 동안 휴지시킴

- 나머지 구성성분을 혼합물에 첨가함

- 중간 혼합 속도(식품 믹서)에서 3분 동안 혼합함

- 0.5 리터/시간의 속도로 1.9 mm 노즐 직경으로 장착된 오거 타입 프린터 헤드로 프린팅함.

후처리 조작

- 오븐에서, 120℃에서 7분 동안 베이킹함

- 진공 시일링하고, 4℃에서 저장함

- 중간 열에서, 각 측면 상에 2 내지 3분 동안 식물성 오일 중에서 팬 프라이함(pan-fry).

결과

결과는 여러 면에서 육류 케밥, 즉, 지방이 많은 다진 육류 질감(지방은 제품을 통해 고체 덩어리에 균질하게 퍼짐)과 비슷하다. 얻어진 제품은 또한, 향기롭고 풍비가 좋았다. 여러 시음에서, 이러한 예의 모든 샘플은 일반적으로 바람직하였다.

세장형 TVP를 기반으로 한 단백질 성분

조성

표준 가정용 믹서에서 15% 글루텐(Sorpol에 의한 활성 밀 글루텐), 60% 수돗물, 5% 카놀라유('Shufersal'), 5% 적색 향신료 착색제('Texturot')를 혼합함으로써, 기본 단백질 반죽(PD)을 제조하였다. 이러한 기본 단백질 반죽을 또한, 참조 슬래브를 프린팅하기 위해 사용하였다.

단백질 반죽(PD)을 15%의 부드럽게 붕해된 조직화된 식물성 단백질(TVP SUPRO MAX 5010 IP, 또는 Supermax 5050, 또는 TVP A1550)과 조합하여 평균 약 10 mm 길이 및 약 1 내지 4 mm(PD-TVP1) 또는 약 5 mm(PD-TVP2)의 두께를 갖는 리본 및 세장형 섬유를 수득함으로써 2가지 타입의 조직화된 단백질-기반 성분을 제조하였다. 세장형 TVP 섬유를 이후에, PD와 온화하게 혼합하였다.

제조 공정

3가지 타입의 전체 육류 슬래브를 프린팅하였다:

3D-PD-TVP1 - PD-TVP1을 오거 기반 압출기를 이용하여 프린팅하였다.

3D-PD-TVP2 - 4 mm 노즐이 장착된 추진 공동형 펌프(PCP, 광동 표준 유체 시스템 - 투여 스크류 펌프)를 사용한 PD-TVP2. 단방향의 가닥들을 갖는 3D 구조를 생성하기 위해, PD-TVP2의 분배된 가닥들을 커스텀 3D 프린팅 지그를 이용하여 층별로 정렬하여, 각 층에서 가닥들이 가닥의 이웃하는 세그먼트들 간의 최소 공간/거리를 갖도록 하였으며, 이를 이후에, 진공처리를 통해 압축하고, 약 100 mm * 50 mm * 50 mm의 3D 슬래브 구조로 형성하였다.

3D-PD-TVP3 - PD-TVP2를 4 mm 노즐이 또한 장착된 전기 코킹건(Makita)의 피스톤을 이용하여 프린팅하였다. 이후에, 가닥들을 층별로 정렬하고, 함께 밀접하게 배치시켜 각 층에 연속 표면을 형성하고, 이를 이후에, 진공처리를 통해 압축하고, 약 100 mm * 50 mm * 50 mm의 3D 슬래브 구조로 형성하였다.

PD-TVP-PP(참조물) - 3DP-PD-TVP1의 제품을 3DP-PD-TVP1의 이방성 구조가 완전히 붕괴될 때까지 수동으로 분해 및 반죽하였다.

후처리 조작

모든 슬래브를 샘플의 내부 온도에 도달할 때까지 Sous Vide에서 100℃에서 1시간 동안 경화시키고, 95℃에서 15분 동안 유지시켰다. 이후에, 상이한 슬래브를 시험 전에 냉장고에서 4℃에서 밤새 냉각시켰다. 샘플이 주변 온도(20℃ 내지 25℃)에 도달한 후에 시험을 수행하였다.

도 3a 내지 도 3c는 P축에 대해 평행한 평면을 가로질러 수동적으로 접합된 3D-PD-TVP1의 이미지이다(스케일 바 = 10 mm). 이러한 도면은 단백질 기반 가닥들 및 일부 노출된 섬유의 실질적인 정렬 배향을 나타낸다. 단백질 기반 반죽 및 도입된 TVP 물질 둘 모두의 불투명성으로 인해, 섬유의 정렬을 시각적으로 나타내기 어려우며, 이러한 것이 하기에 기술된 바와 같이, 시편 및 참조 샘플의 기계적 분석을 기초로 하여 간접적으로 결론지었다는 것이 주지된다.

샘플 분석

전단 저항 시험

육류 대용품의 전단 저항을 결정하기 위해, Lloyd 기기 Amtech TA1 시험 기계를 이용하였다. 상세하게는, 무딘 금속 블레이드를 Lloyd 표준 Perspex 삽입 AACC 16-50(카탈로그 번호 FG/PNB)에 부착시켰다. 블레이드는 큰 밑변 11.81 cm 및 4.44 cm의 작은 밑변의 치수를 갖는 사다리꼴 형상을 갖는다(도 6 참조). 시험 동안, 블레이드를 구비한 상부 고정 장치를 금속 베이스 위 25 mm에 정위시키고, 2 cm * 2 cm * 2 cm(8 ㎤) 크기의 시편을 원하는 배향으로 아래에 배치시켰다. 이후에, 상부 고정 장치는 20 mm/s에서 하향으로 24 mm 이동하여, 시편을 전단하고, 금속 베이스 플레이트 위 1 mm에 도달하게 하였다. 최대 하중을 기록하였으며, 이후에, 데이터를 상이한 시편들 및 배향들 간에 분석 및 비교하였다.

인장 강도 시험

50 * 20 * 10 mm의 시편을 제조하고, 10 * 20 mm의 접촉 면적을 갖는, 폴리락트산(PLA)으로 제조된 리퍼(ripper)에 의해 그립핑하고, 도 3a에 도시된 바와 같이 작업하였다. 이후에, 실온(23℃±2℃)에서, 각 시편(각 시편으로부터 3개의 상이한 샘플)을 20 mm/s의 속도로 스트레칭시켰다. 변형된 인장 강도를 (10 cm * 10 cm의 프린팅된 슬래브로부터 절단된) 50 * 20 * 10 mm의 시편에 대해 측정하였다.

표 4A는 상이한 시험된 샘플의 인장 강도 시험 분석으로부터의 결과를 나타낸다.

표 4에 나타낸 데이터는 PD 및 PD-TVP-PP가 더 약한 샘플임을 나타낸다. PD-TVP-PP(프린팅되지 않고 수동으로 패티로 형성됨)와 관련하여, 얻어진 층은 조직화된 배향을 가지지 않으며, 이러한 섬유의 랜덤 배향은 샘플의 모든 방향으로부터 측정할 때, 더 낮은 인장 강도를 초래하였다.

3D-PD-TVP1과 관련하여, P와 XP 간의 차이가 나타났다. XP 축에 대한 강도가 P 축에서 참조 샘플 PD-TVP-PP와 유사하지만, 인장 강도는 유의미하게 더 높았다.

이에 따라, 개선된 인장 강도가 P 축에 대해 섬유의 실질적으로 정렬된 배향 및 이러한 배향이 프린팅된 식용 제품을 제공한다는 강화의 결과인 것으로 가정되었다.

최종적으로, PD-TVP2와 함께 PCP 압출기를 이용할 때, 인장 강도는 프린트의 P 및 XP 방향 둘 모두에서 훨씬 더 증가되었다.

이러한 결과로부터의 직접적인 결론은 세장형 섬유의 존재가 프린팅된 제품을 보강하는 데 필수적이며, 최소한 제품이 약 5 mm의 길이를 갖는 일부 섬유를 포함해야한다는 것이다.

표 4B는 상이한 시험된 샘플의 전단 시험 분석으로부터의 결과를 나타낸다.

표 4B는 TVP 없는 반죽이 가장 약하며 소정 양의 세장형 섬유(적어도 5 mm)를 갖는 TVP의 포함이 전단력에 대한 저항을 개선시킨다는 점에서 표 4A로부터의 데이터를 확인한다.

또한, 3D 프린팅은 P 방향 및 XP 방향에서 전단력에 대한 저항의 개선을 야기하였으며, XP 방향에서 훨씬 더 큰 저항을 갖는다.

더 양호한 전단력에 대한 저항은 PCP 기반 프린팅된 제품(3DP PD-TVP2)에서 나타났다.

이러한 결과는, TVP가 전단 저항에 기여하고, 이에 따라, 씹힘성과 같은 관능적 특성에 기여할 것으로 예상됨을 시사하였다. 가닥들 및 섬유의 정렬은 강한 등방성을 생성하고, 교차 섬유 방향을 강화한다. 긴 TVP 섬유질 물질의 사용은 프린팅된 제품의 강도에 추가로 기여한다.

섬유 분석

3DP 실시예 각각으로부터의 샘플(30gr)을 프린팅 후 및 후처리(프라잉 또는 조리) 전에 수집하고, 자석 교반기 및 200 ml의 냉수(10℃)를 구비한 비이커에 배치시켰다. 샘플을 30분 동안 또는 기본 단백질 반죽(PD)이 TVP로부터 시각적으로 분리될 때까지 회전시키고, 슬러리 용액을 형성하였다. 슬러리 용액을 이후에, 1 mm 스테인리스강 시브(JVLAB 시험 메시) 위에 붓고, 이후에, 추가적인 200 mL를 갖는 비이커에 수집하고, 다시 세척하고, 다시 여과하여 모든 TVP 섬유가 시브 상에서 명확하게 보여질 때까지 TVP 섬유로부터 PD를 씻어내었다. 이후에, 섬유를 다시 물과 혼합하고, 상이한 메시 크기, 1 mm, 2 mm 및 3.2 mm를 갖는 3가지 시프트의 시스템을 통해 여과하고, 슬러리를 3.2 mm 시프트 위에 붓고, 2 mm로 통과시키고, 이후에, 1 mm(피라미드의 마지막)에 통과하도록 다른 시프트의 상단 상에 하나의 시프트를 배치시켰다.

도 5a 내지 도 5c는 여과 후 상이한 시프트를 도시한 것이며, 도 5a는 크기가 1 mm 내지 2 mm인 TVP 함유 물질을 보유하는, 1 mm 메시 사이징 시프트를 도시한 것이며, 도 5b는 크기가 2 mm 내지 3.2 mm인 TVP 함유 물질을 보유하는 2 mm 메시 사이징 시프트를 도시한 것이며, 도 8c는 크기가 3.2 mm 초과인 TVP 함유 물질을 보유하는 3.2 mm 메시 사이징 시프트를 도시한 것이다.

시빙된 물질을 수동적으로 스퀴징하여 과량의 물을 제거하였다. 섬유를 이미지화하고, 계량하였다.

도 6a 내지 도 6d는 2개의 상이한 TVP를 갖는 3D-PD-TVP1의 이미지를 도시한 것이다. 상세하게는, 도 6a 및 도 5b는 분리된 TVP Supermax 5050을 도시한 것이고, 프린팅 전(도 6a) 및 프린팅 후(도 6b) TVP 섬유를 도시한 것이며, 도 6c 및 도 6d는 5 mm 오거 압출기를 이용하여 프린팅 전(도 6c) 및 프린팅 후(도 6d) 분리된 TVP A1550 섬유를 도시한 것이다(스케일 바는 50 mm임).

도 6a 내지 도 6d는 오거 타입 프린팅 헤드를 이용한 압출 공정이 (프린팅 전의 이의 길이와 비교하여) 더 짧은 섬유를 형성하였으며, 여과 후 수집/분리된 세장형 섬유의 전체 양이 압출 후 훨씬 더 낮음(즉, 프린팅 공정 동안 세장형 섬유가 절단됨)을 도시한 것이다.

정량적 관찰 이외에, 시빙된 TVP는 계량되었으며, 3.2 mm 시브에 대한 이의 잔류 분율이 압출 공정 효과로 인해 27%에서 13%로 감소되었으며, 다시 말해서, 세장형 섬유(크기가 3.2 mm 초과인 것)가 더 적은 것으로 나타났다.

더 짧은 섬유를 포함하는, 전체 양의 TVP 함유 섬유의 정량적 결정을 위해, 1 mm 시브가 사용될 수 있다.

도 7a 내지 도 7c는 프린팅 전(도 7a), 30 mm 로터를 이용하여 PCP로 프린팅한 후(도 7b) 및 20 mm 로터를 이용하여 프린팅한 후(도 7c) 3D-PD-TVP2(상술된 바와 같음)로부터 분리된 섬유의 이미지를 도시한 것이다.

도 7a 내지 도 7c는 PCP 펌프의 이용이 더 많은 양의 세장형 섬유(약 5 mm 이상)를 제공하는, 섬유의 길이에 덜 영향을 미치기 때문에 더욱 바람직함을 도시한 것이다. 프린터 헤드의 부정적인 영향이 더 긴 CP 로터를 이용할 때 감소될 수 있는 것으로 가정된다(피치가 클수록 더 적은 TVP 섬유가 분해됨).

실제로, PCP 펌프를 이용할 때, 세장형 섬유의 양은 (프린팅 전 양(데이터 미도시됨)과 비교하여) 프린팅 후 유의미하게 감소하지 않았다.

감각 패널

시편을 패널 시험하기 1일 전에 제작하였다. 시식하기 30분 전에 샘플을 2 * 2 * 2 cm 큐브로 절단하였다. 이후에, 샘플을, 샘플 내측이 70℃에 도달할 때까지, 모든 평면 상에서 90초 동안 프라잉하였다. 샘플을 플레이트 상에 이의 코드를 갖는 깨끗한 플레이트에서, 패널 멤버들에게 뜨겁게 제공하였다. 8명의 패널리스트가 있으며, 각 패널리스트는 조리된 샘플을 받았으며, 하나는 각 시편(3D-PD-TVP1 및 3D-PD-TVP2)으로부터의 것이며, 각 패널리스트는 -3 내지 +3의 스코어를 이용하여 하기 특징에 대해 시편의 순위를 매기도록 요청받았으며, 여기서, "0"은 20%w/w(단백질 함유 물질의 총 중량에 대한 건조 중량)인 제조에서 사용되는 %TVP(오거 프린트 헤드)를 갖는 PD 및 TVP로부터 제조된 기존 샘플에 할당되었다:

● 가닥화(시편이 균열되었을 때 가닥들의 시각적 관찰)

● 섬유 질감(구강 파괴 동안 섬유의 감각적 느낌)

● 다즙성

● 씹힘성

● 경도

● 갈색화(시각적)

3DP-PD-TVP1 및 3DP-PD-TVP2의 감각 평가는 도 8에 감각 스파이더 다이아그램 형태로 제시된다.

스파이더 다이아그램은 2개의 시편이 3DP-PD-TVP2에 기인한 더 양호한/우수한 관능적 특성과 함께, 긍정적인 감각 느낌을 형성하였음을 시사하였다.

추가 감각 시험에서, 8명의 패널리스트에게 건조 TVP의 양이 다른 3D-PD-TVP의 2개의 샘플을 제공하였고, 오거 프린터 헤드를 이용하여 제조하였고, -2 내지 +2의 스코어("0"은 20%w/w 건조 TVP를 사용하여 제조된 시편에 대한 스코어임)를 사용하여 전체 섬유질 질감 느낌의 순위를 매겼다. 표 5는 순위를 나타낸다:

표 5는 TVP, 및 바람직하게는, 10% 이상, 또는 심지어 15% 이상(프린팅 전 단백질 함유 물질에서 측정된 건조 중량)의 양의 TVP가 필요함을 나타낸다.

Claims (35)

1. 디지털로 프린팅된 단백질 함유 가닥들의 하나 이상의 층을 포함하는 전 근육성 육류 대용품(whole muscle meat substitute)으로서,
   각 층은, 단일 가닥 또는 복수의 가닥들의 폴드(fold)들 사이의 세그먼트가 이의 종축을 따라 실질적으로 평행하게 배열되도록 하는 단일 나선형 가닥 또는 복수의 가닥들을 포함하며, 가닥 또는 가닥들은 축방향으로 정렬된 조직화된 단백질 섬유의 하나 이상의 번들(bundle)을 포함하며;
   조직화된 단백질 섬유의 적어도 일부분은 5 mm 초과의 길이를 갖는 세장형 섬유를 포함하는 것인 전 근육성 육류 대용품.
2. 제1항에 있어서, 단일 가닥 또는 복수의 가닥들의 폴드들 사이의 세그먼트의 적어도 일부분은 이의 이웃하는 가닥에 상호 연결된 것인 전 근육성 육류 대용품.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가닥의 세그먼트 내의 축방향으로 정렬된 섬유가, 축방향으로 정렬된 섬유의 번들을 세그먼트의 방향에 대해 수직 방향에서 볼 때, 가닥의 세그먼트의 방향으로부터 ± 45° 이하인 공칭 방향(nominal direction)을 갖는 것인 전 근육성 육류 대용품.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 가닥의 세그먼트 내의 축방향으로 정렬된 섬유가, 축방향으로 정렬된 섬유의 번들을 가닥의 세그먼트를 포함하는 층에 의해 규정된 평면에 대해 수직 방향에서 볼 때, 가닥의 세그먼트의 방향으로부터 ± 45° 이하인 공칭 방향을 갖는 것인 전 근육성 육류 대용품.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질 함유 가닥들이 상기 세장형 섬유를 상기 단백질 함유 물질 중 단백질의 양의 적어도 10%w/w를 구성하는 양으로 포함하는 것인 전 근육성 육류 대용품.
6. 제5항에 있어서, 상기 단백질 함유 가닥들이 변성 단백질을 포함하는 것인 전 근육성 육류 대용품.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질 함유 가닥들이 조직화된 식물성 단백질(TVP)을 포함하는 것인 전 근육성 육류 대용품.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 가닥의 공칭 방향에 대해 평행한 방향으로 측정한 경우, 0.02 MPa 초과의 변형된 인장 강도를 갖는 전 근육성 육류 대용품.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 가닥들의 공칭 방향에 대해 평행한 P 방향으로 측정된 제1의 변형된 인장 강도 값 및 가닥들의 공칭 방향에 대해 수직이고 층의 평면에 대해 평행한 XP 방향으로 측정된 제2의 변형된 인장 강도 값을 가지며, 상기 제1의 변형된 인장 강도 값은 제2의 변형된 인장 강도 값보다 적어도 50% 더 큰 것인 전 근육성 육류 대용품.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 가닥의 공칭 방향에 대해 평행한 XP 방향으로 측정한 경우 10 N 초과의 변형된 전단 저항을 갖는 전 근육성 육류 대용품.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 가닥들의 공칭 방향에 대해 평행한 방향으로 측정된 제1의 변형된 전단 저항 값 및 가닥들의 공칭 방향에 대해 수직이고 층의 평면에 대해 평행한 방향으로 측정된 제2의 변형된 전단 저항 값을 가지며, 상기 제2의 변형된 전단 저항 값은 제1의 변형된 전단 저항 값보다 적어도 100% 더 큰 것인 전 근육성 육류 대용품.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디지털로 프린팅된 가닥들의 2개 이상의 층을 포함하는 전 근육성 육류 대용품.
13. 제12항에 있어서, 2개 이상의 층이 각 층을 따라 하나 이상의 지점에서 상호 연결된 것인 전 근육성 육류 대용품.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 지방 기반 성분 및 수계 성분을 포함하는 전 근육성 육류 대용품.
15. 제14항에 있어서, 상기 지방 기반 성분 및/또는 수계 성분이 디지털로 프린팅된 단백질 함유 가닥들 사이에 배치되거나 분산된 것인 전 근육성 육류 대용품.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 하나 이상의 층의 적어도 일부분이 상기 지방 기반 성분을 포함하는 것인 전 근육성 육류 대용품.
17. 육류 대용품을 제조하는 방법으로서,
    - 디지털 프린터의 프린터 헤드 내에 단백질 함유 물질을 도입하는 단계; 및
    - 프린터 베드 상에 단일 나선형 단백질 함유 가닥 또는 복수의 개개 단백질 함유 가닥들을 분배하도록 디지털 프린터를 작동시키는 단계로서, 단일 가닥 또는 복수의 가닥들의 폴드들 사이의 세그먼트가 이의 종축을 따라 실질적으로 평행하도록 단일 가닥이 폴딩되거나 복수의 상기 가닥들이 배열되는 것인 단계
    를 포함하며;
    단백질 함유 가닥은 조직화된 단백질을 포함하며;
    조직화된 단백질의 적어도 일부분은 5 mm 초과의 길이를 갖는 세장형 섬유를 포함하는 것인 제조 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 나선형 가닥 또는 복수의 개개 가닥들이 단층을 형성하는 것인 제조 방법.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 분배가 단층 내의 단일 가닥 또는 복수의 가닥들의 폴드 사이의 세그먼트의 적어도 일부분을 상호 연결시키도록 작동되는 것인 제조 방법.
20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가닥들이 축방향으로 정렬된 섬유의 번들 또는 번들들을 포함하는 것인 제조 방법.
21. 제20항에 있어서, 가닥의 세그먼트 내의 축방향으로 정렬된 섬유의 상기 번들이, 축방향으로 정렬된 섬유의 번들을 세그먼트의 방향에 대해 수직 방향에서 볼 때, 가닥의 세그먼트의 방향으로부터 ± 45° 이하인 공칭 방향을 갖는 것인 제조 방법.
22. 제20항에 있어서, 가닥의 세그먼트 내의 축방향으로 정렬된 섬유가, 축방향으로 정렬된 섬유의 번들을 가닥의 세그먼트를 포함하는 프린팅된 층에 의해 규정된 평면에 대해 수직 방향으로 볼 때, 가닥의 세그먼트의 방향으로부터 ± 45° 이하인 공칭 방향을 갖는 것인 제조 방법.
23. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질 함유 물질이 변성 단백질을 포함하는 것인 제조 방법.
24. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직화된 단백질이 TVP를 포함하는 것인 제조 방법.
25. 제17항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질 함유 물질 중 조직화된 단백질의 양이 단백질 함유 물질의 총 중량의 적어도 10%w/w인 제조 방법.
26. 제17항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디지털 프린터의 작동이 층의 단일 가닥의 폴드 사이의 세그먼트가 이의 종축을 따라 실질적으로 평행한 방향으로 배열되도록 수평 층 내에 상기 단백질 함유 물질의 단일 세장형 가닥을 분배하는 것을 포함하는 것인 제조 방법.
27. 제17항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디지털 프린터의 작동이 복수의 축방향으로 정렬된 인접한 가닥들을 분배하는 것을 포함하는 것인 제조 방법.
28. 제17항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 분배된 가닥들 또는 분배된 가닥들의 세그먼트를 상호 연결하도록 조작하는 단계를 포함하는 제조 방법.
29. 제17항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 후속 층을 위에 적용하기 전에 분배된 가닥들의 각 층을 휴지시키게 하는 단계를 포함하는 제조 방법.
30. 제17항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질 함유 가닥의 복수의 층을 분배하는 단계를 포함하는 제조 방법.
31. 제17항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분배는 추진 공동형 펌프(PCP)를 포함하는 프린터 헤드를 통한 것인 제조 방법.
32. 제17항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분배는 피스톤을 포함하는 프린터 헤드를 통한 것인 제조 방법.
33. 제32항에 있어서, 상기 단백질 함유 가닥들의 복수의 층을 압축하는 단계를 포함하는 제조 방법.
34. 제33항에 있어서, 상기 압축이 분배된 층 상에 음압을 가하는 것을 포함하는 것인 제조 방법.
35. 제17항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분배가 단백질 함유 물질 내에서의 섬유의 형상 및/또는 크기의 변화를 유발하는 것인 제조 방법.

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