TWI405542B - 自結締組織分離肌肉蛋白質之系統與方法 - Google Patents

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Description

自結締組織分離肌肉蛋白質之系統與方法
本發明係關於肌肉蛋白質之處理程序。
由於肌肉蛋白質具有功能性與營養性,因此業界希望拓展肌肉蛋白質在食物方面的應用。這對於低價值未經加工的原料特別重要,因為這些原料一般很少,或完全不當做人類食物使用,例如脂肪大洋魚(fatty pelagic fish)以及在魚、家禽肉與肉類的處理程序中所得的去骨肌肉組織。然而這些原料具有使用上的限制,因為在處理這些蛋白質時會有蛋白質功能損失,及/或處理不易的問題。例如許多現行的自結締組織分離肌肉蛋白質的處理程序中,會先溶解肌肉蛋白質之後再將肌肉蛋白質自結締組織分離。但被溶解的蛋白質可能具有不良的特性,例如,易起泡,當暴露於空氣中或震動(如離心),及/或當在液體中易產生反應或變質。
本發明是基於發現肌肉蛋白質強度比結締組織弱,所以可自動物組織被分離。目前也已發現(1)肌肉組織於水中水化比結締組織更快;與(2)當肌肉組織水化,其抗張強度(tensile strength)會下降。自結締組織分離肌肉組織是基於水化動物組織(包括肌肉與結締組織),其會減弱肌肉組織,然後使動物組織遭受張應力(tensile stress)的低剪力環境,其強度足以從結締組織與動物組織把肌肉撕開,但也不會撕到結締組織。在此方式中,肌肉組織從結締組織被撕下來,然後減低其顆粒大小,直到其可以從結締組織分離,其中分離的方式例如,利用篩網。肌肉組織的減弱,可以藉由提高或降低漿狀物的pH相對於自然肌肉組織之pH值之上或之下來加快以及增加。
本發明提供一種將肌肉組織從結締組織分離的方法。漿狀物是把動物組織置於水性溶劑中而產生,此動物組織至少包括肌肉組織及結締組織。然後此漿狀物於低剪力環境下加速,例如在一個可使漿狀物遭受到很小切應力的環境,但賦予足夠的加速來提供一個程度的張應力,此張應力低於可使大部分的結締組織被撕裂的程度,但不小於大部分肌肉組織可被撕裂的程度。如此一來,可使肌肉組織自結締組織分離。
在上述中,加速可以是於一個低剪力環境下持續加速。
此外,在產生漿狀物之後,但在加速之前,漿狀物可保持相對地未攪動一段時間,例如至少5分鐘,足夠讓肌肉組織部分水化。在產生漿狀物之後,但在加速之前可減少動物組織的脂肪含量,例如調整漿狀物的pH值到約肌肉組織的等電點(例約5.5)、降低漿狀物的溫度到約-1℃,及/或把空氣打入漿狀物中。水性溶劑可以是水。水性溶劑的pH值可以是在約5.0與9.5之間。
低剪力加速可藉由把漿狀物灌入一管柱而產生。其中管柱包括一個壓縮處。漿狀物可以是儲存於槽內,而管柱使漿狀物循環於槽外,穿過壓縮處,再回到槽內,而壓縮處有,例如縮小的管柱內徑(亦即,內徑變窄)、擋板、活塞(例如球狀活塞)。
將漿狀物加速的步驟可以重複許多次,例如2、3、4、5、6次或更多次。
蛋白質可藉由將漿狀物導入一精鍊機而分離,精鍊機包括一篩網,其可讓大部分的蛋白質通過篩網,且避免大部分的結締組織經過篩網。篩網由具有孔隙的網目所組成,網目大小為,例如不超過5公厘、在約0.25公厘與約3.0公厘之間、在約0.5公厘與約1.5公厘之間或是在約0.25公厘與約0.5公厘之間。精鍊機內可設置一攪拌棒,其旋轉於圓桶狀篩網內旋轉速度為,例如不超過約1000RPM,例如750RPM、500RPM、250RPM、100RPM或60RPM。
動物組織可以包括魚、有殼的水生動物、烏賊、家禽肉、牛肉、羊肉或豬肉組織。
在產生漿狀物之前,可以從動物組織移除骨頭形成去骨組織,動物組織包括肌肉組織及結締組織。產生漿狀物的步驟可以包括放置去骨動物組織於水性溶劑中至少30分鐘。
低剪力高加速環境可被控制以提供一個程度的張力壓,使該結締組織的大部分片段不會被撕裂,且使該肌肉組織的大部分片段會撕裂。剪力也可被控制以避免所有肌肉蛋白質實質上變質。
本發明更提供一種處理蛋白質的方法。肌肉蛋白質先從動物組織中被分離,隨後蛋白質被溶解。且至少50%的被分離蛋白質保持未溶解於分離的過程中。
在上述中,實質上所有肌肉蛋白質於分離步驟中可保持未溶解。被分離肌肉蛋白質可被溶解,藉由提高包括水性溶劑與蛋白質之漿狀物之pH值,使至少75%被分離的肌肉蛋白質被溶解,例如pH值至少約為10.5。被分離肌肉蛋白質可被溶解,藉由降低包括水性溶劑與蛋白質之漿狀物之pH值,使至少75%被分離的蛋白質被溶解,例如pH值在約2.5與約3.5之間。
本發明更提供一種液體組成物,其至少包含水以及不可溶蛋白質,其中至少50%的不溶蛋白質為肌原纖維(myofibrillar filament)型,且該液體實質上不含結締組織。
在上述中蛋白質可包括肌凝蛋白。至少75%的肌凝蛋白可以是肌原纖維型。組成物可以包括少於約10重量%之結締組織,以漿狀物中蛋白質的含量為基準。組成物可以包括少於約4重量%之結締組織,以漿狀物中蛋白質的含量為基準。
本發明另提供一種自結締組織分離肌肉蛋白質之系統,包括一第一儲存槽;一第一管柱,連接第一儲存槽且具有一壓縮處;一幫浦,用以從儲存槽灌注液體穿過管柱;以及一分離裝置,連接第一儲存槽。
在上述中,系統也可包括一第二儲存槽、一第二管柱,連接第二儲存槽與分離裝置且具有一壓縮處,以及一第二幫浦,用以從第二儲存槽灌注液體穿過第二管柱。第一管柱可以連結在第一儲存槽的出口及在第一儲存槽的入口,而循環液體經由第一儲存槽的出口穿過第一管柱再穿過入口回到第一儲存槽。
幫浦應是低剪力幫浦,且其可以是正排量幫浦(positive displacement pump)、離心式幫浦(centrifugal pump)、噴射幫浦(jet pump)、蠕動式幫浦(peristaltic pump)、迴轉式幫浦(rotary pump)、薄膜式幫浦(diaphragm pump)、葉片式幫浦(vane pump)或往復式幫浦(reciprocating pump)。壓縮處可以包括縮小的管柱內徑。壓縮處可以是擋板或是活塞(例如球狀活塞)。分離系統可以包括一個精鍊機。精鍊機可包括具有孔隙的篩網,孔隙大小為,例如不大於約2公厘,例如不大於約0.25公厘。精鍊機可包括一攪拌棒,其旋轉於圓桶型篩網內。攪拌棒可使圓桶型篩網內原料從一第一端到一第二端。
本發明並提供一種增加肉類蛋白質含量的方法。首先,將包括肌肉組織的動物組織置於水性溶劑中以產生漿狀物。然後將此漿狀物加速於一個可使漿狀物遭受到很小切應力的環境,但賦予足夠的加速來提供一個程度的張應力,此張應力低於可使大部分的肌肉組織被撕裂,以及減少肌肉組織的顆粒大小。之後漿狀物與肉類結合。
在上述中,可藉由將該漿狀物注入該肌肉組織中,使漿狀物與肌肉組織結合。至少約50%的不溶蛋白質於該漿狀物中可以是肌原纖維型。可以在放置動物組織於水性溶劑中之前將其進一步磨碎。水性溶劑可以是實質上不含鹽類。
在新方法中,蛋白質,主要為肌肉蛋白質,於蛋白質溶解之前被從結締組織或其他組織分離;其排除了必須溶解蛋白質的分離步驟。此種分離肌肉蛋白質比現今的方法更有效率,其有較多的蛋白質產量及/或較低程度的結締組織或其他組織。比起常見的技術被分離的蛋白質遭受到較少的泡沫、剪力,及/或熱,產生較少的變質。大部分的蛋白質,例如肌凝蛋白,是在其一般的肌原纖維型,那是未變質的。新方法也可用來區分不同的肌肉形式,從彼此間分離,此處不同的肌肉形式包括抗張強度及/或於水中的水化速率的差別。
此處使用之“低剪力”環境是一個免於受剪力機制干擾的環境,例如葉片狀物或螺旋槳。低剪力環境可以在內部,例如容器或器皿,或是圓桶狀容器的內腔(例如此處敘述之管柱)。低剪力加速可藉由使用低剪力幫浦(例如任何位置之幫浦)加速上述之漿狀物產生。熟悉此技藝人士當可了解低剪力及高張應力的程度會隨原料的不同而改變,例如,處理牛肉組織的低剪力環境與處理魚肉組織的低剪力環境,有不同的剪力程度。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖示,作詳細說明如下:
一般方法
將包括肌肉組織的動物組織置於水性溶劑中,造成至少一些肌肉組織水化。對動物組施加一應力,例如於一個低剪力環境下。所使用的應力應足以從結締組織與肌肉撕開肌肉的張應力,但不至強到撕開結締組織。將肌肉組織從結締組織撕開並減少其顆粒大小,直到肌肉組織與結締組織之間的顆粒大小差別夠大,足以讓分離系統從結締組織將肌肉組織分離。上述之分離系統,例如是篩網。低剪力環境下之應力與自結締組織分離肌肉之方法,有很多不同的實施形式及系統,以下將詳細討論。
主要的關鍵是將肌肉組織選擇性地破裂成小顆粒,而讓結締組織儘可能保持原封不動。之後再藉由尺寸大小來分離。
為方便理解本發明之方法,可以比喻成將義大利麵自橡皮筋中分離,唯該比喻並非用以限定本發明。將義大利麵與橡皮筋之混合物置於水中,其中義大利麵水化。當此混合物被加速於低剪力環境下,產生張應力,義大利麵碎裂成愈來愈小的片段,而橡皮筋則大致維持原狀。在幾個這種加速循環之後,義大利麵變成很小的片段,例如小到肉眼不可見,然後混合物呈現糖漿似的物質(含有很小的義大利麵片段)與大致維持原狀的橡皮筋。之後混合物通過一具有孔隙之篩網,孔隙夠大能使義大利麵通過,但也夠小能阻擋橡皮筋。被分離的義大利麵顆粒可以隨後被溶解。
第1圖說明本發明一實施方法300,首先將動物組織310與水性溶劑311(例如水)於儲存槽314中混合,以形成漿狀物312。動物組織可以包括蛋白質(例如肌肉蛋白質)、結締組織與其他不想要的組織,例如小骨頭、軟骨或血液。任何水性溶劑,例如緩衝水(buffered water),可以當成水性溶劑。水性溶劑與動物組織在一些實施例中以至少0.1份水比1份動物組織的比例來混合(例如至少1份水比1份動物組織、至少1.5份水比1份動物組織、至少2份水比1份動物組織、至少5份水比1份動物組織、至少10份水比1份動物組織、至少25份水比1份動物組織、至少50份水比1份動物組織、至少100份水比1份動物組織)。一般而言,高含量的水造成組織水化較快,而低含量的水需要較少的脫水及產生較少損耗。比例在於1到5份水比1份動物組織之間,可提供一般能接受的水化速度與消耗程度。
水性溶劑的pH值一般選擇在約4.2與約9.5之間(例如約5.0與約8.5之間,例如約5.0與約7.5之間、約5.5與約7.0之間)來避免起泡,起泡可能發生在大量的蛋白質被溶解時。在某些實施例中漿狀物會自然的降到可接受的pH值範圍,不需要進一步調控pH值。漿狀物包括不溶蛋白質,例如肌肉蛋白質與不溶的物質,例如結締組織,於一些實施例中,另外也包含可溶物質,例如可溶蛋白質。
於某些實施例中步驟315的漿狀物312,可允許未受干擾一段時間,以使至少一些肌肉蛋白質水化(例如至少1、2、5、10、20、30、40、50、60、70、80或90分鐘)。於其他實施例中,漿狀物是立即被處理,亦即不被允許保持未受干擾。於某些實施例中漿狀物312可能被攪動以促進肌肉組織攝取水分。然而允許肌肉纖維攝取水時,需選擇水的溫度以避免蛋白質纖維的降解,溫度可以是,例如不低於0℃(例如10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、120℃或140℃)。當肌肉組織水化,肌肉組織的抗張強度下降導致其與結締組織的抗張強度差異變大。
於步驟316中,將漿狀物312施予一張應力其伴隨極小的剪力,例如藉由迅速加速漿狀物(例如藉由將漿狀物灌入一具有壓縮處之管柱、藉由攪拌漿狀物,例如用攪拌器例如軌道攪拌器,或藉由攪動漿狀物,例如機械性或超音波)。張應力被控制在低於一強度,此強度大部分的結締組織(超過80%)會變弱(如撕裂),但高於一個強度,此強度大部分的肌肉締組織(超過80%)會變弱(如撕裂)。低剪力高張應力環境的生成方式,例如藉由低剪力的幫浦[如轉移式幫浦(piston pump)]加速漿狀物穿過管柱(例如有平滑的內壁)。熟悉此技藝人士當可了解剪力及張應力的程度會隨原料的不同而改變,而依據使用的未加工原料來進行調整。
所提供張應力的量是否足夠能以視覺判定。首先肉眼觀察於儲存槽內之漿狀物,其包括肌肉之大而可見的片段與結締組織的小片段,例如腱。若組織遭受到足夠的張應力於一足夠長的時間,漿狀物的外貌會變成像水或糖漿的液體(包含縮小的肌肉蛋白質),其有著結締組織的小片段。因此觀察漿狀物於遭受張應力之後,但在自結締組織分離肌肉蛋白質之前,可被用來判定提供的張應力是否足夠。
此外,所提供張應力的量,可以纖維軌道彈性儀(fiber optical stretch meter)來測量,及/或藉由監視提供給未加工材料的某些量之能量或功。例如當活塞關起或壓縮處縮小導致消耗的能量或作功的量可藉由幫浦額外的電流強度(amperage)來測量。張應力的強度足夠與否跟肌肉種類有關,例如處理牛肉肌肉之張應力的量(藉由提供的能量或功來測量)比處理魚肉肌肉高4倍。提供應力的時間長度也影響張應力的強度,例如時間越長,需要越低的應力。熟悉此技藝人士自然可依照所需調整張應力,及/或所提供的能量。
當使用具有壓縮處的管柱,依據管柱內徑以及壓縮處之結構將決定流速及所得到的外力。一般而言,當使用減縮裝置時,液體在減縮處的速度V2 ,可由以下公式表示:V2 =(r1 2 /r2 2 )V1 其中r1 =管柱之內半徑,r2 =縮小裝置的較小端之內直徑,與V1 =於較大管柱之液體流速V2 =於較小管柱之液體流速
例如在一個每分鐘20加侖(“GPM”)的系統,以0.9ft/sec的起始速率穿過一3英吋內徑管柱(3-inch ID pipe)。當液體經過壓縮處,其由3英吋漸縮到1英吋內徑的漸縮管所構成,於2英吋的直線距離中,流體速度增加到8ft/sec,其中,液體平均花費0.09秒於漸縮管中,以20GPM之流速,流速方向之平均加速為80ft/sec2 。藉由改變壓縮處的寬度及/或長度,以及/或流速(flow rate),可控制加速。需要注意的是,由於壓縮處所造成的加速方向尚包括正流向以外之方向,因此上述計算之加速為平均總加速之一部分。固體顆粒所遭受的外力大小可藉由壓縮處的大小與形狀來改變,或是藉由增加或減少流速來改變。例如上述系統可以流速5GPM來產生,例如至少5ft/sec2 加速。或者,以50GPM產生504ft/sec2 的高加速。
於某些實施例中,加速上限跟漿狀物的溫度限制有關,例如肌肉蛋白質之變質溫度。在某些實施例中,使用多次循環可使加速沒有下限的限制,例如加速可低於5ft/sec2 。極端溫和的加速可用要來分離弱型的結締組織,例如膜。高程度的加速可用來分離粗糙的組織,例如牛肉。熟悉此技藝人士根據組織的形式以及張應力提供的總時間來調整加速程度。在依實施例中,所有加速可發生於壓縮處(reduction fitting)的區域。
於一些實施例中,可將冷藏裝置置於加速區域的下游,以移除任何生成的熱以以避免變質,及/或其他熱相所導致的問題。當然,與加速相關的應力為並非系統唯一所提供的應力。紊流對提供應力有貢獻,包括穿過導管所產生的紊流與壓縮處所增加的紊流,以及在管柱方向任何急彎或其他改變所產生的紊流。一般而言,系統中能量的大小可藉由幫浦馬達引起的電流強度改變來測量或估算,或藉由直接測量穿越壓縮處的應力差(pressure drop)與流速來計算。傳送到漿狀物每單位時間的功可保持不變,或可在每批操作時加以改變。一般加速速率或功可藉由監控電流強度及/或流率,及/或應力差,以及調整幫浦速度及/或壓縮處的橫斷面(cross-sectional)區域。此處敘述的系統是可變通的,所以其操作可藉由調整流率、限制大小及/或漿狀物在不同區段所花費的時間來控制。
在施加高張力與低剪力時,例如水性溶劑與漿狀物之加速,較弱的肌肉組織會被破壞成較小片段,而結締組織則傾向保持實質上完整。更進一步,肌肉組織會從結締組織破裂開來,達到兩個組成物分離。於管柱中灌入漿狀物穿過壓縮處(reduction fitting)的說明請參見第2A-2D圖。動物組織片段200由一片結締組織202與一片肌肉組織204所組成,將其灌入穿過具有一壓縮處210於其中之管柱208。當動物組織片段200接近壓縮處210於第2A圖,液體流速開始增加。流速的增加影響動物組織片段200的下游端205,先於其影響動物組織片段200之上游端206,其會拉著下游端205,以及拉長動物組織片段200於流速方向。
當流速夠大時,所產生的拉力產生一個裂痕212於肌肉組織,如第2B圖所示,然後終於把肌肉組織204分成兩個較小的片段204a與204b,如第2C圖。此加速力量也使肌肉組織片段204b與結締組織片段202間產生一個裂痕214,最後完全裂開,導致肌肉組織片段204b從結締組織片段202鬆開來,如第2D圖所示。因此,最初的動物組織片段200,其包括肌肉組織與結締組織,被破壞成兩個較小的肌肉片段(204a與204b),以及結締組織202的一個分離片段。每個較小的片段比起較大片段200,具有較高的表面對體積比,其可促進更進一步水化(藉由暴露新的表面於水中)。
回到第1圖,於步驟318,漿狀物312可另外被導入一個儲存槽。此儲存槽可以是上一步驟中相同的儲存槽314或者可以是一個不同的儲存槽。漿狀物可另外進一步水化,與藉由第二次穿過包括一壓縮處的管柱更進一步施予高張力低剪力。水化與加速步驟(例如步驟315、316與318)可視需要重複多次,以達到預期的結果。例如,水化與加速步驟可進行1次,或不少於2次(例如不小於3次、不小於4次、不小於5次、不小於6次、不小於7次、不小於8次、不小於9次、不小於10次、不小於15次、不小於20次)。在任何步驟中可加入額外的動物組織及/或水性溶劑,例如加入水以取代被肌肉組織佔去的水,特別是當水對動物組織的比例一開始是小的,例如0.5份水此一份動物組織。此外,水化的次數與溫度以及加速力的量可以從頭到尾保持一定,也可以每次循環都調整。例如,當肌肉組織的表面區域增加時,可縮短後來的水化步驟。
如以上之討論,當肌肉組織破裂成較小的片段時,表面區域對體積比會增加。增加表面區域讓肌肉組織更進一步水化(藉由暴露新的表面),更進一步減弱肌肉組織,以及讓肌肉組織破裂成越來越小的片段或顆粒。
之後將漿狀物312從儲存槽314灌入一分離系統,精鍊機320,把其中不溶物質(例如結締組織322從漿狀物中分離),留下被分離(即被脫離)的蛋白質漿狀物324,其有需要可進一步加以處理。將肌肉組織顆粒減小大小(於步驟315、316與318),直到肌肉組織呈現漿糊狀黏稠。精鍊機可以包括一個篩網(例如一圓筒狀篩網),其孔隙大小,例如,約0.25公厘至約2公厘。網目的大小需實質上排除所有的結締組織,而使肌肉組織顆粒的漿糊狀物容易地穿過小網目。熟悉此項技藝者可視需要選用適合的網目大小。
肌肉組織片段有比肌肉組織高的抗張強度,且與肌肉組織比,其以一個較低的速率水化與失去抗張強度,且其可保持足夠大小,因此不易通過於精鍊機內之小網目,相反的會被攪拌器推到精鍊機的末端,藉此從結締組織分離蛋白質(主要為肌肉蛋白質)。在一些實施例中,可調整水化的時間、加速的力量以及循環的次數以降低肌肉組織到極端小的尺寸,來藉此取代精鍊機為旋轉式機器或是切線篩網,其可自結締組織分離蛋白質(多數為肌肉蛋白質),而不需攪拌器。
線上連續系統
第3圖繪示一個自結締組織分離肌肉蛋白質之系統的實施例。系統10包括一系列的儲存槽12、14與16。管柱20與22分別自儲存槽12導向儲存槽14,以及自儲存槽14導向儲存槽16。管柱20與22分別具有幫浦30與32,為了灌入液體穿過管柱20與22。幫浦可以是例如正排量幫浦(例如往複式幫浦、迴旋式幫浦或薄膜式幫浦),其可位於系統的任何一處(例如線上於管柱內或是於儲存槽內),其中他們影響液體穿過管柱時使其有足夠的力量來達成自結締組織分離肌肉組織,或破壞肌肉組織到期望的顆粒大小。可使用常見的裂片式(lobe-type)或漸進空穴式(progressive cavity)食物幫浦,例如由Roots,G & H,and Mono(Mono Pump Ltd,Manchester,U.K.)製造。或者,可使用任何液體幫浦其能生成足夠液體流出物,包括例如離心式幫浦[徑流(radial flow)、軸流(axial flow)及混流(mixed flow)幫浦]、噴射式幫浦、蠕動式幫浦或葉片式幫浦。此外,本發明可使用任何幫浦或其他設備能加強應力(張力、剪力或一般)以便破壞肌肉組織而保留結締組織。一特別有用的幫浦是低剪力幫浦,例如活塞幫浦(piston pump)。應力不同度可分類成從可忽略到幫浦的極限,雖然於幫浦極限附近時,額外的剪力會帶來製造效率的損傷。在一些實施例中,幫浦的鐘狀抽吸(bell suction)可提供避免幫浦氣穴現象(cavitation)以及合成的剪力。
於某些實施例,可取代儲存槽為一圈管柱,其可保持漿狀物於一相對的未受干擾的狀態或當作一導管,漿狀物可被灌入穿過其中。壓縮處可被包括一圈管柱內,例如此處放置系統的空間是小的。
管柱20與22各有一直徑少於其餘管柱之壓縮處26,因此液體被灌入穿過管柱就遭受到加速。此加速導致管柱內含物遭受到張力以及剪力。張應力的量是被選擇低於一個程度其為大部分結締組織會變弱(例如撕裂),以及高於一個程度,其為大部分肌肉組織會變弱(例如撕裂)。被選擇的張應力對切應力比是高的。一般而言,應力的適當量,是動物組織於水性溶劑水化或存在時間以及特殊動物的肌肉組織之強度的函數。例如牛肉一般比魚肉“堅韌”,以及一般要求較高量的應力、較長水化時期及/或兩者以達到相似的結果。因此當空間是可得的,組織可藉由將其水化一段長時間,及提供較低量的應力來處理。相反地,當空間有限時,例如於一工業拖網漁船,水化時間可保持最低限度(例如約1鐘)或避開水化,與提供的應力可以較高以容納肌肉組織之較高的力,之後可能不同地達成較長之水化時間。
大體而言,藉由灌入儲存槽之內含物穿過管柱提供張力與剪力,其導致一液體的立即加速,例如一管柱包括一壓縮處於其中。可達成這種加速,例如藉由產生橫斷面區域,穿過橫斷面區域時時灌入的液體減少,導致液體流速增加。第4A與4B圖示範二擇一的壓縮處結構,其導致上述之流速增加,包括一活塞252(第4A圖)(例如一球狀活塞),以及一擋板254(第4B圖)。於某些實施例中,可於管柱中設置急彎,例如90或45度的接頭(fitting),或是一個或多個螺旋或盤繞,當液體穿過時同樣提供足夠的應力。實施例可包含一個或多個上述結構。在一些實施例中,灌入液體從儲存槽,到管柱所造成的加速,其足夠使肌肉組織自結締組織分離,不需額外的裝置。
在較佳實施例中可使用一正排量式幫浦與一球狀活塞壓縮處的結合。此種結合的一個優點為其考慮到所有應力之集中於張應力的形式(而不是切應力),其通常會優先導致肌肉變弱。另一個優點為其使操作者直接與分離控制以每單位分鐘傳送之能量以及流率。例如,將球狀活塞部分關起以抵抗由完全正排量幫浦生成的流動,只會影響(增加)能量傳送。另一方面,關掉球狀活塞以抵抗離心式幫浦,會降低流動以及可能在關閉的一些區域增加每單位時間全部能量傳送(其起因於流動與黏性的改變)。在一些關閉的區域,此種關閉抵抗離心式幫浦可降低動力消耗,以及必然降低傳送功的速率。
回到第3圖,末端管柱24,自儲存槽16引導至精鍊機40,其於下方更詳細敘述。在此實施例顯示,管柱24,具有為灌入液體穿過管柱24之幫浦34,及具有壓縮處26,雖然末端的管柱可任意缺少一個這種特點或兩個都缺少。一收集管路50,於精鍊機之下伸出,以收集蛋白質漿糊,其穿過位於精鍊機40之篩網42,當流出物收集盤56收集原料時,此原料為不能穿過篩網42,以及從精鍊機末端44排出。
分離設備
第5圖繪示分離設備,於其中分離設備為一精鍊機40,其包括一圓桶狀篩網42,其具有一導入端43與一末端44。一系列的攪拌棒46,由中心軸柄48放射狀朝向篩網42及其在圓桶型篩網42內旋轉。攪拌棒之延伸一般以縱方向沿著圓桶狀篩網42的內部。裝置精鍊機成為當動物組織漿狀物被導入導入端43時,蛋白質漿糊穿過篩網42的網目,而較大的結締組織片段無法通過網目。攪拌棒46具有一傾斜度,當攪拌棒於圓桶狀篩網42內旋轉,它們可移動不能通過篩網的原料,從圓桶狀篩網的導入端43至末端44,此處排出原料於流出物收集盤56上。精鍊機可具有1個、2個、3個、4個或多個攪拌棒。一般而言,攪拌棒的數目越多,需要操作已知漿狀物容量的RPM值越低,如以下敘述。
攪拌棒的旋轉於某些實施例中,迫使或協助蛋白質及/或肌肉顆粒穿過篩網42。攪拌棒所產生的力量取決於攪拌棒的旋轉速度、攪拌棒材質相對生硬程度、攪拌棒靠近篩網的位置。攪拌棒於某些特定的實施例中以速度不超過1000RPM旋轉(例如不超過約700RPM、500RPM、450RPM、400RPM、350RPM、300RPM、250RPM、200RPM、150RPM、125RPM、100RPM、90RPM、80RPM、70RPM或60RPM)。於某些實施例中,攪拌棒旋轉速度並沒有自然上限,例如攪拌棒旋轉速度可以大於約1000RPM。於攪拌棒與篩網間的缺口可能是不大於約50公厘(例如不大於約40公厘、30公厘、20公厘、10公厘、5公厘、2.5公厘、1公厘、0.5公厘或對常見的測量而言太小)。於某些實施例中,可能使用缺口大於50公厘(例如大於約60公厘、70公厘或80公厘)。於某些實施例中,在篩網與攪拌棒之間沒有足夠的距離,例如攪拌棒接觸著篩網。某些實施例的精鍊機為直型精鍊機。而某些實施例的精鍊機為錐型精鍊機。適宜的精鍊機包括,例如Brown International,of Covina,California(例the Brown model 202,402)或FKC Ltd.,of Port AngeleswaShington(例如the FKC models 350與450)所製造之精鍊機。這些機器有時也被稱為碎漿機(pulper)、磨光器(polisher),及/或修整機(finisher)。依照所需的空間可使用任何大小。一般而言,肌肉組織縮小到愈小的顆粒大小,為了特定的生產量需要愈小的精鍊機,以及相反地,肌肉組織的顆粒愈大,需要愈大的精鍊機以達到特定的生產量。
以至少部分原料的顆粒大小可穿過篩網,來決定篩網網目缺口大小。一般而言篩網網目上所選用的缺口大小需使大部分的蛋白質組成會通過篩網,而使大部分的結締組織保持於圓桶狀篩網內。於圓桶狀篩網內大部分的結締組織,會因攪拌器的動作被排出篩。在某些實施例中篩網是由孔隙不超過約2公厘的網目所組成(例如不大於約1.75公厘、不大於約1.5公厘、不大於約1.25公厘、不大於約1公厘、不大於約0.75公厘、不大於約0.5公厘、不大於約0.25公厘與不大於約0.05公厘)。於某些實施例中,會使用大於約2公厘的孔隙(例如孔隙大於約2.5公厘、孔隙大於約2.75公厘、孔隙大於約3公厘、孔隙大於約3.5公厘、孔隙大於約4公厘)。例如當處理魚肉時,於篩網網目上之孔隙典型的範圍為約0.25公厘到約1.5公厘)。
於某些實施例中,精鍊機可包括一圓桶狀之篩網,其可以自己旋轉,例如為製造一離心力來幫助蛋白質穿過篩網。於此種精鍊機之攪拌棒可以保持相對靜止,例如不被旋轉,或是它們可以自己旋轉,旋轉方向典型的與網目相反)。
在其他的實施例中,分離設備可以包括一平面或曲線篩網與一個或多個攪拌棒,其可橫掃篩網之表面,掃除結締組織,以及視需要而定協助迫使蛋白質(例如肌肉蛋白質),穿過網目。其他實施例中,分離設備可以包括一平面或曲線篩網(例如一平面或曲線篩網),與水平面設置一角度,其可從一邊移動至另一邊(例如震動或搖動),其利用重力導致蛋白質顆粒由下穿過網目。視需要而定,篩網的運動可以結合篩的角度以移動原料,使原料收集於篩網上到篩網的邊緣,或者於篩網外。
於另個實施例中,分離裝置可以是帶狀型(belt-type)分離器,例如一個BaaderT M 607有著鼓狀物附有小孔隙(現今最小標準為1.3公厘,然而若是訂做的話更小的孔隙技術上可行以及可得的)。分離裝置可裝配有一有管嘴之注入裝置,管嘴被製造成安裝於鼓狀物的外部,例如管嘴接觸由高分子量塑膠組成之元件,其接觸到鼓狀物。此元件具有一曲線邊其補足鼓狀物之曲線。管嘴連接分離裝置到儲存槽,及/或管柱,迅速地加速漿狀物。管嘴運送漿狀物穿過矩形孔,或一系列小齒孔橫越一區域,此區域寬度小於鼓狀物寬度。BaaderT M 607配備BaaderT M part number 9100001228是傳送漿狀物到鼓狀物中心的裝配的一個例子。將漿狀物傳送進入鼓狀物之中心優於傳送至鼓狀物之邊緣。
儲存槽、管柱、幫浦與分離裝置傑由適合處理食物之材料所組成,包括,例如不銹鋼(例如304型不銹鋼、316型不鏍鋼)、碳鋼(carbon steel)、鋁、玻璃,及/或塑膠。
復返槽(recirculating tank)系統
於某些實施例中,實行多重水化與加速步驟於相同儲存槽、管柱與幫浦中。第6A圖說明此種復返槽101,其包括一儲存槽100與一復返管柱102。復返管柱102連接在一入口104與出口106至儲存槽100。一壓縮處(restriction fitting)108是座落於復返管柱102,以及具有比其他於管柱102之管柱較小的內徑。幫浦110座落於復返管102內以灌入液體從儲存槽100穿過復返管,包括壓縮處108,然後回到復返儲存槽100。一排出管120從儲存槽100引導至精鍊機,此處無圖說。一排出幫浦122是作用於從儲存槽100灌入液體穿過排出管120。此實施例使重複水化與加速動物組織不需額外的儲存槽、管柱與幫浦,其讓建立此種系統的需要的基本投資減少,以及減少影響蛋白質分離需要的地面空間。
此外,如第6B圖所示,漿狀物可被加速於儲存槽100內,例如藉由能沈入水中的幫浦110,其持續迫使一部份漿狀物穿過管柱102內之壓縮處108,或例如藉由攪拌棒加速漿狀物。例如幫浦110可座落於儲存槽之底部,與可循環漿狀物,漿狀物進入幫浦110經由入口112,以及離開幫浦經由出口114進入管柱102,管柱102位於儲存槽100內,與具有一壓縮處108。管柱可直接排出漿狀物回到儲存槽。管柱可以,例如位於儲存槽中間或沿著儲存槽的邊緣。在此實施例中,漿狀物不離開儲存槽,(避免,例如漏出),以及一分離的管柱將為成的產品導入分離系統。
於此連續系統,一顆粒保存於儲存槽之平均一段時間(例如,於水化的一段時間),是儲存槽容積與幫浦流(pump flow)的函數。
被分離的蛋白質漿狀物
回到第1圖,由某些實施例之這種處理而來的被分離的蛋白質漿狀物,包含水可溶蛋白質與不可溶蛋白質。大量的不可溶蛋白質的是在肌原纖維型(例如於漿狀物中50%、60%、70%、75%、80%、90%或95%的不溶蛋白質是在肌原纖維型)。例如,大部分,在產物中所有的肌凝蛋白質可以是於肌原纖維型。(例如至少75%、80%、90%或95%的肌凝蛋白質)。被分離蛋白質的漿狀物於某些實施例中可包含一相對小量的結締組織。例如於某些實施例中,蛋白質漿狀物可包含少於10%重量之結締組織,相對於蛋白質含量於漿狀物中(例如少於10%、5%、4%、3%、2%或1%重量之結締組織,相對於蛋白質含量於漿狀物中)。
未溶解的蛋白質(例如不溶的蛋白質)的量,可用已知的技術測量。例如,藉由初步分離,例如藉由過濾或製粒(pelleting)(例如藉由離心)未溶解蛋白質,其來自被分離的漿狀物,接著藉由量化,例如藉由將未溶解的蛋白質秤重。一旦將不被溶解的蛋白質分離,就可測量出現的肌原纖維蛋白質。藉由標準技術可從不被溶解之蛋白質萃取出肉漿蛋白(sarcoplasmic protein)。藉由標準技術(例如再次懸浮於磷酸緩衝溶液、使其均勻以及離心),可從剩餘的部分萃取出肌原纖維蛋白質以及定量,例如秤重。在被分離的蛋白質漿狀物中可測量剩餘的可溶蛋白質,於移開未溶解的蛋白質後。例如於移開之後(例如蒸發水性溶劑)。可實行此定量,例如藉由將蛋白質秤重。
動物組織的來源
從其可是取得分離蛋白漿狀物的動物組織是可從任何動物食物來源獲得,例如魚、有殼的水生動物(例如蝦子、螃蟹、龍蝦、磷蝦、蛤蜊、肌肉、扇貝與淡水螯蝦)烏賊家禽肉、牛肉、羊肉或豬肉。在某些實施例中,動物組織的來源是零售此動物的其他部分後所剩,例如魚肉的一部份是於去骨切片後剩下,或宰殺雞後之雞骨頭。在一些例子,這種原料不被當作人類食物使用。於一些實施例中,動物組織可能已經經過一些處理,以及可能包括大量的結締組織,根據重量例如大於70%,例如大於80%,例如大於90%的結締組織。
於某些實施例中,動物組織來源遭遇前處理步驟適合其動物型態。例如,當處理魚肉時,一般會取出魚的內臟與去掉頭。可使用一外部帶狀/鼓狀的去股器或碎肉器(例如由BaaderT M 、Toyo或Bibun所製造)(例如具有大小約1.3公厘與約8公厘間的孔隙)於例如當結締組織的一大部分是被薄片所組成,例如皮膚與肌鞘(muscle sheath),例如於白魚中。視需要而定利用被去骨切片的魚,其具有不是魚片就是剩餘的魚部分為動物組織。
當食物來源為家禽肉、牛肉、羊肉或豬肉,一般屠宰動物時,會視需要移除皮膚,屍體被分成塊狀,視需要而定將塊狀區去骨(例如機械去骨、手工去骨,與包括磨碎及/或壓碎骨頭,以及自動物組織的剩餘部分分離骨頭,例如去骨切片),以及移除軟骨。在某些實施例中,去骨的塊狀區域藉由噴出高壓水柱,來從骨頭與軟骨分離出肌肉與結締組織。例如塊狀區域被放置於篩網中,與被移動經過一噴嘴的陣列,其噴灑出高壓水柱(例如至少250PSI、至少275PSI、至少300PSI、至少325PSI、至少350PSI、至少375PSI、至少400PSI)。此篩網具有准許軟組織(例如肌肉與結締組織)顆粒通過的網目大小,但夠大擋住實質上全部的骨頭。這種處理可避免放血,以及從骨頭與結締組織來的無用材料,此情形可能發生在壓碎過程,壓碎過程在許多現今分離技術中施行。在加入組織於儲存槽之前,那時可加入組合的組織於儲存槽中水化,視需要而定伴隨磨碎與切碎[例如使用一磨碎機、Beehive或Paoli分離器,或細切機(silent cutter),如Stephan細切機]。
前分離處理
視需要而定,可減少動物組織內的脂肪成分在水化之前,及/或更進一步處理。於處理前減少於儲存槽內的動物組織之脂肪是可能的,起因於相對於蛋白質脂肪的低密度,以及在蛋白質等電點(約5.5)附近時,蛋白質的低乳化能力。可減少脂肪,例如藉由冷凍懸浮物,例如使其接近結冰溫度,例如到約-1℃或更低,例如到約-28℃、降低懸浮物的pH值,例如使其接近蛋白質的等電點,例如到約pH5.5,及/或打入空氣穿過管柱的小齒孔或格子進入懸浮物(見,例如實施例5),以及移除脂肪。可執行脂肪移除於一連續及/或批次處理。
後分離處理
一旦蛋白質,例如肌肉蛋白質(例如肌原纖維蛋白質及/或肉漿蛋白),被從結締組織分離,蛋白質可如期望的被進一步處理。在此處敘述的分離過程中,實質上所有的肌肉蛋白質可保持未溶解,例如至少50%的肌肉蛋白質可保持未溶解。可測量未溶解蛋白質的量,例如藉由過濾或製粒(例如,藉由離心)未溶解蛋白質,其來自被分離的漿狀物,及可測量被分離的蛋白質漿狀物中剩餘的可溶蛋白質,於移開未溶解的蛋白質後。例如於移開之後,例如蒸發水性溶劑。分離之後,未溶解的蛋白質,例如肌肉蛋白質,例如可藉由將其與水混合而被溶解,以及可提高pH值以溶解蛋白質,如U.S.Patent No.6136959所述,或可以被溶解在低於約pH3.5,如U.S.Patent No.6005073、6288216與6451975所述。在其他事例中,當結締組織已從肌肉組織被分離時,可能不需過濾、製粒或離心蛋白質。蛋白質的溶解與凝結可實行於單一槽內,排除了轉移蛋白質的需要。被分離的蛋白質漿狀物不需遭遇一過濾步驟,雖然於某些實施例中可能期望額外的過濾。此結果是,蛋白質的更溫和處理,與更簡單操作之能力,以及排除泡沫產生。可使用此蛋白質來做成由魚蛋白質做成的魚漿。
在某些實施例中,將被分離的蛋白質去水。去水可藉由將原料進行穿過一個或多個篩網,接著用擰壓方式道出或擠出液體來被實現。去水也可藉由水的離心分離、噴乾、蒸發或冷凍乾燥來實現。
在某些實施例中,肌肉組織是自結締組織分離出,以及肌肉組織的顆粒被縮到一非常小的尺寸,因此可將其直接注入完整的肌肉食物(例如肉),例如加強肌肉食物的保水性(water-holding capacity)、肌理及/或滋味。於某些實施例中,肌肉組織與切碎的肌肉混合,以控制切碎的肌肉之保水性及/或肌理,例如肉凍。
在某些實施例中,其中被處理的動物組織包括不是本質令人討厭的無關物質(例如骨頭或軟骨),就是可接受的物質(例如低程度的結締組織),可將此結締組織磨到適宜的大小[例如一個尺寸,使結締組織夠小以避免掉任何問題(例如此處結締組織片段小到能被注入),及/或無有害地影響最後肉品產品的滋味及或肌理],以及進行通過水化/加速步驟,以更進一步減少組織顆粒大小。此產生的液體,其包括可溶蛋白質、不可溶蛋白質與視需要而定一些結締組織,此液體之後可與肌肉食物結合(例如完整的肌肉),例如視需要而定藉由注入肌肉食物,或藉由與肌肉組織於真空環境下一起翻滾。在某些實施例中,此種液體被加入肌肉中,以及不包含任何添加物的內含物。此液體可視需要而定包含添加物,例如鹽類、緩衝溶液、酸及/或鹼,其被加入以幫助蛋白質分佈及/或溶解。大部分的不可溶蛋白質可以是在肌原纖維型(例如大於約50%、60%、70%、75%、80%、90%或95%的於漿狀物中之蛋白質是在肌原纖維型)。例如,實質上所有於產物的肌凝蛋白可以是在肌原纖維型(例如至少75%、80%、90%或95%的肌凝蛋白)。可使用此步驟,例如增加肌肉食物的蛋白質成分。不受限於任何特別的理論,此種增加肌肉食物蛋白質含量的方法可使液體中肌肉蛋白質的黏度降低。可利用此步驟也於其他目的,增加肌肉食物的水含量及/或取代肌肉食物於冷凍或解凍所流失的水。例如,在冷凍步驟時,魚肉可以流失約10%到20%之間的水份含量,以及魚肉組織於那時可能無法保留住注入組織的水。此種蛋白質的存在可導致肌肉食物之水分保留。
實施例 實施例1
將去骨切片及有頭的魚磨成一大小約1/4英吋,之後以1份水比1份魚肉的比例與水混合,以及置於儲存槽中。魚肉組織於水中滯留5分鐘,在此期間肌肉組織至少部分被水化。產生的漿狀物以正排量式幫浦灌入穿過3英吋內徑管柱,以5ft/sec的速度。此管柱具有一3英吋長的壓縮處,其具有一英吋的內徑。當灌入漿狀物穿過管柱以及壓縮處時,將漿狀物加速,提供力量給漿狀物中的魚肉組織顆粒,以及從結締組織撕開水化變弱的肌肉組織。也撕開肌肉組織以減少肌肉顆粒的大小。此管柱引導漿狀物進入第二個儲存槽,其中將漿狀物額外培養5分鐘,讓肌肉組織進行額外水化。之後將漿狀物灌入穿過壓縮處,以及進入另一個儲存槽。這個過程重複經過10個循環以達成期待的顆粒大小,及/或顆粒大小分佈。
之後將漿狀物導入精鍊機中,其具有0.25公厘篩網孔隙。精鍊機的攪拌棒設定為以60RPM旋轉。蛋白質與水迅速地通過篩網,而結締組織沒有被縮小大小到一樣程度,無法穿過篩網。收集蛋白質與水以出產被分離的蛋白質漿狀物,其具有如白膠的黏稠。
實施例2
將一牛胸肉切成1英吋大小片狀,與穿過一1/4英吋圓盤大小肉類磨碎機磨碎。之後將其產生之磨碎的肉置於水中,以1肉2份水的比例形成漿狀物。攪動漿狀物於一Cuisinart食物處理機,其帶著一3英吋直徑的葉輪片,具有圓形的邊緣(以減少剪力),以約1750RPM每5分鐘1分鐘間距攪動,伴隨2分鐘水化於每次攪動之間。之後將漿狀物以一1.5公厘掃除式篩網(swept screen)分離,使用內部灑水協助。篩網抓住結締組織,而被分離的肌肉組織蛋白質,其懸浮於水中穿過篩網之孔隙。
實施例3
將去頭帶殼的中國白蝦與等份量的冰一起置於Stephan切碎機內3分鐘切碎。被切碎的蝦外加5份水以混合鉤(其具有許多環排列於攪拌器內)攪動,混合鉤(mixing hook)有一3英吋直徑,以30分鐘120RPM旋轉。之後分離產生的漿狀物於1.5公厘掃除式篩網,伴隨內部灑水協助。篩網會抓住殼及結締組織,而懸浮的肌肉組織穿過篩網孔隙。
實施例4
將去骨切片的綠鱈冷凍於32℉,以及切成1/2英吋的小方塊。樣本之後與水混合(比例敘述於下方)與切碎於一Stephan切碎機PCM12型具有雙葉片弧狀刀(two-bladed curved knife)附著,以高速4分鐘來減少去骨切片綠鱈之顆粒大小至漿狀物如糊糊的黏度。一第一批小塊狀綠鱈跟1/2份水混合形成漿狀物如所述。將漿狀物與8份去骨切片綠鱈一起翻滾於真空轉桶,到魚片被吸收或保持大多數的漿狀物。在翻滾後,放入混合物於一標準16.5魚肉固定架(fish block frame),其具有Beck liner,魚肉固定架為一鋁製c形骨架,用來形成魚條;Beck liner為一硬紙板裡襯(cardboard liner),設計成讓水可通過。將其冷凍於平板凍結機(Plate freezer)到0℉在應力約10PSI下。結合的魚塊比起其未與漿狀物結合具有較高量的蛋白質,能製造出增強的魚塊,以及能在解凍時保持它的形狀。
使用第二批來水化事先經冷凍的魚,其在冷凍過程中損失一些水分。此批與3份水混合,減少到糊狀注入事先經冷凍(以及足夠解凍)的太平洋鱈魚魚片至總醃泡內涵物重量之10%,之後取代一些於冷凍解凍過程流失的水分,以及增加魚片的蛋白質含量。將第三批處理於鹼化過程敘述於U.S.Patent No.61369,及結合物被調整至蛋白質含量5%,與注入太平洋鱈魚魚片內涵物重量之15%,藉由穿過1公厘內徑注射針之後增加魚片之水與蛋白質含量。
實施例5
100磅包含大部分非肌肉蛋白質以及明顯的脂肪含量潮鯛魚排(Tilapia fillet)切片,將其減小大小於一Baader 695帶狀碎肉機至每片5公厘。將這些與水(包括冰)至固體含量3%以及使用HCl讓pH值降至5.5。溫和地攪動此混合物於圓形儲存槽。打入空氣於儲存槽穿過具4,1/4齒孔的管柱,於應力15PSI下。因此分離大量的脂肪。脂肪上升至表面,之後移動到儲存槽中心,然後容易地藉由撇去表面浮物去除。
之後升高pH值至8.0,以及於50gpm直接灌入球狀活塞與100psi應力降(pressure drop)進入一具有0.5公厘孔隙的Brown204精鍊機。
將此產物處理於鹼化過程敘述於U.S.Patent No.6136959,及結合物被調整至蛋白質含量3.5%,與注入太平洋鱈魚魚片於內涵物重量之20%藉由使用一Fumako注射器。這些魚片減少烹煮損失比起磷酸鹽醃製,以及不會偵測到潮鯛脂肪的特有口味。
實施例6
雞胸肉穿過1/4英吋盤商用肉類磨碎機被磨碎,製造出300磅磨碎的雞胸肉。肉與水混合至固體含量為3%。以HCl調整pH值至5.3,脂肪比預期更容易去除,以及其凝固成黃色膠體,其可容易地從儲存槽被撇除。漿狀物被攪動通過球狀活塞壓縮處30分鐘。調整活塞以便增加幫浦傳動馬達(pump drive motor)之電流,以1.2安培@480伏特。
因為結締組織的大直徑,以及雞腱的傾向為把它們自己綁成更大直徑的“繩子”,使用於此過程之Brown精鍊機的攪拌棒被設定有相對大的15公厘間隔伴隨著篩網。為了補償大間隔精鍊機之RPM被提高到700RPM。此設定提供較優的減少產物結締組織量的方式,相對於使用在魚肉小間隔低RPM之方法。
其他實施例
已敘述了數個本發明之實施例。
不過必須瞭解的是還可以做各種各樣的修飾,在沒有離開本發明的精神與範圍下。例如,當揭露精鍊機為從結締組織分離蛋白質之功能時,可使用一篩網、普通的精鍊機、過濾器,或其他區分大小顆粒或強弱顆粒的裝置。
如另外的例子,當敘述幫浦為移動液體穿過管柱,可取代為藉由應力或重力影響,液體穿過管柱。例如加壓於液面上管柱中的空氣。
相對應地,其他實施例於下列申請專利範圍的範圍內。
300...方法
310...動物組織
311...水性溶劑
314...儲存槽
312...漿狀物
320...精鍊機
322...結締組織
202...結締組織片段
200...動物組織片段
204...肌肉組織
204a...肌肉組織片段
204b...肌肉組織片段
208...管柱
210...壓縮處
212...裂痕
214...裂痕
10...系統
20、22...管柱
24...(末端)管柱
26...壓縮處
30、32、34...幫浦
40...精鍊機
42...篩網
43...精鍊機導入端
44...精鍊機末端
46...攪拌棒
48...中心軸柄
50...收集管路
56...流出物收集盤
252...活塞
254...擋板
100...儲存槽
101...復返槽
102...復返管柱
104...入口
106...出口
110...幫浦
112...幫浦入口
114...幫浦出口
120...排出管
122...排出幫浦
324...被分離的蛋白質漿狀物
12、14、16...一系列的儲存槽
205...動物組織片段
200...的下游端
206...動物組織片段
200...之上游端
315、316、318...分離蛋白質的步驟
108...壓縮處(restriction fitting)
第1圖顯示一方法實施例之流程圖第2A至2D圖顯示一方法實施例之示意圖。
第3圖顯示一系統實施例之示意圖。
第4A圖顯示一活塞實施例之示意圖。
第4B圖顯示一擋板實施例之示意圖。
第5圖顯示一精鍊機實施例之部分去除透視圖。
第6A圖顯示一系統實施例之部分上視圖。
第6B圖顯示一系統實施例之剖面圖。
300...方法
310...動物組織
311...水性溶劑
312...漿狀物
314...儲存槽
320...精鍊機
322...結締組織
324...被分離的蛋白質漿狀物
315、316、318...分離蛋白質的步驟

Claims (52)

  1. 一種自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,包括:(a)減少肌肉組織之尺寸,該肌肉組織包含肌肉蛋白質與結締組織兩者;(b)將該肌肉組織與一量之水性溶劑混合以產生一第一漿狀物;(c)將該第一漿狀物灌入穿過一第一管柱且之後穿過至少一壓縮處,因此導致該第一漿狀物以該第一漿狀物之流動的方向加速以使大部分的該結締組織不撕開而撕開大部分的該肌肉蛋白質;(d)使用一分離裝置來從該結締組織分離該肌肉蛋白質;(e)將被分離之肌肉蛋白質溶解於一第二漿狀物中,以使該被分離之肌肉蛋白質為足夠小的尺寸,其可與一完整之肌肉食物產品結合。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中步驟(b)更包括等待足夠一段時間讓肌肉組織水化。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該時間至少為1分鐘。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中步驟(a)更包括降低該肌肉組織的脂肪含量。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之自結締組織分離肌肉 蛋白質之方法,其中降低該肌肉組織之脂肪含量的步驟更包括降低該第一漿狀物的溫度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該第一漿狀物是儲存於一槽內,而該管柱使該第一漿狀物循環於槽外,穿過該至少一壓縮處再回到該槽內。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該至少一壓縮處具有縮小的管柱內徑。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該至少一壓縮處包括一擋板。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該至少一壓縮處包括一活塞。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該活塞為球狀活塞。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該方法更包括重複步驟(a)-(d)至少5次。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該方法更包括重複步驟(c)至少5次。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該水性溶劑的pH值在約5.0及約9.5之間。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌 肉蛋白質之方法,其中該分離裝置為一具有篩網之精鍊機,其允許大部分的肌肉蛋白質通過該篩網,且避免大量的結締組織經過該篩網。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該篩網係由孔隙不超過約5公厘之網目所組成。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該篩網係由孔隙約0.05公厘與約0.5公厘之間之網目所組成。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該篩網係由孔隙不小於約0.05公厘之網目所組成。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該精鍊機包括一攪拌棒,該攪拌棒在一圓桶型篩網中旋轉。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該攪拌棒之旋轉速度介於約60RPM與約1000RPM之間。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該肌肉組織包括魚、有殼的水生動物、烏賊、家禽肉、牛肉、羊肉或豬肉組織。
  21. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,包括於步驟(a)之前從包含該肌肉蛋白質及結締組織之該肌肉組織移除骨頭形成去骨肌肉組織。
  22. 如申請專利範圍第2項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該一段時間為至少30分鐘。
  23. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中至少50%的該被分離之肌肉蛋白質於步驟(a)-(d)中保持未溶解。
  24. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中實質上所有該被分離之肌肉蛋白質於步驟(a)-(d)中保持未溶解。
  25. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中步驟(e)包括提高包括一水性溶劑與預先被分離之肌肉蛋白質之該第二漿狀物的pH值達至少75%被分離之肌肉蛋白質會被溶解的點。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該第二漿狀物之pH值提高到至少約10.5。
  27. 如申請專利範圍第23項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該被分離之肌肉蛋白質的溶解,係藉由降低包括一水性溶劑與預先被分離之肌肉蛋白質之該第二漿狀物的pH值達至少75%被分離之蛋白質會被溶解的點。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該第二漿狀物的pH值被降低在約2.5與約3.5之間。
  29. 一種從結締組織分離肌肉蛋白質之系統,包括: 一第一儲存槽;一第一管柱,藉由液體連接該第一儲存槽且具有至少一壓縮處;一幫浦,用以從該第一儲存槽灌注液體穿過該第一管柱;以及一分離裝置,藉由液體連接該第一儲存槽。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之從結締組織分離肌肉蛋白質之系統,更包括一第二儲存槽、一第二管柱,藉由液體連接該第二儲存槽與該分離裝置且具有至少一壓縮處於其中,以及一第二幫浦,用以從該第二儲存槽灌注液體穿過該第二管柱。
  31. 如申請專利範圍第29項所述之從結締組織分離肌肉蛋白質之系統,其中該第一管柱連結在該第一儲存槽的出口與該第一儲存槽的入口,用以循環液體經由該第一儲存槽的出口穿過該第一管柱再穿過入口回到該第一儲存槽。
  32. 如申請專利範圍第29項所述之從結締組織分離肌肉蛋白質之系統,其中該第一管柱與幫浦位於該儲存槽內。
  33. 如申請專利範圍第29項所述之從結締組織分離肌肉蛋白質之系統,其中該幫浦係擇自下列所組成之,此群組包括:剪力幫浦(shear pump)、活塞幫浦(piston pump)、正排量幫浦(positive displacement pump)、離心式幫浦(centrifugal pump)、噴射幫浦(jet pump)、蠕動式幫浦(peristaltic pump)、迴轉式幫浦(rotary pump)、薄膜式 幫浦(diaphragm pump)、葉片式幫浦(vane pump)以及往復式幫浦(reciprocating pump)。
  34. 如申請專利範圍第29項所述之從結締組織分離肌肉蛋白質之系統,其中該至少一壓縮處具有縮小的管柱內徑。
  35. 如申請專利範圍第29項所述之從結締組織分離肌肉蛋白質之系統,其中該至少一壓縮處包括一擋板。
  36. 如申請專利範圍第29項所述之從結締組織分離肌肉蛋白質之系統,其中該至少一壓縮處包括一活塞。
  37. 如申請專利範圍第36項所述之從結締組織分離肌肉蛋白質之系統,其中該活塞為球狀活塞。
  38. 如申請專利範圍第29項所述之從結締組織分離肌肉蛋白質之系統,其中該分離裝置包括一精鍊機。
  39. 如申請專利範圍第38項所述之從結締組織分離肌肉蛋白質之系統,其中該精鍊機包括一篩網,其孔隙不大於約2公厘。
  40. 如申請專利範圍第39項所述之從結締組織分離肌肉蛋白質之系統,其中該篩網具有不小於約0.05公厘的孔隙。
  41. 如申請專利範圍第38項所述之從結締組織分離肌肉蛋白質之系統,其中該精鍊機包括一攪拌棒,其旋轉於一圓桶型篩網內。
  42. 如申請專利範圍第41項所述之從結締組織分離肌肉蛋白質之系統,其中該攪拌棒使圓桶型篩網內原料從一 第一端到一第二端。
  43. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中用以產生該第一漿狀物之該水性溶劑實質上不含鹽類。
  44. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中於步驟(b)中該水性溶劑對該肌肉組織比為0.1:1至100:1。
  45. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,於步驟(e)之後更包括將該被分離之肌肉蛋白質脫水的步驟。
  46. 如申請專利範圍第25項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該第二漿狀物更包括添加物,其係擇自由鹽類、緩衝溶液、酸與鹼所組成之群組。
  47. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該分離裝置為一旋轉式機器或一切線篩網。
  48. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中步驟(a)包括剪、磨或切。
  49. 如申請專利範圍第1項所述之自結締組織分離肌肉蛋白質之方法,其中該幫浦係擇自下列所組成之群組:剪力幫浦(shear pump)、活塞幫浦(piston pump)、正排量幫浦(positive displacement pump)、離心式幫浦(centrifugal pump)、噴射幫浦(jet pump)、蠕動式幫浦(peristaltic pump)、迴轉式幫浦(rotary pump)、薄膜式 幫浦(diaphragm pump)、葉片式幫浦(vane pump)以及往復式幫浦(reciprocating pump)。
  50. 一種將一被分離之肌肉蛋白質與一完整肌肉食物產品結合的方法,該方法包括:(a)減少肌肉組織之尺寸,該肌肉組織包含肌肉蛋白質與結締組織兩者;(b)將該肌肉組織與一水性溶劑混合以產生一第一漿狀物;(c)將該第一漿狀物灌入穿過一第一管柱且之後穿過至少一壓縮處,因此導致該第一漿狀物以該第一漿狀物之流動的方向加速以使大部分的該結締組織不撕開而撕開大部分的該肌肉蛋白質;(d)使用一分離裝置來將該肌肉蛋白質從該結締組織分離;(e)溶解該被分離之肌肉蛋白質,其係藉由提升包括一水性溶劑與被分離之肌肉蛋白質的一第二漿狀物的pH值達至少75%之該被分離之肌肉蛋白質溶解的點;以及(f)將該經溶解、被分離之肌肉蛋白質與一完整之肌肉食物產品結合。
  51. 如申請專利範圍第50項所述之將一被分離之肌肉蛋白質與一完整肌肉食物產品結合的方法,其中該被分離之肌肉蛋白質之組成包括小於以重量計約4%之結締組織,相對於在該第二漿狀物中之肌肉蛋白質的量。
  52. 如申請專利範圍第50項所述之將一被分離之肌肉 蛋白質與一完整肌肉食物產品結合的方法,其中結合該肌肉蛋白質與該完整肌肉食物產品的步驟包括翻滾或注入。
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