CN113710098A - 仿肉制品和仿肉制品挤出装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种仿肉制品，该仿肉制品可包含彼此平行取向的连接的剪切纤维的宏观结构和定位在该剪切纤维之间的间隙。该宏观结构可不包含肉并且可包含植物蛋白质。挤出系统可包括挤出机和模具。该挤出系统可生产仿肉制品。仿肉制品可包含植物蛋白质。该挤出机可连接到该模具。该挤出系统可被构造成将包含植物蛋白质的材料从该挤出机引导到该模具并穿过延伸穿过该模具的流体路径。该模具可被构造成将脂肪或脂肪仿制品注入该材料中，使得当该脂肪或该脂肪仿制品以及该材料离开该模具时，该脂肪或该脂肪仿制品嵌入包含该植物蛋白质的该材料中但在视觉上不同于包含该植物蛋白质的该材料。

Description

仿肉制品和仿肉制品挤出装置和方法

技术领域

本公开整体涉及含有植物蛋白质的仿肉制品、制备此类仿制品的方法、仿肉制品挤出装置以及使用此类装置的方法。更具体地，本公开进一步涉及具有纤维宏观结构和宏观结构中的空隙的仿肉制品，其中脂肪被注入空隙中。

背景技术

制造具有肉的外观和质地的食物产品(“仿肉制品”)的现有方法主要在挤出过程中使用小麦谷蛋白或大豆蛋白分离物。然而，这些蛋白质实现纤维或层状结构的方式尚不清楚，因此难以对具有特定结构的新产品进行配方修改或开发。

例如，用其它蛋白质源诸如植物蛋白质替代动物蛋白，致使产品具有不令人满意的结构和质地。因此，重构纤维肉片的形状、质地和结构受到限制。具有对应于牛肉的结构和质地的仿肉制品，例如大理石花纹肉、羊肉或猪肉或任何其它参照肉，更难以制造。

这些困难主要是由于与仿肉制品的制备相关联的加热和冷却过程期间蛋白质聚集的不受控制。熔融蛋白质的冷却可导致与非仿制品类似的流变学和生物化学行为，并且因此可导致相同类型的结构。然而，一些差异可存在于口感的紧致度和/或弹性上，但在视觉结构上具有最小差异。

除了风味之外，紧致度/弹性和视觉特性两者的控制对于复制实现良好适口性和/或人类消费者接受度的仿肉制品是必要的。当前的方法和配方不能产生超过现有仿肉制品的结构和质地差异。

蛋白质是饮食的关键组分。它是人体中氮的主要来源。膳食蛋白质应提供身体生长、维持和修复所必需的必需氨基酸。具有标准体力活动的健康成人的推荐每日蛋白质摄入量为0.83g蛋白质/kg体重/天。除了饮食中蛋白质的量之外；蛋白质的质量是重要的，因为20个氨基酸中有9个是必需的并且不能由人体产生。因此，重要的是，当饮食中包含膳食蛋白质源时，考虑膳食蛋白质源的组成以确保氨基酸分布是完整的。

就蛋白质质量而言，动物蛋白质源诸如肉、蛋或奶是完整来源，因为它们含有适量的9种必需氨基酸。一些植物蛋白质源诸如大豆、卡诺拉或马铃薯也是这种情况。然而，一些其他植物蛋白质缺少必需氨基酸，诸如谷物(例如玉米、小麦、水稻)的赖氨酸和豆类(例如豌豆、小扁豆、鹰嘴豆)的半胱氨酸/甲硫氨酸。因此，缺乏必需氨基酸的植物蛋白质应在饮食中组合以满足人体的代谢需求。

为了确保蛋白质的可持续供应，基于植物的仿肉制品提供了一种有趣的替代品。然而，目前的产品缺乏红肉的味道和质地，尤其是红肉诸如大理石花纹状牛排。此外，向消费者提供的产品种类很少，并且消费者可能会认为这些产品太过加工。

发明内容

考虑到红肉的结构和质地，一个显著的特征是肌肉组织的复杂的层次和多尺度结构，其由肌动蛋白和肌球蛋白的蛋白质原纤维嵌入基于胶原蛋白的结缔组织中来构成。蛋白质原纤维的一个关键结构特性是它们的长度可达到几厘米，并且是造成肉耐嚼的原因。

除了肌肉蛋白质结构外，红肉在蛋白质基质内或蛋白质基质外均含有脂肪组织。这种复杂的架构可能会影响肉的外观以及肉的质地和多汁性。

此外，与蛋白质原纤维和脂肪内含物一起，红肉含有球状蛋白质，诸如分布在网络结构中所含血清中的血红蛋白以及分散在基质中的几种维生素和矿物质。

设计仿肉制品以满足消费者的需求，可能有益的是整合红肉(诸如大理石花纹状肉)的所有结构、质地和营养方面。例如，大理石花纹状肉可包含肌肉组织的复杂的层次和多尺度结构、蛋白质基质内脂肪组织的内含物以及分布在网络结构中所含血清内的球状蛋白质。

因此，申请人出乎意料地开发出一种仿肉制品，其可在视觉上实现仿大理石花纹(定义为瘦牛肉内的脂肪的相互缠结或分散)，达到“USDA Prime”的牛肉质量等级。如果牛胴体在第12肋骨和第13肋骨之间有棱纹，具有大量且高度分布的仿大理石花纹，则切断面处的牛肋眼肌可获得USDA Prime等级(定义为丰富或适度丰富的仿大理石花纹，而具有低USDA等级的牛肉可能仅具有痕量、轻微的仿大理石花纹或没有仿大理石花纹)。

此外，就这一点而言，本公开提供了仿肉制品和仿肉制品挤出装置和方法的现有技术中的优点和问题的解决方案。例如，仿肉制品可包含在宏观结构中包含空隙的纤维宏观结构，其中空隙被注入有脂肪和/或脂肪仿制品。仿肉制品挤出装置和使用此类装置的方法可实现纤维宏观结构并将脂肪注入纤维宏观结构的空隙中。在一个优选的实施方案中，仿肉制品包含平行的纤维宏观结构，其中仿肉制品纤维包括基本上彼此平行的纤维。

在一个实施方案中，模具可具有这样一种构型(例如，“衣架模具”构型)，该构型可接收基于植物的、含蛋白质的生面团以便在高温下进行高水分挤出，在挤出后，该含蛋白质生面团可形成具有似肉质地和外观的薄板仿肉制品。

在一个实施方案中，可在挤出过程期间和/或之后将天然着色剂和风味剂组分注入到生面团中。在一个实施方案中，使用一种或多种天然着色剂(诸如来自番茄的番茄红素或来自甜菜根的甜菜碱和/或它们的混合物)来模拟仿肉制品的天然肉色。例如，仿肉制品采用大理石花纹状牛排的形式，包括红棕色的类似牛排的形状(诸如肋眼肉或上腰肉)，并且含有视觉上不同于脂肪和/或脂肪仿制品区域的仿肉制品区域。在此类实施方案中，视觉上不同的区域包含彼此不同的配方(即，植物蛋白质或脂肪)。

在一个实施方案中，可如本文所公开的那样生产与冷切动物肉具有相同或基本上类似的感官特性并且具有改善的味道和口感的仿肉制品。在一个优选的实施方案中，仿肉制品不包含肉和/或动物蛋白质。

在一个实施方案中，用于形成仿肉制品的原材料成分可包括蛋白质、蛋白质颗粒(例如，纹理化植物蛋白质)和水。颗粒可为植物和矿物来源的不溶性颗粒。在一个实施方案中，颗粒可包括豌豆壳。

在一个实施方案中，一种制备仿肉制品的方法包括加热生面团，该方法包括使生面团经受挤出机，该挤出机以选自由以下项组成的组的至少一个参数操作：约50rpm至约100rpm的速度；约15kg/h至约25kg/h的质量流量；和约140℃至约250℃的温度。可在选自由以下项组成的组的位置制备生面团：(i)混合器，可将生面团从该混合器泵送到挤出机中；和(ii)挤出机(例如，通过将粉末和液体单独地馈送到挤出机中)。

在一个实施方案中，该方法包括引导生面团(例如，挤出的生面团)穿过模具，该模具选自由衣架模具、鱼尾形模具及其组合组成的组。该方法可包括将模具的温度保持在约70℃至约95℃。在一个实施方案中，方法可包括根据模具出口处的仿肉制品中的温度和压力，将模具的温度保持在约低于水的约沸腾温度。

在一个实施方案中，当生面团在基本上垂直于流动方向的方向上(例如，在垂直于穿过模具的流动方向的方向的约+/-15度内)的侧向膨胀和/或收缩在模具中产生周期性流动不稳定性时，可在模具中组织纤维。由于流动不稳定性，周期性流动不稳定性可能导致压力振荡。当在生面团离开模具时保持压力振荡的特性时(当生面团可被称为仿肉制品时)，可在生面团和/或仿肉制品中产生剪切纤维和间隙结构。

本文所述的特征和优点并非都包括在内，具体地讲，根据附图和描述，许多附加的特征和优点对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。此外，应当指出的是，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和指导性目的而选择的，并且不限制本发明主题的范围。

附图说明

图1示出根据本公开的仿肉制品挤出系统的一个实施方案。

图2示出了描绘根据本公开的仿肉制品挤出方法的一个实施方案的图。

图3示出了根据本公开的沿模具的下部的仿肉制品的流程图的一个实施方案。

图4示出了根据本公开的纤维产生取向图的一个实施方案。

图5示出了根据本公开的具有剪切纤维的经加工的食品仿制品的一个实施方案。

图6示出了具有剪切纤维和间隙结构的仿肉制品的一个实施方案。

图7示出了具有剪切纤维和间隙结构的仿肉制品的一个实施方案的堆叠薄片。

图8示出了具有剪切纤维和间隙结构的仿肉制品的一个实施方案，其中已注入脂肪以填充剪切纤维之间的间隙。

图9示出了具有剪切纤维和间隙结构的仿肉制品的一个实施方案。

图10示出了具有紧凑的均质结构的仿肉制品。

图11示出大豆和小麦谷蛋白共混物的仿肉制品。

图12示出了豌豆和蚕豆共混物的仿肉制品。

图13示出了豌豆和大豆蛋白共混物的仿肉制品。

图14示出了豌豆和蚕豆仿肉制品片，其中纤维结构中包含脂肪仿制品。

具体实施方式

本文公开了产品、装置和方法的详细实施方案。然而，应当理解，本发明所公开的实施方案仅仅是装置和方法的示例，该装置和方法可以各种形式体现。因此，本文所公开的具体功能细节不应理解为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本公开的代表性示例的权利要求的基础。

如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括多个指代物，除非上下文明确地另外指明。例如，提及“成分”或“方法”包括提及多种此类成分或方法。在“X和/或Y”的上下文中采用的术语“和/或”应被解释为“X”或“Y”或“X和Y”。类似地，“X或Y中的至少一者”应被解释为“X”或“Y”或“X和Y两者”。

如本文所用，“约”、“大约”和“基本上”应理解为是指某一数值范围内的数字，例如该所提及数字的-10％至+10％的范围内，优选该所提及数字的-5％至+5％，更优选该所提及数字的-1％至+1％，最优选该所提及数字的-0.1％至+0.1％。本文中的所有数值范围都应理解为包括该范围内的所有整数或分数。另外，这些数值范围应理解为对涉及该范围内任何数字或数字子集的权利要求提供支持。例如，1至10的公开应理解为支持1至8、3至7、1至9、3.6至4.6、3.5至9.9等的范围。

本文中表示的所有百分比均以仿肉制品和/或对应肉糜的总重量的重量计，除非另有表述。提及pH时，其值对应于利用标准设备在25℃处测量的pH。

术语“食物”、“食物产品”和“食物组合物”意指旨在供动物(包括人类)摄食并且向动物提供至少一种营养物质的产品或组合物。术语“宠物食物”意指旨在供宠物食用的任何食物组合物。术语“宠物”意指可得益于或享用本公开所提供组合物的任何动物。例如，宠物可以是鸟类动物、牛科动物、犬科动物、马类动物、猫科动物、山羊类动物、狼类动物、鼠科动物、绵羊类动物或猪类动物，但宠物也可以是任何合适的动物。术语“伴侣动物”意指狗或猫。

“共混的”组合物仅具有至少两种组分，这些组分相对于彼此具有至少一种不同的特性，优选本公开的上下文中的至少水分含量和水活度。就这一点而言，将组合物描述为“共混的”并不意味着该共混的组合物已经受有时候称为“共混”的处理(即混合各组分以使得它们彼此不可区分)，并且优选在将仿肉制品与另一种可食用组合物(例如，肉汁或肉汤)混合以形成本文所公开的共混的组合物时避免这种处理。

“均质”结构是仿肉制品的一种结构，其沿着仿肉制品的任何方向或轴线均匀分布。例如，均质结构不具有纹理方向。相反地，仿肉制品的“非均质”结构沿着仿肉制品的至少一个方向或轴线是不均匀的。例如，非均质结构具有纹理方向。

“干燥”食物组合物具有少于10重量％的水分和/或小于0.64的水活度，优选两者兼有。“半湿”食物组合物具有11重量％至20重量％的水分和/或0.64至0.75的水活度，优选两者兼有。“湿”食物组合物具有超过20重量％的水分和/或高于0.75的水活度，优选两者兼有。

“仿肉制品”是外观、质地和物理结构类似于一个或多个天然肉片的肉糜产品。如本文所用，仿肉制品不包含肉；例如，不含肉类的仿肉制品可替代地使用植物蛋白质诸如谷蛋白来实现肉类的外观、质地和物理结构。

在本文档的上下文中，仿肉制品优选地为基于植物蛋白质的食物产品，其可通过模仿红肉的结构、质地和味道来替代红肉片。本文所公开的仿肉制品的特定的特征是存在宏观纤维状蛋白质基结构。除此之外或另选地，仿肉制品可含有注入宏观纤维状蛋白质基结构内的空隙中的脂肪和/或脂肪仿制品。脂肪和/或脂肪仿制品含量按仿肉制品的重量计可在0％至约100％的范围内。基于植物蛋白质(plant and/or vegetable protein)的含量按仿肉制品的重量计可在0％至100％的范围内。

优选的实施方案涉及含有植物蛋白质的仿肉制品、制备此类仿制品的方法、仿肉制品挤出装置以及使用此类装置的方法。更具体地，本公开涉及仿肉制品和仿肉制品挤出装置以及用于挤出具有纤维蛋白质-间隙宏观结构和/或蛋白质-脂肪宏观结构的仿肉制品的方法，其中将脂肪注入蛋白质-间隙宏观结构内的间隙中。

如本文所述的纤维状仿肉制品可进一步用作生产其他仿肉制品(诸如汉堡、肉碎、熏肉、冷切肉和香肠的基础。

例如，图5和图9示出了模具10的实施方案。模具10可包括管路连接件，该管路连接件将仿肉制品引导到模具10中进行加工。管路连接件可连接至仿肉制品生产系统的其他元件，以接收生的和/或预加工的仿肉制品以在模具10中进行加工和/或进一步加工。

模具10可由金属(即，铝、不锈钢)、塑料(即，聚对苯二甲酸乙二醇酯、高密度聚乙烯)、有机材料(即，木材、竹子)、复合材料(即，陶瓷基质复合材料)、其他材料及其组合制成。模具10可通过挤出、机加工、铸造、3D打印及其组合来制造。模具10可涂覆有材料。例如，模具10可涂覆有材料以防止细菌和/或颗粒积聚在模具10上。

如本文所述，模具10可由组装在一起以形成模具10的各种部件或元件构成。在一个实施方案中，模具10是单件，例如，已3-D打印的单件和/或已由单个基材块进行计算机数控(“CNC”)机加工的单件。

在一个优选的实施方案中，仿肉制品可从管路连接件进入模具10，并从模具10中挤出。然后，挤出的仿肉制品可穿过间隙20离开模具10，如图5所示。

当仿肉制品通过模具10并被挤出时，可对仿肉制品施加压力，以使仿肉制品通过模具10，从而对模具10施加压力。在一些实施方案中，模具10可能需要承受约40psi至约200psi，并且优选地约60psi至约100psi的压力。在一个实施方案中，模具10可由使用紧固件保持在一起和/或附连的多个部件构成。紧固件可以是螺钉、按扣、螺栓、夹具、联锁件和/或其他紧固部件。

图1示出了用于加工仿肉制品的仿肉制品挤出系统30的实施方案。在一个实施方案中，仿肉制品由生面团31形成。仿肉制品挤出系统30可首先在生面团制备区域32处预加工生面团31。例如，生面团31可包含多种成分，并且该多种成分在进一步加工之前可能需要混合。混合可用手进行和/或可通过机械混合器(例如，搅拌机)进行。

然后，可将生面团31置于仿肉制品挤出系统30的泵33中。例如，泵可为活塞泵。生面团31可用手置于泵33中和/或可自动从生面团制备区域32运输到泵33。泵33可穿过管路39传输生面团31。管路39可连接到挤出机34。例如，管路39可连接到双螺杆挤出机。在仿肉制品挤出系统30的一个实施方案中，不包括管路39，并且泵33直接连接到挤出机34。

挤出机34(例如，双螺杆挤出机)可向生面团31施加压力，以将生面团31从挤出机34的具有泵33的一侧移动到挤出机34的相对侧。除此之外或另选地，挤出机34可向生面团31施加热量。除此之外或另选地，挤出机34可被构造成具有注入口(未示出)以在生面团31移动穿过挤出机34时将水和/或另一种材料注入到生面团31中。

挤出机34(例如，双螺杆挤出机)可连接到模具10。如图1所示，模具10可任选地包括入口歧管36、冷却模具37和/或一个或多个冷却装置35。在其他实施方案中，模具10中可不包括一个或多个冷却装置35和入口歧管36。在其他实施方案中，冷却模具37可为短模具。短模具可以是这样的模具，其中模具的长度(定义为在使用模具时材料穿过模具的长度)小于模具的宽度(定义为材料离开模具时通过的模具出口的平面部分的最长尺寸)。例如，短模具可为约9英寸长和约15英寸宽。

入口歧管36可在升高的压力下从挤出机34接收生面团31。入口歧管36可例如通过将生面团31的料流从基本上圆形的横截面转变为基本上平面的横截面(即，其中宽度是高度的许多倍，例如其中宽度是高度的约20倍的横截面)来将生面团31取向成进入冷却模具37(例如，短的冷却模具)中。

入口歧管36可连接到冷却模具37(例如，短的冷却模具)，该冷却模具被构造成从入口歧管36接收生面团31。然后，生面团31可如挤出机34(例如，双螺杆挤出机)所推进的那样经过冷却模具37。冷却模具37可保持在恒定温度下。除此之外或另选地，当生面团31移动穿过冷却模具37时，冷却模具37可沿生面团31的路径保持在一定温度分布下。一般来讲，模具10，其任选地包括冷却模具37，可在标准大气压下保持在介于约40℃和约95℃之间的恒定温度下。更优选地，模具10可保持在约70℃和约95℃之间。例如，模具10可保持在约95℃或约85℃的恒定温度下。

冷却装置35可保持冷却模具37(例如，短的冷却模具)的温度。例如，冷却模具37可含有集成在冷却模具37内并连接到一个或多个冷却装置35的一个或多个冷却管路。一个或多个冷却装置35可包括流体储存器。冷却装置35可引导液体(例如，水、R134-a和/或另一种制冷剂)穿过冷却模具37的冷却管路以从冷却模具37除去热能。冷却模具37可包括温度传感器以感测冷却模具37的温度。一个或多个冷却装置35可响应于和/或基于从温度传感器所接收的反馈来调整流体流速和/或流体温度。在一个实施方案中，可沿着生面团31的流动路径定位有多个温度传感器。在挤出后，生面团31可被认为是仿肉制品。

仿肉制品挤出系统30可进一步包括切割工具38。切割工具38可将生面团31切割成预定大小和/或期望尺寸。例如，切割工具38可将生面团31切割成条状、基本上圆形形式、切片、牛排状和/或通常与人类和/或宠物食品相关联的任何其他形状，诸如大理石花纹状牛排。

图2示出了描述仿肉制品挤出方法40的实施方案的图示。为清楚起见，仿肉制品挤出方法40的各个步骤已在大体对应于仿肉制品挤出系统30的图示上如图2中的箭头所示。本文所包括的步骤已被分配数字标识符，但本文所公开的步骤不限于以由步骤编号分配的数字顺序执行。例如，步骤46可在步骤47之前、期间和/或之后发生。

在步骤41中，可将原材料引入仿肉制品挤出系统30。原材料可包含非肉物质。原材料可为生面团31、仿肉制品和/或两种或更多种材料的组合。合适的非肉蛋白质物质的非限制性示例包括小麦蛋白质(例如，全谷物小麦或小麦谷蛋白诸如活性小麦谷蛋白)、玉米蛋白质(例如，玉米粉或玉米麸质)、大豆蛋白质(例如，大豆粉、大豆浓缩物或大豆分离物)、卡诺拉蛋白质、稻米蛋白质(例如，米粉或米蛋白)、棉籽、花生粉、豆类蛋白质(例如，豌豆蛋白质、蚕豆蛋白质)、全蛋、卵清蛋白、乳蛋白质以及它们的混合物。

在一些实施方案中，原材料包含非肉蛋白质，诸如谷蛋白(例如，小麦谷蛋白)。在一些实施方案中，原材料包含非肉蛋白质，该非肉蛋白质不包含谷蛋白。

在一些实施方案中，原材料可含有基于大豆的成分、基于玉米的成分或另一种基于谷物的成分(例如，苋菜、大麦、荞麦、福尼奥米、小米、燕麦、稻米、小麦、裸麦、高粱、黑小麦或藜麦)。

在一些实施方案中，原材料可包含豌豆蛋白质和蚕豆蛋白质，或者可包含豌豆蛋白质、蚕豆蛋白质和稻米，或者可包含豌豆蛋白质、蚕豆蛋白质和谷蛋白。

原材料可任选地包含粉或蛋白分离物。如果使用粉，则原材料可包含蛋白质。因此，可使用既为植物性蛋白质又为粉的成分。合适的粉的非限制性示例为：淀粉，诸如谷物粉，包括稻米、小麦、玉米、大麦和高粱制成的粉；根用蔬菜粉，包括马铃薯、木薯、甘薯、竹芋、山药和芋头制成的粉；和其他粉，包括西米、香蕉、车前草和面包果粉。合适的粉的另一个非限制性示例为豆类粉，包括豆类诸如蚕豆、扁豆、绿豆、豌豆、鹰嘴豆和大豆制成的粉。如果使用蛋白分离物，则原材料可包括例如蚕豆、扁豆或绿豆制成的蛋白分离物。

在一些实施方案中，原材料可包含脂肪，诸如植物脂肪。脂肪可用于填充经加工的仿肉制品中的空隙。经加工的仿肉制品可被称为仿肉制品基质。可使用植物油，诸如玉米油、葵花油、红花油、菜籽油、大豆油、橄榄油和其他富含单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的油。在一些实施方案中，包括ω-3脂肪酸的来源，诸如鱼油、磷虾油、亚麻籽油、核桃油或藻油中的一种或多种。在一个实施方案中，用于填充仿肉制品基质中的空隙的原材料可为脂肪仿制品(例如，水性胶体、脂肪和蛋白质的凝胶化肉糜)、植物纤维、结缔组织仿制品(例如，与肉结缔组织具有类似结构的蛋白胶基质)。

在一些实施方案中，原材料和/或脂肪可包含基于海洋动物的成分，诸如虾、鱼和磷虾。在其他实施方案中，原材料和/或脂肪中可基本上或完全不存在基于海洋动物的成分。

除了蛋白质和粉之外，原材料还可包含其他组分，例如微量营养素、维生素、矿物质、氨基酸、防腐剂、着色剂和增味剂中的一种或多种。

合适的维生素的非限制性示例包括维生素A，维生素B、维生素C、维生素D、维生素E和维生素K中的任一种，包括前述物质的各种盐、酯或其他衍生物。合适的矿物质的非限制性示例包括钙、磷、钾、钠、铁、氯、硼、铜、锌、镁、锰、碘、硒等。

合适的防腐剂的非限制性示例包括山梨酸钾、山梨酸、对羟基苯甲酸甲酯钠、丙酸钙、丙酸及它们的组合。合适的着色剂的非限制性示例包括FD&C色素，诸如蓝色1号、蓝色2号、绿色3号、红色3号、红色40号、黄色5号、黄色6号等；天然色素，诸如烤麦芽粉、焦糖色素、胭脂树红、叶绿酸、胭脂虫红、甜菜苷、姜黄、藏红花、辣椒粉、番茄红素、接骨木汁、班兰、蝶豆花等；二氧化钛；以及技术人员已知的任何合适的食物着色剂。合适的增味剂的非限制性示例为酵母。

原材料可进一步包括颗粒。颗粒可包括来自非动物来源的不溶性颗粒，例如纹理化植物蛋白质或微粉化植物材料、壳(例如，豌豆壳)、坚果、纤维(例如，胡萝卜或小麦)、碳酸钙和/或产生应变软化的颗粒，该应变软化继而加剧了周期性不稳定性。合适的颗粒类型的非限制性示例为豌豆壳、胡萝卜纤维和碳酸钙。

在步骤42中，原料可由系统运输以用于进一步加工。在一个实施方案中，可相对于与仿肉制品挤出系统40相关联的任何挤出和/或切割过程远程执行原材料的混合过程。因此，步骤42的运输步骤可发生在本文所述的任何加工步骤之间和/或发生在本领域已知的任何其他加工步骤之间。原材料可穿过管发生移动。管可由金属和/或塑料制成。原材料穿过管的移动可通过泵(例如，螺杆泵)和/或重力来进行。

在步骤43中，可通过挤出机34(例如，双螺杆挤出机)向原材料施加压力，如图1所示。再次参见图2，步骤43可包括加热原材料。步骤43可进一步包括将原材料从挤出机34的入口移动穿过挤出机34的挤出长度并离开挤出机34进入模具10中。

压力施加的步骤43可进一步包括注入步骤44。注入步骤44可包括注入水、一种或多种颗粒和/或一种或多种液体成分。在一个实施方案中，注入步骤44包括注入脂肪和/或具有脂肪的外观和/或特性的材料。可在原材料沿着挤出机34移动时，进行水、一种或多种颗粒和/或一种或多种液体成分的注入。在步骤44中，可将水和/或液体注入挤出机34中。水、一种或多种颗粒和/或一种或多种液体成分可与通过挤出机34的原材料混合。

在步骤47中，可将原材料从挤出机34(例如，双螺杆挤出机)引导到模具(例如，模具10)中。当挤出机34迫使原材料穿过模具10时，原材料可形成为原材料板。在一个实施方案中，模具10包括用于将材料注入模具10的下游端上的原材料中的孔。在一个实施方案中，步骤45包括注入脂肪和/或脂肪仿制品。可注入脂肪和/或脂肪仿制品以填充仿肉制品的纤维宏观结构之间的间隙。可通过将模具10调整至期望构型来预先确定板的大小。

步骤47可任选地包括步骤45和46。步骤45可包括注入水、一种或多种颗粒和/或一种或多种液体成分。可在原材料移动穿过模具10时，进行水、一种或多种颗粒和/或一种或多种液体成分的注入。

步骤46可包括设定和/或保持模具10的温度。模具10可含有集成在模具10内并且连接到一个或多个冷却装置35的一个或多个冷却管路(例如，多个冷却管路)。一个或多个冷却装置35可引导液体穿过模具10的一个或多个冷却管路以从模具10除去热能。模具10可包括温度传感器以感测模具10的温度。一个或多个冷却装置35可响应于和/或基于从温度传感器所接收的反馈来调整流体流速和/或流体温度。在一个实施方案中，可通过改变挤出机34(例如，双螺杆挤出机)的操作速度来调整流速。在一个实施方案中，当原材料移动穿过模具10时，可沿着原材料的流动路径放置多个温度传感器。

可任选地在原材料已被引导穿过模具10以成为经加工的材料之后执行步骤48。步骤48可包括使用切割和/或模塑设备切割和/或模塑经加工的材料。例如，切割可包括冲压经加工的材料以将经加工的材料制成与午餐肉相关联的基本上圆形形式。又如，可将经加工的材料引导到模具中以向经加工的材料施加形状。例如，可将经加工的材料模塑成大理石花纹状牛排的形状。又如，可例如通过将经加工的材料引导到塑料容器中，然后密封塑料容器(其中具有经加工的材料)来包装经加工的材料。

图3示出了生面团31穿过模具10的流动方向101的一个实施方案。为了进行示意性的说明，示出了模具10的下部82。流动方向101示出了当生面团31从挤出机34(例如，双螺杆挤出机)移动到模拟入口100中、进入通道103中并跨过挤出平面104时，生面团31可如何在模具10中移动。模具10的下部82可进一步包括挤出部分入口102，该挤出部分入口设置在模拟入口100和通道103之间。当生面团31从模拟入口100移动到通道103时，挤出部分入口102可使得生面团31的流动路径的面积减小。挤出部分入口102可在生面团31进入通道103之前提供一致的直径流量限制。例如，定位在模拟入口100处的连接件可具有不同的大小，这取决于所使用的特定挤出机和/或挤出机与模具10之间的特定连接件。因此，可通过使用挤出部分入口102来实现更一致的产品。

当生面团31从挤出部分入口102进入通道103时，生面团31可沿着通道103延伸，如流动方向101箭头所示。虽然在图3中未示出，但在通道103的每个端部处，流动可能被模具10的侧部阻断。当生面团31被侧部阻断时，生面团31被迫(例如，通过来自挤出机34的压力)跨过挤出平面104并越过模唇105，如流动方向101箭头所示。在一个优选的实施方案中，生面团31在通道103中的流动路径的横截面积大于生面团31跨过挤出平面104的流动路径的横截面积。

可在生面团31移动穿过模具10时，将脂肪和/或脂肪仿制品注入生面团31中。虽然图3中未示出，但挤出平面104和/或模唇105可包括一个或多个注入口。注入口可被构造成将脂肪和/或脂肪仿制品注入生面团31中。另选地，可穿过紧接在模具出口之后的狭缝注入脂肪。可调节几何形状以增加纤维之间的空隙，从而优化板中的脂肪注入。

图4示出了纤维产生取向图的一个实施方案。一般来讲，当生面团31在流动方向171上沿模具10向下移动时，纤维产生取向可根据模具10的长度而改变。图4中模具的横截面上所示的线条指示当生面团31移动穿过图4中的模具时，可在生面团31中产生的纤维的总体取向和/或生面团31的速度分布。例如，在传统的长型模具中，纤维取向可如图172所示。与图172所示的模具相比，根据本文所公开的实施方案的模具10(例如短模具)可具有如图173所示的纤维的总体取向和/或速度分布。

重新参见图172，当生面团31从模具入口174移动到模具出口175时，纤维(如线条所示)和/或速度分布可类似于哈根-泊肃叶流动分布。因此，从模具入口174到模具出口175的距离越长，纤维就变得越平行于流动方向171。然而，在图173中，纤维保持垂直于从模具入口174到模具出口175的流动方向171。因此，根据本公开的模具10的优选实施方案(例如，短模具)和图173可实现使用生面团31的更理想且更可预测的制造过程。

当模具10的长度和生面团31的压力条件在模具10中产生周期性流动不稳定性时，可在模具10中产生纤维。周期性流动不稳定性可能导致周期性压力振荡。可能在特定的剪切速率和剪切应力下发生压力振荡。当发生压力振荡时，生面团31(其可包含蛋白质)可能没有时间松弛。例如，Agassant,J.-F.等人在polymer-process.com上公布的标题为“聚合物加工挤出不稳定性及其消除或最小化的方法(Polymer Processing ExtrusionInstabilities and Methods for their Elimination or Minimisation)”的文章综述了与聚合物加工中的不稳定性相关的发现。(Agassant，J.-F.等人，聚合物加工挤出不稳定性及其消除或最小化的方法(Polymer Processing Extrusion Instabilities and Methods for their Elimination or Minimisation)，国际聚合物加工(XXI)，2006-3，第239页)。

当模具10为短模具时，生面团31可能不会松弛，并因此可保持压力振荡的特性。当保持压力振荡的特性时，可产生剪切纤维和间隙结构。生面团31移动穿过模具10的速度和生面团31由于剪切应力而引起的解压缩可能会影响生面团31在其移动穿过模具10时的周期性不稳定性。

例如，随着生面团31的剪切速率的增加，生面团31的剪切应力一般也可能会增加。在相对低的剪切速率下，剪切应力相对低，并且生面团31穿过模具10的流动一般可为层流的。相比之下，在相对高的剪切速率下，剪切应力可相对高，并且生面团31穿过模具10的流动一般可能发生严重断裂或湍流。然而，在介于相对低的剪切速率和相对高的剪切速率之间的剪切速率下，可沿着生面团31的流动发生压力振荡。当发生压力振荡时，生面团31可沿着穿过模具10的流动方向膨胀以形成空隙。保留在空隙之间的生面团10可变成图4所示的纤维。然后，可将脂肪和/或脂肪仿制品注入空隙中和/或以其他方式引入空隙内，以基本上填充空隙。

在一个实施方案中，当生面团31低于临界温度时，生面团31可发生相分离。因此，在生面团31通过模具10时，生面团的温度可能会降低。此外，生面团31的温度降低可使生面团31固化和/或可设定生面团31的结构。如果生面团31的结构在生面团31的相分离期间被设定，则生面团31可保持包含剪切纤维的类似纤维肉的外观。除了温度之外，生面团31的流动输出和粘度可改变生面团31中产生的纤维的特性。

图5示出了经加工的食品仿制品181从模具10离开的一个实施方案，该食品仿制品具有剪切纤维71和剪切纤维71之间的间隙72，即“剪切纤维和间隙结构”。如参考图4所述，生产仿肉制品时，保持基本上垂直于生面团31的流动方向171的剪切纤维71是期望的。如本文所用，基本上垂直可包括与垂直于流动方向的方向成约+/-15度的剪切纤维取向。在一些实施方案中，保持基本上垂直于流动方向171的剪切纤维71可由相对于流动方向成其他角度的较小纤维界定。然而，即使当考虑剪切纤维71中包含的较小纤维时，剪切纤维71相对于流动方向171的平均角度也可保持基本上垂直于流动方向171。

图6示出了具有剪切纤维和间隙结构的仿肉制品的一个实施方案。在图6中，已将经加工的食品仿制品181从模具10中取出。在经加工的食品仿制品181中示出剪切纤维71和剪切纤维之间的间隙72。图6示出了基本上非均质仿肉制品结构的一个实施方案。

图7示出了具有剪切纤维和间隙结构的仿肉制品的一个实施方案的堆叠薄片。在图7中，已将经加工的食品仿制品181从模具10中取出并堆叠。在经加工的食品仿制品181中示出剪切纤维71和剪切纤维之间的间隙72。在一些实施方案中，可将具有剪切纤维和间隙结构的仿肉制品的堆叠薄片浸入脂肪和/或脂肪仿制品中。在一些实施方案中，可将具有剪切纤维和间隙结构的仿肉制品浸入脂肪和/或脂肪仿制品中和/或喷洒有脂肪和/或脂肪仿制品。在任一种情况和/或这两种情况下，脂肪可填充仿肉制品中间隙结构的空隙，得到大理石花纹状仿肉制品。此类方法可与脂肪注入方法结合使用并作为脂肪注入方法的替代。

图8示出了具有剪切纤维和间隙结构的仿肉制品的一个实施方案，其中已注入脂肪131以填充剪切纤维之间的间隙。图8示出了基本上类似牛排的颜色和形状的一个实施方案。脂肪131可为高熔点脂肪和/或脂肪仿制品。当生面团31移动穿过模具10时，脂肪131可填充由生面团31的流动不稳定性产生的间隙72。与不包含脂肪131的经加工的食物仿制品181相比，在间隙72中包含脂肪131的经加工的食物仿制品181可改善消费者的口感。

例如，模具10可包括模具10中的脂肪注入部位，当生面团31移动穿过模具10时，脂肪注入部位将脂肪或脂肪仿制品注入生面团31中，以在经加工的食品仿制品181中产生由(1)脂肪和/或脂肪仿制品和(2)植物蛋白质(plant and/or vegetable protein)组成的视觉上不同的区域。在此类实施方案中，视觉上不同的区域是连接的，但基本上不混合。例如，基本上全部或完全全部的植物蛋白质(plant and/or vegetable protein)可限于仿制品的一个或多个视觉上不同的区域(例如，仿制品的主体和/或宏观结构)，和/或基本上全部或完全全部的注入脂肪可限于仿制品的一个或多个其他视觉上不同的区域(例如，在仿制品的主体中的一个或多个间隙内)。如图8所示，具有剪切纤维和间隙结构的仿肉制品(其中已注入脂肪131以填充间隙)可在仿肉制品中产生多个交替的视觉上不同的区域(即，脂肪、宏观结构、脂肪、宏观结构等)。除了脂肪和/或脂肪仿制品之外，脂肪注入部位可进一步注入猪油和/或牛脂风味剂，以优化消费者口中的肉风味释放。

图9示出了具有剪切纤维和间隙结构的仿肉制品的附加的或另选的实施方案。图9示出了经加工的食品仿制品181从模具10离开的实施方案，该食品仿制品具有剪切纤维71和介于剪切纤维71之间的间隙72。如参考4和图5所述，生产仿肉制品时，保持基本上垂直于生面团31的流动方向171的剪切纤维71是期望的。

图10示出了具有不期望的紧凑的、基本上均质的结构的仿肉制品。相比之下，仿肉制品的优选的实施方案包括具有类似纤维的外观的非均质结构。图10中的仿肉制品已在通过并非短冷却模具的冷却模具之后进行了切割。值得注意的是，在根据图10的仿肉制品的实施方案中不存在剪切纤维和间隙结构。

示例性实施方案

下文提供了生面团和生面团挤出装置以及工艺的若干非限制性示例性实施方案。

实施例1：

在该实施例中，使用直径为25mm的双螺杆挤出机来制备具有基于小麦谷蛋白的对准的纤维的结构化仿肉制品。通过混合表1中提供的成分，在混合器中以30rpm制备生面团。

表1

成分	体重(kg)
		活性小麦谷蛋白	8.5
沉淀碳酸钙	4.5
		水	12.5

将混合物混合三分钟以形成均匀的生面团。然后将该生面团以15kg/h泵送至挤出机的第一料筒。挤出机温度根据表2设定。

表2

将模具连接到挤出机的出口，并且将模具中的水循环设定在80℃以保持模具的温度低于95℃。将风味剂和着色成分注入到料筒10中，以调节挤出产品的颜色和风味，从而重现牛肉或鸡肉的感官特性。

在挤出物的流动和温度与模具平衡后，产生具有平均与模具出口处的生面团流动方向垂直对准的纤维的纹理化仿肉制品。

实施例2：

在该实施例中，使用直径为25mm的双螺杆挤出机来制备具有基于小麦谷蛋白的对准的纤维的结构化仿肉制品。通过混合表3中提供的成分，在混合器中以30rpm制备生面团。

表3

将混合物混合三分钟以形成均匀的生面团。然后将该生面团以15kg/h泵送至挤出机的第一料筒。挤出机温度根据表2设定。

将模具连接到挤出机的出口，并且将模具中的水循环设定在80℃以保持模具的温度低于95℃。将风味剂和着色成分注入到料筒10中，以调节挤出产品的颜色和风味，从而重现猪肉的感官特性。

在挤出物的流动和温度与模具平衡后，产生具有平均与模具出口处的生面团流动方向垂直对准的纤维的纹理化仿肉制品。

实施例3：

在该实施例中，使用直径为25mm的双螺杆挤出机来制备具有基于小麦谷蛋白的对准的纤维的结构化仿肉制品。通过在50巴和150巴的压力下匀化根据表4的混合物来制备乳液。

表4

成分	体重(kg)
		大豆蛋白分离物	0.204
卡诺拉油	0.54
		水	11.3

然后，通过混合表5中提供的成分，在混合器中以30rpm制备生面团。

表5

将混合物混合三分钟以形成均匀的生面团。然后将该生面团以15kg/h泵送至挤出机的第一料筒中。挤出机温度根据表2设定。

将模具连接到挤出机的出口，并且将模具中的水循环设定在80℃以保持模具的温度低于95℃。将风味剂和着色成分注入到料筒10中，以调节挤出的仿肉制品颜色和风味剂，从而重现香肠感官特性。完整的仿肉制品包含约2.5％的脂肪以模拟营养肉组合物。

实施例4：

在该实施例中，使用直径为25mm的双螺杆挤出机来制备结构化仿肉制品，该仿肉制品具有基于大豆和小麦谷蛋白(50:50)以及豌豆和蚕豆蛋白分离物(60:40)的对准纤维。如实施例3中所述制备乳液。然后，通过混合表6中提供的成分，在混合器中以30rpm制备生面团。

表6

将混合物混合三分钟以形成均匀的生面团。然后将生面团以15kg/h泵送到挤出机的第一料筒中。挤出机温度根据表2设定。

将模具连接到挤出机的出口，并且将模具中的水循环设定在80℃以保持模具的温度低于95℃。在2D短模具的出口处注射脂肪，沿着模具狭缝长度在狭缝中具有三个注射口。将风味剂和着色成分注入到料筒10中，以调节挤出的仿肉制品颜色和风味剂，从而重现香肠感官特性。完整的仿肉制品包含约2.5％的脂肪以模拟营养肉组合物。图11示出大豆和小麦谷蛋白共混物的仿肉制品。图12示出豌豆和蚕豆共混物的仿肉制品。图13示出了豌豆和大豆蛋白共混物的仿肉制品，图14示出了纤维结构中包含脂肪仿制品的豌豆和蚕豆仿肉制品片。

应当理解，对本文所述的实施例作出的各种变化和修改对于本领域的技术人员将是显而易见的。可在不脱离本发明主题的实质和范围且不减弱其预期优点的前提下作出这些变化和修改。因此，此类变化和修改旨在由所附权利要求书涵盖。此外，本发明的实施方案因此不限于上述方法或构造的精确细节，因为此类变型和修改旨在包括在本公开的范围内。此外，除非特别说明，否则术语“第一”、“第二”等的任何使用不表示任何顺序或重要性，而是术语“第一”、“第二”等仅用于将一个单元与另一个单元区分开。

Claims (19)

1.仿肉制品，所述仿肉制品包含：

基本上彼此平行取向的连接的剪切纤维的宏观结构；以及

间隙，所述间隙定位在所述剪切纤维之间，

其中所述宏观结构不包含肉，并且

其中所述宏观结构包含植物蛋白质。

2.根据权利要求1所述的仿肉制品，其中垂直间隙已被注入有脂肪和/或脂肪仿制品，使得所述仿肉制品包括多个交替的视觉上不同的区域，

所述视觉上不同的区域包括一个或多个包含所述脂肪的第一视觉上不同的区域和一个或多个包含所述植物蛋白质的第二视觉上不同的区域。

3.根据权利要求1至2所述的仿肉制品，其中所述垂直间隙已被浸入脂肪溶液中，使得所述仿肉制品包括多个交替的视觉上不同的区域，所述视觉上不同的区域包括一个或多个包含所述脂肪的第一视觉上不同的区域和一个或多个包含所述植物蛋白质的第二视觉上不同的区域。

4.根据权利要求1至3所述的仿肉制品，其中所述宏观结构包含纹理化植物蛋白质或微粉化植物物质，其中所述微粉化植物物质包含选自以下的至少一种物质：壳、纤维以及它们的混合物。

5.根据权利要求1至4所述的仿肉制品，其中所述仿肉制品成形为类似大理石花纹状肉。

6.根据权利要求1至5所述的仿肉制品，其中所述宏观结构为非均质结构。

7.根据权利要求1至6所述的仿肉制品，其中所述仿肉制品为湿水分组合物。

8.根据权利要求1至7所述的仿肉制品，其中所述仿肉制品含有谷蛋白。

9.用于仿肉制品的挤出系统，所述仿肉制品包含植物蛋白质，所述挤出系统包括：

挤出机；以及

短模具；

其中所述挤出机可连接到所述短模具并且被构造成将包含植物蛋白质的材料从所述挤出机引导到所述短模具并且穿过延伸穿过所述短模具的流体路径，

其中所述短模具被构造成将脂肪或脂肪仿制品注入所述材料中，使得当所述脂肪或所述脂肪仿制品以及所述材料离开所述短模具时，所述脂肪或所述脂肪仿制品嵌入包含所述植物蛋白质的所述材料中但在视觉上不同于包含所述植物蛋白质的所述材料。

10.挤出包含具有植物蛋白质的成分的仿肉制品的方法，所述方法包括：

用挤出机向所述仿肉制品施加压力；以及

使所述仿肉制品在流动方向上通过短模具，其中所述短模具是所述挤出机的一部分和/或连接到所述挤出机，以及

当所述仿肉制品通过所述短模具时，在所述仿肉制品中产生基本上垂直于所述仿肉制品的流动方向的剪切纤维。

11.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括当所述仿肉制品通过所述短模具时，将脂肪或脂肪仿制品注入所述仿肉制品中。

12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括注入所述脂肪或所述脂肪仿制品，使得所述脂肪或所述脂肪仿制品嵌入所述仿肉制品中但在视觉上不同于所述仿肉制品。

13.根据权利要求11至12所述的方法，所述方法还包括添加一种或多种植物来源的不溶性颗粒。

14.根据权利要求11至13所述的方法，所述方法还包括将豌豆壳添加到所述仿肉制品中。

15.根据权利要求11至14所述的方法，所述方法还包括根据所述短模具的出口处的所述仿肉制品中的温度和压力，将所述短模具保持在低于约水的沸腾温度的温度。

16.根据权利要求11至15所述的方法，所述方法还包括将所述仿肉制品切割为类似大理石花纹状牛排。

17.根据权利要求11至16所述的方法，其中所述仿肉制品含有豌豆蛋白质或蚕豆蛋白质。

18.根据权利要求11至17所述的方法，所述方法还包括当所述仿肉制品通过所述短模具时，在所述仿肉制品内产生周期性的流速增加或减少。

19.根据权利要求11至18所述的方法，所述方法还包括将所述仿肉制品从初始温度冷却，同时使所述仿肉制品通过所述短模具。

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