低粘度高胶凝强度的蛋白质－淀粉组合物以及含有该组合物的肉糜及其制备方法

专利名称：低粘度高胶凝强度的蛋白质－淀粉组合物以及含有该组合物的肉糜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种低粘度、高胶凝强度的蛋白质-淀粉组合物，含有该组合物的肉糜，以及制备该蛋白质-淀粉组合物和肉糜的方法。本发明特别是涉及含有蛋白质原料和淀粉的复合物的蛋白质-淀粉组合物和含有该组合物的肉糜，其中淀粉基本上是天然非糊化的形态。
蛋白质原料被广泛用来增补肉产品，因为与蛋白质原料相比，全世界的肉较匮乏且贵得多，而蛋白质原料则相当丰富。例如，如大豆分离物和大豆浓缩物等大豆蛋白质原料常用作模拟肉或肉的增补剂。蛋白质原料可以在多种形式的肉产品中使用，例如，蛋白质原料可以与碎肉混合形成汉堡包、肉馅面包或其它肉馅应用中的肉饼，或者蛋白质原料可以与肉混合，填充到肠衣中形成法兰克福香肠、香肠或类似的产品。蛋白质原料可以与植物组份混合以减少从蛋白质原料制备肉糜的费用，并提供类肉特征得到改进的肉糜。例如，小麦粉可以与如大豆分离蛋白等植物蛋白质原料共同干燥形成用作宠物食品肉糜的补充肉组份的组合物，在巴氏杀菌下该组合物为肉糜提供胶凝强度。
源于植物原料的碳水化合物常与蛋白质原料一起使用，为蛋白质原料和含有此蛋白质原料的肉糜提供良好的特性。特别有用的与蛋白质原料组合的碳水化合物是淀粉，因为淀粉很丰富，而且能改善用增补蛋白质原料所形成的肉糜的质地(texture)和口味。
含有掺合了淀粉的蛋白质原料的肉糜其湿度和脂肪吸收特性已经得到了改善，些特性影响到该肉糜煮后的口味和柔软性。在研究中将大豆蛋白的水分保持量与冷混的大豆蛋白和淀粉所形成的填料的水分保持量相比，发现该填料具有较高的水分保持量，因此，它被确定为形成肉糜的优选原料(I.Rogov & V.Dianova，肉和肉制品吸湿性研究，Myasnaya Industriya SSSR,No.12,pp.29-31(1978))。
干混或冷混的蛋白和淀粉混合物，在为肉糜提供良好的温度和脂肪吸收特性的同时，它们使该肉糜的胶凝强度和乳化稳定性较差，即使是在该肉糜煮过以后也如此。如果肉糜的胶凝强度和乳化稳定性良好，那么该肉糜就具有有稳定蛋白和水分含量的稳固的类肉质地。
具有改良胶凝强度和乳化稳定性均淀粉-蛋白质复合物披露在Hermansson的U.S.专利No.4,159,982中。淀粉-蛋白质复合物是通过在大于淀粉糊化温度的温度下加热淀粉和酪蛋白的水分散液而形成的。酪蛋白与糊化的淀粉颗粒形成复合物。该复合物的胶凝强度值大于酪蛋白本身的胶凝强度值而且该蛋白质的乳化稳定性得到提高。
淀粉在蛋白质存在下糊化形成蛋白质-淀粉复合物，与蛋白质和淀粉的干混物相比，在该蛋白质的胶凝强度和乳化稳定性得到改善的同时，该复合物的粘度也大大提高；与含有蛋白质和淀粉的干或冷混混合物的肉糜相比，含有该复合物的肉糜原料的粘度也大大提高。从商业角度上看，将该高粘度的蛋白质-淀粉复合物加工为肉糜，以及将所得的高粘度的肉糜原料再加工都是困难和昂贵的，因为高粘度的原料是不容易流动的。
因此，人们需要的是，形成低粘度蛋白质-淀粉组合物以及含有该组合物的肉糜的方法，所述的组合物和肉糜在煮后具有高胶凝强度和高乳化稳定性。
本发明是一种在水中具有低粘度并能够在煮后形成稳固凝胶的蛋白质-淀粉组合物。该蛋白质-淀粉组合物含有蛋白质原料和淀粉原料。但是该蛋白质原料和淀粉原料是复合的，淀粉原料基本上是非糊化的形态。
在本发明的一个实施方案中，至少该蛋白质-淀粉组合物的一些淀粉原料是被部分包裹在蛋白质原料中的。
另一方面，本发明是一种肉糜，它含有混合在一起的蛋白质-淀粉组合物和肉原料。该蛋白质-淀粉组合物是由蛋白质原料和淀粉原料形成的，其中蛋白质原料和淀粉原料复合，淀粉原料是基本上非糊化的形态。
本发明的另一方面是形成在煮后具有高胶凝强度和乳化稳定性的低粘度蛋白质-淀粉组合物的方法。形成蛋白质原料的水浆料。在一定温度和时间下处理该蛋白质原料浆液以有效地使蛋白质原料变性。然后，在低于淀粉原料糊化温度的浆液温度下，将非糊化的淀粉原料添加到该变性蛋白质原料的浆液中。该变性蛋白质原料和淀粉原料的浆液在足以基本上偶合蛋白质原料和淀粉原料但不足以基本上糊化淀粉原料的条件下喷雾干燥，形成蛋白质-淀粉组合物。
在另一方面，本发明是形成煮后具有高胶凝强度和乳化稳定性的低粘度肉糜的方法。所提供的蛋白质-淀粉组合物含有与蛋白质原料偶合的淀粉原料，该淀粉原料基本是天然非糊化的形态。该蛋白质-淀粉组合物形成一种水浆液，该浆液与肉原料混合形成肉糜。
本发明的蛋白质-淀粉组合物的粘度低。很适合用于大批量工业生产肉糜，而且在该组合物蒸煮后，具有比得上糊化的淀粉-蛋白质复合物的胶凝强度和乳化稳定性。在本发明的蛋白质-淀粉组合物或含有该组合物的肉糜蒸煮前，该蛋白质-淀粉组合物的淀粉基本以其天然、非糊化的形态与蛋白质偶合。与糊化的淀粉-蛋白质复合物相比，该蛋白质-淀粉组合物的粘度大为降低，这是因为糊化淀粉的粘度比非糊化淀粉的粘度大。在蒸煮蛋白质-淀粉组合物或含有该蛋白质-淀粉组合物的肉糜时，随着淀粉在蒸煮温度下糊化，紧密缔合的蛋白质和淀粉进一步复合，所以其胶凝强度和乳化稳定性比干或冷混的蛋白质和淀粉混合物要高。


图1是本发明的蛋白质-淀粉组合物的照片，它描述了非糊化淀粉原料被包裹在蛋白质原料中。
本发明所使用的术语“糊化淀粉”是指经一定温度、压力或机械剪切以足以破坏天然淀粉结构的处理而变成水合的和比其天然状态膨胀的淀粉。在水中，糊化淀粉比天然的非糊化淀粉粘，因为膨胀的糊化淀粉颗粒摩擦相互作用，还因为一些膨胀的淀粉颗粒破裂释放出直链淀粉，其中的氢容易结合形成凝胶。本发明所使用的术语“非糊化淀粉”是指没有糊化的天然形态的淀粉。
当该蛋白质原料和肉原料共同混合于水混合物中，用于形成蛋白质-淀粉组合物的本发明方法的蛋白质原料应当能够与肉原料如碎肉形成乳化液。因此，在中性pH条件下，蛋白质原料不应当过分溶解于水。该蛋白质原料中优选的蛋白质的平均缔合分子量大于30,000道尔顿，较优选大于100,000道尔顿，最优选在约100,000和360,000道尔顿之间，目的是保证在中性pH值下该蛋白质原料不过分溶解于水。
用于本发明的形成蛋白质-淀粉组合物的蛋白质原料可以是动物蛋白质原料或植物蛋白质原料。在本发明的一个实施方案中，酪蛋白可用作蛋白质原料。酪蛋白是使来自脱脂乳的凝乳凝结制备的。酪蛋白的凝结是通过酸凝结、天然变酸或凝乳酶凝结。为使酪蛋白酸凝结，在牛奶中添加合适的酸，优选是盐酸，使牛奶的pH值降低至约为酪蛋白的等电点，优选至pH值为约4至约5，最优选至pH值为约4.6至约4.8。为进行天然变酸凝结，将牛奶置于桶中发酵，产生乳酸。该牛奶在足够的时间下发酵，以使得所形成的乳酸凝结牛奶中大部分酪蛋白。用凝乳酶进行酪蛋白的凝结，是将足够的凝乳酶添加到牛奶中，沉淀该牛奶中大部分的酪蛋白。酸凝结、天然变酸和凝乳酶沉淀的酪蛋白都是能够从众多的制造商或供应商那里商购到的。
优选的蛋白质原料是植物蛋白质原料，因为植物蛋白质原料便宜、充足，并且适合形成蛋白质-淀粉组合物。大豆分离蛋白、大豆浓缩物或大豆粉是用于本发明形成蛋白质-淀粉组合物的优选的植物蛋白质原料，尽管该蛋白质-淀粉组合物也可以由其它植物蛋白质来源如豌豆、小麦和油菜籽形成。
本发明所使用的术语“大豆粉”是粉碎形式的脱脂大豆原料，优选含有小于1％的油，并由颗粒形成，颗粒大小能通过100目筛(美国标准)。该大豆原料可以是大豆饼、碎片、薄片、大豆粗粉或这些原料的混合物，这些原料用常规的大豆研磨方法被粉碎成豆粉。豆粉中含大豆蛋白质约40％至约60％。
本发明所使用的术语“大豆浓缩物”是含有约60％至约80％大豆蛋白的大豆蛋白质原料。该大豆浓缩物优选由商购的经溶剂萃取而去除了油的脱脂大豆片原料形成。该大豆浓缩物的制备方法是用pH值约为大豆蛋白等电点的含水溶剂洗涤该大豆片原料，优选该pH值为约4至约5，最优选pH值为约4.4至约4.6。该等电洗涤去除了豆片中的大量水溶性碳水化合物和其它水溶性成分，但是几乎不能去除蛋白质，所以，形成了在等电洗涤后进行过干燥的大豆浓缩物。
本发明所使用的术语“大豆分离蛋白”是含有约80％或更多蛋白质的大豆蛋白原料，优选含有约90％或更多的蛋白，最优选含有约95％或更多的蛋白。在本发明一个最优选的实施方案中，其方法中所使用的蛋白质原料是大豆分离蛋白，这是因为大豆分离蛋白的蛋白质含量高。
大豆分离蛋白优选由商购的经溶剂萃取去除油的脱脂大豆片原料形成。该大豆片原料用碱水溶液提取，一般是pH值为约6至约10的氢氧化钙或氢氧化钠溶液，从豆片的不溶性纤维和纤维素原料中分离后形成含有大豆片原料中的蛋白质和水溶成分的提取物。然后，再用酸处理，使该提取物的pH值降低至约为所述蛋白质的等电点从而沉淀该蛋白，优选至pH值为约4至约5，最优选至pH为约4.4至约4.6。然后，用常规的分离和干燥方法从所述的提取物中分离和干燥该蛋白质，形成大豆分离蛋白。
蛋白质原料可以是改性的蛋白质原料，该蛋白质原料用已知的方法改性，以使其适合作为用于肉糜的蛋白质原料。例如，一种优选的蛋白质原料是改性的大豆分离蛋白，其白度提高(记载于U.S.专利No.4,309,344，引作参考文献)。该白度提高的改性的大豆分离蛋白的制备方法是将沉淀的大豆分离蛋白的水溶液加热至约115°F至约145°F达约1至约300秒，该沉淀的大豆分离蛋白是溶液重量的约20％至约30％，随后，将该沉淀的蛋白质浓缩至固体含量约44％以上。
用于本发明方法的大豆分离蛋白和改性的大豆分离蛋白可以商购到。可以用于本发明的可商购的大豆分离蛋白包括改性大豆分离蛋白“Supro 500E”和“Supro515”，这两种蛋白均可从Protein Technologies nternational,Checkerboard Square,St.Louis,MiSsouri商购到。此后，形成本发明蛋白质一淀粉细合物的方法将以采用大豆分离蛋白进行描述，但是其它的蛋白质原料也可以用类似的方式使用。
由大豆分离蛋白原料形成水浆液。该水浆液优选含有约2％至约30％重量的大豆分离蛋白，最优选含有约15％至约20％重量的大豆分离蛋白。采用能混合该蛋白质浆液的任何常规搅拌、搅动或掺合手段，经过一段足以通过搅拌、搅动或掺合而混合该浆液的时间，该大豆分离蛋白充分混合在浆液中。优选该浆液在室温下混合约15分钟至约1小时，最优选混合约30分钟至约45分钟。
处理上述大豆蛋白质原料的浆液使蛋白质原料变性。该大豆蛋白原料被变性而展开，从而形成蛋白质-淀粉复合物，并强化蛋白质原料的形成凝胶和乳液的特性。该蛋白质原料可以经过热变性，即通过在一定温度下处理足够的时间以使大豆蛋白质原料变性。例如，该蛋白质原料的变性方法可以是浆液在约75℃至约160℃下处理约2秒至约2小时。
使大豆蛋白原料变性的优选的方法是在足以使蛋白原料基本变性的时间下，通过将加压的蒸汽注入浆液，在高于室温的温度下处理该蛋白质原料浆液，后文称作“喷射蒸煮”。喷射蒸煮蛋白质原料的浆液使蛋白质原料变性在现有技术中是已知和常规的方法。下面的描述是喷射蒸煮大豆蛋白质原料浆液的优选方法，但是，发明并不限于所描述的方法，还包括任何已知的喷射蒸煮蛋白质浆液的方法。
蛋白质原料浆液被引入喷射蒸煮器的进料罐，在其中，用一混合器搅拌该浆液使大豆蛋白质原料保持悬浮状。将该蛋白质原料浆液从进料罐输到一泵处，经泵使得浆液通过一管状反应器。随着浆液进入管状反应器，在压力下将蒸汽注入到大豆蛋白原料浆液，立即将浆液加热到所需的温度。通过调节注入蒸汽的压力来控制温度，优选的温度是约85℃至约155℃，最优选的温度是约150℃。在升高的温度下处理浆液的时间是约5秒至约15秒，在较低的温度下处理的时间较长；通过控制浆液流经该管状反应器的流速来控制处理的时间。优选的流速是约18.5磅/分钟，蒸煮时间约为9秒。
加热使该浆液中的蛋白质原料变性后，使该浆液冷却至低于与蛋白质原料混合的淀粉的糊化温度的温度。进行冷却可以是常规的方法，如将浆液置于室温下直到浆液冷却，冷藏该浆液，或将该浆液放置于冰浴中。
在一个优选的实施方案中，蛋白质原料浆液被喷射蒸煮后，从喷射蒸煮器的反应管中排放到真空室中使浆液闪冷。浆液的压力被迅速降低至真空室的压力，优选约25至约30mmHg。压力的降低使得浆液立即被冷却至约30℃至约60℃，当浆液在喷射蒸煮过程的处理温度是约150℃时，其被冷却至约55℃。
在大豆蛋白原料浆液被变性和冷却后，将淀粉原料与大豆原料浆液组合并混合。这里重要的是只有在蛋白质原料浆液的温度低于淀粉原料的糊化温度之后，才将淀粉原料添加到蛋白质原料浆液中，因为不能使淀粉原料达到将过早糊化淀粉的温度。优选在蛋白质原料浆液的温度为约25℃至约45℃时，将淀粉原料添加到蛋白质原料浆液中。
用于形成蛋白质-淀粉细合物的淀粉原料是天然存在的淀粉。该淀粉原料可以从各种植物如玉米、小麦、马铃薯、大米、竹芋和木薯中经已知、常规方法分离。用于形成蛋白质-淀粉组合物的淀粉原料包括下列可商购的淀粉玉米、小麦、马铃薯、大米、高直链淀粉玉米、蜡质玉米、竹芋和木薯淀粉。尽管各种淀粉的分子结构不同，但是总体上它们具有相似的官能特性，特别是与蛋白质原料共同喷雾干燥下与其的偶合能力，以及在暴露于足以发生糊化反应的温度、压力或剪切力下的糊化能力。
用于形成蛋白质-淀粉组合物的淀粉原料优选是玉米淀粉或小麦淀粉，最优选是马牙种玉米淀粉。优选的马牙种玉米淀粉可从A.E.Staley Mfg.,Co。以马牙种玉米淀粉Type IV,Pearl商购到。该淀粉原料优选不被改性。本发明所述的改性淀粉是天然淀粉经化学或其它处理形成的淀粉衍生物。改性淀粉经常被改变了特性，例如胶凝强度降低或糊化温度提高，这些对于本发明的蛋白质-淀粉组合物都是不希望的。虽然改性淀粉通常不是本发明优选使用的，但是只要这种改性不会对形成蛋白质-淀粉组合物及其粘度或对在含有该蛋白质-淀粉组合物的蒸煮肉糜的凝胶和乳化稳定性产生不利的影响，改性淀粉还是可以使用的。
选择添加到蛋白质原料浆液中的淀粉原料的量，使得蛋白质原料与淀粉原料的比例达到所需的值浆液中蛋白质原料与淀粉原料的比例是由浆液所形成的蛋白质-淀粉组合物的胶凝强度的一个因素。较高的淀粉含量能够增加蛋白质-淀粉组合物的胶凝强度。在一个优选的实施方案中，将淀粉添加到蛋白质原料浆液中，使蛋白质原料与淀粉原料在浆液中的比例以干重计为约45∶60至约80∶20，最优选是约50∶50至约70∶30。
淀粉原料可以以干物质形式添加到蛋白质原料浆中，也可以先形成淀粉原料的水浆，然后再添加到蛋白质原料浆中。优选形成淀粉原料的水浆。该淀粉浆优选含有约20％至约40％重量的淀粉原料，最优选含有约30％至约35％重量的淀粉原料。
如果由淀粉原料形成浆液，该淀粉原料浆液的温度必须保持低于淀粉原料的糊化温度，一般是约50℃至约70℃，目的是防止淀粉原料糊化。优选将淀粉原料添加到冷水中，将该浆液维持在室温下。
将该淀粉原料在淀粉原料浆液中用任何搅拌、搅动或掺合浆液的常规方法混合一段足以在该浆液中充分混合淀粉原料的时间。在浆液混合后应当进行连续的轻柔地搅拌，防止淀粉原料沉淀。必须在混合和搅拌时注意淀粉原料浆液，不能使淀粉原料受到过分剪切，以便不使其糊化。
在混合的蛋白质原料和淀粉原料浆液中还可以添加其它的原料，目的是赋予由浆液形成的蛋白质-淀粉组合物所需的特征。例如，可以添加树胶如瓜耳树胶或其它的化合物如磷酸三钠、三磷酸钠或酸式焦磷酸钠，目的是调节该蛋白质-淀粉组合物的流动性。
含有蛋白质原料和淀粉原料的浆液可以通过任何常规的搅拌、搅动或掺合含有大量悬浮固体的浆液的方法混合。蛋白质原料和淀粉原料优选在搅拌罐中混合。该浆液应当被充分混合，直到浆液成为均匀的蛋白质原料和淀粉原料的混合物。在该混合的浆液中可以添加水，目的是调整混合浆液中悬浮固体的量，使其达到在喷雾干燥工序中容易操作的含量。该混合浆液中悬浮固体的优选含量是约5％至约25％重量，较优选是约14％至约17％重量。
然后，将该淀粉原料和蛋白质原料的混合浆液喷雾干燥形成蛋白质-淀粉组合物。该浆液的喷雾干燥条件是使得蛋白质原料和淀粉原料偶合并形成复合物，其中淀粉原料基本保持其天然的非糊化的状态。如
图1所示，当蛋白质原料和淀粉原料一起喷雾干燥时，淀粉原料至少被部分包裹在蛋白质中。优选大部分的淀粉原料被包裹在蛋白质原料中，最优选的是基本全部的淀粉原料被包裹在蛋白质原料中。
应当调节喷雾干燥的条件，避免淀粉糊化，以便在复水时，所得的蛋白质-淀粉组合物的粘度低。优选喷雾干燥器是并流干燥器，其中经在压力下被通过雾化器注入该干燥器而雾化的进口热空气和蛋白质-淀粉浆液以并流的方式通过干燥器。通过在并流干燥器中喷雾干燥浆液所形成的蛋白质-淀粉细合物不经受热降解或淀粉的糊化，因为随着干燥，从淀粉和蛋白质原料蒸发水而使该原料得到冷却。
在一个优选的实施方案中，蛋白质和淀粉原料的浆液通过喷嘴雾化器被引入干燥器。虽然优选使用喷嘴雾化器，但是其它的喷雾干燥雾化器如旋转雾化器等也可以使用。在足够的压力下浆液被引入干燥器，使该浆液得到雾化。浆液被雾化的优选压力是约3000psig至约4000psig，最优选是约3500psig。
热空气通过热空气进口进入干燥器，进入干燥器的热空气与来自雾化器的被喷雾的雾化蛋白质-淀粉混合物并流流动。热空气的温度是约550°F至约600°F，优选的温度是约555°F至约570°F。
从喷雾干燥器收集蛋白质-淀粉组合物。可以使用常规的收集喷雾干燥原料的设备和方法来收集该蛋白质-淀粉组合物，包括旋风分离器、袋滤器、静电沉淀器和重力收集器。被收集的蛋白质-淀粉组合物能够用来形成含有该组合物和肉原料的肉糜。先形成该蛋白质-淀粉组合物和肉原料的水混合物，用常规的方法将该蛋白质-淀粉组合物和肉原料一起粉碎或切碎，使蛋白质和肉原料掺合形成肉糜。
肉原料可以是用于形成香肠、法兰克福香肠或其它将肉原料充填进肠衣中所形成的肉产品的肉，或者可以是猪肉、鸡肉或牛肉等肉，它们以碎肉形式应用于如汉堡包、肉馅面包和碎肉产品。特别有用的肉原料包括机械脱骨的鸡肉、牛肉和猪肉、猪肉屑、牛肉屑和猪背肉。
选择肉原料和蛋白质-淀粉组合物在浆液中的比例，使得肉糜具有肉样的特征。优选该蛋白质-淀粉组合物提供肉糜中全部蛋白质的约10％至约20％，最优选约10％至约15％，并且占包括水的肉糜重量的约2％至约7％。优选肉原料占肉糜重量的约40％至约60％，水占肉糜重量的约30％至约40％。
蛋白质-淀粉组合物和肉原料的浆液充分掺合形成肉糜。通过搅拌、搅动或混合而使该浆液掺合，掺合的时间足以形成均匀的肉糜。掺合浆液时过分的剪切和在高于蛋白质-淀粉组合物中淀粉糊化温度的温度下都是应当避免的，使得该组合物中的淀粉不会糊化。
常规的搅拌、搅动或混合浆液的设备可以用于掺合。优选的掺合该肉糜的设备是碗式切肉机(cutter bowl)，其用刀切割浆料中的原料；及混合器/乳化器，其是研磨浆料中的原料。优选的碗式切肉机是Hobart Food Cutter ModelNo.84142，其轴速为1725rpm。
在浆料掺合形成含有蛋白质-淀粉组合物的肉糜后，可以用该肉糜形成肉产品。可以将肉糜填充到肠衣中形成香肠、法兰克福香肠和类似的产品。该肉糜也可以用来形成碎肉产品如汉堡包、肉馅面包和其它的碎肉产品。
含有蛋白质-淀粉组合物的肉糜粘度较低，因为含有该蛋白质-淀粉组合物的水混合物不特别的粘。含有约10％至约20％组合物的蛋白质-淀粉组合物水浆料，在约25℃下的Brookfield粘度可以为约500厘泊至约11,000厘泊，在约60℃下的该粘度为约80厘泊至约6000厘泊，其中该蛋白质-淀粉组合物中淀粉是玉米淀粉。含有约10％至约20％组合物的蛋白质-淀粉组合物水浆料，在约25℃下的Brookfield粘度可以为约200厘泊至约4000厘泊，在约60℃下的该粘度约50厘泊至约700厘泊，其中该蛋白质-淀粉组合物中淀粉是小麦淀粉。
由该蛋白质-淀粉组合物和肉原料形成的肉糜经蒸煮后的胶凝强度也较高，赋予该熟的肉糜以希望的稳固的质地。
通过用大豆分离蛋白作为蛋白质原料的如下实施例更详细地阐述本发明。实施例是为了阐述，不应当解释为是对本发明范围有任何限制。
实施例1根据本发明的方法用玉米淀粉形成蛋白质-淀粉组合物。来自ProteinTechnologies International,Inc.的60磅的大豆分离蛋白“SUPRO 500E”在333磅70°F的水中浆化形成总固体含量为14.5％的蛋白质原料浆。在压力下、在285°F±5°F下处理196磅的该浆料9秒±1秒使蛋白质变性，然后将该浆料注入到真空度约25Hg的真空室中进行闪冷。
向31磅的冷水中添加20磅的来自A.E.Staley Mfg.Co.的马牙种玉米淀粉，Ⅳ型，pearl，形成淀粉浆。在搅拌罐中搅拌该浆料直到浆料变得均匀。
将约40磅的变性蛋白质浆和约13磅的玉米淀粉浆混合在一起直到蛋白质和淀粉浆均匀。该蛋白质-淀粉浆在并流形式的喷雾干燥器中于3500psig的雾化压力下通过30SDX喷嘴进行喷雾干燥，进料温度最高为130°F，出口空气的温度最高为200°F。根据本发明的方法所形成的喷雾干燥的蛋白质-淀粉组合物从该喷雾干燥器中收集，其中的蛋白质与淀粉的比例约55∶45。
实施例2制备含有本发明所形成的蛋白质-淀粉组合物的法兰克福香肠肉糜。以与实施例1的蛋白质-淀粉组合物相似的方式形成蛋白质-淀粉组合物，但是蛋白质与淀粉的比例是约52∶48。将牛肉屑、猪背肉、猪肉屑、水、改性的食品淀粉、少量油、调味料、防腐剂和该蛋白质-淀粉组合物放入碗式切碎机(chopperbowl)。这些成分的重量百分比如下蛋白质-淀粉组合物2％，牛肉屑22.9％，猪肉屑21％，猪背肉5％，水36.4％，改性食品淀粉7％，油和调味料5.7％。该混合物在碗式切碎机中被充分切碎，形成肉糜。将该肉糜填充进适合形成法兰克福香肠的肠衣中，蒸煮被填充的肠衣，制成法兰克福香肠。
实施例3根据本发明的方法用小麦淀粉形成蛋白质-淀粉组合物。来自ProteinTechnologies International,Inc.的88磅的大豆分离蛋白“SUPRO 500E”在488磅70°F的水中浆化形成总固体含量为约14.5％的蛋白质原料浆。在压力下、在305°F±5°F下处理该浆料9秒±1秒使蛋白质变性，然后将该浆料注入到真空度约25Hg的真空室中进行闪冷。
形成小麦淀粉浆的方法是向冷水中添加59磅的小麦淀粉形成约32％总固体含量的淀粉浆。混合该淀粉浆料直到浆料变得均匀。
将约44磅的变性蛋白质浆添加到淀粉浆中，混合该合并的浆料直到蛋白质和淀粉在浆料中均匀混合。该蛋白质-淀粉浆在并流形式的喷雾干燥器中于3500psig的雾化压力下通过30SDX喷嘴进行喷雾干燥，进料温度最高为130°F，出口温度最高为200°F。根据本发明的方法所形成的喷雾干燥的蛋白质-淀粉组合物从该喷雾干燥器中收集。
实施例4测量由实施例1和实施例3所形成的蛋白质-淀粉组合物的粘度。每种组合物的粘度是在25℃和60℃下和在10％、12.5％、15％和20％组合物水浆下用Brookfield LVT粘度计测量的。结果列在表1中。
表1粘度(cps)
实施例5测量由实施例1和实施例3所形成的蛋白质-淀粉组合物的胶凝强度。每一组合物以1份细合物和6份水的重量比例与水混合至总重量为2700克。于巴氏杀菌条件下(pasteurizing conditions)和蒸馏条件下(retort conditions)蒸煮后，测量添加盐和未添加盐的每一组合物的胶凝强度。测量的胶凝强度列在表2中。
表2胶凝强度(g)
实施例6对具有不同蛋白质和淀粉比例的蛋白质-淀粉组合物的粘度和胶凝强度进行比较，其中蛋白质-淀粉组合物根据本发明形成。
在704磅的约85°F的水中添加132磅来自Protein TechnologiesInternational,Inc.的“Supro 500E”大豆分离蛋白，形成大豆分离蛋白的水浆。该蛋白质浆料充分混合45分钟，然后在压力和约305°F下处理约9秒钟使蛋白质变性。通过将该浆料注入到压力约26mmHg的真空室中，使浆料闪冷至约130°F。
为比校改变蛋白质和淀粉的比例对根据本发明形成的蛋白质-淀粉组合物的粘度和胶凝强度的效果，将该蒸煮过的蛋白质浆料分成三份(“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”)，其中Ⅰ至Ⅲ份蛋白质浆料分别形成蛋白质与淀粉比例递减的比例为75∶25、70∶30和42∶58的蛋白质-淀粉组合物。
第Ⅰ份是通过分离150磅蛋白质浆料、添加7.2磅马牙种玉米淀粉、混合所得的蛋白质-淀粉浆料20分钟形成的。第Ⅱ份是通过分离125磅蛋白质浆料、在蛋白质浆料中添加由12.6磅马牙种玉米淀粉和26磅水构成的马牙种玉米淀粉的浆料、混合所得的蛋白质-淀粉浆料20分钟形成的。第Ⅲ份是通过分离约100磅蛋白质浆、在蛋白质浆料中添加由19.4磅马牙种玉米淀粉和60磅水构成的马牙种玉米淀粉的浆、混合所得的蛋白质-淀粉浆料约20分钟形成的。
然后，浆料Ⅰ-Ⅲ在并流式喷雾干燥器中分别喷雾干燥。在约3500psig压力下每一浆料通过雾化喷嘴，被雾化进入喷雾干燥器。吹过喷雾干燥器空气进口的干燥空气被设置为约550°F，其足以使浆料Ⅰ-Ⅲ中的蛋白质和淀粉相互作用形成蛋白质一淀粉组合物Ⅰ-Ⅲ而基本不发生淀粉的糊化。每种浆料Ⅰ-Ⅲ在喷雾干燥器中进行干燥至约5％的水分含量。从每种浆料中回收约5磅至约10磅的喷雾干燥原料。
确定所述的蛋白质一淀粉组合物Ⅰ-Ⅲ的粘度和胶凝强度。为了确定蛋白质组合物Ⅰ-Ⅲ的粘度，每种组合物形成10％的水溶液，在约25℃下用Brookfield粘度计测量每种组合物的粘度。
蛋白质-淀粉组合物Ⅰ-Ⅲ的粘度和胶凝强度结果列在下表3中。
表3
实施例7对本发明制备的蛋白质-玉米淀粉组合物的粘度和含有基本上糊化的淀粉的蛋白质-玉米淀粉组合物的粘度进行比较。根据本发明制备的非糊化的蛋白质-淀粉组合物是由上述实施例1的方法形成的。另一种蛋白质-淀粉组合物以基本相似的方式形成，但是淀粉浆先与蛋白质原料浆混合，然后在压力、285°F±5°F下处理该蛋白质原料浆9秒±1秒，使得淀粉糊化，在加热过程中形成与蛋白质的复合物。
非糊化的蛋白质-淀粉组合物和糊化的蛋白质-淀粉组合物形成10％、12.5％和15％的水溶液。在25℃和60℃下确定每种溶液的Brookfield粘度。结果列在表4中。
表4粘度(cps)
本发明的蛋白质-淀粉组合物的粘度比糊化蛋白质-淀粉复合物的粘度低得多。低粘度的蛋白质-淀粉组合物比粘的糊化的原料在加工中容易操作。
表5胶凝强度(g)
蒸煮后(对于测量的所有蒸煮类型)，本发明的蛋白质-淀粉组合物的胶凝强度比蛋白质原料和淀粉的干混物的胶凝强度要高。因比，该蛋白质-淀粉原料与干混的蛋白质和淀粉原料相比，能提供更稳固的肉糜质地。
实施例9对大豆分离蛋白的粘度和胶凝强度、共同干燥的小麦粉和大豆蛋白的组合物的粘度和胶凝强度以及按本发明所形成的共同干燥的小麦淀粉和大豆蛋白原料的粘度和胶凝强度进行比较。
将84磅的大豆分离蛋白“SUPRO 500E”(来自Protein TechnologiesInternational,Inc.)在492磅的70°F水中进行浆化，形成总固体含量约为14.4％的蛋白质原料浆。该浆料在压力、287°F下处理9秒使蛋白质变性，然后将其输入到真空度约为26Hg的真空室中进行闪冷。
在44磅水中添加13.5磅的小麦淀粉并在水中充分混合该小麦淀粉形成含有30.7％小麦淀粉的小麦淀粉水浆。在45.1磅水中添加14.4磅的小麦粉并充分混合形成含有31.9％小麦粉的小麦粉水浆。
将变性的大豆蛋白浆分成三份，其中一份与小麦淀粉水浆混合，另一份与小麦粉水浆混合，最后一份仅保持变性的大豆分离蛋白。将含有21磅大豆分离蛋白固体的140磅的变性大豆分离蛋白浆与小麦淀粉浆混合，将含有19磅大豆分离蛋白固体的126磅变性的大豆分离蛋白浆与小麦粉浆混合。
然后，在并流式的喷雾干燥器中对小麦淀粉/大豆分离蛋白浆、小麦粉/大豆分离蛋白浆和最后一份的变性的大豆分离蛋白浆进行喷雾干燥。每种浆料的喷雾干燥条件是雾化压力为3500psig，进料温度为114°F至125°F，进口温度为503°F至511°F，出口的最高温度为200°F。收集30磅的共同干燥的小麦淀粉/蛋白原料、27磅的共同干燥的小麦粉/蛋白原料和7.5磅的喷雾干燥的大豆分离蛋白。
在25℃和60℃下，用Brookfield LVT粘度计，比较小麦淀粉/蛋白原料、小麦粉/蛋白原料和大豆分离蛋白试样的10％、12.5％、15％和20％水浆的粘度。结果列在表6中。
表6粘度(cps)
通过比较试样的粘度可以看出，共同干燥的小麦淀粉/蛋白质原料总是提供低的粘度，比共同干燥的小麦粉/蛋白质原料的粘度低特别是在较高固体含量的浆料中。与喷雾干燥的蛋白质原料的浆料相比，共同干燥的小麦淀粉/蛋白质和共同干燥的小麦粉/蛋白质原料的粘度很低。
还对共同干燥的小麦淀粉/蛋白质原料、共同干燥的小麦粉/蛋白质原料和干燥的蛋白质原料试样的胶凝强度进行比较。每种试样与水以1份试样原料和6份水(重量)的比例进行混合，总重量为2700克。在巴氏杀菌条件和蒸馏条件下蒸煮后，对添加盐的和未添加盐的每种试样的胶凝强度进行测量。测量的胶凝强度的结果列在表7中。
表7胶凝强度(g)
通过比较试样的胶凝强度可以看出，在所有条件下蒸煮后，共同干燥的小麦淀粉/蛋白质原料的胶凝强度比共同干燥的小麦粉/蛋白质原料和喷雾干燥的蛋白质原料的胶凝强度要好。在大多数蒸煮条件下，由共同干燥的小麦淀粉/蛋白质原料提供的胶凝强度显著比其它试样的胶凝强度要高。
在上述实施例中，使用Brookfield LVT粘度计(购自BrookfieldEngineering Laboratories Inc.,Stoughton,Mass)测量以上每种蛋白质-淀粉组合物的粘度。
上述实施例的胶凝强度用下述的方法进行测量。先由组合物形成凝胶，即将干组合物与水以1∶6的比例混合，优选混合至总重量为2700克，然后在碗式切碎机中将所得的混合物充分切割约10分钟，优选用Hobart Food CutterModel No.84142，轴速为1725rpm。如果所测量的胶凝粘度是添加了盐的胶凝粘呀度，在切割约5分钟后，可以在该凝胶中添加盐。每1400克凝胶添加约28克盐。然后，将该凝胶置于一个罐子中，优选是3片307m×113mm铝罐，包装并密封。
通过巴氏杀菌或蒸馏对上述的罐装凝胶进行蒸煮。为了对凝胶巴氏杀菌，将该凝胶罐置于沸水中约30分钟。然后，取出罐子，在冷自来水下冷却30分钟，接着冷藏16至24小时。为了蒸馏，将该凝胶的罐子置于能够提供230°F温度的蒸馏室中。该凝胶罐在23d°F下蒸馏约70分钟，然后取出，在冷自来水下冷却约30分钟，随后冷藏约16至24小时。
冷藏后，巴氏杀菌或蒸馏的凝胶罐被置于25℃-30℃水浴中约2至3小时，达到热平衡。从罐中除去凝胶，将该凝胶留在罐的底盖上，制成用于测量胶凝强度的凝胶。
用带36mm探针的Instron Universal Testing Instrument,ModelNo.1122测量胶凝强度。将该探针驱入每一凝胶直到凝胶破裂。这时在记录器上记录一个峰值。使该凝胶破裂所需的力量由在凝胶破裂前探针进入凝胶中的距离来确定。根据以下的公式由使凝胶破裂所需的力量确定胶凝强度胶凝强度(克)=(F/100)(G)(454)，其中F=图表单位中凝胶破碎的点；100=图表单位的总数值；G=在全部刻度负荷值读数下的全部刻度负荷的磅值“x10”；454=每磅的克数。通过在图上峰值的较高的部分画一条切线并与斜率平行来确定图表中的凝胶破碎点(F)。
应当知道的是，本技术领域的技术人员对本发明可以作出各种改变但并不脱离本发明的范围。本发明不限于所公开的具体实施方案，这些实施方案只起到说明的目的，而本发明只受所附权利要求书及其等同内容的范围的限制。
权利要求
1．一种在水中粘度低、煮后能够形成稳固凝胶的蛋白质-淀粉组合物，包括蛋白质原料和淀粉原料，其中所述的蛋白质原料和所述的淀粉原料复合，所述的淀粉原料基本上是非糊化的形态。
2．一种肉糜，包括由蛋白质原料和淀粉原料形成的蛋白质-淀粉组合物，其中所述的蛋白质原料和所述的淀粉原料复合，述的淀粉原料基表上是非糊化的形态；以及和所述的蛋白质-淀粉组合物掺合的肉原料。
3．根据权利要求1或2所述的组合物或肉糜，其中在所述的蛋白质-淀粉组合物中的至少一些所述淀粉原料至少被部分包裹在所述蛋白质原料中。
4．根据权利要求1或2所述的组合物或肉糜，其中在所述的蛋白质-淀粉组合物中的至少大部分所述淀粉原料被包裹在所述蛋白质原料中。
5．根据权利要求1所述的组合物，其中基本上全部的所述淀粉原料被包裹在所述蛋白质原料中。
6．根据权利要求1或2所述的组合物或肉糜，其中所述的蛋白质-淀粉组合物含有选自瓜耳树胶、磷酸三钠、三磷酸钠和酸式焦磷酸钠中的一种或几种的原料。
7．根据权利要求1或2所述的组合物或肉糜，其中所述的蛋白质原料以蛋白质原料与淀粉原料约45∶65至约80∶20的干重比例存在于所述的蛋白质-淀粉组合物中。
8．根据权利要求7所述的组合物或肉糜，其中所述的蛋白质原料以蛋白质原料与淀粉原料约50∶50至约70∶30的干重比例存在于所述的组合物中。
9．根据权利要求20所述的组合物或肉糜，其中所述蛋白质-淀粉组合物的淀粉选自玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、竹芋、木薯淀粉及其混合物中的一种或多种。
10．根据权利要求8的组合物或肉糜，其中所述的淀粉是玉米淀粉。
11．根据权利要求8所述的组合物或肉糜，其中所述的淀粉是小麦淀粉。
12．根据权利要求1或2的组合物或肉糜，其中所述的蛋白质-淀粉组合物的所述蛋白质原料在中性pH条件下的水中不过分溶解。
13．根据权利要求12所述的组合物或肉糜，其中在所述的蛋白质原料中的蛋白质的平均缔合分子量大于30,000道尔顿。
14．根据权利要求13所述的组合物或肉糜，其中在所述的蛋白质原料中的蛋白质的平均缔合分子量大于100,000道尔顿。
15．根据权利要求14所述的组合物或肉糜，其中在所述的蛋白质原料中的蛋白质的平均缔合分子量在约100,000和约360,000道尔顿之间。
16．根据权利要求1所述的组合物，其中所述的蛋白质原料选自动物蛋白、植物蛋白及其混合物中的一种或多种。
17．根据权利要求1或2所述的组合物或肉糜，其中所述的蛋白质-淀粉组合物的所述蛋白质原料选自酪蛋白、大豆蛋白原料或者源于豌豆、小麦或油菜籽的蔬菜或植物蛋白原料中的至少一种。
18．根据权利要求17所述的组合物或肉糜，其中所述的蛋白质-淀粉组合物的所述蛋白质原料是大豆分离蛋白或大豆浓缩蛋白。
19．根据权利要求2所述的肉糜，其中所述的肉原料选自机械脱骨的鸡肉、机械脱骨的牛肉、机械脱骨的猪肉、猪肉屑、牛肉屑或猪背肉中的至少一种。
20．根据权利要求2所述的肉糜，其中所述的蛋白质-淀粉组合物占所述肉糜重量的约2％至约7％。
21．根据权利要求2所述的肉糜，其中所述的蛋白质-淀粉组合物提供所述肉糜中的全部蛋白质的约10％至约20％。
22．根据权利要求2所述的肉糜，其中所述的肉原料占所述肉糜重量的约40％至约60％。
23．一种形成蛋白质-淀粉组合物的方法，包括形成蛋白质原料的水浆；在有效的温度和时间下处理所述的浆料，使所述的蛋白质原料变性；在低于所述淀粉原料糊化温度的浆料温度下，向所述变性的蛋白质原料的浆料中添加非糊化的淀粉原料；和在足以使所述的蛋白质原料和所述的淀粉原料基本复合但不足以基本使淀粉原料糊化的条件下对变性的蛋白质原料和所述淀粉原料的所述浆料进行喷雾干燥。
24．一种形成在煮后具有高胶凝强度和乳化稳定性的低粘度肉糜的方法，包括提供一种蛋白质-淀粉组合物，它含有与蛋白质原料复合的淀粉原料，其中所述的淀粉原料基本上是天然非糊化的形态；形成含有所述蛋白质-淀粉组合物和肉原料的水混合物；和在不足以使该蛋白质-淀粉组合物中的所述淀粉原料糊化的条件下，掺合所述的蛋白质-淀粉组合物和肉原料的所述混合物，形成肉糜。
25．根据权利要求23所述的方法，其中形成所述的蛋白质原料浆以含有约2％至约30％重量的所述蛋白质原料。
26．根据权利要求23或24所述的方法，其中所述的蛋白质-淀粉组合物中的所述蛋白质原料是酪蛋白或植物蛋白原料。
27．根据权利要求23所述的方法，其中在约85℃至约155℃的温度下处理所述浆料约5秒钟至约15秒钟，以使所述的蛋白质原料变性。
28．根据权利要求23所述的方法，其中在至少约121℃的温度下处理所述浆料至少5秒钟，以使所述的蛋白质原料变性。
29．根据权利要求23所述的方法，其中添加到所述变性蛋白质原料浆中的非糊化淀粉原料是非糊化淀粉的水浆，它含有约20％至约40％重量的所述非糊化淀粉原料。
30．根据权利要求23或24所述的方法，其中所述的蛋白质-淀粉组合物的所述蛋白质原料和所述淀粉原料以蛋白质原料与淀粉原料约45∶65至约80∶20的干重比例存在于所述的蛋白质-淀粉组合物中。
31．根据权利要求30所述的方法，其中所述的蛋白质-淀粉组合物的所述蛋白质原料和所述淀粉原料以蛋白质原料与淀粉原料约50∶50至约70∶30的干重比例存在于所述的蛋白质-淀粉组合物中。
32．根据权利要求23或24所述的方法，其中所述的淀粉选自玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、竹芋、木薯淀粉及其混合物。
33．根据权利要求24所述的方法，其中所述的蛋白质-淀粉组合物和肉原料的水混合物含有约2％至约7％重量的所述蛋白质-淀粉组合物。
34．根据权利要求24所述的方法，其中所述的肉原料是碎肉或咸肉。
35．根据权利要求24所述的方法，还包括用所述的肉糜填充肠衣。
全文摘要
一种低粘度、高胶凝强度的蛋白－淀粉组合物。该组合物含有复合在一起的蛋白原料和淀粉原料,其中淀粉原料基本上是非糊化的形态。它在蒸煮前粘度低而在蒸煮后胶凝强度高。含肉原料和该组合物的肉糜。形成该组合物的方法:形成蛋白原料的水浆,在足以使蛋白变性的温度下进行处理以使浆料蛋白变性,在变性蛋白浆料中混入淀粉原料,在使蛋白原料与淀粉原料复合而不使淀粉原料糊化的条件下对该淀粉和蛋白质原料浆进行喷雾干燥。形成含有该组合物的肉糜的方法,其中肉原料和组合物在不足以使细合物中淀粉原料糊化的条件下掺合在一起。
文档编号A23L1/0562GK1323543SQ0012001
公开日2001年11月28日 申请日期2000年5月15日 优先权日1997年9月25日
发明者G·A·贝茨, I·C·乔, C·E·科科 申请人:蛋白质技术国际公司