用于生产挤出的蛋白质产品的系统和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求享有于2014年6月18日提交的美国专利申请No. 14/308,118的优先权， 该美国专利申请是于2013年8月8日提交的国际申请No. PCT/US2013/054145的部分连续案， 其全部内容W引用方式包含于此。
技术领域
[0003] 本申请大体上设及一种用于生产挤出的蛋白质产品的系统和方法。
【背景技术】
[0004] 在挤出工艺上的近期发展允许生产挤出的蛋白质产品，其由动物源和/或非动物 源的蛋白质来源制成，并且具有组织上与肉类相似的定向纤维。尽管运种挤出的蛋白质产 品的组织和味道接近肉类，但迄今速率受到限制。因此，需要一种能够W从经济角度更可接 受的速率生产具有定向纤维的挤出的蛋白质产品的方法和系统。
【发明内容】
[0005] 在此提供一种用于生产挤出的蛋白质产品的系统。该系统包括挤出机和伸长的模 具，该挤出机被配置为生产具有蛋白质组合物的流的挤出机，该蛋白质组合物具有能形成 定向纤维的蛋白质组分，该组合物具有基于组合物的干重量约15%至约90%的蛋白质含 量，该流含有至少27%的水分含量;伸长的模具具有内部的纵向流道，该纵向流道被配置为 从该挤出机接收该流，该纵向流道具有横向截面，该横向截面为沿该模具的长度的至少一 部分的一连续环路，该流道具有配置为从蛋白质组分形成大致平行定向的定向纤维W生产 挤出的蛋白质产品的长度和间隙厚度。
[0006] 在一些实施例中，该流道具有为简单封闭曲线的横向截面。该流道的横向截面可 W为大致的楠圆形或大致的圆形。
[0007] 在一些实施例中，该流道具有基本为同屯、的内表面和外表面。
[000引在一些实施例中，该流道的长度和该流道的间隙厚度的比值可W在约30:1至约 1000:1，约40:1 至约240:1，约50:1 至约 160:1，或约60:1 至约 140:1之间。
[0009] 在一些实施例中，该流道的间隙厚度可W在约2毫米至约100毫米，约5毫米至约60 毫米或者约10毫米至约30毫米之间。
[0010] 在一些实施例中，该流道的外径可W在约130毫米至约1000毫米，约160毫米至约 750毫米或者约200毫米至约500毫米之间。
[0011] 在一些实施例中，该流道沿着其基本全部长度具有大致恒定的截面。
[0012] 在一些实施例中，伸长的模具可包括在该纵向流道的内部和外部的冷却装置。
[0013] 在一些实施例中，该蛋白质组合物的水分含量可W为自约27%至约85%。
[0014] 在一些实施例中，该模具可W是模块化的。
[0015] 在一些实施例中，该系统还包括在该挤出机和该模具之间的转换装置。该转换装 置被配置为将流基本均匀地分配至该流道的连续环路内。在一些实施例中，该转换装置包 括一大致圆锥形的装置来分配该流。在一些实施例中，该转换装置可被配置为将流分离为 两个或更多个子流W分配该流。
[0016] 在一些实施例中，该转换装置可被配置为预对准该流的部分W促进组织化。
[0017] 在一些实施例中，该转换装置还包括一静态混合器。该静态混合器可配置为将添 加剂至少部分地混合入该流中。在一些实施例中，该静态混合器可配置为将添加剂不完全 地混合入该流中。
[0018] 在此提供一种用于生产挤出的蛋白质产品的方法，该挤出的蛋白质产品具有大致 平行定向的纤维。该方法包括生产包含蛋白质组合物的流，该蛋白质组合物具有可形成定 向纤维的蛋白质组分，该蛋白质组合物具有基于该蛋白质组合物的干重量约15%至约90% 的蛋白质含量，该流具有至少27%的水分含量；W及引导该流穿过模具的伸长的流道W由 该蛋白质组分形成大致平行方向的定向纤维，W形成该挤出的蛋白质产品，该伸长的流道 具有为连续环路的横向截面，W使得该挤出的蛋白质产品离开具有为连续环路的横向截面 的该模具。
[0019] 在一些实施例中，该伸长的流道可具有间隙厚度和纵向长度。该流道的长度和该 流道的间隙厚度的比值可W在约30:1至约1000:1，约40:1至约240:1，约50:1至约160:1，或 约60:1至约140:1之间。
[0020] 在一些实施例中，该挤出的蛋白质产品在离开该流道时的溫度可W在约40°C至约 110°C，约55°C至约90°C，或约70°C至约85°C之间。
[0021] 在一些实施例中，该挤出的蛋白质产品在进入该流道时的溫度可W在约90°C至约 180°C，约 100°C至约 155°C，或约 115°C至约 120°C之间。
[0022] 在一些实施例中，该挤出的蛋白质产品W至少400千克/小时的速率制造。
[0023] 在一些实施例中，该蛋白质可包括非动物源蛋白质。
[0024] 在一些实施例中，该方法还包括引导该流通过一转换装置。
[0025] 在一些实施例中，该方法还包括引导该流通过一静态混合器。
[00%] 在一些实施例中，该方法还包括将添加剂至少部分地混合入该流中。该添加剂可 W被不完全地混合入该流中。该添加剂可包括脂类、着色剂、水状胶体、碳水化合物、软化剂 或多元醇、酶类、pH调整剂、盐类、宏量营养素、或微量营养素中的一种或更多种。在一些实 施例中，该添加剂可为该挤出的蛋白质产品提供想要的外观或功能。
[0027] 在一些实施例中，该流通过该转换装置可基本均匀地分配至该流道的该连续环路 内。在一些实施例中，该转换装置可包括大致圆锥形的装置W分配该流。在一些实施例中， 该转换装置可将该流分割为两个或更多个子流W分配该流。
[0028] 在一些实施例中，该转换装置可预对准该流的部分W促进组织化。
[0029] 在此还提供了一种通过在此提供的方法制造的挤出的蛋白质产品。
[0030] 由对W下具体说明的理解，运些及其他各种特征W及优点都是明显的。
【附图说明】
[0031 ]图1示出了根据一实施例的一模具。截面示于插图中。
[0032]图2示出了根据一实施例的一模具。
[0033] 图3示出了根据一实施例的一模具。
[0034] 图4示出了根据本发明的实施例的典型的连续环路流道模具的截面。
[0035] 图5示出了根据本发明的实施例的典型的连续环路流道模具的截面。
[0036] 图6示出了根据本发明的实施例的典型的连续环路流道模具的截面。
[0037] 图7示出了根据本发明的实施例的典型的连续环路流道模具的截面。
[0038] 图8示出了 20倍放大率的具有定向纤维的挤出的蛋白质产品的共焦显微照片。
【具体实施方式】
[0039] 尽管挤出技术已开始生产具有令人满意的组织的蛋白质产品，同时降低或者消除 对动物蛋白的使用，但是生产率大体上就被维持期望的组织的需求所限制。一些消费者期 望运样的产品具有酷似肉类的组织。在挤出的蛋白质产品中取得运一期望的组织的一种方 法是，由产品中的一种蛋白质组分形成大致平行定向的纤维。在挤出过程中，冷却模具的流 道中的表面剪切有助于平行定向纤维的形成。然而，传统的冷却模具的流道可导致不平整 的剪切，其典型地具有矩形截面，该矩形截面因在矩形侧面的剪切力的集中而产生，运就会 导致挤出的产品的低质量，尤其是在较高速度的情况下。另一方面，圆形的冷却模具的流 道，会给在挤出过程中对产品的中屯、的组织化和/或冷却提出挑战，特别是在较大的直径 下。并且，为了改善组织化和/或冷却而调节冷却模具的流道长度，通常会由于流道变长使 得压力下降而产生挤出困难的问题。
[0040] 如再次所述的，已经发现具有有着为连续的环路的横向截面的纵向流道的模具不 仅可被用于生产具有大体平行定向的纤维的高质量挤出的蛋白质产品，还可W W相对高的 速率进行生产。已经发现具有连续环路截面的模具的流道相比于具有分离的侧面的流道， 因消除侧面而可提供更一致的剪切率，W形成期望的组织。
[0041] 另外还已经发现，通过调节具有连续环路截面的流道的厚度和流道的长度之比， 可在保持挤出的蛋白质产品的质量的同时，维持相对高的生产率，即便压力会有预期中的 下降。令人惊讶的是，根据用于将挤出物供给至该模具的挤出机的性能，在此描述的方法可 W至少W约400公斤/小时的速率(例如，约400公斤/小时至约1600公斤/小时，较佳地约450 公斤/小时至约7000公斤/小时，更佳地约500公斤/小时至约13000公斤/小时，W此类推)或 更高的速率生产挤出的蛋白质产品。
[0042] 在此提供的具有定向纤维的一种挤出的蛋白质产品通过挤压具有蛋白质组分的 一种蛋白质组合物生产，该蛋白质组分可形成定向纤维。蛋白质组合物中的蛋白质组分能 够形成纤维，运些纤维可如期望地定向W生产挤出的蛋白质产品。运些纤维可被定向为大 致平行的方向，但不需要呈直线地定向。在一些实施例中，定向为大致平行的方向的纤维可 W是被呈直线地定向（例如，沿挤出的方向纵向）或者W曲线的方式定向。运些纤维无需完 全平行，且可重叠，并仍向挤出的蛋白质产品提供所期望的组织