从机械去骨的禽类分离蛋白组合物和脂肪组合物的方法

从机械去骨的禽类分离蛋白组合物和脂肪组合物的方法
【专利摘要】从含有脂肪、骨和蛋白的禽类回收蛋白部分和氧化稳定的脂肪部分。将所述禽类粉碎，与pH3.6-4.4的食品级酸混合以形成液体蛋白部分和固体脂肪部分。将液体部分与食品级碱混合以沉淀蛋白。
【专利说明】从机械去骨的禽类分离蛋白组合物和脂肪组合物的方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种从包含脂肪组合物的机械去骨的禽类分离蛋白组合物和稳定的 脂肪组合物的方法，所述机械去骨的禽类含有动物肌肉组织。更具体地，本发明涉及这样的 方法，其中将动物肌肉组织溶于酸中，并且在（a)减少钙含量、（b)减少钠浓度和（c)减少 氧化的条件下从固体动物脂肪和杂质分离这样获得的液体酸性蛋白组合物。

【背景技术】
[0002] 目前，从动物肌肉组织回收的蛋白通过将动物肌肉组织溶于食用酸性组合物如 柠檬酸、盐酸或它们的混合物来获得。这些方法公开于美国专利6, 005, 073、6, 288, 216、 6, 451，975和7, 473, 364。虽然这些方法非常适合从动物肌肉组织回收蛋白，但是当从骨浓 度高的起始材料提取蛋白时，这些方法可能存在缺点。其中最主要的是潜在的高含量的钙， 其最初在内骨材料并且最后在最终肉产品中发现。最终肉产品含有骨且可能或不可能进 行机械去骨以从肉分离大部分的骨。这些含有骨的肉包含高浓度的动物肌肉组织，通常为 65-85重量％，剩余的组合物主要包含脂肪和骨。机械去骨的禽类还可能含有大量的血液， 这一组分增加混合物中的血红蛋白及其组分铁/血红素分子。Richards等人（1998)发现 微克水平的血红素是鱼肌肉氧化的控制因素。因此，从动物肌肉组织中回收蛋白用作食品 添加剂而不丢弃是期望的。从含骨的禽类如机械去骨的禽类回收纯化和稳定的脂肪也是期 望的，其具有经济价值如用于食品添加剂。
[0003] 以保留回收的蛋白产品功能性的方式加工机械分离的禽类来源的肌肉组织也是 期望的。食品科学家最为关注的蛋白功能性是溶解性、持水能力、凝胶性、泡沫稳定性和乳 化性。
[0004] 以导致具有大纤维的最终产品，更好地产生更高产率且具有更好的最终产品质地 的方式加工动物组织也是期望的。
[0005] 还期望提供一种制备具有相对低浓度的水且对氧化稳定的脂肪部分的方法。这种 形式的脂肪可以添加到多种食品制品中。
[0006] 美国政府规定，从动物碎片中获得的一定质量的肉产品可以不经申报用于同一物 种的肉产品中。例如，"质感细腻牛肉"和"质感细腻瘦牛肉"可以用在牛肉糜中而无需在标 签上声明。"质感细腻肉"要求，按重量百分比算，脂肪含量小于30%;蛋白含量为14%或更 多；蛋白效率比（PER)为2. 5或更高，或者必需氨基酸（EAA)含量为总氨基酸的33%或更 高；必须在联邦检查认可的工厂中制备；加工过程中产品温度不能超过110° F ;加工后必 须在30分钟之内冷冻；不允许细菌数量显著增加；并且不能用残留在肉中的化学物质或添 加剂进行处理。"质感细腻瘦肉"（LFTM)要求按重量百分比计算，脂肪含量小于10%，并符 合"质感细腻肉"的其他要求。
[0007] 因此，期望提供一种从含有动物肌肉组织的脂肪动物组织如从含骨的禽类（包括 机械去骨的禽类）分离动物肌肉蛋白的方法，所述方法提供高收率的功能性动物肌肉蛋 白，同时显著破坏微生物。此外，期望提供一种从含骨的禽类肉如机械去骨的禽类分离的脂 肪产品，所述产品对氧化稳定且具有相对低浓度的水。还期望提供一种动物肌肉蛋白产品， 与原始肉相比，其具有相似或减少的钠含量。此外，期望提供一种消除不期望的气味特征如 氨气味的方法。此外，期望制备一种具有大纤维的最终肉产品，其导致更期望的肉糜样质地 和口感。这样的方法会提供高回收率的对氧化稳定的脂肪和低微生物环境中的动物肌肉蛋 白，同时避免对蛋白产品可食性产生不利影响的成分的添加和残留。


【发明内容】

[0008] 本发明提供一种从包含动物肌肉组织和脂肪的含骨禽类如机械去骨的禽类分离 具有令人满意的颜色的动物肌肉蛋白和对氧化稳定的脂肪的方法。所述方法提供高收率的 具有令人满意的颜色的功能性动物肌肉蛋白，同时避免由于微生物存在而导致的问题并避 免使得回收的蛋白不可食用的问题。本发明的方法还提供一种对氧化稳定且含有相对较低 水浓度的脂肪产品。本发明的方法能够满足由美国政府对牛肉定义的"质感细腻肉"或"质 感细腻瘦肉"的定义并有希望扩大到禽类。
[0009] 本发明的方法包括以下加工步骤：将新鲜或冷冻的含骨禽类如机械去骨的禽类粉 碎，将冷饮用水添加至粉碎的禽类；任选地添加食品级酸；使粉碎的禽类-水混合物均质 化；将食品级酸添加至均质混合物以将所得的混合物的pH降低至3. 6-4. 4、优选3. 6-3. 8， 以便选择性地溶解动物肌肉组织；从动物肌肉蛋白的酸性溶液分离固体脂肪；回收固体脂 肪；任选地从动物肌肉蛋白的酸性溶液蒸发水以形成浓缩的蛋白溶液；回收动物肌肉蛋白 的酸性溶液或将食品级碱性组合物添加至酸性动物肌肉蛋白溶液以将pH提高至约4. 9-约 6. 4、优选约5. 2-约5. 8,以便形成来自酸与碱性组合物反应的盐并沉淀蛋白，例如通过离 心和/或筛滤从剩余的液体分离固体蛋白，以及任选地冷冻所得的基本上中性的动物肌肉 蛋白组合物。
[0010] 根据本发明发现，当将动物肌肉组织的pH降低至3. 6-4. 4时，动物肌肉组织溶解， 同时基本上保留其原来的颜色并获得令人满意的肌肉组织（蛋白）收率。还发现动物肌肉 组织在酸中的溶解导致成活的微生物显著减少，尤其是当使用食品级盐酸作为酸时。本发 明关注的一种具体食品级酸和碱的组合是使用柠檬酸降低pH和使用碳酸氢钠升高pH。本 发明还发现将脂肪与食品级酸混合稳定脂肪以对抗氧化作用。此外，已发现当将含有酸的 脂肪与食品级碱混合至约4. 9-约5. 8的pH时，会引起水从脂肪分离，水含量从约70-约50 重量％下降至约30-约20重量％。如果期望去除这些额外的水，该结果简化随后从脂肪去 除水。最后，在本发明的方法中，由于酸与碱的中和作用，消除了最终蛋白产品中的不期望 的酸性或碱性添加剂的存在。

【专利附图】

【附图说明】
[0011] 图1是本发明方法的工艺流程图。

【具体实施方式】
[0012] 本发明涉及一种加工动物碎料（trimming)以回收低脂肪含量及高蛋白和必需氨 基酸含量的肉产品以及稳定的脂肪产品的方法。"肉产品"指含蛋白的产品，其由于含有一 定量的蛋白而适用于人的肉消耗。一般来说，"机械去骨的禽类"指在屠宰操作中从含有脂 肪和骨的禽类分离的组织。通常，常规的禽类切片或切块直接销售给消费者，或者进一步加 工如研磨为禽类糜。去除常规切片后剩余的组织对于人的肉消耗而言脂肪含量过高，但含 有可以回收的蛋白。
[0013] 根据本发明，一旦含骨的禽类的片如机械去骨的禽类从屠体中去除，它们优选直 接转用到本发明的方法。可选择地，在加工之前可以将回收的禽类冷冻或冷却并储存。从 屠体中去除时回收的禽类的温度通常为约33-40° F，该温度与屠体在屠宰之前储存的温 度对应。更暖和或更凉的碎料可以用于本发明的方法。
[0014] 通过本发明加工的含骨禽类可以包括所有通常在动物中找到的部分，包括脂肪组 织、脂肪、瘦韧带、腱、骨部分等。通常期望的是，如果存在脂肪、瘦肉和水分以外的组分，它 们以少量存在和/或可以通过去肉步骤或手动去除，或者如果它们的存在对禽肉产品特性 无不良影响，则可以留在其中。如果某些成分大量存在，则可以期望地在根据本发明加工之 前通过传统分离技术将它们去除。例如，通常期望不会有大量的骨或大量低质量的韧带存 在。
[0015] "肉生产动物"包括已知提供肉的动物。这样的动物包括禽类如鸡或火鸡,例如机 械去骨的鸡肉等。瘦肉材料可以指含蛋白的材料，并且可以是包括肌肉纤维的水溶性蛋白 形式，以及非水溶性蛋白形式，其通常是肌原纤维或运动蛋白或者围绕在肌肉纤维周围和 将肌肉纤维连接到韧带的结缔组织。本发明特别关注的是，来自脂肪碎料内的脂肪组织中 的动物肌肉组织的水溶性蛋白和酸溶性蛋白的存在。通过从动物碎料分离这种蛋白材料， 可以提供高质量的肉产品。这种产品可以用作传统肉产品如汉堡的添加剂。
[0016] 可以优选用于本发明的含有肉、脂肪和骨的禽类的平均脂肪含量为约5-50重 量％，优选约10-30重量％。含骨禽类的瘦肉含量优选为约65 % -85重量％，更优选约 75-85重量％。瘦肉含量包括蛋白和水分。为了确保结果的可靠性和一致性，优选动物碎料 的瘦肉含量为至少约30重量％，并且优选至少约39重量％。
[0017] 关于说明本发明的优选实施方案的图1，将进料12如含有约50重量％肌肉组织和 约50重量％脂肪的机械去骨或分离的禽类、机械分割的鸡肉等直接进行粉碎步骤14,所述 粉碎步骤14增加禽类的表面积使其更适于进一步加工。合适的粉碎装置包括可获得自位 于 Whitewater, WI 的 Weiler and Company Corporation 或位于 Seattle, WA 的 Carnitec USA Inc的绞肉机。首先将起始禽类研磨成可通过微切割器的大小。优选粗切成3/4英寸，然 后研磨成1/8英寸。一些机械去骨的肉可能不需要预先研磨，因为其已经处于适当的粒径。 一旦研磨，将材料与水（33-40° F)以1份肉糜比约5-6份水的比例混合。水量可以变化， 可以高达约1份肉糜比10份冷水。水的添加降低蛋白完全溶解所需的匀浆物的离子强度。 任选地，可以在步骤20中将酸添加至禽类以促进蛋白溶解。将粉碎的禽类直接进行匀浆步 骤16,其中将其与水温通常为约33° F-约40° F的饮用水18混合并匀浆，通常匀浆至平 均粒径为约0. 5-约4毫米，优选约1-约2毫米。已证实优选使用0. 035mm切割头大小的微 切割器。用于这一目的的代表性的合适勻楽机包括可获得自位于Columbus, 0H的Stephan Machinery Corporation的乳化剂或微切割器，或者可获得自位于East Longmeadow，ΜΑ的 Silverson的高剪切混合器等。
[0018] 在控制微生物的步骤中，整个过程中匀浆物的温度保持低温（33-40° F)。低温对 于从蛋白分离脂肪最为有效。当pH仍接近最初肌肉的pH时，完成这一单元操作。另一可 选方法是添加足够的食品级酸，使混合物的pH到达等电点。通常，等电点为约5. 5的pH，但 其可以随着物种的不同而变化。在等电点时，蛋白最难与脂质分子形成乳液，因此，在提取 过程中使得更多的脂质远离蛋白。一旦将组织匀浆，准备调至低pH。
[0019] 所得的匀浆物直接进入步骤22,其中将其与食品级酸24如稀盐酸、稀磷酸、稀柠 檬酸、抗坏血酸、酒石酸或它们的混合物等混合，以便将匀浆物的pH降至pH3. 6-pH4. 4、优 选pH3. 6-pH3. 8以溶解动物肌肉组织，从而获得令人满意的蛋白收率，如在其酸性蛋白溶 液中的80%收率或更高，同时保留固体形式的脂肪部分。优选使用盐酸，因为利用该酸导致 酸性蛋白溶液中成活的微生物更显著减少。
[0020] 已证实在低盐条件下蛋白的酸化打开蛋白，认为这能为蛋白创造更多的表面积， 因此产生更多潜在的水结合位点。一旦蛋白溶解，脂肪远离蛋白并漂浮在酸性水溶液的表 面。其他潜在的杂质，包括任何残留的骨、皮肤或肌肉也保持不溶。将pH调整至3. 6-4. 4。 作为实例，实现肌肉蛋白溶解所需酸的近似量为：基于HCL的重量比总重量（pH3. 74)约 为0. 15-0. 80重量％，例如0. 198重量％。该量取决于期望的低pH(pH3. 6或4. 4)，并且还 取决于起始材料的pH。实现该步骤的合适搅拌器包括可获得自位于Charlotte, NC的SPX Corporation 的 Lightnin 搅拌机等。
[0021] 然后使所得的动物肌肉蛋白的酸性溶液和固体脂肪的混合物直接进入分离步骤 26,例如滗析器离心和/或筛网滤器26以从固体脂肪分离酸性蛋白溶液。
[0022] 蛋白溶解以及去除杂质和脂肪之后，将蛋白的pH升高，例如通过添加稀释的食品 级碱如氢氧化钠（NaOH)或碳酸氢钠（NaHC0 3)。添加碱直至获得等电点，蛋白重新折叠且 重新相互接合形成大的纤维化分子。在达到等电点pH时，蛋白容易释放与它们紧密排列的 水分子，并且水含量可以恢复到肉中存在的水含量或与LFTM-致的水含量。任选地将步骤 28中的固体脂肪与食品级碱混合以从脂肪分离水并中和脂肪。任选地，可以将来自步骤29 的冷饮用水添加至步骤28的脂肪中。碱促进脂肪从水分离。然后将脂肪在步骤31中过 滤以从脂肪去除水并将水含量从约70-50重量％减少至约30-20重量％。任选地，可以将 脂肪在步骤33中冷藏或冷冻。合适的过滤装置包括可获得自位于Florence, KY的Sweco Corporation的振动筛等。筛具有约4000微米-约2000微米的大小，优选约3500微米-约 2500微米。可以在步骤34中添加额外的碱以使得沉淀蛋白的pH值回复至组织的初始pH。 这确保碱（NaOH或NaCH0 3)已经与所有先前添加的酸如HCL或柠檬酸完全反应并将其消耗。 任选存在的步骤是使蛋白产物进行单元操作35,其去除水以浓缩液体，目的是在升高pH时 产生更大的纤维。单元操作可以由任何以连续或分批方式去除水的设备组成，如蒸发器或 更期望的超滤单元。去除的水的量可以变化，然而，去除更大量的水导致更大和更稳健且牢 固的纤维并提高蛋白回收率。所得的蛋白产品是含有约4-14重量％或更高浓度蛋白的粘 性沉淀物，以便制备含蛋白的溶液，将其进行混合步骤34,其中使其与食品级碱36如氢氧 化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠等混合。将蛋白产品在步骤38中沉淀并在步骤40中例如通过离 心和过滤回收。任选地，在步骤41中回收具有> 5000-10000分子量截止（MWC0)的超滤液 滞留物。这种超滤液可以如期望地在步骤43中与沉淀的蛋白混合。这导致蛋白产品的钠 含量减少。钠在弃去的较低分子量部分中被浓缩。所得的产品具有期望的减少的钠，并且 通过从起始禽类进料提供约80%或更高的高收率蛋白的方法（pH3. 6-4. 4)获得。因此，本 发明的方法提供优于现有技术的大为改进的蛋白产品。
[0023] 来自步骤40的蛋白产物含有14重量％或更高的蛋白，含有少于10重量％的脂 肪，在低于110° F的温度下制备，可以在步骤42中于操作完成的30分钟内冷冻，不允许细 菌显著增加，并且在其中用碱沉淀的蛋白实施方案中除低浓度的盐如氯化钠等之外，不残 留化学物质或添加剂。
[0024] 本发明的肉蛋白产品通过本发明的加工方法没有显著改变。与起始肉源以及和瘦 冷加工肉（沉淀的重折叠的蛋白）有关的蛋白检查表明，提取过程足够温和，在整个过程中 没有改变蛋白。还显示部分地由于低温的原因，在加工过程中很少甚至不发生水解。蛋白 的重折叠也不会影响它的特征谱（profile)。
[0025] 总之，本发明的方法制备与现有技术相比更高收率的蛋白，与现有技术相比含有 更少的微生物，并且为与现有技术的产品相比可以更容易与肉混合的形式。此外，获得的脂 肪产品对氧化稳定。
[0026] 下面的实施例解释本发明且并非意图限制本发明。
[0027] 实施例
[0028] 实施例I
[0029] 冷冻机械分割的鸡肉获得自Georgia的商业生产机构。将该产品在冷藏温度下完 全解冻，并且将解冻的肉与冷水以1 : 4的比例（肉：水）混合。利用KitchenAid手持式 混合器将混合物以高速匀浆2分钟。利用盐酸（2N)将匀浆物调节至pH2. 8或3. 6,将酸化 的匀浆物通过1000微米的不锈钢网过滤。利用氢氧化钠（4N)将滤液调节至pH5. 5,并且通 过相同的洗漆的1000微米筛过滤除水。将沉淀的样品冷冻并送至Silliker Labs,Chicago Heights, IL进行分析。
[0030] 表1在pH2. 8和pH3. 6下制备的沉淀的瘦冷加工鸡肉的金属和氧化值
[0031]

【权利要求】
1. 从含有脂肪、骨和蛋白的禽类回收（a)具有减少的钙含量的蛋白组合物、(b)对氧化 稳定的脂肪组合物和（c)具有较低钠含量的蛋白组合物的方法，所述方法包括： a) 在水中粉碎所述禽类， b) 将食品级酸添加至所述粉碎的禽类中以实现3. 6-4. 4的pH,从而溶解所述蛋白， c) 从溶解的蛋白分离固体脂肪，以及 d) 将食品级碱添加至所述脂肪中以中和所述脂肪中的酸，并添加至所述溶解的蛋白中 以中和所述蛋白中的酸，以及沉淀所述蛋白。
2. 权利要求1所述的方法，其中在步骤b中所述pH为3. 6-3. 8。
3. 权利要求1所述的方法，其中在步骤a中添加食品级酸。
4. 权利要求2所述的方法，其中在步骤a中添加食品级酸。
5. 权利要求1所述的方法，其中所述食品级酸是盐酸和/或柠檬酸。
6. 权利要求2所述的方法，其中所述食品级酸是盐酸和/或柠檬酸。
7. 权利要求3所述的方法，其中所述食品级酸是盐酸和/或柠檬酸。
8. 权利要求4所述的方法，其中所述食品级酸是盐酸和/或柠檬酸。
9. 权利要求1所述的方法，其中在添加所述食品级碱之前在步骤c中从所述蛋白去除 水。
10. 权利要求9所述的方法，其中在步骤a中添加食品级酸。
11. 权利要求9所述的方法，其中所述食品级酸是盐酸和/或柠檬酸。
【文档编号】C11B13/00GK104066339SQ201280065375
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年12月24日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】S·D·凯莱赫, W·S·桑德斯, W·R·菲尔丁 申请人:普罗蒂厄斯工业有限公司