重構(gòu)天然蛋白基質(zhì)的制作方法
【專利說(shuō)明】重構(gòu)天然蛋白基質(zhì)
[0001] 本申請(qǐng)要求2013年3月15日提交的申請(qǐng)序列號(hào)61/852, 465的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi) 容在此以引用的方式并入本文。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換是現(xiàn)代食品工業(yè)的重要部分。通過(guò)加工農(nóng)業(yè)產(chǎn)出物使原材料變?yōu)榫频?食品產(chǎn)品。食品結(jié)構(gòu)構(gòu)建（structuring)的主要目的是重組食品組分以改善食品資源的利 用。或者，從經(jīng)濟(jì)預(yù)期來(lái)看，可以設(shè)計(jì)這樣的重構(gòu)（restructuring)以獲得在市場(chǎng)上被認(rèn)為 更有價(jià)值的產(chǎn)品。
[0004] 更具體地，重構(gòu)涉及四種基本的食品組分：水、蛋白、脂和碳水化合物。經(jīng)常在重構(gòu) 過(guò)程中的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)引入微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（例如，維生素和礦物質(zhì)）和其它微量組分如風(fēng)味 劑、色素、防腐劑以及其它功能性添加劑（例如穩(wěn)定劑，乳化劑等）。無(wú)論如何，在四種基本 組分中，重構(gòu)過(guò)程大多經(jīng)常涉及蛋白和淀粉。蛋白和淀粉重構(gòu)的內(nèi)在原因包括對(duì)于膳食蛋 白和碳水化合物的全球需求和與這些食品相關(guān)的更高價(jià)格（由此支持更高的利潤(rùn)率和相 應(yīng)的經(jīng)濟(jì)活力）。
[0005] 豆奶（基本上為粉碎的大豆和水的懸浮液）的制備和隨后的用途是公知的并且顯 示了數(shù)種用于蛋白重構(gòu)的廣泛使用的技術(shù)。盡管豆奶可以被作為飲料或者經(jīng)發(fā)酵而使用， 其更經(jīng)常地被用作數(shù)種其它構(gòu)建食品產(chǎn)品的起始原料。例如，豆腐是如下制備的：用鈣鹽沉 淀豆奶蛋白以形成凝塊，隨后將凝塊排水、擠壓和清洗，得到含蛋白的（proteinaceous)食 品廣品。
[0006] 可以認(rèn)為多種其它重構(gòu)技術(shù)是用于粉碎的肉產(chǎn)品情況，由此將水包油型乳液包覆 于不溶蛋白和肌纖維的凝膠中。將通常為低價(jià)值的原料肉蛋白基質(zhì)體系和高結(jié)締組織的分 割肉或下腳料粉碎以降低顆粒大小。初始粉碎后，將肉蛋白基質(zhì)與多種乳化鹽（例如磷酸 鹽等）和其它組分混合以促進(jìn)肌纖維粘結(jié)劑的提取。這樣的肌肉蛋白在升高的溫度條件下 粘結(jié)更好。在這些過(guò)程中，蒸煮是為了重新激活蛋白粘結(jié)劑，重組粉碎的顆粒并完成重構(gòu)過(guò) 程。這樣的肉乳液相當(dāng)穩(wěn)定，但即使發(fā)生凝聚，脂球的運(yùn)動(dòng)也被重構(gòu)的蛋白基質(zhì)所限制。
[0007] 奶酪顯示了關(guān)于蛋白重構(gòu)的其它方面。從歷史角度看，最初發(fā)展加工奶酪是為了 解決天然奶酪固有的勻質(zhì)性（homogeneity)和保質(zhì)期問(wèn)題。盡管天然奶酪是從奶直接制 造，但是加工奶酪是通過(guò)在乳化劑的存在下使一種或多種天然奶酪和任選的其它乳或非乳 成分混合來(lái)生產(chǎn)。持續(xù)混合下的熱處理導(dǎo)致保質(zhì)期延長(zhǎng)的更勻質(zhì)產(chǎn)品。在美國(guó)聯(lián)邦法規(guī) (UnitedStatesCodeofFederalRegulations) (CFR)中，加工奶酪是通用術(shù)語(yǔ)，其包括巴 氏殺菌加工奶酪、巴氏殺菌加工奶酪食品和巴氏殺菌加工奶酪涂抹醬，所有這些都基于處 理參數(shù)、成分、脂和水分（moisture)含量等進(jìn)行規(guī)范（見(jiàn)21CFR133. 169-133. 180)。適合 乳化劑的選擇和天然奶酪的選擇（例如，關(guān)于年份，風(fēng)味等）均是確定所得到的加工奶酪的 物理化學(xué)性質(zhì)和功能性質(zhì)的關(guān)鍵因素。
[0008] 目前，有十三種乳化劑被批準(zhǔn)使用（單獨(dú)或組合）：磷酸一、二和三鈉，磷酸二鉀， 六偏磷酸鈉，酸式焦磷酸鈉，焦磷酸四鈉，磷酸鋁鈉，檸檬酸鈉，檸檬酸鉀，檸檬酸鈣，酒石酸 鈉和酒石酸鉀鈉。在美國(guó)的加工奶酪生產(chǎn)中最常見(jiàn)的乳化鹽為檸檬酸三鈉和磷酸二鈉。檸 檬酸三鈉是用于片狀的加工奶酪種類的優(yōu)選乳化鹽，而磷酸二鈉（或者適合的磷酸二和三 鈉的組合）用于條型的加工奶酪和加工奶酪涂抹醬中。在某些應(yīng)用中，低水平的六偏磷酸 鈉也與這些乳化鹽一起使用。磷酸鋁鈉經(jīng)常與馬蘇里拉（mozzarella)型的模擬加工奶酪 類型一起使用，以替代冷凍比薩上的馬蘇里拉奶酪。無(wú)論如何，這樣的乳化鹽的固體重量不 超過(guò)相應(yīng)的CFR限定的加工奶酪重量的百分之三（21CFR§ 133. 169(c))。在CFR未限定的 加工奶酪中使用的乳化劑遵循安全和適宜的臨時(shí)原則。
[0009] 通常，乳化鹽是用于螯合鈣和調(diào)節(jié)pH值。兩種功能輔助存在于天然奶酪中的蛋白 的水合以促進(jìn)水相和脂相的相互作用，由此產(chǎn)生更勻質(zhì)的乳液。更具體地，這樣的鹽的功 能可以通過(guò)將其與天然奶酪的生產(chǎn)進(jìn)行對(duì)比來(lái)理解。牛乳的特征在于四種主要的酪蛋白 類型：asl-酪蛋白、as2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白，其中每種均為兩親性的（具有 疏水和親水部分并含有共價(jià)連接的磷酸酯基團(tuán)）。在水性乳液環(huán)境中，奶酪蛋白采用由蛋 白-蛋白疏水相互作用和膠體磷酸鈣調(diào)節(jié)的交聯(lián)而穩(wěn)定的膠束構(gòu)型。κ-酪蛋白主要存在 于膠束表面上，疏水部分嵌入其中并且?guī)ж?fù)電的親水部分朝向外面的水相。膠束相互排斥， 由此穩(wěn)定乳液。在天然奶酪生產(chǎn)期間，酶（如凝乳酶）對(duì)κ-酪蛋白的作用切割了親水部 分，使得膠束不穩(wěn)定。α-和β-酪蛋白的磷酸絲氨酸殘基之間的鈣調(diào)節(jié)的交聯(lián)產(chǎn)生水不溶 性的鈣-副酪蛋白磷酸鹽的復(fù)合物網(wǎng)絡(luò)（其通常被稱為凝乳），其中懸浮有脂相。
[0010] 相比于天然奶酪，加工奶酪可以被描述為穩(wěn)定的水包油型乳液。乳化劑（如上述 的鹽）與連續(xù)的加熱和混合一起通過(guò)替代磷酸鈣復(fù)合物并分散鈣-副酪蛋白磷酸鹽網(wǎng)絡(luò)而 改善了酪蛋白的乳化。分散的網(wǎng)絡(luò)與脂相相互作用，并在冷卻時(shí)提供具有新的和不同于天 然奶酪結(jié)構(gòu)的加工奶酪結(jié)構(gòu)，該加工奶酪結(jié)構(gòu)具有經(jīng)均勻的蛋白凝膠乳化的脂相。
[0011] 所得到的穩(wěn)定，勻質(zhì)的加工奶酪結(jié)構(gòu)提供廣泛的產(chǎn)品形式（例如條、片、碎塊、碎 片和涂抹醬等）以及食品制備和服務(wù)工業(yè)中對(duì)應(yīng)的眾多終端用途。然而，現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)識(shí)到 許多缺點(diǎn)和不足，其中數(shù)種可能與乳化鹽的使用直接相關(guān)。例如，觀察到刺眼的晶體形成并 已經(jīng)將其與各種磷酸和檸檬酸鹽的相對(duì)不溶性關(guān)聯(lián)，其進(jìn)一步受pH值和儲(chǔ)存條件的影響。 從更功能性的角度看，油分離可能是由不適合的鹽含量連同pH值、酪蛋白水平和處理溫度 條件一起導(dǎo)致的。另外，乳化鹽的選擇可能不利地影響加工奶酪的不融和融化質(zhì)地性質(zhì)?？?能最重要的是，從產(chǎn)品標(biāo)簽上的包括乳化鹽（例如焦磷酸鹽，磷酸鋁等）的說(shuō)明得到不利的 消費(fèi)者感知。
[0012] 因此，連同與加工奶酪相關(guān)的其它長(zhǎng)期存在的問(wèn)題，本領(lǐng)域中仍然對(duì)于具有所選 益處的加工奶酪并且沒(méi)有與乳化鹽使用相關(guān)缺點(diǎn)的奶酪產(chǎn)品的提供存在持續(xù)關(guān)注。
[0013] 發(fā)明概沐
[0014] 根據(jù)上述內(nèi)容，本發(fā)明的目的是提供一種或多種制備重構(gòu)蛋白基質(zhì)的方法，由此 克服包括上述所列那些在內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)的各種不足和缺點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā) 明的一個(gè)或多個(gè)方面能夠達(dá)到某些目的，而一個(gè)或多個(gè)其它方面能夠達(dá)到某些其它目的。 每個(gè)目的可能不會(huì)在其所有方面都等同適用于本發(fā)明的每個(gè)方面。因此，可以將以下目的 視為關(guān)于本發(fā)明任一方面的可備選方案。
[0015] 本發(fā)明的目的可以是從較低成本的天然奶酪起始原料提供增值的天然奶酪。
[0016] 本發(fā)明的另一個(gè)目的可以是提供這樣的增值天然奶酪，其具有均一的預(yù)定風(fēng)味、 質(zhì)地和結(jié)構(gòu)特性，雖然對(duì)應(yīng)的天然奶酪起始原料是不一致的。
[0017] 單獨(dú)地或者與一個(gè)或多個(gè)前述目的一起的本發(fā)明的另一個(gè)目的可以是在不使用 加工奶酪所用種類的乳化鹽的情況下實(shí)現(xiàn)這樣的結(jié)果。
[0018] 本發(fā)明的其它目的、特征、益處和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)本概述和下面各種實(shí)施方式的描述 而變得明顯，并且具有各種奶酪生產(chǎn)技術(shù)知識(shí)的本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解。從上述內(nèi)容 連同所附實(shí)施例、數(shù)據(jù)、附圖和從中得到的所有合理推論可理解這樣的目的、特征、益處和 優(yōu)勢(shì)。
[0019] 總體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以涉及制備重構(gòu)的含蛋白食品產(chǎn)品的方法。這樣的方法可以 包括提供包含水、脂、蛋白和鹽的初始基質(zhì)體系；用包含選自氫氧化物類物質(zhì)、陰離子堿類 物質(zhì)及其組合的制劑的改性組分處理這樣的基質(zhì)體系，這樣的制劑的量可以為至少部分地 足以改性這樣的基質(zhì)蛋白的二級(jí)、三級(jí)或四級(jí)結(jié)構(gòu)，可以認(rèn)為這樣的改性是針對(duì)這樣的基 質(zhì)體系的粘彈性性質(zhì)；以及使這樣經(jīng)改性的基質(zhì)體系與調(diào)味組合物相互作用，調(diào)味組合物 包含至少一種為特定的含蛋白食品產(chǎn)品獨(dú)特配制的風(fēng)味組分，這樣的風(fēng)味組合物的量可以 是至少部分地足以重構(gòu)這樣的經(jīng)改性的基質(zhì)體系。在某些實(shí)施方式中，每種前述處理或基 質(zhì)改性和相互作用或基質(zhì)重構(gòu)步驟可以在環(huán)境溫度/室溫和環(huán)境壓力/常壓下、