СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНАЛОГА МЯСА И АНАЛОГ МЯСА, ПОЛУЧЕННЫЙ С ЕГО ПОМОЩЬЮ Российский патент 2024 года по МПК A23J3/22 A23L13/00 A23K10/20 A23K40/00 A23K50/00 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет относительно заявки на патент Германии с серийным № 102019122904.9, поданной 17 августа 2019 г., содержание которой включено в данный документ посредством ссылки во всей полноте.

1. Область изобретения

Раскрытый в настоящее время предмет изобретения относится к способам производства пищевых компонентов и, в частности, аналогов мяса, для использования в продуктах питания для домашних животных или людей.

2. Уровень техники

Корма для домашних животных уже давно производят из побочных продуктов животного происхождения и ингредиентов неживотного происхождения с получением высококачественного корма, который обеспечивает домашнее животное необходимым профилем питательных веществ, не конкурируя с пищевыми потребностями человека в мясе. По мере увеличения численности населения в мире, ожидается рост мирового спроса на пищевые продукты с высоким содержанием белка. Следовательно, существует растущая потребность в кормах для домашних животных, приготовленных из аналогов мяса, которые удовлетворяют потребности домашних животных и которые также являются достаточно привлекательными на вкус.

Аналоги мяса, как правило, готовят путем смешения, измельчения и эмульгирования смеси сырых мясных ингредиентов, таких как говядина, свинина, баранина, курица или их комбинации, полученных из мышечной ткани и мясных субпродуктов. Такие сырые мясные ингредиенты затем смешивают с различными сухими ингредиентами, например, растительными субпродуктами, крахмалами, витаминами, минералами, камедями и глютенами, с получением мясной эмульсии. Полученную мясную эмульсию затем экструдируют в непрерывный пласт или лист, который в дальнейшем переносят в пропарочный туннель, где пласт или лист отваривают под воздействием тепла. Отваренный пласт или лист затем нарезают на куски, формируя аналоги мяса. Необязательно может быть добавлен соус или т.п., и аналоги мяса затем могут быть упакованы и обработаны для стерилизации. Аналоги мяса, приготовленные с помощью такого способа, также называют кусками формованного паром мяса (SFM).

При приготовлении кусков формованного паром мяса (SFM) питательные материалы используют не полностью, так как образуется, например, пыль и др. Эти материалы от кусков формованного паром мяса (SFM), как правило, могут быть повторно использованы в процессе изготовления кусков на очень низком уровне. Причина состоит в том, что белок, нагретый до 90-100°C, денатурируется и размягчает текстуру только что сформованных паром кусков мяса. Таким образом, устойчивость процесса формования паром кусков мяса низкая, остатки производства от формованных паром кусков мяса редко могут быть использованы повторно.

Следовательно, остается потребность в улучшенных способах производства аналогов мяса, имеющих повышенную устойчивость, в которых остатки производства могут быть повторно введены в процесс без ухудшения их качества, особенно относительно вкусовой привлекательности приготовленных аналогов мяса.

3. Сущность изобретения

Настоящее изобретение предлагает новые способы производства аналогов мяса. Такие способы могут успешно давать аналоги мяса с улучшенной вкусовой привлекательностью по сравнению с существующими аналогами мяса. Способы по настоящему изобретению также показывают повышенную устойчивость, так как остатки производства могут быть повторно введены в процесс без ухудшения качества приготовленных из них аналогов мяса, например, в отношении вкусовой привлекательности.

Настоящее изобретение предлагает способы производства аналогов мяса, включающие: a) введение мясной смеси, содержащей белок, в нагревательную установку и нагревание мясной смеси до температуры выше температуры плавления белка с получением подвергнутого тепловой обработке продукта; b) перемещение подвергнутого тепловой обработке продукта в охлаждающую установку и охлаждение подвергнутого тепловой обработке продукта до температуры ниже температуры кипения воды при давлении окружающей среды на выходе из охлаждающей установки; и c) разделение охлажденного подвергнутого тепловой обработке продукта на куски, в которых приблизительно от 1 до 30% масс. кусков повторно вводят в процесс.

В некоторых вариантах осуществления приблизительно от 5 до 25% масс. кусков может быть повторно введено в процесс.

В некоторых вариантах осуществления мясная смесь может быть нагрета до температуры, по меньшей мере, приблизительно 130°C. В конкретных вариантах мясная смесь может быть нагрета до температуры приблизительно от 140 до 170°C.

В некоторых вариантах осуществления нагревательная установка включает: первую нагревательную установку, в которой мясная смесь может быть нагрета до температуры выше температуры денатурации белка в мясной смеси, но ниже температуры плавления белка, с получением первого подвергнутого тепловой обработке продукта; вторую нагревательную установку, в которой первый подвергнутый тепловой обработке продукт может быть нагрет до температуры выше температуры плавления белка с получением второго подвергнутого тепловой обработке продукта; и средства перемещения, расположенные между первой и второй нагревательными установками. В некоторых вариантах осуществления нагревательная установка может представлять собой единую нагревательную установку, работающую с разными температурными зонами подаваемой нагревающей среды, пара или их комбинации по ее длине. В конкретных вариантах осуществления единая нагревательная установка может работать при растущих температурах от входа до выхода единой нагревательной установки. Например, в некоторых вариантах единая нагревательная установка может работать с постепенным повышением температуры.

В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, одна из первой нагревательной установки, второй нагревательной установки или единой нагревательной установки может включать теплообменник с очищаемой поверхностью. В конкретных вариантах осуществления первая и вторая нагревательные установки могут включать теплообменник с очищаемой поверхностью.

В некоторых вариантах осуществления разность температур мясной смеси и поверхности единой нагревательной установки на всех расстояниях от входа единой нагревательной установки может быть приблизительно между 7 и 50°C. В конкретных вариантах разность температур мясной смеси и поверхности единой нагревательной установки на всех расстояниях от входа единой нагревательной установки может быть приблизительно между 10 и 30°C.

В некоторых вариантах осуществления единая нагревательная установка может иметь температурную зону приблизительно 50°C на входе единой нагревательной установки и температурную зону приблизительно 170°C на выходе единой нагревательной установки. В конкретных вариантах единая нагревательная установка может включать, по меньшей мере, три температурные зоны. Например, в некоторых вариантах единая нагревательная установка может включать, по меньшей мере, пять температурных зон с температурами приблизительно 50°C, приблизительно 80°C, приблизительно 110°C, приблизительно 140 и 170°C, соответственно, от входа до выхода единой нагревательной установки.

В некоторых вариантах осуществления давление в нагревательной установке может быть выше, чем давление водяных паров при температуре плавления белка в мясной смеси. В конкретных вариантах осуществления давление в нагревательной установке может составлять приблизительно от 800 до 2000 кПа.

В некоторых вариантах осуществления куски могут быть повторно введены в процесс с помощью поршневого насоса.

Настоящее изобретение также предлагает аналоги мяса, произведенные способами в соответствии с настоящим описанием.

4. Краткое описание чертежей

ФИГ. 1 иллюстрирует график зависимости количества композиций аналога мяса, приготовленных в соответствии с настоящим описанием, съеденное группой кошек, от количества добавленной переработки в соответствии с примерами 1 и 2.

ФИГ. 2A иллюстрирует график зависимости значений твердости приготовленных композиций аналогов мяса от количества добавленной переработки в соответствии с ФИГ. 2B и примерами 1 и 3.

ФИГ. 2B показывает диаграмму значений твердости приготовленных композиций аналогов мяса в зависимости от количества добавленной переработки в соответствии с примерами 1 и 3.

5. Подробное описание

Настоящее изобретение предлагает улучшенные способы производства аналогов мяса. Аналоги мяса, предложенные в соответствии со способами настоящего изобретения, обладают улучшенными вкусовыми качествами по сравнению с существующими аналогами мяса. Такие способы могут иметь повышенную устойчивость в том, что остатки производства могут быть повторно введены в процесс без ухудшения их качества, особенно относительно вкусовой привлекательности приготовленных аналогов мяса.

Данное подробное описание для ясности, но не для ограничения, поделено на следующие подразделы:

5.1. Определения

5.2. Способы получения аналогов мяса и

5.3. Способы использования аналогов мяса.

5.1. Определения

Термины, используемые в этом описании, в целом имеют свои обычные значения для данной области техники, в контексте данного изобретения и в конкретном контексте, где используется каждый термин. Некоторые термины обсуждены ниже или в другом месте описания, чтобы дать дополнительное руководство по описанию композиций и способов по настоящему изобретению, а также по их получению и использованию.

Как используется в описании и прилагаемой формуле изобретения, формы единственного числа «a», «an» и «the» включают ссылки на множественное число, если контекст явно не требует иного. Так, например, ссылка на «соединение» включает смеси соединений.

Как используется в данном документе, термины «приблизительно» или «примерно» означают «в пределах допустимого интервала ошибок» для конкретного значения, как определяет специалист в данной области техники, которое будет зависеть частично от того, как значение измеряют или определяют, то есть, от ограничений измерительной системы. Например, «приблизительно» может означать в пределах трех или более чем трех стандартных отклонений в соответствии с практикой в данной области техники. С другой стороны, «приблизительно» может означать интервал до 20%, предпочтительно до 10%, более предпочтительно до 5% и еще более предпочтительно до 1% от данного значения. Кроме того, особенно в отношении систем или способов, термин может означать «в пределах порядка величины», предпочтительно в пределах пятикратного и более предпочтительно в пределах двукратного значения.

Как используется в данном документе, термин «по меньшей мере, частично» может относиться к числу кусков, например, части или порции, которые могут быть повторно введены в процесс (например, на стадии a).

Как используется в данном документе, термины «животное» или «домашнее животное», используемые в данном описании, относятся к домашним животным, включая, но без ограничения ими, домашних собак, домашних кошек, лошадей, коров, хорьков, кроликов, свиней, крыс, мышей, песчанок, хомяков, коз и т.п. Домашние собаки и кошки представляют собой конкретные неограничивающие примеры домашних животных. Термин «животное» или «домашнее животное», используемый в данном описании, может также относиться к диким животным, включая, но без ограничения ими, буйвола, лося, оленя, оленину (?), утку, птицу, рыбу и др.

Как используется в данном документе, термины «корм для животных», «композиции корма для животных», «корм для домашних животных», «пищевой продукт для домашних животных» или «кормовая композиция для домашних животных» в данном случае используются взаимозаменяемо и относятся к композиции, предназначенной для потребления животным или домашним животных. Корма для домашних животных могут включать, без ограничения, сбалансированные по питательным веществам композиции, подходящие для ежедневого кормления, такие как сухие корма, а также добавки и/или лакомства, которые могут быть сбалансированы по питательным веществам. В альтернативном варианте осуществления добавка и/или лакомства не сбалансированы по питательным веществам. В этом отношении термины «корм для животных», «композиции корма для животных», «корм для домашних животных», «пищевой продукт для домашних животных» или «кормовая композиция для домашних животных» охватывают как лакомства для домашних животных, так и основные корма для домашних животных, определенные в изобретении.

Как используется в данном документе, термины «содержит», «содержащий» или любые другие их варианты, как подразумевают, охватывают неисключительное включение, так что процесс, способ, продукт или устройство, которые включают перечень элементов, включают не только эти элементы, а могут включать другие элементы, которые явно не перечислены или присущи таким процессу, способу, продукту или устройству.

Как используется в данном документе, термины «денатурированный» или «денатурация», относящиеся к белкам, означают, что денатурированные белки потеряли свою трехмерную структуру. Денатурированные белки могут проявлять широкий спектр характеристик, от потери растворимости до агрегации белков. Специалисту в данной области техники хорошо известно, что следует понимать под денатурированным белком.

Как используется в данном документе, термины «разделение» или «разделенный» относятся к любой операции по измельчению продукта (например, подвергнутого тепловой обработке продукта), например, к разрезанию, разрыхлению, разрыванию, отжиманию, молотковому измельчению и др.

Как используется в данном документе, ссылки на «вариант осуществления», «один вариант осуществления», «в разных вариантах осуществления» и т.д., указывают на то, что описанный(е) вариант(ы) осуществления может/могут включать конкретные признак, структуру или характеристику, но каждый вариант осуществления не может обязательно включать конкретный признак, структуру или характеристику. Более того, такие выражения не являются обязательно относящимися к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, когда конкретные признак, структура или характеристика описаны в связи с вариантом осуществления, предполагается, что специалисту в данной области техники известно, как повлиять на такие признак, структуру или характеристику в связи с другими вариантами осуществления, описанными явно или нет. После прочтения описания специалисту в соответствующих областях техники будет понятно, как реализовать изобретение в альтернативных вариантах осуществления.

Как используется в данном документе, термины «вкусовая привлекательность» или «приятный на вкус» относятся к тому, что продукт является желательным с точки зрения вкусовой привлекательности или вкуса. Кроме того, термины «вкусовая привлекательность» или «приятный на вкус», как используется в данном документе, относятся к степени, в которой кормовой продукт для домашнего животного является привлекательным или вкусным для животного. Это соответствующим образом определяют с помощью тестов на кормление, например, тестов на различие или тестов на ранжирование. В некоторых вариантах осуществления «вкусовая привлекательность» может означать относительное предпочтение одного кормового продукта в сравнении с другим. Например, когда животное отдает предпочтение одному из двух или более кормовых продуктов, предпочтительный кормовой продукт является более «приятным на вкус» и имеет «улучшенную вкусовую привлекательность» или «повышенную вкусовую привлекательность». В некоторых вариантах относительная вкусовая привлекательность одного кормового продукта по сравнению с одним или несколькими другими кормовыми продуктами может быть определена, например, в параллельных сравнениях со свободным доступом к кормам, например, по относительному потреблению кормовых продуктов или по другим подходящим критериям предпочтения, указывающим на вкусовую привлекательность.

Как используется в данном документе, термин «аналог мяса» относится к заменителю мяса, приемлемому для использования в корме для домашних животных или животных в качестве замещения мяса, который может представлять собой соответственно «кусок». Аналог мяса может иметь сенсорные характеристики, аналогичные мясу, прошедшему тепловую обработку. Аналоги мяса могут быть введены в пищевые продукты для домашних животных или человека. Они особенно могут быть приемлемы для включения во влажные пищевые продукты для домашних животных всех типов, например, они могут быть введены в паштеты, батончики и кусочки в соусе. Они особенно могут быть приемлемы для включения в продукты типа «кусочки в соусе», например, продукты типа «кусочки в подливке», «кусочки в желе» или «кусочки в муссе». Аналоги мяса, как правило, могут быть длиной приблизительно между 8 и 30 мм по наиболее длинному направлению. Аналоги мяса могут иметь пищевую композицию из влаги, белка, жира и золы. Например, аналоги мяса могут соответственно иметь композицию питательных веществ из приблизительно от 45 до 65% влаги, или приблизительно от 50 до 56% влаги, приблизительно от 25 до 36% белка, приблизительно 4 до 13% жира и приблизительно от 1 до 3% золы.

Как используется в данном документе, термин «мясная смесь» относится к густой смеси воды и других веществ, полученных из сырьевых материалов, таких как мясо или мясные субпродукты. Она не является эмульсией, такой как майонез или молоко, но она представляет собой дисперсию частиц жира и воздушных пузырьков в сложной фазе, состоящей из воды, солюбилизированного мясного белка, клеточных компонентов и других ингредиентов. Она также может быть названа «мясной эмульсией» или «мясной суспензией». Эти термины являются хорошо понятными в данной области техники и используются взаимозаменяемо. Как правило, мясная смесь содержит непрерывную фазу, в которой водная среда, содержащая растворимые белки, растворимые компоненты мышц, сегменты мышечных волокон, волокна соединительной ткани, кости и др. и необязательно материалы растительного происхождения, такие как белки, и/или крахмалы, и/или волокна, и/или минералы. Мясные смеси/эмульсии/суспензии также могут содержать другие добавки, которые являются обычными для данной области техники. Мясные смеси могут быть получены известными способами, например, путем фрагментирования замороженного мяса, полученного из скелетных мышц животного, с получением фрагментов мяса, которые могут быть смешаны с водой, одним или несколькими связующими агентами и необязательно с другими ингредиентами. Замороженное мясо может быть соответствующим образом нарезано, расплющено и измельчено для создания мясной смеси/суспензии/эмульсии. Как правило, измельченную мясную суспензию будут уменьшать по размеру с использованием системы, включающей вращающиеся и статические элементы, например, посредством вращающихся ножей на матричных плитах, и, наконец, пропускать через отверстие характерного диаметра. В разных вариантах осуществления максимальный диаметр отверстия может составлять приблизительно 0,5 мм, приблизительно 1 мм, приблизительно 2 мм, приблизительно 3 мм, приблизительно 4 мм, приблизительно 5 мм, приблизительно 6 мм, приблизительно 7 мм, приблизительно 8 мм, приблизительно 9 мм и/или приблизительно 10 мм. Полученная более тонко измельченная мясная эмульсия может быть подходящим образом перенесена в смеситель, где вода, сухие ингредиенты (например, белковый порошок растительного происхождения) и жидкие ингредиенты (например, красители) необязательно могут быть добавлены для получения мясной смеси.

Как используется в данном документе, термины «диетически полноценная» или «сбалансированная по питательным веществам» при ссылке на композицию означают, что композиция имеет требуемые питательные вещества для поддержания жизнедеятельности в надлежащих количествах и пропорциях на основании рекомендаций признанных органов власти, включая правительственные учреждения. Например, но не в качестве ограничения, в контексте корма для домашних животных таким учреждением может быть Центр ветеринарной медицины Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (United States Food и Drug Administration’s Center for Veterinarian Medicine) или Американская корпорация по контролю за кормами (American Feed Control Officials Incorporated) в области питания домашних животных, за исключением для дополнительной потребности в воде. Например, но не для ограничения, в контексте пищевого продукта для человека таким агентством может быть Управление по санитарному надзору за пищевыми продуктами и медикаментами США (United States Food и Drug Administration (FDA)).

Как используется в данном документе, термин «белок» относится к одному или нескольким белкам, предоставляемым одним или несколькими сырьевыми материалами. Белок соответственно может представлять собой животные белки, растительные белки или любую их комбинацию. Животные белки могут включать любой белок животного происхождения (в том числе белки позвоночных и беспозвоночных), например, белки, полученные от млекопитающих, птицы, рыбы и насекомых. Примеры подходящих животных белков включают белки, полученные из курицы, индейки, говядины, баранины, свинины, оленины, буйвола, утки, кенгуру, моллюсков, ракообразных, лосося, тунца, сига и т.д. Они соответствующим образом могут быть получены из мышечного мяса, органов, сухожилий, костей и др. Другие подходящие животные белки могут включать молочные или яичные белки. Подходящие растительные белки могут включать белки, полученные из пшеничного глютена, изолята соевого белка, кукурузы, гороха, риса, арахиса, конопли, семян хлопка, люпина, картофеля и т.д., или их смесей. Белки могут находиться в любой подходящей форме, например, изолированные или частично изолированные, концентрированные, измельченные и т.д.

Как используется в данном документе, термин «температура плавления» белка представляет собой температуру, при которой он меняет состояние от твердого до жидкого при выбранном давлении. Температура денатурации белка может быть измерена методами, хорошо известными в данной области техники, например, с использованием анализатора переработки каучука. В качестве анализатора переработки каучука может быть использован соответствующий анализатор компании TA Instruments, Wetzlar, Germany, Model RPA Elite, который измеряет вязкоупругие свойства образцов белка/влаги, проводя анализ развертки температуры, чтобы получить диапазон плавления белка.

Как используется в данном документе, термин «повторно используемые питательные материалы», «ПИПМ» («RNM») или «переработка» относятся к питательным материалам, например, аналогам мяса, повторно используемым или повторно вводимым в процесс их производства.

Как используется в данном документе, термин «теплообменник с очищаемой поверхностью» или «SSHE» относится к механическому устройству, имеющему нагретую поверхность и приспособление для удаления материала с нагретой поверхности путем соскабливания.

Как используется в данном документе, термин «массовый процент» относится к массовому количеству составляющей или компонента, например, в кормовой композиции для домашних животных в виде процента от общей массы кормовой композиции для домашних животных. Термин «массовый процент» также можно отнести к массе составляющей или компонента, например, в аналоге мяса в виде процента от общей массы аналога мяса. Термины «массовый процент», «% масс.», «масс. %» и «масс%» используются взаимозаменяемо.

5.2. Способы изготовления аналогов мяса

Настоящее изобретение предлагает способы производства аналогов мяса. В некоторых вариантах осуществления способ может включать введение мясной смеси, содержащей белок, в нагревательную установку. Мясная смесь может быть нагрета до температуры выше температуры плавления белка с получением подвергнутого тепловой обработке продукта. Подвергнутый тепловой обработке продукт может быть перемещен в охлаждающую установку. Подвергнутый тепловой обработке продукт может быть охлажден до температуры ниже температуры кипения воды при давлении окружающей среды на выходе из охлаждающей установки. В некоторых вариантах охлажденный подвергнутый тепловой обработке продукт может быть разделен на куски. Такие куски могут быть, по меньшей мере, частично повторно введены в процесс. Например, в некоторых вариантах осуществления приблизительно от 1 до 30% масс. кусков может быть повторно введено в процесс.

Часть или порция кусков, подлежащая повторному введению в процесс, может быть повторно введена в нескольких местах. Например, если добавляют приблизительно 100% масс. повторно используемых питательных материалов (ПИПМ (RNM)), то такая переработка может быть напрямую введена в процесс плавления в нагревательной установке. Если переработка составляет меньше чем приблизительно 100% масс., такая переработка может быть, например, использована при приготовлении мясной смеси.

Нагревательная установка соответственно может представлять собой любую систему нагревания, известную в данной области техники, например, она может содержать эмульгатор с высоким усилием сдвига, теплообменник или диэлектрический нагреватель. В некоторых вариантах осуществления нагревательная установка может включать теплообменник, например, теплообменник с очищаемой поверхностью (SSHE). Например, подходящий теплообменник с очищаемой поверхностью может включать трубчатое устройство с обогреваемой рубашкой, окружающей его внешнюю стенку, через которую передается тепло. Такое трубчатое устройство может включать центральный ротор с прикрепленными к нему скребками. Когда такой центральный ротор вращается, скребки могут удалять продукт с внутренней стенки трубчатого устройства. При использовании смесь ингредиентов может быть подана в один конец трубчатого устройства и продавлена через устройство. Нагревание и перемещение через кольцевое пространство между нагретой внутренней стенкой цилиндра и центральным ротором приводит к преобразованию смеси. Теплообменники с очищаемой поверхностью могут иметь преимущество в постоянном перемещении смеси ингредиентов через трубу или аналогичный полый цилиндр, которые расположены так, что тепло подают к их внешней поверхности. Это может быть достигнуто за счет помещения трубы или цилиндра в водяную баню, которую можно поддерживать при желаемой температуре, например, путем помещения трубы или цилиндра в теплоноситель, паровую камеру, термомасло или другую подходящую нагретую среду, которые можно поддерживать при желаемой температуре. В некоторых вариантах осуществления может быть использован внешний источник наружной температуры с электрическим обогревом. Разность температур внутри и снаружи теплообменника с очищаемой поверхностью может вызывать нагревание смеси ингредиентов за счет непрямого нагревания. Теплообменники с очищаемой поверхностью хорошо известны в данной области техники. В некоторых вариантах осуществления как первая, так и вторая нагревательные установки могут включать теплообменник. В конкретных вариантах как первая, так и вторая нагревательные установки могут включать теплообменник с очищаемой поверхностью.

В некоторых вариантах осуществления нагревательная установка может содержать первую нагревательную установку, в которой мясную смесь нагревают до температуры выше температуры денатурации белка в мясной смеси, но ниже температуры плавления белка с получением первого подвергнутого тепловой обработке продукта; вторую нагревательную установку, в которой первый подвергнутый тепловой обработке продукт нагревают до температуры выше температуры плавления белка с получением второго подвергнутого тепловой обработке продукта; и средства перемещения между первой и второй нагревательными установками.

В некоторых вариантах осуществления нагревательная установка может представлять собой единую нагревательную установку с разными температурными зонами подаваемой нагревающей среды и/или пара вдоль ее длины, например, с растущей температурой от входа до выхода единой нагревательной установки и/или единая нагревательная установка работает с постепенным повышением температуры.

В некоторых вариантах нагревательная установка может включать микроволновую нагревательную установку, радиочастотную нагревательную установку или омическую нагревательную установку, и их использование может сократить время пребывания продукта в нагревательной установке.

В некоторых вариантах осуществления способ по настоящему изобретению может включать использование дополнительных нагревательных установок, например, нагревательной установки перед стадией a) для нагревания мясной смеси до температуры ниже температуры денатурации белка, и/или еще одну нагревательную установку между первой и второй нагревательной установкой для дополнительного нагревания первого подвергнутого тепловой обработке продукта ниже температуры плавления белка.

В некоторых вариантах осуществления две или несколько нагревательных установок могут работать параллельно на одной технологической стадии.

В альтернативном варианте, в котором используют первую и вторую нагревательные установки, когда мясная смесь входит в первую нагревательную установку, она предпочтительно может иметь температуру приблизительно между 10 и 45°C или приблизительно между 15 и 35°C. Суспензия соответственно может быть прокачана в установку при давлении приблизительно от 800 до 2000 кПа или приблизительно от 1000 до 1250 кПа и может быть нагрета, пока она проходит через установку, например, за счет подачи пара в рубашку обогрева.

В некоторых вариантах осуществления мясная смесь может быть нагрета в первой нагревательной установке до температуры приблизительно от 90 до 125°C, приблизительно от 100 до 125°C, приблизительно от 90 до 115°C, приблизительно от 100 до 115°C, приблизительно от 90 до 110°C или приблизительно от 100 до 110°C. В некоторых вариантах осуществления первый подвергнутый тепловой обработке продукт может быть нагрет во второй нагревательной установке до температуры приблизительно от 140 до 170°C, приблизительно от 145 до 170°C, приблизительно от 150 до 170°C, приблизительно от 155 до 170°C, приблизительно от 160 до 170°C, приблизительно от 140 до 165°C, приблизительно от 145 до 165°C, приблизительно от 150 до 165°C, приблизительно от 155 до 165°C или приблизительно от 160 до 165°C.

Отношение времени пребывания мясной смеси в первой нагревательной установке ко времени пребывания мясной смеси во второй нагревательной установке может составлять приблизительно от 1:1 до 14:2, приблизительно от 9:8 или 8:5 до 6:2 или приблизительно от 4:2 до 7:3.

В некоторых вариантах осуществления давление в первой нагревательной установке и давление во второй нагревательной установке может превышать давления водяного пара при соответствующей локальной температуре. В конкретных вариантах давление в первой нагревательной установке и давление во второй нагревательной установке может быть по существу одинаковым и может находиться в интервале приблизительно от 800 до 2000 кПа, приблизительно от 800 до 1800 кПа, приблизительно от 1000 до 1800 кПа, приблизительно от 1000 до 1500 кПа или приблизительно от 1000 до 1250 кПа. Этот интервал давления может обеспечить эффективную передачу тепла и уменьшение износа оборудования, например, скребков в теплообменнике с очищаемой поверхностью.

Второй подвергнутый тепловой обработке продукт может быть разделен на куски при температуре приблизительно от 40 до 105°C, приблизительно от 40 до 95°C, приблизительно от 40 до 80°C, приблизительно от 40 до 70°C, приблизительно от 50 до 80°C или приблизительно от 50 до 70°C.

В некоторых вариантах осуществления в способе можно использовать единую нагревательную установку, в котором единая нагревательная установка может включать единый теплообменник с очищаемой поверхностью. Такой вариант осуществления включает только одну нагревательную установку, которую используют и которая работает в процессе. Единая нагревательная установка может содержать единый теплообменник с очищаемой поверхностью и в некоторых вариантах осуществления состоит из единого теплообменника с очищаемой поверхностью.

В некоторых вариантах единая нагревательная установка может быть введена в работу на стадии c) с разными температурными зонами подаваемой нагревающей среды и/или пара вдоль ее длины, например, с растущими температурами от входа до выхода единой нагревательной установки. Это может быть реализовано за счет использования нескольких зон, которые могут быть нагреты по отдельности. Например, единая нагревательная установка может быть окружена несколькими кожухами, имеющими отдельную подачу пара при разных температурах. В некоторых вариантах осуществления может быть предусмотрено, например, по меньшей мере, три (3) или четыре (4) зоны. В некоторых вариантах предусмотрено пять (5) зон с температурами подаваемой нагревающей среды и/или пара, лежащими в интервале от приблизительно 50°C, приблизительно 80°C, приблизительно 110°C, приблизительно 140°C и приблизительно 170°C, соответственно, что позволяет ограничить разность температур мясной смеси и поверхности единой нагревательной установки так, чтобы она находилась приблизительно между 7 и 50°C или приблизительно между 10 и 30°C. Такой вариант осуществления, как определено, исключает перегрев мясной смеси и улучшает вкусовую привлекательность полученного в итоге аналога мяса.

Когда мясная смесь входит в единую нагревательную установку, она может иметь температуру приблизительно от 10 до 45°C или приблизительно от 15 до 35°C. Мясная смесь может быть прокачана в установку под давлением приблизительно от 800 до 2000 кПа или приблизительно от 1000 до 1250 кПа и нагрета по мере ее прохождения через установку, например, за счет подачи в рубашку обогрева жидкой нагревающей среды и/или пара. В некоторых вариантах давление в единой нагревательной установке может находиться в интервале приблизительно от 800 до 2000 кПа, приблизительно от 800 до 1800 кПа, приблизительно от 1000 до 1800 кПа, приблизительно от 1000 до 1500 кПа или приблизительно от 1000 до 1250 кПа. Этот интервал давления может обеспечить эффективную передачу энергии (гарантируя, что вода внутри мясной смеси будет удерживаться в жидком состоянии) и снижение износа оборудования, например, скребков в теплообменнике с очищаемой поверхностью. Подвергнутый тепловой обработке продукт может быть разделен на куски при температуре приблизительно от 40 до 105°C, приблизительно от 40 до 95°C, приблизительно от 40 до 80°C, приблизительно от 40 до 70°C, приблизительно от 50 до 80°C или приблизительно от 50 до 70°C.

Мясная смесь, используемая в способе в соответствии с настоящим изобретением, может включать смесь белков, имеющих разные температуры денатурации и температуры плавления. В некоторых вариантах осуществления по существу все белки в мясной смеси могут быть денатурированы в нагревательной установке. В некоторых вариантах в нагревательной установке может быть расплавлено, по меньшей мере, приблизительно 50% масс., по меньшей мере, приблизительно 60% масс., по меньшей мере, приблизительно 70% масс., по меньшей мере, приблизительно 80% масс. или, по меньшей мере, приблизительно 90% масс. белка в пересчете на общее количество белка в мясной смеси. В конкретных вариантах осуществления плавят по существу весь белок. В некоторых вариантах необходимо расплавить количество белка, достаточное только для образования связанной и непрерывной внешней фазы подвергнутого тепловой обработке продукта, которая может нести нерасплавленные другие белки, волокна, костные частицы и др.

Температура денатурации белка может быть измерена методами, известными в данной области техники, например, с использованием анализатора переработки каучука. В качестве анализатора переработки каучука может быть использован соответствующий анализатор компании TA Instruments, Wetzlar, Germany, Model RPA Elite, который измеряет вязкоупругие свойства образцов белка/влаги, проводя анализ развертки температуры, чтобы получить диапазон плавления белка. Что касается интервала плавления используемых белков, то можно использовать реологические измерения, где интервал плавления представляет собой температурный интервал, в котором после повышения вязкости из-за денатурации (разворачивания) белков наблюдают падение вязкости, указывающее на переход от суспензии твердых веществ в гомогенную жидкую фазу. Температура плавления белка может быть измерена методами, известными в данной области техники, например, с помощью дифференциальной сканирующий калориметрии (ДСК (DSC)). Для отдельных белков соответствующие данные по температуре денатурации и температуре плавления могут быть также получены из научной литературы.

Подвергнутый тепловой обработке продукт может представлять собой слоистый и/или ориентированный продукт, сформированный по мере охлаждения материала на стадии (b). По мере затвердевания расплавленного материала может быть образована слоистая волокнистая структура аналога мяса. Стадия (b) необязательно может быть проведена под давлением приблизительно от 800 до 2000 кПа, так что белок затвердевает шаг за шагом в слоях, что создает волокнистую структуру. Таким образом, на стадии охлаждения агрегат белка может переходить от жидкого расплава (на основе более мягкого материала) в твердую фазу. Это может представлять собой нежидкий гель или каучукоподобную текстуру, которые могут быть разрезаны на более мелкие куски.

В некоторых аспектах схватывание белка может представлять собой контролируемое затвердевание расплавленного белка. Образование мясоподобных волокон может быть прямым результатом надлежащим образом регулируемого охлаждения. Как описано выше, если подвергнутый тепловой обработке продукт был нагрет выше температуры плавления белка, по меньшей мере, часть этого белка (или белковой смеси), как говорят, расплавлена. Как только белки были доведены до расплавленного состояния, при охлаждении они затвердевают в прочную эластичную массу со свойствами, подобными свойствам кожи. Эта масса с трудом поддается повторному плавлению и не может быть механически перекачена. Таким образом, важно, чтобы после плавления белок поддерживался в движении и охлаждался в охлаждающей установке, из которой затвердевший материал можно выгружать непрерывно.

Подвергнутый тепловой обработке продукт может покидать нагревательную установку при температуре, например, приблизительно от 140 до 170°C и может быть охлажден до температуры ниже температуры кипения воды в охлаждающей установке, например, с использованием трубчатой зоны охлаждения, охлаждаемой водой. В некоторых вариантах может быть использована охлаждающая головка прямоугольной формы. Продукт можно передавать через установку, например, вдоль холодной поверхности и формировать в слоистую волокнистую структуру, пока расплав затвердевает (по мере падения температуры продукта ниже его температуры плавления). Это может происходить под давлением и в движении, и белок затвердевает шаг за шагом в слои, создавая волокнистые структуры.

В некоторых вариантах осуществления охлажденный подвергнутый тепловой обработке продукт может быть разделен. Разделение может быть выполнено, например, с использованием сетки или вращающегося режущего устройства. Разделение может быть выполнено на одном или нескольких этапах, например, первая резка может быть выполнена с помощью сетчатого резака, после чего следует вторая резка с использованием вращающегося резака. Полученные аналоги мяса могут иметь неправильную, произвольную или по существую произвольную форму. Необязательно они могут быть перенесены на участок контроля для визуальной проверки для облегчения контроля качества, ручного или автоматического, например, с использованием цифровой камеры и подходящего программного обеспечения для распознавания изображений.

5.3. Способы использования аналогов мяса

В некоторых неограничивающих вариантах осуществления аналоги мяса, произведенные с помощью способов и оборудования по настоящему изобретению, могут быть использованы отдельно или могут быть включены в пищевые продукты для домашних животных или человека. Такие пищевые продукты могут включать, например, но без ограничения ими, смешанный кормовой продукт для домашних животных. Аналоги мяса по настоящему изобретению могут быть введены в паштеты, батончики и кусочки в соусе. Например, аналоги мяса по настоящему изобретению могут быть введены в продукты по типу «кусочки в соусе», например, в продукты типа «кусочки в подливе», «кусочки в желе» или «кусочки в муссе».

6. Примеры

Раскрытый в настоящее время объект изобретения будет лучше понят со ссылкой на следующие примеры, которые представлены в качестве примера изобретения, но не для его ограничения.

Пример 1: Композиции аналогов мяса

Данный пример предлагает способы производства аналогов мяса в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Три части суспензии, содержащей 90,8% мяса и производных животного происхождения, 4,7% воды и 4,5%, по меньшей мере, одного компонента из числа витаминов, минералов, усилителей вкуса, красителей и др. (все проценты являются массовыми процентами из расчета на общую массу суспензии) для получения диетически полноценного готового продукта корма для кошек, смешивают с одной частью порошка растительного белка, содержащего минимально 75% белка (живой пшеничный глютен) с получением полутвердой смеси, содержащей 30,5% сырого белка, 59% влаги и 4,5% жира (все проценты полутвердой смеси представлены в пересчете на общую массу полутвердой смеси).

Смесь подают в первый теплообменник с очищаемой поверхностью (SSHE) нагревательной установки с объемом около 17 л и отношением поверхности к объему 60 м²/м³ при давлении продукта 1200 кПа. Первый SSHE нагревательной установки непрерывно снабжают паром при температуре 134-136°C, а вал работает при 200 об/мин. Температура на выходе материала из первого SSHE нагревательной установки находится между 109 и 111°C. Материал сразу же направляют во второй SSHE нагревательной установки объемом около 9,7 л и отношением поверхности к объему 60 м²/м³ при давлении продукта 1200 кПа. Второй SSHE нагревательной установки непрерывно снабжают паром при температуре 166-168°C, а вал работает при 300 об/мин. Температура на выходе материала из второго SSHE нагревательной установки составляет 158-160°C. Время пребывания в двух нагревательных установках распределено так: две трети в первом SSHE нагревательной установки и одна треть во втором SSHE нагревательной установки. Материал затем направляют на охлаждающую поверхность, через которую его температуру понижают до ниже 80°C. Полученный твердый материал разрезают, получают аналоги мяса с собственной волокнистой структурой.

На основании этой прописи готовят композиции, включающие 0% (композиция 1), 3% (композиция 2), 5% (композиция 3), 10% (композиция 4), 25% (композиция 5) и 100% (композиция 6) (все проценты массовые) повторно используемых питательных материалов (ПИПМ) для набора испытаний на различия с чередующимися группами. Композиции получают путем направления соответствующего количества произведенного аналога мяса назад на стадию введения мясной смеси в первый SSHE нагревательной установки.

Приготовленные и испытанные композиции, включает количество переработки и количество пшеничного глютена в массовых процентах (% масс.), представлены в табл. 1.

Таблица 1

Композиция Добавление ПИПМ (RNM), % масс. Новый кусок (% масс. пшеничного глютена) 1 0% добавления ПИПМ Новый кусок содержит 25,0% пшеничного глютена 2 3% добавления ПИПМ Новый кусок содержит 25,75% пшеничного глютена 3 5% добавления ПИПМ Новый кусок содержит 26,25% пшеничного глютена 4 10% добавления ПИПМ Новый кусок содержит 27,5% пшеничного глютена 5 25% добавления ПИПМ Новый кусок содержит 31,25% пшеничного глютена 6 100% добавления ПИПМ Новый кусок содержит 25,00% пшеничного глютена*

* без добавления дополнительного пшеничного глютена

Пример 2: Испытание на кормление

Данный пример показывает испытания на кормление аналогов мяса (композиции 1-6), приготовленных в соответствии с примером 1. Композицию 1 с 0% масс. повторно используемых питательных материалов (ПИПМ) используют в качестве контроля.

Испытания по кормлению в значительной степени основано на методологии, описанной в публикации WO 2015/066009 A1 (Mathieu, et al.), которая включена в данное описание посредством ссылки во всей полноте. Используют набор из шести (6) тестов кормления на «две миски» с чередующимися группами. В каждом из тестов на «две миски» две композиции предоставляют одновременно каждой из тридцати (30) кошек. Индивидуальная кормушка доступна через индивидуальный чип ошейника кошки. Одинаковые количества каждой композиции подают в каждую из двух мисок.

В каждом из семи (7) испытаний на кормление кошам дважды выставляют две композиции. Положение двух мисок меняют при втором выставлении, чтобы исключить необъективность. Измеряют съеденное количество максимально через шестнадцать (16) часов воздействия. Данные подвергают статистическому анализу (дисперсионный анализ), чтобы сделать заключение о значимости эффекта.

Рассчитывают разницу в потреблении относительно стандартного продукта. Определяют границу не меньшей эффективности 9,84 г для используемой группы кошек. Результаты испытания на кормление представлены на ФИГ. 1. Как показано на ФИГ. 1, статистически кошки предпочитают корм для домашних животных, содержащий переработку (композиции 2-6). Наиболее предпочтителен продукт, содержащий 25% масс. переработки (композиция 5).

Пример 3: Испытание на твердость

Данный пример показывает испытание физических свойств (то есть, твердости) аналогов мяса (композиции 1-6), приготовленных в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Композицию 1 с 0% масс. повторно используемых питательных материалов (ПИПМ) используют в качестве контроля.

Твердость композиций 1-6 измеряют с использованием методологии Крамера, по которой измеряют максимальное усилие, когда 5 лезвий (толщина 3 мм и ширина 70 мм) проникают в 200 г аналога мяса. Максимальное усилие соответствует твердости. Измерение проводят на анализаторе текстуры с двум плечами TA HD с использованием тензодатчика на 250 кг.

Результаты представлены на ФИГ. 2A-B. ФИГ. 2A иллюстрирует график зависимости из таблицы, представленной на ФИГ. 2B. На ФИГ. 2A количество кусочков в %, добавленное назад во вновь сформованные кусочки, представлено на x-оси с 0% (композиция 1), 3% (композиция 2), 5% (композиция 3), 10% (композиция 4), 25% (композиция 5) и 100% (композиция 6). Как показано на ФИГ. 2A-B, твердость кусочков снижается с увеличением уровня переработки. Аналоги мяса, приготовленные способами настоящего изобретения (Композиции 2-6), дают твердость, отличную от твердости контрольной рецептуры без добавления переработки (композиция 1).

Хотя раскрытый в настоящее время предмет изобретения и его преимущества описаны подробно, следует понимать, что могут быть выполнены различные изменения, замены и модификации без отклонения от сущности и объема заявки, которые определены прилагаемой формулой изобретения. Кроме того, объем настоящей заявки, как полагают, не ограничен конкретными вариантами осуществления процесса, машины, производства, композиции материалов, средств, способов и стадий, описанных в описании. Как будет понятно специалисту в данной области техники из раскрытия представленных в настоящее время предмета изобретения, процессов, машин, производств, композиций материалов, средств, способов или стадий, существующие в настоящее время или разработанные в будущем, которые выполняют по существу ту же самую функцию или достигают по существу того же результата, что и соответствующие варианты осуществления, описанные в настоящем документе, могут быть использованы в соответствии с раскрытым в настоящее время предметом изобретения. Следовательно, прилагаемая формула изобретения включает такие процессы, машины, производство, композиции материалов, средства, способы или стадии. В случае любых патентов, патентных заявок, публикаций, описаний продуктов и протоколов, цитируемых в этой заявке, раскрытие всех из них включено в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте для всех целей.

Изобретение относится к производству аналогов мяса. Предложен способ производства аналога мяса для использования в продуктах питания для людей, животных или домашних животных в качестве заменителя мяса, включающий: a) введение мясной смеси, содержащей белок, в нагревательную установку и нагревание мясной смеси до температуры выше температуры плавления белка с получением подвергнутого тепловой обработке продукта, b) перемещение подвергнутого тепловой обработке продукта в охлаждающую установку и охлаждение подвергнутого тепловой обработке продукта до температуры ниже температуры кипения воды при давлении окружающей среды на выходе из охлаждающей установки и c) разделение охлажденного подвергнутого тепловой обработке продукта на куски, при этом приблизительно от 1 до 30% масс. кусков повторно вводят в процесс. Изобретение обеспечивает улучшенный способ производства аналогов мяса, имеющих повышенную устойчивость, при котором можно использовать переработанный питательный материал так, что остатки производства могут быть повторно введены в процесс без ухудшения качества, позволяет улучшить вкусовые качества кусков мясного аналога. 18 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 3 пр.

1. Способ производства аналога мяса для использования в продуктах питания для людей, животных или домашних животных в качестве заменителя мяса, включающий:

a) введение мясной смеси, содержащей белок, в нагревательную установку и нагревание мясной смеси до температуры выше температуры плавления белка с получением подвергнутого тепловой обработке продукта,

b) перемещение подвергнутого тепловой обработке продукта в охлаждающую установку и охлаждение подвергнутого тепловой обработке продукта до температуры ниже температуры кипения воды при давлении окружающей среды на выходе из охлаждающей установки, и

c) разделение охлажденного подвергнутого тепловой обработке продукта на куски,

при этом приблизительно от 1 до 30% масс. кусков повторно вводят в процесс.

2. Способ по п. 1, в котором приблизительно от 5 до 25% масс. кусков повторно вводят в процесс.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором мясную смесь нагревают до температуры, по меньшей мере, приблизительно 130°C.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором мясную смесь нагревают до температуры приблизительно от 140 до 170°C.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором нагревательная установка включает:

первую нагревательную установку, в которой мясную смесь нагревают до температуры выше температуры денатурации белка в мясной смеси, но ниже температуры плавления белка с получением первого подвергнутого тепловой обработке продукта,

вторую нагревательную установку, в которой первый подвергнутый тепловой обработке продукт нагревают до температуры выше температуры плавления белка с получением второго подвергнутого тепловой обработке продукта, и

средство перемещения, расположенное между первой и второй нагревательными установками.

6. Способ по любому из пп. 1-4, в котором нагревательная установка представляет собой единую нагревательную установку, работающую с разными температурными зонами подаваемой нагревающей среды, пара или их комбинаций вдоль ее длины.

7. Способ по п. 6, в котором единая нагревательная установка работает с растущей температурой от входа до выхода единой нагревательной установки.

8. Способ по п. 6, в котором единая нагревательная установка работает с постепенным повышением температуры.

9. Способ по любому из пп. 5-8, в котором, по меньшей мере, одна из первой нагревательной установки, второй нагревательной установки или единой нагревательной установки содержит теплообменник.

10. Способ по п. 9, в котором, по меньшей мере, одна из первой нагревательной установки, второй нагревательной установки или единой нагревательной установки содержит теплообменник с очищаемой поверхностью.

11. Способ по п. 9, в котором первая и вторая нагревательные установки содержат теплообменник с очищаемой поверхностью.

12. Способ по п. 6, в котором разность температур мясной смеси и поверхности единой нагревательной установки на всех расстояниях от входа единой нагревательной установки находится между приблизительно 7 и приблизительно 50°C.

13. Способ по п. 12, в котором разность температур мясной смеси и поверхности единой нагревательной установки на всех расстояниях от входа единой нагревательной установки находится между приблизительно 10 и приблизительно 30°C.

14. Способ по любому из пп. 6-13, в котором единая нагревательная установка имеет температурную зону приблизительно 50°C на входе единой нагревательной установки и температурную зону приблизительно 170°C на выходе единой нагревательной установки.

15. Способ по п. 14, в котором единая нагревательная установка включает, по меньшей мере, три температурные зоны.

16. Способ по п. 14, в котором единая нагревательная установка включает, по меньшей мере, пять температурных зон с температурой приблизительно 50°C, приблизительно 80°C, приблизительно 110°C, приблизительно 140°С и приблизительно 170°C соответственно, от входа до выхода единой нагревательной установки.

17. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором давление в нагревательной установке выше, чем давление водяного пара при температуре плавления белка в мясной смеси.

18. Способ по п. 17, в котором давление в нагревательной установке составляет от приблизительно 800 кПа до приблизительно 2000 кПа.

19. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором куски повторно вводят в процесс с помощью поршневого насоса.