一种小球藻-植物基人造肉的加工方法和人造肉

专利名称：一种小球藻-植物基人造肉的加工方法和人造肉

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202211414291.X

专利申请（专利权）人：普陆汀(河北)蛋白质生物科技研究有限公司
权利人地址：河北省邯郸市馆陶县新能街馆陶县高端高新产业园研发楼

专利发明（设计）人：刘新旗,张天语,李赫,刘晶鑫,曹金诺,周浩纯

专利摘要：本发明属于植物原料加工技术领域，具体涉及一种小球藻‑植物基人造肉的加工方法和人造肉。所述加工方法包括以下步骤：(1)固体原料混合输入：植物蛋白和大豆膳食纤维经过混拌器混合均匀后，由带速度调节功能的固体喂料器均匀的输入至双螺杆挤压机；(2)液体原料混合输入：液体原料包括水、小球藻粉、食用色素和调味料，经过混拌机混合均匀后，由带速度调节功能的液体喂料器均匀的输入至双螺杆挤压机；(3)挤压：固体原料和液体原料经过双螺杆挤压机加工处理，得到人造肉产品。本发明可以使小球藻能够充分破壁，营养物质充分释放，小球藻蛋白能够充分与其他蛋白体系融合，从而得到一种小球藻‑植物基人造肉食品。

主权利要求：
1.一种小球藻‑植物基人造肉的加工方法，其特征在于，由以下步骤完成：（1）固体原料混合输入：植物蛋白和大豆膳食纤维经过混拌器混合均匀后，由带速度调节功能的固体喂料器均匀的输入至双螺杆挤压机；
所述步骤（1）中，以重量计：大豆膳食纤维5‑9份；植物蛋白包括，以重量计：大豆分离蛋白25‑30份，谷朊粉15‑21份；
（2）液体原料混合输入：液体原料包括水、小球藻粉、食用色素和调味料，经过混拌机混合均匀后，由带速度调节功能的液体喂料器均匀的输入至双螺杆挤压机；
所述步骤（2）中，以重量计：水、小球藻粉、食用色素和调味料的重量份分别为32‑35份，
10‑15份，0.5‑1份，1‑2份；
所述步骤（2）中，小球藻粉包括蛋白核小球藻、椭圆小球藻和普通小球藻中的一种或多种；所述小球藻粉的蛋白含量>50wt%；
（3）挤压：固体原料和液体原料经过双螺杆挤压机加工处理，得到人造肉产品；
所述步骤（3）中，双螺杆挤压机螺杆的剪切单元占螺杆的比例为15‑20%，增加了挤压机内部的机械剪切作用，便于对小球藻进行机械剪切破壁；
所述步骤（3）中，挤压机从进料端到出料端分别为可独立控制的第一区、第二区和第三区，温度分别为115‑125℃、135‑145℃和135‑145℃，螺杆转速为20‑25rpm。
2.根据权利要求1所述的小球藻‑植物基人造肉的加工方法，其特征在于，所述步骤（2）中的食用色素包括甜椒粉、辣椒红、红曲红、胭脂红中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的小球藻‑植物基人造肉的加工方法，其特征在于，所述步骤（2）中的调味料包括食用盐、蔗糖、味精、酵母抽提物和植物基肉味香精；所述食用盐、蔗糖、味精、酵母抽提物和植物基肉味香精的重量比为5:5:3:2:1。
4.使用权利要求1‑3任一项所述的小球藻‑植物基人造肉的加工方法得到的人造肉。 说明书 : 一种小球藻‑植物基人造肉的加工方法和人造肉技术领域[0001] 本发明属于植物原料加工技术领域，具体涉及一种小球藻‑植物基人造肉的加工方法和人造肉。背景技术[0002] 小球藻是一种单细胞绿藻，广泛分布于自然界水体，以淡水域为主，易于培养，生长繁殖速度快，可在20小时增长4倍。含有丰富的蛋白质和多糖，含有几乎所有种类的维生素B，也含有多种矿物质元素，具有很高的营养价值。最突出的是，其蛋白含量可达55％‑65％，并且氨基酸种类丰富，尤以天冬氨酸、亮氨酸、谷氨酸含量最高，必须氨基酸含量占总氨基酸含量的40％以上。此外，小球藻蛋白还具有清除超氧阴离子自由基、羟自由基和提高免疫力的功效，是一种优良的蛋白来源。[0003] 小球藻作为一种新型蛋白来源，自2012年被卫生部批准为新资源食品，经过十余年的发展，我国小球藻养殖产业得到了快速增长，已具一定规模。[0004] 2007年中国肉类进口量为93.99万吨，2020年就达到了990万吨，这意味着非动物蛋白来源的人造肉产品作为传统肉类替代品在中国具有巨大的市场。人造肉主要分为植物蛋白基人造肉和细胞培养肉，目前能够商业生产的是植物基蛋白肉。该类蛋白肉主要使用大豆蛋白、小麦蛋白、花生蛋白等植物蛋白作为原料，加工获得的产品具有高蛋白，以及不含动物激素、胆固醇、饱和脂肪酸等优点。但是大部分植物食品中蛋白含量不高，营养成分单一，所以需要开发优质蛋白原料，提高人造肉的品质，特别是藻类新型蛋白来源。而且，也需要一种新的加工方法，使小球藻能够充分破壁，营养物质充分释放，小球藻蛋白能够充分与其他蛋白体系融合，从而得到一种小球藻‑植物基人造肉食品。[0005] 目前小球藻在食品中的应用，多为小球藻粉未经处理直接添加到食品产品中，例如小球藻压片、小球藻面条、小球藻饼干等，与食品体系中其他物质体系融合差，产品有腥味，颜色多为暗绿色，感官品质差。[0006] 而且，小球藻细胞壁较厚且主要为纤维素，无法被人体消化，所以直接添加到食品中后，人体对其利用率低，不能高效的利用小球藻营养成分丰富的特点。并且未破壁的小球藻相对蛋白分子体积过大，不能充分结合食品中的其他蛋白，对原有食品蛋白体系造成影响，会导致人造肉食品肉质感差，纤维感差，质构品质和感官品质下降。[0007] 想要高效的利用小球藻，首先要对其进行有效破壁处理，提高小球藻细胞内营养物质的释放，提高营养价值，使得产品更好吃。目前主要的破壁技术有研磨法、超声波破碎法、高压均质法、酶法等，但普遍存在破壁率不高，处理效率低等问题，且破壁后的小球藻产品想要保存，必须进行浓缩、喷雾干燥等处理，能耗高，工艺复杂，所以导致破壁小球藻粉价格高，进一步阻碍了小球藻的应用。发明内容[0008] 本发明的目的在于克服上述现有技术不足之处而提供一种小球藻‑植物基人造肉的加工方法和人造肉。[0009] 为实现上述目的，本发明首先提供了一种小球藻‑植物基人造肉的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：[0010] (1)固体原料混合输入：植物蛋白和大豆膳食纤维经过混拌器混合均匀后，由带速度调节功能的固体喂料器均匀的输入至双螺杆挤压机；[0011] (2)液体原料混合输入：液体原料包括水、小球藻粉、食用色素和调味料，经过混拌机混合均匀后，由带速度调节功能的液体喂料器均匀的输入至双螺杆挤压机；[0012] (3)挤压：固体原料和液体原料经过双螺杆挤压机加工处理，得到人造肉产品。[0013] 优选的，所述步骤(1)中，以重量计：大豆膳食纤维5‑9份；所述植物蛋白包括，以重量计：大豆分离蛋白25‑30份，谷朊粉15‑21份。[0014] 优选的，所述步骤(2)中，以重量计：水、小球藻粉、食用色素和调味料的重量份分别为32‑35份，10‑15份，0.5‑1份，1‑2份。[0015] 优选的，所述步骤(2)中的小球藻粉包括蛋白核小球藻、椭圆小球藻和普通小球藻中的一种或多种；所述小球藻粉的蛋白含量>50wt％。[0016] 优选的，所述步骤(2)中的食用色素包括甜椒粉、辣椒红、红曲红、胭脂红中的一种或多种。[0017] 优选的，所述步骤(2)中的调味料包括食用盐、蔗糖、味精、酵母抽提物和植物基肉味香精；所述食用盐、蔗糖、味精、酵母抽提物和植物基肉味香精的重量比为5:5:3:2:1。[0018] 优选的，所述步骤(3)中，双螺杆挤压机螺杆的剪切单元占螺杆的比例为15‑20％。[0019] 优选的，所述步骤(3)中，挤压机从进料端到出料端分别为可独立控制的第一区、第二区和第三区，温度分别为115‑125℃、135‑145℃和135‑145℃，螺杆转速为20‑25rpm。[0020] 进一步的，本发明还提供了一种使用所述的小球藻‑植物基人造肉的加工方法得到的人造肉。[0021] 本发明的关键点在于使用小球藻作为人造肉中的新型蛋白来源，以及通过剪切单元加长的双螺杆挤压机对小球藻破壁，经挤压处理后的小球藻蛋白和其他成分充分融合进大豆蛋白和小麦蛋白体系中，并通过大豆膳食纤维对小球藻腥味物质进行包埋，得到小球藻‑植物基人造肉。[0022] 具体来说，首先，挤压处理时，在升温和升压过程中大豆蛋白的分子链打开，随着挤压机内熔融物料流动，其良好的胶凝性可以促进具有定向结构的蛋白纤维束形成，同时谷朊粉的主要成分为水不溶性的麦谷蛋白和麦醇溶蛋白，分子间作用力主要为二硫键，二硫键是组织化蛋白分子间的主要作用力，谷朊粉在挤压体系中可以充当组织化蛋白骨架。而小球藻粉在挤压处理过程中充分破壁后，与大豆蛋白、谷朊粉充分结合交联，形成组织状态良好的组织化人造肉产品。[0023] 其次，大豆膳食纤维具有疏松的结构，在挤压机内高剪切条件下，可以对小球藻释放出的小分子物质如胺类、吡啶类、萜类等腥臭味物质进行有效的吸附；同时，大豆膳食纤维中含有15‑20％的大豆蛋白，在挤压过程中表现出良好的胶凝性和与大豆蛋白体系的融合性，对小球藻中的腥臭味物质进行包埋掩盖。[0024] 再次，本发明采用双螺杆挤压机，并对螺杆的构型进行改造，增大螺杆上剪切单元的占比，加长剪切单元长度占螺杆长度的比例，达到15‑20％，大大增加了挤压机内部的机械剪切作用，便于对小球藻进行机械剪切破壁。同时，剪切单元的啮合度更高，物料流动通道更小，增大了机内压力，当物料从挤压机到达膨化成型区域后，压力变化更大，使得小球藻内部水分气化更剧烈，进一步提高了破壁效果。[0025] 综上所述，本发明的植物基人造肉的加工方法及其产品，具备以下有益效果：[0026] 1.提高小球藻的处理效率。通过对挤压的改进对小球藻进行剪切破壁，同时结合挤压机内部和外部的压力和温度差加强对小球藻细胞壁的破坏作用。通过以上两种机制对小球藻进行破壁处理，无需对市售的小球藻粉原料进行前处理，无挤压加工以外的额外工序；[0027] 2.大豆纤维对小球藻内的不良风味物质进行有效包埋，大大降低了小球藻的腥味。同时将大豆蛋白、谷朊粉和小球藻充分融合，得到风味优良、纤维状态良好的小球藻‑植物基人造肉产品；[0028] 3.开发了一种小球藻在人造肉及相关食品中的利用方式，为优质藻类蛋白在食品中的应用提供了一种新的加工方法。同时，相对传统的人造肉主要成分为蛋白质和碳水，而维生素、矿物质和功能性成分相对缺乏，本发明中大豆蛋白、谷朊粉和小球藻的体系，丰富了人造肉的营养物质种类，进一步提高了营养价值。附图说明[0029] 图1是本发明产品实施例和对比例在显微镜180倍下的图像。[0030] 图2是普通型双螺杆和剪切单元加长的双螺杆挤压机示意图。具体实施方式[0031] 为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。[0032] 实施例1：[0033] (1)大豆分离蛋白2.5kg、谷朊粉1.5kg和大豆膳食纤维0.9kg，经过均匀混合，由固体喂料器以49kg/h的速度输入至双螺杆挤压机；[0034] (2)将蛋白核小球藻粉1.5kg、甜椒粉0.1kg和调味料0.2kg，均匀的分散在3.3kg水中，由液体喂料器以51kg/h的速度输入至双螺杆挤压机；[0035] (3)物料经过双螺杆挤压机加工处理，使用剪切单元加长的双螺杆挤压机挤压，剪切单元占螺杆比例20％，第一区、第二区和第三区的温度分别为125℃、145℃和145℃，螺杆转速为25rpm，得到人造肉产品。[0036] 实施例2[0037] (1)大豆分离蛋白3kg、谷朊粉2kg和大豆膳食纤维0.5kg，经过均匀混合，由固体喂料器以55kg/h的速度输入至双螺杆挤压机；[0038] (2)将椭圆小球藻粉1kg、辣椒红0.08kg和调味料0.12kg，均匀的分散在3.3kg水中，由液体喂料器以45kg/h的速度输入至双螺杆挤压机；[0039] (3)物料经过双螺杆挤压机加工处理，使用剪切单元加长的双螺杆挤压机挤压，剪切单元占螺杆比例15％，第一区、第二区和第三区的温度分别为115℃、135℃和135℃，螺杆转速为20rpm，得到人造肉产品。[0040] 对比例1：[0041] (1)大豆分离蛋白4.7kg和大豆膳食纤维0.7kg，经过均匀混合，由固体喂料器以54kg/h的速度输入至双螺杆挤压机；[0042] (2)将普通小球藻粉1.2kg、胭脂红0.06kg和调味料0.14kg，均匀的分散在3.2kg水中，由液体喂料器以46kg/h的速度输入至双螺杆挤压机；[0043] (3)物料经过双螺杆挤压机加工处理，使用剪切单元加长的双螺杆挤压机挤压，剪切单元占螺杆比例15％，第一区、第二区和第三区的温度分别为118℃、140℃和135℃，螺杆转速为22rpm，得到人造肉产品。[0044] 对比例2：[0045] (1)大豆分离蛋白2.9kg和谷朊粉2.1kg，经过均匀混合，由固体喂料器以50kg/h的速度输入至双螺杆挤压机；[0046] (2)将椭圆小球藻粉1.3kg和调味料0.2kg，均匀的分散在3.5kg水中，由液体喂料器以50kg/h的速度输入至双螺杆挤压机；[0047] (3)物料经过双螺杆挤压机加工处理，使用剪切单元加长的双螺杆挤压机挤压，剪切单元占螺杆比例20％，第一区、第二区和第三区的温度分别为115℃、135℃和135℃，螺杆转速为25rpm，得到人造肉产品。[0048] 对比例3：[0049] (1)大豆分离蛋白2.6kg、谷朊粉1.8kg和大豆膳食纤维0.8kg经过均匀混合，由固体喂料器以52kg/h的速度输入至双螺杆挤压机；[0050] (2)将蛋白核小球藻粉1.3kg、红曲红0.06kg和调味料0.14kg，均匀的分散在3.3kg水中，由液体喂料器以48kg/h的速度输入至双螺杆挤压机；[0051] (3)物料经过双螺杆挤压机加工处理，使用剪切单元加长的双螺杆挤压机挤压，剪切单元占螺杆比例15％，第一区、第二区和第三区的温度分别为130℃、150℃和155℃，螺杆转速为24rpm，得到人造肉产品。[0052] 对比例4：[0053] (1)大豆分离蛋白30kg、谷朊粉2.1kg和大豆膳食纤维0.9kg，经过均匀混合，由固体喂料器以50kg/h的速度输入至双螺杆挤压机；[0054] (2)将蛋白核小球藻粉1.4kg、甜椒粉0.1kg和调味料0.2kg，均匀的分散在3.3kg水中，由液体喂料器以50kg/h的速度输入至双螺杆挤压机；[0055] (3)物料经过双螺杆挤压机加工处理，使用普通型双螺杆挤压机挤压，剪切单元占螺杆比例5％，第一区、第二区和第三区的温度分别为115℃、135℃和140℃，螺杆转速为25rpm，得到人造肉产品。[0056] 对比例5[0057] (1)大豆分离蛋白2.8kg、谷朊粉1.6kg、大豆膳食纤维0.8kg、椭圆小球藻粉1.2kg、辣椒红0.1kg、调味料0.1kg和水3.4kg由混拌机混合均匀后，由固体喂料器输入至双螺杆挤压机；[0058] (2)物料经过双螺杆挤压机加工处理，使用剪切单元加长的双螺杆挤压机挤压，剪切单元占螺杆比例20％，第一区、第二区和第三区温度分别为120℃、140℃和135℃，螺杆转速为23rpm，得到人造肉产品。[0059] 将实施例1‑2与对比例1‑5制得的人造肉产品进行感官评分，感官评分标准如表1所示，感官评分结果如表2所示。[0060] 将实施例1‑2与对比例1‑5制得的人造肉产品在显微镜180倍下拍照，得到的产品照片如图1所示。[0061] 表1感官评分标准[0062][0063][0064] 感官评价由5人专业评价小组实施，表2得分为平均值。[0065] 表2感官评分结果[0066] 质地 风味 外观 总分实施例1 9.3 8.8 9.2 27.3实施例2 8.9 9.3 8.9 27.1对比例1 6.3 7.9 6.2 20.4对比例2 3.7 3.9 3.8 11.4对比例3 6.2 7.8 3.8 17.8对比例4 6.0 5.6 2.3 13.9对比例5 5.1 6.2 5.3 16.6[0067] 由实施例及对比例在表2中的感官评价得分情况，以及图1在显微镜下的照片结果比较可以看出，通过本发明加工方法，可以得到小球藻和大豆蛋白及谷朊粉充分融合的人造肉产品，具有良好的口感、风味和外观。[0068] 对比例1中没有添加谷朊粉，蛋白体系只有大豆蛋白和小球藻蛋白，产品组织化的程度略差，导致口感方面咀嚼感一般。对比例2中添加了过高比例的小球藻粉，导致蛋白体系发生显著变化，在挤压机内部蛋白‑蛋白间交联程度差，并且没有添加食用色素，外观偏墨绿色，感官评分较差。对比例3中挤压机温度参数过高，物料在挤压机内受能过多，导致小球藻、蛋白以及色素发生轻微碳化，使得产品发硬，颜色暗淡，且纤维化程度差。对比例4的挤压机使用了普通型螺杆，挤压机内部的机械剪切力大大下降，有大量小球藻不能被充分破壁、参加组织化，发生聚集，产品中有明显的绿色颗粒，且有一定的藻类风味，对产品的感官评价造成不利影响。对比例5在实施过程中没有将小球藻粉在均质机中进行均质，而是将所有物料混合在一起喂入挤压机，小球藻粉在挤压机内无法充分分散，在产品的某些部分发现有一定量的未能破壁的小球藻粉颗粒，并且由于小球藻粉在某一部分的聚集，导致该区域植物蛋白体系没有充分的组织化。

专利地区：河北

专利申请日期：2022-11-11

专利公开日期：2024-09-13

专利公告号：2024-09-13