重构天然蛋白基质的制作方法
【专利说明】重构天然蛋白基质
[0001] 本申请要求2013年3月15日提交的申请序列号61/852, 465的优先权，其全部内 容在此以引用的方式并入本文。
[0002] 发明背景
[0003] 结构转换是现代食品工业的重要部分。通过加工农业产出物使原材料变为精制的 食品产品。食品结构构建（structuring)的主要目的是重组食品组分以改善食品资源的利 用。或者，从经济预期来看，可以设计这样的重构（restructuring)以获得在市场上被认为 更有价值的产品。
[0004] 更具体地，重构涉及四种基本的食品组分：水、蛋白、脂和碳水化合物。经常在重构 过程中的某个时间点引入微量营养物质（例如，维生素和矿物质）和其它微量组分如风味 剂、色素、防腐剂以及其它功能性添加剂（例如稳定剂，乳化剂等）。无论如何，在四种基本 组分中，重构过程大多经常涉及蛋白和淀粉。蛋白和淀粉重构的内在原因包括对于膳食蛋 白和碳水化合物的全球需求和与这些食品相关的更高价格（由此支持更高的利润率和相 应的经济活力）。
[0005] 豆奶（基本上为粉碎的大豆和水的悬浮液）的制备和随后的用途是公知的并且显 示了数种用于蛋白重构的广泛使用的技术。尽管豆奶可以被作为饮料或者经发酵而使用， 其更经常地被用作数种其它构建食品产品的起始原料。例如，豆腐是如下制备的：用钙盐沉 淀豆奶蛋白以形成凝块，随后将凝块排水、挤压和清洗，得到含蛋白的（proteinaceous)食 品广品。
[0006] 可以认为多种其它重构技术是用于粉碎的肉产品情况，由此将水包油型乳液包覆 于不溶蛋白和肌纤维的凝胶中。将通常为低价值的原料肉蛋白基质体系和高结缔组织的分 割肉或下脚料粉碎以降低颗粒大小。初始粉碎后，将肉蛋白基质与多种乳化盐（例如磷酸 盐等）和其它组分混合以促进肌纤维粘结剂的提取。这样的肌肉蛋白在升高的温度条件下 粘结更好。在这些过程中，蒸煮是为了重新激活蛋白粘结剂，重组粉碎的颗粒并完成重构过 程。这样的肉乳液相当稳定，但即使发生凝聚，脂球的运动也被重构的蛋白基质所限制。
[0007] 奶酪显示了关于蛋白重构的其它方面。从历史角度看，最初发展加工奶酪是为了 解决天然奶酪固有的匀质性（homogeneity)和保质期问题。尽管天然奶酪是从奶直接制 造，但是加工奶酪是通过在乳化剂的存在下使一种或多种天然奶酪和任选的其它乳或非乳 成分混合来生产。持续混合下的热处理导致保质期延长的更匀质产品。在美国联邦法规 (UnitedStatesCodeofFederalRegulations) (CFR)中，加工奶酪是通用术语，其包括巴 氏杀菌加工奶酪、巴氏杀菌加工奶酪食品和巴氏杀菌加工奶酪涂抹酱，所有这些都基于处 理参数、成分、脂和水分（moisture)含量等进行规范（见21CFR133. 169-133. 180)。适合 乳化剂的选择和天然奶酪的选择（例如，关于年份，风味等）均是确定所得到的加工奶酪的 物理化学性质和功能性质的关键因素。
[0008] 目前，有十三种乳化剂被批准使用（单独或组合）：磷酸一、二和三钠，磷酸二钾， 六偏磷酸钠，酸式焦磷酸钠，焦磷酸四钠，磷酸铝钠，柠檬酸钠，柠檬酸钾，柠檬酸钙，酒石酸 钠和酒石酸钾钠。在美国的加工奶酪生产中最常见的乳化盐为柠檬酸三钠和磷酸二钠。柠 檬酸三钠是用于片状的加工奶酪种类的优选乳化盐，而磷酸二钠（或者适合的磷酸二和三 钠的组合）用于条型的加工奶酪和加工奶酪涂抹酱中。在某些应用中，低水平的六偏磷酸 钠也与这些乳化盐一起使用。磷酸铝钠经常与马苏里拉（mozzarella)型的模拟加工奶酪 类型一起使用，以替代冷冻比萨上的马苏里拉奶酪。无论如何，这样的乳化盐的固体重量不 超过相应的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剂遵循安全和适宜的临时原则。
[0009] 通常，乳化盐是用于螯合钙和调节pH值。两种功能辅助存在于天然奶酪中的蛋白 的水合以促进水相和脂相的相互作用，由此产生更匀质的乳液。更具体地，这样的盐的功 能可以通过将其与天然奶酪的生产进行对比来理解。牛乳的特征在于四种主要的酪蛋白 类型：asl-酪蛋白、as2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白，其中每种均为两亲性的（具有 疏水和亲水部分并含有共价连接的磷酸酯基团）。在水性乳液环境中，奶酪蛋白采用由蛋 白-蛋白疏水相互作用和胶体磷酸钙调节的交联而稳定的胶束构型。κ-酪蛋白主要存在 于胶束表面上，疏水部分嵌入其中并且带负电的亲水部分朝向外面的水相。胶束相互排斥， 由此稳定乳液。在天然奶酪生产期间，酶（如凝乳酶）对κ-酪蛋白的作用切割了亲水部 分，使得胶束不稳定。α-和β-酪蛋白的磷酸丝氨酸残基之间的钙调节的交联产生水不溶 性的钙-副酪蛋白磷酸盐的复合物网络（其通常被称为凝乳），其中悬浮有脂相。
[0010] 相比于天然奶酪，加工奶酪可以被描述为稳定的水包油型乳液。乳化剂（如上述 的盐）与连续的加热和混合一起通过替代磷酸钙复合物并分散钙-副酪蛋白磷酸盐网络而 改善了酪蛋白的乳化。分散的网络与脂相相互作用，并在冷却时提供具有新的和不同于天 然奶酪结构的加工奶酪结构，该加工奶酪结构具有经均匀的蛋白凝胶乳化的脂相。
[0011] 所得到的稳定，匀质的加工奶酪结构提供广泛的产品形式（例如条、片、碎块、碎 片和涂抹酱等）以及食品制备和服务工业中对应的众多终端用途。然而，现有技术认识到 许多缺点和不足，其中数种可能与乳化盐的使用直接相关。例如，观察到刺眼的晶体形成并 已经将其与各种磷酸和柠檬酸盐的相对不溶性关联，其进一步受pH值和储存条件的影响。 从更功能性的角度看，油分离可能是由不适合的盐含量连同pH值、酪蛋白水平和处理温度 条件一起导致的。另外，乳化盐的选择可能不利地影响加工奶酪的不融和融化质地性质。可 能最重要的是，从产品标签上的包括乳化盐（例如焦磷酸盐，磷酸铝等）的说明得到不利的 消费者感知。
[0012] 因此，连同与加工奶酪相关的其它长期存在的问题，本领域中仍然对于具有所选 益处的加工奶酪并且没有与乳化盐使用相关缺点的奶酪产品的提供存在持续关注。
[0013] 发明概沐
[0014] 根据上述内容，本发明的目的是提供一种或多种制备重构蛋白基质的方法，由此 克服包括上述所列那些在内的现有技术的各种不足和缺点。本领域技术人员应理解，本发 明的一个或多个方面能够达到某些目的，而一个或多个其它方面能够达到某些其它目的。 每个目的可能不会在其所有方面都等同适用于本发明的每个方面。因此，可以将以下目的 视为关于本发明任一方面的可备选方案。
[0015] 本发明的目的可以是从较低成本的天然奶酪起始原料提供增值的天然奶酪。
[0016] 本发明的另一个目的可以是提供这样的增值天然奶酪，其具有均一的预定风味、 质地和结构特性，虽然对应的天然奶酪起始原料是不一致的。
[0017] 单独地或者与一个或多个前述目的一起的本发明的另一个目的可以是在不使用 加工奶酪所用种类的乳化盐的情况下实现这样的结果。
[0018] 本发明的其它目的、特征、益处和优势将通过本概述和下面各种实施方式的描述 而变得明显，并且具有各种奶酪生产技术知识的本领域技术人员将容易理解。从上述内容 连同所附实施例、数据、附图和从中得到的所有合理推论可理解这样的目的、特征、益处和 优势。
[0019] 总体来说，本发明可以涉及制备重构的含蛋白食品产品的方法。这样的方法可以 包括提供包含水、脂、蛋白和盐的初始基质体系；用包含选自氢氧化物类物质、阴离子碱类 物质及其组合的制剂的改性组分处理这样的基质体系，这样的制剂的量可以为至少部分地 足以改性这样的基质蛋白的二级、三级或四级结构，可以认为这样的改性是针对这样的基 质体系的粘弹性性质；以及使这样经改性的基质体系与调味组合物相互作用，调味组合物 包含至少一种为特定的含蛋白食品产品独特配制的风味组分，这样的风味组合物的量可以 是至少部分地足以重构这样的经改性的基质体系。在某些实施方式中，每种前述处理或基 质改性和相互作用或基质重构步骤可以在环境温度/室温和环境压力/常压下、