从去骨家禽肉中分离蛋白质组合物和脂肪组合物的方法
1.相关申请的引用
2.本技术是stephen d.kelleher等人于2020年2月4日提交的名称为“process for isolating a protein composition and a fat composition from deboned poultry”的美国申请号16781116(该申请要求stephen d.kelleher等人于2019年2月4日提交的名称为“process for isolating a protein composition and a fat composition from deboned poultry”的美国临时申请号62800754的优先权)的延续案，且本技术是stephen d.kelleher等人于2017年12月27日提交的名称为“process for isolating a protein composition and a fat composition from mechanically deboned poultry”的美国申请号15855546(其为stephen d.ke11eher等人于2017年3月29日提交的名称为“process for isolating a protein composition and a fat composition from mechanically deboned poultry”的美国申请号15/472,774(其为stephen d.ke11eher等人于2011年12月28日提交的名称为“process for isolating a protein composition and a fat composition from mechanically deboned poultry”的美国申请号13/374,398的部分延续案，其要求stephen d.kelleher等人于2011年1月3日提交的名称为“process for isolating a protein composition and a fat composition from meat trimmings”的美国临时申请号61/460,324的优先权)的延续案)的部分继续申请；且本技术是stephen d.kel1eher等人于2016年7月23日提交的名称为“a process for obtaining lean protein”的美国申请号15217984(其为stephen d.kelleher等人于2015年10月1日提交的名称为“protein composition obtained from meat trimmings”的美国申请号14872279(其为stephen d.kelleher等人于2011年12月12日提交的名称为“process for isolating a protein composition and a fat composition from meat trimmings”的美国申请号13374077的延续案，其要求stephen d.ke1leher等人于2011年1月3日提交的名称为“process for isolating aprotein composition and a fat composition from meat trimmings”的美国临时申请号61/460,324的优先权)的延续案)的部分延续案。上述申请的全部教导通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种从含有去骨家禽肉(deboned poultry)(例如，手工或机械去骨的家禽肉)的含脂肪(fatty)组合物中分离蛋白质组合物和稳定的脂肪组合物的方法，该去骨家禽肉含有动物肌肉组织。更具体地，本发明涉及一种方法，其中将动物肌肉组织在酸或碱中增溶，并且在以下条件将如此所得增溶的液体蛋白质组合物与固体动物脂肪和杂质分离：(a)降低钙含量，(b)降低钠浓度，(c)降低氧化和/或(d)保持其功能特性，包括颜色(例如，其生肉颜色或红色)。


背景技术：

4.目前，从动物肌肉组织中回收的蛋白质是通过将动物肌肉组织在可食用的酸性组
合物(诸如柠檬酸、盐酸或其混合物)中增溶而获得的。此类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于从动物肌肉组织中回收蛋白质，但是当从骨浓度高的起始材料中提取蛋白质时，其可能存在缺陷。其中主要的是潜在地大量的钙，其最初存在于固有骨材料中，其进入最终肉产品中。最终肉产品含有骨，并且可以或可以不机械去骨以将大部分骨与肉分离。这些含骨的肉类含有高浓度的动物肌肉组织，通常在65-85重量％之间，其余组合物主要包含脂肪和骨。机械去骨的家禽肉可能还含有大量血液，其为向混合物中提供血红蛋白及其组成的铁/血红素分子的组分。已经发现，微克水平的血红素色素是鱼肉氧化的控制因素。因此，需要从动物肌肉组织中回收蛋白质以用作食品添加剂而不是将其丢弃。还需要从含有骨的家禽肉(诸如机械去骨的家禽肉)中回收纯化和稳定的脂肪，其作为食品添加剂具有经济价值。
5.存在用于处理去骨家禽肉的改进方法和组合物的需要。


技术实现要素：

6.本发明以保留回收的蛋白质产品功能的方式处理去骨家禽肉(例如，手工或机械去骨的)衍生的肌肉组织。食品科学家最关心的蛋白质功能是颜色、溶解度、保水能力、凝胶化、泡沫稳定性和乳化特性。
7.另外，本发明的方法以产生具有大纤维的最终产品(其产生更好的产率并具有更好的最终产品质地)的方式处理动物组织。
8.在一个实施方案中，本发明还提供了一种生产具有相对低浓度的水并且对氧化稳定的脂肪级分的方法。这种形式的脂肪允许其添加至各种食品中。
9.美国政府规定，从动物脚料(trimming)获得的一定品质(quality)的肉产品可以在未声明的情况下用于同一物种的肉产品中。例如，“细纹牛肉(finely textured beef)”和“细纹瘦牛肉(lean finely textured beef)”可以用于碎牛肉中，而无需在标签上声明。在一个实施方案中，本发明的蛋白质组合物为“细纹肉”(finely textured meat，ftm)，其脂肪含量小于30重量％；蛋白质含量为14重量％或以上；蛋白效率比(per)为2.5以上，或必需氨基酸(eaa)含量为总氨基酸的33％或以上。在一个实施方案中，本发明还得到“细纹瘦肉”(lean finely textured meat，lftm)，其脂肪含量小于10重量％，并符合“细纹肉”的其它要求。
10.因此，本发明提供一种从含有动物肌肉组织的含脂肪的动物组织(诸如从含有骨的家禽肉，包括机械去骨的家禽肉)中分离动物肌肉蛋白质的方法，并提供高产率的功能性动物肌肉蛋白质，同时显著破坏微生物。此外，在一个实施方案中，本发明还提供了一种来自含骨家禽肉(诸如去骨家禽肉)的脂肪产品，其对氧化稳定并具有相对低的水浓度。此外，本发明提供了与原始肉相比钠含量相似或降低的动物肌肉蛋白质产品。此外，本发明提供了一种消除不期望的气味特征(诸如氨的气味)的方法。此外，本发明生产具有大纤维的最终肉产品，大纤维导致更理想的碎肉样质地和口感。这种方法将提供在低微生物环境中对氧化稳定的脂肪和动物肌肉蛋白质的高回收率，同时避免添加和保留对蛋白质产品可食性产生不利影响的成分。
11.根据本发明，提供了一种用于分离具有保留的功能性生肉颜色(例如，“红”色或“微红(reddish)”色)的动物肌肉蛋白质和对氧化稳定的脂肪的方法。该蛋白质产品是从含
有骨的家禽肉(诸如具有动物肌肉组织和脂肪的机械/手工去骨的家禽肉)中获得的。该方法提供了高产率的功能性动物肌肉蛋白质，其具有保留的和功能性的颜色(生肉的颜色)，同时避免由于微生物的存在而引起的问题并避免使回收的蛋白质不可食用的问题。本发明的方法还提供了一种脂肪产品，其对氧化稳定且含有相对低的水浓度。本发明的方法产生一种动物组织产品，该产品满足美国政府对牛肉定义的并扩展到家禽肉的“细纹肉”或“细纹瘦肉”的定义。
12.本发明的方法包括以下工艺步骤：粉碎含有骨的新鲜或冷冻的家禽肉(诸如手工去骨的家禽肉或机械去骨的家禽肉)，向粉碎的家禽肉中加入冷饮用水；任选地同时加入食品级酸或食品级碱；将粉碎的家禽肉-水混合物均质化；向均质混合物中加入食品级酸或碱以增溶蛋白质。在酸的情况下，降低均质混合物的ph，使得所得混合物的ph在约3.6至约4.4之间(例如，约3.6，3.7，3.8，3.9，4.0，4.1，4.2，4.3，4.4)，优选在约3.6至约3.8之间以增溶动物肌肉组织。在碱的情况下，提高均质混合物的ph，使得所得混合物的ph在约8.3至约10.5之间(例如，约8.4、8.5、8.6、8.7、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、10.1、10.2、10.3、10.4)。换而言之，该步骤可以是指调节粉碎的家禽肉的ph以增溶蛋白质以获得增溶的液体蛋白质溶液，其中所述用于增溶蛋白质的ph调节包括添加食品级酸以获得约3.6至约3.8的范围内的ph值或添加食品级碱以获得约8.3至约10.5的范围内的ph值，从而获得增溶的液体蛋白质溶液。在该步骤中，钙保持不溶。本发明的方法包括从增溶的(酸性或碱性)动物肌肉蛋白质溶液中分离固体脂肪，并回收该固体脂肪。在该步骤中，将钙与固体脂肪一起与增溶的蛋白质分离，从而获得降低脂肪的增溶的液体蛋白质溶液。本发明的方法还包括任选地从增溶的动物肌肉蛋白质溶液中蒸发水以形成浓缩的蛋白质溶液，并回收动物肌肉蛋白质溶液。该方法还包括使降低脂肪的增溶的液体蛋白质溶液中的蛋白质沉淀，其通过向动物肌肉蛋白质溶液中添加食品级碱性组合物(如果使用酸来增溶)或添加食品级酸组合物(如果使用碱来增溶)使ph达到约4.9至约6.4(例如，4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4)，优选约5.2至约5.8，以由酸与碱性组合物的反应形成盐并使蛋白质沉淀。在沉淀过程中，钠保持可溶。该方法可以进一步包括从例如通过离心和/或筛网过滤从剩余液体中分离固体蛋白质，并任选地冷冻该沉淀的动物肌肉蛋白质组合物。在经历该方法之后，本发明的蛋白质组合物具有14重量％或以上的蛋白质和小于10重量％的脂肪，其中该小于10重量％的脂肪是对氧化稳定的。
13.已发现，当根据本发明将动物肌肉组织的ph从3.6降低至4.4或将ph提高至8.3至10.5时，动物肌肉组织被增溶，同时基本上保持其原始颜色(功能性生肉红色/微红色)，并获得令人满意的肌肉组织(蛋白质)产率。对于牛肉，动物肌肉组织蛋白产品具有75-52l*、25-15a*和23-16b*的颜色，其中l*、a*和b*根据国际照明委员会(commission internationale de i
′
eclairage，cie)定义为l*(亮度(luminance)或肌肉亮度(muscle lightness))、a*(红度(redness)或肌肉红度)、b*(黄度(yellowness)或肌肉黄度)。对于家禽肉，动物肌肉组织蛋白产品的颜色为82-45l*、7.5-2.2a*和20-3b*。例如，在牛肉和家禽肉肌肉组织的情况下，原始颜色基本上被保留。相比之下，当ph为约3.5或更低时，组织颜色变为棕色并且不会恢复到其原始颜色。具有“棕色”颜色的蛋白质组合物不适合添加到具有“生”肉色的食品中。本发明允许处理动物肌肉组织并保持其原始生肉的颜色。还发现动物肌肉组织的增溶导致活微生物的显著减少(例如，当使用食品级盐酸或碳酸氢钠时)。在一
个实施方案中，本发明中感兴趣的一种食品级酸和碱的组合是降低ph的柠檬酸和升高ph的碳酸氢钠。还发现根据本发明将脂肪与食品级酸或碱混合可使脂肪对氧化稳定。此外，在一个实施方案中，已发现当将含酸的脂肪与食品级碱混合至约4.9至约5.8的ph时，实现了水与脂肪的分离，水含量从约70重量％至约50重量％降至约30重量％至约20重量％。如果需要这种额外的水去除，则该结果简化了随后水从脂肪的去除。
附图说明
14.图1为使用酸增溶蛋白质的本发明方法的工艺流程图。
15.图2为使用碱增溶蛋白质的本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
16.本发明涉及一种用于处理动物脚料以回收肉产品和稳定的脂肪产品的方法，该肉产品保留其生肉、功能性颜色且脂肪含量低，蛋白质和必需氨基酸含量高。“肉产品”描述了一种含蛋白质的产品，由于其含有一定量的蛋白质，因此适于作为肉用于人类食用。通常，“去骨家禽肉”是指从家禽分离的含有脂肪和骨的组织。“机械去骨的家禽肉”是指在屠宰操作过程中对其进行分离。常规的家禽切块或部分通常直接出售给消费者或进一步加工诸如磨成碎家禽肉。在去除常规切割后剩余的组织通常具有对于作为肉用于人类食用而言过高的脂肪含量，但含有可以回收的蛋白质。
17.根据本发明，一旦将含有骨的家禽肉块(诸如去骨家禽肉)从屠宰后的兽体(carcasses)中取出，它们就被直接进行本发明的方法。或者，回收的家禽肉可以在处理之前被冷冻或冷却并储存。回收的家禽肉在从屠宰后的兽体中取出时的温度通常为约33-40
°
f，其对应于屠宰后的兽体在屠宰前储存的温度。在本发明的方法中可以使用较热或较冷的脚料。
18.通过本发明处理的含有骨的家禽肉可以包括通常在动物中发现的所有部分，包括脂肪组织、脂肪、瘦韧带、肌腱、骨骼部分等。通常期望的是，如果存在除脂肪、瘦肉和水分之外的组分，则它们以少量存在和/或可以在去筋步骤中去除或手工去除(如果需要的话)，或者如果它们的存在不会对家禽肉制品的特性产生不利影响，则可以留在其中。如果存在大量的某些组分，可能需要在根据本发明的处理之前通过常规分离技术将它们去除。例如，通常希望不存在大量的骨或大量的低品质韧带。
[0019]“肉用动物(meat producing anima1s)”包括已知提供肉类的动物。此类动物包括牛肉、猪肉、家禽肉诸如鸡肉或火鸡肉，例如去骨鸡肉等。瘦肉材料可以被称为含蛋白质的材料，并且可以是水溶性蛋白质和非水溶性蛋白质的形式，水溶性蛋白质包括肌纤维，非水溶性蛋白质通常是肌原纤维或运动蛋白或围绕肌肉纤维并将肌纤维附着至韧带的结缔组织。对于本发明的目的，特别感兴趣的是来自动物肌肉组织的水溶性蛋白质和酸/碱可溶性蛋白质在脂肪脚料内的含脂肪的组织中的存在。通过将该蛋白质材料与动物脚料分离，可以提供高品质的肉产品。该产品可用作传统肉类产品诸如肉饼(hamburger)的添加剂。
[0020]
可用于本发明的含有肉、脂肪和骨的家禽肉优选具有约5重量％-50重量％(例如，5重量％，10重量％，15重量％，20重量％，25重量％，30重量％，35重量％，40重量％，45重量％或50重量％)的平均脂肪含量，优选约10-30重量％。含骨家禽肉的瘦肉含量优选为约
65重量％至85重量％(例如，65％，70％，75％，80％，或85％)，并且更优选为约75重量％至85重量％。瘦肉含量包括蛋白质和水分。在一个实施方案中，在经历本发明的步骤之后，所得产品为“细纹肉”(ftm)，其具有的脂肪含量小于30重量％；蛋白质含量为14重量％或以上；蛋白效率比(per)为2.5以上，或必需氨基酸(eaa)含量为总氨基酸的33％或以上。在一个实施方案中，本发明还得到“细纹瘦肉”(lftm)，其脂肪含量小于10重量％，并符合“细纹肉”的其它要求。
[0021]
参照说明本发明实施方案的图1和2，将进料12(诸如含有约50重量％肌肉组织和约50重量％脂肪的机械去骨或分离的家禽肉、机械分离的鸡肉等)导入粉碎步骤14，该步骤增加了家禽肉的表面积，使其更适于进一步加工。合适的粉碎设备包括可从weiler and company corporation(位于whitewater,wi)或carnitec usa,inc(位于seattle,wa)获得的绞肉机。首先将起始家禽肉磨碎至能够通过微型切割器(micro-cutter)放入的大小。优选粗切3/4英寸，然后研磨1/8英寸。一些机械去骨的肉可能不需要预先磨碎，因为其已经具有合适的颗粒大小。一旦磨碎，将材料与水(33-40℉)以一份碎肉与约5-6份水的比例混合。水的量可以变化并且可高达约1份碎肉：10份冷水。水的加入降低了蛋白质的完全增溶所需的匀浆的离子强度。任选地，可以在步骤20中向家禽肉添加酸(图1)或碱(图2)以改善蛋白质增溶。将粉碎的家禽肉导入均质化步骤16，在该步骤中将其与通常在约33℉至约40℉的水温下的饮用水18混合并均质化，通常至平均颗粒大小为约0.5至约4毫米，优选约1至约2毫米。已经示出优选的是用0.035mm切割头大小的微型切割。用于此目的的代表性的合适均质器包括可从stephan machinery corporation(位于columbus,oh)获得的乳化器(emulsifier)或微型切割器，或可从silverson(位于east longmeadow,ma)获得的高剪切混合器等。
[0022]
在控制微生物的步骤中，匀浆的温度在整个过程中保持低温(33-40℉)。低温对于将脂肪与蛋白质分离是最有效的。该单元操作在ph仍然接近初始肌肉的ph时完成。另一种方法是添加足够的食品级酸(图1)或碱(图2)以使复合ph达到等电点。通常，等电点为约ph 5.5，但其可能随物种而异。在等电点下，蛋白质最不可能与脂质分子形成乳液，并且因此在提取过程中更多的脂质与蛋白质分开。一旦组织被均质化，准备将其调节至低ph。
[0023]
参考图1，将所得匀浆导入步骤22，在该步骤中将其与食品级酸24(诸如稀盐酸、稀磷酸、稀柠檬酸、抗坏血酸、酒石酸或其混合物等)混合，以将匀浆的ph降低至ph3.6至ph 4.4(例如3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4)，优选为ph 3.6至ph3.8。在图2中，将步骤22中的匀浆与食品级碱(诸如碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾或氢氧化钠等)混合，以将ph提高至约8.3至约10.5(例如，约8.4、8.5、8.6、8.7、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、10.1、10.2、10.3、10.4)的范围内的ph。将ph降低或升高至上述ph范围以溶解或增溶动物肌肉组织，从而在其增溶的蛋白质溶液中获得令人满意的蛋白质产率，诸如80％(85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、100％)或更高产率，同时保持固体形式的脂肪部分。在一个实施方案中，优选使用盐酸，因为其使用导致酸性蛋白质溶液中活微生物更显著减少。
[0024]
已显示，在低盐条件将蛋白质置于酸或碱，可以使蛋白质解折叠，据信其沿蛋白质产生更多的表面积，并因此产生更多潜在的水结合位点。据信碱会使蛋白质电荷为负(负-负排斥)，而酸将使蛋白质电荷变为正-正排斥。
[0025]
一旦蛋白质被酸或碱增溶，脂肪就会离开蛋白质并漂浮到水性溶液的表面。其它潜在杂质，包括任何残留的骨、皮肤或筋肉，也保持不溶。将ph调节至约3.6至4.4或约8.3至约10.5。作为实例，实现肌肉蛋白质增溶所需的酸的大致量为约0.15至0.80重量％，例如0.198重量％，基于hcl重量：总重量(ph 3.74)。该量取决于所需的低ph(ph 3.6或4.4)以及起始材料的ph。类似地，对于碱，碳酸钠可以以约0.7％至约10％水溶液的浓度使用，碳酸氢钠可以以约0.5％至约10％水溶液(例如，约5％至6％)的浓度使用。用于该步骤的合适混合器包括可获自spx corporation(位于charlotte,nc)的闪电混合器(lightning mixer)等。
[0026]
溶解性可通过添加食品级酸或食品级碱而产生。如本文所用，“增溶的蛋白质”是指溶解在液体中或置于溶液中的蛋白质。在一个实施方案中，加入足够量和浓度的酸或碱以使蛋白质溶解或增溶而不使蛋白质变性。任何食品级酸或碱可用于将ph调节至本文所述的范围以增溶蛋白质。可用于本发明的食品级酸的实例包括柠檬酸、磷酸、抗坏血酸、盐酸或其组合。食品级碱的实例包括碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾或氢氧化钠。在本发明的步骤中可以使用以前已知的或以后开发的其它酸或碱，只要它们在本文所述的条件增溶蛋白质并且是食品级的。
[0027]
用于在所需ph下增溶蛋白质的酸的体积和浓度将取决于溶液的起始ph，以及使溶液达到适当ph的体积。食品级酸的浓度将取决于所使用的具体酸和组合物(例如，液体或粉末形式)，但是范围在约.5m至约3m之间(例如，在约1m至约2m之间)(摩尔浓度)或.2％至约90％w/w％之间(近似强度)。在柠檬酸的情况下，浓度为约2m(例如，约.5m至约3m)可用于增溶蛋白质，在盐酸的情况下，浓度为1m(例如，在.2m至约2m)可用于增溶蛋白质。对于磷酸，可以使用85％的强度。在柠檬酸和磷酸的情况下，可以使用约0.3重量％和约1重量％，而对于盐酸，可以将约0.2重量％至约0.5重量％的范围用于本发明的步骤。当在本发明的方法中使用抗坏血酸时，可以使用其粉末/结晶形式，在这种情况下，可以将抗坏血酸粉末直接加入匀浆中。食品级酸及其浓度的选择应当不使匀浆中的蛋白质变性。在一个实施方案中，为了增溶蛋白质，食品级酸调节匀浆的ph以获得等于或在约3.6至约4.2的范围内(例如，约3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1和4.2)的所得ph。
[0028]
在另一个实施方案中，为了增溶蛋白质，食品级碱调节匀浆的ph以获得等于或在约8.3至约10.5的范围内(例如，约8.4、8.5、8.6、8.7、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、10.1、10.2、10.3、10.4)的所得ph。在所需ph下使用的碱的体积和浓度将取决于溶液的起始ph，以及使溶液将达到适当ph的体积。食品级碱的浓度将取决于所使用的具体碱和组合物(例如，液体或粉末形式)，但是范围在约.5m至约3m之间(例如，在约1m至约2m之间)(摩尔浓度)或.2％至约90％w/w％之间(近似强度)。在一个实施方案中，碳酸钠可以以约0.7％至约10％水溶液的浓度使用，碳酸氢钠可以以约0.5％至约10％(例如，约5％至6％)水溶液的浓度使用。另外，当使用碳酸氢钠时，其可以作为粉末直接加入蛋白质中。
[0029]
在一个实施方案中，匀浆的增溶是指蛋白质大部分溶解或在溶液中。在另一个实施方案中，增溶是指溶液具有至少约75％(例如，80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％或100％)增溶的蛋白质。一旦蛋白质被增溶，其被称为“增溶的液体蛋白质溶液”。
[0030]
然后将增溶的液体蛋白质溶液和固体脂肪的所得混合物导入分离步骤26，诸如沉降式离心机和/或筛网过滤器26，以将酸性蛋白质溶液与固体脂肪分离。
[0031]
在蛋白质增溶并去除杂质和脂肪之后，通过使ph达到或接近等电点来沉淀蛋白质。在使用酸来增溶的情况下，可以通过添加食品级碱诸如氢氧化钠(naoh)或碳酸氢钠(nahco3)来进行沉淀。在使用碱来增溶蛋白质的情况下，可以通过加入食品级酸诸如柠檬酸等来完成沉淀。在一个实施方案中，当ph达到约4.9至约6.4(例如，4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4)时进行沉淀。等电范围可取决于例如条件如盐、蛋白质的类型、蛋白质的电荷、组成蛋白质的氨基酸和蛋白质所在的溶液的离子强度。在一个实施方案中，添加碱或酸直到获得等电点和/或蛋白质重折叠并相互再结合以形成大的纤维化分子。当达到等电点ph时，蛋白质释放其紧密排列的水分子，并且水分含量可以恢复到肉中发现的或与ftm或lftm一致的水分含量。任何食品级酸或碱可用于将ph调节至这些范围，并且本文在步骤22的增溶讨论中提供了此类酸和碱的实例和量。用于获得所需ph的酸或碱的体积和浓度将取决于溶液的起始ph，以及使溶液达到适当ph的体积。在另一个实施方案中，沉淀是指悬浮液具有至少约75％(例如，80％，85％，90％，95％，96％，97％，98％，99％或100％)蛋白质被沉淀。
[0032]
任选地，将步骤28中的固体脂肪与食品级碱或酸混合以从脂肪中分离水并中和脂肪。任选地，可以将来自步骤29的冷饮用水添加至步骤28中的脂肪中。碱或酸促进脂肪与水的分离。然后在步骤31中过滤脂肪以从脂肪中去除水并将水含量从约70重量％至50重量％降低至约30重量％至20重量％。任选地，可以在步骤33中冷藏或冷冻脂肪。合适的过滤装置包括可从sweco corporation(位于florence,ky)等获得的振动筛。筛网的大小介于约4000微米至约2000微米之间，优选介于约3500微米至约2500微米之间。
[0033]
可以在步骤34中添加额外的碱或酸，以使沉淀的蛋白质的ph恢复到组织的初始ph。这确保碱(例如，naoh或nahco3)或酸分别与所有先前添加的酸(例如，hcl或柠檬酸)或碱完全反应并消耗掉所有先前添加的酸(例如，hc1或柠檬酸)或碱。一个可选的步骤是将蛋白质产品导入单元操作35，该单元操作去除水以浓缩液体以便产生较大的纤维。该单元操作可以由以连续或间歇方式去除水的任何装置(诸如蒸发器或超滤单元)组成。去除的水的量可有所不同，然而，去除的水量越大导致越大且越结实(robust)和坚固(sturdy)的纤维和越高的蛋白质回收率。所得蛋白质产品是含有浓度为约4-14重量％或更高的蛋白质的粘性沉淀物，以产生含蛋白质的溶液，将该溶液导入混合步骤34，在该步骤中，将其与食品级碱或酸36混合。蛋白质产品在步骤38中沉淀并在步骤40中通过诸如离心和过滤进行回收。任选地，在步骤41中回收具有》5000-10000截留分子量(mwco)的超滤液渗余物。可以根据需要将该超滤液与步骤43中沉淀的蛋白质混合。这导致具有降低的钠含量的蛋白质产品。钠被浓缩在丢弃的较低分子量级分中。所得产物具有减少的钠，并通过从起始家禽肉进料提供约80％(85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％、100％)或更高的蛋白质高产率的方法而获得。因此，本发明的方法提供了比现有技术大大改进的蛋白质产品。
[0034]
来自步骤40的蛋白质产品含有14重量％或更高的蛋白质，含有小于10重量％的脂肪，在低于110℉的温度产生，可以在步骤42中从方法完成起的30分钟内冷冻，不允许细菌的显著增加，并且在该实施方案中，沉淀的蛋白质除了低浓度的盐(诸如氯化钠等)之外，不保留化学物质或添加剂。
[0035]
如果需要蛋白质粉末，可以决定将脱水的沉淀物或增溶的液体蛋白质溶液喷雾干
燥。可以将沉淀物或增溶的液体蛋白质溶液喷雾干燥以形成蛋白质粉末，其可用作蛋白质粉末或添加到食品或饮料中。喷雾干燥可以通过市售设备进行，例如30英寸bowen spray drying单元机或gea niro food spray dryer(denmark)。可以进行预处理步骤以防止在喷雾干燥过程中蛋白质变性，并且包括例如向蛋白质沉淀物中加入碳酸氢钠或其它碱，使得ph等于或在约6.5至约8.0之间。
[0036]
本发明的步骤包括进行真空翻滚(vacuum tumbling)。真空翻滚将水均匀地拉入混合物中。如果需要真空翻滚，可以用沉淀物或增溶的液体蛋白质进行。真空翻滚可持续约20分钟至约90分钟。在使用沉淀物的情况下，向蛋白质沉淀物混合物中添加水。在增溶的液体蛋白质的情况下，将其与肉块或动物肌肉组织一起翻滚以形成腌制的肉制品(例如，腌制鸡肉或牛肉)。例如，可以使用真空滚筒，诸如biro manufacturing model vts-500vacuum tumbler。真空翻滚过程以均匀的方式将水拉入混合物中。真空翻滚步骤是可选的。所得蛋白质为蛋白质卤汁(marinade)。
[0037]
本发明的处理方法不会显著改变本发明的肉蛋白产品。对与起始肉源和瘦肉冷加工肉相关的蛋白质(沉淀的重折叠蛋白质)的检测显示，提取过程足够温和，不会影响整个过程中蛋白质的变化。其还显示在处理过程中几乎没有或没有发生水解，部分原因是低温。蛋白质的重折叠也不影响其特征。
[0038]
出乎意料的是，该方法允许蛋白质产品基本上保持或保留其原始颜色(如本文所定义)和其它功能特性。换而言之，经历本发明步骤的蛋白质在一个方面仍可保持其功能特性，包括其原始颜色。
[0039]
所得蛋白质具有许多特征。在另一方面，本发明的产品能够满足“细纹肉”的定义(例如，脂肪含量小于30％；蛋白质含量为14重量％或以上)或“细纹瘦肉”(例如，脂肪含量小于10％，蛋白质含量为14重量％或以上)，如美国政府目前所定义的。在一个实施方案中，本发明的蛋白质产品具有约14重量％或以上(例如，约15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25％)的蛋白质和小于约30重量％(小于约25％、20％、15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0％)的脂肪。在又一个方面，本发明的蛋白质组合物还具有生肉的功能性，如选自以下各项的测量所测量的：水结合测试、肉糜(meat emulsion)测试、水分保留测试、颜色测试/观察及其组合。在一个方面，本发明的牛肉蛋白质产物具有75-52l*、25-15a*和23-16b*的颜色。对于家禽肉，动物肌肉组织蛋白质产物的生肉颜色为82-45l*、7.5-2.2a*和20-3b*。
[0040]
因此，蛋白质产品可以“原样”使用，或者然后可以应用于无需烹饪即可出售给消费者的生肉。本发明的方法产生作为功能性肉组合物的蛋白质产品。“功能性”肉组合物的作用类似于生的、未烹制的肉。功能性肉被定义为就以下特征中的一个或多个而言表现得像生肉的肉组合物：水结合、肉糜、水分保留和/或颜色。本发明包括满足或超过一种或多种这些功能性肉特征的肉组合物。
[0041]
水结合能力是指本发明的蛋白质产品保留和/或吸收水分的能力，并且可以使用hand et al.“a technique to measure the water uptake properties of meat,”77th annual meeting of the american society of animal science,paper no.202(1985)的方法进行测试。简而言之，可以通过在肉中加水、摇动和离心来测定水结合能力。离心后，将离心后的肉放在网丝筛上，然后称重。与未经历本发明步骤的肉相比，经历本发明步骤的肉
制品具有相同或更大的水结合能力。在一个实施方案中，与未经历本发明步骤的肉相比，经历了本发明步骤的肉产品具有相同或更大的水结合能力。在一个实施方案中，与未经历本发明步骤的肉相比，经历了本发明步骤的肉产品的水结合能力高约1％至约125％(例如，高约40％至约60％)。
[0042]
肉糜，有时称为脂肪糜，通常是指本发明的蛋白质结合或粘附自身的能力(例如，其粘附在一起的能力)和/或形成蛋白质基质(例如，粘性肉糊)的能力。在一个实例中，短语“肉糜”是指通常添加到此类混合物中的蛋白质、脂肪、水和任选的其它类型的成分(例如，黄油、蛋黄酱、调味料等)的结合能力。可以通过观察来确定肉糜是否形成。其还可以根据其容量(例如，由给定量的蛋白质稳定的脂肪或油的最大量)或稳定性(在加热所形成的肉糜/肉糊之后保留或分离的脂肪或油的量)来测量。
[0043]
水分保留是指在任何给定时间蛋白质产品中保留的水分的量/含量。肉产品中的水分保留可以通过使用水分分析仪(例如，ohaus mb model 25)或通过观察(例如，观察滴落或逸出肉的水分的量)来测定。与未经历本发明步骤的肉相比，经历了本发明步骤的肉产品具有相同或更大的水分保留。在一个方面，与未经历本发明步骤的肉相比，经历本发明步骤的肉产品具有约相同或高约1％至约5％(例如，高约2％至约3％之间)的水分。可以在脱水步骤中控制水分保留，使得如果需要，可以将水分保留降低至其原始水分含量。
[0044]
本发明方法的蛋白质产品产生保持其原始或其大部分原始生肉颜色的蛋白质产品。本发明方法的蛋白质产品产生颜色为约75-52l*、25-15a*和23-16b*的牛肉蛋白质产品和颜色为82-45l*、7.5-2.2a*和20-3b*的家禽肉蛋白质产品。本发明的方法使得蛋白质产品看起来和作用像生肉或功能性肉。基于xyz坐标，颜色是使用cie l*a*b*颜色系统测量的，其中维度l表示亮度，a*和b*表示颜色-对立维度。l*a*b*颜色空间包括所有可感知颜色。实际上，使用用于颜色表示的三维整数来映射颜色。亮度l*代表最暗的黑色和最亮的白色，而a*轴代表对立的颜色红色和绿色，而b*轴代表黄色和蓝色。可以使用比色计或色度计(例如，konica minolta(ramsey，nj，usa)的cr-10plus)测量颜色。本发明的步骤出人意料地产生一种瘦肉，该瘦肉具有其全部或大部分原始生肉颜色，或其在加工前的颜色。在一个方面，牛肉蛋白质组合物的红色或生肉颜色被定义为约75至52l*(例如，75、74、73、72、71、70、69、68、67、66、65、64、63、62、61、60、59、58、57、56、55、54、53、52)、约25至15a*(例如，25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15)和约23至16b*(例如，23、22、21、20、19、18、17、16)。在一个方面，家禽肉蛋白质组合物的生肉颜色被定义为约82至45l*(例如，82、81、80、79、78、77、76、75、74、73、72、71、70、69、68、67、66、65、64、63、62、61、60、59、58、57、56、55、54、53、52、51、50、49、48、47、46、45)、7.5至2.2a*(例如，7.5、7.0、6.5、6.0、5.5、5.0、4.5、4.0、3.5、3.0、2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2)和约20至3b*(例如，20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3)。
[0045]
出人意料地发现，本发明的产品的外观保留了物理外观，包括其没有添加蛋白质产品的未烹制的生牛肉或家禽肉的颜色。
[0046]
总之，本发明的方法与现有技术相比以更高的产率生产蛋白质，与现有技术相比含有更少的微生物，并且与现有技术的产品相比，其处于更容易与肉混合的形式。此外，使所获得的脂肪产品是对氧化稳定的。
[0047]
以下实施例说明本发明，并不意图限制本发明。
[0048]
实施例i
[0049]
从georgia的商业生产设备获得冷冻的机械分离鸡肉。将产品在冷藏温度下完全解冻，并将解冻的肉与冷水以1：4的比例(肉：水)混合。将混合物使用kitchen aid手持混合器在高速下均质化2min。使用盐酸(2n)将匀浆调节至ph 2.8或3.6。酸化的匀浆通过1000微米不锈钢筛过滤。使用氢氧化钠(4n)将滤液调节至ph 5.5并通过相同的洗涤的1000微米筛过滤以去除水。将沉淀的样品冷冻并送到silliker labs(chicago heights,il)进行分析。
[0050]
表1.ph＝2.8和ph＝3.6的沉淀的瘦肉冷加工鸡肉(lean cold processed chicken)的金属和氧化值
[0051][0052]
与起始材料相比，通过本发明对机械分离的家禽肉进行的处理显示出更低的钠和钙并在总体上减少了在最终产品中发生氧化的量。与ph 2.8相比，处理至ph 3.6会导致金属的大量减少，并进一步减少已发生的氧化量。在文献中可以发现，在低酸性ph值下氧化会加速，因此在本实验中可以解释在较低ph值下处理肉时氧化会增加。
[0053]
实施例2
[0054]
本实施例说明从肉类脚料回收蛋白质必须在3.6或更高的ph进行，以便以令人满意的颜色回收蛋白质产品。本实施例还说明最初获得的具有不令人满意的颜色的蛋白质不能可逆地转化为颜色令人满意的蛋白质产品。
[0055]
表2中获得的结果是用40g碎牛肉样品获得的。向各样品中加入160ml冷自来水(40℉)。然后将样品均质化至约100微米的颗粒大小。将每个样品的ph用1m食品级盐酸调节至表2中所列出的ph。将每个样品在4℃以5000g离心8分钟，然后通过玻璃棉过滤以从蛋白质液体组合物中分离固体脂肪。将40ml的每种液体部分倒入白纸顶部的容器中。然后将每个样品用minolta色度计测量两次，测量l*、a*和b*值，如上所述。
[0056]
然后计算平均l*、a*和b*，如表2所示。
[0057]
表2碎牛肉的颜色测量
[0058][0059]
[0060][0061]
实施例3实验：作为ph的函数的颜色
[0062]
目的：研究在低ph值从火鸡肉和鸡腿肉中提取蛋白质时的红度值(l*、a*、b*系统的a*)。
[0063]
材料：火鸡肉蛋白是从p1ainville farms纯天然火鸡肉饼(burgers)提取的，以及鸡肉蛋白是从springer mountain farms无骨、无皮鸡腿肉(从当地市场新鲜获得)提取的。
[0064]
方法：分别将火鸡肉和鸡腿肉磨碎并置于5.68％(w/w)水平的冷泉水中。使用手持式厨房用棒式混合器(hamilton beach)将混合物均质化1.5分钟。然后使用结晶柠檬酸将匀浆调节至不同的低ph值。在选定的ph值，“a*值”是使用手持式色度计(precise color reader-to21,中国；d65；10
°
；sci；8mm)测定的，将该仪表置于通过透明玻璃观察液体的位置。颜色值是一式三份读数的平均值。
[0065]
结果：
[0066]
表1.酸化、匀质化家禽肉在不同ph值的红度“a*值”。
[0067][0068]
结论：正如在牛肉中所见，当ph由ph 3.6变为ph 3.5时，a*值发生了变化。调节ph至3.6所需的柠檬酸量(火鸡肉)为1.67g，调节ph至3.5时，该量为1.76g。对于鸡腿肉，需要1.58g来调节至ph 3.6，需要1.64g来调节至ph 3.5。使用l*、a*、b*值系统，a*值遵循从绿色(低值)至红色(高值)的颜色变化。因此，a*值越高，物品的颜色将越“红”。根据我们的实验，随着ph从3.6变为3.5，出现从“微红”到“近褐色(brownish)”的视觉转变。
[0069]
该数据证明，在3.5和更低的ph值范围会产生“棕色”的蛋白质组合物。在所要求保护的3.6至4.4的ph值范围内和3.6至4.0的优选范围内的样品产生具有生肉颜色、更微红色的蛋白质组合物。在3.6至4.0的ph处理的家禽肉的颜色产生保持其“微红”生肉颜色的蛋白质，这种颜色与其加工前的原始颜色基本上相同。a*值从ph 3.6至ph 3.5发生显著降低，这表明颜色从更微红色转变为近褐色。随着a*值变得更正，颜色越被感知为红色。在3.6和3.5的ph值，火鸡肉的a*值分别为2.21和1.47，鸡肉的a*值分别为3.87和2.13。这是对应于在那些ph值的溶液的显著区别并且在“红色”与“棕色”之间建立了清晰的界限。
[0070]
术语，包含(comprise)、包括(include)和/或每个的复数形式是开放式的并且包括所列出的项目并且可以包括未列出的另外的项目。短语“和/或”是开放式的，并且包括所列项目中的一个或多个以及所列项目的组合。
[0071]
本文引用的所有参考文献、专利和/或专利申请的相关教导通过引用整体并入本文。
[0072]
虽然已经参照本发明的优选实施方案具体示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求书所涵盖的本发明的范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。