從機(jī)械去骨的禽類分離蛋白組合物和脂肪組合物的方法
【專利摘要】從含有脂肪、骨和蛋白的禽類回收蛋白部分和氧化穩(wěn)定的脂肪部分。將所述禽類粉碎，與pH3.6-4.4的食品級酸混合以形成液體蛋白部分和固體脂肪部分。將液體部分與食品級堿混合以沉淀蛋白。
【專利說明】從機(jī)械去骨的禽類分離蛋白組合物和脂肪組合物的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種從包含脂肪組合物的機(jī)械去骨的禽類分離蛋白組合物和穩(wěn)定的 脂肪組合物的方法，所述機(jī)械去骨的禽類含有動(dòng)物肌肉組織。更具體地，本發(fā)明涉及這樣的 方法，其中將動(dòng)物肌肉組織溶于酸中，并且在（a)減少鈣含量、（b)減少鈉濃度和（c)減少 氧化的條件下從固體動(dòng)物脂肪和雜質(zhì)分離這樣獲得的液體酸性蛋白組合物。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，從動(dòng)物肌肉組織回收的蛋白通過將動(dòng)物肌肉組織溶于食用酸性組合物如 檸檬酸、鹽酸或它們的混合物來獲得。這些方法公開于美國專利6, 005, 073、6, 288, 216、 6, 451，975和7, 473, 364。雖然這些方法非常適合從動(dòng)物肌肉組織回收蛋白，但是當(dāng)從骨濃 度高的起始材料提取蛋白時(shí)，這些方法可能存在缺點(diǎn)。其中最主要的是潛在的高含量的鈣， 其最初在內(nèi)骨材料并且最后在最終肉產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)。最終肉產(chǎn)品含有骨且可能或不可能進(jìn) 行機(jī)械去骨以從肉分離大部分的骨。這些含有骨的肉包含高濃度的動(dòng)物肌肉組織，通常為 65-85重量％，剩余的組合物主要包含脂肪和骨。機(jī)械去骨的禽類還可能含有大量的血液， 這一組分增加混合物中的血紅蛋白及其組分鐵/血紅素分子。Richards等人（1998)發(fā)現(xiàn) 微克水平的血紅素是魚肌肉氧化的控制因素。因此，從動(dòng)物肌肉組織中回收蛋白用作食品 添加劑而不丟棄是期望的。從含骨的禽類如機(jī)械去骨的禽類回收純化和穩(wěn)定的脂肪也是期 望的，其具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值如用于食品添加劑。
[0003] 以保留回收的蛋白產(chǎn)品功能性的方式加工機(jī)械分離的禽類來源的肌肉組織也是 期望的。食品科學(xué)家最為關(guān)注的蛋白功能性是溶解性、持水能力、凝膠性、泡沫穩(wěn)定性和乳 化性。
[0004] 以導(dǎo)致具有大纖維的最終產(chǎn)品，更好地產(chǎn)生更高產(chǎn)率且具有更好的最終產(chǎn)品質(zhì)地 的方式加工動(dòng)物組織也是期望的。
[0005] 還期望提供一種制備具有相對低濃度的水且對氧化穩(wěn)定的脂肪部分的方法。這種 形式的脂肪可以添加到多種食品制品中。
[0006] 美國政府規(guī)定，從動(dòng)物碎片中獲得的一定質(zhì)量的肉產(chǎn)品可以不經(jīng)申報(bào)用于同一物 種的肉產(chǎn)品中。例如，"質(zhì)感細(xì)膩牛肉"和"質(zhì)感細(xì)膩瘦牛肉"可以用在牛肉糜中而無需在標(biāo) 簽上聲明。"質(zhì)感細(xì)膩肉"要求，按重量百分比算，脂肪含量小于30%;蛋白含量為14%或更 多；蛋白效率比（PER)為2. 5或更高，或者必需氨基酸（EAA)含量為總氨基酸的33%或更 高；必須在聯(lián)邦檢查認(rèn)可的工廠中制備；加工過程中產(chǎn)品溫度不能超過110° F ;加工后必 須在30分鐘之內(nèi)冷凍；不允許細(xì)菌數(shù)量顯著增加；并且不能用殘留在肉中的化學(xué)物質(zhì)或添 加劑進(jìn)行處理。"質(zhì)感細(xì)膩瘦肉"（LFTM)要求按重量百分比計(jì)算，脂肪含量小于10%，并符 合"質(zhì)感細(xì)膩肉"的其他要求。
[0007] 因此，期望提供一種從含有動(dòng)物肌肉組織的脂肪動(dòng)物組織如從含骨的禽類（包括 機(jī)械去骨的禽類）分離動(dòng)物肌肉蛋白的方法，所述方法提供高收率的功能性動(dòng)物肌肉蛋 白，同時(shí)顯著破壞微生物。此外，期望提供一種從含骨的禽類肉如機(jī)械去骨的禽類分離的脂 肪產(chǎn)品，所述產(chǎn)品對氧化穩(wěn)定且具有相對低濃度的水。還期望提供一種動(dòng)物肌肉蛋白產(chǎn)品， 與原始肉相比，其具有相似或減少的鈉含量。此外，期望提供一種消除不期望的氣味特征如 氨氣味的方法。此外，期望制備一種具有大纖維的最終肉產(chǎn)品，其導(dǎo)致更期望的肉糜樣質(zhì)地 和口感。這樣的方法會(huì)提供高回收率的對氧化穩(wěn)定的脂肪和低微生物環(huán)境中的動(dòng)物肌肉蛋 白，同時(shí)避免對蛋白產(chǎn)品可食性產(chǎn)生不利影響的成分的添加和殘留。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供一種從包含動(dòng)物肌肉組織和脂肪的含骨禽類如機(jī)械去骨的禽類分離 具有令人滿意的顏色的動(dòng)物肌肉蛋白和對氧化穩(wěn)定的脂肪的方法。所述方法提供高收率的 具有令人滿意的顏色的功能性動(dòng)物肌肉蛋白，同時(shí)避免由于微生物存在而導(dǎo)致的問題并避 免使得回收的蛋白不可食用的問題。本發(fā)明的方法還提供一種對氧化穩(wěn)定且含有相對較低 水濃度的脂肪產(chǎn)品。本發(fā)明的方法能夠滿足由美國政府對牛肉定義的"質(zhì)感細(xì)膩肉"或"質(zhì) 感細(xì)膩瘦肉"的定義并有希望擴(kuò)大到禽類。
[0009] 本發(fā)明的方法包括以下加工步驟：將新鮮或冷凍的含骨禽類如機(jī)械去骨的禽類粉 碎，將冷飲用水添加至粉碎的禽類；任選地添加食品級酸；使粉碎的禽類-水混合物均質(zhì) 化；將食品級酸添加至均質(zhì)混合物以將所得的混合物的pH降低至3. 6-4. 4、優(yōu)選3. 6-3. 8， 以便選擇性地溶解動(dòng)物肌肉組織；從動(dòng)物肌肉蛋白的酸性溶液分離固體脂肪；回收固體脂 肪；任選地從動(dòng)物肌肉蛋白的酸性溶液蒸發(fā)水以形成濃縮的蛋白溶液；回收動(dòng)物肌肉蛋白 的酸性溶液或?qū)⑹称芳墘A性組合物添加至酸性動(dòng)物肌肉蛋白溶液以將pH提高至約4. 9-約 6. 4、優(yōu)選約5. 2-約5. 8,以便形成來自酸與堿性組合物反應(yīng)的鹽并沉淀蛋白，例如通過離 心和/或篩濾從剩余的液體分離固體蛋白，以及任選地冷凍所得的基本上中性的動(dòng)物肌肉 蛋白組合物。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將動(dòng)物肌肉組織的pH降低至3. 6-4. 4時(shí)，動(dòng)物肌肉組織溶解， 同時(shí)基本上保留其原來的顏色并獲得令人滿意的肌肉組織（蛋白）收率。還發(fā)現(xiàn)動(dòng)物肌肉 組織在酸中的溶解導(dǎo)致成活的微生物顯著減少，尤其是當(dāng)使用食品級鹽酸作為酸時(shí)。本發(fā) 明關(guān)注的一種具體食品級酸和堿的組合是使用檸檬酸降低pH和使用碳酸氫鈉升高pH。本 發(fā)明還發(fā)現(xiàn)將脂肪與食品級酸混合穩(wěn)定脂肪以對抗氧化作用。此外，已發(fā)現(xiàn)當(dāng)將含有酸的 脂肪與食品級堿混合至約4. 9-約5. 8的pH時(shí)，會(huì)引起水從脂肪分離，水含量從約70-約50 重量％下降至約30-約20重量％。如果期望去除這些額外的水，該結(jié)果簡化隨后從脂肪去 除水。最后，在本發(fā)明的方法中，由于酸與堿的中和作用，消除了最終蛋白產(chǎn)品中的不期望 的酸性或堿性添加劑的存在。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明方法的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 本發(fā)明涉及一種加工動(dòng)物碎料（trimming)以回收低脂肪含量及高蛋白和必需氨 基酸含量的肉產(chǎn)品以及穩(wěn)定的脂肪產(chǎn)品的方法。"肉產(chǎn)品"指含蛋白的產(chǎn)品，其由于含有一 定量的蛋白而適用于人的肉消耗。一般來說，"機(jī)械去骨的禽類"指在屠宰操作中從含有脂 肪和骨的禽類分離的組織。通常，常規(guī)的禽類切片或切塊直接銷售給消費(fèi)者，或者進(jìn)一步加 工如研磨為禽類糜。去除常規(guī)切片后剩余的組織對于人的肉消耗而言脂肪含量過高，但含 有可以回收的蛋白。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，一旦含骨的禽類的片如機(jī)械去骨的禽類從屠體中去除，它們優(yōu)選直 接轉(zhuǎn)用到本發(fā)明的方法。可選擇地，在加工之前可以將回收的禽類冷凍或冷卻并儲存。從 屠體中去除時(shí)回收的禽類的溫度通常為約33-40° F，該溫度與屠體在屠宰之前儲存的溫 度對應(yīng)。更暖和或更涼的碎料可以用于本發(fā)明的方法。
[0014] 通過本發(fā)明加工的含骨禽類可以包括所有通常在動(dòng)物中找到的部分，包括脂肪組 織、脂肪、瘦韌帶、腱、骨部分等。通常期望的是，如果存在脂肪、瘦肉和水分以外的組分，它 們以少量存在和/或可以通過去肉步驟或手動(dòng)去除，或者如果它們的存在對禽肉產(chǎn)品特性 無不良影響，則可以留在其中。如果某些成分大量存在，則可以期望地在根據(jù)本發(fā)明加工之 前通過傳統(tǒng)分離技術(shù)將它們?nèi)コ?。例如，通常期望不?huì)有大量的骨或大量低質(zhì)量的韌帶存 在。
[0015] "肉生產(chǎn)動(dòng)物"包括已知提供肉的動(dòng)物。這樣的動(dòng)物包括禽類如雞或火雞,例如機(jī) 械去骨的雞肉等。瘦肉材料可以指含蛋白的材料，并且可以是包括肌肉纖維的水溶性蛋白 形式，以及非水溶性蛋白形式，其通常是肌原纖維或運(yùn)動(dòng)蛋白或者圍繞在肌肉纖維周圍和 將肌肉纖維連接到韌帶的結(jié)締組織。本發(fā)明特別關(guān)注的是，來自脂肪碎料內(nèi)的脂肪組織中 的動(dòng)物肌肉組織的水溶性蛋白和酸溶性蛋白的存在。通過從動(dòng)物碎料分離這種蛋白材料， 可以提供高質(zhì)量的肉產(chǎn)品。這種產(chǎn)品可以用作傳統(tǒng)肉產(chǎn)品如漢堡的添加劑。
[0016] 可以優(yōu)選用于本發(fā)明的含有肉、脂肪和骨的禽類的平均脂肪含量為約5-50重 量％，優(yōu)選約10-30重量％。含骨禽類的瘦肉含量優(yōu)選為約65 % -85重量％，更優(yōu)選約 75-85重量％。瘦肉含量包括蛋白和水分。為了確保結(jié)果的可靠性和一致性，優(yōu)選動(dòng)物碎料 的瘦肉含量為至少約30重量％，并且優(yōu)選至少約39重量％。
[0017] 關(guān)于說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的圖1，將進(jìn)料12如含有約50重量％肌肉組織和 約50重量％脂肪的機(jī)械去骨或分離的禽類、機(jī)械分割的雞肉等直接進(jìn)行粉碎步驟14,所述 粉碎步驟14增加禽類的表面積使其更適于進(jìn)一步加工。合適的粉碎裝置包括可獲得自位 于 Whitewater, WI 的 Weiler and Company Corporation 或位于 Seattle, WA 的 Carnitec USA Inc的絞肉機(jī)。首先將起始禽類研磨成可通過微切割器的大小。優(yōu)選粗切成3/4英寸，然 后研磨成1/8英寸。一些機(jī)械去骨的肉可能不需要預(yù)先研磨，因?yàn)槠湟呀?jīng)處于適當(dāng)?shù)牧健?一旦研磨，將材料與水（33-40° F)以1份肉糜比約5-6份水的比例混合。水量可以變化， 可以高達(dá)約1份肉糜比10份冷水。水的添加降低蛋白完全溶解所需的勻漿物的離子強(qiáng)度。 任選地，可以在步驟20中將酸添加至禽類以促進(jìn)蛋白溶解。將粉碎的禽類直接進(jìn)行勻漿步 驟16,其中將其與水溫通常為約33° F-約40° F的飲用水18混合并勻漿，通常勻漿至平 均粒徑為約0. 5-約4毫米，優(yōu)選約1-約2毫米。已證實(shí)優(yōu)選使用0. 035mm切割頭大小的微 切割器。用于這一目的的代表性的合適勻楽機(jī)包括可獲得自位于Columbus, 0H的Stephan Machinery Corporation的乳化劑或微切割器，或者可獲得自位于East Longmeadow，ΜΑ的 Silverson的高剪切混合器等。
[0018] 在控制微生物的步驟中，整個(gè)過程中勻漿物的溫度保持低溫（33-40° F)。低溫對 于從蛋白分離脂肪最為有效。當(dāng)pH仍接近最初肌肉的pH時(shí)，完成這一單元操作。另一可 選方法是添加足夠的食品級酸，使混合物的pH到達(dá)等電點(diǎn)。通常，等電點(diǎn)為約5. 5的pH，但 其可以隨著物種的不同而變化。在等電點(diǎn)時(shí)，蛋白最難與脂質(zhì)分子形成乳液，因此，在提取 過程中使得更多的脂質(zhì)遠(yuǎn)離蛋白。一旦將組織勻漿，準(zhǔn)備調(diào)至低pH。
[0019] 所得的勻漿物直接進(jìn)入步驟22,其中將其與食品級酸24如稀鹽酸、稀磷酸、稀檸 檬酸、抗壞血酸、酒石酸或它們的混合物等混合，以便將勻漿物的pH降至pH3. 6-pH4. 4、優(yōu) 選pH3. 6-pH3. 8以溶解動(dòng)物肌肉組織，從而獲得令人滿意的蛋白收率，如在其酸性蛋白溶 液中的80%收率或更高，同時(shí)保留固體形式的脂肪部分。優(yōu)選使用鹽酸，因?yàn)槔迷撍釋?dǎo)致 酸性蛋白溶液中成活的微生物更顯著減少。
[0020] 已證實(shí)在低鹽條件下蛋白的酸化打開蛋白，認(rèn)為這能為蛋白創(chuàng)造更多的表面積， 因此產(chǎn)生更多潛在的水結(jié)合位點(diǎn)。一旦蛋白溶解，脂肪遠(yuǎn)離蛋白并漂浮在酸性水溶液的表 面。其他潛在的雜質(zhì)，包括任何殘留的骨、皮膚或肌肉也保持不溶。將pH調(diào)整至3. 6-4. 4。 作為實(shí)例，實(shí)現(xiàn)肌肉蛋白溶解所需酸的近似量為：基于HCL的重量比總重量（pH3. 74)約 為0. 15-0. 80重量％，例如0. 198重量％。該量取決于期望的低pH(pH3. 6或4. 4)，并且還 取決于起始材料的pH。實(shí)現(xiàn)該步驟的合適攪拌器包括可獲得自位于Charlotte, NC的SPX Corporation 的 Lightnin 攪拌機(jī)等。
[0021] 然后使所得的動(dòng)物肌肉蛋白的酸性溶液和固體脂肪的混合物直接進(jìn)入分離步驟 26,例如潷析器離心和/或篩網(wǎng)濾器26以從固體脂肪分離酸性蛋白溶液。
[0022] 蛋白溶解以及去除雜質(zhì)和脂肪之后，將蛋白的pH升高，例如通過添加稀釋的食品 級堿如氫氧化鈉（NaOH)或碳酸氫鈉（NaHC0 3)。添加堿直至獲得等電點(diǎn)，蛋白重新折疊且 重新相互接合形成大的纖維化分子。在達(dá)到等電點(diǎn)pH時(shí)，蛋白容易釋放與它們緊密排列的 水分子，并且水含量可以恢復(fù)到肉中存在的水含量或與LFTM-致的水含量。任選地將步驟 28中的固體脂肪與食品級堿混合以從脂肪分離水并中和脂肪。任選地，可以將來自步驟29 的冷飲用水添加至步驟28的脂肪中。堿促進(jìn)脂肪從水分離。然后將脂肪在步驟31中過 濾以從脂肪去除水并將水含量從約70-50重量％減少至約30-20重量％。任選地，可以將 脂肪在步驟33中冷藏或冷凍。合適的過濾裝置包括可獲得自位于Florence, KY的Sweco Corporation的振動(dòng)篩等。篩具有約4000微米-約2000微米的大小，優(yōu)選約3500微米-約 2500微米?？梢栽诓襟E34中添加額外的堿以使得沉淀蛋白的pH值回復(fù)至組織的初始pH。 這確保堿（NaOH或NaCH0 3)已經(jīng)與所有先前添加的酸如HCL或檸檬酸完全反應(yīng)并將其消耗。 任選存在的步驟是使蛋白產(chǎn)物進(jìn)行單元操作35,其去除水以濃縮液體，目的是在升高pH時(shí) 產(chǎn)生更大的纖維。單元操作可以由任何以連續(xù)或分批方式去除水的設(shè)備組成，如蒸發(fā)器或 更期望的超濾單元。去除的水的量可以變化，然而，去除更大量的水導(dǎo)致更大和更穩(wěn)健且牢 固的纖維并提高蛋白回收率。所得的蛋白產(chǎn)品是含有約4-14重量％或更高濃度蛋白的粘 性沉淀物，以便制備含蛋白的溶液，將其進(jìn)行混合步驟34,其中使其與食品級堿36如氫氧 化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉等混合。將蛋白產(chǎn)品在步驟38中沉淀并在步驟40中例如通過離 心和過濾回收。任選地，在步驟41中回收具有> 5000-10000分子量截止（MWC0)的超濾液 滯留物。這種超濾液可以如期望地在步驟43中與沉淀的蛋白混合。這導(dǎo)致蛋白產(chǎn)品的鈉 含量減少。鈉在棄去的較低分子量部分中被濃縮。所得的產(chǎn)品具有期望的減少的鈉，并且 通過從起始禽類進(jìn)料提供約80%或更高的高收率蛋白的方法（pH3. 6-4. 4)獲得。因此，本 發(fā)明的方法提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的大為改進(jìn)的蛋白產(chǎn)品。
[0023] 來自步驟40的蛋白產(chǎn)物含有14重量％或更高的蛋白，含有少于10重量％的脂 肪，在低于110° F的溫度下制備，可以在步驟42中于操作完成的30分鐘內(nèi)冷凍，不允許細(xì) 菌顯著增加，并且在其中用堿沉淀的蛋白實(shí)施方案中除低濃度的鹽如氯化鈉等之外，不殘 留化學(xué)物質(zhì)或添加劑。
[0024] 本發(fā)明的肉蛋白產(chǎn)品通過本發(fā)明的加工方法沒有顯著改變。與起始肉源以及和瘦 冷加工肉（沉淀的重折疊的蛋白）有關(guān)的蛋白檢查表明，提取過程足夠溫和，在整個(gè)過程中 沒有改變蛋白。還顯示部分地由于低溫的原因，在加工過程中很少甚至不發(fā)生水解。蛋白 的重折疊也不會(huì)影響它的特征譜（profile)。
[0025] 總之，本發(fā)明的方法制備與現(xiàn)有技術(shù)相比更高收率的蛋白，與現(xiàn)有技術(shù)相比含有 更少的微生物，并且為與現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品相比可以更容易與肉混合的形式。此外，獲得的脂 肪產(chǎn)品對氧化穩(wěn)定。
[0026] 下面的實(shí)施例解釋本發(fā)明且并非意圖限制本發(fā)明。
[0027] 實(shí)施例
[0028] 實(shí)施例I
[0029] 冷凍機(jī)械分割的雞肉獲得自Georgia的商業(yè)生產(chǎn)機(jī)構(gòu)。將該產(chǎn)品在冷藏溫度下完 全解凍，并且將解凍的肉與冷水以1 : 4的比例（肉：水）混合。利用KitchenAid手持式 混合器將混合物以高速勻漿2分鐘。利用鹽酸（2N)將勻漿物調(diào)節(jié)至pH2. 8或3. 6,將酸化 的勻漿物通過1000微米的不銹鋼網(wǎng)過濾。利用氫氧化鈉（4N)將濾液調(diào)節(jié)至pH5. 5,并且通 過相同的洗漆的1000微米篩過濾除水。將沉淀的樣品冷凍并送至Silliker Labs,Chicago Heights, IL進(jìn)行分析。
[0030] 表1在pH2. 8和pH3. 6下制備的沉淀的瘦冷加工雞肉的金屬和氧化值
[0031]

【權(quán)利要求】
1. 從含有脂肪、骨和蛋白的禽類回收（a)具有減少的鈣含量的蛋白組合物、(b)對氧化 穩(wěn)定的脂肪組合物和（c)具有較低鈉含量的蛋白組合物的方法，所述方法包括： a) 在水中粉碎所述禽類， b) 將食品級酸添加至所述粉碎的禽類中以實(shí)現(xiàn)3. 6-4. 4的pH,從而溶解所述蛋白， c) 從溶解的蛋白分離固體脂肪，以及 d) 將食品級堿添加至所述脂肪中以中和所述脂肪中的酸，并添加至所述溶解的蛋白中 以中和所述蛋白中的酸，以及沉淀所述蛋白。
2. 權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟b中所述pH為3. 6-3. 8。
3. 權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟a中添加食品級酸。
4. 權(quán)利要求2所述的方法，其中在步驟a中添加食品級酸。
5. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述食品級酸是鹽酸和/或檸檬酸。
6. 權(quán)利要求2所述的方法，其中所述食品級酸是鹽酸和/或檸檬酸。
7. 權(quán)利要求3所述的方法，其中所述食品級酸是鹽酸和/或檸檬酸。
8. 權(quán)利要求4所述的方法，其中所述食品級酸是鹽酸和/或檸檬酸。
9. 權(quán)利要求1所述的方法，其中在添加所述食品級堿之前在步驟c中從所述蛋白去除 水。
10. 權(quán)利要求9所述的方法，其中在步驟a中添加食品級酸。
11. 權(quán)利要求9所述的方法，其中所述食品級酸是鹽酸和/或檸檬酸。
【文檔編號】C11B13/00GK104066339SQ201280065375
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月28日
【發(fā)明者】S·D·凱萊赫, W·S·桑德斯, W·R·菲爾丁 申請人:普羅蒂厄斯工業(yè)有限公司