发泡的有弹性的基于蛋白质的产品的制作方法

1.本发明涉及一种发泡的、有弹性的、基于蛋白质的产品。
2.另外，本发明还涉及用于制备这种产品的方法以及方法变体，所述产品具有特定调节的孔填充度。
3.此外，本发明还涉及用于实施根据本发明的方法的设备以及设备变体。
4.最后，本发明涉及根据本发明的产品作为食品的用途，所述食品可以在其感官、营养和健康促进功能方面被定制个性化，特别是在基于植物蛋白质的仿肉制品的基础上。


背景技术：

5.发泡的，开孔的(海绵状)产品体系在烤制食品的食品领域中或在即食产品(即食的汤、饮料、酱汁)领域中是已知的/1/。对于后者，与流体接触时的润湿和渗透行为以及可能与快速溶解联合的快速和完全的分散性是关键的品质或便利性标准/2/。对于首先提及的烤制食品的类别，润湿和部分分散发生在消费者口腔中的唾液或供入的液体中。
6.来自干挤出方法的发泡的食品体系特别已知是淀粉基零食。它们具有低的水含量(约≤3-5％)以确保它们的脆度。在用于这样的产品的挤出方法中，由于在挤出机喷嘴出口处的静压突然下降，通过水蒸气膨胀形成泡沫。这个过程，由于其快速的动力学，关于泡沫结构的调节方面，只能在宽限度内进行控制。结果，所产生的产品通常具有非常大的孔，并且大部分甚至是开孔/3/。
7.在一些最近的发展中，已经实现了基于挤出的发泡方法，其中对产生的泡沫结构进行了受控调整。在这些情况下，在通常高粘度的物质中产生泡沫是通过气体溶解和随后的泡沫气泡成核以及在受控压力释放下的泡沫气泡生长进行的。以这种方式实施的用于面团的方法开发被认为是湿挤出，但在约40-60℃的“低温条件”下/4,5/。
8.最近，使用一种进一步开发的“高水分挤压蒸煮(hmec)”的方法变体实现了基于植物蛋白质的仿肉制品的发泡，该方法变体在最高至80巴的高静压和最高至170℃的温度下进行。迄今为止关于此主题还没有出版物公开。
9.下文提到了这样的泡沫产品，它们可具有不同比例的开放和封闭的泡沫孔。
10.到目前为止，根据已公布的知识现状，有针对性地填充发泡的、部分直到完全开孔的食品体系的问题尚未解决。原因在于以下事实：很少有已知的开孔食品，例如烤制食品或蛋白酥皮状棉花软糖，不能在不崩解的情况下被水性流体润湿，而油基流体在此方面既不会很好地润湿，也与营养技术或烹饪术不相关。使用hmecf技术制备的新型发泡的、基于植物蛋白质的仿肉制品在最高至》60％的高结合水分数方面代表了一种特殊性。由于在变性的、展开的蛋白质结构中的强分子或分子间水结合导致在泡沫孔中没有游离水分离，因此产生的气孔空间可用于将另外的液体引入到它们中。原则上，这可至少部分地通过以下方式发生：将这样的发泡的产品长期(数小时到数天)放入液体中以及通过扩散进行流体-气体交换。这对应于一种“腌制过程”。然而，这种操作几乎没有给以下方面留下空间：(i)工业生产，以及(ii)用于产品个性化的多样变化，和特别是(iii)感官和营养产品功能性的整
合。
11.在基于hmec制备的已经具有显著水含量的仿肉制品中加速吸收的额外流体部分和它们的毛细管固定的可能性是通过它们的发泡和调整开孔度提供的。这就提出了以迄今为止尚不可能的形式产生感官和营养定制产品的新可能方案的任务。
12.出版物“albert schweitzer基金会：vegane groβverpflegung-ein leitfaden，第2版，2017年5月状态”描述了严格素食主义者的大型餐饮，即具有各种食谱的大型厨房的指南。
13.wo 2012/158023 a1描述了用于制备结构化的植物蛋白质挤出物的方法，该方法包括以下步骤：
14.(a)提供含有植物蛋白质的水性蛋白质组合物，其中基于干物质计，蛋白质含量为小于90重量％；
15.(b)使所述水性蛋白质组合物经历一个或多个捏合步骤以形成面团；
16.(c)将所述面团加热到高于所述蛋白质的变性温度的温度；
17.(d)使所述面团在挤出机中经历剪切力和压力以形成纤维状蛋白质组合物；
18.(e)使所述纤维状蛋白质组合物穿过挤出机喷嘴离开所述挤出机；
19.其中，所述水性蛋白质组合物的水含量为至少50重量％，和其中使所述纤维状蛋白质组合物经历有限的冷却，使得它在至少等于在第一外部环境中水的沸点的组合物温度下离开所述挤出机。基于干物质计，蛋白质含量在15重量％至85重量％范围内，并且优选在50重量％至80重量％范围内。将所述水性组合物进料到挤出机中，并在所述挤出机中进行捏合和变性步骤(b)和(c)。所述挤出机的长径比l/d为大于20，优选大于30，例如它可以是40-50。使所述结构化的植物蛋白质挤出物经历冷冻过程。还考虑了将所述水性液体加热到70℃至98℃的温度。所述液体可以含有调味剂，但优选是肉汤。所述植物蛋白质挤出物含有0.1-20重量％的脂肪，优选0.2-10重量％的脂肪。所述产品可用于制备类似肉的、纤维状、经纹理化的植物蛋白质。
20.wo 2020/208104 a1涉及一种仿肉制品，其包含基本上彼此平行取向的连接的剪切纤维形成的宏观结构；以及位于所述剪切纤维之间的间隙，其中所述宏观结构不包含肉，和其中所述宏观结构包含植物蛋白质。将脂肪和/或脂肪仿制品注入到垂直间隙中，使得所述仿肉制品包含多个交替的视觉上不同的区域，该视觉上不同的区域包含一个或多个包含所述脂肪的第一视觉不同的区域和一个或多个包含所述植物蛋白质的第二视觉上不同的区域。还可将所述垂直间隙浸入脂肪溶液中，使得所述仿肉制品包含多个交替的视觉上不同的区域，该视觉上不同的区域是一个或多个包含所述脂肪的第一视觉上不同的区域和一个或多个包含所述植物蛋白质的第二视觉上不同的区域。所述宏观结构可包含经纹理化的植物蛋白质或微粉化的植物材料，其中所述微粉化的植物材料包含由壳、纤维及其混合物组成的组中的至少一种。所述仿肉制品被成形为类似大理石花纹状肉。所述宏观结构应具有非均质结构。另外还考虑了用于制备仿肉制品的挤出系统，所述仿肉制品包含植物蛋白质，所述挤出系统包含挤出机和短喷嘴；其中所述挤出机可连接于所述短喷嘴，并被构造为将包含植物蛋白质的材料从所述挤出机引导到所述短喷嘴并穿过延伸通过所述短喷嘴的流体路径，其中所述短喷嘴被构造为将脂肪或脂肪仿制品注入到所述材料中，使得当所述脂肪或脂肪仿制品和所述包含植物蛋白质的材料离开所述短喷嘴时，所述脂肪或脂肪仿制
品嵌入包含所述植物蛋白质的材料中，但在视觉上与包含植物蛋白质的材料分离。描述了一种挤出仿肉制品的方法，其中要应用以下方法步骤：用挤出机向所述仿肉制品施加压力；和使所述仿肉制品在流动方向上穿过短喷嘴，所述短喷嘴是所述挤出机的一部分和/或连接于所述挤出机，并且在所述仿肉制品穿过所述短喷嘴时，在所述仿肉制品中产生基本上垂直于所述仿肉制品的流动方向的经剪切纤维。还描述了向所述仿肉制品中添加豌豆壳，其中所述仿肉制品还应含有豌豆蛋白质或蚕豆蛋白质。


技术实现要素：

21.目的
22.本发明基于的目的是提供具有预定调节的功能特性的规定类型的发泡产品。
23.另外，本发明基于的目的是提供用于制备这种产品的设备。
24.此外，本发明基于的目的是提出可以制备这种产品的方法。
25.最后，本发明基于的目的是提出此类产品的根据本发明的用途。
26.涉及所述产品的目的的实现
27.根据本发明，通过发泡的，有弹性的、基于蛋白质的产品实现了所述目的，所述产品具有20-98重量％的干物质分数，2-80重量％的结合水分数和部分直到完全填充的开孔结构，其中朝向产品表面开放的被流体填充的孔(ogp)的体积与所述产品中的开孔的总体积的比率被调节在0.05范围内。
28.本发明基于的上位构思是由植物蛋白质和植物纤维制成的可持续生产的食品体系的个性化，其中特别考虑仿肉制品。为了制备在其纹理化方面已经非常接近预制肉的仿肉制品，“高水分挤压蒸煮”(hmec)技术已经变得越来越成熟。因此可以实现致密的、原纤维状的类似肉的结构。然而，到目前为止，这项技术仅限于以下感官方面的进一步改进和限定的调整：(1)嫩度，(2)多汁性，(3)脆度和(4)味道/香味。
29.基于植物蛋白质的仿肉制品的hmec微发泡(hmecf)的开发正处于其早期阶段，已经显示出在改进显著感官品质方面(1)-(4)而言具有随后执行的开发步骤的新可能性。
30.这就是根据本发明的产品、方法和设备开发的起端。与在此处描述的根据本发明的进一步开发同时进行的发明中，可以确认用于制备开孔的、发泡的仿肉制品的机制。这为将开孔的、基于hmecf的仿肉制品突出用于升级它们的性能改进和个性化铺平了道路。
31.开放泡沫孔在填充度和填充流体方面的可调节填充，以及将一系列感官、营养和健康相关的组分整合到相应的填充流体中的各种可能性，导致了在此处呈现的根据本发明的产品、方法和设备开发。为了填充特征直径为约10-500微米的开孔，以下(a)至(d)被确定为是决定性的物理机制：(a)毛细管力，(b)变形后的孔弹性松弛，(c)输注，和(d)超声强制扩散，并且它们可被单独应用或联合应用。基于这些机制开发了被认为是相关的方法步骤，并衍生出适合于实施所述方法步骤的设备。
32.一些优点
33.为了发泡的仿肉制品纹理的感官优化，5-10％的气体体积分数已经显示出产品牢固度的显著下降。在气体体积分数高于30％的情况下，可以检测到增加的软橡胶性(“棉花软糖粘稠度”)的外观。在封闭泡沫孔的情况下尤其如此，因为当强加啃咬/咀嚼变形时，被包住的气体部分在压缩后再次膨胀。在开孔的情况下，位于所述孔中的气体在变形应力的
作用下被挤压出所述孔进入到环境中，而不会对变形过程产生任何相伴随的阻尼作用，并且在松弛时被(部分)再次吸入。气体流入/流出对纹理感觉没有任何显著影响。在所述开孔被流体填充的情况下，随着流体粘度增加，从开孔中流出因此被延迟或受阻，这有助于更牢固的纹理感觉。
34.另外，松脆性的感官方面由开孔支持，因为在没有阻尼作用(例如通过在闭孔中的非逸出性气垫发生的那样)的情况下，更有可能达到孔壁的临界断裂伸长率。当用具有低粘度(最高至约100mpas)的流体填充所述孔时，当所述开孔发生变形并且所述流体从开孔中逸出时，“多汁性”也会被更强烈地感知到。
35.因此，在嫩度、脆性和多汁性方面，在仿肉制品中可以预见到流体填充的开放泡沫孔体系具有改进的感官性能。
36.本发明的其它设计方案
37.其它本发明的设计方案在权利要求2至19中描述。
38.根据权利要求2，本发明的特征在于，基于所有开孔和闭孔的总体积计，被填充的开孔的体积分数在0.05-1之间，优选在0.2-0.95之间，并且对于≥0.1的值，精度被设定为+/-0.05。
39.对于特别考虑的基于植物蛋白质的仿肉制品的食品组，为了避免过度显著的“橡胶性”，建议由于发泡导致最大50％的气体体积分数。借助于使用以下机制的开孔技术使所述孔开放：(a)通过调节环境压力的快速下降来开孔(快速开放，fop)，(b)通过分离或剥离产品来开孔(切割开放，cop)，(c)通过多针穿刺来开孔(穿刺开放，pop)或(d)通过在挤出机冷却喷嘴中产生次级混合流来开孔(混合开放，mop)，通常可在10-60％之间调节。这意味着在优选考虑的仿肉制品的情况下，存在5-30％之间的开孔。
40.根据权利要求3至10，解决的是产品泡沫骨架的组成方面(水、蛋白质、纤维含量)，其一方面涉及它的机械性能(骨架强度、原纤维结构)，和另一方面还涉及营养方面(纤维、脂肪/油分数)。
41.权利要求10还涉及在发泡的骨架基体的干燥状态下实施孔填充的可能性，所述发泡的骨架基体具有基于总质量计≤10重量％的水含量，在半湿状态下具有在10-40％重量％之间的水含量，或在所述发泡的骨架基体的湿状态下，如其在hmecf制备后直接呈现的，具有基于总质量计在40-70％重量％之间的水含量。尽管在hmecf挤出后所述产品的干燥步骤意味着额外的制备和能量支出，但这在产品包装、储存和保存期方面是有意义的。由于它们的高含水量，通过hmecf制备的仿肉制品只能在冷藏条件下进行食品零售。然而，对于所述开孔的、发泡的仿肉制品而言，在干燥的情况下，可以在包装不太复杂的情况下设计在室温条件下的产品储存，并且在干燥或部分干燥的状态下，在利用由于开孔性而与特殊结构相关的即时重建性能进行重建的过程中，可以通过孔填充来进行功能化。
42.权利要求11至19涉及孔填充流体的组成和性能，以及与此相关联的经由这些孔填充流体将宽范围的感官、营养和健康促进功能引入到具有已填充孔的产品中的多种可能性。
43.一些优点
44.在此背景下，采用在开放的产品孔中填充有功能流体填充物的根据本发明的产品，可以以显著简化的方式解决与更加个性化的营养有关的多种问题方案。除了便利于在
工业生产水平上制造感官和营养定制的产品外，最终消费者将还能够在最佳便利性边界条件下进行相应的个体最优化。
45.这最初涉及根据本发明的发泡的、开孔的、基于植物蛋白质的仿肉制品，但不限于它们，因为本发明所基于的功能填充开孔的食品产品体系的上位构思可被转用到另外的新的产品开发中。
46.涉及所述方法的目的的实现
47.根据权利要求20实现了这个目的，其中为了填充所述发泡产品的开孔，单独或联合地应用以下四种填充机制：(a)借助于毛细管力进行填充(bk)，(b)借助于弹性孔形状松弛进行填充(be)，(c)通过输注进行填充(bi)，和(d)通过扩散进行填充(bd)。
48.一些优点
49.所提及的根据本发明激活的用于开放泡沫孔的填充机制可以简单的方式与hmec挤出技术以及与在开孔填充上游用于开放所述泡沫孔的方法步骤相组合，或者可以将其整合成紧凑型制备过程。
50.如果，例如，通过在挤出机喷嘴末端处的静态残压释放将孔开放以使得闭孔朝向产品表面开放，则在所述开孔通道区域中的产品基体的与此相关的弹性反变形可用于吸入一部分孔填充流体，其任选由叠加的机械压力变形和弹性形状松弛所支持。这适用于经由突然施加真空进行开孔的组合，其当在填充有孔填充流体的浸渍浴中进行时，随后是后续的所述流体吸入到开孔中。最后，也可以结合借助于针穿刺进行开孔以用于使用中空针填充。关于使用中空针进行孔填充，应当注意的是，根据本发明，这种类型的填充与肉类工业中已知的输注方法(例如在制备熟火腿中使用的那些)不同，因为在针穿刺到泡沫结构中的过程中，例如在本文中的情况下，注入的孔填充流体由于强加的填充压力而有助于孔壁的破裂，并且因此进一步将仍是封闭的孔开放。
51.本发明的其它设计方案
52.权利要求21至27详细描述了借助于机制(a)-(d)在它们各自的工艺技术实施中进行的孔填充方法。在此重点强调了对hmec技术的可适用性的方面。
53.涉及所述设备的目的的实现
54.这个目的通过权利要求28实现，其中涉及根据本发明区分的四种孔填充机制(a-d)。以下对与这些机制相关的设备的描述由图1至5补充。
55.一些优点
56.分配给根据本发明的方法步骤的用于填充所述开放泡沫孔的设备在技术上也与hmec技术相容和与单独或组合位于hmec挤出机下游的各种方法步骤相容，以进行可调节的孔开放。用于开放所述泡沫孔的设备与下文中更详细描述的用于填充所述开放泡沫孔的设备的本发明的至少部分可组合性在定制的功能化仿肉制品的整体制备方法的整合设计中具有相当大的优势，但不限于这些产品。
57.本发明的其它设计方案
58.根据权利要求29至35，基于在它们各自的方法工程环境中使用孔填充机制(a)-(d)的相关方法步骤详细描述了孔填充设备。在此同样重点强调了对hmec技术的可适用性的方面。
59.涉及所述用途的目的的实现
60.通过用于食品的权利要求36实现了这个目的，所述食品具有针对特定消费者或患者目标群体的特定感官、营养和健康促进性能。
61.一些优点
62.尽管多年来一直在谈论个性化营养，但实际可行的实施概念仅延及较大的目标群体(例如有某些不耐受或过敏或缺乏症状的那些群体、孕妇、婴儿或老年人)。原因特别在于，在目标群体规模进一步下降到个人的情况下，在食品产品的工业制造中需要的在制备方法中的额外花费，以及在制备物流和配送物流方面的额外花费。
63.用可在感官、营养和健康方面进行个性化定制的流体体系填充开孔泡沫体系的根据本发明的构思允许通过以下方面用简化的方法和降低的物流花费在食品个性化中达到新的里程碑：通过开孔产品基体的工业制备，下游带有简化的功能化步骤，通过用各种可组合的流体、调味剂和香料(包括调味品)、微营养物(维生素、微量元素)以及健康促进组分(抗氧化剂)进行孔填充。
64.本发明的其它设计方案
65.权利要求37和38强调了根据本发明的产品应用的上述有利的可能性，并强调了对基于植物蛋白质的仿肉制品的特别引用。
附图说明
66.在附图中，使用示例性实施方案部分地示意性描述本发明。在附图中：
67.图1a显示了一种借助于毛细管力填充开放泡沫孔的设备；
68.图1b显示了截面中的进一步细节；
69.图2a显示了一种借助于弹性孔形状松弛填充开放泡沫孔的设备；
70.图2b显示了截面中的进一步细节；
71.图2c显示了截面中的进一步细节；
72.图3显示了一种在借助于部分真空进行变形后，借助于弹性孔形状松弛填充开放泡沫孔的设备；
73.图4a显示了一种经由中空针穿刺和孔填充辊系统借助于输注填充开放泡沫孔的设备；
74.图4b显示了一种经由中空针穿刺和孔填充冲压系统借助于输注填充开放泡沫孔的设备；和
75.图5a和5b显示了一种借助于超声强制扩散填充开放泡沫孔的设备。
76.从图1a可看出具有hmec挤出机喷嘴4和用于挤出物线料的偏转引导辊5的设备布置。由6表示的是高度可调的用于下排偏转辊的支架。数字7表示孔填充流体。可调支架6的高度调节范围由h1示意性表示，而h2是孔填充流体浴的总高度。
77.在图1b中，附图标记1表示封闭的泡沫孔，而2是开放的泡沫孔。在3处，示意性指出的是流入的孔填充流体。
78.图2a显示了在压力辊13之间挤出物线料通道14之后借助于弹性孔形状松弛的孔填充设备的示意图。
79.在图2b中，附图标记8表示借助于挤压力9在压力辊11之间压缩的方向，所述挤压力作用在挤出物线料的开孔和闭孔10上。
80.在图2c中，附图标记12表示挤出物线料在离开压力辊间隙后在形状松弛作用下的反向膨胀的方向。
81.图3显示了在通过施加部分真空而变形后借助于弹性孔松弛来填充开放泡沫孔的设备。附图标记15表示挤出物线料部分，而16是半壳，用于容纳用于真空处理的线料部分。17是孔填充流体，和18表示输送方向。19表示一个可移动的盖设备，其用于密封封闭下部的具有产品部件的半壳。附图标记20表示连接于真空罐21的真空软管管线。22表示真空泵，和23表示传送带。传送带23的旋转方向以及由此产生的传送方向由在传送带23的换向站处的箭头产生。附图标记24表示用于抽真空盘16的盖子构造的周期性运动。
82.图4a显示了经由穿刺和孔填充辊系统的中空针借助于输注来填充开放泡沫孔的设备。25表示用于孔填充流体的储罐，和26表示活塞式计量泵，而27代表hmec挤出机冷却喷嘴的末端。在28a处显示的是上部的中空针穿刺和孔填充辊，而28b说明的是下部的中空针穿刺和孔填充辊。29表示的是穿刺和填充中空针，而30a表示上部的孔填充辊的计量段。30b是下部的孔填充辊的计量段。在31处说明的是中空针穿刺和孔填充辊的孔填充流体进料线。附图标记32a表示用于上部的中空针穿刺和孔填充辊28a的压力施加设备。f
p
表示压力的方向，而32b说明了用于下部中空针穿刺和孔填充辊的压力施加设备。33表示的是用于孔填充流体的收集容器。在34处显示的是用于移走经处理产品的传送带。传送方向由偏转站的箭头显示。
83.图4b显示了经由中空针穿刺和孔填充冲压系统借助于输注用于填充开放泡沫孔的设备。在35a和35b处显示的是用于所述挤出物线料的传送带，而36表示示例性指示的挤出物线料。37表示挤出机喷嘴出口，而38表示用于孔填充流体的收集容器。在39处，示意性地指出了用于容纳穿刺和孔填充中空针的穿孔金属板块，而40代表的是配备有多个穿刺和孔填充中空针的穿刺和孔填充中空针冲头。41说明了用于穿刺和孔填充中空针冲头的孔填充流体供应。42表示用于孔填充流体的压力软管供应管线，而43是从孔填充流体储存容器44进料的孔填充流体计量泵。附图标记45显示的是所述穿刺和孔填充中空针冲头的运动方向，而用46示意性指出的是液压穿刺增压器。
84.图5a显示了一种借助于超声强制扩散填充开放泡沫孔的设备，在47处显示的是挤出机喷嘴出口，而48是hmec挤出物线料。在49处显示的是用于挤出物线料的偏转/引导辊。在50处示意性指出的是超声波发生器，而51说明了用于挤出物线料48的下部偏转辊的高度可调悬挂装置。在被加热的超声波浸渍浴中的挤出物线料停留时间可通过调节所述高度进行调节。附图标记52指示的是孔填充流体，而53是用于加热孔填充流体的加热线圈。
85.h1表示下部偏转辊的高度可调性，而h2表示所述孔填充流体浴的总高度。
86.在图5b中，54指示了在开放泡沫孔中的扩散方向，而56表示开放的泡沫孔和55表示封闭的泡沫孔。
87.在权利要求书中和在说明书中描述的以及从附图中显而易见的特征，对于本发明的实现而言，无论是单独还是以任何组合的方式可能是必要的。
88.附图标记列表
[0089]1ꢀꢀ
泡沫孔，封闭的
[0090]2ꢀꢀ
泡沫孔，开放的
[0091]3ꢀꢀ
孔填充流体，流入的
[0092]4ꢀꢀ
hmec挤出机喷嘴
[0093]5ꢀꢀ
用于挤出物线料的偏转引导辊
[0094]6ꢀꢀ
支架，高度可调的
[0095]7ꢀꢀ
孔填充流体
[0096]8ꢀꢀ
在压力辊之间的压缩方向
[0097]9ꢀꢀ
在挤出物线料上的辊压力
[0098]
10
ꢀꢀ
孔，变形的/压缩的(开放的/封闭的)
[0099]
11
ꢀꢀ
压力辊
[0100]
12
ꢀꢀ
在压力辊输出端处的挤出物线料膨胀/松弛
[0101]
13
ꢀꢀ
压力辊
[0102]
14
ꢀꢀ
挤出物线料
[0103]
15
ꢀꢀ
挤出物线料部分
[0104]
16
ꢀꢀ
容纳用于真空处理的线料部分的半壳
[0105]
17
ꢀꢀ
孔填充流体
[0106]
18
ꢀꢀ
传送方向
[0107]
19
ꢀꢀ
用于密封封闭具有产品部件的下部半壳的可移动盖设备
[0108]
20 真空软管管线
[0109]
21
ꢀꢀ
真空罐
[0110]
22
ꢀꢀ
真空泵
[0111]
23
ꢀꢀ
传送带
[0112]
24
ꢀꢀ
抽真空盘的盖构造的周期性移动
[0113]
25
ꢀꢀ
用于孔填充流体的储存罐
[0114]
26
ꢀꢀ
活塞式计量泵
[0115]
27
ꢀꢀ
hmec挤出机冷却喷嘴的末端
[0116]
28a 上部中空针穿刺和孔填充辊
[0117]
28b 下部中空针穿刺和孔填充辊
[0118]
29
ꢀꢀ
穿刺和填充中空针
[0119]
30a 上部孔填充辊的计量段
[0120]
30b 下部孔填充辊的计量段
[0121]
31
ꢀꢀ
中空针穿刺和孔填充辊的孔填充流体供应
[0122]
32a 上部辊压力施加设备
[0123]
32b 底部辊压力施加设备
[0124]
33
ꢀꢀ
孔填充流体收集容器
[0125]
34
ꢀꢀ
传送带
[0126]
35a 挤出物线料传送带
[0127]
35b 挤出物线料传送带
[0128]
36
ꢀꢀ
hmec挤出物线料
[0129]
37
ꢀꢀ
挤出机喷嘴出口
[0130]
38
ꢀꢀ
用于孔填充流体的收集容器
111 518 a1
[0159]
albert schweitzer基金会:vegane groβverpflegung-ein leitfaden,第2版,状态：2017年5月
[0160]
wo 2012/158023 a1
[0161]
wo 2020/208104 a1

技术特征：
1.发泡的有弹性的基于蛋白质的产品，该产品具有20-98重量％的干物质分数，2-80重量％的结合水分数和部分直到完全填充的开孔结构，其中朝向产品表面开放的被流体填充的孔(ogp)的体积与产品中的开孔的总体积的比率设定在0.05-1.00范围内。2.根据权利要求1所述的产品，其特征在于，基于所有开孔和闭孔的总体积计，被填充的开孔的体积分数在0.05-1.00之间，优选在0.2-0.95之间，并且对于≥0.1的值，精度设定为+/-0.05。3.根据权利要求1和2所述的产品，其特征在于，孔的总分数(＝孔隙率)设定在0.1至0.95之间，其中精度也为+/-0.05。4.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，所述产品具有基于其干物质计10-95重量％的蛋白质分数。5.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，所述蛋白质分数包含0-100％的植物蛋白质。6.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，在所述产品中的蛋白质以部分直至完全变性的形式存在，并且优选具有原纤维结构，更优选取向的原纤维结构。7.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，所述产品包括基于干物质计0.5-20重量％的植物纤维分数。8.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，所述产品包括基于干物质计0.1-15重量％的脂肪或油分数。9.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，这种产品对应于使用高水分挤压蒸煮(hmec)技术制备的基于植物蛋白质的发泡的仿肉制品。10.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，在被填充的状态下，所述产品作为干燥的发泡的骨架基体存在，其具有基于总质量计≤10重量％的水含量；作为半湿的发泡的骨架基体存在，其具有基于总质量计在10-40％重量％之间的水含量；或作为湿的发泡的骨架基体存在，其具有基于总质量计在40-70％重量％之间的水含量。11.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，在被填充的状态下，孔填充流体具有≤1pas的零动态粘度，并具有相对于形成孔壁的材料的润湿性能。12.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，所述孔填充流体在所述孔已经被填充后保持其流体特征。13.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，所述孔填充流体在所述孔已经被填充后形成屈服点。14.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，所述孔填充流体富含对于人类食用而言与感官相关的调味剂或香料，或它们的组合。15.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，所述孔填充流体富含与人类饮食相关的营养组分。16.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，所述孔填充流体富含药物活性成分组分，该药物活性成分组分被指示用于特定疾病的预防或特定疾病的治疗。
17.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，所述孔填充流体是具有乳液、多重乳液或悬浮液特征的多相体系。18.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，所述孔填充流体是具有乳液、多重乳液或悬浮液特征的多相体系，并且在其单独的相中包括或封装有不同的感官或营养功能化的物质组分。19.根据权利要求1或其随后权利要求中任一项所述的产品，其特征在于，所述孔填充流体由汤、酱汁、调味汁、饮料或脂肪熔融物组成。20.用于填充根据权利要求1或权利要求2至19中任一项所述的产品的开孔的方法，其特征在于，为了填充所述发泡产品的开孔，单独或联合地应用以下四种填充机制：(a)借助于毛细管力进行填充(bk)，(b)借助于弹性孔松弛进行填充(be)，(c)通过输注进行填充(bi)，和(d)通过扩散进行填充(bd)。21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，根据权利要求20所述的四种填充机制单独或联合地在空间上和在时间上直接在hmec技术的下游使用。22.根据权利要求20和21所述的方法，其特征在于，所述(a)借助于毛细管力填充开孔经由以下方式进行：在填充流体浴中，使hmec挤出产品线料与开孔部分直接接触，其中所述挤出物线料在流体液位以下连续移动穿过所述填充流体浴。23.根据权利要求20和21所述的方法，其特征在于，所述(b)借助于弹性孔松弛的机制填充开孔经由以下方式进行：强加使所述开孔收缩的变形和在填充流体浴中使其发生所得的弹性反变形，其中由开孔的弹性松弛产生的吸入压力导致所述孔填充。24.根据权利要求20、21和23所述的方法，其特征在于，待被施加用于(b)借助于弹性孔松弛的机制填充所述开孔以发生孔变形的力经由以下连续地进行：在填充流体浴中，在两个辊元件之间，在hmec挤出物线料上的压缩应力。25.根据权利要求20、21和23所述的方法，其特征在于，待被施加用于(b)借助于弹性孔松弛的机制填充所述开孔以发生孔变形的力经由以下半连续地进行：在密封包封的填充流体浴中，在切割的hmec挤出物线料部分上的部分真空应力。26.根据权利要求20和21所述的方法，其特征在于，发生(c)借助于输注机制填充开孔，其中经由注射针将填充流体注入到发泡的孔中，并且无论是预先开放的孔还是由所述针刺新产生的孔，或者在之前封闭的孔之间的连接通道都被填充。27.根据权利要求20和21所述的方法，其特征在于，发生(d)借助于扩散填充开孔，其中在浸渍浴中将填充流体加热到低于其沸点或者低于其感官或营养功能性的临界改变温度的温度，和使连续移动穿过所述浸渍浴的发泡的具有开放泡沫孔的hmec挤出物线料被淹没，以及经由强加频率范围为10-50khz和体积超声功率为0.1-0.5kw/升的超声波负荷进行扩散速率的提高和其它最初仍封闭的孔打开。28.用于填充根据权利要求1和权利要求2至19中任一项所述的产品的开孔的设备，其特征在于，单独或联合地，并且在空间上和时间上直接在hmec挤出设备的下游使用以下四种填充机制进行朝向产品表面开放的孔的部分直到完全填充：(a)在浸渍浴设备中借助于毛细管力进行填充(bk)，(b)在浸渍浴设备中借助于弹性孔松弛进行填充(be)，所述浸渍浴设备具有(i)压辊通道或(ii)抽真空单元，(c)借助于中空针穿刺和填充设备通过输注进行填充(bi)，和(d)在具有整合的超声处理设备的浸渍浴中通过扩散进行填充(bd)。
29.根据权利要求28所述的设备，其特征在于，使具有辊布置的填充流体浴连接于hmec挤出机喷嘴，以将从所述挤出机喷嘴出现的弹性柔性挤出物线料连续引导穿过所述浸渍浴，所述辊布置和浸渍浴被设计为使得浸渍在所述孔填充流体中的挤出物线料的停留时间在5-10秒之间，其可根据挤出速度或挤出物的质量流量进行适应调整。30.根据权利要求28所述的设备，其特征在于，整合一个调整设备，其用于调整在相继布置于所述浸渍浴中的挤出物线料偏转辊之间的垂直距离，采用该设备，在所述填充流体浴中的hmec挤出物线料的浸入长度根据其喷嘴出口速度或挤出物质量流量被动态适应调整，以确保在所述浸渍浴中的预定停留时间。31.根据权利要求28所述的设备，其特征在于，将通过压力或压力变形控制的两个辊布置在填充流体浴中，以将暂时的压力变形强加在所述hmec挤出物线料上，并且在下游借助于用于引导所述挤出物线料的另外的辊整合在流体液位以下的线料松弛停留段。32.根据权利要求28所述的设备，其特征在于，将用于所述挤出物线料的切割设备直接布置在所述挤出机喷嘴出口的下游，并且为了进一步处理所切割的挤出物线料部分，整合可密封封闭的填充流体浴，在该填充流体浴中，借助于真空泵和真空容器以及随后的通空气和真空松弛提供10-100毫巴范围内的部分真空达5-30秒。33.根据权利要求28所述的设备，其特征在于，布置两个配备有内直径为0.3-5mm的中空针的可旋转悬挂针辊以使得条带形挤出产品被引导到它们之间，并且取决于产品形状，针穿刺深度可被调节在1-20mm之间，并且刺数密度可以被调节在1-49/cm2之间，其中布置一个活塞式计量泵以输送所述孔填充流体，其经由空心轴将所述针辊的内部空间用孔填充流体填充，并从这里给穿刺所述挤出物线料的中空针供应用于注射的孔填充流体。34.根据权利要求28和33所述的设备，其特征在于，将配备有具有0.3-5mm之间的中空针内直径的中空针的冲头布置在穿孔板上方，该穿孔板具有与在所述冲头上的针布置几何匹配的孔洞布置，和用于条带形挤出物的基于辊的输送设备，所述条带形挤出物由此被连续引导到所述穿孔板上方，并整合一个活塞泵以便实现用周期性降低的中空针冲头将所述孔填充流体在体积控制的情况下注入到所述挤出物线料中。35.根据权利要求28所述的设备，其特征在于，布置一种带有温度控制设备的浸渍浴，所述温度控制设备用于将温度调节为低于孔填充流体的沸点或其感官或营养功能的临界变化温度，其中所述浸渍浴的壁配备有超声波发生器，其在0.1-0.5kw/升的体积超声功率下产生范围在10-50khz内的超声频率，以增加孔填充流体向开放的挤出物孔中的扩散速率。36.根据权利要求1和权利要求2至19中任一项所述的产品用作食品的用途，所述食品具有针对特定消费者或患者目标群体的特定感官、营养和健康促进性能。37.根据权利要求36所述的用途，其特征在于，所述产品被设计为个性化的基于植物蛋白质的仿肉制品，其中将(i)与肉相关的口味和香味组分，或(ii)与营养相关的b族维生素，例如b12和其它维生素和矿物质，例如生物可利用的铁化合物，或(iii)由(i)和(ii)形成的组合掺入到孔填充流体中。38.根据权利要求36和37所述的用途，其特征在于，将含有开孔的并被设计为基于植物蛋白质的仿肉制品的发泡产品由消费者自己通过在单独组成的流体相中放入和重复周期性挤压而经历个性化填充所述开孔，所述流体相根据个人感官、营养和健康促进功能进行
定制，其任选对应于以下食品类别中的一种：汤，酱汁，调味品/腌泡汁，饮料或熔融物。

技术总结
本发明涉及具有泡沫结构的产品，所述泡沫结构具有部分向表面开放的并且被部分直至完全填充有流体的泡沫孔。本发明进一步涉及一种方法，其具有用于以限定的方式填充开放泡沫孔的实施变化方案。本发明还涉及一种设备，其具有用于以限定的方式填充开放泡沫孔的实施变化方案。本发明另外涉及根据本发明设计和填充的泡沫产品作为基于植物蛋白质的仿肉制品的主要组分的用途。本发明的特别的优点涉及根据本发明的产品在它们的感官和营养性能方面的简化的可多功能化性，以适应特定目标群体的偏好和需要，直至包括个体的个性化定制。直至包括个体的个性化定制。


技术研发人员：E
受保护的技术使用者：ETH苏黎世公司
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2023/9/26