一种用于改善组织化植物蛋白产品的蛋白质纤维结构的方法，控制组织化蛋白的口感的方法，以及组织化植物蛋白产品

技术领域

本发明属于组织化植物蛋白产品领域。

背景技术

在由G.O.Phillips和P.A.编辑的《食品蛋白质手册》中的一篇文章中，该文章的作者M.N.Riaz提到美国农业部(USDA)在1971年将组织化植物蛋白产品(textured vegetableprotein product)定义为“由可食用的蛋白质来源制成的食品，其特征在于具有结构完整性和可识别的结构，使得每个单元将经受住水合作用(hydration)和烹饪以及用于制备食用食品的其他过程”。

在下文中，我们使用“组织化植物蛋白产品”的表述。在文献中，组织化植物蛋白产品，也被称为TVP，属于组织化蛋白产品组。组织化植物蛋白产品是通过蛋白组织化挤出制成的，这不同于用于挤出制造淀粉早餐谷物的挤出技术。

发明内容

发明人已经发现，与肉制品相比，使用现有的低水分挤出组织化技术制成的组织化植物蛋白产品缺乏足够的结构完整性、耐蒸煮性和耐烹饪性。例如，传统上，使用低水分挤出制成的人造肉在水合和烹饪后具有海绵状质地。它们的口感在初咬时过于柔软，但最终难以在口中完全咬碎纤维，并且与熟肉的质地不同。

本发明的第一个目的是改善组织化植物蛋白产品(优选是组织化植物蛋白产品)的结构完整性和耐烹饪性。这个目的可以通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求39所述的组织化植物蛋白产品来实现。

本发明的第二个目的是改善对口感的控制，并改善使用低水分挤出组织化技术制备的组织化植物蛋白产品的结构完整性和耐烹饪性。这个目的可通过根据独立权利要求31、32、33、34、35、36、37、38中的任一方法(单独地或与一项或多项其他独立权利要求的任何组合)来实现，以及通过平行独立权利要求41、42、43、44、45、46、47、48、49中的任何一种组织化植物蛋白产品(单独地或与一项或多项其他独立组织化植物蛋白产品权利要求的任何组合)来实现。在优先权申请中，本发明的目的是改善结构完整性和耐烹饪性。在优先权申请之后加入本申请的实施例9包含我们在先前公开的实施例中公开的样品。补充信息的最初想法是为了研究样品的微观结构和为什么它们表现出更好的结构完整性的机制。质地的改善与完整性有关，在本申请的起草过程中已经对此进行了更彻底的研究。

本发明的第三个目的是增加组织化植物蛋白产品的口感的多样性。这个目的可以通过根据权利要求50和权利要求51所述的组织化植物蛋白产品来实现。

从属权利要求描述了该方法和组织化植物蛋白产品的有利方面。

本发明的优点

在用于改善组织化植物蛋白产品的蛋白质纤维结构的方法中，使用配置用于进行低水分蛋白质组织化挤出的挤出机来制备挤出物，所述挤出物包含蛋白质纤维结构，所述蛋白质纤维结构在所述蛋白质纤维之间具有膨胀相关的空腔例如气泡。在所述挤出后，以保持所述挤出物的蛋白质纤维基本完整的方式压缩(compressing)或压实(compacting)所述挤出物，

其中：

i)压缩或压实的进行是

a)在蛋白质相完成其固化或经历从液体样到固态的玻璃化转变之前，和/或

b)在所述挤出后在所述挤出物被允许冷却之前并且还在所述挤出物被允许干燥之前，和/或

c)在所述挤出后在所述挤出物仍处于升高的温度且具有升高的湿度之时，和/或

d)在从所述挤出物离开所述挤出机模具起60秒内，优选15秒内，和/或

e)在从所述挤出物离开所述挤出机模具起48小时内，优选36小时内，更优选24小时内，条件是将所述挤出物保持在温度和湿度选择为使得所述产品在离开所述挤出机模具和所述压缩或压实之间既不显著冷却也不显著干燥的汽蒸(steaming)环境中

和

ii)所述压缩或压实持续导致所述蛋白质纤维之间的所述膨胀相关的空腔的尺寸不可逆地减小并且优选还导致所述蛋白质纤维之间的结合增加的一段时间。

发明人发现组织化植物蛋白产品的结构完整性和耐烹饪性将以令人惊讶的方式得到改善。用低水分组织化挤出制成的组织化植物蛋白产品将令人惊讶地基本上失去其海绵状质地，并具有改善的肉-肌肉样耐嚼质地(口感)。另一个令人惊讶的区别是组织化植物蛋白产品将具有改善的耐烹饪特性。例如，在烹饪过程中，组织化植物蛋白产品吸水较慢且较少，并且在该挤出物中间保持干燥。在关于纤维结构的X射线结果中可以看到其中纤维变得更宽的改善的肉-肌肉样耐嚼质地。在优先权申请和本申请之间，发明人已经获得了产品品尝体验的确凿证据。

优选地，压缩或压实是通过使用压缩流变压制方法来进行的。可以选择压缩流变压制方法，以使得不在松散材料中产生除可由扭曲产生的剪切力之外的剪切力，和/或可以选择压缩流变压制方法，以不破坏蛋白质纤维基质中的结合。

压缩流变压制是一个新术语，用于描述液体中的固体(通常为)颗粒在压力而不是剪切力的影响下的双相体系的行为。

在挤出后立即得到的和在短时间窗口内得到的组织植物蛋白产品是双相体系。挤出后，以下相变将在挤出后快速完成：首先，在蛋白质基质中，融化的蛋白质材料从液体样相转变为固相。第二，存在于膨胀相关的空腔中的水从液体样的水转变为蒸发的水(这实际上是膨胀相关的空腔形成的主要原因之一)，所述膨胀相关的空腔在常规的低水分挤出物中通常以气泡的形式存在。在融化的蛋白质材料完成从液体样转变为固相和/或存在于膨胀相关的空腔中的水完成从液体样的水转变为蒸发水之前进行压缩或压实步骤可能是必需的。

当所述压缩或压实在挤出物被冷却或被允许冷却到低于40℃之前、优选在挤出物被冷却或被允许冷却到低于50℃之前进行时，本发明人获得了非常好的结果。不希望被理论所束缚，预期该极限温度与融化的蛋白质材料(其更像液体、更柔韧)转变为固相(更坚固、更脆和更硬)的玻璃化转变温度有关。

此外，本发明人已经发现可以延长时间窗口以促进工业生产。可以通过减慢或防止相变来延长时间窗口。例如，挤出物可以在离开挤出机模具和压缩或压实之间保存在汽蒸环境中，该汽蒸环境具有选择为使得产品在离开挤出机模具和压缩或压实之间不显著冷却和干燥的温度和湿度。

压缩流变压制方法的实例包括通过辊、双带或板的压制。挤出(extruding)和揉捏(kneading)会产生过大的剪切力，因此它们不属于压缩方法。在没有或仅有最小剪切力存在或者至少没有过大的剪切力存在时进行压缩是必需的。

压缩流变压制方法优选选择为不在松散材料中产生除扭曲产生的剪切力之外的剪切力。这有助于避免扰乱(例如裂解或破坏)蛋白质纤维的基本线性定向的排列。

压缩或压实可以通过产生大于60psi的压力、大于85psi的压力、大于115psi的压力或大于300psi的压力来进行。压力增加的效果是：(a)挤出物可以被压缩到所需的低厚度或高密度，(b)相邻的蛋白质纤维可以在空间上彼此靠近，或者彼此接触，以及(c)压力导致蛋白质纤维之间的膨胀相关的空腔的尺寸不可逆地减小，并且优选地，还增加了蛋白质纤维之间的结合。

可以将压缩或压实设定为目标压缩间隙为压缩或压实前挤出物厚度的6％至15％，优选7％至14％，更优选8％至13％。这种压缩间隙的作用是相邻的蛋白质纤维可以在空间上彼此更靠近，或者彼此直接接触，并且这种压缩间隙导致蛋白质纤维之间的膨胀相关的空腔的尺寸不可逆地减小并且优选还导致蛋白质纤维之间的结合增加，改善挤出物结构的完整性并改善耐烹饪性。

或者，可以将压缩或压实设定为目标压缩间隙为挤出机模具组件出口直径或挤出机模具组件出口最小尺寸的20％至42％，优选25％至39％，更优选30％至36％。这种压缩间隙的作用是相邻的蛋白质纤维可以在空间上彼此更靠近，或者彼此直接接触，并且这种压缩间隙导致蛋白质纤维之间的膨胀相关的空腔的尺寸不可逆地减小并且优选还导致蛋白质纤维之间的结合增加，改善挤出物结构的完整性并改善耐烹饪性。

可以选择压缩或压实的力，使得压缩或压实以防止挤出物在压缩或压实后显著膨胀的方式进行，使得组织化植物蛋白产品从压缩或压实后1分钟到压实或压缩后2小时的膨胀为其厚度的至多15％，优选至多9％，更优选至多3％，甚至更优选至多1％。这种压缩的效果是相邻的蛋白质纤维可以在空间上彼此更靠近，或者彼此直接接触，并且这种压缩导致蛋白质纤维之间的膨胀相关的空腔的尺寸不可逆地减小并且优选地还导致蛋白质纤维之间的结合增加，改善挤出物结构的完整性并改善了耐烹饪性。

来自挤出机出口的挤出物在压缩或压实之前可以彼此分离或保持分开，并在压缩或压实过程中也保持分开。

在压缩或压实之前和压缩或压实的过程中，来自挤出机出口的挤出物可以经层压、堆叠或聚集成超过一个颗粒或股(strand)，使得压缩或压实将挤出物彼此附接。经层压、堆叠或聚集的挤出物的优势是经层压、堆叠或聚集的挤出物可以具有更多的结构层、更丰富的质地、更接近的形状并因此具有更接近大块肉块的质地。发明人相信有可以找到经层压、堆积或聚集的挤出物的其他新用途。

挤出物可以在离开挤出机模具和压缩或压实之间被保存在汽蒸环境中，该汽蒸环境具有选择为使得产品在离开挤出机模具和压缩或压实之间不显著冷却和干燥的温度和湿度。这有助于避免或至少延迟所述挤出物的可压缩性或可压实性的可能的损失，这种损失将由冷却、干燥和经受剧烈的玻璃化转变、硬化、蛋白质纤维之间形成结合的能力的损失、不可逆地减小蛋白质纤维之间的膨胀相关的空腔的尺寸的能力的损失所引起，尤其是在挤出后不能在足够短的时间内进行压缩，以及当需要在挤出和压缩之间转移或缓冲的情况下。

压缩或压实可以在汽蒸环境中进行，该汽蒸环境具有选择为使得产品在离开挤出机模具和压缩或压实之间不显著冷却和干燥的温度和湿度。这有助于避免或至少延迟挤出物的可压缩性或可压实性的可能的损失，这种损失将由冷却、干燥和经受剧烈的玻璃化转变、硬化、蛋白质纤维之间形成结合的能力的损失、不可逆地减小蛋白质纤维之间的膨胀相关的空腔的尺寸的能力的损失所引起，尤其是在挤出后不能在足够短的时间内进行压缩，以及当需要在挤出和压缩之间转移或缓冲的情况下。

在汽蒸环境之后的挤出物的水分含量可以是在汽蒸环境之前的原始挤出物水分含量的80％至120％，优选90％至110％，更优选95％至105％。优势是挤出物将(a)在一方面保持湿润、柔软、可压缩，(b)在另一方面会避免显著水合。挤出物显著水合会导致：(b1)粘性的挤出物表面；(b2)更易碎的挤出物的蛋白纤维结构，其在随后的压缩过程中更容易破碎分开；(b3)最终产品耐嚼质地的损失；(b4)最终产品耐烹饪性的损失；(b5)粘滑的表面(在挤出物含有燕麦β-葡聚糖或大麦β-葡聚糖的情况下)。

压缩或压实是在挤出后的时间窗口内进行的，在所述时间窗口期间蛋白质纤维对压制有响应，使得组织化植物蛋白产品从压缩或压实后1分钟到压实或压缩后2小时的膨胀为其厚度的至多15％，优选至多9％，更优选至多3％，甚至更优选至多1％。优点在于：(a)在该时间窗口内被压实/压缩的挤出物将经历蛋白质纤维之间的膨胀相关的空腔的尺寸的不可逆的减小，并且优选地，还将经历蛋白质纤维之间的结合的增加，从而具有改善的结构完整性和改善的耐烹饪性；(b)在该时间窗口内被压实/压缩的挤出物不是易碎的或脆的，因此蛋白质结构不会在压缩过程中破裂。

发明人惊奇地发现，利用上述汽蒸环境可以延长时间窗口。

优选地，在所述挤出后，在挤出物的硬度(H

根据本发明的第二个方面，组织化植物蛋白产品包含挤出物，其用低水分蛋白组织化挤出制备，所述挤出物具有蛋白质纤维结构，所述蛋白质纤维结构在蛋白质纤维之间具有膨胀相关的空腔，例如气泡。挤出物已经在挤出后以下述方式被压缩或压实：保持挤出物中的蛋白质纤维基本上保持完整，但减小蛋白质纤维之间的膨胀相关的空腔的尺寸，并且优选地还增加蛋白质纤维之间的结合。可以使用根据本发明第一方面的方法制备组织化植物蛋白产品。

组织化植物蛋白产品可以是组织化植物蛋白产品，优选使得植物蛋白包含以下中的至少一种(优选一种、两种或三种)：

-大豆蛋白分离物和/或浓缩物，

-豌豆蛋白分离物和/或浓缩物，

-蚕豆蛋白分离物和/或浓缩物，

-扁豆蛋白分离物和/或浓缩物，

-鹰嘴豆蛋白分离物和/或浓缩物，

-绿豆蛋白分离物和/或浓缩物，

-燕麦蛋白分离物和/或浓缩物，

-黑麦蛋白分离物和/或浓缩物，

-大麦蛋白分离物和/或浓缩物，

-羽扇豆蛋白分离物和/或浓缩物，

-花生蛋白分离物和/或浓缩物。

此外，挤出可以在水基浆料上进行，所述浆料除了蛋白质材料之外还包含麸皮和/或粉，其优选包含淀粉。优选地，这些选自以下的至少一种(优选一种、两种、三种)：燕麦粉、燕麦麸、豌豆粉、蚕豆粉、鹰嘴豆粉、玉米粉、米粉。

膨胀相关的空腔(优选为气泡)在不可逆的尺寸减小后优选具有小于0.5mm、优选小于0.2mm、更优选小于0.1mm的宽度。发明人假设这种尺寸减小显著有助于组织化蛋白质产品的改善的口感、改善的紧实(致密)且耐嚼的质地(口感)、减少的海绵状质地、增加的密度(更接近肉制品密度)、改善的结构完整性和改善的耐烹饪性。不希望被理论所束缚，本发明人假设气泡尺寸或宽度的减小是阻止TVP吸水并被水水合和软化的原因之一。在优先权申请的第25页，我们已经公开了仅用传统的低水分挤出技术不可能获得具有高咀嚼性(高纤维强度、高组织化程度)和高密度的挤出物。

膨胀相关的空腔(优选为气泡)优选在不可逆的尺寸减小后在组织化植物蛋白产品的厚度和长度方向上具有横截面积，使得显著比例(例如22％至96％)膨胀相关的空腔具有小于0.03mm

膨胀相关的空腔(优选为气泡)在不可逆的尺寸减小后具有小于22％、优选小于15％的宽长比。发明人认为这种宽长比的降低显著有助于组织化植物蛋白产品的改善的口感、改善的紧实(致密)且耐嚼的质地(口感)、减少的海绵状质地、增加的密度(更接近肉制品密度)、改善的结构完整性和改善的耐烹饪性。

在该方法中，压缩可用于实现组织化植物蛋白产品的降低的孔隙率。发明人认为这种孔隙率的降低显著有助于组织化植物蛋白产品的口感的改善，该组织化植物蛋白产品具有较少的海绵状质地和改善的口感、更紧实的咀嚼性、更高的结构完整性和更好的耐烹饪性。降低的孔隙率可被定义为可测量的量，例如，使得当在使用X射线显微断层成像进行分析时，组织化植物蛋白产品的样品具有高固体分数(solid fraction)值例如不低于70％的固体分数值的单元区域。

压缩可用于在组织化植物蛋白产品中产生不均匀、非同质的结构。发明人认为这有助于改善组织化植物蛋白产品的口感，例如通过使其更丰富、更多样和更自然而使口感更好。

压缩可用于增加蛋白质纤维的稳定性。在压缩处理中，蛋白质纤维将形成宽达0.5mm的束，这比在挤出物中分离的窄蛋白质纤维宽得多。这提高了组织化植物蛋白产品的耐浸湿性和耐烹饪性，从而提高了组织化植物蛋白产品的多功能性。这也改善了组织化植物蛋白产品的肉-肌肉样、紧实(致密)和耐嚼的质地(口感)，减少了其海绵状质地，增加了其密度以更接近肉制品密度，并改善了其结构完整性。

压缩可用于将蛋白质纤维捆绑在一起，和/或用于将蛋白质纤维彼此层压。在压缩处理中，蛋白质纤维将形成宽达0.5mm的束，这比在未经压缩处理的挤出物中分离的窄蛋白质纤维宽得多。这提高了组织化植物蛋白产品的耐浸湿性和耐烹饪性，从而提高了组织化植物蛋白产品的多功能性。这也改善了组织化植物蛋白产品的肉-肌肉样、紧实(致密)和耐嚼的质地(口感)，减少了其海绵状质地，增加了其密度以更接近肉制品密度，并改善了其结构完整性。

根据本发明的第二方面，在控制组织化植物蛋白产品的口感的方法中，

组织化植物蛋白产品的口感可通过引起膨胀相关的空腔如气泡的不可逆的尺寸减小来控制，使得膨胀相关的空腔如气泡在不可逆的尺寸减小后具有小于0.5mm、优选小于0.2mm、更优选小于0.1mm的宽度，

和/或

组织化植物蛋白产品的口感通过引起膨胀相关的空腔——例如气泡——在组织化植物蛋白产品的厚度和长度方向上的横截面积的不可逆的减小来控制，使得显著比例——优选22％至96％——的膨胀相关空腔具有小于0.03mm

和/或

组织化植物蛋白产品的口感通过引起膨胀相关的空腔——例如气泡的宽长比的不可逆的降低来控制，所述宽长比小于22％，优选小于15％，

和/或

组织化植物蛋白产品的口感通过所述组织化植物蛋白产品的挤出后压缩以不可逆地降低组织化植物蛋白产品的孔隙率来控制，

和/或

组织化植物蛋白产品的口感通过在组织化植物蛋白产品中产生域来控制，所述区域具有当使用X射线显微断层成像进行分析时具有高固体分数值的单元区域，例如使得高固体分数值不低于70％，

和/或

组织化植物蛋白产品的口感通过在挤出所述组织化植物蛋白产品后，在所述组织化植物蛋白产品中产生不均匀、非同质的结构来控制，

和/或

组织化植物蛋白产品的口感通过在挤出后增加蛋白质纤维的稳定性来控制，

和/或

组织化植物蛋白产品的口感在挤出后i)通过将蛋白质纤维捆绑在一起和/或ii)通过将蛋白质纤维彼此层压来控制。

相应地，根据本发明第二方面的组织化植物蛋白产品可以包含：

a)挤出物，其用低水分蛋白质组织化挤出制备，所述挤出物具有蛋白质纤维结构，所述蛋白质纤维结构在蛋白质纤维之间具有膨胀相关的空腔，例如气泡；和

b)所述挤出物已经在所述挤出后以下述方式被压缩或压实：保持所述挤出物的所述蛋白质纤维基本完整，但减小所述蛋白质纤维之间的膨胀相关的空腔的尺寸，并且优选地还增加所述蛋白质纤维之间的结合。

优选地，所述膨胀相关的空腔具有小于22％、优选小于15％的宽长比。

替代地或除此之外，

所述膨胀相关的空腔在所述不可逆的尺寸减小后可以具有小于0.5mm、优选小于0.2mm、更优选小于0.1mm的宽度，

和/或

显著比例——优选22％至96％——的所述膨胀相关的空腔例如气泡在所述不可逆的尺寸减小后在组织化植物蛋白产品的厚度和长度方向上具有小于0.03mm

根据本发明第二方面的组织化植物蛋白产品是用低水分蛋白组织化挤出制备的挤出物，其具有蛋白质纤维结构，所述蛋白质纤维结构在蛋白质纤维之间具有膨胀相关的空腔，例如气泡。该组织化植物蛋白产品具有降低的孔隙率。如果组织化植物蛋白产品的样品在使用X射线显微断层成像进行分析时具有高固体分数值(例如不低于70％的固体分数值)的单元区域，则可以确定孔隙率降低。

根据本发明第二方面的组织化植物蛋白产品是用低水分蛋白组织化挤出制备的挤出物，其具有蛋白质纤维结构，所述蛋白质纤维结构在蛋白质纤维之间具有膨胀相关的空腔，例如气泡。当使用X射线显微显微断层成像进行分析时，所述组织化植物蛋白产品具有高固体分数值的单元区域，例如使得高固体分数值不低于70％。

根据本发明第二方面的组织化植物蛋白产品是用低水分蛋白组织化挤出制备的挤出物，其具有蛋白质纤维结构，所述蛋白质纤维结构在蛋白质纤维之间具有膨胀相关的空腔，例如气泡。所述组织化植物蛋白产品在组织化植物蛋白产品中具有不均匀、非同质的结构。

根据本发明第二方面的组织化植物蛋白产品是用低水分蛋白组织化挤出制备的挤出物，其具有蛋白质纤维结构，所述蛋白质纤维结构在蛋白质纤维之间具有膨胀相关的空腔，例如气泡。所述蛋白质纤维具有增加的稳定性。

根据本发明第二方面的组织化植物蛋白产品是用低水分蛋白组织化挤出制备的挤出物，其具有蛋白质纤维结构，所述蛋白质纤维结构在蛋白质纤维之间具有膨胀相关的空腔，例如气泡。所述蛋白质纤维已经i)通过将蛋白质纤维捆绑在一起和/或ii)通过将蛋白质纤维彼此层压进行了挤出后处理。

根据本发明的第三方面，组织化植物蛋白产品的口感的多样性可以得到改善，条件是组织化植物蛋白产品具有：a)纤维状蛋白质结构，其在干燥时具有松脆样口感，在浸湿时具有肌肉样纤维或纤维束的口感，例如类似牛肉干或猪肉干，和/或b)纤维状蛋白质结构，其在口中的初咬和破裂期间(阶段1)具有松脆耐嚼的口感，提供了耐咬性，并且在持续咀嚼和与唾液混合期间(阶段2)变成肌肉样纤维或纤维束的口感，例如类似牛肉干或猪肉干。

组织化植物蛋白产品的厚度可以为0.5mm至2.0mm，优选为1.0mm至2.0mm。

当使用X射线显微断层成像进行分析时，组织化植物蛋白产品可具有高固体分数值的单元区域，优选使得高固体分数值不低于70％。

优选地，组织化植物蛋白产品是用低水分蛋白质组织化挤出制备的挤出物，其具有蛋白质纤维结构，所述蛋白质纤维结构在蛋白质纤维之间具有膨胀相关的空腔，例如气泡。更优选地，显著比例——优选22％至96％——的膨胀相关的空腔(例如气泡)在不可逆的尺寸减小后可在组织化植物蛋白产品的厚度和长度方向上具有小于0.03mm

组织化植物蛋白产品可具有7％至11％的水分含量(挤出后)。

在干燥时，组织化植物蛋白产品可以作为特别适合作为“零食”类型膳食的脆片或薄脆饼干食用。在浸湿时，例如在汤(例如方便面汤)中，或者如果咀嚼，由于口腔中唾液的作用，组织化植物蛋白产品的口感将改变为类似牛肉干或猪肉干。因此，可以提高产品在青少年尤其是一些有时比较挑剔的青少年中的接受度。

附图说明

在附图中，更详细地解释了用于改善组织化植物蛋白产品的蛋白质纤维结构的方法的多种变化。在这些图中，

图1显示了挤出物在烹饪(在水中煮沸)2分钟后的切割刀片测量结果，通过配备有锋利切割刀片的质地分析仪进行分析。

图1中的样本是：

a：在挤压后3秒压缩/压实的挤出物，

b：未在挤出后压缩的挤出物，

c：在半高水分水平下产生的半致密挤出物。

图2示出了用于进行测量的切割刀片测量装置，其结果如图1所示(1-样品；2-切割刀片；3-测量臂)；

图3显示了挤出物的平行板压缩测量结果，以确定样品的硬度。样品如图1所示；

图4示出了用于进行测量的平行板压缩测量装置，其结果如图3所示(1-样品；4-压碾缸；3-测量臂)；

图5A至图5D

示出了用于进行测量的平行板压缩测量，其结果在图3中示出：

图5A在压缩之前；图5B压缩至原始样品高度的15％,在该位置保持20秒；图5C解除压缩；图5D样品部分膨胀和恢复；

图6随烹饪时间而变的组织化植物蛋白产品样品的重量增加；

图6中的样本是：

h：在3秒的挤出后时间压缩的挤出物，

i：在30秒的挤出后时间压缩的挤出物，

j：在60秒的挤出后时间压缩的挤出物，

k：未压缩的挤出物。

图7随烹饪时间而变的组织化植物蛋白产品样品的膨胀。样本如图6所示；

图8在不同的挤出后时间压缩的挤出物的阻力的平行板压缩测量；

图8中的样本是：

l：在15秒的挤出后时间压缩，

m：在70秒的挤出后时间压缩，

n：在6分钟的挤出后时间压缩，

o：在12分钟的挤出后时间压缩，

p：在32分钟的挤出后时间压缩，

q：在4天的挤出后时间压缩。

图9不同储存条件下的挤出物的阻力的平行板压缩测量：

图9中的样本是：

q：储存在密封袋中，然后在4天的挤出后时间压缩(图8所示的相同样品)，

r：储存在周围环境中，然后在6天的挤出后时间压缩。

图10具有粉配方B(按重量计，豌豆蛋白25％，蚕豆蛋白25％，燕麦麸20％，燕麦粉10％，燕麦蛋白20％)的挤出物的阻力的平行板压缩测量；以及

图10中的样本是：

B1：在5秒的挤出后时间后分析的挤出物；

B2：在5秒的挤出后时间后，随后在蒸锅中储存4分钟，然后立即分析的挤出物；

B3：在5秒的挤出后时间后，随后在蒸锅中储存10分钟，然后立即分析的挤出物；

B4：在5秒的挤出后时间后，随后在蒸锅中储存4分钟，然后在分析前快速冷却的挤出物。

图11具有配方A(60％豌豆蛋白，40％燕麦麸)的挤出物的阻力的平行板压缩测量。

图11中的样本是：

A1：在5秒的挤出后时间后分析的挤出物；

A2：在5秒的挤出后时间后，随后在蒸锅中储存10分钟，然后立即分析的挤出物；

A3：在5秒的挤出后时间后，随后在蒸汽温度下在袋中储存10分钟，然后立即分析的挤出物。

图12A是用数码相机拍摄的样品#AN的照片，为朝向包含产品的宽度和厚度尺寸(在该圆柱形产品中也可视为直径)的横截面的视图；

图12B是用数码相机拍摄的样品#AN的照片，为朝向包含产品直径和长度尺寸的表面和侧视图的视图；

图12C是用数码相机拍摄的样品#AC10的照片，为朝向包含产品宽度和长度尺寸的顶视图的视图；

图12D是用数码相机拍摄的样品#AC10的照片，朝向包含产品厚度和长度尺寸的表面和侧视图的视图。

图13A是类似于图12B的视图的样品#AN的X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像，是包含产品的直径和长度尺寸的视图。图13A中的较长边是长度尺寸。

图13B是类似于图12A的视图的样品#AN的X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像，是包含产品直径尺寸的视图。

图14A是样品#AC60的X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像，是包含产品的宽度和长度尺寸的视图。图14A中的较长边是挤出物的长度尺寸；

图14B是样品#AC60的X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像，是包含产品的厚度和长度尺寸的视图。图14B中的较长边是长度尺寸；

图14C是样品#AC60的X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像，是包含产品的厚度和宽度尺寸的视图。图14C中的较长边是宽度尺寸。

图15A是样品#AC10的X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像，是包含产品的宽度和长度尺寸的视图。图15A中的较长边是长度尺寸。

图15B是样品#AC10的X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像，是包含产品的厚度和长度尺寸的视图。图15B中的较长边是长度尺寸。

图15C是样品#AC10的X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像，是包含产品的厚度和宽度尺寸的视图。图15C中的较长边是宽度尺寸。

图16A是类似于图12B的视图的样品#BN的X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像，是包含产品的直径和长度尺寸的视图。图16A中的较长边是长度尺寸。

图16B是类似于图12A的视图的样品#BN的X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像，是包含产品直径尺寸的视图。

图17A是样品#BC10的X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像，是包含产品的宽度和长度尺寸的视图。图17A中的较长边是长度尺寸。

图17B是样品#BC10的X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像，是包含产品的厚度和长度尺寸的视图。图17B中的较长边是长度尺寸。

图17C是样品#BC10的X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像，是包含产品的厚度和宽度尺寸的视图。图17C中的较长边是宽度尺寸。

图18A是样品#BN的显微图像，是包含产品的宽度和长度维度的视图。纤维和深色固体代表产品的蛋白质纤维结构。比例尺如图中所示。在切片和观察之前，以1∶1的比例将样品用水水合超过24小时。样品用浅绿色和碘染色以显示蛋白质和淀粉，并转换成灰度图像。

图18B是样品#BC10的显微图像，是包含产品的宽度和长度尺寸的视图。纤维和深色固体代表产品的蛋白质纤维结构。比例尺如图中所示。在切片和观察之前，以1∶1的比例将样品用水水合超过24小时。样品用浅绿色和碘染色以显示蛋白质和淀粉，并转换成灰度图像。

在所有附图中，相同的附图标记指代各自的对象。

具体实施方式

I.背景

传统的低水分挤出的组织化植物蛋白呈海绵状质地的原因是，当挤出物从挤出机模具中出来时，组织化蛋白基质中的膨胀相关的空腔内的大量水分被立即蒸发。此时，挤出物的温度仍然很高(高于100℃)，而压力立即下降。这种瞬间蒸发使挤出物膨胀(例如，通常，体积增加50％至100％)，并在挤出的产品中形成大量可见的气室(air cell)和微气室。这些气室被称为膨胀相关的空腔。

我们通常可以在食品市场上找到作为进一步烹饪原料的商业组织化植物蛋白产品，其大多由大豆蛋白制成，并且通常具有海绵状和橡胶状的口感。此外，当用其它豆类蛋白代替大豆蛋白时，以及当谷物材料和含淀粉材料在蛋白组织化挤出(低水分挤出)中与豆类蛋白结合时，产品的密度通常较低。此外，与那些由大豆蛋白制成的组织化植物蛋白产品相比，它们通常密度较低，并且具有泡沫状(含空气的)结构。此外，所有这些通过低水分挤出制成的组织化植物蛋白产品比肉类产品具有更多的气室和更低的密度(组织化植物蛋白产品的密度为0.1g/ml至0.5g/ml，肉类的密度约为0.7g/ml至1.1g/ml)。

根据目前可获得的关于蛋白组织化挤出的知识，挤出物的密度和咀嚼性(蛋白质纤维的强度)通常由组织化程度来调节。挤出过程中的高温、高剪切力、低水分含量(液体进料、水和固体物质之间的比例)通常会产生较高的咀嚼性以及低密度的挤出物。

换句话说，当需要高密度挤出物时，本领域技术人员通常选择增加液体进料，降低温度和/或降低挤出机中的剪切力。因此，这种挤出物将具有较软的质地和较低的耐烹饪性(例如，这种挤出物容易在沸水中溶解)。本领域技术人员可以寻找一个点，使用高液体进料和高温并且可以生产具有中等质地(纤维强度)和中等密度的产品。

然而，像这样的方法不足以能产生像肉一样的高密度、含空气少的或耐嚼的产品。此外，在挤出过程中增加液体进料将增加生产中的能源成本：挤出过程中水量的增加可以增加挤出材料的热容量并使挤出的材料冷却，因此需要更多的热能来实现期望的加热效果；挤出过程中水量的增加会降低材料之间以及材料与螺杆之间的摩擦力，从而降低摩擦热，并由于滑溜而降低生产稳定性；挤出过程中水量的增加会增加挤出机腔室内的蒸发蒸汽压力，并过早地将材料推出挤出机，从而降低生产稳定性。由于这些影响，挤出生产能力通常由于挤出过程中水量的增加而降低。这也符合在相同挤出机上进行的高水分蛋白质组织化挤出通常比低水分蛋白质组织化挤出具有更低的生产能力的事实。此外，当需要挤出物的储存质量要求的水分含量时，用较高液体进料生产的挤出物通常需要更多能量用于挤出后的干燥。

总之，从技术上来说，在挤出物的高密度和挤出物的高咀嚼性和耐烹饪性之间找到令人满意的平衡似乎是不可能的。如果能实现这种平衡，就有可能制造出密度和质地更接近肉类的组织化植物蛋白产品。此外，这种产品需要更少的包装、储存和运输空间。

II实验装置

我们能够证明该方法有效的实验是在一定的挤出条件下进行的，即：

(a)蛋白质组织化低水分挤出；

(b)在0.6MPa至10.0MPa、优选0.8MPa至5.0MPa、更优选1.0MPa至4.0MPa的挤出机模具压力下挤出；

(c)挤出机内的材料(固体原料和液体进料)具有按重量计的20％至35％、优选25％至29％的总水分含量；

(d)挤出物(挤出产品)在离开挤出机出口(挤出机模具)后立即膨胀，这意味着挤出物横截面积比挤出机出口(挤出机模具)的横截面积至少大10％，并且挤出物具有至少10％的体积空腔(充满空气的空间，或者没有固体或液体材料的空间)；

(e)挤出物具有基本上线性取向的连续蛋白质纤维基质结构，并且在蛋白质纤维之间具有空的空间(膨胀相关的空腔，其导致成品中的气泡)(结构特征通过视觉观察和/或光学显微镜观察可见)；

(f)挤出物不被切割，或者被切割成不短于2mm的尺寸，因此蛋白质纤维可以保持不短于2mm，并且可以提供耐嚼的质地。

该方法包括挤出后的必要加工步骤，即挤出物的压实或压缩。通常，压实或压缩步骤是利用物理接触力进行的，以减少挤出物的体积，而基本上不损失重量。体积的减小可以在一个维度上进行，例如，减小厚度，而没有显著减小长度和宽度。实现这种一维体积减小压缩的工业上可用的方法包括轧制、双带压制和平行板压缩。这些可以通过具有类似于辊轧机、轧面机、带式压制机(例如果汁带式压制机)的机制的机器来进行。体积减小也可以在多于一个维度上进行。例如，压实/压缩可以是二维或三维的。例如，三维压实/压缩减小了挤出物的厚度、宽度和长度。此外，压实(体积减小)也可以与在压缩之前或压缩期间折叠或扭曲挤出物的扭曲机制一起进行。

施加在挤出物上的压缩力应当大于60psi，优选大于85psi，更优选大于115psi，最优选大于300psi。(psi＝磅每平方英寸；1psi等于约6895Pa)。压缩应当以大于60psi的压缩压力持续1秒至10分钟、优选3秒至3分钟、更优选5秒至30秒的一段时间。

可以将压缩或压实设定为目标压缩间隙为挤出物原始厚度(压实/压缩前的厚度)的6％至15％，优选7％至14％，更优选8％至13％。或者，可以将压缩或压实设定为目标压缩间隙为挤出机模具组件出口厚度(直径或最小尺寸)的20％至42％，优选25％至39％，更优选30％至36％。

压制/压缩功率应当优选足够高，使得挤出物的压实过程中的最小尺寸(例如在平行板压实情况下的压实过程中的最小厚度)被压实到低于最终产品的期望(目标)尺寸(经过整个过程和2天储存之后)。压实过程中的尺寸应当比期望(目标)尺寸低1％，优选比期望(目标)尺寸低5％，更优选比期望(目标)尺寸低30％。

在一个实施方案中，挤出物在压实/压缩之前和压实/压缩过程中可以彼此分离。在压实/压缩之前和压实/压缩过程中，相邻的挤出物彼此之间保持一定距离。因此，压缩的挤出物是单独的颗粒或股。

在另一实施方案中，在压实/压缩之前和压实/压缩过程中，挤出物可以经层压、堆叠或聚集成超过一个颗粒或股。因此，压缩的挤出物呈现为牢固附着的超过一个颗粒或股的簇。

优选地，压实/压缩应当避免严重破坏挤出物的蛋白质纤维，无论是使其变短，或使其彼此分离。这种线性取向的蛋白质纤维结构可以提供期望的肌肉样质地和耐蒸煮特性。这种结构和相应的期望的质地和耐蒸煮特性可以通过所述压缩得到显著增强。另一方面，当使用不适当的压缩方法时，例如，同时压缩和破坏(切碎或分离)蛋白质纤维结构，会破坏期望的质地和耐蒸煮特性。因此，具有大量的剪切力、捏合力、润湿和烹饪的挤出方法不适于本发明中的所述压缩。

发明人观察并发现了刚挤出后的(例如，挤出后时间少于60秒，优选少于30秒)挤出物具有相对更柔韧的质地。此后，随着时间从1分钟到1小时，挤出物非常快速地持续硬化(更紧实、更坚硬、更不易于压缩或扭曲)。硬化的效果在接下来的几天内以低于最初几个小时的速度持续。

发明人设想，在挤出后越快进行压实/压缩，挤出物则越容易保持其被压缩成的形状、结构和尺寸。

发明人还出人意料地设想，挤出物在刚挤出后(例如，挤出后时间在30秒内)在表面上具有挤出物-挤出物粘合力。例如，在通过压缩力将挤出物压实/压缩在一起后，挤出物可以彼此紧密“附着或粘合”。挤出物-挤出物粘合力很快消失或明显减弱；粘合力消失或减弱的时间窗口通常为3秒至60秒。根据目前的观察，发明人假设挤出物内的蛋白质纤维之间具有相似的粘合力。这一假设与以下事实相一致：在30秒的挤出后时间内将挤出物压实/压缩至其原始厚度的10％后，挤出物将大部分保持该厚度，而不会随之膨胀。换句话说，在这种情况下，蛋白质纤维在压实/压缩后彼此紧密结合，并且不会随时间而分离。这种纤维-纤维结合力(粘附性)也可以保持纤维-纤维彼此紧密粘附以抵抗例如2分钟的烹饪(水煮)。

挤出后发生的挤出物性质的其它变化可包括：(1)玻璃化转变和材料硬化(与冷却有关)；(2)冷却至环境温度；(3)失去水分和(4)组分(蛋白质和/或淀粉)的反应活性(交联或结合力)降低。这些可能与挤出物质地柔韧性的变化以及挤出物外部和内部的粘合力有关。在不同的情况下，它们可能一起和/或分别影响结果。然而，在用低水分蛋白质组织化挤出的挤出物的生产中，(2)冷却和(3)失去水分是非常常见的现象。

该方法可以用包括以下加工步骤的工艺来实施：(1)混合干成分(蛋白质加上任选的粉和/或麸皮)并进料；(2)液体进料；(3)低水分蛋白质组织化挤出(液体进料水平低于35％)；(4)(任选地)切割从挤出机出来的挤出物；(5)在短的挤出后时间内，用高压冲击压实/压缩挤出物。

在最常见的低水分蛋白质组织化挤出的生产情况下，短的挤出后时间指少于24小时，优选少于1小时，更优选少于1分钟，甚至更优选少于30秒，最优选少于10秒。

发明人惊奇地发现，挤出物保持柔软，具有显著的材料表面粘附性以及良好的保持重新形成的结构的能力，条件是

-(a)在刚挤出后(在60秒内，优选在30秒的挤出后时间内，更优选在10秒的挤出后时间内)，

-(b)保存在汽蒸环境中，该汽蒸环境具有

(b1)高温(例如高于80℃，优选高于95℃)，以及

(b2)高湿度(与在蒸锅中一样高，例如，相对湿度高于60％，优选高于70％，更优选高于90％)

具有高温和高湿度的汽蒸环境既不应该使挤出物显著水合，也不应该使挤出物显著干燥。蒸汽处理后的挤出物的水分含量应保持为蒸汽处理前原始挤出物水分含量的80％至120％，优选90％至110％，更优选95％至105％。

汽蒸环境可用作挤出和压实/压缩之间的缓冲储存阶段。更优选地，所述汽蒸环境可以用作连接挤出和压缩的输送系统。换句话说，可以配备连接挤出机和压缩机的输送系统以提供这样的高温和高湿度。在这种情况下，挤出物进入汽蒸环境之前的挤出后时间可以少于1秒，这对于容易地实现良好的压缩效果是优选的；挤出物进入压缩机之前的汽蒸后时间可以少于1秒，这对于容易地实现良好的压缩效果是优选的。所述高温高湿输送系统可以是具有升高的温度和湿度的气动输送系统。所述高温高湿输送系统也可以是具有升高的温度和湿度的带式输送系统或回转式输送系统。

升高的温度和湿度的条件可以：(a)通过附加额外的热蒸汽发生器来促进，该热蒸汽发生器将热蒸汽输入到储存或输送系统的空间中；或者(b)通过附加额外的蒸汽发生器和额外的加热元件来促进，它们分别将蒸汽和热量输入到储存或输送系统的空间中。此外，更优选地，通过将在低水分挤出过程中由挤出机产生的热蒸汽与挤出物一起引入储存或输送系统的优选封闭且绝热的空间中，可以促进升高的温度和湿度的条件。通常，照惯例，来自低水分挤出的这种热蒸汽被作为废物处理或冷凝。低水分挤出通常在非常高的温度和高压下进行，例如在160℃至195℃，这可以导致当挤出物离开挤出机模具出口时，水从挤出物中大量快速蒸发成蒸汽。

发明人惊奇地发现，当汽蒸环境被替换为(a)没有升高的湿度的加热和开放环境、或者被替换为(b)没有升高的湿度的加热和封闭环境时，挤出物迅速失去可压缩性，并且变得不适于生产高度压缩的挤出物。与封闭环境相比，升高的湿度可以更好地保持挤出物的水分含量水平，尽管升高的湿度不应增加挤出物的水分含量。这个对升高的湿度的特殊要求的原因可能与挤出物的高温或加热历史有关，这使得挤出物快速干燥或在挤出物结构内具有快速的水流动性。

压缩前的汽蒸后时间(在短的挤出后时间内进入汽蒸过程的情况下)与压缩前的挤出后时间(在压缩于挤出后进行而中间没有汽蒸的情况下)具有相似的趋势和限制。-参见下面的实验结果。

发明人惊奇地发现，在将蒸汽处理的挤出物快速冷却至室温而不改变水分含量后，挤出物立即失去可压缩性，并且变得不适于生产高度压缩的挤出物。这表明仅仅防止干燥不足以保持挤出物的可压缩性。

本发明的方法及其产品具有许多优点，例如：

·可以显著提高挤出物的结构完整性和耐烹饪性；

·可以生产具有高密度、高咀嚼性和良好耐烹饪性的挤出物；更接近肉的密度和肉的质地；

·可以用低水平液体进料和高生产效率(产能和能源效率)生产高密度的挤出物；

·挤出物在高密度(挤出物)和高咀嚼性(以及挤出物的耐烹饪性)之间具有令人满意的平衡点，这有助于节省包装、储存和运输的空间。

在压实/压缩前的挤出物的显著水合是不利的，应当避免，因为挤出物在显著水合后表面会变粘。此外，显著的水合作用使得挤出物的蛋白质纤维结构材料更不完整，并且蛋白质纤维在随后的压实/压缩过程中更容易破碎，并且倾向于失去所需的耐嚼质地和耐烹饪性。含有来自燕麦和/或大麦的β-葡聚糖的挤出物在显著水合后被压缩，其表面会变得粘滑。

III方法、实验和结果

生产冲击压实的组织化植物蛋白挤出物(配方1)

实验步骤：

步骤1：混合干成分(蛋白质，任选地还有粉和/或麸皮)：配方1。豆类蛋白粉混合物(豌豆和蚕豆的蛋白分离物和蛋白浓缩物的混合物)65％，燕麦麸35％。充分混合。

步骤2：低水分挤出条件：设备和设置是典型的并且是本领域已知的，例如，如欧洲专利3361880 B1中所公开的。一些关键特征：配备有低水分挤出挤出机模具组件的双螺杆挤出机，模具组件的长度优选为10cm至20cm，模具组件上出口的直径优选为5mm。以300rpm的螺杆速度和用于六个温度段的60℃->180℃->130℃的温度曲线进行挤出。生产速率为30kg/h至40kg/h。粉末成分从固体进料器进料至螺杆的起始入口(温度段1)。水(自来水)在温度段2处进料。将挤出过程中挤出材料的水分含量(来自粉末成分的水分和来自液体进料器的水分的总和)控制(通过设定液体进料器的进料速率)为22％至26％，优选接近24％。

步骤3：压实/压缩：从模具孔(直径＝5mm)出来的挤出物立即膨胀到9.5mm至10.5mm的直径。然后，收集样品；挤出后5秒，使用手动压面机压缩这些样品。施加在挤出物上的压缩压力和时间约为86psi至115psi，持续5秒。压缩后，挤出物的厚度减少至1.6mm至2.0mm(厚度减少80％至85％)。

为了研究挤出后时间对压缩结果的影响，在相同的压缩力下，在不同的挤出后时间(例如，3s、10s、30s、60s、80s)进行压缩过程。

通过称重和体积测量来分析挤出物的密度。用游标卡尺测量挤出物的尺寸。

表1.不同的压缩挤出物和非压缩样品的密度

*在半高水分含量下生产的半致密挤出物，“样品1”，通过低水分挤出生产的挤出物，挤出水分含量接近低水分挤出的上限，挤出过程中挤出材料的水分含量为27％至34％，优选接近28.5％。半致密挤出物代表具有用传统低水分挤出生产的通常可达到的最高密度的挤出物。

表1显示：(a)在短的挤出后时间(3秒)压缩的挤出物可以产生超高密度的挤出物，其比未压缩的挤出物更致密；(b)进行压缩的挤出后时间越短，可以获得的密度越高；(c)高密度挤出物可以更接近肉肌肉产品的密度。

实验1中产品的评估：沸水试验后的质地

将挤出物保持在网笼中，并浸入沸水中2分钟。然后用配备有切割刀片的质地分析仪评估烹制的挤出物，以分析它们的质地(耐咬性)。刀片向下移动以切割挤出物厚度的99.9％。

对于切削力的测量，我们用刀片在压缩试验中测量样品的阻力。进行测量是为了使TA.XTPlus质地分析仪(供应商Stable Micro Systems)配备有294.2N(30kg)的测力传感器(检测传感器)和锋利的刀片。该刀为“双斜面(研磨)Scandi”型。该刀的刀刃在最锋利的部分(刀刃)具有约16度的总楔角，这意味着该刀的主斜角约为8度。该刀在刀刃部分上方有一个0.6mm厚的扁平部分(脊骨)。样品的高度为2.0mm至12.0mm。样品的宽度约为10mm。将样品稳定并水平放置在板上，调节样品的方向以使刀片朝着细长纤维的横截面方向(纤维的长度方向)压缩(即切割)。刀片在接触纤维之前的向下速度为4mm/s(测试前速度)。当刀片接触纤维时，压缩速度为20mm/s(测试速度)，并压缩至直到达到样品高度的99.9％的切割深度。峰值正力(峰值正力是设备软件中使用的一个术语，它指的是在测量过程中检测到的最大力)被用作本研究的切削力。

图1显示了通过配备有锋利切割刀片的结构分析仪(参见图2)分析的烹饪了(在水中煮沸)2分钟的挤出物的质地的测量结果。测试的挤出物的粉的配方和组成是相同的。压缩的挤出物是用披萨压面机在挤出后3秒进行压缩的。切割深度设定为机器自动检测的样品厚度的99.9％(触发力5g)。图中的每条曲线表示两条以上的分析结果曲线的平均值。

图1显示，在水中烹饪后，在挤出后3秒压缩的挤出物具有与其它挤出物显著不同的质地(更高的咬入/切割阻力，自切割刀片接触样品后阻力的上升更陡，达到峰值正力后阻力的快速下降)。这种切割相关的质地更接近于一些肌肉肉类食品的质地。例如，在我们之前的研究中，熟鸡腿肉的切割力(正峰值)为1066g，熟鸡胸肉的切割力(峰值正力)为974g。在3秒的挤出后时间压缩的这种熟(煮)挤出物的切割力(峰正力)为约800g。自切割刀片接触样品后阻力的急剧上升揭示了产品的良好质地：自消费者的牙齿开始接触产品，消费者可以立即在口中感受到坚实的阻力质地。在达到峰值正力之后阻力的快速降低也是一种有利的质地。该产品可以在强有力的咬合后被破碎并接近吞咽。在这种情况下，口感是“有嚼劲”和“清爽(清晰)”的。然而，未经压缩的挤出物在开始切割或咬合后的阻力上升非常缓慢。此外，未经压缩的挤出物具有长的持续半高阻力期。这两个特征揭示了未经压缩的挤出物的海绵状质地。消费者对该产品的感官感觉是该产品保持长时间的柔软、呈面团状且难以破碎成易于吞咽的更小的单独小块。在半高水分水平下生产的半致密挤出物也是柔软和呈面团状的，甚至表现出明显的粘性(当切割刀片缩回时的负力)。柔软性、面团状质地和粘性都不利于产品作为人造肉使用。

还用使用不同的探针和程序的质地分析仪分析了同样的产品，显示了硬度、咀嚼性和回弹性(resilience)。

对于硬度、咀嚼性和回弹性的测量，我们在压缩试验期间用圆柱形探针(型号“P/36R”，用于面包坚实度的36mm半径边缘圆柱探针-铝-AACC标准探针，供应商为StableMicro Systems)测量了样品的阻力。进行测量是为了使TA.XTPlus质地分析仪配备有294.2N(30kg)的测力传感器(检测传感器)和圆柱形探针。样品的高度为7.0mm至12.0mm。样品的长度为40mm。将样品稳定并水平放置在板上，调节样品的方向，使圆柱体向样品的中心压缩。

测量程序采用标准TPA测量方案(引自测量设备手册“质地剖面分析(TPA)是感官分析的客观方法。TPA是基于将质地认定为多参数属性。出于研究目的，可能需要根据小的均质化样品确定的几个参数的质地谱。该测试包括模拟颌的动作以往复运动将一口大小的食物压缩两次，并从所得的力-时间曲线中提取许多与这些参数的感官评价密切相关的质地参数。食品的机械质地特性在很大程度上决定了流变程序和仪器的选择，这些特性可分为硬度、粘结性、弹性(伸缩性)和粘性等主要参数，以及易碎性(脆性)、咀嚼性和胶粘性等次要(或衍生)参数。

探针接触纤维之前的向下速度是1mm/s(测试前速度)。当圆柱形探针接触纤维时，压缩速度为5mm/s(测试速度)，并压缩至直到达到样品高度的70％的压缩深度。然后将探针以5mm/s的速度(测试后速度)撤回(向上移动)。峰值正力(峰值正力是设备软件中使用的一个术语，它指的是在测量过程中检测到的最大力)被用作本研究的压缩力。有一个“触发力”设置，在这项研究中被设置为5g。第一次压缩和第二次压缩之间的等待时间为3秒。通过测量设备的软件来计算硬度。硬度等于第一次压缩过程中的峰值力。

结果如图3所示，并列于表2中。图4示出了测量装置。

表2：硬度、咀嚼性和回弹性测量的结果

“硬度”是“预定的变形所需的力”

“粘性”是“克服样品和探针之间的粘着力所需的功”

“咀嚼性”是“咀嚼固体食物直到其可以被吞咽所需的能量”

“回弹性”被

以上定义来自Trinh、Khanh Tuoc和Steve Glasgow.ConferencePaper.Conference:Chemeca 2012,At Wellington,New Zealand.On the textureprofile analysis test。

我们在烹饪试验中还测量了吸水率。结果如图6所示，并列于表3中。

在极短的挤出后时间(3秒)压实/压缩的挤出物比其它挤出物(未压缩或在较晚的挤出后时间压实/压缩)在烹饪(在水中煮沸)过程中吸水速度慢得多且少得多。这主要是由于在极短的挤出后时间压缩的挤出物具有超高的结构完整性，这阻止了水进入挤出物结构的核心并使其水合。

表3：烹饪试验中的吸水率

在极短的挤出后时间(3秒)压缩的挤出物在烹饪过程中(在水中煮沸2分钟)比其它挤出物(未压缩或在较晚的挤出后时间压缩)吸收更少的水。这主要是由于在极短的挤出后时间内压缩的挤出物具有超高的结构完整性，这阻止了水进入挤出物结构的核心并使其水合。

与未压缩的挤出物相比，在非常短的挤出后时间(30秒至60秒)压缩的挤出物在烹饪过程中(在水中煮沸2分钟)吸收较少的的水。这主要是由于在非常短的挤出后时间内压缩的挤出物具有非常高的结构完整性，这阻止了水进入挤出物结构的核心并使其水合。

我们进行了烹饪稳定性测试。结果如图7所示。

在极短的挤出后时间(3秒)压缩的挤出物比其它压缩的挤出物(在较晚的挤出后时间压缩)更稳定地保持其厚度(形状)。这主要是由于在极短的挤出后时间内压缩的挤出物具有超高的结构完整性。这也与这种挤出物的核心更难用水水合的事实有关。经压缩的挤出物有吸水然后膨胀的趋势。在较短的挤出后时间压缩的挤出物具有更好的形状稳定性以抵抗与煮沸相关的膨胀。

分析和观察水沸腾2分钟后的挤出物。当它们在沸水中烹饪2分钟并以相同方式离心(去除过量和松散结合的水)时，在挤出后3秒压实的挤出物的水分含量明显低于未压缩的挤出物的水分含量。在2分钟烹饪后，在挤出后3秒压实的挤出物的中间(核心)部分明显干燥并且比表面更为干燥，并且具有彼此牢固结合的纤维结构。另一方面，在相同的烹饪后，未压缩的挤出物的整个结构是湿的和更柔软的。在撰写本文时，关于这方面的更多的定量研究正在进行中。

分析在不同挤出后时间的挤出物(配方1)的结构、压缩性和稳定性

实验步骤：

步骤1：混合干成分：与实验1相同。配方1：豆类蛋白粉混合物(豌豆和蚕豆的蛋白质分离物和/或蛋白质浓缩物，及其混合物)6.5kg，燕麦麸3.5kg

步骤2：低水分挤出条件：与实验1相同。

步骤3：质地分析

质地分析设置：测试模式：压缩。测试程序：Hold Until Time。测试前速度：3mm/秒，测试速度3mm/秒。测试后速度10mm/秒。目标模式：应变。压缩应变设置：85％(＝压缩至原始样品高度的15％)。在85％应变位置的保持时间：20秒。触发力5g。

将挤出后的挤出物放在质地分析仪的平台上进行测试。样品的长度大于圆柱体的直径。除非另有说明，如果分析时间超过30秒，则将挤出物迅速收集并包装在密封袋中以避免干燥。

步骤4.厚度分析：完成质地分析后，在不同时间点(质地分析后2小时和4天)分析挤出物的厚度。通过质地分析仪记录质地分析过程中挤出物的厚度。

图8显示了通过平行板压缩试验对挤出物的质地分析的结果，挤出物在不同挤出后时间的阻力。从探针接触挤出物开始计算压缩时间，然后以3mm/s的速度进行压缩。图8中的测量时间是指质地分析仪分析的时间，从质地分析仪探针开始接触挤出物的时间点开始计算。

从图8中我们可以看出：挤出和压缩之间的等待/延迟时间与压缩力呈正相关。抵抗压缩的阻力首先不断增加到峰值正力点，然后在峰值正力点之后的保持期间持续下降。表4总结了在不同挤出后时间下分析的挤出物的峰值正力。

表4：通过平行板压缩试验对挤出物的质地分析，不同的挤出后时间的挤出物的阻力

表4显示，当挤出后时间较长时，挤出物变得更难压缩。随着挤出后时间变长，所需的压缩力增加。在10至13分钟后，压缩力仍然随着挤出后时间的增加而增加，但是增加得较慢。

在图8中可以看到，所有样品(l、m、n、o、p、q)的力的结果曲线在达到峰值正力点之前和之后都是平滑的。这表明(a)结构和阻力的变化是逐渐地、连续地和平稳地发生的，(b)在压缩过程中挤出物的内部结构没有显著的破裂或破碎。(c)挤出物不是易碎的或松脆的。

图9显示了通过平行板压缩测试的挤出物的质地分析结果，比较了风干的和保持水分的挤出物。从探针接触挤出物开始计算压缩时间，然后以3mm/s的速度进行压缩。图9中的测量时间(以秒为单位)指的是质地分析仪分析的时间，从质地分析仪探针开始接触挤出物的时间点开始计算。为了更清楚地说明r曲线中的开裂质地，显示了样品q以便与样品r进行比较。

在质地分析测试过程中，质地分析仪探针下的挤出物的形状从圆柱形(长约36mm，直径约10.5mm)变为扁平的长方体形(约36mm长，13.6mm宽，1.6mm厚)。当达到最大压缩力时，挤出物和质地分析仪探针之间的接触面积约为490mm

在图9中，可以看到在不同条件下((a)防止干燥的密封袋；(b)周围环境(相对湿度30％至60％，温度20℃至25℃))储存4天的挤出物的质地是不同的。储存在密封袋中的挤出物保持其为约18％的原始水分含量，而储存在周围环境中的挤出物是干燥的，水分含量为11％或更低。样品q(储存在密封袋中的挤出物)的力的结果曲线在达到峰值正力点之前和达到峰值正力点之后均具有平滑曲线的形状。这表明(a)结构和阻力的变化是逐渐地、连续地和平稳地发生的，(b)在压缩过程中，挤出物的内部结构没有显著的破裂或破碎。(c)挤出物不是易碎的或松脆的。另一方面，另一个样品r(储存在周围环境中的挤出物)的力的结果曲线在峰值正力点之前和峰值正力点之后具有显著不同的急剧且频繁地上升和下降的形状。这是具有松脆质地的样品的典型曲线形状，并且类似于使用类似方法分析的干燥和膨化的早餐谷物、薯片和谷物松脆饼干的质地的公开结果。该曲线还表明，所分析的产品经历了多次重复的结构破裂(破碎)。在这种情况下，挤出物具有多孔结构，包括分布在该结构中的许多膨胀相关的空腔，每个膨胀相关的空腔的壁是薄的并且在干燥后可以破裂(破碎)，具有松脆的质地。多层膨胀相关的空腔促进了反复的破碎，因此，曲线反复上升和下降。

表5.在质地分析中，阻力在达到峰值正力后的保持时间内减小。用先前在实验2中描述的分析方法1进行分析(使用装配有平行板压缩系统的质地分析仪对组织化植物蛋白挤出物进行质地分析，压缩应变85％，保持时间20秒)。

表5显示，在挤出物被压缩至最小厚度(在质地分析过程中)后1秒，在短的挤出后时间(例如，小于70秒)压缩的挤出物具有显著降低的膨胀力(显示出的向上推动质地分析仪探针的阻力)。阻(膨胀)力的降低越大代表(a)挤出物内部材料之间的内部粘合力越大；(b)材料具有更高的粘度特性(类似液体)和更小的弹性(类似固体)。

表6.通过质地分析仪进行85％应变平行板压缩测量后的挤出物厚度的变化

表6显示，在较短的挤出后时间压缩的挤出物可以更稳定地保持其压缩的(重新形成的)形状(厚度)。特别地，在15秒的挤出后时间压缩的样品在储存(压缩后)3天后其厚度膨胀了195％。1.5分钟的挤出后时间导致了400％的膨胀率，而更长的挤出后时间导致甚至更多的膨胀(约450％)。

生产冲击压实的组织化植物蛋白挤出物(配方A)

实验步骤：

步骤1：混合干成分(蛋白质和粉和/或麸皮)：配方A。称取豌豆的蛋白质分离物6kg，燕麦麸4kg，充分混合。

步骤2：低水分挤出条件：与实验1相同。

步骤3：压缩：从模具孔(直径＝5mm)出来的挤出物立即膨胀到直径12mm至15mm。然后，收集样品；挤出后5秒，使用手动压面机将这些样品压缩至1.6mm薄(压缩后的挤出物的厚度为其原始厚度的9％至12％)。施加在挤出物上的压缩压力约为86psi至115psi。

为了研究挤出后时间对压缩结果的影响，在不同的挤出后时间(3s至60s)使用相同的压缩力进行压缩过程。

表7.使用手动压面机压缩后的挤出物在储存1分钟后和2小时后的厚度

表7显示，当施加相同的压缩力时，在较短的挤出后时间压缩的挤出物可以被压缩成更薄的形状。在较短的挤出后时间压缩的挤出物也可以更稳定地保持其压缩的(重新形成的)形状(厚度)(膨胀率，储存时间为2小时的厚度与储存时间为1分钟的厚度的比较)。这种差异在30秒和90秒的挤出后时间压缩的挤出物之间比在3秒和30秒的挤出后时间压缩的挤出物之间更显著。这表明挤出后时间在30秒内是更优选的。

分析在不同挤出后时间的挤出物的(配方A)的质地、压缩性和稳定性

实验步骤：

步骤1：混合干成分(蛋白质与麸皮和/或面粉)：与实验3相同。配方A.称取豌豆蛋白分离物6kg，燕麦麸4kg，充分混合。

步骤2：低水分挤出条件：与实验3相同。

步骤3：质地分析：与实验2相同(使用装备有平行板压缩系统的质地分析仪对组织化的植物蛋白挤出物进行质地分析)

表8.在不同的挤出后时间和储存条件下分析挤出物的质地。用先前在实验2中描述的分析方法1进行分析(使用装配有平行板压缩系统的质地分析仪对组织化植物蛋白挤出物进行质地分析，压缩应变85％，保持时间20秒)。

生产在挤出和压实之间具有受控间隔(热蒸汽处理)的冲击压实的组织化植物蛋白挤出物

流程图：混合干成分-低水分挤出-保持在热蒸汽环境中-冲击压缩-包装

步骤1：混合干原料(配方A)(蛋白质与麸皮和/或粉)：配方A.称取豌豆蛋白分离物6kg，燕麦麸4kg，充分混合。

步骤2：低水分挤出挤出机配置：与实验1相同。

步骤3：受控间隔，将挤出物保持在热蒸汽中：

在挤出物刚从挤出机中出来之后(例如，挤出后时间少于30秒，优选少于15秒)，挤出物立即被转移到由蒸锅(20升汤锅，沸水，在水上方有筛子，挤出物被放置在筛子的顶部，避免液态水和挤出物之间的直接接触，顶盖覆盖汤锅)产生的热蒸汽环境中(例如，80℃至100℃)。挤出物在蒸锅中保持不同的时间点。

步骤4：压缩：汽蒸10分钟后，立即将挤出物从蒸锅转移到压缩机中，汽蒸和压缩之间没有明显的时间延迟。汽蒸和压缩之间的时间延迟应控制在小于60秒，优选小于30秒，更优选小于15秒。然后使用手动披萨压面机将挤出物从原始厚度(10mm)压缩至1.6mm的厚度。

测量挤出物的水分含量，并在(a)新鲜挤出物、(b)在蒸锅中储存、以及(c)在周围环境中风干之间比较。结果可见于下表。在10分钟的蒸汽处理过程中，挤出物的水分含量基本保持不变。这表明蒸锅的蒸汽处理没有使挤出物显著水合，但保持了水分水平与其原始水平相似。

表9.挤出物的水分含量(新鲜的、储存在蒸锅中的和储存在周围环境中的)

分析在短的挤出后时间后储存在蒸锅中的挤出物(配方B)的质地(可压缩性)

步骤1：混合干成分：配方B.豌豆蛋白25％，蚕豆蛋白25％，燕麦麸20％，燕麦粉10％，燕麦蛋白20％

步骤2：低水分挤出条件：与实验3相同。

步骤3：受控间隔，将挤出物保持在热蒸汽中：与实验5相同。

步骤4：质地分析：与实验2相同(使用装备有平行板压缩系统的质地分析仪对组织化的植物蛋白挤出物进行质地分析)

图10显示了挤出物的质地：B1：在短的挤出后时间进行分析；B2和B3：具有不同的汽蒸处理时间(B2：4分钟，B3：10分钟)，然后进行分析；B4：汽蒸，冷却然后进行分析。用先前在实验2中描述的分析方法1进行分析(使用装配有平行板压缩系统的质地分析仪对组织化植物蛋白挤出物进行质地分析，压缩应变85％，保持时间20秒)。10秒时间后的更多阻力结果未显示，因为它们更早地到达平稳状态。

当挤出后时间相同且较短(5秒)时，用不同汽蒸时间(4分钟和10分钟)处理的挤出物都具有与未经汽蒸的挤出物相似的质地(可压缩性)。通过不同汽蒸时间差处理的挤出物在质地(可压缩性)上没有显著差异。

图10显示了令人惊讶的发现，在不改变水分含量的情况下将蒸汽处理的挤出物快速冷却至室温后，挤出物立即失去可压缩性，并且变得不适于生产高度压缩的挤出物。这表明仅仅防止干燥不足以保持挤出物的可压缩性。

分析在短的挤出后时间后储存在蒸锅中的挤出物(配方A)的质地、压缩性和稳定性

步骤1：混合干成分：与实验3相同。配方2。称取豌豆蛋白分离物6kg，燕麦麸4kg，充分混合。

步骤2：低水分挤出条件：与实验3相同。

步骤3：受控间隔，将挤出物保持在热蒸汽中：与实验5相同。

表10.在不同的挤出后处理或储存后分析的挤出物的质地。用先前在实验2中描述的分析方法1进行分析(使用装配有平行板压缩系统的质地分析仪对组织化植物蛋白挤出物进行质地分析，压缩应变85％，保持时间20秒)。平均峰值正力由一系列的三次测量计算得出。在图11中，仅示出了一个典型的测量结果。

表10显示了挤出配方的变化(实验6中的配方不同于实验5中的配方)没有改变汽蒸对挤出物质地的影响趋势。当挤出后时间相同且较短(5秒)时，用汽蒸处理(10分钟)的挤出物与未用汽蒸处理的挤出物具有相似的质地(可压缩性)。与5秒的挤出后时间的挤出物以及在5秒的挤出后时间后进行蒸汽处理的挤出物相比，在储存期间未经汽蒸处理而在袋中储存4小时的挤出物具有非常硬的质地(较差的可压缩性)。此外，汽蒸后时间与挤出后时间同样对质地(可压缩性)产生了不利影响。经汽蒸处理和未经汽蒸处理的挤出物在储存4小时后的质地相似。

图11显示了经过挤出后处理和未经挤出后处理的挤出物的质地的测量结果。用先前在实验2中描述的分析方法1进行分析(使用装配有平行板压缩系统的质地分析仪对组织化植物蛋白挤出物进行质地分析，压缩应变85％，保持时间20秒)。10秒时间后的更多阻力结果未显示，因为它们更早地到达平稳状态。

图11显示了测量结果，这些也列于表11中。结果表明，挤出配方的改变(实验6中的配方不同于实验5中的配方)没有改变汽蒸对挤出物质地的影响趋势。当挤出后时间相同且较短(5秒)时，经汽蒸处理(10分钟)的挤出物(图11中的A2)与未经汽蒸的挤出物(图11中的A1)具有相似的质地(可压缩性)。然而，当有一层塑料袋阻止蒸汽(高湿度)和挤出物之间的直接接触时，在10分钟的储存时间内，挤出物变得更硬(更高的压缩阻力，更小的可压缩性)(图11中的A3)。应当注意的是，对于蒸锅中有塑料袋包装(隔热)和没有塑料袋包装的挤出物，储存所述挤出物的温度(在10分钟储存期间)是相似的。

这揭示了一个令人惊讶的发现，当汽蒸环境被没有升高的湿度的加热和封闭环境代替时，挤出物迅速失去可压缩性，并且变得不适于生产高度压缩的挤出物。与封闭环境相比，升高的湿度可以更好地保持挤出物的水分含量水平，但是升高的湿度不应增加挤出物的水分含量。该对升高的湿度的特殊要求的原因可能与挤出物的高温或加热历史有关，这使得挤出物快速干燥或在挤出物结构内具有快速的水流动性。

表11.质地分析后挤出物的厚度和稳定性。质地分析使用装有平行板的质地分析仪将挤出物压缩至其原始厚度的15％，然后在该位置保持20秒。

当挤出后时间相同且较短(3秒)时，经汽蒸处理(10分钟)的挤出物具有与未经蒸汽处理的挤出物的相似的可压缩性和保持压缩(重新形成)形状(厚度)的稳定性(接近于在3秒的挤出后时间压缩的挤出物；甚至更接近30秒的挤出后时间压缩的挤出物)。相比之下，在4小时的挤出后时间压缩并在没有汽蒸的情况下储存的挤出物在压缩后储存3天后具有明显更大的厚度膨胀。

由冲击压实的挤出物制成的熟制即食的含有人造肉的食品

流程图：混合干成分-低水分挤出-冲击压缩-与调味汁混合-包装在烹饪袋中-高压烹制(115℃，10分钟)-冷却

选择了三种类型的具有相同的成分的挤出物(相同的原料组成，配方1，豆类蛋白粉混合物(豌豆和蚕豆的蛋白质分离物和蛋白质浓缩物的混合物)65％，和燕麦麸35％。)：

表12：使用的样本

烹饪和感官评价：

称出挤出物样品(20克)，加入酱料(95克，Uncle Ben的中等咖喱酱)，搅拌均匀。然后将混合物放入烹饪袋中，用90％的真空密封。在高压灭菌器中用115℃和10分钟灭菌时间烹饪程序来烹饪产品袋。当程序结束时将它们取出，放入冷藏室冷却并储存过夜。然后取出腌制和煮熟的产品，放在盘子上，用微波(750W)加热2分30秒。由专家小组成员感官评估进行分析这些样品。

酱料：Uncle

表13.感官评估结果：

关于某些定义

在说明书中，我们试图通过使用术语“压缩流变压制方法(compressive rheologypressing method)”来表征在实施该方法中使用的压实/压缩的一些实施方案。

在文献中，R.G.de Kretser,D.V.Boger and P.J.Scales,Rheology Reviews2003,pp 125 -165.COMPRESSIVE RHEOLOGY:AN OVERVIEW定义了“压缩流变学广义上是指对范围从稀释到完全网状固体浓度的固液体系的脱水/固结行为的研究和测量”。此外，他们写道：“与剪切屈服相反，压缩流变学领域关注的是屈服后流体从网络中的后续排出，通过固结和脱水导致颗粒网络的浓度的增加。”

我们在适当的意义上使用“压缩流变压制方法”的表述。正如我们所见，“压缩流变压制法”也可以用Kretser、Boger和Scales的文章中的话来定义：“测量压缩流变必须满足的主要标准是，体系中必须存在足够的颗粒浓度，使得体系内颗粒间的相互作用导致连续网络的形成，并且该网络受到单轴压缩”。

因此，我们对“压缩流变压制法”的定义需要修改为：

“与剪切屈服相反，本文中的压缩流变旨在指屈服后将流体/空气从网络中随后排出的压缩，通过固结和脱水/脱气，导致浓度/密度增加以及颗粒/纤维/固体网络的颗粒间/纤维间相互作用增加”。

附录

自从优先权申请以来，发明人继续他们的发明工作。

实验程序：

步骤1：混合两种类型的干成分(蛋白质与麸皮和/或粉)：

步骤2：低水分挤出条件：与实验1相同。

步骤3：压缩：类似于实验3。从模具孔(直径＝5mm)出来的挤出物立即膨胀到直径为10mm至15mm。

然后，收集样本。然后在不同的挤出后时间，使用手动压面机将这些样品压缩至1.6mm薄(压缩后挤出物的厚度为其原始厚度的9％至12％)。施加在挤出物上的压缩压力约为86psi至115psi(5.93巴至7.93巴)。为了研究挤出后时间对压缩结果的影响，在相同的压缩力下，在不同的挤出后时间(10s和60s)进行压缩过程。未压缩的挤出物样品也被用于比较。

该实验产生的样品列于表14中。

表14.实验9中的样品

使用X射线显微断层成像(Micro-CT)和光学显微镜对样品进行分析。

使用X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描来表征挤出的淀粉早餐谷物的微观结构的方法对于本领域技术人员来说是可获得的，例如，可以参考J.M.R.Diaz等人。

X射线显微断层成像(MicroCT)扫描中使用的设置是扫描图像中的每个像素代表0.01mm的材料长度。在像素尺寸为10μm(0.01mm)的扫描过程中，样品旋转了总共180°，以获得最佳分辨率。

图13A、图13B；图14A、图14B、图14C；图15A、图15B、图15C；图16A、图16B；图17A、图17B、图17C所示的Micro-CT扫描结果是通过使用开源软件Fiji利用再切片(re-slicing)技术制作的，该软件是图像处理包。这些图中所示的图片被选择作为代表性图示，并且是在被扫描产品的中间附近(即，不在被扫描产品的表面上)被扫描的平面(层)。这些图中较暗的阴影表示固体材料(即蛋白质材料)。较浅的阴影表示气泡。

在实验9和图12A、图12B、图12C、图12D；图13A、图13B；图14A、图14B、图14C；图15A、图15B、图15C；图16A、图16B；图17A、图17B、图17C和图18A、图18B中，产品的三个尺寸被描述为“长度”(B)、“厚度”(T)和“宽度”(W)尺寸。

·长度尺寸是指沿着(平行于)挤出材料从挤出机模具移出的方向的尺寸)；

·厚度尺寸是指产品的最短尺寸，其垂直于压缩方向(对于压缩样品)或与样品的直径相同(对于非压缩样品，垂直于长度尺寸)；

·宽度尺寸垂直于长度，同时垂直于厚度尺寸。

通过比较图12B和图12D可看出，挤出物在压缩后明显变薄。

用Fiji分析软件对X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像进行定量分析。我们使用Fiji分析软件(版本ImageJ 1.52i，于2021年6月1日至11日之间下载，Wayne Rasband，National Institutes of Health,USA,http://imagej.nih.gov/ij.Java 1.8.0_172(64-bit)。ImageJ属于公有领域)。

测量图13A、图14B、图15B、图16A中气泡的长度和宽度，每个样品至少有15个测量点。(“包含厚度x长度的视图”)。计算最小值、平均值和最大值。使用Fiji分析软件的长度测量功能进行测量。结果如表15所示。

表15.通过X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描观察的挤出物中气泡的长度和宽度

计算图13A、图14B、图15B、图16A中每个气泡的宽度和长度之比。(“包含厚度x长度的视图”)。用Fiji分析软件的颗粒分析功能进行测量。结果如表16所示。

表16.每个气泡的宽度和长度之比

从图13A、14B、15B、16A以及表15和表16中可以看出，经压缩的挤出物中的气泡明显比未压缩的挤出物中的气泡具有更小的长度和宽度。经压缩的挤出物中的气泡具有明显更细长或拉伸状或变窄的形状，这意味着每个气泡的宽度和长度之比已经从约22％至39％(平均值，#AN和#BN，未压缩)显著降低到12％(#AC60)，并进一步降低到11％(#AC10和#BC10，在更短的挤出后时间进行压缩)。结果表明，我们已经制备出用低水分挤出生产的挤出物，该挤出物在挤出后被压缩，其包含的气泡大多宽度小于0.5mm，优选小于0.2mm，更优选小于0.1mm。替代地或除此之外，该挤出物的特征在于具有的气泡大多宽长之比小于22％，优选小于15％。

测量图13A、图14B、图15B、图16A中与挤出相关的空腔(气泡)的尺寸分布。(“包含厚度x长度的视图”)。每个气泡的尺寸表示为在图像中被扫描的每个气泡的面积。通过将具有范围内的尺寸(列在第一栏中)的所有气泡的面积总和除以样品中所有气泡的面积总和来计算每个产品的值。用Fiji分析软件的颗粒分析功能进行测量。结果如表17所示。

表17.通过X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描观察的气泡的尺寸分布

如从表17中可以看出的，当观察厚度和长度的视图时，未压缩的挤出物具有比经压缩的挤出物大得多的气泡，并且在更短的挤出后时间的压缩产生更小尺寸的气泡。未压缩的挤出物(#AN和#BN)中的气泡基本上(48％至84％)大于1mm

作为表17中未示出的附加信息，当从样品的厚度×长度的视图分析样品时，样品#AN中84％(在所有气泡的总面积中)的气泡大于1mm

测量图13A、图14A、图15A、图16A、图17A中的单元区域(单元块，具有沿挤出物的宽度0.5mm，沿挤出物的长度1mm的尺寸)的固体分数。(“包含宽度x长度的视图”)。单元区域的固体分数是指固体材料(即蛋白质材料)的面积占单元区域总面积的比例。这是可以由Fiji软件用“％面积”值计算的值。固体分数是通常用于研究药物片剂等的术语。固体分数有时被理解为类似于相对密度。在一些已发表的研究中，固体分数被计算为“固体分数＝1-孔隙度”，这表明固体分数与孔隙度相反，“固体分数较高的产品孔隙度较低”。在每个分析的图中，在样品内指定了至少30个不同的单元区域(手动选择，用于分片分析)。计算每个单元区域的固体分数。通过将具有一定固体分数值范围的单元区域的计数除以在分析的图中被分析的单元区域的总量来计算群体。结果显示在表18中。

表18.单元区域的固体分数

如从表18中可以看出的，未压缩的挤出物(样品#AN和#BN)明显是更多孔的，并且大部分单元区域(74％至98％)是多孔的(固体分数值小于40％)。未压缩的挤出物(样品#AN和#BN)没有任何单元区域的固体分数值不小于70％。经压缩的挤出物(样品#AC60、#AC10和#BC10)具有明显更多的具有高固体分数值(不低于70％)的单元区域(4％至94％)。在短的挤出后时间(10秒)压缩的进一步优选的样品(样品#AC10和#BC10)具有更高数量的具有高固体分数值(不小于70％)的单元区域(25％至94％)。经压缩的挤出物的高固体度(具有高固体分数值、高相对密度的单元区域的大量群体)和低孔隙率(“孔隙率”可以计算为“1-固体分数值”)有助于改善它们的口感(更少的海绵状质地和口感、更紧实的咬嚼性、更高的结构完整性和更好的耐烹饪性)。

此外，与X射线显微断层成像(Micro-CT)扫描图像的相应图中所示的结果一致，经压缩的挤出物(#AC60、#AC10和#BC10)的结构不是同质的。样品的一些区域(面积、区)具有明显更高的固体分数(更致密、更拥挤、具有更宽的纤维)，而样品的一些其它区域具有明显更低的固体分数(更致密、具有更明显的单个更窄的纤维)。经压缩的挤出物(#AC60、#AC10和#BC10)具有一定数量(不少于4％，优选不少于20％)的具有高固体分数值(不少于70％)的单元区域，同时具有一定数量(不少于6％)的固体分数值低于70％的单元区域。这种不均匀的、非同质的结构有助于挤出物的良好口感，例如使其更加丰富多样。

测量图13A和图15A中的蛋白质纤维(纤维状固体材料)的纤维宽度(也可以理解为纤维厚度、纤维宽度(broadness))。(“包含宽度x长度的视图”)。使用Fiji分析软件的长度测量功能进行测量。结果如表19所示。

表19.纤维宽度

如从表19中可以看出的，经压缩的挤出物(#AC10)在其纤维结构中具有比未压缩的挤出物(#AN)明显更宽(更厚的束，更宽广)的纤维。例如，经压缩的挤出物(#AC10)的平均纤维宽度几乎是未压缩的挤出物(#AN)的3倍。经压缩的挤出物(#AC10)中的大量纤维的宽度为0.32mm至1.59mm，而未压缩的挤出物(#AN)的最大纤维宽度为0.27mm。挤出物结构中更宽(更厚，更宽广)的纤维有助于改善它们的口感(更紧实的咬嚼性、更高的结构完整性和更好的耐烹饪性)。

用Fiji分析软件估计每个样品的整个扫描结构(即在样品结构内，不包括样品的表面或边缘区域，覆盖约90％的样品面积)的总固体分数值。结果如表20所示。

表20.总固体分数值

作为表20中未示出的附加信息，当在样品的厚度×长度的视图观察时，样品#AC10具有少量的具有低固体分数值(小于75％)的区域(在5％至30％的群体)，同时具有少量具有高固体分数值(高于95％)的区域(在5％至30％的群体)。另一方面，如表18所示，在相同视图方向上的总固体分数值为83％。这种不均匀的、非同质的结构有助于挤出物的良好口感，例如，使其更丰富多样，更天然。

表20中的结果还显示了，当通过x射线显微断层成像(Micro-CT)扫描方法分析时，经压缩的挤出物(#AC60、#AC10和#BC10)具有大大降低的(“孔隙率值＝1-固体分数值”)，有利地为65％或更低，优选为42％或更低(#AC10和#BC10)的孔隙率值。另一方面，未压缩的挤出物(#AN和#BN)具有高得多的孔隙率(75％至89％)。

如通过比较图18A和图18B所示，经压缩的挤出物(样品#BC10)的纤维结构中的相邻纤维彼此附接和层压，并导致宽达0.5mm的纤维束，这比挤出物中的分离且窄的纤维(样品#BN，大多窄于0.1mm)宽得多。这些图中的样品在分析前被水合。因此，层压和加宽的纤维束是稳定的，并且在水合处理后不会分离成单独的窄纤维。

实验步骤：

步骤1：混合两种类型的干成分(蛋白质与麸皮和/或粉)：

步骤2：低水分挤出条件：与实验1相同。

步骤3：压缩：类似于实验3。从模具孔(直径＝5mm)出来的挤出物立即膨胀到直径为10mm至15mm。

然后，收集样品。然后在不同的挤出后时间，使用手动压面机将这些样品压缩至1.6mm薄(压缩后的挤出物的厚度为其原始厚度的9％至12％)。在挤出后时间为10秒时，施加在挤出物上的压缩压力约为86psi至115psi(5.93巴至7.93巴)。还取未压缩的挤出物样品进行了比较。挤出物的长度可以通过切割来控制，切割可以在压缩之前或压缩之后进行。

样品(来自配方1.以及来自配方C.)具有约1.6mm至2.0mm的厚度、约10mm的宽度和约40mm的长度

样品(来自配方1.以及来自配方C.)的水分含量为7％至11％，水分活度(Aw)为0.20至0.64。水分含量和水分活度可以任选地通过在干燥空气中干燥或用干燥机干燥来调节。

样品可以任选地进一步进行调味，例如通过用撒盐、香料、水果粉、糖、糖浆和油涂覆它们。

当将样品(来自配方1.以及来自配方C.)作为干制品食用，它们具有可以被认为是令人满意的和新颖的松脆点心的质地(口感)。更具体地，这种质地(口感)在不同的食用阶段具有不同的特征(独特的特性)，例如：

本发明人发现产品以脆而不多孔的方式而呈松脆的，这可以用压碎力(CrushingForce)、松脆功(Crispiness Work)、峰的数量、松脆指数(Crispiness Index)，通过例如根据S.A.Alam等人的公开研究的方法来描述。

产品具有

a.通过质地分析仪压缩试验(例如)测得的中高或高

b.和通过质地分析仪压缩试验测得的

c.在质地分析仪压缩试验中的力-距离曲线(F-d曲线)上出现的少量峰，以及

d.通过质地分析仪压缩试验测得的中等或低

发明人在提交该国际申请之前无法最终确定准确的分析结果。我们将在最终确定后提交结果作为证据。

为了比较，还评估了未压缩的挤出物样品。当未压缩的挤出物样品作为干制产品食用时，它们的质地(口感)是不同的。更具体地，在口腔中初咬和破裂过程中，这种样品的口感基本上被感知为松软、多孔、易碎表面和海绵状。

结束语

对于本领域技术人员来说，随着技术的进步，可以以多种方式实施本发明的基本思想。因此，本发明及其实施方案不限于上述实施例和样品，它们可以在专利权利要求及其法律等同物的内容的范围内变化。

在本发明的随后的权利要求和前面的描述中，除非上下文因表达语言或必要的含义而另有要求，词语“包含(comprise)”或诸如“包含(comprises)”或“包含(comprising)”之类的变体以包含的意义使用，即指定所述特征的存在，但不排除在本发明的各种实施方案中存在或添加其他特征。

引用的参考文献列表：

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Diaz，J.M.R.，Suuronen，J.P.，Deegan，K.C.，Serimaa，R.，Tuorila，H.，&Jouppila，K.(2015).Physical and sensory characteristics of corn-based extrudedsnacks containing amaranth，quinoa and

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