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用于生产可食用的真菌菌丝体共混肉和肉类似物组合物的增强的好氧发酵方法

文献发布时间:2023-06-19 11:39:06


用于生产可食用的真菌菌丝体共混肉和肉类似物组合物的增强的好氧发酵方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年9月20日提交的、标题为用于生产可食用的真菌菌丝体共混肉和肉类似物组合物的增强的好氧发酵方法的美国临时申请No.67/733,925的权益,以引用的方式将其内容整体并入本文。

技术领域

本文提供了耐贮藏(shelf-stable)的蛋白质食品成分、包含耐贮藏的蛋白质食品成分的食品产品、它们的生产方法及它们的使用方法。

背景技术

为了跟上预计到2050年将达到100亿的全球人口增长,我们必须能够在地球上多生产70%的食物。美国人平均每年消耗200磅以上的肉。由于相关的栖息地转换、水和资源利用,肉类作为蛋白质来源对人类而言正变得日益昂贵。随着环境资源变得更加稀缺,我们不能担负将宝贵的营养资源投入到效率低下的食品生产工艺(例如动物饲养)中。减少肉类消耗以及创造可持续的替代物的任务将需要满足未来的蛋白质需求。平均而言,动物饲料的卡路里中的5%转化为人类采食的肉。这些重要营养物质变为更为珍贵的商品。地球的环境预算将不允许人类在如此巨大的低效率下继续。

技术问题

替代的蛋白质工业正在蓬勃发展。植物蛋白成分的当前现状受到难以置信地限制。市场上几乎每种产品都依赖于小麦、大豆或豌豆蛋白。公司用于生产其肉类似物的组织化(texturiation)领域有两种:湿式组织化和干式组织化。实际上,现今作为成分出售的所有组织化植物蛋白都是作为干式组织化蛋白。这些成分受限于双螺杆挤出系统的多用性以及上述三种植物蛋白输入的功能性。产生的成分彼此非常相似,并且两种最广泛使用的蛋白质(小麦和大豆)都在八种最常见的过敏原的列表中。组织化的豌豆蛋白仍然非常昂贵。为了推动该行业向前,我们需要基于植物的蛋白质世界的替代成分。

减少生产肉制品所需的由动物衍生而来的肉的量是肉类工业中许多重要参与者正在研究的概念。现有的共混肉中的某些成分缺乏肉中脂肪和肌肉的蛋白质、质地和丝状性质。这些被描述为肉增量剂(meat extender)的成分通常仅由单一成分(例如面粉、粉末或屑)组成,缺乏肉的增强和营养。

食品和饮料工业产生大量的食品级废料流,所述废料流包含优质的淀粉、糖、氮、脂肪、维生素、矿物质和其它营养物质。这种物料通常以低效的转化率来喂养动物,或者被当作完全的废料处理并送往填埋场或处理设施。来自加工、提取和培养的剩余物料可始终如一地获得。这些是我们不能失去的宝贵的食品级营养物质。

商业植物农业依赖于人无法控制的环境参数。天气、气候、风、病原体、疫病、灾害等可难以预料地消灭整个粮食生产区域。可控的农业是至关重要的;但是,可控的农业仅限于依靠人工照明的室内植物种植,所述人工照明主要由电网(实际上是煤炭和天然气)供电。

将大量资源导向了生产培养肉(cultured meat)和肉类似物的可持续方法。市场上的肉类替代物主要由植物生物质衍生而来。基于植物的肉类似物和肉填充剂通常需要大量的操作和添加剂以模仿肉的质地、营养度量(nutritional profile)和特性。

当前的肉类似物几乎完全依赖于组织化植物蛋白(TVP)。这些成分的供应依赖于昂贵的组织化工艺、有限的制造能力、环境对培育的影响、未加工的物料的供应、并且通常有加工助剂。这些成分由于仅能获得某些质地和品质而具有功能限制。大多数TVP的基础植物生物质是小麦和大豆,它们是八种常见过敏原中的两种,因此不优选作为成分。市场上存在一些组织化豌豆,但是由于其高成本和供应紧张而在使用中受限。

解决方案

本文提供了在生产方法、功能性和形式上多用的耐贮藏的蛋白质食品成分。该成分可以完全无过敏原,并且可能比组织化的豌豆蛋白更便宜。耐贮藏的蛋白质食品成分可对市场上其它蛋白质食品成分和产品的类型产生实质性影响。

在一方面,本文提供了经发酵的耐贮藏的蛋白质食物成分,所述成分可以经干燥、储存并易于整合到食物成分供应链中。这些成分被设计成类似肉的、多用且生产具有成本效益。它们可以容易地代替基于植物的蛋白质成分,并且在许多实施方式中能够以较低的成本生产。

在一方面,本文提供了利用来自作物和食品加工的废料营养物质流的发酵工艺。利用这些流对社会和我们的整个地球都有许多好处。通过利用这些营养物质流并将其转化为高质量的食品成分和产品,我们得到了优质的蛋白质来源,与肉类或甚至植物相比,不需要对地球产生重大的土地和碳影响。

真菌是分解者。它们在自然中完成了复杂有机分子(如木质素和纤维素)的分解。通过排泄消化酶和酸,真菌能够将更复杂的碳水化合物转化为简单的可发酵糖。它们分解和消耗低价值废料流的难以置信的效率可用于以低成本、低廉的输入为大众生产高价值、高品质的食品。

在一方面,本文提供了耐贮藏的蛋白质食物成分,所述成分创建了减少和替代动物肉制品的手段。这些耐贮藏的蛋白质食品成分可以提供所有必需氨基酸(大量蛋白质)、纤维、优质脂肪以及最必需的微量营养物质和维生素。在某些实施方式中,生产工艺是有效的并且在环境方面是可持续的。在另一方面,本文公开了用于生产这些食品的工艺。

本文所述的耐贮藏的蛋白质食品成分可以在精制、受控的环境中生产,所述环境减轻了与传统农业有关的大多数问题。耐贮藏的蛋白质食品成分可以包含在优化的发酵系统中以低的物理、经济和环境足迹培养的真菌。这些系统更通常用于生产青霉素、酶和酸,但可适用于生产食品成分。

丝状真菌菌丝体已经以霉大豆(tempeh)、oncom、清酒曲(koji)和其它食物的形式被食用了多个世纪,下文中将提及其中的一些。这些产品由生长在固体底物上的丝状真菌组成。大豆、大米和其它固体底物营养丰富;但是,这些固体底物保留在最终产品中,并稀释了潜在的最终蛋白质/营养物质含量。这些成分本身也具有饮食价值,不需要真菌而变得对人类饮食有价值。真菌可能会增强它们;然而,真菌细胞在最终产物中只扮演了次要的角色。

在某些实施方式中,本文提供的食品成分和食品产品包含人采食中建立的真菌种类,并且经受住了时间的考验。米曲霉(Aspergillus oryzae)是用来制造清酒曲(Koji,一种用于酿造清酒、味噌和酱油的经发酵的米)的物种。米根霉(Rhizopus oryzae)是用于发酵霉大豆的物种。蛹虫草(Cordyceps militaris)和冬虫夏草(Cordyceps sinensis)是中药中使用的食用菌。白块菌(Tuber magnatum)以黑松露更为人知,是因其芳香族化合物种类繁多而著称的食用菌,这是其受追捧的风味的原因。镰刀菌属菌(Fusarium)已被用作蛋白质来源。青霉属菌(Penicillium)用于制奶酪。间型脉孢菌(Neurospora intermedia)和好食脉孢菌(Neurospora sitophila)被用于发酵oncom(一种经发酵的类似霉大豆的大豆、花生或豆类(legume)食品,几个世纪以来在印度尼西亚(爪哇)的大陆上被非常普遍地食用)。

丝状真菌以其快速的细胞复制、积极的消化、定殖的时机、适应性和易于繁殖而闻名。这使它们非常适合规模化食品生产。

食品成分

丝状真菌菌丝体以最少的操作便保持与绞碎的肉类似的质地。本文所述的丝状真菌菌丝体包括在称为菌丝的细丝中端对端融合的连接的细胞群。这些菌丝的直径通常范围在2微米-16微米之间,并且可以长数厘米。这些菌丝通常只有一个单细胞厚。由于菌丝集束性(bundling)和菌丝体的相当大的水分保持能力,这些形态赋予菌丝与肌纤维的类似的天然存在的质地特性。这使菌丝体成为食品成分和食品产品的理想候选者。

在某些实施方式中,将真菌菌丝体加工成耐贮藏的蛋白质食品成分,所述成分可以被水化并单独使用,或有利地用于多种食品产品中,所述食品产品包括但不限于肉增量剂、肉类似物、经培养的肉细胞支架和其它需要组织化蛋白的食品产品。如本文所使用的,这些“组织化培养蛋白”(textured cultured protein,下文中称为“TCP”)是干燥的、耐贮藏的、并且容易用作更低质量更昂贵的组织化植物蛋白(下文中称为“TVP”)的替代品。

在某些实施方式中,本文所述的丝状真菌菌丝体包含显著浓度的营养物质。在某些实施方式中,粗蛋白占未经处理的干燥的生物质的高达60%。大多数物种都包含人类饮食中的所有必需氨基酸。当不补充时,许多物种都含有所有必需的B族维生素(B12除外)。菌丝体含有人饮食中所需的许多饮食矿物质,包括但不限于锌、铁、锰、镁、钾、硒和钙。与肉和植物来源相比,来源于蘑菇和真菌的所有这些矿物质(锌除外)均显示更高的对人体的生物利用度。菌丝体天然富含纤维。

在某些实施方式中,本文所述的菌丝体的脂肪组合物包含单不饱和脂肪和多不饱和脂肪或主要由单不饱和脂肪和多不饱和脂肪组成,并且饱和脂肪非常低。生物质也可以包含ω-6(亚油酸)和ω-3(亚麻酸)。

在某些实施方式中,本文所述的干燥的耐贮藏的成分包含显著的纤维。当作为肉类替代品来消耗TCP时,TCP中的这种大量的膳食纤维是有益的,并且在肉/TCP共混物中也是有益的。本发明的纤维提高了在共混物中消耗的肉中的营养物质的消化率和生物利用度。

因此,本文描述的一个方面是使用真菌生产食品成分,许多真菌的种类在人类饮食中的安全性已经得到了认可,并且在蛋白质和真菌细胞方面的含量明显高于包含这些物种中的某些的经典发酵食品。

磷酸盐通常用于肉制品中以通过在蛋白质之间产生空间来增加水分保留。本文提供的丝状菌丝体可以保留超过80%的水。在水含量为60%-85%的水平下,本发明的干燥的耐贮藏的成分与肉混合良好,并作为增粘剂帮助将肉类粘合,同时将水分保持在肉混合物中。菌丝体的丝状性质维持蛋白质之间的天然空间。这种水分帮助肉保留其挥发性芳族化合物,从而有效防止风味损失。这可能意味着某些肉制品的货架期延长。去水化后,本文所述的菌丝体可以保持贮存稳定性,并在重新水化时保持与新鲜物料相似的水含量。

工艺

通过使用发酵来产生这些高蛋白质组织化的成分,碳水化合物、其它营养物质和氧气被转化为蛋白质。与动物农业中的常规转化所使用的空间、资源和时间相比,此类方法可以使用更少的空间、资源和时间。

丝状真菌发酵可以以废料流作为营养物质的主要来源来进行,从而无需将如此多的纯化的营养物质引入生长培养基中。

甜菜浆(beet pulp)、马铃薯皮和加工水、经加工的谷物、经加工的水果、米麸(rice polishing)等是丰富的和可用的,并且可用于真菌发酵底物中组分的来源。丝状真菌将这些来源的糖和淀粉有效地高效转化为生物质。一些工业发酵操作(例如Blair,Nebraska,USA的Cargill乳酸工厂)都采用了这些概念。Cargill在Blair工厂使用精制糖的甜菜浆作为它们主要的碳水化合物来源,用于生产乳酸。

在一些实施方式中,使用更多的传统的发酵底物,以用于产生本文所述的TCP。

食品产品

将饮食转换为肉替代品在改变人类饮食中占有一席之地;然而,肉的消费不太可能被完全取代。增量肉(extended meat)的概念在本领域中已经存在多年。通过简单地在经加工的肉制品中对肉进行增量,人们可以显著降低总体的肉类生产和需求。当前的增量剂仅提供一些所需的特性,使其在共混肉中具有不可区别的特征。蘑菇(如褐蘑菇)有时用于稀释肉类并保持水分,但仅提供了一些期望的肉增量剂特性,而缺乏其它特性。

在某些实施方式中,本文描述的食品成分提供了组织化植物蛋白(TVP)的替代品,所述组织化植物蛋白(TVP)是市场上大多数肉类似物中的核心成分。

因此,本文描述的一个方面是利用本文提供的食品成分进行包括但不限于如下的应用:肉增量产品、肉类似物产品、烘焙食品、需要粘合剂的食品产品、需要凝胶的食品产品、需要蛋白质的食品产品、需要纤维的食品产品和其它食品产品。

发明内容

在一方面,本文提供了耐贮藏的蛋白质食品成分。耐贮藏的蛋白质食品成分包含经培养的真菌生物质和有限量的水。真菌生物质和其他成分在本文中详细描述。耐贮藏的食品成分包括具有本文所述性质的尺寸和形式的颗粒。有利的是,耐贮藏的蛋白质食品成分可在食品供应中存储、运输和递送。它们可以原样出售或采食,或者优选地,它们可以与其他食品成分结合以提供食品成分组合物和食品产品。

在另一方面,本文提供了食品产品。该食品产品包含一种或多种耐贮藏的蛋白质食品成分和一种或多种额外的食品成分。额外的食品成分可以是肉蛋白质、植物蛋白质,它们的组合或本领域技术人员认为有用的任何额外的食品成分。食品产品可以被动物(例如哺乳动物)采食。在某些实施方式中,食品产品用于宠物采食。在某些实施方式中,食品产品供人采食。

在另一方面,本文提供了用于生产耐贮藏的蛋白质食品成分的方法。在某些实施方式中,该方法包括以下步骤:在生长培养基中培养真菌生物质,收获真菌生物质,任选地对真菌生物质进行加工,任选地将真菌生物质改变尺寸(sizing)以形成颗粒,以及将颗粒干燥以形成食品成分。

在某些实施方式中,本文提供了从丝状真菌菌丝体生产肉质组织化高蛋白质成分的方法,所述丝状真菌菌丝体以植物生物质水解物作为主要生长培养基而产生。该方法包括以下步骤:产生植物生物质水解物/提取物;用补充剂增强水解物,以提高产量、营养度量和形态;对所述底物进行灭菌;用丝状真菌接种底物;在优化的好氧发酵条件下对丝状真菌进行繁殖;收获纯的真菌菌丝体、脱水、塑形、改变尺寸、干燥和巴氏杀菌;将干燥和定型的成分整合到共混的肉扩展成分中;水化并将经水化的成分共混到绞碎的肉中;以及将上述成分用于共混的植物和蘑菇产品中。

在某些实施方式中,本文提供了用基于以下的底物从丝状真菌菌丝体生产耐贮藏的蛋白质成分的方法:葡萄糖、蔗糖、糖、淀粉和/或生物素以及氮、磷、钾和其它必须的元素的盐形式。该方法包括混合所述底物;对所述底物进行灭菌;用丝状真菌接种底物;在优化的好氧发酵条件下对丝状真菌进行繁殖;收获纯的真菌菌丝体、脱水、塑形、改变尺寸、干燥和巴氏杀菌;将干燥和定型的成分整合到共混的肉扩展成分中;水化并将经水化的成分共混到绞碎的肉中;以及将上述成分用于共混的植物和蘑菇产品中。

在某些实施方式中,本文提供了用富含碳水化合物的生物质和其它未加工的植物生物质来发酵丝状真菌以生产肉质组织化成分的方法。这些方法可能需要将植物粉、颗粒、谷物、豆类或它们的组合或其它植物生物质引入本文所述的发酵液中。

在某些实施方式中,本文提供了用于将收获的真菌菌丝体转化成类似肉的颗粒状干成分的方法。在一些实施方式中,该成分与其它成分组合以增强功能;在一些实施方式中,该成分被用作独立成分;在一些实施方式中,该成分用水水化并整合到肉中;在一些实施方式中,该成分被水化并整合到肉类似物中,包括但不限于汉堡、香肠、饼(patties)、块(nugget)等。

在另一方面,本文提供了包含耐贮藏的蛋白质食品成分和一种或多种肉的食品组合物。在具体的实施方式中,食物组合物包含量为至少5%w/w的耐贮藏的蛋白质食品成分和量为至少10%w/w的至少一种肉。耐贮藏的蛋白质食品成分和有用的肉以及制备食品组合物的方法在以下各节中详细描述。

在实施方式中,本文提供了将本文所述的真菌菌丝体加工成经巴氏灭菌的生物质的方法,所述经巴氏灭菌的生物质可以共混到肉中以制备本文所述的共混肉制品。

附图说明

图1提供了用于生产本文所述的生物质的发酵工艺的实施方式的概述。

图2提供了用于将真菌生物质浆料加工成本文所述的组织化培养蛋白(TCP)的一些方法的概述。

图3提供了本文所述的真菌生物质发酵的一个实施方式的概述。

图4提供了本文所述的一些成分的任选应用的概述。

图5A和图5B提供了本文提供的示例性的耐贮藏的蛋白质食品成分的照片。

具体实施方式

生产方式

在具体实施方式中,本文提供了用于生产耐贮藏的蛋白质食品成分的方法。在某些实施方式中,所述方法包括以下步骤:在生长培养基中培养丝状真菌;收获丝状真菌生物质;任选地,加工收获的丝状真菌生物质;任选地,将生物质改变尺寸以形成颗粒;以及将颗粒干燥以形成食品成分。在某些实施方式中,所述方法包括以下步骤:在生长培养基中培养丝状真菌;任选地,补充生长培养基以形成混合的真菌生物质浆料;收获丝状真菌生物质;任选地,加工收获的丝状真菌生物质;任选地,补充经加工的生物质以形成复杂成分;任选地,将生物质改变尺寸以形成碎片;以及将碎片干燥以形成食品成分。

在培养步骤中,可以根据标准技术培养丝状真菌。培养通常包括在生长培养基中使丝状真菌生长。在某些实施方式中,生长培养基包含食品和饮料工业的经水解的植物生物质副产物和废水流,以及低成本植物成分和其它底物。

在某些实施方式中,培养是分批培养、分批补料培养或连续培养。生长培养基包含下述成分。可以根据本领域技术人员的判断提供额外的添加剂。培养条件在本领域技术人员的能力范围内,包括培养体积、温度、搅拌、氧气水平、氮气水平、二氧化碳水平以及对本领域技术人员而言显而易见的任何其它条件。

在某些实施方式中,在发酵的曝气中使用纯氧。向反应器的下降段(downcomer)注入O

真菌发酵可以在宽的pH范围内进行。在某些实施方式中,pH为约pH 2.4至约pH8.5、约pH 3至约pH 7.5、约pH 3至约pH 6.5、约pH 3至约pH 5.5、或约pH 3.5至约pH 4.5。

可以根据任何标准技术来收获经培养的丝状真菌。方法包括本领域技术人员认为有用的任何收获技术。有用的技术包括离心、挤压、筛选和过滤。在某些实施方式中,将丝状真菌通过离心脱水并分离。在某些实施方式中,将丝状真菌通过螺旋挤压脱水并分离。在某些实施方式中,通过脱水振动筛对真菌进行脱水和分离。在某些实施方式中,真菌通过流化床干燥器进行脱水。在某些实施方式中,洗涤丝状真菌以去除过量的生长培养基。在某些实施方式中,不洗涤丝状真菌。

在某些实施方式中,将收获的丝状真菌生物质加工以用于进一步使用。加工技术可以是对本领域技术人员而言显而易见的任何处理技术。

在某些实施方式中,在产生好氧发酵的底物的水解步骤中,通过使用蛋白酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、α-淀粉酶和/或其它酶来加速植物物料的水解和淀粉转化工艺。

在某些实施方式中,在用作底物的植物物料的水解中使用碱或酸处理。

在某些实施方式中,根据本文所述成分的要求改变丝状真菌的尺寸。脱水工艺中释放的生物质可为糕状(cake-like),这是因为它与脱水后的果浆、纸浆或其它浆类似。可以在去水化之前或之后使用常规的改变尺寸的设备将糕状物破碎、切碎(shredded)、剁碎(chopped)、切片、切丁、筛分并进一步减小至所需尺寸。可对生物质进行模制、挤压、轧制、挤出、压实,或以改变食品物料尺寸领域的技术人员已知的其它方式操纵生物质。这可能发生在脱水之前、脱水期间、脱水之后、去水化之前、去水化期间或去水化之后。在某些实施方式中,将生物质改变尺寸以产生下述尺寸的颗粒。

在某些实施方式中,生物质浆料包含高度分散的丝状细胞结构。在使用重力、压力、压实、真空抽吸、离心或脱水领域的技术人员已知的其它方法除去水后,丝状细胞链彼此互锁以形成保持稠度和聚结性的聚结的丝状纤维垫。压带机在生产致密的聚结生物质的大肉片(meaty slab)中可以是特别有用的。可以将这些致密的垫切片、切丁、切碎、模制、折叠、挤出或本领域技术人员已知其它方式进行操作,以形成片、团块(chunk)、碎屑(shred)、块或其它颗粒和碎片。

在某些实施方式中,使用高温双螺杆挤出或其它挤出技术挤出本文所述的生物质,以形成具有类似于TVP的更常规质地的物料。

在某些实施方式中,将发酵工艺的生物质脱水以从生物质中除去水分。通过使用蒸汽将生物质浆料加热到巴氏灭菌温度(75℃-85℃),任选地在底物中对物料进行巴氏灭菌;任选地,将浆料释放到振动筛中以使物料脱水至75%-95%的水含量;然后任选地离心或用压带机或螺旋挤压机对生物质进行挤压以进一步降低水含量;然后任选地将物料切碎、改变尺寸、压实、模制、以其它方式成型、或它们的组合;然后任选地将物料添加到流化床干燥器中进行完全去水化。在具体实施方式中,将物料脱水以产生如下所述的颗粒的水含量。

在某些实施方式中,将含有1%-8%生物质的生物质浆料释放到压带机系统中。同时排干并挤压物料,使物料的水含量降至60%-85%。调整机器以释放厚度为1英寸/2.54厘米的糕/片。将1英寸的片连续输送到轴齿机械切碎机(spindle and tine mechanicalshredder)中。切碎机释放出尺寸范围约1mm-约20mm的颗粒。使用2mm和12mm的筛连续筛分颗粒。保留通过2mm筛释放的颗粒,并单独去水化或重新引入初始浆料中。使通过12mm筛但不通过2mm筛释放的颗粒直接进料到流化床干燥器中进行脱水和任选的巴氏灭菌。可选地,将大于12mm的颗粒运回,以通过切碎机进一步减小尺寸。约2mm至约12mm之间的去水化颗粒即可作为最基本的成分使用或进一步加工为本文所述的成分。如本文所使用的,术语“约”表示在单位值之上和之下的合理范围,例如+/-10%或+/1个单位(例如mm)。

在某些实施方式中,用微生物生物质脱水领域的技术人员已知的方法,将生物质浆料脱水至水含量为50%-75%。然后,将水含量为50%-75%的较低水分的生物质送入面团剁碎机。将物料送入1/4英寸的模具中,并通过模具末端的旋转剪切间歇地剁碎成小颗粒。由此产生约(1/8英寸至1/4英寸)×(1/8英寸至1/4英寸)×(1/8英寸至1/4英寸)的尺寸一致的团块。

在某些实施方式中,在去水化之前将植物或蘑菇物料添加到生物质中。可以将这些物料添加到真菌生物质浆料、水含量为60%-85%的真菌生物质、水含量为60%-75%的真菌生物质、水含量为50%-75%的真菌生物质、水含量为50%-65%的真菌生物质、或其它水含量的真菌生物质中。这些物料可以与本文所述的真菌生物质共混,然后进一步脱水、去水化或加工成本文所述的干燥的组织化成分。

在另一实施方式中,将包含高浓度消化酶(例如α淀粉酶、β淀粉酶、脂肪酶等)的发酵工艺的上清液加工成侧流。可对这些酶进行提取、纯化和出售,或用于经水解的富含淀粉的底物的预处理或用于其它应用。可将来自上清液的这些酶整合到本文所述的肉类似物和共混物中以促进更有效的消化。

生长培养基

生长培养基可以是认为合适的任何生长培养基。在具体的实施方式中,生长培养基包含植物生物质。在某些实施方式中,植物生物质是废水流。植物生物质副产物、成分和废水流可以是本领域技术人员认为合适的任何物料流。在具体的实施方式中,植物生物质来自低成本来源。在某些实施方式中,植物生物质是来自另一种食品、农业或植物加工工艺的废料流或副产物。在此类实施方式中,该方法提供了副产物的第二或可再生用途,所述副产物通常用作农场动物饲料、土壤增强剂或完全丢弃。在某些实施方式中,该物料选自乙醇稀馏余物(stillage)、乙醇副产物、碾米副产物、米麸、米糠(rice bran)、大米加工废水、碎大米、酿造和蒸馏废谷物、废清酒米、废酱油大豆、甜菜浆、咖啡糠、糖蜜、制糖厂废水、葡萄浆、制碱废水、甘蔗渣、高粱渣或它们组合。在优选的实施方式中,营养物质流是马铃薯加工废水、乙醇玉米馏余物。

在某些实施方式中,该方法包括在浸没培养物中发酵植物成分,以产生含有显著浓度的真菌生物质的经培养的植物成分。

在一些实施方式中,生长培养基包含选自以下的一种或多种植物底物:豌豆纤维、其它植物纤维、阿拉伯胶、天然香料、组织化豌豆蛋白、组织化小麦蛋白、组织化大豆蛋白、大豆蛋白、小麦淀粉、小麦蛋白、豌豆蛋白、香辛料、红花油、葵花油、橄榄油、其它油、燕麦麸、燕麦粉、豆类、豆(beans)、扁豆(lentils)、扁豆粉、豆粉、豌豆粉、酵母提取物、营养酵母(固定的干酵母)、糖蜜、蜂蜜、甘蔗糖、蘑菇粉、白色双孢蘑菇粉(white button mushroompowder)、香菇粉(shiitake mushroom powder)、鹰嘴豆、竹纤维、纤维素、分离的燕麦产品、分离的豌豆产品、豌豆蛋白、大米蛋白、经发酵的大米提取物、玉米淀粉、马铃薯淀粉、昆布(kombu)提取物、藻、马铃薯蛋白、白蛋白、果胶、二氧化硅、食品淀粉、混合生育酚(维生素E)、椰子油、葵花油、红花油、菜籽油、芥花油(canola oil)、右旋糖、植物甘油(vegetableglycerin)、干酵母、柑橘提取物、柑橘纤维、甜菜浆、甜菜汁、甜菜汁提取物、姜黄、蘑菇提取物、香菇柄、香菇、白色双孢蘑菇、豆腐、大豆纤维、大豆水解物、酵母提取物、海藻、发芽大麦、麦芽提取物、酵母提取物、全细胞酵母、扁豆、黑豆、斑豆、豆、豆类和它们的任意组合。在优选的实施方式中,植物生物质是马铃薯或玉米馏余物。

在某些实施方式中,生长培养基补充有一种或多种添加剂组分。添加剂成分可能会促进丝状真菌的生长,它们可能向所得的食品产品中添加营养物质,或者它们可能两者均进行。在某些实施方式中,添加剂组分包含一种或多种碳水化合物(简单的和/或复杂的)、氮、维生素、矿物质、脂肪、蛋白质或它们的组合。

在某些实施方式中,添加剂组分包括一种或多种油。在某些实施方式中,一种或多种油选自于由以下所组成的组:葡萄籽油、红花油、葵花油、橄榄油、椰子油、亚麻籽油、鳄梨油、大豆油、棕榈油、芥花油以及它们的组合。

在某些实施方式中,一种或多种添加剂包括一种或多种盐。在某些实施方式中,一种或多种盐由选自于由以下所组成的组的元素组成:C、Zn、Co、Mg、K、Fe、Cu、Na、Mo、S、N、P、Ca、Cl以及它们的组合。

在某些实施方式中,盐包括以下盐中的一种或多种:硝酸铵、磷酸一钾、磷酸二钾、磷酸二铵、磷酸铵、硝酸钾、七水硫酸镁、脱水氯化钙、七水硫酸锌、六水硫酸铁、五水硫酸铜、硫酸锰以及它们的组合。

在某些实施方式中,生长培养基包含一种或多种碳水化合物。在某些实施方式中,一种或多种碳水化合物选自葡萄糖、蔗糖、淀粉、麦芽糖以及它们的任意组合。

在某些实施方式中,生长培养基包含植物油。植物油可以显著提高最终物料的产量、发酵效率和脂肪含量。植物油的非限制性实例可包括杏仁油、鳄梨籽油、可可脂、椰子油、玉米油、棉籽油、亚麻籽油、葡萄籽油、麻油、橄榄油、棕榈仁油、花生油、南瓜籽油、米糠油、红花籽油、芝麻籽油、葵花籽油、大豆油或核桃油。

在某些实施方式中,生长培养基包含维生素。出于通过发酵中的吸附和细胞整合将维生素整合至最终食品产品中的目的,有用的维生素包括但不限于维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素B3、维生素B5、维生素B6、维生素B7(维生素H或生物素)、维生素B9、维生素B12、维生素C、维生素E、维生素D和维生素K。在一个实施方式中,将维生素B12添加到发酵中。

在某些实施方式中,将维生素B12添加到底物中。维生素是由真菌细胞积累的。维生素B12是人类饮食中必需的唯一不能由真菌自身产生的B族维生素。

在某些实施方式中,将衍生自植物的生物质或物料添加到生长培养基中,而无需水解。

在某些实施方式中,生长培养基包含废发芽大麦。废发芽大麦可用作植物生物质进行水解、过滤和整合到底物中,以作为碳水化合物、脂肪、蛋白质和微量营养物质的主要来源。

在某些实施方式中,生长培养基包含马铃薯皮。马铃薯皮可用作植物生物质进行水解、过滤和整合到底物中,以作为碳水化合物、脂肪和微量营养物质的主要来源。

在某些实施方式中,生长培养基包含马铃薯加工废水。马铃薯加工废水可用作真菌发酵的主要营养物质。用于马铃薯加工的烫漂(blanching)、淀粉提取和其它加工方法产生大量营养上一致的废水,所述废水作为发酵原料是高度有效的。

在某些实施方式中,在烫漂后立即将来自马铃薯烫漂的废水用作底物。烫漂工艺的高温对底物进行了巴氏灭菌,有效降低了除底物成本外的处理成本。在一些实施方式中,将其它烫漂水和其它清洁马铃薯加工流从田间浸出、常规处理方法和其它处置方法转向本文所述的平台。

在某些实施方式中,生长培养基包含甜菜浆。甜菜浆可用作植物生物质进行水解、过滤和整合到底物中,以作为碳水化合物、微量营养物质和氮的主要来源。

在某些实施方式中,生长培养基包含稀馏余物(用玉米生产生物燃料的副产物)。稀馏余物可用作碳、氮、微量营养物质和脂肪的复合营养物质来源。

在某些实施方式中,生长培养基包含酵母提取物。酵母提取物可用作发酵培养基中的氮和微量营养物质的来源。

在某些实施方式中,生长培养基包含经过滤的甜菜浆提取物。经过滤的甜菜浆提取物可用作主要碳源。

在某些实施方式中,生长培养基包含马铃薯烫漂和加工废水。马铃薯烫漂和加工废水可作主要的营养物质来源。

在某些实施方式中,生长培养基包含米糠。抛光和/或碾磨大米可以留下米糠。它们可以用作植物生物质并添加到水中、进行灭菌并作为碳水化合物、氮、钾和其它营养物质的主要来源整合到反应器中。

在某些实施方式中,生长培养基包含常见的碳水化合物源,例如蔗糖、葡萄糖和糖蜜。它们可以与底物的补充剂一起使用。这些成分可以与本文所述的丝状真菌共混、灭菌并整合到反应器中。可以将产生的生物质加工成本文所述的多用干燥成分。

丝状真菌

丝状真菌可以是本领域技术人员认为合适的任何丝状真菌。

在某些实施方式中,至少一种真菌来自真菌界。

在某些实施方式中,至少一种真菌来自以下门:担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)、毛霉门(Mucoromycota)或捕虫霉门(Zoopagomycota)。

在某些实施方式中,至少一种真菌来自以下分支(division):伞菌亚门(agaricomycotina)、黑粉菌亚门(ustilagomycotina)、盘菌亚门(pezizomycotina)、酵母亚门(saccharomycotina)、外囊菌纲(taphrinomycetes)、多孢囊霉目(diversisporales)、原囊霉目(archaeosporales)、类球囊霉目(paraglomerales)、内囊霉目(endogonales)、毛霉目(mucorales)、mortieralles、虫霉亚门(entomophthoromycotina)、asellariales、梳霉目(kickxellales)、双珠霉目(dimargaritales)、钩孢毛菌目(harpellales)、捕虫霉亚门(zoopagomycotina)或它们的组合。

在某些实施方式中,至少一种真菌来自以下纲:银耳纲(tremellomycetes)、花耳纲(dacrymycetes)、伞菌纲(agaricomycetes)、外担菌纲(exobasidiomycetes)、黑粉菌纲(ustilaginomycetes)、马拉色菌纲(malasseziomycetes)、moniliellomycetes、星裂菌纲(arthoniomycetes)、粉头衣纲(coniocybomycetes)、座囊菌纲(dothideomycetes)、散囊菌纲(eurotiomycetes)、地舌菌纲(geoglossomycetes)、虫囊菌纲(laboulbeniomycetes)、茶渍纲(lecanoromycetes)、锤舌菌纲(leotiomycetes)、李基那地衣纲(lichinomycetes)、圆盘菌纲(orbiliomycetes)、盘菌纲(pezizomycetes)、子囊菌纲(sordariomycetes)、xylonomycetes或它们的组合。

在某些实施方式中,至少一种真菌来自以下目:线黑粉菌目(filobasidiales)、伞菌目(agaricales)、淀粉伏革菌目(amylocorticiales)、阿太菌目(atheliales)、牛肝菌目(boletales)、夏氏伏革菌目(jaapiales)、lepidostromatales、地星目(geastrales)、钉菇目(gomphales)、辐片包目(hysterangiales)、鬼笔目(phallales)、木耳目(auriculariales)、鸡油菌目(cantherellales)、伏革菌目(corticiales)、gloeophylalles、刺革菌目(hymenochaetales)、多孔菌目(polyporales)、红菇目(russulales)、蜡壳耳目(sebacinales)、拟韧革菌目(stereopsidales)、革菌目(thelephorales)、糙孢孔菌目(trechisporales)、ceraceosorales、实球黑粉菌目(doassansiales)、叶黑粉菌目(entyomatales)、外担菌目(exobasidiales)、费歇黑粉菌目(georgefischeriales)、微座孢菌目(microstromatales)、腥黑粉菌目(tilletiales)、条黑粉菌目(urocystales)、黑粉菌目(ustilaginales)、马拉色菌目(malassezioales)、moniliellales、酵母目(saccharomycetales)、冠囊菌目(coronophorales)、球囊霉目(glomeralles)、肉座菌目(hypocreales)、黑孢壳目(melanosporales)、小囊菌目(microascales)、团壳菌目(boliniales)、美球菌目(calosphaeriales)、chaetospheriales、coniochaetales、间座壳菌目(diaporthales)、magnaporthales、蛇口壳目(ophiostomatales)、粪壳菌目(sordariales)、炭角菌目(xylariales)、koralionastetales、路霉目(lulworthiales)、小煤炱目(meliolales)、黑痣菌目(phyllachorales)、假毛球壳目(trichosphaeriales)、散囊菌目(eurotiales)、刺盾炱目(chaetothyriales)、小核衣目(pyrenulales)、瓶口衣目(verrucariales)、爪甲团囊菌目(onygenales)、被孢霉目(mortierellales)、毛霉目(mucorales)、内囊霉目(endogonales)或它们的组合。

在某些实施方式中,至少一种真菌来自以下科:Filobasidium、Dacromycetaceae、蘑菇科(Agaricaceae)、鹅膏科(Amanitaceae)、粪伞科(Bolbitiaceae)、Broomeiceae、Chromocyphellaceae、珊瑚菌科(Clavariaceae)、丝膜菌科(Cortinariaceae)、挂钟菌科(Cyphellaceae)、粉褶蕈科(Entolomataceae)、牛舌菌科(Fistulinaceae)、Hemigasteraceae、轴腹菌科(Hydnangiaceae)、蜡伞科(Hygrophoraceae)、丝盖伞科(Inocybaceae)、Limnoperdacea、离褶伞科(Lyophyllaceae)、小皮伞科(Marasmiaceae)、小菇科(Mycenacea)、尼阿菌科(Niaceae)、歧裂灰包科(Phelloriniaceae)、泡头菌科(Physalacriaceae)、侧耳科(Pleurotacea)、光柄菇科(Pluteaceae)、皮孔菌科(Porotheleaceae)、小脆柄菇科(Psathyrellaceae)、羽瑚菌科(Pterulacea)、裂褶菌科(Schizophyllaceae)、冠孢革菌科(Stephanosporaceae)、球盖菇科(Strophariaceae)、口蘑科(Tricholomataceae)、核瑚菌科(Typhulaceae)、牛肝菌科(Boletaceae)、褶孔牛肝菌科(Boletinellaceae)、粉孢革菌科(Coniophoraceae)、双核菌科(Diplocystaceae)、小腹菌科(Gasterellaceae)、腹孢菌科(Gastrosporiaceae)、铆钉菇科(Gomphidiaceae)、圆孢牛肝菌科(Gyroporaceae)、拟蜡伞科(Hygrophoropsidaceae)、桩菇科(Paxillaceae)、原腹菌科(Protogastraceae)、须腹菌科(Rhizopogonaceae)、硬皮马勃科(Sclerodermataceae)、干腐菌科(Serpulaceae)、乳牛肝菌科(Suillaceae)、小塔氏菌科(Tapinellaceae)、刺革菌科(Hymenochaetaceae)、重担菌科(Repetobasidiaceae)、裂孔菌科(Schizoporaceae)、囊韧革菌科(Cystostereaceae)、拟层孔菌科(Fomitopsidaceae)、脆孔菌科(Fragiliporiaceae)、灵芝科(Ganodermataceae)、Gelatoporiaceae、薄孔菌科(Meripilaceae)、干朽菌科(Meruliaceae)、原毛平革菌科(Phanerochaetaceae)、多孔菌科(Polyporaceae)、绣球菌科(Sparassidaceae)、刺孢齿耳菌科(Steccherinaceae)、侧担菌科(Xenasmataceae)、地花菌科(Albatrellaceae)、淀粉韧革菌科(Amylostereaceae)、耳匙菌科(Auriscalpiaceae)、刺孢多孔菌科(Bondarzewiaceae)、木齿菌科(Echinodontiaceae)、猴头菌科(Hericiaceae)、Hybogasteraceae、茸瑚菌科(Lachnocladiaceae)、隔孢伏革菌科(Peniophoraceae)、红菇科(Russulaceae)、Gloeocystidiellaceae、韧革菌科(Stereaceae)、黑粉菌纲(Ustilaginomycetes)、酵母科(Saccharomycetaceae)、Saccharomycodaceae、Saccharomycopsidaceae、毛壳菌科(Chaetomiaceae)、毛球壳科(Lasiosphaeriaceae)、粪壳科(Sordariaceae)或它们的组合。

在某些实施方式中,至少一种真菌来自以下属:脉孢菌属(Neurospora)、曲霉属(Aspergillus)、木霉属(Trichoderma)、侧耳属(Pleurotus)、灵芝属(Ganoderma)、纤孔菌属(Inonotus)、虫草属(Cordyceps)、黑粉菌属(Ustilago)、根霉属(Rhizopus)、块菌属(Tuber)、镰刀菌属、青霉属、炭角菌属(Xylaria)、栓菌属(Trametes)或它们的组合。

在某些实施方式中,至少一种真菌是米曲霉、米根霉、禾谷镰刀菌(Fusariumgraminareum)、蛹虫草、冬虫夏草、黑孢块菌、白块菌、卡门培尔青霉(Pennicilliumcamemberti)、间型脉孢菌、好食脉孢菌、鹿角炭角菌或它们的组合。

示例性方法

在本节中,提供了说明性的生产方法。它们旨在例示但不对上述方法进行限制。

在某些实施方式中,将植物物料在45℃下与0.75g/kg的α-淀粉酶、0.25g/kg的β-淀粉酶、0.5g/kg的β-葡聚糖酶、0.3g/kg的蛋白酶和0.3g/kg木聚糖酶(纯化的酶的克数相对于干燥底物的千克数)在水中浸泡。在30-180分钟的过程中,将液体温度升高到78℃,以激活酶及其水解功能。一旦混合物达到酶失活的78℃,将混合物迅速升至100℃并在此保持10-120分钟以完成水解。酶的量、其重量、温度、相互作用时间及其比例可根据被水解的植物物料而变化,或进行变化以优化酶的作用。

在某些实施方式中,将基于植物的固体成分共混到室温的水中。将浆料泵送通过连续的蒸汽灭菌器,并以运行的发酵方法所期望的流速注入本文所述的发酵反应器中。在一些实施方式中,以最大灭菌速率泵送浆料以填充无菌发酵罐,用于批量式发酵的初步启动。在一些实施方式中,以与本文所述的生物质浆料的提取相一致的脉冲注入浆料。在一些实施方式中,将浆料连续注入。

在一些实施方式中,将基于植物的固体成分用无菌工艺领域的技术人员已知的标准技术进行灭菌,并引入本发明的发酵中。

在一些实施方式中,将来自马铃薯的烫漂、蒸煮和/或常规加工的富含淀粉的加工废水用作发酵的主要底物。在一些实施方式中,将其在连续培养基灭菌器中进行蒸汽灭菌。马铃薯加工中可以预热或不预热这种物料,从而提供了能量效率优势。这种物料可以构成本文所述的生长培养基的100%。这种物料可构成少于100%的生长培养基。在一些实施方式中,废水补充有生物素。在一些实施例中,这种物料补充有氨气。在一些实施方式中,这种物料补充有磷酸二铵。在一些实施方式中,这种物料补充有硝酸铵。在一些实施方式中,这种物料补充有酵母提取物。在一些实施方式中,这种物料补充有硝酸钾。在一些实施方式中,这种物料补充有磷酸钾。在一些实施方式中,这种物料补充有氯化钙。在一些实施方式中,这种物料补充有硫酸镁。在一些实施方式中,这种物料补充有硝酸盐。在一些实施方式中,这种物料补充有铵盐。在一些实施方式中,这种物料补充有本文所述的前述植物成分。在一些实施方式中,物料补充有本文所述的前述废料流或副产物。

在一些实施方式中,马铃薯加工废水的化学需氧量(COD)浓度测量在约500mg/L至约300,000mg/L之间、约2,000mg/L至约200,000mg/L之间、约2,000mg/L约100,000mg/L之间、约2,000mg/L至约50,000mg/L之间、约2,500mg/L至约25,000mg/L之间、或约2,000mg/L至约10,000mg/L之间。

在某些实施方式中,将玉米馏余物捕获,任选地灭菌,任选地进行补充,并注入运行本发明的发酵的生物反应器中。可以使用的稀馏余物具有85,000mg/L的平均COD和约5,000mg/L的总氮。这种物料可以构成本文所述的生长培养基的100%。这种物料可构成少于100%的生长培养基。在一些实施方式中,废水补充有生物素。在一些实施方式中,这种物料补充有氨气。在一些实施方式中,这种物料补充有磷酸二铵。在一些实施方式中,这种物料补充有硝酸铵。在一些实施方式中,这种物料补充有酵母提取物。在一些实施方式中,这种物料补充有硝酸钾。在一些实施方式中,这种物料补充有磷酸钾。在一些实施方式中,这种物料补充有氯化钙。在一些实施方式中,这种物料补充有硫酸镁。在一些实施方式中,这种物料补充有硝酸盐。在一些实施方式中,这种物料补充有铵盐。在一些实施方式中,这种物料补充有本文所述的前述植物成分。在一些实施方式中,物料补充有本文所述的前述废料流或副产物。

耐贮藏的食品成分

另一方面,本文提供了耐贮藏的蛋白质食品成分。耐贮藏的蛋白质食品成分包括经培养的真菌生物质和有限量的水。耐贮藏的蛋白质食品成分可以根据上述方法进行制备。耐贮藏的食品成分被设计为多用的、基本组织化的、尺寸一致的物料,所述物料干燥、可储存且经过优化,易于在最终产品中使用。本文提供了本文提供的耐贮藏的蛋白质食品成分的示例性详细表征。

质地:当用作肉类似物或肉扩展剂时,成分的质地是重要的。本文描述的真菌的丝状性质提供了以某些方式模拟肌肉的压实和对齐的纤维。使用具有25mm直径的圆柱探针的流变仪对质地进行分析。将TCP以TCP/水的w/w比为1/1.75进行水化30分钟。十字头速度设置为100mm/min

咀嚼度(Chewiness):使用“Breene WM,Application of texture profileanalysis to instrumental food texture evaluation.J Texture Stud 6:53–82(1975)”中描述的方法使用本发明的水化TCP分析咀嚼度。咀嚼度通常在约0.5kg至约15kg之间、在约1kg至约12kg之间、在约2kg至约10kg之间、或在约4kg至约8kg之间。

聚结性(Cohesiveness):采用干燥的本发明的耐贮藏的成分,以干品与水w/w比为1/1.75水化,用以下工艺处理物料,并分析质地残留物,来确定聚结性。水化后,随后将物料加压、分散并干燥。聚结性通常在约20%至约90%之间、在约30%至约80%之间或在约40%至约60%之间。

弹性(Springness):使用“Breene WM,Application of texture profileanalysis to instrumental food texture evaluation.J Texture Stud 6:53–82(1975)”中描述的方法使用本发明的水化TCP分析弹性。弹性通常在约15%至约99%之间、在约20%至约85%之间、在约40%至约70%之间、或在约40%至约60%之间。

横向切割强度:通过使用切割探针(7.5mm×38.3mm)以最大峰值应力2kg来确定切割强度。切割强度有助于确定耐咬性、剪切力和质地,因为它与人口中的浸渍作用有关。

纵向切割强度:通过与横向切割强度测试所使用的相同的方法确定切割强度。

蛋白质:本文所述成分的蛋白质含量包含至少5%的总蛋白质。在某些实施方式中,耐贮藏的蛋白质食品成分包含w/w量为5%-100%、5%-75%、5%-50%、5%-45%、5%-40%、5%-35%、5%-30%、5%-25%、5%-20%或5%-15%的蛋白质。氨基酸特征谱可以包含多种氨基酸。成分的总蛋白质含量可以通过许多不同的方法确定,包括但不限于AOAC国际方法990.03和992.15。在一些实施方式中,成分包括氨基酸甲硫氨酸、胱氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、酪氨酸和色氨酸、牛磺酸和其它。成分包括人类饮食中的所有必需氨基酸。

脂肪:本文所述成分的脂肪组合物主要包含单不饱和脂肪和多不饱和脂肪,并且饱和脂肪可以非常低。在一些实施方式中,总脂肪含量包括以下的w/w的量:按总脂肪的重量计约1%至约80%之间、约1%至约70%之间、约1%至约60%之间、约1%至约50%之间、约2%至约40%之间、约3%至约30%之间、约5%至约30%之间、约6%至约20%之间、约7%至约15%之间、约8%至13%之间、约10%至约14%之间。脂肪主要为单不饱和脂肪和多不饱和脂肪。在一些实施方式中,饱和脂肪为总脂肪含量的0%至约40%、0%至约30%、约5%至约20%、以及约10%至约20%。在一些实施方式中,不饱和脂肪为总脂肪含量的约10%至约100%、约20%至约100%、约30%至约100%、约40%至约100%、约60%至约90%、或约70%至约80%。

纤维:在某些实施方式中,本文所述的耐贮藏的蛋白质食品成分是天然高纤维的。这可能是这种类似肉的产品的积极方面。AOAC方法991.43可用于确定本文所述成分的纤维含量。在一些实施方式中,纤维含量在约5%至约60%之间、约10%至约50%之间、约15%至约40%之间、约20%至约40%之间、或约30%至约40%之间。

维生素:在某些实施方式中,耐贮藏的蛋白质食品成分包含一系列水溶性B族维生素,有时由硫胺素、核黄素、烟酸、吡哆醇、泛酸、叶酸、生物素等组成。

矿物质:在某些实施方式中,耐贮藏的蛋白质食品成分包含钙、磷、镁、铁、锌、钠、锰和钾。钙的量通常为200mg/kg以上。在一些实施方式中,钙为约500mg/kg至约3000mg/kg、约1000mg/kg至约2500mg/kg、约1250mg/kg至约2000mg/kg、以及约1500mg/kg至2000mg/kg。磷的量通常为200mg/kg以上。在一些实施方式中,磷为约500mg/kg至约2500mg/kg、约500mg/kg至约2000mg/kg、约750mg/kg约1500mg/kg、以及约800mg/kg至1200mg/kg。钾的量通常为100mg/kg以上。在一些实施方式中,钾为约1000mg/kg至约8000mg/kg、约2000mg/kg至约6000mg/kg、约2500mg/kg至约5000mg/kg、以及约3000mg/kg至4500mg/kg。钠的量为20mg/kg以上。在一些实施方式中,钠为约20mg/kg至约1500mg/kg、约50mg/kg至约400mg/kg、约100mg/kg至约300mg/kg、约150mg/kg至约250mg/kg、约175mg/kg至约225mg/kg。镁的量为200mg/kg以上。在一些实施方式中,镁为约500mg/kg至约3000mg/kg、约1000mg/kg至约2500mg/kg、约1250mg/kg至约2000mg/kg、以及约1500mg/kg至约2000mg/kg。铁的量通常为1mg/kg以上。在一些实施方式中,铁为约2mg/kg至约100mg/kg、约5mg/kg至约80mg/kg、约10mg/kg至约50mg/kg、或约20mg/kg至40mg/kg。锌的量为20mg/kg以上。在一些实施方式中,锌为约20mg/kg至约1500mg/kg、约100mg/kg至约600mg/kg、约200mg/kg至约500mg/kg、约300mg/kg至约500mg/kg、约350mg/kg至约450mg/kg。

持水量(WHC):在某些实施方式中,本文所述的耐贮藏的蛋白质食品成具有显著高于传统TVP、肉类和植物成分的WHC的WHC。通过从成分中完全去除所有水分,对成分进行称重,然后对成分进行完全水化,然后去除表面水分,然后再次称重来分析WHC。所有样品均以四重复进行分析并取平均值。我们已经记录TCP的WHC高达6,743g/kg。在优选的实施方式中,TCP成分的WHC为约2,000g/kg至约7,000g/kg。在一些实施方式中,WHC为约2,000g/kg至约6,000g/kg、约2,000g/kg至约5,000g/kg、约3,000g/kg至约5,000g/kg、约3,500g/kg至约4,500g/kg、或约4,000g/kg至约5,000g/kg。

颗粒尺寸:在某些实施方式中,在成分的加工过程中将耐贮藏的蛋白质食品成分处理为具有特定的颗粒尺寸。某些颗粒尺寸最适合某些应用。颗粒尺寸通常范围为从细粉到1000cm的板。在某些实施方式中,颗粒尺寸为约2mm至约40mm、约2mm至约30mm、约2mm至约20mm、约2mm至约15mm、约2mm至约10mm、约2mm至约8mm、约2mm至约6mm、约3mm至约10mm、约3mm至约7mm、约4mm至约6mm、约4mm至约10mm、约5mm至约50mm、约5mm至约40mm、约5mm至约20mm、约5mm至约10mm、约6mm至约50mm、约6mm至约40mm、约6mm至约30mm、约6mm至约20mm、约6mm至约10mm、6mm至约10mm、约7mm至约20mm、约7mm至约15mm、约7mm至约12mm、约7mm至约10mm。在优选的实施方式中,颗粒为3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm和12mm。

在一些实施方式中,颗粒尺寸用“D值”测量。D10、D50和D90表示小于特定筛尺寸的颗粒百分比(分别为10%、50%和90%)。具体而言,D10表示样品质量的10%处于小于所指示直径的颗粒中的直径。D50表示样品质量的50%处于小于所指示直径的颗粒中的直径。D90表示样品质量的90%处于小于所指示直径的颗粒中的直径。在某些实施方式中,本文所述的TCP具有约5mm的D50、约6mm的D50、约7mm的D50、约4mm的D50、约8mm的D50、约9mm的D50、约10mm的D50、约11mm的D50、约15mm的D50、约2mm的D10、约3mm的D10、约4mm的D10、约5mm的D10、约6mm的D10、约7mm的D10、约8mm的D10、约9m的D10、约10mm的D10、约11mm的D10、约12mm的D10、约2mm的D90、约50目的D90、约70目的D90、约100目的D90、约1mm的D90、约2mm的D90、约3mm的D90、约4mm的D90、约5mm的D90、约6mm的D90、约7mm的D90、约8mm的D90或约9mm的D90。

在某些实施方式中,术语“约”表示+/-1mm。在某些实施方式中,D10、D50和D90值是精确的,或在测量技术的公差范围内是精确的。可以根据标准技术(例如筛分分析)来测量颗粒尺寸。

颜色:在某些实施方式中,耐贮藏的蛋白质食品成分具有天然的白色/灰白色。在某些实施方式中,耐贮藏的蛋白质食品成分具有灰白色的一致颜色。在某些实施方式中,耐贮藏的蛋白质食品成分具有棕褐色。在一些实施方式中,物料受前述底物组分的影响。有时,这种颜色是焦糖色、红色、粉红色、绿色、棕色、黄色和其它色调。在一些实施方式中,本文所述的耐贮藏的蛋白质食品成分的颜色受有时与菌丝体组合的植物成分的影响。有时,这种颜色是焦糖色、红色、粉红色、绿色、棕色、黄色、橙色和其它色调。

在本文所述的一些实施方式中,将额外的成分整合到发酵工艺中,并且将一些浓度的这些额外的成分保留在本文所述的去水化的产品中。这些补充成分可改变干燥成分的营养度量、质地或其它特性。

在一些实施方式中,将额外的成分与本文所述的耐贮藏的蛋白质食品成分组合以形成具有增强的功能特性的复合成分。成分可以选自以下:豌豆纤维、其它植物纤维、阿拉伯胶、天然香料、组织化豌豆蛋白、组织化小麦蛋白、组织化大豆蛋白、大豆蛋白、小麦淀粉、小麦蛋白、豌豆蛋白、香辛料、红花油、葵花油、橄榄油、其它油、燕麦麸、燕麦粉、豆类、豆、扁豆、扁豆粉、豆粉、豌豆粉、酵母提取物、营养酵母(固定的干酵母)、糖蜜、蜂蜜、甘蔗糖、蘑菇粉、白色双孢蘑菇粉、香菇粉、鹰嘴豆、竹纤维、纤维素、分离的燕麦产品、分离的豌豆产品、豌豆蛋白、大米蛋白、经发酵的大米提取物、玉米淀粉、马铃薯淀粉、昆布提取物、藻、马铃薯蛋白、白蛋白、果胶、二氧化硅、食品淀粉、混合生育酚(维生素E)、椰子油、葵花油、红花油、菜籽油、芥花油、右旋糖、植物甘油、干酵母、柑橘提取物、柑橘纤维、甜菜浆、甜菜汁、甜菜汁提取物、姜黄、蘑菇提取物、香菇柄、香菇、白色双孢蘑菇、豆腐、大豆纤维、大豆水解物、酵母提取物和海藻、天然调味剂或它们的任意组合。

在一些实施方式中,将本文所述成分与已知增强蛋白质成分的质地、风味、适口性、贮藏寿命、稳定性和本领域技术人员已知的其它特性的物料相组合。这些物料可为但不限于白蛋白、果胶、二氧化硅、葡萄糖酸锌、维生素B12、麦芽糊精(maltodextrin)、烟酸、抗坏血酸钠、盐酸吡哆醇、焦磷酸四钠、碳酸钙、海藻酸钠、海藻酸盐、磷酸三钠、乙酸钙、甲基纤维素、纤维素、竹纤维素、胭脂树橙(annatto)、乙酸、亚硝酸钠、苯甲酸钠、大豆卵磷脂或它们的任意组合。

在某些实施方式中,使用常规碾磨设备将本文所述的耐贮藏的蛋白质食品成分碾磨成粉。这种粉提供了与上述相同的营养度量,同时还具有包括但不限于以下特性:胶合(gumming)特性、粘结(tacking)特性、增强的营养、高纤维、类似面团的特性以及使其可以作为有效的面粉替代物或增强剂的其它类似面粉的特性。在一些实施方式中,将上述粉与基于植物的粉(如玉米粉、小麦粉、高粱粉、黑麦粉、小米粉、藜麦粉和其它粉)相组合。在一些实施方式中,将上述粉用于诸如蛋白质棒、面包、面食和其它包含粉的食品产品中。

在一些实施方式中,将植物或蘑菇生物质与本文所述的耐贮藏的蛋白质食品成分相组合。植物/蘑菇生物质的附加特性增强了产品。这些增强作用包括但不限于颜色、质地、密度、风味、烹调特性、美学、营养等。此类植物和蘑菇可为但不限于甜菜根(甜菜,Betavulgaris)、杏鲍菇(Pleurotus eryngii)、平菇(糙皮侧耳,Pleurotus ostreatus)、香菇(Lentinula edodes)或褐蘑菇(双孢菇,Agaricus bisporus)。

食品产品

在另一方面,本文提供了包含耐贮藏的蛋白质食品成分的食品产品。所述食品产品包含耐贮藏的蛋白质食品成分和一种或多种额外的食品成分。在某些实施方式中,将耐贮藏的蛋白质食品成分与脂肪、碳水化合物、肉、植物或它们的组合混合。在某些实施方式中,将耐贮藏的蛋白质食品成分与植物蛋白质混合以形成食品产品。在某些实施方式中,将耐贮藏的蛋白质食品成分与肉蛋白质混合以形成食品产品。

肉可以是技术人员认为合适的任何肉。在某些实施方式中,肉选自于由以下所组成的组:牛肉、猪肉、鸡肉、火鸡肉、羊肉、鱼肉、鹿肉、野牛肉以及它们的组合。在某些实施方式中,将耐贮藏的蛋白质食品成分与牛肉混合或用牛肉分层。在某些实施方式中,将耐贮藏的蛋白质食品成分与猪肉混合或用猪肉分层。在某些实施方式中,将耐贮藏的蛋白质食品成分与鸡肉混合或用鸡肉分层。在某些实施方式中,将耐贮藏的蛋白质食品成分与火鸡肉混合或用火鸡肉分层。在某些实施方式中,将耐贮藏的蛋白质食品成分与羊肉混合或用羊肉分层。在某些实施方式中,将耐贮藏的蛋白质食品成分与鱼肉混合或用鱼肉分层。在某些实施方式中,将耐贮藏的蛋白质食品成分与蟹肉混合或用蟹肉分层。在某些实施方式中,将耐贮藏的蛋白质食品成分与龙虾肉混合或用龙虾肉分层。在某些实施方式中,将耐贮藏的蛋白质食品成分与鹿肉混合或用鹿肉分层。在某些实施方式中,将耐贮藏的蛋白质食品成分与野牛肉混合或用野牛肉分层。

在某些实施方式中,将所得组合物与技术人员认为合适的任何其它食品成分进一步混合。在某些实施方式中,额外的成分选自于由以下所组成的组:淀粉、油、脂肪、谷物、分离物、纤维、植物、藻、蘑菇以及它们的组合。在某些实施方式中,额外的成分选自于由以下所组成的组:豌豆纤维、其它植物纤维、阿拉伯胶、天然香料、组织化豌豆蛋白、组织化小麦蛋白、组织化大豆蛋白、大豆蛋白、小麦淀粉、小麦蛋白、豌豆蛋白、香辛料、红花油、葵花油、橄榄油、其它油、燕麦麸、燕麦粉、豆类、豆、扁豆、扁豆粉、豆粉、豌豆粉、酵母提取物、营养酵母(固定的干酵母)、糖蜜、蜂蜜、甘蔗糖、蘑菇粉、白色双孢蘑菇粉、香菇粉、鹰嘴豆、竹纤维、纤维素、分离的燕麦产品、分离的豌豆产品、豌豆蛋白、大米蛋白、经发酵大米提取物、玉米淀粉、马铃薯淀粉、昆布提取物、藻、马铃薯蛋白、白蛋白、果胶、二氧化硅、食品淀粉、混合生育酚(维生素E)、椰子油、葵花油、红花油、菜籽油、芥花油、右旋糖、植物甘油、干酵母、柑橘提取物、柑橘纤维、甜菜浆、甜菜汁、甜菜汁提取物、姜黄、蘑菇提取物、香菇柄、香菇、白色双孢蘑菇、豆腐、大豆纤维、大豆水解物、酵母提取物和海藻、天然调味剂或它们的任意组合。

通常,食品产品包含至少5%w/w的量的真菌生物质。食品产品进一步包含至少10%w/w的量的至少一种肉。在某些实施方式中,当存在多于一种的肉时,肉的总量为至少10%w/w。有利地,可以根据以上方法制备食品。

在某些实施方式中,食品产品包含至少5%w/w的真菌生物质和至少10%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少5%w/w的真菌生物质和至少10%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少10%w/w的真菌生物质和至少10%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少15%w/w的真菌生物质和至少10%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少20%w/w的真菌生物质和至少10%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少10%w/w的真菌生物质和至少10%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少25%w/w的真菌生物质和至少10%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少30%w/w的真菌生物质和至少10%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少35%w/w的真菌生物质和至少10%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少40%w/w的真菌生物质和至少10%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少45%w/w的真菌生物质和至少10%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少50%w/w的真菌生物质和至少10%w/w的肉。

在某些实施方式中,食品产品包含至少5%w/w的真菌生物质和至少20%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少10%w/w的真菌生物质和至少20%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少20%w/w的真菌生物质和至少20%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少15%w/w的真菌生物质和至少20%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少20%w/w的真菌生物质和至少20%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少20%w/w的真菌生物质和至少20%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少25%w/w的真菌生物质和至少20%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少30%w/w的真菌生物质和至少20%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少35%w/w的真菌生物质和至少20%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少40%w/w的真菌生物质和至少20%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少45%w/w的真菌生物质和至少20%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少50%w/w的真菌生物质和至少20%w/w的肉。

在某些实施方式中,食品产品包含至少5%w/w的真菌生物质和至少30%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少10%w/w的真菌生物质和至少30%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少20%w/w的真菌生物质和至少30%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少15%w/w的真菌生物质和至少30%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少20%w/w的真菌生物质和至少30%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少20%w/w的真菌生物质和至少30%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少25%w/w的真菌生物质和至少30%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少30%w/w的真菌生物质和至少30%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少35%w/w的真菌生物质和至少30%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少40%w/w的真菌生物质和至少30%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少45%w/w的真菌生物质和至少30%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少50%w/w的真菌生物质和至少30%w/w的肉。

在某些实施方式中,食品产品包含至少5%w/w的真菌生物质和至少40%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少10%w/w的真菌生物质和至少40%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少20%w/w的真菌生物质和至少40%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少15%w/w的真菌生物质和至少40%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少20%w/w的真菌生物质和至少40%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少20%w/w的真菌生物质和至少40%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少25%w/w的真菌生物质和至少40%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少30%w/w的真菌生物质和至少40%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少35%w/w的真菌生物质和至少40%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少40%w/w的真菌生物质和至少40%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少45%w/w的真菌生物质和至少40%w/w的肉。在某些实施方式中,食品产品包含至少50%w/w的真菌生物质和至少40%w/w的肉。

在某些实施方式中,本文提供了来自黑孢块菌(Tuber melanosporum)生物质的肉类似物作为“松露汉堡”。

在一些实施方式中,将本文所述的成分与海藻生物质组合。在某些实施方式中,将本文所述的成分与藻组合。

附图的具体说明

图1提供了用于生产本文所述的生物质的发酵工艺的实施方式的概述。

框1描述了用于发酵的底物原料,以及在灭菌后将所述底物注入反应器中。底物可以是废料流、植物水解物、植物物料、营养盐、糖、淀粉、脂肪酸、蛋白质和其它营养物质。

框2描述了将本文所述的丝状真菌引入底物中。

框3描述了本文所述的发酵参数。

框4a和框5a描述了可选的间歇性底物引入和收获发酵操作策略。

框4b和框5b描述了可选的连续底物引入和收获发酵操作策略。

框4c描述了可选的分批发酵操作策略。

图2提供了用于将真菌生物质浆料加工成本文所述的组织化培养蛋白(TCP)的一些方法的概述。

框1a-框1d公开了本文所述的发酵的未加工的生物质浆料。浆料包括但不限于用废水、副产物和/或来自食品和饮料加工的侧流进行发酵的生物质、用常规发酵底物进行发酵的生物质和用基于植物的成分进行发酵的生物质。可以对生物质进行冲洗以去除残留的底物。此时,生物质可以具有整合的上述植物成分。可以在从发酵收获后对物料进行巴氏灭菌。

框2a-框2e公开了通过脱水方法加工生物质以除去水分的步骤,以及整合本文所述的基于植物的成分的选择。可以任选地回收上清液以进一步纯化。

框3a-框3d公开了将本文所述颗粒改变尺寸的步骤。不同的分离颗粒尺寸以及颗粒尺寸的组合使其适用于食品产品中的不同应用。

框4a-框5c公开了可选的巴氏灭菌步骤,其中,在去水化之前、期间或之后对颗粒和碎片进行巴氏灭菌。

框4a描述了冷冻TCP碎片的可选步骤。

框5a-框5c公开了用于从生物质中去除水分以制成本文所述的干燥和耐贮藏的成分的去水化和干燥步骤。

框6公开了其它成分与干燥碎片的任选组合以形成组合物。

框7公开了本文所述的干燥成分。

图3提供了本文所述的真菌生物质发酵的一个实施方式的概述。

框1-框4公开了待加工成底物的一些可能的植物物料。植物物料可以作为废料流从食品和饮料工业中获取。

框5公开了将植物物料加工成发酵底物的步骤。将植物物料浸泡在100℃的水中并搅拌10分钟-120分钟。通过过滤将经水解的植物物料与液体水解物分离。

框6公开了添加补充剂以平衡底物的碳/氮比和总体营养度量。补充剂可以是但不限于磷酸铵、硝酸钾、硫酸钙、葡萄糖、蔗糖或它们的任意组合。

框7公开了对底物无菌性的要求。大部分底物经热灭菌处理,但是将诸如维生素(例如,维生素B12和维生素B7;(生物素))的选定成分过滤并分开注射。

框8公开了将培养基转移到反应器中。

框9公开了接种方法。可将菌丝体的液体种子培养物转移到反应器中,可将高负荷的孢子注入到底物中,或者一定体积的生物质/底物可以已经在反应器中作为接种物进行繁殖。本文描述了使用子囊菌门(Ascomycota)和接合菌门(Zygomycota)真菌的方面,所述子囊菌门和接合菌门真菌包括但不限于:米曲霉、米根霉、禾谷镰刀菌、蛹虫草、冬虫夏草、黑孢块菌、白块菌、卡门培尔青霉、间型脉孢菌、好食脉孢菌或鹿角炭角菌(Xylariahypoxylon)。

框10公开了添加真菌物种作为发酵有机体。

框11公开了发酵方法。温度维持在20℃-34℃,使用范围为0.03vvm-2vvm(每分钟每体积底物的空气量)的纯氧和环境气体浓度二者,曝气随时间增加。pH值维持在丝状真菌理想的状态。3-8是此处描述的范围。

框12公开了菌丝体的巴氏灭菌。这破坏了真菌继续生长的能力,并提取了许多细胞蛋白产品中不期望的RNA。

框13公开了从生物反应器中提取生物质和底物混合物。

框14公开了使真菌菌丝体脱水的步骤。菌丝体的高水分保留特性使得有必要去除一些液体以达到模拟肉类的理想水分含量。

框15公开了脱水的剩余物。该上清液包含酶、酸、脂质和其它有价值的细胞外成分。

框16公开了本文所述的最终的多用途真菌生物质物料。这是用于共混肉产品、共混植物产品和TCP食品产品中的物料。

图4提供了本文所述成分的任选应用的概述。

框17公开了本文所述的未加工的食品物料。

框18公开了将真菌生物质共混到肉中以产生混合的肉/真菌食品产品。

框19公开了物料被整合到其中的一些但不是全部的肉和肉制品。

框20公开了将植物和蘑菇生物质添加到共混的真菌/肉制品中以及基于真菌的肉替代物中。

框21公开了本文所述的物料在肉替代产品中的用途。

框22公开了用于本文所述物料的制备和组织化的一些但不是全部的方法。

框23公开了进一步制备和烹调肉类似物产品的一些方法。

图5A提供了本文提供的示例性TCP的特写照片。图5B提供了在上菜的盘上的本文提供的示例性TCP的照片。

实施例

下文中,在实施例中进一步描述方法和组合物。这些实施例不以任何方式描述为对本实施方式或其内容进行限制。

实施例1:

将米根霉的孢子铺板于含有琼脂的容器上,所述含有琼脂的容器由以下组成:15g/L蔗糖、3g/L柠檬酸三钠、5g/L KH

将培养物在28℃下孵育3天以促进最大量的孢子形成。空气/琼脂界面为气生菌丝提供了嵌入基质中的养分,同时使菌丝暴露于氧气。向培养容器提供充足的气流。将孢子收集在无菌聚丙烯容器中。

通过经由130℃蒸汽灭菌以及引入经高压灭菌的底物来制备17L反应器。反应器底物由以下组成:17升DI水、30g/L由发芽大麦水解和过滤制得的轻麦芽提取物、10g/L葡萄糖、5g/L酵母提取物、0.5g/L NH

然后,将这些孢子以50,000/mL的浓度引入到17L反应器中。反应器在29℃下孵育,曝气量从0.1vvm开始增加并在24小时后达到0.8vvm大气压空气。48小时后发酵完成。

将最终的底物/生物质混合物在多孔立方框架中挤压以将生物质脱水至68%,以用于上述食品产品中。从生物质中取样并在101℃下干燥。通过以三重复进行取样来确定反应器产生17g/L的干燥生物质。

实施例2:

以脉冲进料模式进行好氧发酵。将17L DI水、30g/L由废发芽大麦水解制得的轻麦芽提取物、10g/L葡萄糖、5g/L酵母提取物、0.5g/L NH

实施例3:

以脉冲进料/脉冲收获模式进行有氧发酵。将17L DI水、30g/L由马铃薯皮水解制得的马铃薯提取物、10g/L葡萄糖、2g/L酵母提取物、0.5g/L NH

实施例4:

在30g/L轻麦芽提取物、10g/L葡萄糖、20g/L酵母提取物、0.5g/L NH

实施例5:

将在补充的马铃薯水解物中培养的米曲霉的生物质(300g)在脱水器中干燥,并使用研钵和研杵将其磨成粉末。将该粉末与全麦面粉(50g)混合。将混合物用2杯全脂奶进行水化,并与3个鸡蛋混合。将混合物与1/2条(stick)黄油一起共混,直到生成可延展的面团。将面团滚成2”的球,并进行炸制。在球的顶部添加糖粉。

实施例6:

使用间型脉孢菌孢子的无性孢子形成培养物以接种8个带挡板的摇瓶,所述摇瓶的工作体积为200mL,并且在盖中嵌入有0.2微米的滤膜。瓶中包含的培养基包含30g/L蔗糖、3g/L柠檬酸三钠、2g/L KH

用DI水将100升的内环气升式生物反应器(ILAB)填充至80L的工作体积。使用磁力耦合的搅拌器进行搅拌,将45g/L的马铃薯粉、2g/L的酵母提取物、0.5g/L的NH

将这些条件维持72小时。

使用尼龙网过滤袋对生物质浆料进行过滤,以去除上清液,留下高水分的生物质。将高水分的生物质离心以进一步将水分含量降低至75%。通过使用轴装式5刀片切碎机(shaft mounted 5blade shredder),以500rpm将水分含量降低的生物质切碎成小于0.25”的颗粒。筛分颗粒以分离颗粒尺寸。将颗粒在50℃下去水化120分钟,直到干透,水分含量为4%。将物料包装并存储。

实施例7:

通过蠕动泵,向100L内环气升式生物反应器中的48时龄的发酵中注入10g/L的燕麦干粉,所述发酵用以下进行:粗糙脉孢菌(Neurospora crassa)和30g/L蔗糖、3g/L柠檬酸三钠、2g/L KH

实施例8:

在其营养度量和质地方面,对本文所述的干燥TCP进行充分表征。在31℃下将TCP在100L内环气升式生物反应器中用0.7VVM压缩空气和以下培养3天:40g/L蔗糖、3g/L柠檬酸钠、3.5g/L磷酸铵、1.3g/L硝酸钾、0.1g/L硫酸镁、0.05g/L氯化钙和少量的铜、铁、锰和锌。以浆料形式收获物料,使用振动筛和螺旋挤压机将其脱水至75%WC,压实成致密的块,用轴齿切碎机切碎,用5mm筛调整尺寸,并用强制通风输送带式干燥器脱水。将物料在对流烘箱中于83℃烘烤15min以进行最终的巴氏灭菌。通过以三重复取样,对环境水化度为4.3%水含量(WC)的物料的完整营养度量进行分析。以下是平均值。使用AOAC方法991.43,确定纤维含量为18.14%。使用AOAC方法990.03,确定总蛋白质为53%。使用AOAC方法945.44,确定总脂肪为9.02%。使用对于单个氨基酸的AOAC方法,确定了以下浓度:甲硫氨酸0.53%、胱氨酸0.47%、赖氨酸2.49%、苯丙氨酸1.35%、亮氨酸3.02%、异亮氨酸1.53%、苏氨酸1.79%、缬氨酸2.84%、组氨酸1.61%、精氨酸3.07%、甘氨酸1.52%、天冬氨酸3.91%、丝氨酸1.74%、谷氨酸5.78%、脯氨酸1.44%、羟脯氨酸0.04%、丙氨酸2.51%、酪氨酸2.17%和色氨酸0.42%、牛磺酸0.01%。使用AOAC方法2012.13确定脂肪酸度量,确定所述脂肪酸度量为(相对%):ω3总含量3.3%、ω6总含量35.9%、ω9总含量38.3%、总饱和度17.8%、总单不饱和度42.7%、总多不饱和度为39.3%。使用AOAC方法990.12,确定需氧菌平板计数为<10,000cfu/g。使用AOAC方法997.02,确定霉菌和酵母菌的计数为<200CFU/g。使用AOAC方法991.14,确定大肠杆菌(E.coli)水平为<10/g。使用AOAC方法2003.09,在375克TCP中确定沙门氏菌(Salmonella spp.)为阴性。

然后在水合后,在其质地和宏观尺度特征方面对上述TCP进行表征。肉眼确定颜色为灰白色/棕褐色。颗粒尺寸在x、y和z平面上确定为平均5mm。吸水量(WAC)确定为4624.77g/kg。分析了咀嚼度、聚结性、弹性以及横向和纵向切割强度以确定“质地”。咀嚼度确定为3.43kg。聚结性确定为45%。弹性确定为62%。横向切割强度确定为12,408kg/m

实施例9:共混的牛肉/TCP肉饼

以72%的水含量水化的60g固定化的米根霉TCP/60g绞碎的牛颈肉

在初粗绞后,将真菌生物质水化并添加到绞碎的牛肉中。然后将各组分混合/共混成汉堡肉饼所需的稠度。

将绞碎的牛肉/真菌共混物装入直径为120mm的圆形模具中。

将肉饼在油锅中以中火烹调直至内部温度达到73℃。

实施例10:共混的鸡肉/TCP裹屑块(Breaded Nugget)

以65%的水含量水化的70g固定化的米曲霉TCP/30g绞碎的鸡白肉

将真菌TCP水化并添加到切碎的鸡胸肉中。将混合物投入带有1/8”孔的盘并绞碎。

将肉共混物舀成10克的块。将块被压制入裹屑,所述裹屑以干重计由以下组成:80%全麦面粉、18.3%面包屑、0.6%盐、0.2%红椒粉(paprika)、0.2%罗勒、0.2%卡宴辣椒粉(cayenne pepper)、0.2%蒜粉、0.3%磨碎的黑胡椒。压缩作用在块的两面,同时覆盖整个肉共混物,并使块的两面变平。

在1/4”深的花生油中对块进行炸制,直到裹屑酥脆。

实施例11:共混的猪肉/TCP香肠

以68%的水含量水化的130g固定化的间型脉孢菌TCP/80g绞碎的猪肉/30g猪肉脂肪

将TCP水化并添加到绞碎的猪肉和脂肪的混合物中。将内容物与0.2g盐、0.05g鼠尾草粉、0.1g磨碎的黑胡椒、0.2g意大利药草、0.1g红椒粉混合。使用机械混合器将混合物混合在一起4分钟。使混合物通过带有1/8”孔的绞肉机。

将绞碎和共混的物料注入到清洁的准备好的天然猪香肠肠衣中,并将其系紧封闭。将香肠扭曲并切割切成两个香肠链。

将链在锅中用中火煎,直到中心温度达到71℃。

实施例12:干鸡肉增量剂

6%水含量的80g固定化的好食脉孢菌TCP

收获未加工的菌丝体,并使用筛和螺旋挤压机脱水至水含量为70%。将此物料切碎,改变尺寸为5mm的颗粒,然后连续干燥至6%的水含量。然后将此TCP在85℃的烤箱中烘烤15分钟,以进行最终的巴氏灭菌。将80g的TCP与10g红花油、5g藻、5g天然鸡肉调味料混合并进行涂覆。

该组合物具有3mm-10mm的颗粒尺寸。基于植物的成分均匀地附着在去水化的菌丝体颗粒的表面上。该混合物呈棕褐色,尝起来像干鸡肉。

以干物质与水的重量比为1/1.5对组合物进行水化。在混合器中将这种水化物料以组合物与绞碎的鸡肉的比为30/70%混合,直到质地均匀(约30秒)。将共混的鸡肉制成肉饼,并以与鸡肉饼相同的方式进行烹调。

实施例13:干猪肉增量剂

5.5%水含量的72g固定化的间型脉孢菌TCP

收获未加工的菌丝体,并使用筛和螺旋挤压机脱水至水含量为70%。将此物料切碎,改变尺寸为5mm的颗粒,然后连续干燥至6%的水含量。然后将此TCP在85℃的烤箱中烘烤15分钟,以进行最终的巴氏灭菌。将72g的TCP与10g红花油、2g酵母提取物、6g竹纤维、10g天然猪肉调味料混合并进行涂覆。

该组合物具有3mm-10mm的颗粒尺寸。基于植物的成分均匀地附着在去水化的菌丝体颗粒的表面上。该混合物呈棕褐色,尝起来像干猪肉。

以干物质与水的重量比为1/1.5对组合物进行水化。在混合器中将这种水化物料以组合物与绞碎的猪肉的比为30/70%混合,直到质地均匀(约30秒)。将共混的猪肉制成香肠链,并以与纯猪肉香肠相同的方式进行烹调。

实施例14:干牛肉增量剂

6%水含量的64g固定化的粗糙脉孢菌TCP

收获未加工的菌丝体,并使用筛和螺旋挤压机脱水至水含量为70%。将此物料切细,改变尺寸为5mm的颗粒,然后连续干燥至6%的水含量。然后将此物料在85℃的烤箱中烘烤15分钟,以进行最终的巴氏灭菌。将64g的物料与10g红花油、2g酵母提取物、5g车前子壳(psyllium husk)、10g甜菜浆粉、10g天然牛肉调味料混合并进行涂覆。

该组合物具有3mm-10mm的颗粒尺寸。基于植物的成分均匀地附着在TCP颗粒的表面上。该混合物呈棕褐色,尝起来像干牛肉。

以干物质与水的重量比为1/1.5对组合物进行水化。在混合器中将这种水化物料以组合物与绞碎的牛肉的比为30/70%混合,直到质地均匀(约30秒)。将共混的牛肉制成汉堡肉饼,并以与纯牛肉汉堡相同的方式进行烹调。

实施例15:干鸡肉增量剂

6%水含量的80g固定化的好食脉孢菌TCP

收获未加工的菌丝体,并使用筛和螺旋挤压机脱水至水含量为70%。将此物料切碎,然后连续干燥至6%的水含量。然后将此物料在85℃的烤箱中烘烤15分钟,以进行最终的巴氏灭菌。将80g的TCP与10g红花油、5g藻、5g天然鸡肉调味料混合并进行涂覆。

该组合物具有3mm-10mm的颗粒尺寸。基于植物的成分均匀地附着在TCP颗粒的表面上。该混合物呈棕褐色,尝起来像干鸡肉。

以干物质与水的重量比为1/1.5对组合物进行水化。在混合器中将这种水化物料以组合物与绞碎的鸡肉的比为30/70%混合,直到质地均匀(约30秒)。将共混的鸡肉制成肉饼,并以与鸡肉饼相同的方式进行烹调。

实施例16:干猪肉增量剂

5.5%水含量的72g固定化的间型脉孢菌

收获未加工的菌丝体,并使用筛和螺旋挤压机脱水至水含量为70%。将此物料切碎,然后连续干燥至6%的水含量。然后将此物料在85℃的烤箱中烘烤15分钟,以进行最终的巴氏灭菌。将72g的TCP与10g红花油、2g酵母提取物、6g竹纤维、10g天然猪肉调味料混合并进行涂覆。

该组合物具有3mm-10mm的颗粒尺寸。基于植物的成分均匀地附着在TCP颗粒的表面上。该混合物呈棕褐色,尝起来像干猪肉。

以干物质与水的重量比为1/1.5对组合物进行水化。在混合器中将这种水化物料以组合物与绞碎的猪肉的比为30/70%混合,直到质地均匀(约30秒)。将共混的猪肉制成香肠链,并以与纯猪肉香肠相同的方式进行烹调。

实施例17:干牛肉增量剂

6%水含量的64g固定化的粗糙脉孢菌

收获未加工的菌丝体,并使用筛和螺旋挤压机脱水至水含量为70%。将此物料切碎,然后连续干燥至6%的水含量。然后将此物料在85℃的烤箱中烘烤15分钟,以进行最终的巴氏灭菌。将64g的物料与10g红花油、2g酵母提取物、5g车前子壳、10g甜菜浆粉和10g天然牛肉调味料混合并进行涂覆。

该组合物具有3mm-10mm的颗粒尺寸。基于植物的成分均匀地附着在TCP颗粒的表面上。该混合物呈棕褐色,尝起来像干牛肉。

以干物质与水的重量比为1/1.5对组合物进行水化。在混合器中将这种水化物料以组合物与绞碎的牛肉的比为30/70%混合,直到质地均匀(约30秒)。将共混的牛肉制成汉堡肉饼,并以与纯牛肉汉堡相同的方式进行烹调。

实施例18:共混肉应用中TCP的专题小组

将75%w/w的D-50为4mm的本发明干燥的耐贮藏的成分涂覆以10%w/w的红花油,并与10%w/w的“brown chicken”天然香料(Fontana Flavors)以及5%w/w的豌豆纤维混合。将涂覆的颗粒以颗粒/水w/w比为1/2进行水化(200%水化),并使其浸泡25分钟。将水化的TCP与绞碎的鸡肉以50/50的w/w比混合。将混合物形成16g的块,然后在标准块裹屑中进行裹屑,所述裹屑由米粉、小麦粉、玉米面(cornmeal)和香辛料组成。

将纯的绞碎的鸡肉制成16g的块,并以完全相同的裹屑配方进行裹屑。将纯鸡肉块和共混块二者均进行炸制,直到它们漂浮在油中,并带有金色的酥脆裹屑。产品分开存放,给予各自的ID,全鸡肉块为1776,共混块为1865。

从对该项目不熟悉的参与者的库中选择了20名随机测试者。要求他们品尝两个样品,并使用三个选项记录他们的喜好;“优选X”或“无法区分”。向测试人员提供每种样品,其间有短暂的休息。记录他们的结果。

12人说他们无法区分。6人优选共混块,2人优选全肉块。(60%的人说没有区别,30%的人优选共混块,10%的人优选全鸡肉块)。

实施例19:马铃薯加工废水的处理效率

在两个200mL带挡板的摇瓶(带有收容培养基)中在100RPM和31℃下,将好食脉孢菌的培养物培养30小时。在搅拌的100L压力容器中制备培养基,并进行蒸汽灭菌以制备16L培养基。培养基由马铃薯加工废水组成,所述废水由用于生产炸薯条的马铃薯烫漂产生。水中含有37,304mg/L COD的高COD、2.34%的TSS、1397mg/L的TN、3.5%的糖以及磷酸盐和硫酸盐。向培养基中补充1g/L酵母提取物、0.5g/L硝酸铵和10mL植物油基消泡剂。将培养基蒸汽灭菌并注入蒸汽灭菌的17L反应器中。将种子培养物(总共400mL)加入到反应器中。将发酵在31℃、4.5的pH和0.8vvm的压缩空气下维持三天(72小时)。按照本发明的方法典型地收获和加工物料。

分析上清液。剩余COD为1283mg/L、TSS为0.01%、TN为188mg/L、糖为0%。该处理在减少COD以及TSS和TN方面非常有效。除了从该工艺生产优质TCP外,该平台的处理能力还被证明可作为马铃薯加工废料的处理方法。

相关技术
  • 用于生产可食用的真菌菌丝体共混肉和肉类似物组合物的增强的好氧发酵方法
  • 生产基于蘑菇菌丝体的肉类似物的方法,由此生产的肉类似物,包含所述肉类似物的低卡路里合成肉、肉调味剂和肉味增强剂
技术分类

06120113003254