Система и способ отделения мышечных белков от соединительной ткани

Система и способ отделения мышечных белков от соединительной ткани

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Данная заявка заявляет преимущество по дате подачи предварительной заявки на патент США №60/696,071, поданной 1 июля 2005, содержание которой включено в данное описание с помощью ссылки.

Область изобретения

Данное изобретение относится к обработке мышечного белка.

Предпосылки изобретения

В настоящее время вызывает интерес распространение применения мышечных белков в качестве пищи благодаря их функциональным и питательным свойствам. Улучшенное их применение должно быть связано с низким содержанием сырых материалов, для которых в настоящее время характерно небольшое использование в пище человека, например переработка жирной морской рыбы и лишенной костей мышечной ткани рыбы, домашней птицы и мяса. Применение этих материалов было затруднено из-за утери функциональности белков в процессе обработки и трудностей в манипуляциях с белками. Например, многие общепринятые способы отделения белка от соединительной ткани в первую очередь растворяют мышечный белок, а затем отделяют мышечный белок от соединительной ткани. Но растворенные белки могут иметь нежелательные свойства, такие как склонность к пенообразованию при нахождении на воздухе и перемешивании, например, путем центрифугирования и склонность реагировать или денатурировать, находясь в растворе.

Краткое описание изобретения

Изобретение основывается на открытии, что мышечный белок может быть отделен от ткани животного на основе его более низкой прочности, чем таковая у соединительной ткани. Также обнаружено что: (1) мышечная ткань гидратирует быстрее в присутствии воды, чем соединительная ткань; (2) растяжимость мышечной ткани снижается с гидратацией. Мышечную ткань отделяют от соединительной ткани на основе их свойств путем гидратирования ткани животного для ослабления мышечной ткани, а затем подвергая ткань животного условиям малого сдвига с напряжением растяжения, достаточно сильным, чтобы разорвать мышцу как из соединительной ткани, так и из самой себя, но достаточно слабым, чтобы избежать разрыва соединительной ткани. Таким образом, мышечная ткань отрывается от соединительной ткани и уменьшается в размере частиц до того, как она может быть полностью отделена от соединительной ткани, например, посредством сита. Ослабление мышечной ткани, описанное в данном процессе, может быть ускорено и усилено путем повышения или понижения pH жидкой массы до уровня выше или ниже того, что характерно для натуральной мышечной ткани.

В одном аспекте изобретение характеризует способы отделения мышечного белка от соединительной ткани. Жидкая масса создается путем помещения ткани животного, которая включает мышечную ткань и соединительную ткань, в водный растворитель. Жидкую массу затем ускоряют в условиях малого сдвига, например жидкую массу подвергают небольшому напряжению сдвига, но при этом обеспечивается значительное ускорение, для обеспечения уровня напряжения растяжения, который ниже уровня, при котором значительная фракция соединительной ткани будет разрываться, и не менее, чем уровень, при котором значительное количество разрывов происходит в мышечной ткани. Мышечный белок затем отделяют от соединительной ткани.

Осуществление данного процесса может производиться одним из следующих способов.

Ускорение может быть длительным в условиях малого сдвига. После образования жидкой массы, но до ускорения жидкая масса остается относительно нетронутой в течение периода времени (например, около 5 минут), достаточного для того, чтобы мышечная ткань частично гидратировалась. После образования жидкой массы, но до ускорения жировое содержимое ткани животного может уменьшаться, например, с помощью доведения pH жидкой массы до около изоэлектрической точки мышечного белка (например, до около 5,5), например, путем снижения температуры жидкой массы до около -1°С или, например, путем барботирования воздуха через жидкую массу. Водный растворитель может быть водой. pH водного растворителя может находиться между 5,0 и 9,5.

Ускорение при малом сдвиге может быть создано путем накачивания жидкой массы через трубу, включающую сужение. Жидкая масса может быть помещена внутри бака и труба может быть сконструирована так, чтобы жидкая масса циркулировала из бака через сужение, например уменьшение внутреннего диаметра трубы, перегородку или клапан (например, шаровой клапан), и возвращалась в бак.

Этапы ускорения жидкой массы можно повторить несколько раз, от 2 до 6 или более раз.

Белок может быть отделен путем введения жидкой массы в рафинер, включающий сито, сконструированный таким образом, чтобы позволить значительной части белка пройти через сито и предотвратить прохождение значительного количества соединительной ткани через него. Сито может быть сформировано из ячеек, имеющих отверстия не более 5 мм, например от 0,25 мм до 3,0 мм, от 0,5 мм до 1,5 мм или от 0,25 мм до 0,5 мм. В рафинер может быть помещена лопасть, сконструированная для того, чтобы вращаться внутри цилиндрического сита со скоростью, например, не более чем 1000 об/мин (750 об/мин, 500 об/мин, 250 об/мин, 100 об/мин или 60 об/мин).

Под тканью животного подразумевается ткань рыбы, моллюсков и ракообразных, кальмара, домашней птицы, говядины, баранины или свинины.

Перед образованием жидкой массы кости должны быть удалены из ткани животного. Этап образования жидкой массы может включать помещение лишенной костей ткани животного в водный растворитель (на 30 минут).

Условия малого сдвига и высокого ускорения могут контролироваться для обеспечения уровня напряжения растяжения, так что существенная фракция соединительной ткани не будет разрываться, а существенная фракция мышечной ткани будет отрываться. Сдвиг может также контролироваться для предотвращения денатурации по сути всего процесса.

В другом аспекте изобретение характеризует способы обработки белка. Мышечный белок в первую очередь отделяют от ткани животного и затем растворяют белок. По меньшей мере, 50% отделенного мышечного белка остается нерастворенным в процессе этапа отделения.

Варианты осуществления могут быть следующими.

По сути весь мышечный белок может оставаться нерастворенным в процессе этапа отделения. Отделенный мышечный белок может быть растворен путем повышения pH жидкой массы, включающей водный растворитель и белок, до значения, при котором, по меньшей мере, 75% отделенного мышечного белка растворяется, например до pH около 10,5. Отделенный мышечный белок может быть растворен также путем понижения pH жидкой массы, включающей водный растворитель и мышечный белок, до точки, при которой, по меньшей мере, 75% отделенного белка растворяется, например до pH от 2,5 до 3,5.

Также в другом аспекте изобретение характеризует жидкую композицию, включающую, по меньшей мере, воду и нерастворимый белок, где, по меньшей мере, около 50% нерастворимого белка находится в форме миофибриллярного филамента и жидкость не включает по сути соединительную ткань.

Варианты осуществления могут включать одну или несколько из следующих характеристик.

Белок может включать миозин. По меньшей мере, около 75% миозина может находиться в форме миофибриллярного филамента. Композиция может включать менее чем около 10% по весу соединительной ткани относительно количества белка в жидкой массе. Композиция может включать также менее чем около 4% по весу соединительной ткани относительно количества белка в жидкой массе.

В другом аспекте изобретение характеризует системы для отделения мышечного белка от соединительной ткани. Системы включают первый приемник; первую трубу, связанную с приемником и имеющую сужение в ней; насос, сконструированный для прокачивания жидкости от приемника через трубу; и отделительное устройство, связанное с первым приемником.

Варианты осуществления систем могут включать одну или несколько из следующих характеристик.

Системы могут также включать второй приемник, вторую трубу, связанную со вторым приемником и отделительным устройством и имеющую сужение в ней, и второй насос, сконструированный так, чтобы прокачивать жидкость из второго приемника через вторую трубу. Первая труба может быть соединена на выходе первого приемника и на входе первого приемника и сконструирована для рециркуляции жидкости, пододвигаемой от выхода первого приемника через первую трубу и через вход возвращаемой в первый приемник. Насос должен быть насосом для малого сдвига и может быть насосом вытесняющего действия, центробежным насосом, струйным насосом, шланговым насосом, ротационным насосом, диафрагменным насосом, лопастным насосом или возвратно-поступательным насосом. Сужение может включать уменьшение внутреннего диаметра трубы, а также может быть перегородкой или клапаном, например шаровым клапаном. Отделительное устройство может включать рафинер. Рафинер может включать сито, имеющее отверстия, например, от 0,25 мм до 2 мм. Рафинер может включать лопасть, сконструированную так, чтобы вращаться внутри цилиндрического сита. Лопасть может быть наклоненной для того, чтобы перемещать материал в цилиндрическом сите от первого конца ко второму.

В другом аспекте изобретение характеризует способы повышения белкового содержимого в мясе. Жидкую массу образовывают путем помещения ткани животного, включающей мышечную ткань, в водный растворитель. Жидкую массу ускоряют в условиях, которые подвергают ее небольшому напряжению при сдвиге, но делают возможным достаточное ускорение для обеспечения такого уровня напряжения растяжения, когда значительное количество разрывов возникает в мышечной ткани, для уменьшения размера частиц мышечной ткани. Жидкая масса комбинируется с мясом.

Варианты осуществления могут включать одну или несколько из следующих характеристик.

Жидкая масса может комбинироваться с мышечной тканью путем впрыскивания жидкой массы в мышечную ткань. По меньшей мере, около 50% нерастворимого белка в жидкой массе может находиться в форме миофибриллярного филамента. Ткань животного может быть далее измельчена перед ее помещением в водный растворитель. Водный растворитель может не содержать по сути соли.

Варианты осуществления систем и способов в данном описании могут включать одно или несколько из следующих преимуществ.

В новых способах белки, в основном мышечные белки, отделяют от соединительной и другой ткани перед растворением белков, что устраняет необходимость их отделения, так как белки являются растворенными. Отделение мышечного белка является более эффективным, чем способы, используемые в настоящее время, и имеет более высокий выход белков и/или более низкий уровень соединительной ткани или другой нежелательной ткани. Отделенные белки подвергаются меньшему пенообразованию, сдвигу и/или нагреванию, что приводит к меньшей денатурации, чем в общепринятых технологиях.

Значительное количество белка, например значительное количество миозина, находится в его нормальной форме миофибриллярного филамента, то есть не денатурировано. Новые способы также позволяют отличать типы мышц для отделения друг от друга, где типы мышц отличаются по растяжимости и скорости гидратации в присутствии воды.

Как приводится в данном описании, "условия малого сдвига" представляют собой условия среды, в которых отсутствует возмущение сдвиговым механизмом, например лопастью или винтом. Условия малого сдвига могут наблюдаться внутри, например, контейнера, или сосуда, или просвета цилиндра, например трубы, описанной в данном описании. Ускорение при малом сдвиге может быть создано с помощью ускорения жидкой массы, приведенного в данном описании, с применением насоса для малого сдвига, например любого поршневого насоса. Практикующие специалисты в данной области должны иметь в виду, что уровень малого сдвига и высокого напряжения растяжения зависит от используемых сырых материалов, например условия малого сдвига для ткани телятины отличаются от условий для ткани рыбы.

За исключением случаев, оговоренных отдельно, все технические и научные термины, используемые в данном описании, имеют такие же значения, как обычно понимаются специалистами в области, к которой принадлежит данное изобретение. Хотя способы и материалы, сходные или эквивалентные описанным в данном описании, могут использоваться на практике или для тестирования данного изобретения, приемлемые способы и материалы описаны ниже. Все публикации, заявки на патенты, патенты и другие ссылки, которые упоминаются в данном описании, включены в их полноте с помощью ссылок. В случае спора данное описание изобретения, включая определения, будет контролироваться. Кроме того, материалы, способы и примеры являются лишь иллюстративными и не подразумеваются как ограничивающие.

Другие характеристики, объекты и преимущества изобретения будут очевидными из следующего детального описания и чертежей, а также из формулы изобретения.

Описание чертежей

На фиг.1 показана блок-схема варианта осуществления способа.

На фиг.2A-2D показана последовательность схематических изображений варианта осуществления способа.

На фиг.3 показан схематический вид варианта системы, описанной здесь.

На фиг.4А показан схематический вариант клапана.

На фиг.4В показано схематическое изображение варианта осуществления перегородки.

На фиг.5 показан общий вид, с частичным сечением, варианта осуществления рафинера

На фиг.6А показан вид сверху части варианта осуществления системы.

На фиг.6В показан общий вид сечения варианта осуществления системы.

Одинаковые значения сносок на разных чертежах обозначают одинаковые элементы.

Детальное описание изобретения

Общая методология

Ткань животного, включая мышечную ткань, помещают в водную жидкость, что приводит к гидратации, по меньшей мере, некоторого количества мышечной ткани. Ткань животного подвергается напряжению, например напряжению натяжения или напряжению растяжения в условиях малого сдвига. Напряжение выбирают таким, чтобы оно было достаточно сильным для разрыва мышцы как из любой соединительной ткани, так и из мышцы как таковой, но достаточно слабым, чтобы избежать разрыва соединительной ткани. Мышечная ткань отрывается от соединительной ткани и уменьшается в размере, пока различие в размере частиц между мышечной тканью и соединительной тканью не станет настолько большим, чтобы обеспечить отделение мышечной ткани от соединительной ткани с помощью прибора разделения, например сита. Использование напряжения в условиях малого сдвига и отделение мышц от соединительной ткани могут быть проведены различными путями и с помощью различных систем, как описывается более детально ниже. Ключевым моментом является селективное разрушение мышечной ткани на маленькие частицы, при этом оставляется по возможности как можно больше интактной соединительной ткани. После этого они могут быть разделены по размеру.

Иллюстративно способы, приведенные в данном описании, могут быть аналогичными попытке отделить тонкие трубки от резиновых лент. Смесь тонких трубок и резиновых лент помещают в воду, где тонкие трубки гидратируются. Когда смесь ускоряют в условиях малого сдвига для получения напряжения натяжения, тонкие трубки разрушаются на все меньшие и меньшие кусочки, тогда как резиновые ленты могут оказаться практически неизменными. После нескольких циклов подобного ускорения тонкие трубки оказываются в виде очень маленьких кусочков, например настолько маленьких, что они невидимы невооруженным взглядом, и смесь находится в виде вещества с консистенцией сиропа (содержащего маленькие кусочки тонких трубок) с относительно нетронутыми резиновыми лентами. Эту смесь затем пропускают сквозь сито с отверстиями, достаточно большими для того, чтобы частицы тонких трубок прошли сквозь них, но достаточно маленькими, чтобы задержать резиновые ленты. Отделенные частицы тонких трубок могут быть далее растворены.

Один вариант осуществления способа 300 проиллюстрирован на фиг.1, где отделение мышечной ткани от соединительной ткани начинается с помещения ткани животного 310 и водной жидкости 311, например воды, в бак приемника 314 для образования жидкой массы 312. Ткань животного может включать белки (например, мышечные белки), соединительную ткань и другие нежелательные ткани, например небольшие кости, хрящи или кровь. Любой водный растворитель, например забуференная вода, может использоваться в качестве водной жидкости. Водную жидкость и ткань животного в некоторых вариантах смешивают в соотношении от 0,1 части воды к 1 части ткани животного до 100 частей воды к 1 части ткани животного. В целом более высокое количество воды приводит к более быстрой гидратации ткани, тогда как более низкое количество воды требует меньшего обезвоживания и производит меньше отходов. Соотношение от 1 до 5 частей воды к 1 части ткани животного в целом обеспечивает приемлемые скорости гидратации и уровни отходов.

pH водного растворителя в целом выбирают для избежания пенообразования, которое может происходить, если растворяли значительное количество белка, и составляет обычно от 4,2 до 9,5. В некоторых вариантах осуществления жидкая масса естественно попадает в приемлемый диапазон pH, и не требуется дополнительного контроля pH. Жидкая масса содержит нерастворенный белок, например мышечный белок, и нерастворимый материал, например соединительную ткань, и может в некоторых вариантах дополнительно содержать растворенный материал, например растворенные белки.

Жидкая масса 312 на этапе 315 в некоторых вариантах осуществления может оставаться относительно нетронутой в течение периода времени, достаточного для осуществления некоторой гидратации мышечной ткани (например, от 1 до 90 минут). В других вариантах осуществления жидкая масса обрабатывается немедленно, а именно жидкая масса не остается нетронутой в течение сколь либо длительного периода времени. Жидкая масса 312 может в некоторых вариантах осуществления перемешиваться для того, чтобы способствовать поглощению воды мышечной тканью. Температуру воды выбирают так, чтобы предотвратить дегидратацию филаментов белка во время поглощения воды мышечными волокнами, например от 0°С до 100°С. Так как мышечная ткань гидратируется, то растяжимость мышечной ткани снижается, приводя к возрастанию различия между растяжимостью мышечной ткани и растяжимостью соединительной ткани.

На этапе 316 жидкая масса 312 подвергается напряжению растяжения с минимальным сдвигом, например, путем быстрого ускорения жидкой массы (например, путем прокачивания жидкой массы через трубу, имеющую сужение, путем перемешивания жидкой массы, например, миксером, таким как, например, планетарный миксер, или путем встряхивания жидкой массы, например, механически или ультразвуковым способом). Напряжения натяжения контролируют с тем, чтобы они были ниже уровня, когда существенная фракция (например, свыше 80%) соединительной ткани будет разрушаться (например, отрываться), но на уровне или выше уровня, когда существенная фракция (например, свыше 80%) мышечной ткани будет разрушаться (например, отрываться). Условия малого сдвига, высокого напряжения растяжения могут быть созданы, например, путем ускорения жидкой массы через трубу с гладкими стенками насосом для малого сдвига, например, поршневым насосом. Практикующие специалисты в данной области должны принимать во внимание, что уровень сдвига и напряжения растяжения может быть достигнут в зависимости от типа используемого сырого материала.

Визуальное исследование может применяться для определения того, является ли количество приложенного напряжения растяжения достаточным. Вначале за жидкой массой наблюдают невооруженным глазом в баке приемника, который содержит ткань с большими видимыми кусочками мышц и маленькими кусочками соединительной ткани, например сухожилий. Как только ткань подвергается достаточному напряжению натяжения в течение достаточного промежутка времени, внешний вид жидкой массы изменяется на жидкий или сиропообразный раствор (содержащий редуцированный мышечный белок) с маленькими кусочками соединительной ткани. Таким образом, наблюдение за жидкой массой после того, как она подверглась напряжению натяжения, но до отделения мышечного белка от соединительной ткани может использоваться для определения того, является ли приложенное напряжение растяжения достаточным.

Кроме того, количество приложенного напряжения растяжения может быть измерено с помощью волоконно-оптического эластичного измерительного прибора и/или путем проверки энергии или работы, приложенной к некоторому количеству сырого материала. Например, количество потребленной энергии или выполненной работы может быть измерено путем проверки дополнительного тока, потребляемого насосом, когда или закрыт клапан, или имеет место сужение. Уровень напряжения растяжения, достаточного для обработки ткани, зависит от данного типа мышцы, например количество напряжения растяжения (как измерено с помощью приложенной энергии или работы) является в четыре раза большим для обработки мышц говядины, чем для обработки мышц рыбы. Уровень напряжения растяжения также зависит от протяженности времени, в течение которого действует напряжение, например чем больше время, тем меньший уровень напряжения необходим. Практикующие специалисты будут способны регулировать напряжение растяжения или приложенную энергию, если это необходимо для данного применения.

Когда применяется труба с сужением, скорости потока, необходимые для достижения желательных сил, будут зависеть от внутренних диаметров трубы и конфигурации сужения. В целом, например, когда применяется редукционный фитинг, скорость v₂ жидкости в области уменьшенного диаметра может определяться следующим соотношением:

v₂=(r₁ ²/r₂ ²)v₁,

где r₁ - внутренний радиус трубы,

r₂ - внутренний радиус меньшего конца редукционного фитинга,

v₁ - скорость жидкости в большей трубе,

v₂ - скорость жидкости в меньшей трубе.

Например, в системе, пропускающей 20 галлонов в минуту ("GPM"), начальная скорость составляет 0,9 фута/сек через 3-дюймовую трубу. Когда жидкость проходит через сужение, производимое концентрическим переходником, уменьшающим внутренний диаметр трубы с 3 дюймов до 1 дюйма на линейном расстоянии в два дюйма, скорость жидкости повышается до 8 футов/сек, жидкость проводит в среднем 0,09 секунд в концентрическом переходнике при потоке 20 галлонов в минуту, причем среднее ускорение по направлению потока составляет 80 футов/сек². Ускорение может контролироваться путем изменения протяженности или длины сужения или скорости потока. Должно быть отмечено, что ускорение, показанное в вышеупомянутом расчете, является частью среднего общего ускорения, вызванного ограничением, поскольку ускорение существует в направлениях, отличных от положительного направления потока. Величина сил, которые действуют на твердые частицы, может быть изменена при помощи изменения размера и формы сужения или увеличением или уменьшением скорости. Например, система, описанная выше, могла бы течь, например, по меньшей мере, с ускорением 5 футов/сек² при скорости потока 5 галлонов в минуту. Альтернативно, высокое ускорение, например 504 фута/сек², могло достигаться при скорости потока 50 галлонов в минуту.

Верхним пределом ускорения может быть в некоторых вариантах осуществления уровень, при котором температура жидкой массы превышает принятое ограничение, например температуру, выше которой происходит денатурация мышечного белка. В некоторых вариантах применение достаточного количества циклов устраняет необходимость в нижнем пределе ускорения, например ускорение может быть ниже чем 5 футов/сек². Чрезвычайно плавное ускорение необходимо для отделения слабых форм соединительной ткани, например мембраны. Высокий уровень ускорения может быть необходим для отделения грубой ткани, например говядины. Специалисту будет понятно, что уровень ускорения необходимо определить исходя из типа используемой ткани и общего времени приложения напряжения растяжения. В одном варианте осуществления все ускорение может иметь место в области редукционного фитинга.

В некоторых вариантах осуществления рефрижератор может быть расположен ниже по течению от области ускорения для удаления любых проблем, вызванных нагревом и потенциальным пределом денатурации и/или других смежных с нагревом проблем. Несомненно, напряжение, вызванное ускорением, не единственное напряжение, приложенное системой. Турбулентность способствует приложению напряжения, как турбулентность прохождения через канал, так и повышение турбулентности, происходящее из-за сужения, во время любых изгибов или других изменений в направлении трубы. В общем, количество энергии, прибавленное системе, может быть измерено или аппроксимировано при помощи изменений в дополнительном токе, потребляемом насосом, или при помощи непосредственного измерения перепада давления поперек сужения вместе со скоростью потока. Работа, проделанная по отношению к жидкой массе в единицу времени, может быть принята как константа или может отличаться в течение периодического процесса. В целом скорость ускорения или работы может контролироваться с помощью наблюдения за потреблением тока или скоростью потока и/или перепадом давления и регулировкой скорости насоса или площади сечения сужения. Система, описанная здесь, является гибкой, так как ее работа может контролироваться путем регулировки скорости потока, размера сужения или временем, проводимым жидкой массой в различных отсеках.

При воздействии большого усилия растяжения и малого сдвигающего усилия, например, исходящего от ускорения водного растворителя и жидкой массы, слабая мышечная ткань разрывается на маленькие кусочки, в то время как соединительная ткань имеет тенденцию оставаться в основном неповрежденной. Далее мышечная ткань вырывается из соединительной ткани, осуществляя разделение двух компонентов. Как показано на фиг.2A-2D в контексте перекачки жидкой массы через фитинг сужения сечения в трубе, фрагмент ткани животного 200, состоящий из куска соединительной ткани 202 и куска мышечной ткани 204, прокачивают через трубу 208, имеющую сужающий фитинг 210, расположенный в трубе 208. Когда фрагмент ткани животного 200 приближается к редукционному фитингу 210 на фиг.2А, скорость потока жидкости начинает повышаться. Повышение скорости потока воздействует на нижний конец 205 фрагмента ткани животного 200, перед тем как воздействовать на верхний конец 206 фрагмента ткани животного 200, протягивая нижний конец 205 вдоль и растягивая фрагмент ткани животного 200 в направлении потока жидкости.

Когда изменения в скорости потока становятся достаточно сильными, натяжение выражается в разрыве 212 мышечной ткани, который показан на фиг.2В, и в конечном счете разделением фрагмента мышцы 204 на два меньших фрагмента мышечной ткани 204а и 204b, как показано на фиг.2С. Силы ускорения также выражаются в разрыве 214 между фрагментом мышечной ткани 204b и фрагментом соединительной ткани 202, который в конечном счете происходит полностью, в результате фрагмент мышечной ткани 204b отрывается от фрагмента соединительной ткани 202, как показано на фиг.2D. Таким образом, начальный фрагмент ткани животного 200, который включает как мышечную ткань, так и соединительную ткань, распадается на два меньших фрагмента мышечной ткани (204а и 204b) и отдельный фрагмент соединительной ткани 202. Каждый меньший фрагмент имеет более высокое соотношение поверхность-к-объему, чем больший фрагмент 200, что может способствовать дальнейшей гидратации (путем экспонирования новых поверхностей воде).

Ссылаясь снова на фиг.1, жидкая масса 312 может затем направляться в бак приемника на этапе 318. Бак приемника может быть таким же, как бак приемника 314, из которого она прокачивается, или может быть другим баком приемника. Затем предусмотрено дальнейшее гидратирование жидкой массы и подтверждение дальнейшему сильному растяжению и силе малого сдвига с помощью ее ускорения через трубу, имеющую сужение (этап 316) для второго раза. Этапы гидратации и ускорения (например, этапы 315, 316 и 318) могут повторяться так часто, как необходимо для достижения желаемых результатов. Например, этапы гидратации и ускорения могут проводить один раз или от 2 до 20 раз. Могут быть добавлены дополнительная ткань животного или водный растворитель на любом из этапов, например вода может быть добавлена для восполнения воды, поступившей в мышечную ткань, в частности, когда соотношение воды к ткани животного является изначально малым, например 0,5 частей воды к 1 части ткани животного. Кроме того, время гидратации и температура, а также количество сил ускорения могут поддерживаться постоянными все время или могут регулироваться от цикла к циклу. Например, время гидратации для последующих этапов может быть сделано более короткими, так как увеличивается площадь поверхности мышечной ткани.

Так как мышечная ткань распадается на меньшие фрагменты, то соотношение площади поверхности к объему возрастает. Это повышение площади поверхности делает возможной дальнейшую гидратацию мышечной ткани (путем экспонирования новых поверхностей), в дальнейшем ослабляя мышечную ткань и позволяя мышечной ткани распадаться на все более мелкие фрагменты или частицы.

Жидкая масса 312 может затем откачиваться из приемника 314 в отделительное устройство, в данном примере в рафинер 320, где нерастворимый материал, например соединительную ткань 322, отделяют от жидкой массы, оставляя отделенный (а именно, изолированный) белок жидкой массы 324, который затем можно обрабатывать по желанию. Если это требуется, частицы мышечной ткани могут быть уменьшены в размере (на этапах 315, 316 и 318), пока мышечная ткань принимает пастообразную консистенцию. Рафинер может включать сито, например цилиндрическое сито, с отверстиями от 0,25 мм до 2 мм. Размер ячейки сита выбирают так, чтобы исключить по сути всю соединительную ткань, так как частицы пастообразной жидкой массы мышечной ткани будут полностью проходить сквозь малые ячейки. Практикующие специалисты должны представлять, какой размер ячейки подходит для данного назначения.

Фрагменты соединительной ткани, которые имеют более высокую растяжимость, чем мышечная ткань, и которые гидратируются и теряют растяжимость при более низкой скорости, чем мышечная ткань, остаются по сути большими, чтобы они не полностью проходили через сито с маленьким размером ячеек в рафинере, но вместо этого будут откачиваться из конца для вывода рафинера с помощью лопастей, таким образом, отделяя белок, главным образом мышечный белок, от соединительной ткани. В некоторых вариантах осуществления время гидратации, сила ускорения и число циклов могут регулироваться для уменьшения мышечной ткани до предельно малого размера, в результате чего рафинер может быть заменен на барабанное или наклонное сито, которое отделяет белок, главным образом мышечный белок, от соединительной ткани без применения лопастей.

Непрерывные системы, расположенные на одной линии

Вариант осуществления системы для отделения мышечного белка от соединительной ткани показан на фиг.3. Система 10 включает серии баков приемника 12, 14 и 16. Трубы 20 и 22 ведут от бака приемника 12 к баку приемника 14 и от бака приемника 14 к баку приемника 16 соответственно. Трубы 20 и 22 имеют насосы 30 и 32 соответственно для прокачки жидкости через трубы 20 и 22. Насосы могут быть, например, насосами вытесняющего действия, такими как возвратно-поступательные насосы, ротационные насосы или диафрагменные насосы, и могут быть расположены где-либо в системе (например, на одной линии с трубой или в баке приемника), где они могут влиять на движение жидкости через трубы с существенной силой для достижения отделения мышечной ткани от соединительной ткани и разрушения мышечной ткани до необходимого размера частиц. Могут использоваться типичные ротационные насосы кулачкового типа и винтовые пищевые насосы, например такие, как производятся Roots, G&H, and Mono (Mono Pumps Ltd, Manchester, Великобритания). Альтернативно, может применяться любой жидкостный насос, способный создавать значительный отток жидкости, включая, например, центробежные насосы (например, радиальные, осевые и радиально-осевые насосы), струйные насосы, шланговые насосы или лопастные насосы. Альтернативно, может использоваться любой насос или другое устройство, способное производить напряжение (растяжение, сдвиг или нормальное напряжение), так чтобы предпочтительно вызвать механическое повреждение в мышечной ткани в противоположность соединительной ткани. Один особенно подходящий насос представляет собой насос для малого сдвига, например поршневой насос. Отличие в давлении может лежать в диапазоне от малого до предельного для насоса, хотя около предельного давления избыточный сдвиг может привести к нарушению эффективности процесса. В некоторых вариантах маслозаборник для насоса может обеспечивать предотвращение кавитации в насосе и результирующего сдвига.

В некоторых вариантах баки приемника могут быть заменены витками трубы, которые могут содержать жидкую массу в относительно нетронутом состоянии или служат в качестве трубопровода, через который жидкая масса может прокачиваться. Сужение может содержаться в витке трубы, например, в случае, когда мало пространство, в котором размещена система.

Каждая из труб 20 и 22 имеет редукционный фитинг 26 диаметром, меньшим, чем конец трубы, чтобы жидкость, прокачиваемая через трубу, подвергалась ускорению. Такое ускорение приводит к тому, что содержимое в трубе подвергается силам растяжения и сдвига. Величину напряжения растяжения выбирают ниже уровня, при котором прочная фракция соединительной ткани разрушается (например, разрывается), и выше уровня, при котором значительное количество мышечной ткани разрушается (например, разрывается). Соотношение напряжения растяжения к напряжению при сдвиге выбирают большое. Вообще подходящая величина напряжения есть функция гидратации или времени пребывания ткани животного в водном растворителе и прочности мышечной ткани данного животного. Например, говядина в целом "крепче", чем рыба, и будет в целом требовать более высокого количества напряжения, более длительного периода гидратации и/или того и другого для достижения подобных результатов. Таким образом, при наличии свободного пространства ткань обрабатывают при помощи гидратации на протяжении большого периода времени и применяют к ней меньшее количество напряжения. Наоборот, при важности свободного места, например, на рыбообрабатывающем траулере время гидратации является минимальным (например, около одной минуты) или отсутствует, а применяемое количество напряжения должно быть большим, для того чтобы учесть высокую прочность мышечной ткани, что может быть иначе достигнуто путем большого времени гидратации.

В целом силу растяжения и сдвига обеспечивают при помощи прокачивания содержимого бака приемника через трубу, которая имеет форму для придания стремительного ускорения жидкости, например трубу, которая имеет сужение. Такое ускорение достигается, например, при помощи уменьшения площади сечения, через которое жидкость прокачивается, что вызывает увеличение скорости жидкости. На фиг.4А и 4В показан пример альтернативного выполнения конструкции сужения, которая вызывает такое же повышение скорости потока, включая клапан 252 (фиг.4А), например шаровой клапан, и перегородку 254 (фиг.4В). В некоторых вариантах колено трубы, одно или несколько, или фитинги более 45 или 90 градусов, одна или много спиралей или витков в трубе также могут работать как сужение, так как они прикладывают достаточное напряжение жидкостям, проходящим через них. Варианты могут включать одну или множество любых таких конструкций. В некоторых вариантах осуществления ускорение, получаемое из-за откачивания жидкости из бака приемника в трубу, является достаточным для эффекта отделения мышечной ткани от соединительной ткани и не требует дополнительных конструкций.

Одна особенно удачная комбинация: насос вытесняющего действия и шаровой клап