Effects of various plant-based proteins on the quality characteristics of high moisture texturized vegetable protein through an extrusion process

Abstract

대체육 시장에 대한 관심이 증가함에 따라 육류의 근섬유 구조를 모방한 식물성 조직화 단백의 섬유 구조에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 분리대두단백은 겔화 능력이 좋아 연구에 널리 사용되지만, 실제 육류보다 단단한 질감을 가진다는 한계점이 있다. 따라서 본 연구에서는 분리대두단백에 분리완두단백, 농축잠두단백, 농축호박씨단백 등의 다른 단백질 공급원을 각각 혼합하여 부드러운 질감을 가지고, 섬유같은 결 구조를 형성하는 조직화단백을 생산하고자 하였다. 조직화단백의 특성 분석을 위해 단백질 슬러리의 물성 특성, 외관, 색도, 수분함량, 질감 특성 분석, 조직화 지수, 주사전자현미경을 통한 내부 구조 분석이 진행되었다. 단백질 슬러리의 저장 탄성률은 겔화 능력이 가장 높은 분리대두단백의 함량이 감소함에 따라 감소하는 경향이 나타났다. 만들어진 고수분 압출성형 조직화단백은 끊어지지 않고 연결된 실 같은 구조가 육안으로 보이는 것에서 결이 잘 형성되었음을 확인할 수 있었다. 분리대두단백의 비율이 감소하였을 때의 경도, 탄력성, 응집성, 씹힘성의 경향은 단백질 슬러리의 저장 탄성률과 유사한 감소하는 경향을 보였다. 조직화지수와 전자주사현미경을 통한 내부 구조 분석을 통해 특정 정도 이상의 분리대두단백 함량이 식물성 조직화 단백의 섬유 구조 형성에 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구는 다양한 식물성 단백 소재를 이용하여 질감이 개선된 고수분 식물성 조직화 단백을 제조할 수 있음과, 결 구조 형성을 위해서는 원료별 배합비 설정이 중요하다는 것을 보여주었다. 또한 분리완두단백을 혼합한 조직화 단백의 외관 등의 품질 특성이 가장 우수하였으며, 조직화 단백을 만드는 것에 잠재력을 가진 소재임을 보여주었다.

According to increasing interest in the meat analogue market, research on the fibrous structure of the meat analogues that mimics the muscle fiber structure of the meat is actively conducted. Soy protein isolate is widely used because of its good gelation ability, but it has a too hard texture. Therefore, the objective of this study is to produce meat analogues with a fibrous structure and a softer texture by mixing different protein sources including pea protein isolate, fababean protein concentrate, and pumpkin seed protein concentrate. The properties of the texturized vegetable protein (TVP) were characterized with measurements of rheological properties, appearance, color, moisture content, texturization index, and microstructure imaging. The moisture content was all maintained at similar levels by process design. The storage modulus of protein slurry tended to decrease as the content of soy protein isolate with the highest gelling ability decreased. It was confirmed that the texturized structure of high moisture TVPs was well formed from the appearance of the fibrous structure connected without breaking. The tendency of texture properties, hardness, springiness, cohesiveness and chewiness were decreased when the proportion of soy protein isolate was decreased, similar to the tendency of storage modulus of protein slurry. The texturization index and the microstructure image showed the proportion of soy protein isolate effects on the fibrous structure of TVP. This study showed that the high moisture TVP can be produced using various plant-based protein materials, and setting the mixing ratio of plant-based materials to make TVP with fibrous texture is important. In addition, it showed that pea protein isolate was material with the potential for making the high moisture TVPs due to its quality characteristics such as appearance and color.