(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーセージを包み込むための、コラーゲンまたは混合物を有するコラーゲンのスリーブを押出す方法であって、
以下の連続的な方法のステップ、
Ａ）コラーゲン流体を押出ヘッドへ供給するステップと、
Ｂ）前記コラーゲン流体を前記押出ヘッドを通してガイドするステップと、
Ｃ）前記コラーゲン流体を前記押出ヘッドから送出するステップと、を有し、
処理ステップＢ）の際に、前記コラーゲン流体が２つの回転可能で協働するジャケットの間を搬送され、協働するジャケットは反対方向に回転し、
反対方向に回転するジャケットは、それぞれ、１５０ｒｐｍ〜３００ｒｐｍの回転速度で回転することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記回転するジャケットの少なくとも１つの前記回転速度は、独立的に制御可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記コラーゲン流体を押出すこと、および前記協働するジャケットの内側から食品生地が押出されることが同時に行われて、押出される食品生地の上に、前記コラーゲン流体が送出されるときに塗布されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
送出される前記コラーゲン流体がコアの上に塗布されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記コラーゲン流体をガイドするジャケットの少なくとも１つは、異なる特性を有するコラーゲンに対する接触面を有する別のコラーゲン流体をガイドするジャケットと置き換えられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーセージを包み込むために押出される、コラーゲンまたは混合物を有するコラーゲンのスリーブを押出す方法に関する。方法は、以下の連続的な方法のステップ、Ａ）コラーゲン流体を押出ヘッドへ供給するステップと、Ｂ）コラーゲン流体を押出ヘッドを通してガイドするステップと、Ｃ）コラーゲン流体を押出ヘッドから送出するステップと、を有しており、処理ステップＢ）の際に、コラーゲン流体が２つの回転可能で協働するジャケットの間を搬送され、協働するジャケットが反対方向に回転する。
本発明は、また、ソーセージを包み込むための少なくとも部分的にコラーゲン食用スリーブに対する押出ヘッドに関し、この押出ヘッドは、コラーゲン流体供給部と、内側および外側のガイドジャケットを有するコラーゲン流体供給部に接続されているコラーゲン流体ガイドと、コラーゲン流体ガイドに接続されているコラーゲン流体送出部と、を備える。
本発明は、また、押出された食品生地ストリングの周囲に少なくとも部分的にコラーゲン食用スリーブを押出す、共押出しソーセージ製造ライン（以下共押出ソーセージ製造ラインともいう）に関する。本発明はさらに、前述の押出す方法、前述の押出ヘッド、および／または前述の共押出ソーセージ製造ライン、に用いられるコラーゲンまたは混合物を有するコラーゲンの押出されたスリーブにも関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーセージ用の食用ケーシングは、動物の腸の粘膜下層から作られる、または、押出し技術を用いてコラーゲン線維から製造される。食用ケーシングを提供するために食品業界において押出し材料として用いられるコラーゲンは、種々のタイプの食品材料を取り囲むことができる。この文脈における押出しとは、金型を通して材料を強制的に送り出すことによって製品を形作る工程である。そのような押出しに用いられるコラーゲンは、通常は、例えばウシまたはブタの皮膚からの再生コラーゲンである。本発明によるコラーゲンの具体的な利用はソーセージ製品用の食用ケーシング材料として、であり、コラーゲンの純粋な成分としての、およびコラーゲンが他の（食用）製品と混ぜ合わされている成分としての利用の双方である。コラーゲンは線維の特性を有しているので、押出されたスリーブ内のコラーゲン線維は、押出しが行われる直前に混合またはかき回されない限り、コラーゲンの押出しのために押出し軸に沿って整列する傾向がある。押出機の異なるタイプで規定された線維配列を有するコラーゲンケーシングを製造することは、回転力を利用してケーシング内で「十字」コラーゲン線維配向を生成できることで可能となる。現代の押出機は、コラーゲン配列に影響を与えるために、１つの回転ジャケットまたは独立的に反対方向に回転するジャケットを用いて、それらの力を適用する。
【０００３】
米国特許公報第３，６２２，３５３号のファミリーである、オランダ特許出願第６，９０９，３０３号は、コラーゲンでコーティングされたソーセージの調製を開示している。製造プロセスの際にコラーゲンは食材上に管状に押出される。反対方向に回転する金型を用いることによって、コラーゲン線維の配向性を統制すると考えられている摩擦力が、コラーゲンのコーティングまたはケーシングの強度が全ての方向において満足できるような方法で、押出されるコラーゲン線維に適用される。コラーゲン線維の要求される配向性を実現するために、この文献は、二重（反対方向）回転ジャケットを用いる場合の押出機のジャケットの回転を６０〜１２０ｒｐｍ（回転／分）と規定している。１つのジャケットだけが回転するときの回転速度は、回転および非回転ジャケットの間で同じ相対速度を与えるためには、１２０〜２４０ｒｐｍと、より高くなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、背景技術に記載したようなタイプの、コラーゲンまたは混合物を有するコラーゲンの押出スリーブの特性の品質管理を向上するための方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、導入部（preamble）によるコラーゲンまたは混合物を有するコラーゲンのスリーブを押出す方法であって、反対方向に回転するジャケットは、それぞれ、１５０ｒｐｍ〜３００ｒｐｍの回転速度で回転する方法を提供する。２つの回転可能であり協働するジャケットにより、コラーゲン（または混合物を有するコラーゲン）は、線維状コラーゲンの配向が管理された方法で影響されるように処理される。コラーゲン線維（collagen fibres）から製造されるコラーゲンスリーブの線維構造は、先行技術にも開示されているように、回転ジャケットによってコラーゲンに加えられたせん断力によって影響される。本発明においては、（少なくとも混合物を有するコラーゲンの実質的な成分である）線維状コラーゲンの配向が（強度や弾性のような）種々の機械的特性に影響を与える、（例えば細胞外基質（ＥＣＭ）の形態である）押出されたコラーゲンスリーブ（以下、押出コラーゲンスリーブともいう）の組織構造に実質的に影響を与えることが確認されている。
本発明は、先行技術に開示された範囲（反対方向に回転するジャケットのそれぞれは６０〜１２０ｒｐｍ）よりもより高い回転速度を用いることにより、コラーゲン線維の方向は先行技術の押出ジャケットによるコラーゲン線維の方向と同様に表れるが、押出されたスリーブの機械的特性に実質的な効果を有することを教示する。より高い回転速度（反対方向に回転する各ジャケットに対して１５０〜３００ｒｐｍ）を用いることにより、より堅固（より高い抗張力）、および、より低い弾性（ヤング率）のコーティング／スリーブをもたらす。ヤング率の表面反応モデル化によって、内部および外部のジャケット速度がより低いほどより弾性的である膜が作られることが明らかになる。より高いジャケット回転速度は、（通常、コラーゲン線維の方向は同様である）先行技術によるより低い回転速度と比べて、線維の配向上に何らの実質的な影響をも有さないとはいえ、本発明による高い回転速度は、線維の方向ではこの現象の説明をすることができないが、（見えにくく、現在までこの目的では認識されていない）コラーゲン線維構造の接続および／または絡み合いの特性に起因する機械的特性上に影響を有する。これらの発見は、剛性および弾性が主に機械的特性に不都合であることと一致する。
より多くのせん断力にさらされたコラーゲン線維は、その三次状態（tertiary state）において、あまりランダムに巻かれることはない。コラーゲン上に及ぼされるせん断力における相違は、コラーゲン構造の間の張力の形状で蓄積される、ゆえに、より堅固な構成物をもたらす。更なる実験によって、本発明の特許請求の範囲を超える（つまり、反対方向に回転するジャケットの、３００ｒｐｍを超える、または２５０ｒｐｍを超える）回転速度は、やや弱いスリーブをもたらすことが明らかになった。特許請求されたジャケット回転速度の更なる利点は、押出されたコラーゲンスリーブ内のコラーゲン線維の塊の数および体積が限定されることである。反対方向に回転するジャケットの回転速度に対するより詳細な好ましい範囲は、スリーブの機械的特性上の驚くべき付加的効果のより高い部分としてはっきりとはしないが、１５０〜２５０ｒｐｍであり、または、１５０〜２００ｒｐｍですらあると言える。しかしまた、反対方向に回転するジャケットの回転速度に対する別の好ましい範囲は、スリーブの機械的特性上の驚くべき付加的効果がまだ完全に到達できていない範囲として、２００〜３００ｒｐｍであり、または、２００〜２５０ｒｐｍである。これらの範囲の特許請求に際して、限定された値、つまり前述の範囲の境界は、範囲に含まれるまたは範囲から除かれてもよい（数学的表記では、［  ］，［  ＞、＜  ］または、＜  ＞で示される）。コラーゲンそれ自体の組成および構造のみならず、回転速度、コラーゲンに接触するジャケット表面の粗さも、最終結果（スリーブの厚さ、強度、および他の品質）に影響する。
【０００６】
加えて、押出コラーゲンスリーブの組織構造影響は、通常、また、スリーブ内における細胞の挙動にもその影響を有する。また、スリーブの内側から外側まで滑らかであって多孔質ではない。スリーブ内におけるコラーゲン線維の組織または構造上のより良い制御を得ることで、機械的特性の制御のために追加的な機会を提供するのみならず、天然のケーシングに合致する印象を提供する人工ケーシングを提供するためにソーセージの皮として用いられる天然の腸の特性の「模倣」の一定の水準を実現する。特許請求された回転速度の範囲内で、反対方向に回転するジャケットを用いることによって、押出しされたスリーブの内側（内部の層）が内側のジャケットの回転の方向および速度によって影響される一方で、押出されたスリーブの外側（外部の層）上のコラーゲン線維配向およびコラーゲン線維構造の接続および／または絡み合いの特性が、外側のジャケットの回転の方向および回転速度によって実現できる。
押出されたスリーブの構造を調査するとき、ジャケットによって加えられたせん断力の影響は、スリーブを貫通する断面に渡って平均的なコラーゲン線維角度の段階的な変化によって示される、内側および外側のスリーブ表面から離れるに従って徐々に弱められる。より詳細な実験では、コラーゲン線維から調製されたコラーゲン膜の線維方向は、独立的に反対方向に回転するジャケットによって加えられたせん断力を用いることによって影響されることが示された。ＳＨＧ顕微鏡を用いた膜の評価で、スリーブの上端領域における線維は外側のジャケットの回転方向に配向する一般的な傾向が明らかになった。また、底部領域における線維に対しても、内側ジャケットの回転方向に配向するということも事実であった。線維方向の変化は、試料の断面全体に渡る段階的な変化であると思われた。
【０００７】
特別な状況においては、回転ジャケットの少なくとも１つの回転速度が独立的に制御可能であるが、また、回転ジャケットの双方の回転速度が独立的に制御可能であることも可能である。例えば、外側のジャケットのより速い速度はより厚い膜をもたらし、（内側および外側の双方の）より低いジャケット速度は押出されたスリーブのより高い弾性をもたらすことが、実験によって示された。内側のジャケット速度は、同じ速度の外側のジャケットと比べて、膜厚に対する貢献はないことが、また、実験によって明らかになった。加えて、内側および外側のジャケットの回転速度の相違は、線維配列上におけるその影響に対して「支配的」であるように見ることができる相違を作り出す。「支配的な」ジャケットは、コラーゲンの接続および／またはコラーゲンの絡み合いにおいてコラーゲン線維配列に最も効果を有するジャケットとして規定される。押出コラーゲンスリーブの中間層（すなわち、コラーゲン線維が、それに、またはスリーブ回転方向に、対応する角度内に配置されていないスリーブ層）は、スリーブ内を、２つの回転可能なジャケットの間の関連回転速度の変化によって移動可能である。従って、ジャケットの少なくとも１つの回転速度の変化は、スリーブ特性における変化をもたらす。
【０００８】
コラーゲン流体の押出しと同時に、協働するジャケットの内側から（従って、内側のジャケットの内側から）食品生地を押出すことも可能である。そのような押出しプロセスは、また、共押出しプロセスと言われる。ここでの利点は、押出されるスリーブが食品生地のコア（ソーセージの製造においてはしばしば肉生地のコア）に直接的に塗布されることである。
【０００９】
代わりに、コラーゲン流体が送出される際に、コア（またはマンドレル）上に塗布することも可能である。コア上のスリーブが少なくとも部分的に固まって（硬化して）から、その後のソーセージ詰めこみプロセスにおいて使用するために、スリーブがマンドレルから解かれてもよい。
【００１０】
コラーゲン流体をガイドするジャケットの少なくとも１つは、別のコラーゲン流体をガイドするジャケットに置き換えられてもよく、交換可能なジャケットは、異なる特性を有するコラーゲンに対する接触面を有する。異なる接触面はまた、その表面に沿って流れるコラーゲン流体上に異なる効果を有するとはいえ、ジャケットの内側および／または外側の接触面は、ジャケットを交換することによって代えられてもよい。例えば、表面構造および粗さは、伝達されたせん断力上にその効果を有してもよい。また、１または両方の交換可能なジャケットは、コラーゲン流体の流れおよび結果としてのコラーゲンスリーブにその効果がある、上寄りおよび下寄りのジャケット表面部を有する流体ガイドプロファイル部を提供してもよい。
【００１１】
その上、更なる実施形態においては、コラーゲン流体は、押出ヘッド内で冷却されてもよい。ジャケットとコラーゲン流体との間の（強められた）摩擦に起因して、コラーゲン流体は、押出ヘッドを介してコラーゲン流体が輸送される際に暖められるかもしれない。そうであれば、押出ヘッドからコラーゲン流体の押出しに好ましくない影響を与えるレベルでコラーゲン流体が反応する（例えば、部分的に固まる、予期したより早く部分的に固まる）のを防ぐために、コラーゲン流体が押出ヘッド内で冷却されてもよい。
【００１２】
本発明は、また、ソーセージを包み込むための、コラーゲンまたは混合物を有するコラーゲンのスリーブの押出ヘッドを提供する。押出ヘッドは、コラーゲン流体供給開口部と、内側および外側のガイドジャケットを有してコラーゲン流体供給開口部に接続しているコラーゲン流体ガイドと、コラーゲン流体ガイドに接続しているコラーゲン流体送出部と、内側および外側のガイドジャケットを反対方向に１５０〜３００ｒｐｍの回転速度で回転させるための少なくとも１つの駆動部と、を備える。本発明による方法に関連して既に述べたような利点が、このような押出ヘッドを用いることで実現されてもよい。ここで、押出ヘッドに関連してこれらの利点は参照によって含まれる。更に、特許請求された回転速度範囲の代わりに、（１５０〜２５０ｒｐｍ、１５０〜２００ｒｐｍ、２００〜３００ｒｐｍ、および、２００〜２５０ｒｐｍ）が特許請求されてもよい。従って、押出されたスリーブ内における線維状コラーゲンの部分的に制御された配向および構造は、既知のおよび制御されたスリーブ特性に繋がる本発明による押出ヘッドを用いることで実現されてもよい。本発明による押出ヘッドは、コンパクトなサイズであってもよく、また、構造および操作が簡単であってもよい。
【００１３】
押出ヘッドの個別の実施形態においては、内側および外側のガイドジャケットを回転させる駆動部は、押出ヘッドに一体化されてもよい。代わりに、押出ヘッドの外側に、
内側および外側のガイドジャケットを回転させる駆動部を設置することも可能である。
【００１４】
別の実施形態においては、ガイドジャケットは、押出ヘッドの交換可能部であってもよい。これにより、少なくとも１つのジャケット（例えば、プロファイル面を有するジャケットの少なくとも１つ、方法に関する前述の文章を参照）の表面品質を交換する機会を提供するのみならず、メンテナンスおよび修理目的にも利用してもよい。
【００１５】
円錐形状（circle-cylindrical shaped）であるガイドジャケットの少なくとも１つを用いて有益な試験結果が得られている。このような、円錐形状ジャケットはまた「円錐部（cones）」とも呼ばれる。
【００１６】
共押出し、すなわち、食品生地のコア、およびコラーゲンコーティングをその上に結合させるために、回転可能なジャケットの内側で食品生地の押出通路が装備されてもよい。別の実施形態においては、押出ヘッドは、コラーゲン流体特性が押出ヘッドからの押出前と大きく変わるように暖かくなるのを防ぐために、コラーゲン流体に対する冷却部を備えてもよい。
【００１７】
押出コラーゲンスリーブの特性を自動制御するために、押出ヘッドは、ガイドジャケットの少なくとも１つの回転速度を変更することができる制御システムを備えてもよい。
【００１８】
本発明は、また、押出された食品生地ストリングの周囲に、コラーゲン（または混合物を有するコラーゲン）の食用スリーブの共押出しのための、共押出ソーセージ製造ラインを提供し、共押出ソーセージ製造ラインは、前述の本発明による押出ヘッドと、押出ヘッドの食品生地押出し通路に接続されている食品生地供給部と、コラーゲン流体供給開口部に接続されているコラーゲン流体供給部と、共押出しされる食品ストリングの送出のために押出ヘッドに接続された運搬装置と、を備える。前述のような共押出ソーセージ製造ラインを用いることによって、コラーゲンコーティングされたソーセージは、品質管理されたケーシングを有して高容量で製造されてもよい。
【００１９】
本発明は、また、本発明によって押出す方法により、および／または本発明による押出ヘッドによって、製造された押出コラーゲンスリーブを提供する。このスリーブは、後の処理ステップに使用するために詰め物なしで製造されてもよい。代わりに、押出コラーゲンスリーブは、本発明による押出コラーゲンスリーブを有するソーセージを製造するために、すなわち、本発明による押出ソーセージ製造ラインで製造されるために、スリーブ押出しと一緒に押出されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明は、以下の図面によって示される例示的な実施形態に基づいてさらに明瞭にされる。
【図１Ａ】内部が空の状態における本発明の押出ヘッドを概略的に示す透視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す押出ヘッドでコラーゲンが充満した状態の部分を概略的に示す透視図である。
【図２Ａ】本発明による押出ヘッドの断面をより詳細に、しかし概略的に示す説明図である。
【図２Ｂ】コラーゲン流体供給システムを含む本発明による押出ヘッドの断面を概略的に示す説明図である。
【図３】本発明による共押出ソーセージの一部を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１Ａは、独立的に反対方向に回転するジャケット２、３（回転方向はＰ１、Ｐ２を参照）を有する押出ヘッド１を概略的に示す。押出ヘッド１から押出されるコラーゲン流体は、（ここでは図示しない）ポンプから回転する押出ヘッド１へ運ばれて、ジャケット２、３の間で（例えば、約２５０〜４００μｍの開口部を有する）環状のスリット４を通して最終的に押出される。コラーゲン流体を外側のジャケット２内へ供給するために装備されている押出ヘッド開口部５は、この図においてはただ１つだけが見える。
【００２２】
図１Ｂは、図１Ａの押出ヘッド１の部分６の透視図を示す。ここで、２つの反対方向（Ｐ１、Ｐ２）においてせん断力が押出ヘッド１を通って流れるコラーゲン膜８にもたらされるように、外側のジャケット２の開口部５を通して反対方向に回転するジャケット２、３の間に、コラーゲン流体７が封入される。
【００２３】
図２Ａは、反対方向に回転可能な（ベアリング１３、１４を参照）外側ジャケット１１および内側ジャケット１２を有する本発明による押出ヘッド１０の別の実施形態を示す。食品生地が中央供給部１５を通って食品生地コア１６として押出され、共押出しされるソーセージ１９のケーシング１８を形成するために、反対方向に回転するジャケット１１、１２の間に、コラーゲン流体がコラーゲン流体供給部１７を通って供給される（Ｐ３を参照）。
【００２４】
図２Ｂは、コラーゲン流体供給部２１を含んでいる本発明による共押出ヘッド２０を示す。コラーゲン流体２２は、押出しが生じるまえに、低い温度（例えば４℃）で、ある時間帯に渡って（例えば３０分）混合されてもよく、その後、一定のコラーゲン圧（例えば５バール）が定量ポンプ２４（例えば５５ｒｐｍで設定）で加えられる押出しシステム２３へ入れられる。コラーゲン流体２２は、ポンプ２４から反対方向に回転する押出ヘッド２０を通って運ばれて、最終的には押出される。結果としての（例えば１６０〜２２０μｍの厚さを有する）コラーゲンスリーブ２５は、押出後に固めるために（図示しない）塩水漬け（brine）溶液（例えば６ＭのＮａＣｌ）内に入れられてもよい。
【００２５】
図３は、本発明によって共押出しされたソーセージの部分３０を示す。ソーセージ３０のコア３１は、食品生地（例えば例示的であるが、食肉生地）から作られている。食肉生地コア３１上には、押出されたコラーゲン流体（ゲル）のケーシング（スリーブ）３２がある。ケーシング３２内に種々の線維（例えば例示的であるが、コラーゲン線維）が埋め込まれている。ケーシング３２の外側上の線維３３は（例えば１５°から４５°に並んでいる線維方向を有して）、ケーシング３２の内側上で食肉生地コア３１に接近している線維３４（例えば−１０°〜−３５°に並んでいる線維方向を有する）よりも、異なる方向に配向している。ケーシング３２の外側上の線維３３の方向は、スリーブ３２の厚さに渡って徐々に変化している。ケーシング３２の中間のどこかで、線維３５は中間的に配向する（線維方向は０°、そのため、線維３３および３４の最も極端な配向の中間である。）
結果的に得られたスリーブ３２の特性（およびより詳細にはスリーブ３２内のコラーゲン線維３３、３４、３５の位置決め（配列））は、とりわけ複数の変数、例えば、コラーゲン流体の混合の量、混合のタイプ、コラーゲン流体の特性、コラーゲン線維の長さ、反対方向に回転するジャケットの回転速度、ジャケット回転速度の相対的差異、回転ジャケットの接触面の形状及び構造などに依存している。押出されたスリーブの特徴付けのために、走査型電子顕微鏡および多光子顕微鏡（scanning electron and multi-photon microscopy）を組み合わせて画像解析が行われてもよい。機械的な特徴付けおよび線維配列の程度には、例えば、多光子顕微鏡、画像解析、共焦点顕微鏡、角度に敏感な（angle-sensitive）磁気共鳴イメージング、小角光散乱、量的偏光顕微鏡、非線形の光学顕微鏡画像解析および多光子顕微鏡などが用いられてもよい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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