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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von ein sandiges Mundgefühl hervorrufendem Kartoffelprotein, bei welchem das Kartoffelprotein mit Wasser oder einer wässerigen, als
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zu einer Masse mit einem Wassergehalt von vorzugsweise 10 bis 30 Grew.-%, insbesondere von 14 bis 24 Gew.-%, angeteigt und bei einer Temperatur von 150 bis 200 C extrudiert wird.
Kartoffelprotein wird derzeit grosstechnisch üblicherweise nach dem Druck-Hitze-Koagulations- verfahren gewonnen, dessen Hauptzweck eine hohe Ausbeute und eine gute Abtrennbarkeit des koagulierbaren Kartoffelfruchtwasseranteils ist. Nach diesem Verfahren wird jedoch, sofern keine zusätzlichen Massnahmen getroffen werden, ein Protein erhalten, das insbesondere aus sensorischen
Gründen für den menschlichen Verzehr nicht geeignet ist.
Die sensorischen Mängel von handelsüblichem Kartoffeleiweiss sind insbesondere dessen Farbe, die von blassgelb über grau bis braun variieren kann, der kartoffelartig erdige Geschmack und das sandige Mundgefühl, das auf Anteile von verhornten Protein-Partikel zurückzuführen ist. Sandige Partikel befinden sich sowohl im Feuchtkoagulat als auch insbesondere im daraus hergestellten Proteintrockenprodukt. Aus diesem Grund wird Kartoffeleiweiss vorwiegend für Tierfuttermittel verwendet.
Wie bekannt ist, kommt jedoch Kartoffelprotein eine hohe biologische Wertigkeit zu, die durch die ausgeglichene Aminosäurebilanz bewirkt wird. Diese Tatsache wurde vor allem von E. Kofranyi und F. Jekat (s."Die biologische Wertigkeit von Kartoffelproteinen"Westdeutscher Verlag, Köln 1965 bzw."Nahrung"II, 1967, Seite 863) in langfristigen Versuchen an erwachsenen Menschen mit Hilfe von N-Bilanzstudien bzw. durch Ermittlung des Minimalbedarfes an Protein nachgewiesen.
Es konnte gezeigt werden, dass Kartoffeleiweiss sogar eine höhere biologische Wertigkeit zukommt als Milcheiweiss.
Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, sensorisch verbessertes Kartoffelprotein herzustellen bzw. es so zu verarbeiten, dass seine Nachteile unmerkbar werden. Dennoch hat sich bisher keines dieser Verfahren grosstechnisch durchsetzen können.
So ist z. B. ein Verfahren zur Reinigung und Verbesserung der organoleptischen Qualität des Kartoffelproteins bekannt, bei dem industriell gewonnenes Kartoffelproteinkoagulat in der Hitze in polaren Lösungsmitteln suspendiert und ausgewaschen wird.
Es wird dabei Wasser und heisses Äthanol verwendet, wobei die Suspension zum besseren Herauslösen der Begleitstoffe, die aus Lipiden und mit diesen verbundenen Geschmacks- und Geruchsstoffen bestehen, gekocht wird. Das Lösungsmittel mit den gelösten Begleitstoffen wird durch Zentrifugieren vom Protein abgetrennt, welches in gereinigter und für die menschliche Ernährung geeigneter Form anfällt.
Weiters wurde das getrocknete, sandige Kartoffelprotein zu vermahlen versucht, um das unangenehme Mundgefühl durch Kornzerteilung zu beseitigen. Trotz des verhältnismässig hohen Aufwandes bei diesem Verfahren wird jedoch keine direkt merkliche Verbesserung erzielt, da es ohne nach-
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welche Grössenordnung massgebend ist, um die sensorisch erwünschte Feinheit des Produktes zu erzielen.
Es wurde zudem auch versucht, die Verhornung des Kartoffelproteins bei der Aufarbeitung zu verhindern. Hiefür wurde das Kartoffelproteinkoagulat nach dessen sorgfältiger Reinigung und Einstellung auf den gewünschten Feststoffgehalt mit Stärkelösung oder der Lösung eines andern Quellstoffes, wie z. B. Gelatine, vermischt und gemeinsam getrocknet. Die Trocknung, die auf Walzen oder im Sprühturm erfolgen kann, liefert ein Produkt, das zur Proteinanreicherung, insbesondere in Dauerbackwaren, wie Knäckebrot u. dgl., eingesetzt werden kann.
Mittels des eingangs genannten Verfahrens, das aus der DE-OS 2500200 bekannt ist und bei dem Kartoffelprotein mit einer geeigneten Flüssigkeit und gegebenenfalls mit stärkehaltigen Materialien versetzt und bei erhöhter Temperatur extrudiert wird, soll direkt aus diesem Teig ein Knabbergebäck für den menschlichen Genuss hergestellt werden. Aus der zitierten Literaturstelle ist bekannt, dass das verwendete Kartoffelprotein im wesentlichen eine Korngrösse von unter
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74 11m aufweist. Dieser Wert ist aber etwa dreimal so hoch als die erwünschte Korngrösse von 20 bis 25 pm, die zur Vermeidung eines sandigen Mundgefühls notwendig ist. Daraus ergibt sich, dass das Verfahren gemäss der zitierten Literaturstelle nicht eine sensorische Verbesserung des Kartoffelproteins sondern nur eine Verwertung desselben betrifft.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur Behandlung von Kartoffelprotein zu entwickeln, das insbesondere darauf ausgerichtet ist, das sandige Mundgefühl des handelsüblichen, grosstechnisch hergestellten Kartoffelproteins unter Wahrung seiner biologischen Hochwertigkeit zu beseitigen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass zur
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nis von Schneckenlänge zu-durchmesser 10 bis 20 : 1, vorzugsweise etwa 14 : 1, und die Schneckenumdrehungsgeschwindigkeit 64 bis 129 Umdr/min beträgt, extrudiert wird, wobei das stärkehaltige Material vorzugsweise aus einer Mischung von Maisgriess und Kartoffeltrockenprodukt im Verhältnis von 1 : 3 bis 3 : 1 besteht.
Durch diese Extrusionsverhältnisse werden auf Grund der dabei auftretenden Temperatur-, Druck- und Scherbedingungen die verhornten Partikel zum Verschwinden gebracht, wodurch die extrudierte Masse kein unangenehmes sandiges Mundgefühl mehr hervorruft.
Das Kartoffelprotein kann als Feuchtkoagulat, das gegebenenfalls vorgereinigt und bzw. oder teilweise entwässert ist, als handelsübliches Pulver oder als Mischung derselben eingesetzt werden, wobei der notwendige Feuchtigkeitsgehalt entweder durch das mit dem Feuchtkoagulat mitgeführte Wasser oder durch Zusatz von Wasser oder einer entsprechenden andern Flüssigkeit eingestellt wird. Als solche kann z. B. auch Molke verwendet werden.
Wird Kartoffelprotein allein extrudiert, so kann das erhaltene Extrudat anschliessend vermahlen und als Proteinzusatz zu Nahrungsmitteln für den menschlichen Genuss verwendet werden.
Werden hingegen der zu extrudierenden Masse von vornherein stärkehaltige Produkte und gegebenenfalls Gewürz- und Aromastoffe oder andere in der Nahrungsmittelindustrie übliche Stoffe zugesetzt, so wird an der Extruderdüse ein expandiertes, d. h. aufgeblähtes Produkt, das direkt in entsprechend zerteilter Form als Knabberware Verwendung finden kann, erhalten.
Die entstehenden Produkte haben einen charakteristischen, nicht unangenehmen Geschmack, eine je nach Rezeptur bzw. Farbe des eingesetzten Kartoffelproteins von hellgelb bis hellbraun variierende Farbe und zeigen die knusprige Konsistenz üblicher Knabberwaren, ohne das sandige Mundgefühl des Kartoffelproteins zu bewirken. Überraschenderweise bleiben die hohe biologische Wertigkeit und damit die wertvollen ernährungsphysiologischen Eigenschaften des Kartoffelproteins weitgehend erhalten.
Die biologische Wertigkeit der Extrudate wird bereits durch den Zusatz von 10 Teilen Kartoffelprotein, bezogen auf Trockenmasse, deutlich angehoben. Zudem wird hiedurch der Proteingehalt der Produkte fast verdoppelt. Dadurch ist es möglich, die üblicherweise auf Maisbasis hergestelLten Knabberartikel mit ihrer geringen biologischen Wertigkeit, die durch das wenig hochwertige . aisprotein bedingt ist, entscheidend aufzuwerten. Die Extrudate zeigen gegenüber vergleichbaren Erzeugnissen eine erhöhte Verdaulichkeit und einen deutlich angehobenen Proteinnutzwert, der unter anderem auf die weitgehende Inaktivierung vonTrypsininhibitoren zurückzuführen ist.
In der nachstehenden Tabelle sind die wichtigsten ernährungsphysiologischen Vorteile zweier rfindungsgemäss hergestellter Extrudate reinem Maisextrudat gegenübergestellt :
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<tb>
<tb> 100% <SEP> Mais <SEP> 90% <SEP> Mais <SEP> 85% <SEP> Mais
<tb> 10% <SEP> Kartoffelprotein <SEP> 15% <SEP> Kartoffelprotein
<tb> Proteinverdaulichkeit <SEP> % <SEP> 91, <SEP> 2 <SEP> 93, <SEP> 3 <SEP> 92, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Biologische <SEP> Wertigkeit <SEP> 64 <SEP> 81 <SEP> 86
<tb> Proteinnutzwert <SEP> 58 <SEP> 76 <SEP> 79
<tb>
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<tb>
<tb> Trypsininhibitoraktivität <SEP> (TIU/mg <SEP> Protein)
<tb> 100% <SEP> Mais <SEP> 90% <SEP> Mais <SEP> I <SEP> 85% <SEP> Mais
<tb> 10% <SEP> Kartoffelprotein <SEP> 15% <SEP> Kartoffelprotein
<tb> Ausgangsmischung <SEP> 5, <SEP> 08 <SEP> 2, <SEP> 64 <SEP> 2,
<SEP> 21 <SEP>
<tb> Extrudat <SEP> n. <SEP> n. <SEP> 0, <SEP> 43 <SEP> 0, <SEP> 42 <SEP>
<tb> Inaktivierung <SEP> (%) <SEP> 100 <SEP> 83, <SEP> 7 <SEP> 80, <SEP> 2 <SEP>
<tb>
Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens ist es somit möglich, ein biologisch hochwertiges Produkt in verschiedenster Form der menschlichen Ernährung zugänglich zu machen.
Die Extrusion von angeteigten Massen zur Herstellung von Knabberwaren ist an sich bekannt.
Es ist jedoch noch nie vorgeschlagen worden, Kartoffelprotein bei solchen Verfahren einzusetzen, da bisher aus den erwähnten Gründen allgemein ein Vorurteil gegen die Verwendung desselben für den menschlichen Genuss bestand. Ausserdem war es bisher in der Regel üblich, extrudierte Produkte mit Fett zu besprühen oder in Fett auszubacken, was im vorliegenden Fall nicht nötig ist.
Dadurch wird im resultierenden Endprodukt der relativ hohe Fettgehalt vermieden, was im Vergleich zu üblichen Produkten den Kaloriengehalt der erfindungsgemäss hergestellten Knabberwaren vermindert und die ernährungsphysiologischen Eigenschaften verbessert.
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proteinhaltige Stoffe, insbesondere Eiweiss oder Milcheiweiss, auch teilweise in hydrolysierter Form,
Geschmackstoffe, Farbstoffe, Mineralstoffe, Vitamine, Antioxydantien, Geliermittel und andere Zusatz- stoffe, sowie ballaststoffreiche Materialien, insbesondere Kartoffelpülpe, und Süssstoffe, insbeson- dere Zucker und Saccharin, eingearbeitet werden. Die Mischung der Komponenten kann mit jeder dafür geeigneten Mischvorrichtung durchgeführt werden.
Es wurde gefunden, dass es vorteilhaft ist, das vermengte Material während eines gewissen Zeitraumes, beispielsweise 30 min lang, ruhen zu lassen, damit eine gute Durchfeuchtung erzielt wird.
Dabei ist es möglich, die Mischungsverhältnisse von Kartoffelprotein zu stärkehaltiger Substanz in weitestem Rahmen zu variieren. Für die Herstellung der Knabberwaren ist es jedoch günstig, nicht mehr als 50 Gew.-%, insbesondere 5 bis 20 Gew.-%, der Trockenmasse in Form von Kartoffelprotein zu verwenden. Die stärkehaltige Substanz besteht z. B. aus einer Mischung von Maisgriess und Kartoffeltrockenprodukt in einem Verhältnis von vorzugsweise 1 : 3 bis 3 : 1. Die beiden letztenannten Komponenten können auch allein oder in einem andern Mischungsverhältnis angewendet werden. Selbstverständlich sind an Stelle von Maisgriess und Kartoffeltrockenprodukt auch andere stärkehaltige Materialien verwendbar. Unter Kartoffelprodukten werden insbesondere Kartoffelflocken und Kartoffelgranulat verstanden.
Die angeteigte Masse aus Kartoffelprotein allein oder in Mischung mit den genannten Komponenten wird sodann in einen Collet-Extruder eingebracht, in dem sie vorzugsweise einer Temperatur von 150 bis 200 C und einem Druck bis zu 400 bar unterworfen wird. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke beträgt vorzugsweise 64 bis 129 Umdr/min, wobei sich eine Verweilzeit von 2 bis 10 s, insbesondere von 3 bis 5 s, ergibt. Der Collet-Extruder kann mit oder ohne Kühlmantel verwendet werden.
Nach der Extrusion dehnt sich das Material üblicherweise auf das 3 bis 8fache aus und zeigt charakterische kleine Hohlräume. Es verliert während des Prozesses bereits einen Grossteil der zur Anteigung verwendeten Flüssigkeitsmenge. Beispielsweise kann unmittelbar vor der Extrusion der Wassergehalt 12 bis 25% betragen, wogegen er unmittelbar nach der Extrusion 5 bis 12% beträgt.
Der aus der Extruderdüse austretende Strang wird in Stücke von vorher bestimmter Grösse und Beschaffenheit geschnitten und sofort oder nach einer Zwischenlagerung mit Warmluft schonend auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 3% getrocknet. Falls dies erwünscht ist, kann das Extrudat durch Besprühen oder Bestäuben mit geschmackgebenden und bzw. oder farbgebenden Stoffen behandelt werden, um für den Verbraucher einen sensorischen. Anreiz zu bieten.
Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Ein Knabberprodukt mit handelsüblichem Kartoffelprotein wurde dadurch hergestellt, dass
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50 Teile Maisgriess und 37, 5 Teile Kartoffelpulver mit 12, 5 Teilen Kartoffelprotein innig vermischt wurden, wobei während des Vermischens so viel Wasser eingebracht wurde, dass ein Gesamtfeuchtigkeitsgehalt von etwa 16% erreicht wurde. Nach einer Rastzeit von 30 min, die eine gleichmässige Feuchtigkeitsverteilung gewährleistete, wurde das Gemisch in einen Collet-Extruder eingebracht.
Der Extruder war mit einer Einloch-Düse versehen, welche einen Durchmesser von 1, 8 mm aufwies.
Die Temperatur an der Düsennase betrug etwa 170 C. Der extrudierte Strang war etwa 12 mm dick.
Unmittelbar nach der Extrusion wurde der Strang in 2 cm lange Stücke zerschnitten und mit Warmluft getrocknet.
Die Farbe war gelblich und die äussere Beschaffenheit, insbesondere die Porigkeit, war zufriedenstellend. Der Biss, das Kauverhalten und insbesondere das Mundgefühl liessen keine Mängel erkennen.