DE102020210726A1

DE102020210726A1 - Pflanzliches Jerky

Info

Publication number: DE102020210726A1
Application number: DE102020210726.2A
Authority: DE
Inventors: Volker Lammers; Stefanie Komainda
Original assignee: DIL Deutsches Institut fuer Lebensmitteltechnik eV
Current assignee: DIL Deutsches Institut fuer Lebensmitteltechnik eV
Priority date: 2020-08-24
Filing date: 2020-08-24
Publication date: 2022-02-24
Also published as: US20220053794A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Massestrangs, das die Schritte
- Mischen von einer pflanzlichen Proteinquelle, optional Glycerin und optional Zusatzstoffen, z.B. natürlichen Farbstoffen, zur Herstellung einer Proteinmischung,
- Zuführen der Proteinmischung in das Einlassende eines Extruders,
- Zuführen von Wasser in den Extruder,
- optional Zuführen von pflanzlichem Fett,
- wobei die Proteinmischung in einem Abschnitt des Extruders auf eine Temperatur von 110 bis 150 °C erhitzt wird und einem Druck unterworfen wird, der z.B. die Bildung von Dampfblasen verhindert,
- Formen der aus dem Extruder austretenden Proteinmasse mittels einer Kühldüse und Ablegen eines Massestrangs auf einem Träger, wobei die Kühldüse den Massestrang auf eine Temperatur von maximal 95 °C kühlt,
- unmittelbar anschließendes Walzen des auf dem Träger abgelegten Massestrangs
- Trocknen,
- optional Schneiden des Massestrangs,
- Verpacken, bevorzugt unter Schutzgasatmosphäre und/oder in eine gasdichte Verpackung, die eine Schutzgasatmosphäre enthält, aufweist

Description

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Lebensmittel aus pflanzlichen proteinhaltigen Rohstoffen und das mittels des Verfahrens hergestellte Lebensmittel, das einen festen Biss aufweist und eine Faserstruktur aufweist, die bevorzugt der Faserstruktur von Fleisch ähnlich ist. Das Verfahren erlaubt die kontinuierliche Herstellung eines proteinhaltigen Lebensmittels aus pflanzlichen Rohstoffen, das eine stabile Form hat und einen festen Biss aufweist, optional mit einer Beschichtung versehen und/oder mariniert werden kann. Das mit dem Verfahren erhältliche Lebensmittel kann eine rein pflanzliche Alternative zu gedörrten und gewürzten Fleischstreifen bzw. Fleischstücken bilden, die als Jerky erhältlich sind. Das Verfahren hat den Vorteil, ein festes Lebensmittel auf Basis pflanzlichen Proteins bereitzustellen, das in einer Verpackung bei Raumtemperatur, also ungekühlt, lagerfähig ist. Die Verpackung ist bevorzugt luftdicht, insbesondere gegen Sauerstoff dicht, und/oder enthält das Lebensmittel in Schutzgas, z.B. CO₂ oder N₂. Das Lebensmittel kann in Form unregelmäßiger Streifen geringer Höhe hergestellt sein.
Die WO 2019/143859 A1 beschreibt Lebensmittel auf Basis von pflanzlichen Proteinen, die Stärke enthalten können und aus einer wässrigen Mischung durch Extrusion unter hoher Temperatur und hohem Druck mit anschließendem Kühlen mittels einer Kühldüse hergestellt werden, um eine fleischähnliche Festigkeit und Faserstruktur zu erhalten. Das Lebensmittel kann anschließend mariniert werden.
EP 3 270 716 B 1 beansprucht ein Verfahren zur Herstellung eines Fleischersatzprodukts durch Extrusion einer Mischung mit maximal 4 Gew.-% Stärke bzw. Mehl, 40 bis 70 Gew.-% Wasser und 15 bis 35 Gew.- pflanzlichem Protein mit Zudosierung von 2 bis 15 Gew.-% Fett.
Der Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines Lebensmittels auf Basis pflanzlicher Rohstoffe bereitzustellen, das einen festen Biss und eine Faserstruktur aufweist, bevorzugt als Streifen geringer Höhe und von unregelmäßiger Form.
Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche und insbesondere mit einem Verfahren zur Herstellung eines Massestrangs, das die Schritte

- Mischen von einer oder von zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei, pflanzlichen Proteinquellen, optional Glycerin und optional Zusatzstoffen, z.B. natürlichen Farbstoffen, optional eines ersten Anteils Wasser, zur Herstellung einer Proteinmischung, die bevorzugt rieselfähig ist, wobei die Proteinmischung bevorzugt zumindest 35 bis 85 Gew.-%, bevorzugt zumindest 45 Gew.-%, bevorzugter 60 Gew.-%, bevorzugter zumindest 70 Gew.-%, z.B. bis 82 Gew.-% oder bis 75 Gew.-% pflanzliches Protein enthält, optional Mischen von pflanzlichem Fett, fest oder flüssig, mit den pflanzlichen Proteinquellen, zur Herstellung einer Proteinmischung,
- Zuführen der Proteinmischung in das Einlassende eines Extruders,
- Zuführen von Wasser, das das gesamte zugeführte Wasser oder ein zweiter Anteil Wasser sein kann, und optional Zusatzstoffen, z.B. ausgewählt unter Aromastoffen, Raucharoma, Salz und Farbstoffen, in den Extruder durch einen ersten Zuführstutzen des Extruders, der stromabwärts des Einlassendes des Extruders angeordnet ist, wobei Wasser bevorzugt zu einem Anteil von maximal 30 Gew.-% bis 60 Gew.-%, z.B. 35 bis 55 Gew.-%, an der aus dem Extruder austretenden Proteinmasse zugeführt wird, z.B. Wasser zu 30 bis 60 Gew.-% an der aus dem Extruder austretenden Proteinmasse Rest Proteinmischung und Fett in den Extruder zugeführt wird, entsprechend bei 50 Gew.-% Wasser dann Wasser und Proteinmischung zu gleichen Gewichtsteilen, in den Extruder zugeführt wird,
- optional Zuführen von pflanzlichem Fett, flüssig oder fest, optional Zuführen von Zusatzstoffen, z.B. Aromastoffen, Salz und Farbstoffen, in den Extruder, bevorzugt jeweils stromabwärts des Einlassendes, bevorzugter stromabwärts des Zuführens von Wasser, insbesondere durch einen stromabwärts des ersten Zuführstutzens am Extruder angebrachten zweiten Zuführstutzen,
- wobei die Proteinmischung in einem Abschnitt des Extruders auf eine Temperatur von 110 bis 150 °C, bevorzugt 120 bis 140°C erhitzt wird und einem Druck unterworfen wird, der z.B. die Bildung von Dampfblasen verhindert, bevorzugt einem Druck von zumindest 4 bar oder zumindest 6 bar, z.B. bis zu 30 bar, bis 25 bar, bis zu 28 bar oder bis 20 bar,
- wobei bevorzugt optional der Extruder in dem Abschnitt stromaufwärts des zweiten Zuführstutzens gekühlt wird, um die Masse auf eine Temperatur von maximal 125 °C, z.B. eine Temperatur von 110 °C oder von 115 °C bis 122 °C oder bis 121 °C oder bis 120 °C, z.B. 118 °C bis 121 °C zu kühlen,
- Formen der aus dem Extruder austretenden Proteinmasse mittels einer Kühldüse und Ablegen des aus der Kühldüse in Form eines Massestrangs mit einer Längserstreckung austretenden Proteinmasse auf einem Träger, wobei die Kühldüse den Massestrang auf eine Temperatur von maximal 95 °C kühlt und einen Massestrang einer Höhe von 2 mm bis 8 mm, z.B. 2,5 mm bis 8 mm, z.B. zumindest 3 oder zumindest 4 mm bis maximal oder gleich 6 mm oder bis maximal oder gleich 5 mm erzeugt,
- unmittelbar anschließendes Walzen des auf dem Träger abgelegten Massestrangs, z.B. entlang der Längserstreckung des Massestrangs oder in einem Winkel von bis zu 90°, z.B. 30° bis 80°, zur Längserstreckung des Massestrangs zur Herstellung gewalzter Massestränge,
- optional, vor oder nach dem Walzen, bevorzugt unmittelbar nach Austreten aus der Kühldüse, Zerteilen des Massestrangs quer zur Längserstreckung des Massestrangs, z.B. durch Schneiden oder Brechen, zur Herstellung von quer zur Längserstreckung geteilten, z.B. geschnittenen bzw. gebrochenen, Massesträngen,
- optional, vor oder nach dem Walzen, bevorzugt unmittelbar nach Austreten aus der Kühldüse, vor dem Schneiden oder Brechen, optional Aufbringen von Fett oder Marinade auf den Massestrang und/oder auf den Träger,
- Trocknen, vor oder nach dem Schneiden oder Brechen, z.B. Trocknen bis Marinade aufgetrocknet ist, insbesondere bis auf einen maximalen Wassergehalt von 30 Gew.-% oder darunter und/oder bis auf einen aw-Wert von 0,88 oder darunter, jeweils bestimmt für den Massestrang,
- optional Schneiden des Massestrangs, bevorzugt quer zu seiner Längserstreckung,
- optional Kühlen, bevorzugt ohne zusätzliches Kühlen bzw. Kühlen nur durch Raumluft,
- Verpacken, bevorzugt unter Schutzgasatmosphäre und/oder in eine gasdichte Verpackung, die eine Schutzgasatmosphäre enthält,

Dabei ist unmittelbar anschließendes Walzen ein Walzen, das erfolgt, während der Massestrang bis auf eine Temperatur von nicht unter 30 °C, z.B. bis maximal auf 70°C oder darunter, gekühlt ist, und/oder Walzen, das innerhalb von 5 min oder 4 min oder innerhalb von 1 min, 2 min oder 3 min nach dem Austreten des Massestrangs aus der Kühldüse erfolgt. Optional ist der Massestrang frei von Glycerin.
Generell können die Streifen auch als Stücke bezeichnet werden. Bevorzugt weisen die Streifen eine maximale Höhe von 3 bis 6 mm auf, während die Breite quer zur Walzrichtung bzw. quer zur Längserstreckung bestimmt ist und die Länge entlang der Walzrichtung bzw. entlang der Längserstreckung bestimmt.
Das Verfahren hat den Vorteil, dass der aus dem Extruder bzw. der daran anschließenden Kühldüse austretende Massestrang nur durch das anschließende Walzen und Schneiden, bevorzugt nur durch Schneiden oder Brechen etwa senkrecht zu seiner Längserstreckung, geformt wird, so dass das Verfahren keinen weiteren Schritt des Pressens aufweist, optional einen weiteren Schritt des Schneidens, bevorzugt keinen weiteren Schritt der Formung aufweist, z.B. nicht das Pressen innerhalb einer Form. So kann die Kühldüse am Auslass z.B. eine Spalthöhe von 2 mm oder 2,5 mm bis 8 mm aufweisen, z.B. 2 bis 6 mm oder bis 5 mm oder bis 4 mm, und das Verfahren kann optional ohne Schneiden des Massestrangs entlang der Längserstreckung durchgeführt werden.
Optional wird der Proteinmischung vor dem Zuführen in das Einlassende des Extruders ein erster Anteil, z.B. 30 bis 70 Gew.-%, des insgesamt zugesetzten Wassers zugemischt, bevorzugt mit einer Haltezeit nach Zumischen des Wassers und vor Zuführen in das Einlassende des Extruders von z.B. 2 min bis 120 min, bevorzugt 5 bis 20 min. Eine solche Haltezeit führt zum Quellen der Proteinmischung, wobei die Proteinmischung noch rieselfähig bleibt.
Das insgesamt der Proteinmischung vor Zuführen in den Extruder und durch den ersten Zuführstutzen zugesetzte erste Anteil Wasser enthält bevorzugt auch Glycerin. Der erste Anteil Wasser und der zweite Anteil Wasser bilden in dieser Ausführungsform die Gesamtmasse zugesetzten Wassers. Alternativ kann die Proteinmischung ohne Zusetzen von Wasser hergestellt werden und das gesamte Wasser wird nur durch den ersten Zuführstutzen in den Extruder eingeführt.
Zum Erhitzen der Proteinmischung in dem Extruder wird bevorzugt der Stator des Extruders, optional alternativ oder zusätzlich die Schnecke des Extruders, zumindest abschnittsweise erwärmt, z.B. mittels eines Doppelmantels, der von einem Wärmeübertragermedium durchströmt wird, oder einer elektrischen Heizung. Zum Erhitzen der Proteinmischung in einem Abschnitt des Extruders auf eine Temperatur von 110 bis 150 °C, bevorzugt 120 bis 140°C werden bevorzugt Abschnitte des Extruders beheizt, z.B. in zumindest zwei aneinander angrenzenden Abschnitten, die in Richtung stromabwärts jeweils eine höhere Temperatur aufweisen und entsprechend die Proteinmasse entlang der Strömungsrichtung auf jeweils höhere Temperaturen beheizen.
Z.B. kann ein an das Einlassende angrenzender erster Abschnitt des Extruders, der bevorzugt einen ersten Zuführstutzen aufweist, unbeheizt sein oder auf eine erste Temperatur beheizt sein, und ein daran stromabwärts angrenzender zweiter Abschnitt des Extruders auf eine zweite Temperatur, höher als die erste Temperatur, beheizt sein, und optional ein an den zweiten Abschnitt stromabwärts angrenzender dritter Abschnitt des Extruders auf eine dritte Temperatur, höher als die zweite, beheizt sein. Entsprechend kann die Proteinmischung in einem ersten Abschnitt des Extruders ohne Beheizung oder mit Beheizung eine erste Temperatur aufweisen bzw. auf eine erste Temperatur gebracht werden und mit Zuführen von Wasser und optional Zusatzstoffen mittels des ersten Zuführstutzens mittels zumindest einer Schnecke gemischt werden, in dem stromabwärts angrenzenden zweiten Abschnitt des Extruders auf eine zweite Temperatur beheizt werden und in dem dritten Abschnitt des Extruders auf die dritte Temperatur beheizt werden, jeweils mit Durchmischen mittels zumindest einer Schnecke. An den dritten Abschnitt des Extruders kann sich stromabwärts ein vierter Abschnitt des Extruders anschließen, der gekühlt ist, in dem die Masse stromaufwärts eines zweiten Zuführstutzens gekühlt wird, z.B. auf eine Temperatur von 110°C oder von 115 °C bis 122 °C oder bis 121 °C oder bis 120 °C, z.B. 118 bis 121 °C. Stromabwärts oder innerhalb eines vierten Abschnitts des Extruders wird der Masse bevorzugt pflanzliches Fett, flüssig oder fest, optional Zusatzstoffe durch den zweiten Zuführstutzen zugeführt. Stromabwärts des vierten Abschnitts kann sich ein fünfter Abschnitt des Extruders anschließen, der optional gekühlt sein kann, in dem die Masse weiter mittels der zumindest einen Schnecke gemischt wird.
Abschnitte des Extruders sind bevorzugt in einem gemeinsamen Stator angeordnet, der aus Segmenten zusammengesetzt oder einstückig sein kann.
Die Längserstreckung des Massestrangs ist vorliegend die Maschinenrichtung bzw. die Längserstreckung, entlang derer der Massestrang aus dem Extruder austritt, auch wenn beim optionalen Schneiden die Schnittkante größer als die Längserstreckung des Massestrangs entlang der Austrittsrichtung bzw. als die Maschinenrichtung ist.
Das Walzen kann mit einer in sich starren Walze oder mit einer Gummiwalze erfolgen, wobei die Walze drehangetrieben sein kann oder frei drehbar gelagert sein kann. Dabei kann die Umfangsoberfläche der Walze zylindrisch sein oder ein Relief mit Höhen und Tiefen aufweisen.
Optional kann der Träger im Bereich des Walzens von einer Rolle gebildet sein, so dass der Massestrang beim Walzen zwischen einer Rolle und einer Walze belastet wird.
Das Walzen erfolgt z.B. bis zu einer Verringerung der Höhe auf 90 %, bevorzugt auf ca. 80 %, noch bevorzugter auf ca. 75 % bis 70 % der Höhe, die der Massestrang nach Ablegen auf dem Träger aufweist. Bevorzugt erfolgt das Walzen bis auf eine Höhe von 2 bis 8 mm oder bis 7 mm, z.B. bis 6 mm, bis 5 mm, bis 4 mm oder bis 3 mm. Generell kann das Walzen in einem Walzschritt oder in zumindest zwei Walzschritten erfolgen.
Das Walzen kann optional so erfolgen, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Walze gleich der Geschwindigkeit des Trägers ist, oder dass die Umfangsgeschwindigkeit der Walze höher oder niedriger als die Geschwindigkeit des Trägers ist.
Optional ist die Walze mit ihrer Drehachse parallel zur Oberfläche des Trägers und senkrecht oder in einem Winkel von <90°, z.B. in einem Winkel von 30° bis 89°, z.B. von 45° bis 89°, z.B. 75° bis 89° zur Längserstreckung des Massestrangs angeordnet. Bei Anordnung der Walze mit ihrer Drehachse in einem Winkel von <90° zur Längserstreckung des Massestrangs und bei einer Umfangsgeschwindigkeit der Walze höher oder niedriger als die Geschwindigkeit des Trägers wird der Massestrang geschert und die Struktur und Oberfläche des Massestrangs kann verändert werden. Bei Anordnung der Walze mit ihrer Drehachse in einem Winkel von <90° zur Längserstreckung des Massestrangs wird der Massestrang bevorzugt vor dem Walzen quer zu seiner Längserstreckung geschnitten.
Optional kann die Walze auf eine Temperatur beheizt sein, z.B. auf eine Temperatur von 70 bis 200°C, um den Massestrang oberflächlich zu erhitzen, z.B. zum oberflächlichen Formen. Alternativ kann die Walze gekühlt sein, z.B. auf eine Temperatur von zumindest 5°C, bevorzugt zumindest 10°C oder zumindest 15°C unterhalb der Temperatur des Massestrangs unmittelbar vor dem Walzen. Eine solche Kühlung der Walze kann ein Anhaften des Massestrangs an der Walze verringern.
Bevorzugt erzeugt die Kühldüse einen Massestrang einer Höhe von maximal 7 mm, bevorzugt von maximal 4 mm, z.B. von 2 bis 2,5 mm Höhe. Zur Herstellung eines Massestrangs einer Höhe von 4 bis 5 mm kann die Kühldüse am Auslass z.B. eine Spalthöhe von 2,5 bis 4,5 mm aufweisen. Die Kühldüse ist bevorzugt gekühlt, um den austretenden Massestrang auf 60 bis 90 °C, bevorzugt auf 70 bis 90 °C oder bis 80 °C zu kühlen.
Generell kann der Massestrang auf dem Träger abkühlen, bevorzugt durch Raumluftkühlung, z.B. auf 20 °C oder höher, bevorzugter auf 25 °C oder höher, z.B. auf 30 bis 60°C, z.B. maximal 50 °C.
Weiter optional wird vor dem Walzen auf die Walze und/oder den Massestrang oberflächlich Fett oder Marinade aufgebracht, z.B. aufgesprüht. Dabei kann Fett oder Marinade, die wässrig oder fettig oder eine Emulsion sein kann, sowohl oberflächlich in den Massestrang eingepresst werden, als auch ein Anhaften des Massestrangs an der Walze verringern bzw. verhindern.
Weiter optional wird in einem Bereich unmittelbar nach dem Austreten des Massestrangs aus der Kühldüse auf zumindest eine Oberfläche, bevorzugt zumindest auf die untere Oberfläche, bevorzugt auf die untere und die obere Oberfläche des Massestrangs und/oder auf den Träger oberflächlich Fett oder Marinade aufgebracht, z.B. aufgesprüht.
Generell bevorzugt ist die Kühldüse oberhalb des Trägers angeordnet und eingerichtet, dass die Kühldüse den Massestrang auf den Träger ablegt, dass der Massestrang mit einer Oberfläche, die sich in der Breite erstreckt, auf dem Träger aufliegt, und mit seiner Höhe über den Träger ragt.
Das Zerteilen des Massestrangs quer zu seiner Längserstreckung kann dadurch erfolgen, dass der Massestrang um bis zu 90° zu seiner Längserstreckung, wie sie unmittelbar nach Austritt aus der Kühldüse vorliegt, gedreht wird, insbesondere auf dem Träger, und dann quer zu der Längserstreckung, wie sie unmittelbar nach Austritt aus der Kühldüse vorlag, bzw. 90° zum Winkel der Drehung, zerteilt wird. An das Zerteilen kann sich optional das Walzen anschließen.
Das Brechen des Massestrangs quer zu seiner Längserstreckung kann z.B. durch Bewegen des Massestrangs über eine Kante, die quer zu seiner Längserstreckung und längs zu seiner Bewegungsrichtung angeordnet ist, bevorzugt mit Belastung des Massestrangs vor und/oder nach dem Bewegen über die Kante auf die Oberfläche des Massestrangs, der der Kante gegenüber angeordnet ist, erfolgen. Das Belasten des Massestrangs kann dabei durch Rollen oder Stempel, jeweils bevorzugt federbelastet oder gewichtsbelastet, erfolgen. Optional können Rollen oder Stempel den Massestrang dadurch belasten, dass sie getaktet gegen den Massestrang bewegt werden.
Es hat sich gezeigt, dass der Massestrang auch beim Auftragen von flüssiger Marinade, das bevorzugt nach dem Walzen erfolgt, nur wenig bis nicht aufquillt und seine Form im Wesentlichen erhalten bleibt.
Das Verfahren hat den Vorteil, dass damit hergestellte Massestränge, die keine tierischen Inhaltsstoffe aufweisen und deren Proteingehalt im Wesentlichen bzw. vollständig aus pflanzlichen Inhaltsstoffe stammt, zumindest nach dem Trocknen eine Konsistenz bzw. einen festen Biss und eine Faserstruktur aufweisen, die getrocknetem Fleisch ähnlich sind. Generell weisen die erfindungsgemäß hergestellten Massestränge eine Textur auf, hier auch als fester Biss bezeichnet, der in der Messung mit einem Texturmessgerät, z.B. TA-XT2, Stable Microsystems, UK), das mit einer Warner-Bratzler Geometrie ausgestattet ist, einen Messwert von 10 bis 50 N aufweisen. Bei der Messung mit dem Texturmessgerät fährt eine V-förmige Klinge mit einer Geschwindigkeit von 2 mm/s durch eine 2 cm breite Probe. Dabei wird die maximale Kraft aufgezeichnet, die zum Zerschneiden der Probe benötigt wird. Für die erfindungsgemäßen Massestränge wurde ein Messergebnis von 10-50 N als charakteristisch gemessen. Insgesamt werden bevorzugt 10 einzelne Proben gemessen und daraus der Mittelwert gebildet. Ein weiterer Vorteil der mit dem Verfahren hergestellten Massestränge ist, dass sie eine Festigkeit aufweisen, die ein Tumblen mit flüssiger Marinade zulassen, z.B. in einer horizontal rotierenden Trommel, ohne dass die Massestränge zerstückelt werden oder wesentlichem Abrieb unterliegen. Dabei kann die Marinade wässrig oder ölig sein oder eine Emulsion sein, alternativ kann die Marinade pulverförmig sein, z.B. eine trockene Mischung mit oder aus Gewürzen, z.B. Öl, Glucose, Pfeffer, Paprika, Gewürze, Knoblauch, Salz, optional Zucker.
Das Trocknen kann bei 20°C oder höher, z.B. bei zumindest 20°C, zumindest 30°C oder zumindest 40°C, z.B. bis 80 °C, bevorzugt 30 bis 60 °C, optional jeweils bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 bis 70 %, oder bei Raumtemperatur oder unter Kühlung, z.B. bei 0 bis 10 °C oder bis 5 °C. Bevorzugt erfolgt das Trocknen bis auf einen aw-Wert von maximal oder kleiner als 0,88, bevorzugt maximal oder kleiner als 0,85 oder maximal oder kleiner als 0,8.
Die pflanzlichen Proteinquellen können z.B. Kürbiskernmehl, Getreideprotein, insbesondere Haferprotein, Ackerbohnenprotein, Erbsenprotein oder Sonnenblumenprotein sein. Bevorzugt sind die pflanzlichen Proteinquellen Mehle, Proteinkonzentrate oder Proteinisolate, z.B. Mehl, Proteinkonzentrat, Proteinisolat aus Kürbiskernmehl, aus Ackerbohne, aus Erbse, aus Sonnenblume oder Proteinisolat aus Getreide. Eine bevorzugte Proteinmischung besteht aus Kürbiskernmehl (Proteingehalt ca. 60 g/100g), Sonnenblumenprotein (Proteingehalt ca. 48g/100g) und Erbsenprotein (Proteingehalt ca. 82 g/100g) mit einem Gesamtproteingehalt von 45 bis 85 Gew.-%, z.B. 78 bis 84 Gew.-%, bevorzugt 81 Gew.-% Protein, 6 Gew.-% Glycerin und Zusatzstoffen, z.B. 6 Gew.-% Tomatenmischung, 3 Gew.-% Karamell und 4 Gew.-% Salz. Generell können die pflanzlichen Proteinquellen flüssig sein oder bevorzugt pulverförmig.
Zusatzstoffe schließen Aromastoffe, Salz und Farbstoffe ein, z.B. Flüssigrauch oder Raucharoma, Fleischaroma, Zuckerkulör, Karamell, z.B. flüssig oder als pulverförmiges Instantkaramell, Tomatenmark, Tomatenmischung, pflanzliche Farbstoffe, Gewürze, Hefeextrakt, wobei bevorzugt Hefeextrakt ausgeschlossen ist.
Generell bevorzugt weist der Massestrang und optional bevorzugt die Marinade, kein Verdickungsmittel auf, insbesondere kein Verdickungsmittel aus der Gruppe, die Kohlenhydratpolymere, z.B. Stärke, modifizierte Stärke, Gummen, z.B. Guaran, Guarkernmehl, Cellulose, Cellulosederivate, Carboxymethylcellulose, Xanthan, Pektin, Alginat, Johannisbrotgummi, Carrageenan und/oder Carrageen aufweist oder daraus besteht.
Der Gesamtproteingehalt der trockenen Proteinmischung liegt bevorzugt bei etwa 50 Gew.-%. Bei Kürbiskernmehl als Bestandteil der Proteinmischung ist bevorzugt ein Zusatzstoff Instantkaramellpulver oder Zuckerkulör in einer Masse, die ausreicht, dem Massestrang eine braune Farbe zu verleihen.
Optional kann die Proteinmischung pflanzliche Faserstoffe enthalten, z.B. Erbsenfasern, Apfelfasern, Getreidefasern.
Weiter optional kann die Proteinmischung zugesetzte Stärke enthalten, bevorzugt weist die Proteinmischung keine zugesetzte Stärke auf, sondern enthält nur die in den pflanzlichen Proteinen, die Mehl, Proteinkonzentrat und/oder Proteinisolat sein können, enthaltenen Stärkeanteile. Optional enthält die Proteinmischung Sojaprotein und/oder Weizengluten, bevorzugt ist die Proteinmischung frei von Sojaprotein und/oder Weizengluten.
Das Fett kann unter Rapsöl, Sonnenblumenöl, Olivenöl, Sojabohnenöl, Nussöl, Kakaofett, Baumwollsaatöl, Sesamöl, Milchfett, Butter und/oder gereinigtem Butterfett, das oberhalb 20°C flüssig ist, ausgewählt sein. Generell bevorzugt ist das Fett oberhalb von 0°C flüssig und bei Temperaturen unterhalb 0°C fest.
Die Erfindung wird nun genauer mit einem Beispiel und mit Bezug auf die Figur beschrieben, die schematisch eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung und das Verfahren zeigt.
Die Figur zeigt einen Extruder 1 mit einem Einlassende 2 zur Zuführung der Proteinmischung in den Extruder 1, einem an das Einlassende 2 angrenzenden ersten Abschnitt 3 mit einem daran angeschlossenen ersten Zuführstutzen 4, durch den Wasser und Zusatzstoffe eingeführt werden. An den ersten Abschnitt 3 schließt stromabwärts ein zweiter Abschnitt 5 des Extruders 1 an, der auf eine zweite Temperatur beheizt ist, und stromabwärts daran schließt ein dritter Abschnitt des Extruders 6 an, der auf eine dritte Temperatur beheizt ist. Stromabwärts dieses dritten Extruderabschnitts schließt ein vierter Extruderabschnitt 7 an, der gekühlt ist, und innerhalb oder am Ende des vierten Extruderabschnitts 7 oder nach diesem ist ein zweiter Zuführstutzen 8 angeschlossen, durch den Fett und bevorzugt Zusatzstoffe, die Aroma enthalten, zugeführt werden können. Optional schließt sich ein fünfter Extruderabschnitt stromabwärts an den vierten Extruderabschnitt an, der ebenfalls gekühlt sein kann. Unmittelbar an den fünften Extruderabschnitt 9 schließt eine Düse 10 an, die bevorzugt eine Kühldüse zur Kühlung der Masse ist. Die Düse 10 formt die aus dem Extruder austretende Masse zu einem Massestrang einer Höhe von bevorzugt maximal 8 mm, der auf einen Träger 11 abgelegt wird. Zum Zerteilen des Massestrangs kann ein Schneidgerät oder eine Einrichtung zum Brechen 12, z.B. zum Brechen entlang einer Kante, vorgesehen sein. In der hier gezeigten Ausführung wird der Massestrang von einer Walze 13 gewalzt, die stromabwärts des Schneidgeräts bzw. der Einrichtung zum Brechen angeordnet ist, so dass der Massestrang zunächst quer zu seiner Längsachse zerteilt wird und die daraus entstehenden Abschnitte gewalzt werden.
Der Extruder 1 weist wie bevorzugt zwei Schnecken 14 auf.
Beispiel: Herstellung von Massesträngen auf Basis pflanzlichen Proteins
Eine Proteinmischung wurde aus 27 Gew.-% Kürbismehl, 27 Gew.-% Erbsenproteinisolat, 27 Gew.-% Sonnenblumenprotein, 6 Gew.-% Glycerin und als Zusatzstoffe 4 Gew.-% Speisesalz und 3 Gew.-% Instantkaramell (pulverförmig) 6 Gew.-% Gewürzmischung (Geschmacksrichtung Tomate) zusammengemischt und in das Einlassende eines Einschneckenextruders (z.B. Coperion), bevorzugt eines Doppelschneckenextruders oder eines Planetwalzenextruders eingeführt. In einer alternativen Proteinmischung war Kürbismehl durch Ackerbohnenmehl ersetzt. Dabei wurde in das Einlassende des Extruders die gesamte Proteinmischung, nämlich die pflanzlichen Proteine, Glycerin, Tomate, Karamell und Salz eingeführt.
Durch einen stromabwärts kurz nach dem Einlassende angeordneten ersten Zuführstutzen wurde Wasser mit eingemischtem Raucharoma im gleichen Masseanteil wie die Proteinmischung, entsprechend 49 Gew.-% des Massestrangs, kontinuierlich zugeführt. Raucharoma war zu einem Anteil von 0,03 bis 0,13 % im Wasser enthalten.
Durch einen zweiten Zuführstutzen, der stromabwärts des ersten Zuführstutzen angeordnet war, wurde als Fett Sonnenblumenöl in Mischung mit Aroma (Fleischaroma) zu 2 Gew.-% am Massestrang zugeführt. Das Mischungsverhältnis von Öl zu Aroma war 1:1.
Die Proteinmischung machte 49 Gew.-% des Massestrangs aus, Rest Wasser und Fett, das als Mischung mit Aroma (Fleischaroma) vorlag.
Der Extruder wurde in dem stromabwärts anschließenden Bereich stufenweise über beheizbare Mantelsegmente auf 140 °C erwärmt und in anschließenden Mantelsegmenten gekühlt, um eine Massetemperatur von maximal 120 °C zu erreichen. In einem anschließend an dieses Mantelsegment angeordneten Abschnitt war ein zweiter Zuführstutzen angeschlossen, durch den kontinuierlich eine Mischung aus 1:1 Gew./Gew. Sonnenblumenöl mit Fleischaroma zudosiert wurde. Die Masse trat aus dem Extruder aus und unmittelbar anschließend durch eine mittels eines Kühlmantels gekühlte Düse mit einem rechteckigen Austrittsquerschnitt, der eine Höhe von ca. 2,5 bis 3 mm aufwies. Die Masse trat als Massestrang aus der Düse aus, hatte eine Temperatur von ca. 40 bis 80°C und eine Höhe von ca. 3 bis 4 mm, die durch die Höhe des Austrittsquerschnitts der Düse abhängig vom Durchsatz erreicht wurde. Der so hergestellte Massestrang wurde erst in ca. 10 cm lange Stränge abgeschnitten und dann quer zur Längserstreckung der Abschnitte des Massestrangs mit einer Walze gewalzt, so dass in nur einem Durchlauf die Höhe auf ca. 2 bis 3 mm Höhe verringert wurde.
Der gewalzte Massestrang wurde quer zur Längsachse entlang mit einem Messer geschnitten und bevorzugt anschließend mit Marinade (zusammengesetzt aus Tomatenpaste, Wasser, Öl, Rohrzucker, Pfeffer, Paprikapulver) beschichtet und getrocknet auf < 30 % Restfeuchte und/oder einen a_W-Wert <0,85, bis die Marinade vornehmlich an den Stücken des zerteilten Massestrang haftete und beim Anfassen nicht an den Fingern klebte.
Die Stücke des Massestrangs wiesen bei einer anschließenden Texturmessung mit einer Warner-Bratzler Geometrie eine zum Schneiden erforderliche Kraft von ca. 10-50 N auf, und beim Verkosten einen festen Biss und eine Faserstruktur, die getrockneten Fleischstreifen ähnlich war.
Bezugszeichenliste

1: Extruder
2: Einlassende
3: erster Extruderabschnitt
4: erster Zuführstutzen
5: zweiter Extruderabschnitt
6: dritter Extruderabschnitt
7: vierter Extruderabschnitt
8: zweiter Zuführstutzen
9: fünfter Extruderabschnitt
10: Düse
11: Träger
12: Schneidgerät oder Einrichtung zum Brechen
13: Walze
14: Schnecke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2019/143859 A1 [0002]
EP 3270716 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung zur Herstellung eines Massestrangs, das die Schritte - Mischen von zumindest einer pflanzlichen Proteinquelle, optional Glycerin und optional Zusatzstoffen zur Herstellung einer Proteinmischung, - Zuführen der Proteinmischung in das Einlassende eines Extruders, - Zuführen von Wasser und optional Zusatzstoffen in den Extruder durch einen ersten Zuführstutzen des Extruders, der stromabwärts des Einlassendes des Extruders angeordnet ist, - wobei die Proteinmischung in einem Abschnitt des Extruders auf eine Temperatur von 110 bis 150 °C erhitzt und einem Druck unterworfen wird, der die Bildung von Dampfblasen verhindert, - Formen der aus dem Extruder austretenden Proteinmasse mittels einer Kühldüse und Ablegen des aus der Kühldüse in Form eines Massestrangs austretenden Proteinmasse auf einem Träger, wobei die Kühldüse den Massestrang auf eine Temperatur von maximal 95 °C kühlt und einen Massestrang einer Höhe von maximal 8 mm erzeugt, - unmittelbar anschließendes Walzen des auf dem Träger abgelegten Massestrangs zur Herstellung gewalzter Massestränge, und - vor oder nach dem Walzen Zerteilen des Massestrangs, - Trocknen des Massestrangs und anschließendes - Verpacken aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Zerteilen des Massestrangs unmittelbar nach Austreten aus der Kühldüse quer zur Längserstreckung des Massestrangs.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die pflanzlichen Proteinquellen pulverförmig sind.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger im Bereich des Walzens von einer Rolle gebildet ist, so dass der Massestrang beim Walzen zwischen einer Rolle und einer Walze belastet wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzen bis zu einer Verringerung der Höhe auf 90 % bis 70% der Höhe erfolgt, die der Massestrang nach Ablegen auf dem Träger aufweist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder nach dem Walzen Fett oder Marinade auf den Massestrang und/oder auf den Träger aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzen mit einer Walze erfolgt, deren Umfangsgeschwindigkeit höher oder niedriger als die Geschwindigkeit des Trägers ist und/oder mit einer Walze, deren Drehachse parallel zur Oberfläche des Trägers und in einem Winkel von <90° zur Längserstreckung des Massestrangs angeordnet ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder ein Doppelschneckenextruder oder ein Planetwalzenextruder ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach Austreten aus der Kühldüse Fett oder Marinade auf den Massestrang aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Massestrang nach dem Aufbringen von Marinade getrocknet wird, bis die Marinade aufgetrocknet ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Proteinmischung vor dem Zuführen der Proteinmischung in das Einlassende des Extruders pflanzliches Fett, fest oder flüssig, zugemischt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Proteinmischung zumindest 45 Gew.-% pflanzliches Protein enthält.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Proteinmischung vor dem Zuführen in das Einlassende des Extruders ein erster Anteil des Wassers zugemischt wird und durch den ersten Zuführstutzen ein zweiter Anteil des Wassers zugeführt wird, wobei die Summe aus dem ersten Anteil und dem zweiten Anteil Wasser 35 bis 55 Gew.-% des Massestrangs ergibt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den ersten Zuführstutzen und/oder durch einen zweiten Zuführstutzen, der stromabwärts des ersten Zuführstutzens am Extruder angeordnet ist, Zusatzstoffe Aromastoffe, Salz und/oder Farbstoffe zugeführt werden.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass pflanzliches Fett, flüssig oder fest, optional Zusatzstoffe, durch einen stromabwärts des ersten Zuführstutzens am Extruder angebrachten zweiten Zuführstutzen zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder in dem Abschnitt, der unmittelbar stromaufwärts des zweiten Zuführstutzens angeordnet ist, gekühlt wird, um die Masse auf eine Temperatur von maximal 125 °C zu kühlen.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck, dem die Proteinmischung in einem Abschnitt des Extruders beim Erhitzen auf eine Temperatur von 110 bis 150 °C unterworfen wird, 4 bar bis 30 bar beträgt.
Massestrang, erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Massestrang eine parallel zu seiner Längserstreckung verlaufende Faserstruktur und einen festen Biss aufweist.
Vorrichtung zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, mit einem Extruder (1) mit einem Einlassende (2) zur Zuführung einer Proteinmischung, einem an das Einlassende (2) angrenzenden ersten Extruderabschnitt (3) mit einem daran angeschlossenen ersten Zuführstutzen (4) zur Zuführung von Wasser und Zusatzstoffen, einem stromabwärts anschließenden zweiten Extruderabschnitt (5), der beheizt ist, einem stromabwärts daran anschließenden dritten Extruderabschnitt (6), der beheizt ist, einem stromabwärts daran anschließenden vierten Extruderabschnitt (7), der gekühlt ist, einem daran angeschlossenen zweiten Zuführstutzen (8) zur Zuführung von Fett und Zusatzstoffen, einer unmittelbar daran angeschlossene Düse (10), die eine Kühldüse zur Kühlung der Masse ist, einem Träger (11) zum Ablegen des aus der Düse (10) austretenden Massestrangs, und einem Schneidgerät oder einer Einrichtung zum Brechen (12) zum Zerteilen des Massestrangs, und mit einer Walze (13) gewalzt, die stromabwärts oder stromaufwärts des Schneidgeräts bzw. der Einrichtung zum Brechen (13) angeordnet ist und eingerichtet ist, den Massestrang quer zu seiner Längsachse zu zerteilen.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (10) eingerichtet ist, die aus dem Extruder austretende Masse zu einem Massestrang einer Höhe von maximal 6 mm zu formen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (13) eingerichtet ist, die Höhe des Massestrangs auf 2 bis 8 mm und/oder auf maximal 90% der Höhe zu verringern, die der Massestrang unmittelbar nach Austritt aus der Düse aufweist.