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Die vorliegende Erfindung betrifft ein proteinhaltiges Texturat, insbesondere aus veganen Proteinen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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HINTERGRUND
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Pflanzliche Proteine in Form von Isolaten oder Konzentraten werden heutzutage für eine Vielzahl von Fleischersatzprodukten verwendet. Dies wird zum einen durch eine erhöhte Nachfrage nach einer vegetarischen oder veganen Ernährung bedingt und ist zum anderen dem Verbraucherwunsch nach einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Landwirtschaft geschuldet.
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Dabei besitzen vegane Lebensmittelprodukte aus pflanzlichen Proteinen unter anderem den Vorteil, dass sie aus heimisch bzw. lokal hergestellten Grundstoffen erzeugt werden können. Gerade Hülsenfrüchte, aber auch andere pflanzliche Stoffe haben gegenüber Soja oder anderen den Vorteil, dass sie ressourcenschonender angebaut werden können. Demgegenüber steht eine wachsende Nachfrage nach unterschiedlichen Lebensmittelprodukten auf pflanzlicher Basis.
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Herkömmlicherweise werden Produkte auf Basis von pflanzlichen Proteinen durch Trocken- oder Feuchtextrusion hergestellt. Die Trockenextrusion wird bei hohen Temperaturen T > 130 °C und einem Feuchtigkeitsgehalt < 30 % durchgeführt. Für die Extrusion wird eine kurze, schmale Düse ohne Kühlung verwendet. Dies ermöglicht die Herstellung von direkt-expandierten Produkten, so genannten TVP (texturierte pflanzliche Proteine). In trockener Form sind sie eher unregelmäßig, porös und glasig und werden, nachdem sie rehydriert wurden, zu den Endprodukten weiterverarbeitet. Das Endprodukt hat eine schwammartige Struktur ohne nennenswerte Anisotropie mit entweder keinen oder nur sehr kurzen Fasern. Sie ähneln den sensorischen Eigenschaften von Fleischanaloga nur wenig und werden häufig in gemischten Produkten (z. B. Burger-Patties usw.) und nicht für ganze Produkte verwendet.
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Die Feuchtextrusion (HME) ist die derzeitige Technologie, die von der Industrie zur Herstellung faseriger Produkte auf pflanzlicher Proteinbasis eingesetzt wird. Die daraus resultierenden Produkte bieten oft eine zufriedenstellende Grundlage, da sie eine anisotrope, fleischähnliche Struktur, Textur und Optik aufweisen. Solche Produkte werden mit verschiedenen Technologien hergestellt.
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Bei einer solchen Feuchtextrusion wird die Masse nach einem Kneten unter anderem durch eine längliche Kühlschlitzdüse oder auch eine verlängerte Kühl-couettes Düse gepresst. Dabei wird in beiden Fällen wird die auf Proteinen basierende Matrix bei relativ hohen Temperaturen (T > 130 °C) und hohen Wassergehalten (>50 %) im Schneckenteil des Extruders extrudiert und dann gezwungen, durch eine nachfolgende Kühldüse zu fließen, in der das Material kontinuierlich abgekühlt wird (typischerweise auf unter <100 °C am Düsenaustritt), um eine Expansion zu vermeiden, welche die erzeugten faserigen Strukturen im Düsenteil zerstören könnte.
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Obwohl diese Methode bei unterschiedlichen Rohstoffen auf Pflanzenbasis angewandt werden kann, um faserige Produkte auf Proteinbasis zu erzeugen, die Fleischprodukten in akzeptabler Weise äußerlich und zum Teil auch geschmacklich ähneln, fehlen ihnen entweder lange Faserstrukturen oder die gewünschte Zartheit, die beide notwendig sind, um die Eigenschaften von Fleisch erfolgreich nachzubilden.
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Es hat sich gezeigt, dass die resultierenden Produkte faserähnliche Strukturen mit lediglich kurzer Länge aufweisen, während echtes Fleisch aus Längsfasern mit bis zu 12 cm Länge besteht. Je nach Implementierung kann zwar die Länge der Fasern bei den pflanzlichen Proteinen etwas erhöht werden, jedoch ist das resultierende Endprodukt sehr kompakt, hart und weist eine sehr starke Elastizität auf, was nicht zu dem gewünschten Mundgefühl der Fleischprodukte führt.
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Bei diesen möchte der Verbraucher aber nicht auf die bisher bekannten Eigenschaften verzichten, d.h. die auf Basis pflanzlicher Proteine hergestellten Produkte sollten nicht nur in Farbe und Form den bekannten Produkten aus Fleisch ähneln, sondern auch möglichst auf die gleiche Weise verzehrt bzw. weiterverarbeitet zubereitet werden können. Es hat sich herausgestellt, dass pflanzliche Proteine aus Ackerbohne und auch in Kombination mit Weizenprotein für die Erzeugung verschiedener getrockneter Fleischalternativen nicht geeignet sind, da diese mit konventionellen Verfahren kaum oder nur geringfügig texturierbar sind. Auch die Faserlänge des fertigen Materials ist gegenüber echtem Fleisch signifikant verkürzt.
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Entsprechend besteht das Bedürfnis, dieser Nachfrage gerecht zu werden, ohne dabei auf eine nachhaltige und ressourcenschonende Landwirtschaft zu verzichten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Diesem Bedürfnis wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche Rechnung getragen. Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen des vorgeschlagenen Prinzips sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bisherige Forschungen gingen davon aus, dass die Faserbildung im Formteil und der Ausgangsdüse aus der mehrphasigen Gelbildung bei hohen Temperaturen und der anschließenden Verformung dieses mehrphasigen Systems durch Scherspannungen im Formteil resultiert, wobei die Masse auf weniger als 100° C abgekühlt ist, um die Fasern nicht zu zerstören.
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Mit dem hier vorgestellten Verfahren lassen sich auch Kombinationen verschiedener Proteingemische zu Texturaten verarbeiten, welche die für getrocknete Fleischalternativen charakteristische Faserlängen und einstellbare Textur aufweisen. Die fertigen Produkte sind entweder frittiert, gebraten, getrocknet oder auch trockenbeschichtet
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Definition Proteingemisch
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Zum Zwecke dieser Anmeldung umfasst der Begriff „Proteingemisch“ ein Pflanzenproteingemisch. Ein derartiges Pflanzenproteingemisch wird im Herstellungsprozess im Regelfall aus einer einzelnen Pflanzenart gewonnen, wobei Verunreinigungen anderer Pflanzen in geringem Maße vorkommen können.
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Sofern nicht anders genannt, umfasst ein „Pflanzenprotein“ ein Pflanzenproteingemisch aus der jeweiligen Pflanze, andernfalls wird von einem „einzelnen Pflanzenprotein“ gesprochen. Das Gemisch kann neben den eigentlichen pflanzlichen Proteinen auch noch weitere Bestandteile wie Stärke, Zucker, Faserstoffe, Mineralien, Fette sowie Öle enthalten. Ebenso können einzelne Aminosäuren Teile des Proteingemisch sein. Die jeweiligen Mengen werden weiter unten noch näher in den Begriffen Konzentrat und Isolat definiert.
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In entsprechender Weise ist ein „Erbsenprotein“ oder ein Pflanzenprotein auf Erbsenbasis ein Proteingemisch, welches im Wesentlichen Erbse, Erbsenbestandteile oder Proteine der Erbsenpflanze umfasst und entsprechend aufbereitet worden ist.
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Definition Hülsenfruchtprotein
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Ein Hülsenfruchtprotein ist ein Proteingemisch, welches aus Hülsenfrüchten gewonnen wird. Dazu gehören unter anderem Erbse und Ackerbohne, aber auch Linsen, Kichererbsen, weiße Bohnen und Erdnüsse. Soja gehört ebenso zu diesen, soll jedoch, -sofern nicht explizit angegeben- ebenfalls unter den Begriff Hülsenfruchtprotein fallen, obwohl der Anbau von Sojabohnen im Verhältnis zu anderen Hülsenfrüchten deutlich mehr Ressourcen verbraucht.
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Definition anderer Proteingemische
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Neben Proteingemischen aus Hülsenfrüchten lassen sich auch andere Proteingemische aus anderen Feldfrüchten erzeugen. Dazu gehören unter anderem Weizen und generell alle Arten von Cerealien und Getreide, Kartoffel, Reis, Hanf, Kürbiskern, Mais aber auch Raps, Sonnenblumen sowie und gerade auch Protein aus Pilzmycelium oder Pilz-Fruchtkörper.
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Definition Konzentrat sowie Isolat
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Die Begriffe Pflanzenproteinisolat und Pflanzenproteinkonzentrat beschreiben jeweils Pflanzenproteingemische, deren Proteinanteile in unterschiedlicher Konzentration vorliegen. Die anderen Bestandteile eines Isolats bzw. Konzentrat sind beispielsweise Fette, Zucker einschließlich Stärke und Cellulose, die bei der Verarbeitung des Konzentrats oder Isolats im Gemisch zurückbleiben. Die einzelnen anderen Bestandteile sind gegenüber der ursprünglichen Konzentration reduziert, Reste befinden sich aber wegen der verschiedenen Aufbereitungsmöglichkeiten in unterschiedlicher Konzentration weiterhin im Isolat bzw. Konzentrat. Daneben befindet sich auch ein geringer Anteil an Restfeuchte in dem Isolat bzw. Konzentrat.
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Ein Pflanzenproteinisolat ist beispielsweise ein Gemisch aus einem Pflanzenprotein, bei dem die Konzentration des Proteins in dem Gemisch im Bereich über 85% Gewichtsanteil liegt, beispielsweise im Bereich von 87% bis 97% Gewichtsanteil. Bei einem Proteinkonzentrat liegt der Gewichtsanteil des Proteins üblicherweise im Bereich unterhalb von 80 Gewichts-% oder auch unterhalb von 70 Gewichts-%, beispielsweise im Bereich von 40 Gewichts-%, bis 75 Gewichts-% oder auch bis ca. 80 Gewichts-%. Es gibt zudem einen Übergangsbereich, der je nach Proteingemisch von 75 Gewichts-% und 85 Gewichts-% reicht und in dem, je nach Hersteller, Proteinvariante oder anderen Parametern mal von Konzentrat oder auch von Isolat gesprochen wird.
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Je nach Aufbereitungs- und Herstellungsprozess kann aus einer Pflanzenart somit ein Konzentrat oder Isolat gewonnen werden. Damit beeinflusst der Herstellungsprozess nicht nur wesentlich die Konzentration des Pflanzenproteingemisches, sondern gegebenenfalls auch die Zusammensetzung der übrigen Bestandteile sowie der Restfeuchte.
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Definition weitere Zutaten
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In einigen Aspekten kann eine zusätzliche Funktionalität in Proteinzusammensetzung, Geschmack, textureller Zusammensetzung, visuellen oder haptischen Eigenschaften durch verschiedene weitere Zutaten erzeugt werden. Hier wäre zum einen anzumerken, dass die oben genannten Proteingemische aus den verschiedenen Trägerpflanzen, zum einen sowohl hinsichtlich der verschiedenen Feldfrüchte aber auch hinsichtlich der Konzentration gemischt werden. Ein Beispiel wären unter anderem Mischungen aus Erbsenprotein und Ackerbohnenprotein aber auch Zusätze von Weizen oder Reisprotein zu einem Proteingemisch aus Soja oder auch Erbse.
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Daneben können auch weitere Zutaten, wie Salz, Gewürze, aber auch zusätzliche Stärke, Zucker, Sirup, zuckerhaltige Fruchtsäfte, Fette oder Öle vorhanden sein. Diese lassen sich sowohl als Teil der Rohmasse am Anfang zugeben, aber auch während des Verarbeitungsprozesses. Es hat sich hier überraschend herausgestellt, dass gerade Zucker, Öle und Salze, bzw. Salz-, Öl-haltigen Zutaten. Z.B. Traubensaftkonzentrat oder Sojasauce nicht nur zu einer geschmacklichen Anpassung, sondern auch noch zu texturellen Änderungen führen können. Diese zusätzlichen Bestanteile können in freier Form vorliegen, aber auch in entsprechenden Rohstoffen in stark konzentrierter Form gebunden sein, also z.B. Zucker in Sirup.
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Eine weitere Möglichkeit besteht in der Zuführung funktioneller Bestandteile, wie Aromen, oder auch zusätzlicher spezieller Protein- bzw. Aminosäurequellen zur Einstellung bestimmter Eigenschaften oder Verbesserung der menschlichen Bioverfügbarkeit. Im Allgemeinen werden die zusätzlichen Gemische sowie die oben genannten Stoffe als weitere Zutaten oder weitere Komponenten bezeichnet.
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Definition Grundmischung
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Eine Grundmischung ist eine Kombination aus einem Proteingemisch sei es als einzelnes Proteingemisch, oder Gemische aus mehreren Pflanzenarten, als Isolat, Konzentrat oder eine Kombination hiervon, sowie Wasser, das vor oder während der Verarbeitung hinzugegeben wird. Optional können weitere Proteingemische, oder auch andere Zutaten und Komponenten hinzugefügt werden.
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Die so erstellte Mischung bildet bei Zugabe von Wasser einen Brei, der anschließend in einem Extruder weiterverarbeitet wird. Alternativ können die einzelnen Bestandteile auch dem Extruder während der Extrusion zugeführt werden.
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Die Grundmischung wird in im allgemeinen in Gewichts-% angegeben und zwar bezogen auf die hinzugefügten Zutaten. Eine Grundmischung aus 50% Gewichtsanteil Proteingemisch und 50% Gewichtsanteil Wasser wird somit durch Mischen gleicher Gewichtsanteile des Proteingemisches und Wasser erzeugt. Dennoch ist der gesamte Wasseranteil in der Grundmischung etwas größer als 50%, weil das Proteingemisch selbst ja etwas Restfeuchte enthält. Das gleiche gilt für der Grundmischung zugefügte Salze, Zucker, Fette, da diese ebenfalls im Proteingemisch in unterschiedlicher Menge vorhanden sind.
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Entsprechend sind somit die einzelnen Bestandteile in der Grundmischung bezüglich der hinzugegebenen Anteile etwas verschoben. Dies gilt insbesondere auch im Blick auf den Wasseranteil, der aufgrund der Restfeuchte im Proteingemisch im Teig meist etwas höher ist als das rein zugegebene Wasser, im fertigen Texturat aber wiederum niedriger sein kann, weil etwas Wasser verdampft ist.
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Definition Extrudat
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Im Folgenden wird die in dem Extruder durch Kneten erzeugte Teigmasse, die anschließend verformt wird als Extrudat oder auch als viskoelastische Masse bezeichnet.
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Definition Faser
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Fasern im Sinne dieser Anmeldung sind elastischen, kohäsiven Schichten, die entlang einer Hauptrichtung ausgerichtet sind, die als Faserrichtung bezeichnet ist. Fasern im Sinne dieser Anmeldung weisen eine starke Anisotropie auf, was bedeutet, dass sie sich vom restlichen Produkt ablösen oder trennen lassen, wenn die Fasern in eine andere Richtung als ihre Faserrichtung gezogen werden (z. B. aus der Querrichtung, wenn sie in Längsrichtung ausgerichtet sind, oder umgekehrt) . Die Fasern sind damit relativ locker oder ablösbar, wenn sie in eine Richtung orthogonal zur Faserrichtung gezogen werden, und elastisch und kohäsiv, wenn sie entlang der Faserrichtung gezogen werden. Durch simples Ziehen mit der Hand können einzelne Fasern von dem Produkt abgelöst werden.
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Als Faserlänge wird maximale Länge der Schicht bezeichnet, die sich vom Produkt ablöst, ohne zu reißen und dabei ihre starke Anisotropie and Elastizität in der Faserrichtung zu behalten. Die durchschnittliche Faserlänge ist meist geringer und folgt einer normalen Verteilung. Wenn nicht anders angegeben ist mit der Faserlänge meist die maximale Faserläge gemeint.
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Der Erfinder hat erkannt, dass bei der Verarbeitung pflanzlicher Proteine auftretende Spannungen bei der Verformung effizienter sind als Scherkräfte. Eine geeignete Steuerung des Auftretens und der Stärke ermöglicht die Erzeugung faseriger Strukturen in Proteinmischungen, die in herkömmlichen Systemen aufgrund unzureichender Verformung der Matrix nicht ausreichend texturiert werden.
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Durch die Anpassung der Viskoelastizität und der Verformungsspannungen lassen sich auch Proteingemische texturieren, die ansonsten nicht oder nur schwierig zu texturieren sind. Damit ist eine Grundlage für die Texturierung einer größeren Bandbreite von Proteinen (einschließlich Konzentraten) geschaffen und die Textur lässt sich entsprechend den Anforderungen des Endprodukts gestalten, sei es Fisch, Huhn oder eine Alternative aus Rind- oder Schweinefleisch. Das sich ergebende Texturat besitzt eine lange faserähnliche Struktur mit Längen von größer als 8 cm und insbesondere auch größer als 10 cm und bis zu 30 cm, die den Fasern von Fleisch, insbesondere Muskelfleisch besonders stark ähneln.
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Auf diese Weise lassen sich nicht nur verschiedene Proteingemische texturieren, sondern es wurde überraschend festgestellt, dass Proteingemische verwendet werden können, die sich unter normalen Bedingungen nicht zu langen Fasern oder eine langfaserigen fleischähnlichen Struktur texturieren lassen. Durch eine weitere Verarbeitung kann dann die fasrige Struktur des Texturats an das gewünschte Endprodukt angepasst werden.
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Der Erfinder schlägt nun eine Herangehensweise vor, die auf der hier vorgestellten Trockenextrusion beruht, aber dennoch zu einem Ergebnis führt, bei dem das erzeugte Texturat einerseits einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 30 Gewichts-%, insbesondere im Bereich von 1,5 Gewichts-% bis 25 Gewichts-%, oder auch weniger als 20 Gewichts-% aufweist, wobei aber dennoch eine Faserlänge von 15 cm und mehr erzeugt wird. Daneben lässt sich durch die Kombination der Zutaten der Grundmischung ein einstellbares Mundgefühl, Textur und Knusprigkeit erzeugen. Die Knusprigkeit wird durch die höhere Glasübergangstemperatur der verwendeten Zutaten hervorgerufen, die so bei konventionellen Fleischprodukten nicht vorhanden ist. Die Glasübergangstemperatur lässt durch die Verteilung von Kohlenhydraten und Proteine einstellen, so dass beispielsweise beim Frittieren knusprige Teile erzeugt werden, ähnlich wie bei Nuggets, wo man normalerweise auch Panade brauchen, um das zu erreichen.
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Vorteilhaft ist bei dem vorgeschlagenen Prinzip, dass eine Maillard Reaktion erzeugt werden kann, also auch ein positives Geschmack- und Farbenbildung, was das Produkt insgesamt sehr attraktiv und „innovativ“ macht. Durch diese Flexibilität können mit dem vorgeschlagenen Prinzip so verschiedene Produktarten hergestellt werden, deren Faserlänge ebenfalls einstellbar ist:
- • ein weiches Produkt;
- • ein Produkt, dass außen knusprig aber innen weich ist;
- • ein Produkt, dass außen und innen knusprig ist.
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Mit weiteren Maßnahmen wird auf diese Weise die Textur und Farbe typischer getrockneter Fleischprodukte erreicht.
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Einige Aspekte beschäftigen sich mit einem proteinhaltigen Fleischersatzprodukt mit einem Texturat. Das Texturat umfasst ein (erstes) Proteingemisch aus einer Nichthülsenfrucht, beispielsweise Weizen sowie ein Hülsenfruchtproteingemisch, deren Herkunft sich von dem ersten Proteingemisch unterscheidet.
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Das erste Nicht-Hülsenfruchtproteingemisch kann beispielsweise einen Anteil zwischen 10 Gewichts-% und 80 Gewichts-% bezogen auf die Grundmischung aufweisen. Weitere mögliche Anteile wären 15 Gewichts-% 20 Gewichts-%, 25 Gewichts-%, 30 Gewichts-%, 35 Gewichts-%, 40 Gewichts-%, 45 Gewichts-%, 50 Gewichts-%, 55 Gewichts-%, 60 Gewichts-%, 65 Gewichts-% und 70 Gewichts-% sowie vor allem die jeweiligen Bereiche zwischen zwei dieser genannten Werte, also z.B. zwischen 45 Gewichts-% und 50 Gewichts-%. Neben Weizen kommt auch ein anderes oderweiteres Nicht-Hülsenfruchtproteingemisch oder Kombination von solchen in Betracht. Beispiele für derartige Gemische sind weiter oben aufgeführt.
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Das Hülsenfruchtproteingemisch umfasst beispielsweise ein Erbsenproteingemisch, Ackerbohnenproteingemisch oder auch eine Kombination hiervon, und zwar mit einem Anteil zwischen 0 Gewichts-% und 60 Gewichts-% bezogen auf die Grundmischung. Weitere mögliche Anteile wären 10 Gewichts-%, 15 Gewichts-%, 20 Gewichts-%, 30 Gewichts-%, 35 Gewichts-%, 40 Gewichts-%, 45 Gewichts-%, 50 Gewichts-%, 55 Gewichts-%, 60 Gewichts-%, sowie vor allem die jeweiligen Bereiche zwischen zwei dieser genannten Werte, also z.B. zwischen 45 Gewichts-% und 50 Gewichts-%. Ebenso sind andere Hülsenfruchtproteingemische denkbar, einschließlich Soja.
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Die Grundmischung umfasst ebenso wenigstens eine weitere Komponente. Diese kann aus Salz, Aromen, Gewürzen, Farbstoffe und weitere gewählt werden, wobei der Anteil der wenigstens einen weiteren Komponente zwischen 0,25 Gewichts-% und 5 Gewichts-% bezogen auf die Grundmischung liegt. Ebenso kann ein Zucker hinzugefügt sein, wobei dieser wiederum mit einem Gewichtsanteil bis zu 20 Gewichts-% vorliegt. Dieser Zucker kann auch aus dem Proteinkonzentrat stammen, aber auch aus weiteren Quellen wie Glucose, Fructose, Maltose, Lactose sowie Zuckeralkohole sind hierfür geeignet. Weitere mögliche Zutaten sind farbgebende Zutaten bis zu 2 Gewichts-% und Aromen auch bis zu 2 Gewicht-%. Durch die Mischung und Wahl der Anteile aus den Proteingemischen und den weiteren Bestandteilen werden die Fasrigkeit und die Knusprigkeit über einen weiten Bereich hinweg eingestellt.
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Das Texturat weist darüber hinaus einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 25 Gewichts-%, insbesondere weniger als 20 Gewichts-% und insbesondere weniger als 15 Gewichts-% auf bezogen auf die Masse des Texturats. In einigen Aspekten kann der Feuchtigkeitsgehalt des Texturats somit weniger als 5 Gewichts-% 10 Gewichts-%, 14 Gewichts-%, 16 Gewichts-%, 17 Gewichts-%, 18 Gewichts-%, 19 Gewichts-%, 20 Gewichts-%, 21 Gewichts-%, 22 Gewichts-%, 23 Gewichts-%, 24 Gewichts-%, bzw. weniger als 25 Gewichts-% betragen. Der Feuchtigkeitsanteil stammt dabei zum einen aus der Grundmischung (zum kleineren Teil) aber auch aus einem während der Herstellung zugeführten Anteil an Wasser. Das Texturat ist schließlich mit einem Puder, einem Öl oder auch einer Emulsionsschicht überzogen. Zudem kann das Texturat in verschieden große Stücke geschnitten sein.
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Ein derartiges Texturat zeichnet sich dadurch aus, dass es entsprechenden Fleischprodukten in Konsistenz Farbe und Aussehen stark ähnelt. Insbesondere umfasst es längsangeordnete Fasern, deren durchschnittliche Länge mehr als 8 cm und insbesondere mehr als 10 cm umfassen können. Je nach Schnitt kann die maximale Länge der Fasern des Texturats auch über die Länge der Texturatstücke gehen.
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In diesem Zusammenhang ist in einigen Aspekten insbesondere die Verteilung der durchschnittlichen Faserlänge gemeint, die zwischen 12 cm und 12 cm oder auch 25 cm ihr Maximum aufweist. Die Verteilung der Faserlänge kann dabei beispielsweise einer Gauß-Verteilung folgen. In einigen Aspekten ist diese Gaußverteilung recht schmal, mit einer Standardabweichung im Bereich von 1 bis 2,5 cm. In einigen Aspekten sind maximalen Faserlängen auch größer als 14 cm und abhängig von der Düse auch eine maximale Faserlänge im Bereich zwischen 17 cm und 25 cm und darüber hinaus möglich. Dadurch ist das Texturat hinsichtlich der Faserstruktur eher gleichförmig, so dass es sich besonders gut für die weitere Verarbeitung eignet. In anderen Aspekten kann die Standardabweichung durch Maßnahmen wie Temperatur oder auch Wassermenge, während der Prozessierung verändert werden, so dass sich verschiedene Verteilungsfunktionen und auch die Faserlänge über einen Bereich hinweg einstellen lassen.
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Das Texturat kann in einigen Aspekten frittiert sein, aber auch luft-getrocknet, wodurch der oben angegebene Feuchtigkeitsanteil in dem niedrigen Bereich liegt. Zudem ist es möglich, das Puder, das Öl oder auch die emulsions-basierte Schicht entsprechend auszugestalten, um die haptischen bzw. optischen Eigenschaften, oder auch die sensorischen Eigenschaften wie Geschmack an bestehende Fleischprodukte anzunähern. Hierzu gehören neben Aromen auch Salz, sowie die weiter oben aufgeführten Gewürze, Mineralien und Aromen, die Teil von Emulsionen sein können. Diese lassen sich mit Ölen, Fetten, Sirup oder anderen flüssigen Stoffen zu einer Emulsion vermischen.
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In einigen Aspekten wird das verformte Texturat für das Fleischersatzprodukt vor, während oder auch nach dem Trocknen noch beschichtet. Hierzu kann es beispielsweise mit einem Öl oder auch einer emulsionsbasierten Schicht besprüht werden. Alternativ kann ein Puder oder Mehl über das verformte Texturat gestäubt, oder dieses in einem solchen gerollt werden. Die Beschichtung wird zum einen in einigen Aspekten dazu genutzt, die Haltbarkeit zu erhöhen, aber zudem auch noch Farbe, Textur, Geschmackseindruck und Konsistenz weiter an die bekannten Fleischprodukte anzupassen.
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Für eine derartige Beschichtung können folgende Stoffe alleine oder in Kombination eingesetzt werden: Zucker, Salz, Natürliche Aromastoffe, Gewürze unter anderem Cayennepfeffer, Koreandersamenpulver, Kreuzkümmelpulver, Ingwerpulver, Paprikapulver, Kurkumapulver, Kardamompulver, Hefeextrakt, Zwiebelpulver, Tomatenpulver, Honig-Pulver, Senf, Rauch-Aroma, Säure (Zitronensäure), Knoblauchpulver, Paprika-Extrakt, Chilipulver, Säureregulator (Natriumacetate), Petersilie und Oregano. Zur besseren Haftung kann das Texturat vorher mit einer dünnen Emulsionsschicht versehen sein. Auch können die oben genannten Zutaten mit Sirup, Fetten oder Ölen vermischt sein, um eine Emulsion zu bilden.
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Zusätzlich oder auch alternativ dazu erfolgt ein Schneiden des Texturats zur Erzeugung von getrockneten Stücken. Das bereits oben angesprochene Bestäuben oder Beschichten mit einer Oberflächenbeschichtung kann hierbei nach dem Rollen oder Zusammenpressen, aber auch noch vor dem Schneiden erfolgen. Wenn das Texturat anschließend noch weiter getrocknet wird, ist es möglich, die Beschichtung während des Trocknens aufzubringen.
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Ein Trocknen kann als Luft-trocknen durchgeführt werden, bis der Wassergehalt im Texturat die gewünschte maximale Menge erreicht hat. Dies resultiert in einer milderen Behandlung und führt zu eher elastischeren trockneren Produkten. Alternativ dazu oder bei kleinen Feuchtigkeitsmengen im Texturat auch schon nach dem Beschichten wäre ein Frittieren der Texturatstücke denkbar. Durch ein Frittieren erfolgt eine weitere Maillardreaktion, die zur Krustenbildung beiträgt. Daneben findet eine zusätzliche Polymerisation der Proteine statt und gegebenenfalls eine weitere Expansion der Restfeuchte. Das Frittieren erlaubt es bei geeigneter Restfeuchte, chipartige knusprige Produkte herzustellen. Die letzten Schritte, nachdem das Texturat gerollt wurde, bzw. die Düse verlassen hat, lassen sich auch in einer anderen Reihenfolge kombinieren
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Figurenliste
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Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.
- 1 zeigt nach dem vorgeschlagenen Prinzip ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Erzeugung einen proteinhaltigen Texturat nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
- 2 ist ein Bild, welches die fasrige, fleischähnliche Struktur eines proteinhaltigen Texturats zeigt, welches mit dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellt wurde;
- 3 zeigt ein Bild eines frittierten proteinhaltigen Texturats, welches nach dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellt wurde;
- 4 ist ein weiteres Beispiel eines Texturats nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
- 5 zeigt ein Bild einer gewalzten und geschnittenen proteinhaltigen Texturats, welches nach dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellt wurde;
- 6 zeigt ein Bild von frittierten und mit einer Emulsion beschichteten kurze Texturatstücken.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschiedene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Ausführungsformen und Beispiele sind nicht immer maßstabsgetreu. Ebenso können verschiedene Elemente vergrößert oder verkleinert dargestellt werden, um einzelne Aspekte hervorzuheben. Es versteht sich von selbst, dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird. Einige Aspekte weisen eine regelmäßige Struktur oder Form auf. Es ist zu beachten, dass in der Praxis geringfügige Abweichungen von der idealen Form auftreten können, ohne jedoch der erfinderischen Idee zu widersprechen.
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1 zeigt einen Teil einer Extruderanordnung nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Extruderanordnung ist mit einem Mischextruder 1 ausgestaltet. Zu diesem Zweck umfasst der Mischextruder 1 einen Motor mit Getriebe 10. Daran angeschlossen befinden sich mehrere Abschnitte 11a, 11b, 11c, 11d und 11e des Mischextruders.
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Im Besonderen umfasst der Mischextruder 1 nach dem vorgeschlagenen Prinzip zwei Eingangsabschnitte 11a mit dazugehörigen Schneckenelementen 12b. Die Eingangsabschnitte 11a besitzen eine Öffnung zu Zuführung der Grundmischung bzw. von Wasser. Im Einzelnen wird in der dargestellten Ausführungsform die Grundmischung über einen Trichter 14 in einem ersten Abschnitt 11a des Mischextruders 1 eingeführt. Nachfolgend wird über einen Zulauf 15 auch das Wasser hinzugegeben.
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An die ersten Abschnitte 11a angeschlossen sind eine Vielzahl weiterer Abschnitte 11b, 11c und 11d.
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Zu diesem Zweck sind die einzelnen Abschnitte mit mehreren Heizelementen (hier nicht dargestellt) ausgerüstet, die separat und voneinander unabhängig steuerbar sind. Bei gleichzeitiger Erhöhung der Temperatur bzw. einer hohen Temperatur beispielsweise im Bereich von 120 °C bis 160 °C und einem Druck von mehreren bar tritt eine Polymerisation der Proteinmischung mit dem Wasser und den weiteren Bestandteilen ein, sodass sich eine gelartige hochviskose Masse ergibt.
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Der Ausgangsabschnitt 11e des Mischextruders 1 besitzt ausgangsseitig einen leicht konisch zulaufenden Verlauf mit einer Ausstoßzone 13, an die entweder direkt oder über ein Zwischenstück eine Düse nach dem vorgeschlagenen Prinzip angeschlossen ist. Diese ist jedoch aus Übersichtsgründen lediglich angedeutet und in einigen beispielshaften Ausführungsformen erläutert. Die in diesem Ausgangsabschnitt befindliche Teigmasse wird somit unter hohem Druck im Bereich von mehreren bar beispielsweise bis zu 25 bar durch die Ausstoßzone in die Düse gedrückt.
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An den Mischextruder 1 ist eine Düse 20 angeschlossen. Die Düse 20 umfasst einen Körper 21 mit einem Eingangsbereich 23 sowie einem Ausgangsbereich 24. Der Eingangsbereich 23 ist entweder direkt an die Ausstoßzone des Mischextruders 1 oder über ein rohrförmiges Zwischenstück 30 an die Ausstoßzone 13 angeschlossen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Düse einen Innenbereich, der als Abschnitt 22 bezeichnet wird
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Am Ausgang 24 der Düse 20 verlässt das Extrudat die Düse und tritt ins Freie, wodurch ein plötzlicher Druckverlust bei gleichzeitiger Temperaturreduzierung eintritt. Der Wasseranteil im Texturat beträgt nach dem Austritt weniger als 40 Gewichts-% und insbesondere weniger als 30 Gewichts-%, so dass von einem trockenen oder halbfeuchten Extrudat gesprochen wird.
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Der plötzliche Druckverlust und gegebenenfalls auch die fallende Temperatur (die Düse wäre geheizt oder zumindest auf einer Temperatur nahe bei oder über 100°C) kann je nach zugeführter Mischung, d. h. je nach verwendetem Hülsenfruchtproteingemisch zu einer geringfügigen Porenbildung durch eine sogenannte „Flash Expansion“ des verdampfenden restlichen Wassers im Extrudat führen. Das Extrudat wird nun geeignet weiterverarbeitet, um die gewünschte Struktur zu erzeugen.
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Dazu gehören neben mechanischen Aspekten auch eine weitere Trocknung, braten oder Frittieren, um einen eventuell vorhandenen Wasseranteil weiter abzusenken. Diese Schritte können Pressen, Drücken, Formen, Zerkleinern oder eine Kombination dieser Operationen umfassen. Daneben kann das Texturat getrocknet werden.
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Alternativ umfasst die Extruderanordnung auch noch eine Fritteuse bzw. einen Zerstäuber, bei dem das luftgetrocknete Texturat frittiert bzw. bestäubt werden kann. Diese Bestäubung mit einem Puder, oder auch die Beschichtung mit einer Emulsionsschicht kann sowohl während der Lufttrocknung als auch danach erfolgen.
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Das Texturat 4 umfasst nach dem Ausgang 24 der Düse 20 bzw. nach der weiteren Verarbeitung eine durchschnittliche Faserlänge, die im Bereich zwischen 15 cm und 25 cm liegt. Die maximale Faserlänge ist aber deutlich länger und beträgt bis zu 30 cm. Zusätzlich kann durch geeignete Maßnahmen eine Verteilung der einzelnen Längen verändert und an die gewünschten Endprodukte angepasst werden. insbesondere ist es möglich, die Standardabweichung auf 1,5 cm bis 2,5 cm zu reduzieren.
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Durch den erhöhten Druck sowie die erhöhte Temperatur ist das vorhandene Wasser noch flüssig und kann gegebenenfalls mit dem restlichen Material interagieren. Beim Austritt des Extrudats bzw. des fertigen Texturats aus der Düse 20 erfolgt ein Druck und Temperaturabfall, sodass eventuell noch vorhandenes flüssiges Wasser vergast und so zu einer geringfügigen Porenbildung führt. Diese Poren sind jedoch nicht ausreichend groß oder zahlreich, sodass sie die faserige Struktur nicht zerstören können. Vielmehr erhält man ein geringfügig leichteres und lockeres Produkt.
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Das Ergebnis ist in 2 anhand eines Beispiels gut zu erkennen. Zu sehen ist die längsgerichtete Faserstruktur des Texturats, die im Wesentlichen mehr als 5 cm insbesondere auch mehr als 6 cm durchschnittliche Faserlänge beträgt. Die Fasern sind entlang des Texturats ausgebildet. Die auf diese Weise gewonnene fleischähnliche Struktur im Texturat wird durch verschiedene weitere Maßnahmen ins Endprodukt übergeführt.
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Entsprechend frittierte Endstücke bzw. mit einer Emulsion beschichtete Texturstücke sind in den 3 und 4 dargestellt.
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In 5 ist wiederum eingeschnittenes und gewalztes Texturatstück gezeigt, welches aber nicht frittiert ist. Das Texturat wurde mit einer dem Mischextruder nachgeschalteten Düse hergestellt. Die langfasrige Struktur ist deutlich zu erkennen, und die Fasern verlaufen im Wesentlichen über die gesamte Länge der Texturatstücke, die in etwa 12 cm entspricht.
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Frittierte und eher knusprige Texturate, die einen sehr geringen Wassergehalt von weniger als 15 Gewichts-% aufweisen, sind in 6 dargestellt. Nach einem Frittieren sind die Stücke noch gewürzt, bzw. mit einer Emulsion überzogen. Auch hier ist die Faserlänge größer als die Texturatlänge, die im Wesentlichen 3 bis 4 cm beträgt.