DE2148596A1 - Verfahren zur Herstellung eines fleischartigen Proteinproduktes - Google Patents

Description

Die steigenden Kosten von Fleisch oder Produkten auf Fleischbasis zwingen viele Konsumenten zu einer Aenderung des Nahrungsmittelkonsums im Sinne eines verminderten Verbrauches von Fleisch oder Produkten auf Fleischbasis. Dies kann zu einer unvollständigen, weil ungenügend proteinhaltigen Ernährung führen. Sov/ohl wegen der steigenden Kosten von Fleisch und Produkten auf Fleischbasis als auch wegen der tatsächlichen und nicht erfüllten Ernährungsbedürfnisse in vielen Teilen der Welt wurden in den letzten Jahren

grosse Anstrengungen zur Herstellung fleischähnlicher oder fleischanaloger Produkte gemacht. Flcischanaloge Produkte, d. h. synthetisches Fleisch, bieten gegenüber natürlichen Fleischprodukten nicht nur die Möglichkeit der Kostenverminderung, sondern auch

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der Verminderung des Kaloriengehaltes sowie der Erhöhung des effektiven Proteingehaltes und könnten sich daher sowohl aus Gründen der Ernährung als auch wegen der Kosten vorteilhaft erweisen und durchsetzen.

Gegenv/ärtig v/erden fleischanaloge Produkte nach zwei Methoden hergestellt, nämlich durch Faserspinnen oder durch thermoplastisches Auspressen. Die Faserspinntechnik lehnt sich an das Faserspinnverfahren an, das für die Herstellung von Synthesefasern für textile Zv/ecke angewendet wird und beruht auf der Herstellung faseriger Proteinprodukte aus Proteinen, wie Sojaprotein. Dabei wird eine spinnfähige Masse aus mit Alkali behandeltem Protein gebildet und durch Düsen oder Spinnplatten in ein wässriges Fällbad gepresst, das Säure und Salz enthält und eine Verfestigung der gebildeten Fäden oder Fasern bewirkt. Die Fäden können zu Bündeln vereinigt und zur Orientierung der Molekularstruktur der Fasern verstreckt v/erden. Weitere Einzelheiten des Faserspinnverfahrens sind z. B. der für die Herstellung fleischanaloger Fasern durch Spinnen grundlegenden USA Patentschrift Nr. 2*682*466 (Boyer) zu entnehmen. Auch die USA Patentschriften Nrn. 2'730*448 und 2'73O¹447 beziehen sich auf solche Verfahren.

Das andere Hauptverfahren zur Herstellung von fleischanalogen Produkten beruht auf dem thermoplastischen Auspressen und lehnt sich an die Technologie der Herstellung der sogenannten Cerealien (gebrauchsfertige Nahrungsmittel meist auf Basis von Getreideprodukten) an. Beim thermoplastischen Auspressverfahren wird eine Mischung aus Protein, t/asser, Geschmacksstoffen und anderen Nebenanteilen hergestellt, dann in eine Kochextrusionsanlage eingespeist, in der sie der Einwirkung von Wärme und Druck unterworfen wird, und schliesslich ausgepresst. Boim Austreten in die Atnos'-phärc dehnt sich das Extrudat unter Bildung von als fleischähnlich bezeichneten Fasern aus. Diese Technik zur Herstellung von fleischanalogen Produkten ist z. B. in den USA Patentschriften . Nrn. 3Ί02Ό31 und 3'488'770 sowie den britischen Patentschriften Nrn. I¹174'906 und T105'904 beschrieben.

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Trotzdem sov;ohl die sich an die Textiif etherherstellung anlehnende Faserspinntcchriik als auch die von der Verarbeitung von gebrauchsfertigen Cerealien abgeleitete thermoplastische Extrusionstechnik schon allgemein zur Herstellung von fleischanalogen Stoffen angewendet wurde, ist man sich in Fachkreisen darüber einig, dass die Faserspinntechnik im Hinblick auf die Bildung tatsächlicher Fasern am vorteilhaftesten ist. Da die Faserspinntechnik aber nicht nur relativ kostspielig, sondern auch kompliziert ist, verfehlt sie ein Hauptziel in der Herstellung fleischanaloger Produkte, nämlich einen billigen Fleischersatz. Ausserdein ist in Fach- und Verbraucherkreisen bekannt, dass keines der oben beschriebenen Verfahren ein in Aussehen und Textur tatsächlich fleischähnliches Produkt liefert.

Das Fehlen eines wirklich fleischähnlichen Aussehens bzw. einer fleischähnlichen Textur bei vielen zurzeit marktmässig vertriebenen Produkten hat das Interesse der Verbraucher an solchen Produkten gedämpft.. Dies gilt unabhängig vom Geschmack spezieller Produkte, v/eil der llauptnachteil der meisten gegenwärtig verkauften Fleischanaloga darin besteht, dass sie nicht die langsehnige Aggregation von Muskelgewebe der natürlichen Fleischprodukte wiedergeben. Ausserdem sind für natürliche Fleischprodukte nicht nur die Faserbündel, sondern auch eine, in einer Richtung parallele Faserstruktur charakteristisch. Beispiele für Patente, die auf die Erzeugung eines fleischartigen Aussehens und fleischartiger Texturen zielen, sind die USA Patentschriften Nrn. 3'047'395 und 3'197'310.

Trotz dieser bekannten Versuche ist kein Verfahren bekannt geworden, das die Bildung von muskelartigen Fasern ermöglicht, welche parallel sind bzw. sich in einer Richtung erstrecken und Aussehen und Textur von gewöhnlichen F] ei teilprodukten haben, ν

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Ziel dejr vorliegenden Erfindung ist die Herstellung fleischanaloger Produkte, die inbezug auf Aussehen und Textur dem natürlichen Fleisch wirklich ähnlich sind, und zwar durch ein Verfahren, das besonders wirtschaftlich ist, v/eil es weder auf dem Spinnen von Einzelfasern beruht noch notwendigerweise ein thermoplastisches Auspressen mit üblichen Extrudern umfasst. Das Verfahren der Erfindung ermöglicht die wirtschaftliche Herstellung von Produkten mit dem Aussehen und der Textur von Fleisch, d. h. es ermöglicht die Hauptziele der Herstellung von fleischanalogen Produkten, nämlich Nachbildung der Textur und des Aussehens von Fleisch und Erzeugung von preiswerten Produkten für den Verbraucher.

Die Erfindung betrifft fleischanaloge Produkte und ein Verfahren zur Herstellung solcher Produkte, derart, dass sie natürlichem Fleisch inbezug auf Textur und Aussehen sehr ähnlich, wenn nicht identisch mit diesem, ist. Wie natürliches Fleisch ist das erfindungsgemässe Produkt durch eine in einer Richtung parallele Faserstruktur charakterisiert. Das Verfahren beruht auf der Eildung einer trockenen Proteinmischung, Einstellung des Feuchtigkeitsgehaltes der trockenen Mischung zur Bildung einer nassen Mischung, Vermischen der nassen Mischung zur Bildung eines kohärenten, d. h. zusammenhängenden und bearbeitbaren Proteinteiges und Behandlung des Teiges durch nicht turbulentes Verstrecken und Wärme.

Die Bezeichnungen "Proteinmischung¹¹ oder trockene Proteinmischung" werden austauschbar verwendet und umfassen alle trockenen Komponenten sowie allfällige Fettanteile. Speziell enthält die trockene Proteinmischung Protein, gegebenenfalls Fett und alle weiteren Komponenten mit Ausnahme von Wasser. Die -!engen dieser Komponenten werden im folgenden durchwegs in Prozent des Gewichtes der trockenen Mischung angegeben.

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Die Bezeichnungen "nasse Mischung" und "Proteinmischung mit eingestelltem Feuchtigkeitsgehalt" werden ebenfalls austauschbar verwendet und beziehen sich auf die angefeuchtete trockene Proteinini schung. Die verwendeten Feuchtigkeitsmengen sind in Prozent des Gev/ichtes der gesamten feuchten, d. h. den Feuchtigkeitsanteil einschliessenden Mischung, angegeben.

Im ersten Schritt des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Proteinmischung gebildet. Die Proteinmischung, die dann zur Bildung einer nassen Mischung in ihrem Feuchtigkeitsgehalt eingestellt wird, kann zu 30-100 Gew.%, vorzugsweise 50-100 Gew.%, aus wärmekoagulierbarem Protein bestehen. Bei Verwendung von wärmekoagulierbarem Protein in'Mengen von weniger als 30 Gew.% ist nicht genügend Protein für die Erzeugung von fleischartigen Fasern in den folgenden Verfahrensschritten vorhanden. Anderseits kann die Proteinmischung gewünschtenfalls zu 10 0 % aus wärmekoagulierbarem Protein bestehen.

.Obwohl ausgezeichnete Fasern gebildet werden können, wenn die Proteinmischung 100 % wärmekoagulierbares Protein enthält, ist es vom Gesichtspunkt der Herstellung von fleischanalogen Produkten mit dem besten Geschmack zweckmässig und daher bevorzugt, wenn der Proteingehalt der Proteinmischung nicht über 80 Gew.%, insbesondere nicht über 70 Gew.%, an wärmekoagulierbarem Protein liegt. Zur Herstellung von inbezug auf den Geschmack besonders vorteilhaften Fleischanalogen kann die Proteinmischung bis zu 50 Gew.% Fett und vorzugsweise 15-40 Gew.% Fett enthalten.

Es ist zu betonen, dass der Proteinanteil der Proteinmischung als wärmekoagulierbares Protein beschrieben ist. Natürlich muss das Protein auch ein durch Wasser hydratisierbares Protein sein, damit eine wirksame Befeuchtung möglich ist. *'

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Das Protein muss wärmekoagulierbar sein, damit es während des weiter unten beschriebenen Verstreckens und Erwärmens wärmekoaguliert oder wärmeverfestigt werden kann, so dass die gebildeten, parallel in einer Richtung sich erstreckenden Fasern ihre Struktur längere Zeit beibehalten.

Die Wahl des wärmekoagulierbaren Proteins ist an sich nicht kritisch, 'sofern das Protein esshar und damit zur Herstellung fleischanaloger Produkte für die menschliche Ernährung geeignet ist. Die üblichen Rohstoffe solcher Proteine sind pflanzlicher Art, doch können auch tierische Proteine verwendet werden. Beispiele geeigneter Rohstoffe für pflanzliche Proteine sind Sojabohnen, Saflor— samen, Mais, Erdnüsse, Weizen, Bohnen, Sonnenblumensamen, Baumwollsamen, Kokosnüsse, Rapssamen, Sesamsamen, Blattproteine, Einzellerproteine, wie Hefe, und dergleichen. Bei Verwendung von Rohstoffen für pflanzliches Protein wird dieses vor der Verwendung meist in eine relativ reine Form gebracht. Wenn beispielsweise Sojabohnen als Proteinrohstoff dienen, kennen diese geschält und der Lösungsmittelextraktion, vorzugsweise mit Hexan, zur Entfernung von OeI unterworfen werden. Das erhaltene ölfreie Sojäbohnenmehl kann dann in Wasser suspendiert und zur Lösung des Proteins und Abtrennung von Kohlehydraten mit Alkali versetzt v/erden. Danach lässt sich das Protein durch Zugabe von saurem Material aus der alkalischen Lösung ausfällen, waschen und trocknen und als praktisch reines Proteinisolat gewinnen. Aehnliche Verfahren sind auch zur Verarbeitung ähnlicher, insbesondere getreideartiger Proteinrohstoffe geeignet. .

Gewünschtenfalls können tierische Proteine verwendet v/erden, u.a. die aus Milch, Geflügel, Fleisch und/oder Fisch ableitbaren tierischen Proteine. Ein typisches Beispiel für ein geeignetes tierisches Protein ist Ei-Albumin. >-

Wie oben erwähnt, kann die Proteinmischung zur Herstellung von geschmacklich besonders guter Produkte bis zu 50 Gew.i, vorzugsweise 15-40 Gew.%, Fett, enthalten. Geeignete Fette für die er-

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findungsgemäss verwendete Proteinmischung sind bekannt und man kann allgemein flüssige oder halbflüssige Glyceridspeisefette, die sich von tierischen, pflanzlichen oder aus dem Meer stammenden Fetten und Oelen ableiten, sowie synthetisch hergestellte Speisefette verwenden. Diese Glyceride können gesättigte oder ungesättigte langkettige Acylreste mit etwa 12 bis etwa 22 C-Atome enthalten, wie z. B. Laurin-, Laurolein-, Myristin-, Myristolein-, Palmitin-, Palmitolein-, Stearin-, Olein-, Linol-, Linolen-, Arachin-, Arachidon-, Behen-, Eruca- und dergleichen säurereste, und werden allgemein aus Speisefetten und -ölen gewonnen, wie Baumwollsamenöl, Sojabohnenöl, Kokosnussöl, Rüböl, Erdnussöl, Olivenöl, Palmöl, Palmkernöl, Sonnenblumenöl, Reisschalenöl, Maisöl, Sesamsamenöl, Safloröl, Cheiranthusöl, Kressesamenöl, Walöl, Sardinenöl, Heringsöl, Menhadenöl, Schweineschmalz, Talg und dergleichen. Diese Glyceride können zum Teil auch ein oder zwei kurzkettige Acy!gruppen mit 2 bis etwa 6 C-Atomen enthalten, z. B. Acetyl-, Propionyl-, Butyryl-, Valeroyl- und Caproylreste. Sie können durch statistische oder bei niedrigen Temperaturen ablaufende Zwischenveresterungsreaktionen von Fett-Triglyceride enthaltenden Oelen und Fetten erhalten werden, wie zwischenverestertes oder umgelagertes Baumwollsamenöl und Schweineschmalz. Sie können ferner auch nach verschiedenen'organischen Syntheseverfahren erhalten werden.

Obwohl für das erfindungsgemässe Verfahren vom Gesichtspunkt der Herstellung von In einer Richtung parallelen fleischartigen Fasern nicht kritisch aber vom Gesichtspunkt der Verbraucherakzeptanz bevorzugt, kann die Proteinmischung ausser wärmekoagulierbarem, durch Wasser hydratisierbarem Protein und Fett in den oben angegebenen Bereichen zusätzlich und in Abhängigkeit von den herzustellenden fleischanalogen Produkten noch bestimmte Mengen anderer Komponenten enthalten, wie Konservierungsmittel, Geschmacksstoffe, Farbe, Emulgatoren, Stabilisatoren, Vitamine, zusätzliches Protein aus Ernährungsgründen, Kohlehydrate und Treibmittel.

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Zusammenfassend ist die Proteinmischung allgemein wie folgt zusammengesetzt:

Trockene Proteinmischung Gew.%

wärmekoagulierbares Protein 30-100

Fett · 0-50

andere Komponenten ' . 0-70

Vom Gesichtspunkt niedriger Kosten und einer guten Faserbildung werden Sojaprotein und Weizenprotein als wärmekoagulierbare Proteine, für die Herstellung der Proteinmischung bevorzugt. Im allgemeinen werden pflanzliche gegenüber tierischen Proteinen bzw. Proteinrohstoffen bevorzugt, und zwar wieder hauptsächlich aus Kostengründen.

Die nasse Mischung, d. h. eine bezüglich ihres Feuchtigkeitsgehaltes eingestellte Trockenmischungs-Zubereitung, enthält:

Nasse Mischung Gew.%

trockene Mischung 80-20

Wasser 20-80

Nach Bildung der Proteinmischung wird der Feuchtigkeitsgehalt der Proteinmischung zur Erzeugung einer nassen Mischung mit einem Feuchtigkeitsgrad von 20-80 % des Gewichtes der nassen Mischung eingestellt. Der Feuchtigkeitsgehalt der nassen Mischung sollte nicht über 80 Gew.% liegen, weil ein höherer Feuchtigkeitsgehalt eine derart geringe Viskosität ergibt, dass beim folgenden Verarbeiten wenig oder keine Faserbildung erfolgt. Anderseits sind Feuchtigkeitsgehaltswerte der nassen Mischung von weniger als Gew.% unzweckmässig, weil das Material so viskos ist, dass es ausserordentlich schwierig weiterverarbeitet werden kann. Wenn der. Feuchtigkeitsgehalt unter 20 % liegt ist die nasse Mischung so zäh, dass bei der folgenden Verarbeitung wenig oder keine Faserbildivng erzielt wird. Vom Gesichtspunkt der Verfahrenswirksamkeit und der optimalen Faserbildung v/erden Feuchtigkeitsgehaltsworte der nassen Mischung im Bereich von 30-60 Gew.% bevorzugt.

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.Nach Einstellung des Feuchtigkeitsgehaltes der Proteinmischung auf einen Wert im Bereich von 20-80 % des Gewichtes der nassen Mischung wird die bezüglich ihres Feuchtigkeitswertes eingestellte Proteinmischung durchmischt, und zwar bei einer Temperatur unter der Wärmekoagulierungstemperatur des wärmekoagulierbären Proteins, so dass ein zusammenhängender, bearbeitbarer Proteinteig gebildet wird. Die genaue bzw. optimale Dauer dieses Mischvorgangs sowie die optimale Mischgeschwindigkeit hängt sowohl vom verwendeten Protein bzw. Proteinrohstoff als auch von der Zusammensetzung der Proteinmischung ab. Für Weizen- und Sojaprotein sind bevorzugte Mischzeiten und -geschwindigkeiten bei Verwendung eines Planeten-Paddelmischers vom Typ "Hobart ClOO" wie folgt: 0,5-15 min bei Geschwindigkeiten von 50-250 U/min.

Obwohl Mischdauer und Mxschgeschwindigkeiten keinen definierten kritischen Bedingungen unterliegen, muss auf die Gefahren eines übe'rmässigen Mischens hingewiesen v/erden. Es wurde gefunden, dass im Fall einiger pflanzlicher Proteine ein langes Mischen nach der Bildung des zusammenhängenden, bearbeitbaren Proteinteiges tatsächlich die faserbildenden Eigenschaften der verwendeten speziellen pflanzlichen Proteinrohstoffe schädigen kann. Obwohl die Mischzeit, in anderen Worten, nicht kritisch ist, sollte man darauf achten, eine übermässige Durchmischung zu vermeiden und vorzugsweise sollte die-Mischzeit kurz aber ausreichend zur Bildung eines zusammenhängenden, bearbeitbaren Proteinteiges sein. Im allgemeinen erfolgt ein vollständiges Mischen zur Bildung eines zusammenhängenden Proteinteiges innerhalb von Zeitspannen von 30 see bis 45 min, vorzugsweise innerhalb von 30 see bis 15 min. Bei Mischzeiten von mehr als 45 min hat sich eine erhebliche Zunahme der Neigung zu Faserfehlbildungen gezeigt. Unabhängigvon der angewendeten Mischgeschwindigkeit v/erden zusammenhängende, bearbeitbare Proteinteigmassen allgemein innerhalb von-Zeitspannen gebildet, die erheblich kürzer als 45 min sind.

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inbezug auf die Art der verwendeten Mischanlage sind keine kritischen Bedingungen gegeben und es können alle allgemein erhältlichen Anlagen für das Mischen verv/endet werden. Beispielsweise kann als Mischer ein Planeten-Paddelmischer, ein "Sigma"-Mischer, ein Bandmischer, ein Doppelpaddelmiseher, ein "llobart"-Mischer, ein Extruder oder eine andere bekannte Mischanlage, z. B. ein "Omnimixer", verv/endet werden.

Was beim Mischen tatsächlich geschieht, ist die Bildung einer Emulsion aus der Proteinmischung und der Feuchtigkeit, wobei die Emulsion das Aussehen eines zusammenhängenden, bearbeitbaren Teiges hat. Zur Verkürzung der Mischzeit wird die nasse Mischung, vorzugsweise bei etwas erhöhten Temperaturen, durchmischt. Der einzige kritische Faktor inbezug auf die Mischtemperatur besteht darin, dass diese Temperatur unter der Wärmekoagülierungstemperatur des in der Proteinmischung enthaltenen Proteins liegen muss. Wenn die Temperatur über der Wärmekoagulierungstemperatur des. Proteins liegt, wird das Protein während des Durchmischens vorzeitig koaguliert,und zwar unter sehr turbulenten Bedingungen, die, wie im folgenden erläutert, die Möglichkeit einer parallelen Faserbildung ausschalten.

Die genaue Wärmekoagulierungstemperatur ändert sich zwar in Abhängigkeit vom verwendeten Proteinrohstoff bzw. Protein, doch hat sich gezeigt, dass die Wärmekoagulierungstemperatur der meisten für das erfindungsgemässe Verfahren geeigneten Proteine im allgemeinen unter 100 C und meist über 60 C liegt.

Am anderen Ende der Temperaturskala bedingen praktische üeberlegungen, dass das Mischen nicht bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes der Mischung, d. h. etwa 0 C, erfolgt. Vom Ge-. Sichtspunkt der Gesamtverfahrenswirkscimkeit und der Temperatu-_v, ren, die ein rasches Mischen zur Bildung eines zusammenhängenden, bearbeitbaren Teiges ermöglichen und dennoch niedrig genüg sind, um eine vorzeitige Wärmekoagulierung zu vermeiden, wird der

C bevorzugt. , .

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Bereich von etwa 5-60 C bevorzugt.

Nach .Abschluss des Mischcns hat die feuehtigkcitseingestellte Proteinmischung, die in Wirklichkeit eine Emulsion ist, das Aussehen eines zusammenhängenden, bearbeitbaren Teiges, ähnlich wie Brotteig. Dieser zusammenhängende, bearbeitbare Proteinteig, der inbezug auf Textur, Charakter und Bearbeitbarkeit dem Brotteig ähnlich ist, eignet sich in idealer Weise für den letzten Schritt des Verfahrens der Erfindung.

Dieser letzte Schritt des Verfahrens ist für die Bildung einer in einer Richtung sich erstreckenden parallelen, fleischartigen Faserstruktur v/o sent lieh und besteht darin, dass der zusammenhängende, bearbeitbare Proteinteig einer nicht-turbulenten Verstreckung und der Einwirkung von Wärme ausgesetzt wird. Die hier verwendete Bezeichnung "Verstrecken" soll die Vergrösserung der Länge eines Materials bedeuten. Als ein allgemein bekanntes Beispiel kann auf die Analogie zur bekannten Vorstellung des Ziehens von Karamelraasse hingewiesen werdon, d. h. das Verstrecken von Karamelteig durch Einwirkung annähernd gleicher Kräfte in entgegengesetzten Richtungen auf die Enden des Karamelteiges. Wie weiter unten eingehender erläutert, muss das Verstrecken ohne Turbulenz erfolgen.

Der genaue Verstreckungsgrad ist nicht kritisch, da sich stets einige Fasern bilden, wenn das Verstrecken ohne Turbulenz erfolgt. Vom Gesichtspunkt einer bevorzugten Faserqualität sollte das Ausmass der linearen Ausdehnung des Proteinteiges während des Verstreckens mindestens 15 % und vorzugsweise 50-150 % .betragen.

Der Ausdruck "lineare Ausdehnuncj", wie er hier verwendet wird, ist durch folgende Formel definiert:

E =-J£-ZJa χ 100

Li v-

in der E die lineare Ausdehnung des Proteinteiges in Prozent, Li die ursprüngliche Länge dos dem Verstrecken unterzogenen Teiganteiles und Lf din End länge des Toigteiles .nach erfolgtem Verstrekkcn bedeutet. ■

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Wie oben mehrfach erwähnt, ist es für das erfindungsgeinässe Verfahren kritisch, dass das Verstrecken ein nicht-turbulentes Verstrecken sein muss. Es hat sich nämlich gezeigt, dass bei Einführung irgendeiner Turbulenz in den zusammenhängenden, bearbeitbaren Proteinteig während .des Verstreckens und der Erwärmung eine Turbulenz die Möglichkeit der Bildung von parallel in einer Richtung orientierten muskelähnlichen Fasern ausschaltet und dass alle gebildeten Fasern statistisch orientiert und weder inbezug auf Textur noch Aussehen fleischähnlich sind.

Die Begriffe der turbulenten bzw. nicht-turbulenten Strömung sind in der Technik bekannt. Allgemein kann Turbulenz als eine nicht stromlinienartig bzw. nicht laminar verlaufende Strömung angesehen werden, deren Teilchen erratische, dauernd sich ändernde Wege zurücklegen. Bei einer nicht-turbulenten oder laminaren Strömung bewegen sich die Teilchen dagegen auf vorhersagbaren und sich nicht ändernden Wegen. Die Reynoldszahl ist das übliche Mass für Turbulenz und die Reynoldszahl des zusammenhängenden Teiges sollte während des Verstreckens nicht über 2000 liegen. Bei Reynoldszahlen über 2000 ist die Turbulenz zu gross und das Produkt zeigt dann keine parallel in einer Richtung sich erstreckenden Fasern.

Für die Vorrichtung zum nicht-turbulenten Verstrecken der zusammenhängenden, bearbeitbaren Proteinteigmasse bestehen keine kritischen Bedingungen und man kann diesen Proteinteig wie bei der bekannten Karamelziehmethode verstrecken. Auch- wenn die Proteinmischung geringe Mengen eines Treibmittels bzw. Backpulvers, wie Natriumbicarbonat und eine entsprechende Säure als Komponente enthält, wird beim Erwärmen des Proteinteiges in einem Gefäss mit glatten und grossen Begrenzungswänden aus dem Treibmittel Kohlendioxyd freigesetzt und bewirkt eine Ausdehnung und eine Verstrekkung in einer Richtung entlang den Wänden des den Teig begrenzQnden Gefässes, wobei parallel in einer Richtung sich erstreckende Fasern gebildet werden.

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Auch können bestimmte Auspressvorrichtungen oder Extruder verv/en-' det werden. Für das erfindungsgemässe Verfahren sind Anlagen geeignet, die einen von aussen beheizten Kanal mit zunehmend sich verkleinernder Qtierschnittsfläche zu bilden vermögen. Der Querschnitt des Kanals kann die Form eines Rechtecks, Parallelogramms, Sechseckes oder irgendeine andere geeignete Form haben. Am meisten verwendet und am einfachsten darstellbar ist ein Kanal mit kreisförmigem Querschnitt und in Form eines hohlen Kegelstumpfes. Bei Verwendung eines solchen Gerätes wird das Material, d. h. der zusammenhängende,, bearbeitbare Proteinteig in laminarem/ d. h. nicht-turbulentem, Fluss langsam nach vorne bewegt und gleichzeitig durch die Wandungen der Kammer erwärmt, so dass das Protein erhitzt und der Wärmokoagulierung ausgesetzt wird. Bei einer solchen Anlage erfolgt keine Agitation oder Vermischung und der Durchfluss ist in echtem Sinne nicht-turbulent. Bei anderen hier für die Verwendung geeigneten Anlagen wird derjzusammenhängende, bearbeitbare Proteinteig nach aussen orientierten, einander entgegengerichteten Kräften ausgesetzt und dabei so begrenzt, dass die Ausdehnung nur in einer Richtung erfolgen kann.

Ausser der nicht-turbulenten VerStreckung des. zusammenhängenden, bearbeitbaren Proteinteiges ist es-wesentlich, dass der Teig einer Erwärmung auf eine Temperatur über der Wärmekoagulierungstemperatur des jeweils vorliegenden Proteins unterworfen wird. Im allgemeinen liegt diese Temperatur über 60 C und gewöhnlich im Bereich von 63-205 C. Bei Temperaturen in diesem Bereich wird der Teig, welcher bereits der nicht-turbulenten Verstreckung zur Orientierung des darin enthaltenen Proteins in einer Richtung unterworfen ist, der Wärmehärtung oder Wärmekoagulierung in dieser speziellen Orientierung unterworfen. Eine derartige Wärmehärtung oder Wäriaekoagulierung (die beiden Ausdrücke v/erden austauschbar verwendet) stellt sicher, dass keine nachfolgende Faserverschlechterung auftritt. Bevorzugte VJärmekoagulierungstemperaturen liegen im Bareich von 75-150 C. Temperaturen über 205 G sollten vermieden werden, um nachteilige Wirkungen, wie etwa das Ansetzen bzw. Verbrennen des Proteinteiges bzw. des entsprechenden fleischanalogen Materials, zu vermeiden.

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Vorzugsweise wird gleichzeitig verstreckt und erhitzt. Gewünschtenfalls kann das Erwärmen aber auch nach dem Verstrecken erfolgen.

In den folgenden Beispielen einiger Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens beziehen sich alle Angaben in Prozent auf das Gewicht, sofern nichts anderes vermerkt ist.

Beispiel 1

Es wurde eine trockene Proteinmischung folgender Zusammensetzung hergestellt:

Komponente	Menge (g)	Gew.% der trocke nen Proteinmischung
Sojaprotein-Isolat )*	•200	55,7
Eiklar-Feststoff (Ei-Albumin)*	18,5	5,2
Backpulver	9,6	2,7
Gelatine	9,6	2,7
künstlicher Geschmacksstoff (Rindfleischgeschmack) ,	19,5	5,3
Karamelfarbe	2,3	0,6
Sojabohnenöl (Jodzahl 107)	. 100	27,8

* wärmekoagulierbares Protein

Die trockenen Komponenten mit Ausnahme des Sojabohnenöls wurden 5 min bei geringer Geschwindigkeit (60 U/min) in einem "Hobart"-Mischer vermischt. Danach wurde das Sojabohnenöl, das bis zu einer Jodzahl von 107 hydriert worden war, zugegeben und weitere 5 min bei einer mittleren Geschwindigkeit (120 U/min) in dem "IIobarf'-Mischer gemischt. Dann wurden 250 g heisses Leitungswasser mit einer Temperatur von etwa 57 C zur Mischung gregeben und diese noch eine weitere Minute bei hoher Geschwindigkeit (180 U/ min) im "Hobart"-Mischer zur Bildung einer zusammenhängenden, boarbeitbaren Proteinteigemulsion mit einem Feuchtinkeitsgehalt von 41 % durchmischt.

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_ 1 tr _

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100 g dos Proteinteiges wurden in einen 180 ml fassenden.hochformigen Becher gegeben. Der Becher v/urde 1 Std. in kochendes Wasser gestellt. Die Temperatur des in dem Becher enthaltenen Protaintoiges betrug nach 1 Std. annähernd 9 0 C. Wegen des Treibmittel systems und der Wärmeeinwirkung dehnte sich das Material in einer Richtung parallel zu den Wandungen des Bechers aus und v/urde dcidurch einer nicht-turbulenten VerStreckung unterworfen. Die Reynoldszahl lag während des Verstreckens unter 2000. Die Linearexpansion wurde gemessen und betrug etwa 150 %.

Die Untersuchung des expandierten Produktes nach gleichzeitigem Erhitzen und Verstrecken unter den oben angegebenen Bedingungen zeigte ein Produkt mit ausgezeichneter Faserbildung, die der Faserung von Hühnerbrust sehr ähnlich war.

heispiel 2

Es wurde eine trockene Mischung hergestellt, die folgende Komponenten enthielt:

Komponente	Menge (g)	Gew.% der trockenen Proteinmischung
Weizengluten )*	28,5	71,2
Sojabohnenöl (Jodzahl 107)	10,0	25,0
Eiklar )*	1,5	3,8
Gesamtgewicht der trockenen Mischung	40

)* wärmekoagulierendes Protein

Die trockene Mischung.wurde mit 60 g Wasser zur Herstellung von 100 g Proteinteig gemischt, der 40 Gew.% Trockenmischung und 60 Gew. 'ΰ Wasser enthielt. Das Vermischen'wurde wie folgt durchgeführt: Eiklar, Wasser und OeI wurden in einem "Waring"-Mische^. bei mittlerer Geschwindigkeit, d. h. 10¹OOO U/min, während etwa 45 see vermischt und das Weizengluten v/urde langsam zugegeben und etwa 1 min eingemischt, so dass eine zusammenhängende, bearbeitbare Proteintaigemulsion entstand. Der Teig wurde in einen 180 ml

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fassenden hochformigen Becher gegeben und in siedendem Wasser 45 min erhitzt. Während dieser Zeitspanne erfolgte gleichzeitig eine Erwärmung auf etwa 90 C und ein nicht-turbulentes Verstrekken. Die Reynoldszahl stieg während des VerStreckens nicht über 2000. Die Linearexpansion wurde gemessen und betrug etwa 100 %. Nach Abkühlen v/urde das Produkt untersucht und zeigte eine sehr faserige Struktur ähnlich dem Fasercharakter von Hühnerbrust.

Beispiel 3

Das Verfahren von Beispiel 2 wurde mit einer Proteinmischung folgender Zusammensetzung wiederholt:

Komponente	Menge (g)	Gew.% der trockenen Proteinmischung
trockenes Eiklar ) *	100	100

)* wärmekoagulierbares Protein

Das Eiklar und 180 g Wasser (34,7 % Protein, 65,3 % Xiasser) wurden vermischt und ergaben nach Verarbeitung gemäss Beispiel 2 ein Produkt mit ausgezeichneter Faserbildung.

Beispiel 4 ·

In diesem Beispiel wurde eine trockene Proteinmischung folgender-Zusammensetzung verwendet:

I Komponente	Menge (g)	8	Gew.% der trockenen Proteinmischung
Weizengluten )*	31	1	62
Sojabohnenöl (Jodzahl 107)*	14	1	28
Eiklar-Feststoff	1/	3,6
Rindfleischbouillon-Geschnack	2,	4,2
Farbe und andere Nebenanteile	1,	2,2 v' .

)* wärmekoagulierbares Protein

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'Die trockenen Komponenten wurden mit 50 g Wasser (entsprechend 50 Gew.% Wasser und 50 Gew.% der trockenen Proteinmischung) in einem "Hobart VCM"-Mischer während etwa 2 min bei einer Temperatur von 33 C gemischt. Dann wurde die Mischung durch einen "Brabender"-Kocherextruder, Modell 250, ausgepresst. Der Extruder wurde auf eine Temperatur von 68,5 C erwärmt. Die .Auspressdüse entsprach einem hohlen Kegelstumpf mit kreisförmigem Querschnitt. Der Kegel besass einen kontinuierlich sich vermindernden Durchmesser mit einer grössten Vielte von 15,9 mm und einer kleinsten Weite von 4,8 mm. Wegen der Form des Extruderausgangsrohres trat weder Rückfluss noch Turbulenz auf, und dementsprechend stieg die Reynoldszahl nie über 2000. Wegen der Konstruktion des Extruders wurde die Mischung gleichzeitig verstreckt und wärmekoaguliert. Das Mass der Linearexpansion wurde auf etwa 150 % geschätzt. .

Beispiel 5

Es wurde eine trockene Mischung folgender Zusammensetzung hergestellt:

Komponente	Menge (g) ·	Gew.% der trockenen Proteinmischung
Sojaprotein )*	3140	56,8
trockenes Eiklar-Protein )*	285	5,1
Backpulver	150	2,7
Gelatine	150	2,7
Karamelfarbe	45	1,2
"IFF"-Fleischgeschrnack	250	4,5
hydriertes Sojabohnenöl (Jodzahl 107)	1500	27
rote Farbstofflösung blaue Farbstofflösung	90 15	. berechnet als Teile des Wassers

)*wärmekoagulierbaro5 Protein

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Die trockenen Komponenten wurden in die Mischschüssel eines "Hobarf-Mischers gebracht und 5 min bei niedriger Geschwindigkeit vermischt. Danach wurde das Sojabohnenöl zugegeben und weitere 5 min bei mittlerer Geschwindigkeit gemischt. 3750 g Wasner, einschliesslich des Gewichtes der Farbstofflösung wurden zugegeben. Dann wurde weitere 1,5 min bei mittlerer Geschwindigkeit zur Bildung einer zusammenhängenden, bearbeitbaren Proteinteigemulsion durchmischt, die 67 G.ew.% Feuchtigkeit enthielt. Die Temperatur während des Mischens betrug 38 C.

Der zusammenhängende, bearbeitbare Proteinteig wurde durch eine Vorrichtung geführt, die ein aus zwei Stahlbändern bestehendes gedecktes konvergierendes Förderband besitzt. Dieses besteht aus zwei praktisch synchron laufenden erwärmten Stahlförderbändern, wobei ein im wesentlichen horizontaler Teil des einen endlosen Förderbandes von einem Teil des zweiten endlosen Förderbandes so überdeckt ist, dass die Bänder zusammen einen konvergierenden Spalt bilden. Wenn man den zusammenhängenden, bearbeitbaren Proteinteig zwischen den Bändern als aus einer unendlichen Anzahl unendlich dünner Querschnittsflächen ansieht, ist jede Querschnittsfläche vorne und hinten von relativ grossen Teigmassen eingedämmt. Durch diese Dämmung in Längsrichtung, die eine Längsausdehnung praktisch ausschliesst, wird beim Fördern des Teiges vom breiteren Ende des konvergierenden Spaltes zu dessen schmalerem Ende zwischen den Förderbändern eine nicht-turbulente Verstreckung erzielt. Dabei steigt.die Reynoldszahl nie über 2000. Während der Förderung des Teiges durch den sich verengenden Spalt wird der Teig zur Wärmekoagulierung auf eine Temperatur von etwa 90 C erwärmt. Die Dauer des gleichzeitigen Erhitzens und nicht-turbulenten Verstreckens beträgt etwa 50 min. Die Untersuchung des Produktes zeigte sehr fleischähnlich aussehende, parallele Fasern. Der geschätzte Wert der Linearexpansion betrug 100 %. v-

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Claims (10)

Patentansprüche

1. Vorfahren zur Herstellung eines fleischähnlichen Proteinproduktes mit in einer Richtung paralleler Faserstruktur, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Proteinmischung bildet, die 30-100 Gew. % wärinekoagulicrbares Protein enthält, den Feuchtigkeitsgehalt der Proteinrnischung zur Bildung einer nassen Misclnmg mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 20-80 % des Gewichtes der nassen Mischung einstellt, die nasse Mischung bei Temperaturen unter der Wärmekoagulierungstomperatur des wärmekoagulierbaren Proteins der Mischung zur Bildung eines zusammenhängenden, bearbeitbaren Proteinteiges durchmischt und dann den zusammenhängenden, bearb.eitbaren Proteinteig einer nicht-turbulenten Verstreckung und der Erwärmung auf Temperaturen über der Wärinekoagulierungstemperatur des in dem Teig enthaltenen, wärmekoagulierbaren Proteins unterwirft, so dass eine in einer Richtung parallele fleischähnliche Faserstruktur entsteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Verstrecken und Erwärmen gleichzeitig erfolgen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reynoldszahl während des nicht-turbulenten Verstreckens nicht über 2000 steigt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausmöiss der Linearexpansion während des- Verstreckens mindestens 15 %, vorzugsweise 50-150 1, beträgt.

5. Vorfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die· v-Proteinmischung 50-10 0 % wärrackoagulierbares Protein, vorzugsweise nicht mehr al:; 80 % Protein, insbesondere nicht mehr als 70 ΐ Protein, enthält.

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BAD ORIGINAL

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6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtigkeitsgehalt auf einen Wert im Bereich von 30-60 Gew. % eingestellt v/ird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die nasse Mischung bei Temperaturen von unter 60 C, vorzugsweise zwischen 4 und 60 C, zur Bildung eines zusammenhängenden,
bearbeitbaren Proteinteiges, durchmischt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zusammenhängende, bearbeitbare Proteinteig während des nichtturbulenten Verstreckens Temperaturen im Bereich von 68-205 C,

ψ vorzugsweise 75-150 C, ausgesetzt v/ird, um das in dem Teig enthaltene warmekoagulierbare Protein der Wärmekoagulierung zu unterwerfen.

9. Verfahren nach /vnspruch 4_# dadurch gekennzeichnet, dass das warmekoagulierbare Protein Weizenprotein oder Sojaprotein
ist.

10. Verfahren nach Anspruch A, dadurch gekennzeichnet, dass die Proteinmischung 0-50 Gew.% Fett,' vorzugsweise 15-40 Gew.%
Fett, enthält.

2 0 9 8 1 S / 1 Π 7 ρ