DE2408203A1 - Verfahren zur herstellung eines simulierten fleischproduktes - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

Dr.-Ing. HANS RUSCHKE
Dipl.-Ing. OLAF RUSCHKE
Dipl.-Ing.HANS E. RUSCHKE

The Quaker Oats Company, Barrington, Illinois, V.St.v.A·

Verfahren zur Herstellung eines simulierten Fleischproduktes

Die Erfindung betrifft ein simuliertes Fleischprodukt, welches aus konzentrierten proteinhaltigen Materialien hergestellt wird.

Es sind viele Versuche unternommen worden, simulierte Fleischprodukte aus verhältnismäßig billigen Proteinquellen herzustellen. Das vielleicht erfolgreichste dieser Verfahren ist das sogenannte Gespinstprotein (i.Orig· spun protein), welches kleine Proteinstränge verwendet, die mittels eines Bindemittels gebunden sind, um Fleisch zu simulieren. Es hat auch viele Versuche gegeben, geblähtes Proteinmaterial herzustellen· Unter den besten dieser Materialien ist das in der US-PS 3 440 054 von Louis Sair vorgeschlagene zu nennen· Dieses expandierte Produkt kann jedoch nicht so rasch hergestellt werden, wie es technisch erwünscht wäre^ obgleich es einen großen Schritt vorwärts bei der Fleischaimulierung bedeutet, besitzt es nooh nicht alle Attribute von natürlichem Fleisch. Bisher hat nooh niemand ein simuliertes Fleischprodukt hergestellt, welches

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die Gesohmaoks- und insbesondere die Textureigenschaften von natürlichem Fleisch hat· Die einzigartige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens macht ein simuliertes Fleisch· produkt möglich mit hohem Proteingehalt, das praktisch die gleichen Textureigenschaften von natürlichem Fleisch hat.

Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines geblähten Nahrungsproduktes, welches Fleisch oder ähnliches simuliert und die Textureigenschaften von Fleisch besitzt·

Ein anderer Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Verwendung verhältnismäßig billiger proteinhaltiger Materialien zur Herstellung eines simulierten Fleischproduktes.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung geblähter Nahrungsprodukte, dLe Fleisch simulieren, welches darin besteht,

a) ein proteinhaltiges Gemisch mit Proteinkonzentrationen von mindestens etwa 30 Gew.-^ mit Wasser in einer ausreichenden Menge abmiaoht, um einen Endfeuchtigkeitsgehalt von etwa 15 bis 40 Gew.-Ji zu erreichen;

b) das angefeuchtete proteinhaltige Gemisch Bedingungen unterwirft, die zur Umwandlung desselben in eine fließfähige Substanz ausreichen, wobei diese Bedingungen entweder erhöhte Scherkraft, erhöhter Druck oder erhöhte Temperatur sind;

o) die fließfähige Substanz in einem gleichmäßigen Linear-

fet.

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fluß su einem austretenden Extrudat zustand in ein Medium geringeren Druckes unter Bedingungen, wo es nioht gleichzeitig bläht, extrudiert;

d) das Extrudat in einen abgegrenzten Raum bringt;

e) das Extrudat Wassersiedetemperaturen und überatmosphärischem Druck unterwirft; und

f) den Druck von Extrudat plötzlich wegnimmt, um es aufblähen und simulieJtem Fleisch oder ähnlichem angleichen zu lassen; die Verbesserung beim Extrudieren der fließfähigen Substanz in einem gleichmäßigen Linearstrom zu einem Extrudatzuetandiesteht darin, daß man das Gemisch in einem plastischen Zustand hält, das Gemisch zu einer ringförmigen oder zylindrischen Gestalt ausformt,sowohl das Innere als auch das Äußere der Ring- oder Zylinderform abkühlt, die abgekühlte, fließfähige Substanz in einem zylindrischen Zustand extrudiert und danach dem abgekühlten "Zylinder" unterteilt.

Die Erfindungsziele werden des weiteren durch eine bevorzugte Ausgestaltung erreicht, wobei das proteinhaltige Material mit etwa 1/2 bis 3 Gew.-?t eines eßbaren Öls versetzt wird, bevor das proteinhaltige Material den zur Umwandlung desselben in eine fließfähige Substanz ausreichenden Bedingungen unterworfen wird.

Die Erfindungsziele werden ferner mit einer Ausgestaltung erreicht, wobei das eßbare Öl ausgewählt ist aus der Gruppe: Pflanzenöl, Kokosnußöl, Tieröl oder -fett, ölführendes Getreide,

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ölführende Körner, Mineralöl, Stearate von Nahrungsqualität und Polymilohsäureester von Fettsäuren.

Die Erfindungsziele werden auch durch die obigen Ausgestaltungen erreicht, wobei das proteinhaltige Material ein Material aus der Gruppe: pflanzliches ölsamenprotein, Casein, Casinatsalz, Gelatine, mikrobiologisches Protein, Eiweiß, Muskelprotein, Keratine, Laktalbumin und Blut, 1st, und insbesondere jene, bei welchen das pflanzliche öleamenprotein aus der Gruppe» Sojamehl, Sojaprotein, Sojaproteinkonzentrate und Sojaproteinisolate, ausgewählt ist. Erfindungsgemäß ist von besonderem Vorteil, wenn das proteinhaltige Material ein pH hat, das auf 4,5 bis 1O₉5 vor Zusatz zum Wasser eingestellt worden ist.

Das Verfahren dieser Erfindung fordert die Verwendung eines proteinhaltlgen Gemisches aus einem Proteinmaterial, welches ein Material aus der Gruppe ausgewählt isti pflanzliche öleamenproteine, Casein, CaeeLnatsalze, Gelatine, mikrobiologisches Protein, Eiweiß, Muskelprotein, Keratine, Laotalbumin und Blut, die eine Proteinkonzentration von mindestens 30 Gew.-Jt aufweisen. Die Proteinkonzentration muß mindestens etwa 30 Prozent betragen, um einen ausreichenden Proteingehalt vorzulegen zur Befriedigung der diätetischen Bedürfnisse einer das Produkt anstelle von Fleisch oder als Teilersatz hierfür konsumierenden Person zu befriedigen. Das Proteinmaterial dieser Erfindung kann Gelatine, mikrobiologische· Protein, wie Hefe- undEinzellprotein, Eiweiß, Muskelprotein, Keratine, wie Nägel, Haar und

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Federn, Laotalbumin und Blut, entweder als ganze3 oder als Blutmehl, sein. Die bevorzugte Ausftihrungsform dieser besteht jedoch darin, daß das proteinhaltige Material Sojamehl, Sojaprotein, Sojaproteinkonzentrat order Sojaprotelnisolat ist.

Der erste Schritt in diesem Verfahren erfordert das Abmischen des proteinhaltigen Gemisohes aus Proteinmaterial mit einer ausreichenden Menge Wasser, um einen Endfeuohtigkeitegehalt von etwa 15 bis 40 Gew.-5* zu erhalten. Die Feuchtigkeit kann von einem Fachmann innerhalb dieses Bereiches schnell eingestellt werden, muß jedoch innerhalb des Bereiches gehalten bleiben, wenn das Blähen zuletzt ein simuliertes Fleischprodukt erzeugen soll·

Der erste Schritt dieses Verfahrens umfaßt vorzugsweise auch das Mischen von etwa 1/2 bis 3 Grew« -i> eines eßbaren Öls mit dem proteinhaltigen Gemisch aus Proteinmaterial, bevor dieses dem nächsten Schritt der Druok- und Temperaturerhöhung oder anderen derartigen Bedingungen, welche dasselbe in eine fließfähige Substanz tiberführen, unterworfen wird. Das eßbare öl kann irgendwelches restliches Fett in dem Proteinmaterial einschließen. Das eßbare Öl kann jetecfltarei Öl sein, obwbml die Verwendung eines Pflanzenöls, wie Maisöl usw. oder Kokos-

i nußöl, stark bevorzugt wird· Mit anderen Worten, das öl kann ein tierisches Öl oder Fett o4er ein pflanzliches öl oder ! Mineralöl sein. In diesen Fällen wirdaas eßbare Öl in einer Menge vn etwa 1/2 bis 3 Gew·-^ zugefügt. Das zugefügte öl kann j auch in Form eines ölführenden Getreideprdduktes oder ölführen-j

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den Korns zugesetzt werden. In diesen Fällen muß ausreichend Getreideprodukt oder Korn zugesetzt werden, um den insgesamt zugegebenen ölgehalt auf etwa 1/2 bis 3 Gew··^ einzustellen. Mit anderen Worten, wenn das Qetreideprodukt 50 Gew.-^ eßbares öl enthält, sollte es in einer Menge von etwa 1 bis 6 Gew.-Ji augesetzt werden, um die richtige Menge an zugesetztem eßbaren öl zu ergeben. Das zugesetzte eßbare öl kann auch in Form eines ölführenden Tierproduktes zugegeben werden, welches gleichfalls in ausreichender Menge zugegeben ist, um einen Gehalt an insgesamt zugesetztem öl von etwa 1/2 ^bis 3 Gew.-^ einzustellen. So umfaßt das zugesetzte eßbare öl Materialien, wie Hafermehl, teilweise entfettetes Sojabohnenmehl, Vollfett-Sojabohnenmehl, Weizenkeim, Maisöl, pflanzliches öl, Schmalz, Maiskeim und eßbare Mineralöle, ist jedoch nicht hierauf beschränkt· Es kann auch Materialien, wie durch Verseifung der erforderlichen Menge an eßbarem öl oder Fett erzeugte Fettsäuren einschließen. Ein Beispiel sind die allgemein bekannten Stearate von Nahrungsqualität oder Polymilohsäureester von Fettsäuren, z.B. Natriumstearoyl-2-lactylat. Wenn die Ölmenge unter 1/2 Gew.-^ fällt, werden die Verbesserungen nicht in bedeutendem Maße erreicht. So wird es bevorzugt, eine bestimmte Menge öl oder Fett in dem Produkt einzuhalten. Wenn die Ölmenge über etwa 3 Gew·-^ steigt, beginnt das Prddukt zu krümeln und hat nicht die !Textur und das Aussehen von Fleisch. Das zugesetzte Ol erhöht die Herstellungegeschwindigkeiten undfeetzt die Wärme- und Druckeinwirkung auf ein Minimum herab, welche zum Abbau des Produktes führen könnten· Der nächste Schritt in

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diesem Verfahren erfordert, das angefeuchtete Ölhaltige proteinhaltige Material Bedingungen auszusetzen, welche zur Umwandlung desselben in eine fließfähige Substanz ausreichen· Dies kann duroh viele bekannte Verfahren erreioht werden, einschließlich die Verwendung der gängigen llakaroni- oder Spaghettiherstellungsapparate. Di· zur Umwandlung des Materials in eine fließfähige Substanz ausreichenden Bedingungen können in einer Kombination von Verfahren erreioht werden. Dies kann ein erhöhtes Scheren sein, wie man ihm in einem üblichen Getreideextruder begegnet, oder ein erhöhtes Scheren unter Einschluß entweder erhöhten Druckes oder erhöhter Temperaturen, oder diese auch als Ersatz desselben. Jede Kombination von erhöhtem Scheren, erhöhtem Druck oder erhöhten Temperaturen kann angewendet werden, solange das Material in eine fließfähige Substanz umgewandelt wird. Dieser fließfähige plastische Zustand ist notwendig, um die gewünschten Teitureigensohaften später in dem Produkt tu erhalten. Die spezielle Kombination aus Scherkraft, Druck und Temperatur kann sohneil von einem Fachmann auf dem Gebiet der Getreideextrusion bestimmt werden.

Der nächste Schritt' im Verfahren erfordert das Extrudieren der fließfähigen Substanz In einem Linearfluß zu einem austretenden Extrudatsustand in ein Medium geringeren Druokes unter Bedingungen, unter welchen es nioht gleichzeitig bläht· Mit | anderen Worten, dieser Schritt erfordert das Transportieren des befeuchteten proteinhaltlgen Material·, welohes einem erhöhten Druck und erhöhter Temperatur unterworfen worden ist, in einen

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Bereich geringeren Druckes ohne Blähung desselben. Mit dem hier benutzten Begriff "Blähung" wird in diesem Zeitpunkt des Verfahrens einfach besagt, daß eine Expansion stattfindet bzw. verhindert werden muß. Dies ergibt konsequenterweise eine glasige oder glasartige Oberfläche auf dem äußeren Teil des Extrudats wie auch der inneren Oberfläche des Extrudats in der zylindrischen oder ringförmigen Vertiefung. Dieses Extrudat hat ein durchscheinendes bis glasiges Aussehen und eine laminierte Struktur· Kernpunkt dieser Erfindung ist, dafl^ei diesem Extrusionaschritt das Material zu einer ringförmigen oder zylindrischen Form ausgeformt werden muß, während es sich noch im plastischen Zustand befindet· In einem solohen Fall kann ein Erwärmen oder bloßes Halten der Temperatur notwendig werden, um das Material im plastischen Zustand zu halten, bevor es zu der ringförmigen oder zylindrischen Form ausgeformt wird. Bei Verwendung der Begriffe "ringförmige oder zylindrische "Form soll ein Bezug auf eine allgemein zirkuläre Extru·» sionsaussparung beabsichtigt sein, welche sowohl auf einen inneren als auch einen äußeren Teil aufweist· Mit anderen Worten, ein ringförmiger Querschnitt oder ein in gewissem Maße ringförmiger Querschnitt, welcher nach Dehnung eine zylindrische Form bildet. Mit anderen Worten, die erwünschte Form ist auf der Innenseite hohl. Aus technischer Hotwenndigkeit ist der Querschnitt des Zylinders fast immer zirkulär oder ringförmig. Bei diesem Extrusionsschritt werden, nachdem das Produkt zu einer zylindrischen Form ausgeformt ist, während es sich in plastischem Zustand befindet, s.owohl das

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Innere als auch Äußere der ringförmigen oder zylindrischen Form abgekühlt· Nach Abkühlung praktisoh bis zu dem Punkt, bei welchem ein Blähen eintreten würde nach Aussetzen dem atmosphärischem Druck, wird die Substanz extrudiert, während sie sich noch in der zylindrischen Form befindet? das extrudierte Produkt wird danach in kleinere Teilchen unterteilt· Die Größe der Teilchen ist nioht wichtig, muß^edooh so bemessen sein, daß sich die endgültige Form des simulierten Fleisches ergibt. Es wird zum Beispiel bevorzugt, daß die kleinen zylindrischen Stückchen mit einem Durchmesser von etwa 1,59 mm hergestellt werden.

Der nächste Schritt bei diesem Verfahren wird zwar bevorzugt, obwohl er nicht unbedingt notwendig ist und umfaßt das teilweise Herabsetzen der Feuchtigkeit des ausgepreßten Extrudats ohne Blähen (Expandieren) desselben. Dies kann mittels eines der bekannten Trocknungsverfahren, wie mit einem heißen Luft* 3trora oder mittels eines herkömmlichen oder Mikrowellenofens, geschehen. Die kritische Maßfebe dieses Schrittes der Erfindung besteht, wenn er angewendet wird, jedooh darin, daß&as Extru· dat teilweise getrocknet werden muß, ohne ein< Blähen (Expansion) desselben hervorzurufen·

Der nächste Schritt im Verfahren erfordert das Einbringen des Extrudats in einen begrenzten Raum, Aussetzen des Extrudats in dem begrenzten Raum einer Wassersiedetemperatur (d*h· min-.destens 100 C) eine ausreichende Zeitlang und unter ausreichendem Druck, um ein Blähen naoh Wegnahme des Druckes auszulösen·

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Allgemein wird bevorzugt, daß diese Zeit bei 15 bis 75 Sekunden und der Druck bei 10,50 bis 17,50 kp/cm² liegt. Ein Fachmann auf diesem Gebiet wird schnell entscheiden können, welche Druck- und Zeiteinwirkung notwendig ist, ur ihm das angestrebte simulierte Fleischprodukt zu liefern.

Schließlich wird der Lruok plötzlich von dem Extrudat weggenommen, was ein Blähen (Expandieren) des Extrudats hervorruft, so daß es simuliertem Fleisch oder ähnlichem ähnelt. Dieser Druckentfernungssohritt kann erreicht werden durch bloßes öffnen des begrenzten Raumes, worin das Extrudat unter einem höheren Druck eingeschlossen war. Wenn das Extrudat gebläht ist, kann es etwas getrocknet oder lediglich aufgrund seines eigenen Wärmegehaltes trocknen gelassen werden, 30 daß ein simuliertes Fleischprodukt gebildet wird. Das erfindungsgemäße Produkt zeigt eine besonders große Ähnlichkeit mit Hühnerfleisch, besitzt einen äußeren Hautteil und einen faserigen Innenteil, der sehr stark gekochtem Fleisch ähnelt.

Das strukturierte oder texturierte geblähte Produkt besitzt eine gute Textur, gutt Wasserabsorptions- oder -rückhalteeigenechaften und Festigkeit im im wesentlichen trockenen Zustand, in Wasser bei Raumtemperatur, in siedendem Wasser und wenn es in Retorten gehandiabt wird. Die Begriffe "texturiert" oder "strukturiert" beziehen sioh im folgenden auf geblähte proteinhaltige Produkte, welche hydratisiert die Griff-, Festigkeits-, Struktur-, Textur- oder Bißeigenschaften haben, die dem natürlichen Nahrungsprodukt ähneln^ zum Beispiel

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Fisch, Geflügelprodukten und ähnlichem, 3owie geblähten Nahrungsprodukten, welche den Menschen angenehm munden·

Die proteinhaltigen Materialien, welche in diesem Verfahren verwendet werden müssen, umfassen die vorerwähnten proteinhaltigen Materialien mit. einem Proteingehalt von mindestens etwa 50 Gew.-# oder vorzugsweise einem Proteingehalt von mindestens etwa 70 Gew.-#. Gegebenenfalls können solche Proteinmaterialien behandelt werden (z.B. mit Säuren, sauren Salzen, Alkali oder Erdalkalihydroxiden), so daß das pH in den Bereich von etwa 4,5 bis 10,5 fällt· Vorzugsweise sollte das pH des proteinhaltigen Materials bei etwa 5,5 bis 8,5 liegen»

Wenn das pH des proteinhaltigen Materials herabgesetzt wird, besteht eine Neigung des geblähten Produktes, etwas zäher zu werden oder eine etwas geringere Fähigkeit zur Absorption oder Zurüokhaltung für Wasser zu haben. Daher ist es wichtig, das pH so einzustellen, daß sich die richtige Textur des Produktes ergibt; ein Fachmann wird sohneil ermitteln können, welches pH er je nach der angestrebten Textur verwenden muß.

Wenn man ein mildes, proteinhaltiges Produkt herzustellen wünscht, welohes für viele Zwecke bevorzugt wird, sollte das proteinhaltige Material im wesentlichen oder ausreichend rein sein und einen hohen Proteingehalt aufweisen. Wasn man ein geblähtes, proteinhaltiges Nahrungsprodukt herzustellen wünscht, welches nicht vollständig mild zu sein braucht, kann man proteinhaltige Materialien mit einem geringeren Proteingehalt verwenden.

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Gegebenenfalls kann das proteinhaltige Material für bestimmte Zwecke eine erwünschte eßbare Menge (ζ·Β· vorzugsweise weniger als 50 Gew.-?O eines geeigneten Getreide-, Stärke-, Zucker-, Farbmaterial-, Gewürz- oder Duftbestandteils oder ähnliches enthalten. Diese Materialien können vor Anlegen des erhöhten Druckes in dem proteinhaltigen Material vorliegen oder mit diesem homogen «bgemisoht werden· Man kann zum Beispiel Weizenmehl, Maisstärke, gelbes Maismehl, Rohrzucker, Dextrose und ähnliche verwenden·

Außerdem hat es sich als wünschenswert erwiesen, eine eßbare Form von verfügbarem Calcium (z.B. Calciumionen) in oder mit dem proteinhaltigen Material zu dem Zeitpunkt einzuverleiben, zu welchem das Material dem erhöhten Druck zum Zwecke der Verleihung einer derberen Struktur (ζ·Β· einer skelettartigen Struktur) für das geblähte texturierte proteinhaltige Produkt ausgesetzt wird} so daß das geblähte Produkt einen höheren Grad an Festigkeit oder Kaufähigkeit aufweist, wenn dieses Produkt sich in einem im wesentlichen trockenem Zustand befindet, der nach Blähung und wenn es der erneuten Hydration unterworfen wird, vorliegt. Obwohl Caloium zur Erhöhung der rehydratisieren Textur des geblähten Produktes neigt, kann eine gute oder zufriedenstellende rehydratisierte Festigkeit oder Kaubarkeit ohne dieses erzielt werden· Das Calcium kann dem proteinhaltigen Material in Form eines eßbaren Calciumsalzes, wie Dioaloiumphosphat-dihydrat, Calciumchlorid oder ähnlichem einverleibt werden, ohne dem geblähten proteinhaltigen Produkt einen unerwünschten Duft bzw. Geschmack zu geben·

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Das proteinhaltige Material liegt in einem praktisoh gleichförmigen, feuchten (z.B« krümeligen bis freifließenden) Zustand vor und weist ein»» kontrollierte wirksame Menge Wasser auf, wenn es den Bedingungen der erhöhten Scherkräfte oder anderen Bedingungen, welche es in eine fließfähige Substanz umwandeln, unterworfen wird· Das feuchte Material muß solchen Bedingungen unterworfen werden, eingeschlossen einer .erhöhten Scherkraft/ erhöhten Temperatur, erhöhtem Druck, daß das Material in eine verarbeitbare, praktisoh homogene, verformbare, fließfähige, kohärente, plastische Masse überführt wird, welche ein feuchtigkeitshaltiges, durchscheinendes bis glasiges Produkt bildet, das infolge jener Behandlung nicht gebläht wird und thermoplastische Eigenschaften aufweist. Es wird bevorzugt, daß im wesentlichen alles des feuchten, proteinhaltigen Materials in ein durchscheinendes bis glasiges Produkt umgewandelt wird. Außerdem muß das durchscheinende bis glasige Produkt etwas von seiner Feuchtigkeit zurückhalten, bis dae Produkt später in einer gesonderten und speziellen Operation gebläht wird.

Die Menge an Wasser und eßbarem Öl, die bei Anwendung der zur Umwandlung des Materials in eine fließfähige Substanz ausreichenden Bedingungen, die Natur des proteinhaltigen Materials, die Bedingungen von Temperatur, Druck und Zeit werden in Verbindung mit der Kompaktierungsoperation, der Art der speziellen Vorrichtung zur Herstellung, den zur Umwandlung in einen fließfähigen Zustand ausreichenden Bedingungen und den speziellen Eigenschaften, die angestrebt werden (z.B. feine oder grobe

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Zellen oder Textur), als Ergebnis des späteren gesonderten Blähungssohrittes korreliert undsollten koordiniert werden. So kann, wenn eine Operationsberijigung variiert oder ausgewählt wird, diese Bedingung wiederum die anderen erwünschten Betriebsbedingungen beeinflussen·

Ea wurde zum Beispiel gefunden, daß, wenn während der Anwendung erhöhter Scherkraft oder anderer derartiger Bedingungen eine zu hohe Temperatur erreicht oder angewendet wird, dann infolgedessen das proteinhaltige Material sich verfärben oder einen nicht ordnungsgemäßen Geschmack entwickeln kann (Eigenschaften, welche unerwünscht sind, wenn ein mildes, natürlich gefärbtes, geblähtes Produkt angestrebt wird, selbst wenn das später hergestellte geblähte Produkt eine bessere Neigung zeigt, in der Textur fester zu sein, wenn es rehydratisiert wird· Ea ist daher wichtig, daß&eine zu hohe Temperatur erreicht wird, wenn man das Produkt herstellt. Ein ausreichend geschulter Fachmann wird leicht sagen können, bei welcher Temperatur seine spezielle Kombination aus Protein und Feuchtigkeit ein Produkt erzeugt, das zersetzt oder von widriger Farbe ist.

Die Verwendung einer zu niedrigen Temperatur während der Kontaktierung kann die Herstellung des gewünschten durchscheinenden bis glasigen Produktes verhindern oder später zur Herstellung eines schlecht geblähten Produktes führen, das ?iemlioh weich oder breiartig ist. Es ist daher nöti^, Scher- oder andere Bedingungen anzuwenden, welche die gewünschte T°xtur ohne Einwirkung von Temperatur- und Druckbedingungen ergeben,

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die das Material zersetzen oder einen Verlust an Farbe und Geschmack verursachen.

Die Anwendung erhöhter Scherkraft oder erhöhten Druckes bei dem proteinhaltigen Material kann zur Erhöhung der Temperatur jenes Materials führen. Selbst wenn Temperaturen unterhalb der Was· sersiedetemperatur die Anwendung von mechanischem Druck oder erhöhter Scherkraft begleiten., , können solche Bedingungen ausreichen, um die oben erwähnte plastische Masse zu einem durchscheinenden bis glasigen Produkt auszuformen·

Es kann notwendig werden, für das proteinhaltige Material Extrawärme anzuwenden, um es Wassersiedetemperaturen während oder in Verbindung mit der Anwendung von erhöhtem Druck oder erhöhter Scherkraft zum Zwecke der Bildung einer plastischen Masse zu unterwerfen, welche zu einem durchscheinenden bie glasigen Produkt überführt wird; in einem solchen Falle sollte die Anwendung von mechanischem Druck oder erhöhter Scherkraft in einem System durchgeführt werden (z.B, Extruder), das während' des Betriebes geschlossen ist, um den Verlust von Feuchtigkeit aus dem Material oder System zu umgehen· Um eine gleichzeitige Blähung des kompaktierten Materials zu vermeiden, (das der Wassersiedetemperatur ausgesetzt ist) wenn eine fließfähige Masse aus dem System in ein Medium geringeren Druckes oder eine niohtbegrenzte Zone bei Atmosphärendruck entladen oder ausgestoßen wird, ist es notwendig, die Masse zu kühlen (z.B. tempern) oder ihre Temperatur unter die Wassereiedetemperaturen zu senken, bevor das Material aus dem System entladen oder ausgestoßen wird.

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Die geregelte Menge oder Konzentration an Wasser und eßbarem öl, die in oder mit dem proteinhaltigen Material vorliegt, welches den zur Umwandlung in eine fließfähige Substanz ausreichenden Bedingungen unterworfen wird, muß ausreichen, die Umwandlung jenes Materials in einen plastischen Zustand zu erleichtern, welcher das durchscheinende bis glasige Produkt bildet.

Der Feuchtigkeitsgehalt des Gemisches vor der Temperatur- und Druckerhöhung sollte in dem Bereich von 15 bis 40 Gew.-# liegen«

Wenn Calcium mit oder in dem proteinhaltigen Material vorliegt, kann es für bestimmte Zwecke erwünscht sein, einen verhältnismäßig hohen Wassergehalt zu verwenden (z.B. innerhalb des Bereiches von 35 bis 40 Gew. -?ί), um die Wasserabsorptions- oder Wasserretentionseigenschaften des geblähten Produktes zu erhöhen, wenn es in Wasser rehydratisiert wird.

Eine Anzahl Vorrichtungen kann verwendet werden, um die Scherkraft zu erhöhen. Man kann zum Beispiel eine Presse, Handelswalzen oder Pelletmühlen oder einen Extruder verwenden, welcher das feuchte, proteinhaltige Material ausreichend dem Druck und Temperatur unterwirft, um ein Produkt der gewünschten Größe und Form zu bilden (z.B· Folien, Scheiben, Pellets, Stangen, Schnüre oder Stäbe). Wenn ein Extruder verwendet wird,ist es wesentlich, das Extrudat nicht unter Wassersiedebedingungen lu entladen oder auszustoßen, so daß die Extrusion das Material nicht einem gleichzeitigen Blähen (Expansion) aussetzt, welche sioh normalerweise aus der raschen oder plötzlichen

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Freisetzung von Wasserdampf aus der Masse ergibt, wenn das entladene oder ausgestoßene Extrudat in eine Zone mit geringerem Druck eintritt. Wenn Drucke oder Temperaturen vor Entladung oder Ausstoß des plastischen Materials durch den beschränkten oder Extrusionskopf, die -düse oder -öffnung entwickelt werden, was bei dem austretenden Extrudat eine rasche Freisetzung von Wasser und Blähung hervorrufen würde, iet es daher entscheidend, die Temperatur der plastischen Masse herabzusetzen, so daß sie nicht unter Wassersiede- oder Blähbedingungen entladen oder ausgestoßen wird. Es ist wesentlich und erfindungsgemäß maßgebend, daß die Temperatur der plastischen Masse sowohl im Inneren als auch im Äußeren der zylindrischen Form herabgesetzt wird. Mit anderen Worten,, die Kühlung muß sowohl innen als auch außen von der plastischen Masse in der zylindrischen Form erfolgen, um an beiden Seiten de3 Produktes ähnliche Bedingungen zu erhalten. Das Produkt wirdÄaher in seinem laminaren 1 luß gleichförmig sein und/innerhalb des gesamten Produktes eine gleichmäßige Textur aufweisen. Die Druckdifferenz an der Extruderkopfdrüse oder -öffnung darf daher nicht eine Blähung des Extrudates hervorrufen.

Obwohl eine Vielzahl von Spritzgußmaschinen und thermoplastischen Extrusions- und Kompressionsgußmasohinen bei Aueformung der plastischen Masse verwendet werden kann, läßt sich vorteilhaft erweise ein heizbarer Extruder mit einer rotierenden Kompressions- oder Kompaktierungsschnecke innerhalb einer geschlossenen heizbaren Laufbuchse mit geregelten, begrenzten Extrusionskopf, -düse oder -öffnung am Vorderende der Lauf-

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buchse verwenden· Von besonderer Wichtigkeit ist ein Extruderkopf nach einer gleichlaufend eingereichten Anmeldung von Carlson et al· · Die Laufbuchse erzeugt in Verbindung mit der Kompreaaions- oder Kompaktierungsschneoke während des Betriebes eine geschlossene Kammer, welohe die Freisetzung von vorliegendem Wasserdampf aus dem Material und System verhindert. Die rotierende Schnecke baut genügend Druck auf, damit die plastische Masse bei der gewünschten Temperatur und dem gewünsohten Druck in den Extruderkopf gestoßen wird. Der Extrusionskopf nimmt das plastische Material auf und hält es in einem plastischen Zustand zur Extrusion· An diesem Funkt wird das Material zu einer ringförmigen oder zylindrischen Form ausgeformt· Naoh Ausformung zu einer ringförmigen oder zylindrischen Form wird das Produkt dann sowohl.an der Innenseite als auch Außenseite der ringförmigen Form gekühlt. Nach Kühlung liegt das Produkt in Form eines Grund- öder zylindrisch abgekühlten Extrudate vor und wird in kleine Teile zur weiteren Verwendung in der Erfindung geschnitten oder unterteilt· Es ist entscheidend, das komprimierte, fließfähige Material aus den oben erläuterten Gründen aus dem Extruder unter Wassersiedeoder Blähbedingungen zu entladen oder auszustoßen. Daher kann es notwendig werden, die Temperatur der plastischen Masse je naoh der Betriebstemperatur bis zu einem großen Ausmaß zu reduzieren. Die Temperatur der plastischen Masse kann zum Bei» spiel in dem Extruder etwas reduziert werden, indem man einen Extruder mit einer verlängerten Düge oder Verlängerung vor dem Extrusionaspritzkopf verwendet. Die plastische Masse oder

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fließfähige Substanz muß in einem gleichförmigen Linearfluß zu einem austretenden Extrudatzustand extrudiert oder ausgebracht werden. Der bei Ausformung der ringförmigen oder zylindrischen Aussparung verwendete Spritzkopf muß so ausgerüstet sein, daß das Produkt zwingend im plastischen Zustand gehalten bleibt, wenn es in den glasigen Zustand ausgepreßt wird. Dieses Produkt wird dann unterteilt und zu späteren Verfahrensschriiten befördert.

Falls man ein geblähtes Produkt mit einer verhältnismäßig groben Textur, verhältnismäßig großen Zellen und welches eine größere Neigung zum Weichwerden bei Rehydratisierung zeigt, her«· zustellen wünscht, welche Eigenschaften bei Herstellung von Imbißwaren akzeptabel sein mögen, kann das durchscheinende bis glasige Produkt in einem gesonderten und speziellen Arbeitsgang gebläht werden, ohne es zunächst teilweise zu trocknen«

Die Korn- oder Zellstruktur des texturierten Produktes steht mit den Blähbedingungen in Verbindung sowie dem Feuchtigkeitsgehalt des durchscheinenden bis glasigen Produktes· Da solche texturierten Nahrungsprodukte eine große Zahl von Nahrungsmitteln simulieren oder in bzw· mit einer großen Vielzahl von Nahrungsmitteln verwendet werden kann, ist es schwierig, die besten Arbeitsbedingungen herauszustellen. Allgemein wurde gefunden, daß sich feinere Zellen bei der Blähoperation ergeben, wenn das zu blähende durchscheinende bis glasige Produkt einen verhältnismäßig niedrigen Feuchtigkeitsgehalt aufweist. Der Feuchtigkeitsgehalt de« durchscheinenden bis glasigen I Produktes kann auf den gewünsohten Feuohtigkeitsspiegel redu-

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ziert werden (z.B. von etwa IO bis 25 Gew.-^) mittels herkömmlicher Mittel (z.B. Lufttrocknen). Man kann das feuchtigkeitshaltige durchscheinende bis glasige Prodüktzum Beispiel mit Luft bei Raumtemperatur oder heißer zirkulierender Luft bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von etwa 21° bis 177⁰C und vorzugsweise innerhalb des Bereiches von etwa 54° bis 122⁰C teilweise trocknen. Niedrigere Temperaturen werden jedoch bevorzugt, um unerwünschte Geschmacks- und Farbänderungen zu vermeiden.

Das durchscheinende bis glasige Produkt, ungeachtet ob oder ob es nicht teilweise getrocknet wurde, weist eine zusammenhängende Struktur auf, welche einer raschen Freisetzung von Feuchtigkeit hieraus bei erhöhten Temperaturen widersteht, jedoch unter Wassersiede-Blähbedingungen den Aufbau von Druok in dem Produkt gestattet, aus welchem bei schneller oder plötzlicher Wegnahme von dem Produkt unter Wassersiede- oder Blähbedingungen (z.B. Wassersiedetemperaturen) die Blähung oder Texturierung des Produktes herbeigeführt wird.

Der Slähungssohritt sohlieflt ein, das feuohtigkeitshaltige durchscheinende bis glasige Produkt (gleich ob es teilweise getrocknet worden ist oder nicht) Wassersiedebedingungen zu unterwerfen, die ausreichen, eine Blähung des Materials bei Wegnahme von Druck hervorzurufen. Vorzugsweise werden die Wassersiedebedingungen 15 bis 75 Sekunden bei einem Druok von 10,5 bis ¹T»5 kp/oB , um ein Abgehen von Wasser zu verhindern, eingehalten. Das Produkt wird dann plötzlioh (d.h. augenblicklich) von seinem Druok entspannt uneyblähen gelassen. Die Blähoperation

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expandiert das Produkt (z.B. um etwa das Zwei- bis Zehnfache oder mehr seines Volumens, verglichen mit dem Volumen des durch-3oheinenden bis glasigen Produktes, wenn es vor Blähung austritt) und erzeugt ein expandiertes, strukturiertes, texturiertes, poröses Produkt mit Zellen, welche durch die piötzliohe Freisetzung von Feuchtigkeit gebildet werden. Es i'st erwünscht, den Blähungseohritt unter Bedingungen durchzuführen (z.B· Feuchtigkeit, Zeit- und Temperaturbedingungen), welche die Entwicklung von unerwünschtem Geschmack oder Duft oder Verfärbung umgehen. Außerdem sollte der Blähungsschritt unter Bedingungen durchgeführt werden, welche eine im wesentlichen gleichmäßige Blähung praktisch des gesamten durchscheinenden bis glasigen Produktes hervorrufen·

Man kann gegebenenfalls das geblähte Produkt bis zu einem gewünschten Restfeuohtigkeitsgehalt trocknen· Pas geblähte Produkt hat bei Kontakt mit Wasser eine gute Stabilität, ist kaufähig, widersteht einer Desintegration und wird nioht weich und breiartig. Außerdem kann das geblähte Produkt ein hohes spezifisches Blookvolumen haben (z.B. mindestens etwa 4 cnr/s)· Das geblähte Produkt hat bei Kontakt mit siedendem Wasser eine Textur von natürlichem Fleisch und insbesondere von Geflügelfleisch.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung vollständiger definieren und erläutern.

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Beispiel 1

100 Gewichtsteile entfettetes Sojamehl mit einem pH von etwa 7 und einem Feuchtigkeitsgehalt von 4 bis 5 Prozent wurde mit 2 Gewichtsteilen Maisöl und2 Gewichtsteilen Dicalciumphosphatdihydrat und 50 Gewichtstellen Wasser abgemischt. Das fertige Gemisch hatte einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 37 Gew.-# und ein pH von etwa 7· Das Produkt wurde in einem Getreideextruder extrudiert, wobei der Extruder eine auf eine Temperatur von etwa 140⁰C geheizte Laufbuchse aufwies. Das Produkt wanderte nach Verlassen des Extruders zu einem Extruderkopf und wurde zu einer ringförmigen Ausschalung extrudfert, während Wärme sowohl an der Innenseite als auch Außenseite der ringförmigen Aussparung angewendet wurde, um das Material in einem plastischen Zustand zu halten. Das Proäü3ct wurde dann auf eine Temperatur unter Wassersiedetemperatur abgekühlt, d.h. auf etwa 93⁰C, durch zirkulierendes Kühlwasser sowohl auf dem Innenteil wie auch dem Außenteil des Zylinders« Als das Produkt aus dem Extruder austrat, lag es in Form eines runden oder zylindrisch geformten Rohrs vor und wurde in Form eines Bandes, etwa 1,27 cm breit und etwa 3,17 mm hooh, geschnitten. Das Produkt wurde dann weiter in Form von Stüokchen des Bandes unterteilt.

Das teilweise getrocknete glasige Extrudat wurde dann bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 15 Gew.-# getrocknet. Es wurde dann in eine Blähkanone der in der US-PS 1 878 782 beschriebenen Type gebraoht, unter Druck stehender Wasserdampf wurde bei etwa 202⁰C und etwa 15,40 kp/cm² Druck etwa 25 Sekunden eingeleitet. Die Blähkanone wurde plötzlich geöffnet, um

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den Druck abzunehmen und dpg Produkt blähen zu lassen. Das geblähte Produkt wurde rehydratisiert, indem es in Wasser gesetzt wurde: es ähnelte stark der Textur von natürlichem Hühnerfleisch»

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß Kokosnußöl anstelle les Maieöle zubegeben wurde. Wiederum war der Geschmack des Produktes ausgezeichnet, das Produkt ähnelte in Textur und Aussehen Fleisch·

Beispiel 3

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß Sojamehl durch Sojaproteinisolat ersetzt wurde. Das Produkt hatte eine ausgezeichnete Färbung, ähnelte Fleisch und ergab eine annehmbare hohe Qualität. ' |

Beispiel A '

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit daer Ausnahme, daß Sojamehl durch Sojaproteinkonzentrat ersetzt wurde. Das Produkt hatte eine ausgezeichnete Färbung und ähnelte in Textur und Aussehen Fleisch.

Beispiel 5

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dafl das Maieöl durch 1/2 Gewicht8teil Calciumstearat ersetzt wurde· Das Produkt hatte eine ausgeselohnete Farbe und Textur und ähnelte im Aussehen Fleisch.

Beispiel 6 Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Maisöl

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durch 1 Gewichtsteil Glycerin ersetzt wurde. Das Produkt hatte eine ausgezeichnete Färbung unctahnelte in Farbe und Textur Fleisch.

Beispiel 7

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß Maisöl durch 1/2 Gewichtsteil Iiatriumstearoyl-2-lactylat ersetzt wurde. Das Produkt hatte eine ausgezeichnete Färbung und ähnelte in Textur und Aussehen Fleisch.

Beispiel 8

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Maisöl durch 10 Gewichtsteile Vollfett-Sojamehl ersetzt wurde (ent* hält 18Gew.-$ Sojabohnenöl). Das Produkt hatte eine ausgezeichnete Färbung und ähnelte in Farbe und Textur Fleisch.

Beispiel 9

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß der unter Druck stehende Wasserdampf in die Blähkanone mit einem Druck von etwa 17,50 kp/om etwa 17 Sekunden eingeleitet wurde. Die Färbung und Textur des so hergestellten Produktes war wiederum ausgezeichnet.

In jedem der hier hergestellten Beispiele war das Produkt frei von "gebrannter" Farbe und Geschmack, sowie Produkten weit überlegen, welohe nach anderen Verfahren hergestellt worden waren. Das unter VerwenÄung der ringförmigen Aussparung oder

zylindrischen Form mit Kühlung hergestellte Produkt war bisher bekannten Produkten überlegen. Dieses Verfahren führt zu einem neuen und einzigartigen Produkt mit ungewöhnlich guten Eigenschaften und ist ungewöhnlich wirksam in seiner Ausführung.

- Patentansprüche-809810/0625

Claims (5)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung geblähter Nahrungsprodukte, die Fleisch simulieren, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) ein proteinhaltiges Gemisch mit Proteinkonzentrationen von mindestens etwa 30 Gew.-J^ mit Wasser in ausreichender Menge abmischt, um einen Endfeuchtigkeitsgehalt von etwa 15 bis 40 Gew.-^ vorzulegen;

b) das angefeuchtete proteinhaltige Gemisch ausreichenden Bedingungen unterwirft, um es in eine fließfähige Substanz zu überführen, wobei diese Bedingungen erhöhte Scherkraft, erhöhter Druck oder erhöhte Temperatur sindj

c) die fließfähige Substanz in einem gleichmäßigen Linearstrom und einem austretenden Extrudatzuatand in ein Medium geringeren Druckes unter Bedingungen eitrudiert, unter welchen es nicht gleichzeitig bläht;

d) das Extrudat in einen abgeschlossenen Raum bringt;

e) das Extrudat Wassersiedetemperaturen und überatmosphärischem Druck unterwirft; und

f) den Druck von dem Extrudat plötzlich wegnimmt, um es blähen zu lassen, so daß es Fleisch oder ähnliches simuliert;

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wobei das Extrudieren der fließfähigen Substanz in einem gleichmäßigen Linearstrom in einem Extrudatzustand einschließt: das Halten des Gemisches in einem plastischen Zustand, Ausformen des Gemisches zu einem ringförmigen oder zylindrischen Zustand., Abkühlen sowohl des Innen- als auch des Außenteils der ringförmigen oder zylindrischen Form, Extrudieren der abgekühlten fließfähigen Substanz in einer zylindrischen Form und anschließend Unterteilung des abgekühlten Zylinders.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das proteinhaltige Gemisch mit etwa l/2 bis 3 Gew.-5& eines eßbaren Öls vor Unterwerfung des Gemisches den zur Umwandlung desselben in eine fließfähige Substanz ausreichenden Bedingungen versetzt wird.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eßbare Öl aus der Gruppe: Pflanzenöl, Kokosnußöl, tierisches Öl oder Fett, ölführende Getreide, ölführende Körner, Mineralöl, Stearate von Nahrungsqualität und polyIactische Ester von Fettsäuren, stammt·

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das proteinhaltige Gemisch ausgewählt ist unter: pflanzlichem Ölsamenprotein, Caseinatsalz, Gelatine, mikrobiologischem Protein, Eiweiß, Muskelprotein, Keratinen, Lactalbumin, Blut, Sojamehl, Sojaprotein, Sojaproteinkonzentraten und Sojaproteinaolaten.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das proteinhaltige Gemisch ein pH aufweist,

welches auf 4,5 bis 10,5 vor Zugeben zum Wasser eingestellt worden ist.
/La

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