DE2635318A1

DE2635318A1 - Verfahren zur herstellung von fleischanalogen produkten

Info

Publication number: DE2635318A1
Application number: DE19762635318
Authority: DE
Inventors: Marshall Miles Rankowitz
Original assignee: General Foods Corp
Current assignee: General Foods Corp
Priority date: 1975-08-06
Filing date: 1976-08-05
Publication date: 1977-02-24
Also published as: JPS5234955A; GB1498395A; YU39971B; FI59321C; US4021584A; FR2320061B1; AU501288B2; FI762222A; SE429187B; AU1659476A; SE7608811L; CH623460A5; JPS5912259B2; DK348876A; NO762687L; NL7608748A; FI59321B; YU194476A; ES450537A1; NO142603C

Description

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Dr. Hans-A. Brauns

8 Hünchan 66, Pümenauerstr. 2β 5 · AugUst 1976

2364 (CR)

GENERAL FOODS CORPORATION 250 North Street, White Plains, N.Y., V.'St.A.

Verfahren zur Herstellung von fleischanalogen

Produkten

Die Erfindung betrifft die Herstellung von proteinhaltigen Nahrungsmitteln fasriger Art und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von grossen Stücken oder Laiben aus Protein mit einer fleischähnlichen Struktur«

Die Nahrungsmittelindustrie hat seit vielen Jahren versucht, als Ersatz für Fleisch Materialien mit hohem Proteingehalt aus einem fasrigen proteinhaltigen billigen Stoff zur Ver~ fügung zu stellen. Diese Bemühungen sind auf Grund der verhältnismässigen Knappheit und der hohen Preise für natürliche Fleischprodukte in der letzteren Zeit noch verstärkt worden. Frühere Bemühungen fleischanaloge Produkte zur Verfügung zu stellen, gingen in Richtung auf ein vereinfachtes Modell für natürliches Fleisch zurück, bei dem man ein Fasersystem durch einen geeigneten Binder zusammenhielt. Um die fasrige Struktur von natürlichem Fleisch zu simulieren, hat man die Technologie

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ORIGINAL INSPECTED

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der synthetisehen Textilfasern bei der Herstellung von Proteinfasern, die zusammengebunden werden konnten unter Bildung einer fleischähnlichen Masse, angewendet.· Ein grundliegendes Patent, in dem Mittel zum Spinnen von proteinhaltigen Fasern für Fleischanaloge beschrieben werden ist US-PS 2 682 466. Seitdem sind zahlreiche Patente, welche ähnliche proteinhaltige Fasern verwendeten, beschrieben worden. Dazu gehört US-PS 3 320 070, in dem beschrieben wird, dass man pflanzliche Proteinfasern mit einem Albuminbindemittel vermischen und dann in der Hitze härten soll. In der weiteren US-PS 3 772 wird ein Verfahren zur Herstellung von Fleischanalogen beschrieben, bei dem man eine Anzahl von Bündeln aus orientierten gesponnenen Proteinfasern herstellt, diese Bündel mit einem Albuminbinder imprägniert, die Oberflächenanteile dieser Bündel in der Wärme härtet und dann die Bündel aneinander legt, um sie schliesslich unter Wärmeeinwirkung und Druck zu koagulieren. Obwohl man durch diese Spinnmethoden befriedigende fleisch— analoge Produkte erhalten hat, bedürfen sie doch erheblicher kapitalintensiver Apparaturen und erfordern einen hohen Verfahrensaufwand. Ausserdem"sind diese Fasern auf Sojaprotein aufgebaut und die entstehenden Produkte weisen ernährungsmässig Nachteile auf, wenn man die Verteilung der wesentlichen Aminosäuren nicht durch geeignete Additive modifiziert. Darüberhinaus konnte der kultivierte und kritische Verbraucher leicht das Gefüge dieser Produkte von Stücken aus natürlichem Fleisch unterscheiden *

Wegen "den diesen fleischanalogen Produkten, die auf gesponnenen Proteinfasern aufgebaut sind, anhaftenden Beschränkungen sind andere Methoden zur Herstellung von Produkten dieser Art untersucht worden. So wird in US-PS 3 047 395 ein Autoklavenverfahren beschrieben, bei dem die Notwendigkeit, Proteinfasern zu verspinnen, entfällt. Nach diesem Verfahren wird eine Aufschlämmung von Protein unter ständigem Bewegen schnell erhitzt, um das Protein zu einer fasrigen Masse zu koagulieren. Beim schnellen Abkühlen des Proteins erhielt man ein fetzenartiges fasriges Material, das in ziemlich geringen Ausbeuten gewonnen wurde.

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In weiteren Patentschriften sind Verfahren beschrieben, bei den man proteinhaltige Materialien unter Ausbildung von Fasern oder faserartigen Strukturen extrudiert. Man nahm an, dass die Wirtschaftlichkeit eines solchen Verfahrens jeglichen Verlust an Faseridentität, die diese Produkte im Vergleich zu gesponnenen Faseranalogen haben, kompensieren würde. Dadurch, dass man grössere fasrige Materialien extrudierte, hoffte man, die Notwendigkeit die schmaleren Segmente zu verbinden, vermeiden zu können.So wird beispielsweise in den US-Patentschriften 3 480 442-, 3 488 770 und 3 496 858 vorgeschlagen, pflanzliches Proteinmaterial von einem Ort hohen Druckes zu einem Ort vermindertem Druckes zu extrudieren, um dadurch eine expandierte Masse oder ein Seil des proteinhal— tigen Materials zu erhalten. Das plötzliche Expandieren von hohem Druck zu Atmosphärendruck verursachte eine Expansion in Richtung des Flusses, wodurch man das Aussehen von Fasern bewirkte-

In US-PS 3 886 299 wird ein Verfahren beschrieben, das es ermöglicht, erheblich verbesserte fasrige Produkte durch Extrusion herzustellen. Nach diesem Verfahren wird ein sehr fasriges, im wesentlichen nicht aufgeblähtes Produkt erhalten, welches den Muskeln von Tieren oder dem Fleisch von Fisch ähnlich ist. Bei diesem Verfahren wird eine Mischung, die oberhalb 35 Gew.% an wärmekoagulierbaren Protein enthält, hergestellt; der Feuchtigkeitsgehalt der Mischung wird auf 25 bis 65 % Wasser reguliert; die Wasser und Protein enthaltende Mischung wird zu einem Teig vermischt, der beim Ausdehnen einen faserartigen Charakter hat; der Teig wird in einer Kammer komprimiert, in welcher das Volumen der Kanäle zwischen den Gewindegängen der Schnecke auf 2/1 oder mehr von der Zufuhr bis zum Ausstossen aus der Kammer zum Entgasen und Verdichten des Teiges zu einem einheitlichen Körper vermindert wird (das Volumen des Ausstosskanals ist Λ/2 oder weniger als das des Zufuhrkanals der Schnecke), wobei die genannte Kammer aus einer geheizten äusseren Wand gebildet wird und dem Kanal der rotierenden Schnecke und wobei die Wand

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auf mehr als 121 C erhitzt wird; gleichzeitig wird der Teig erhitzt und gestreckt, während der Teig unter Druck steht und ein wärmekoaguliertes faserförmiges Produkt, in dem sich die Fasern in Richtung auf den Kanal erstrecken, gebildet wird; man lässt dann den Druck auf das Produkt nach, ohne dass man das Produkt durch eine Spritzform zwingt, wobei man einen Druckabfall unterhalb 7 kg/cm aufrechterhält und man ein Aufblähen des Produktes auf 20 % oder weniger bewirkt und wobei man die fasrige Kondition des Produktes beibehält; das fasrige Produkt wird dann gewonnen. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung dieses Verfahrens und stellt ein Produkt zur Verfügung, das noch mehr die Struktureigenschaften von natürlichem Fleisch oder Fisch aufweist.

Obwohl man nach dem Verfahren von US-PS 3 886 299 grosse Stücke oder Platten oder sogar Laibe von fasrigen Proteinprodukten herstellen kann, nimmt man jetzt doch an, dass definitive strukturelle Vorteile erzielt werden können, wenn man die bisherige natürliche Tendenz, die Produkte auf die gewünschte Grösse zu extrudieren, vermeidet. Es wurde darum gemäss der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass die Struktureigenschaften der Produkte des Verfahrens erheblich verbessert werden, wenn man eine Vielzahl von im wesentlichen nicht aufgeblähten fasrigen Proteinstreifen bildet durch Komprimieren, Ausdehnen und Erhitzen der wässrigen proteinhaltigen Teigmischung und Nachlassen der Kompression. Dann werden die Streifen mit einem Bindemittel, das auf Eieralbumin aufgebaut ist, getränkt und die Streifen werden zur Ausrichtung der Fasern und um im wesentlichen Hohlräume zu vermeiden, geschichtet und das Bindemittel in der Wärme gehärtet. Es wurde festgestellt und stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung her, dass beim Erhitzen mittels Mikrowellenenergie ein Schrumpfen und Aneinanderliegen der ganzen simulierten Fleischstruktur stattfindet und dadurch ein natürlicheres Aussehen und Mundgefühl des Produktes erzielt wird.

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Durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens wird das im wesentlichen ungeblähte, faserhaltige Proteinmaterial, das gemäss US-PS 3 886 299 hergestellt worden ist, erheblich verbessert.

Gemäss dem vorliegenden Verfahren wird ein feuchter Teig aus einem koagulierbaren proteinhaltigen Material zu einem einheitlichen Körper komprimiert innerhalb einer Kammer mit abnehmenden Volumen, die aus einer erhitzten äusseren Wand und einer inneren rotierenden Schnecke (Schneckengang) gebildet wird. Das Volumen entlang der Länge der Schnecke wird vorzugsweise um das 2fache oder mehr von der Zufuhr zum Auslass vermindert. Der durch die Verminderung des Volumens in der Kammer ausgeübte Druck erzwingt eine Verdichtung des Proteins entlang des Schneckenkanals und richtet das Protein in Richtung des Kanals aus. Gleichzeitig erfolgt von. der äusseren Wand ein ausreichender Wärmeübergang auf die verdichtete und gestreckte Proteinmasse, wodurch das Material plastifiziert und wärmegehärtet wird zu einer dichten fasrigen Masse, die aus der Kammer extrudiert wird. Das wärmegehärtete Material wird ohne wesentliche Erhöhung des in dem Kanal unmittelbar vor dem Auspressen vorhandenen Volumens ausgestossen. Der Zwischenraum zwischen der erwärmten Oberfläche, der normalerweise zylindrisch oder konisch ist, und der rotierenden Schnecke wird so eingestellt, dass ein Rückmischen des proteinhaltigen Materials vermieden wird und dass ein schnelles Erwärmen, Strecken und Orientieren der proteinhaltigen Masse in Richtung parallel zu dem Schneckenkanal erfolgt.

Druck ist erforderlich, um das proteinhaltige Material so zu verdichten, dass es im wesentlichen frei von Zwischenräumen ist und um einen ausreichenden Materialfluss und schnellen Wärmeübergang durch Leitung von der erhitzten Oberfläche auf das proteinhaltige Material zu gewährleisten. Der Druck wird zu einem Minimum aufrechterhalten, wie es erforderlich ist, um die Verdichtung zu bewirken und das Material

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durch die Kammer mit dem verminderten Volumen zu zwingen, denn ein übermässiger Gegendruck unterbricht die orientierte proteinhaltige Masse.·

In der Kammeroberfläche liegt ein Reibungswiderstand gegenüber dem Fluss des proteinhaltigen- Materials vor, wodurch das Strecken bzw. Ausdehnen des Materials in Richtung auf den Schraubenkanal erfolgt und dadurch ein dichtes, geschichtetes, kontinuierliches fasriges Produkt gebildet wird. Während der Entwicklung der fasrigen Natur des Proteins wird durch den Wärmeübergang von der erwärmten Oberfläche irreversibel das Protein zu einer fasrigen Masse gehärtet. Das aus der Kammer austretende Produkt wird vorzugsweise unter Vermeidung eines erheblichen Druckabfalls gewonnen und dadurch wird sichergestellt, dass der Rückdruck, abgesehen von dem Widerstand der erhitzten Wand und der Schnecke kein Zerreissen der orientierten und fasrigen Natur des Proteins bewirkt. Übliche Formstücke, wie sie für das Blähen verwendet werden, werden hier nicht verwendet, aber wenn eine Verformung gewünscht ist, kann man eine Verengung von der in US-PS 3 559 561 beschriebenen Art verwenden, um das Material unter möglichst geringem Ausdehnen und Zerreissen der Fasern zu verformen. Der Druckabfall auf Atmosphären druck vom grössten Druck in der Masse, die durch den rotierenden Schneckengang und die Wandung komprimiert wird, soll so klein gehalten werden, dass eine Ausdehnung oder ein Aufblähen auf 20 % oder weniger und vorzugsweise 10 % oder weniger und in besonders bevorzugter Weise unterhalb 5 % Volumen erhöhung erfolgt. Druckabfälle, die erheblich unterhalb 7»0 kg/cm liegen, sind typisch.

Erfindungsgemäss wird ein in dieser Weise hergestelltes Material vorzugsweise zu dünnen Streifen mit einer Dicke von nicht mehr als von 0,63 cm und vorzugsweise 0,25 cm extrudiert. Gewünschtenfalls kann das Material aber zu einer Dicke, die 2- oder 3mal diese Dimension hat, extrudiert werden und kann auch durch einen Walzengang geschickt werden, um es auf den angegebenen Grössenbereich zu bringen. Vorteilhafterweise

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wird beim Durchgang durch die Walzen auch zu einem gewissen Teil eine Fibrillierung der Streifen bewirkt, indem eine Auftrennung der Masse an den Schwächungslinien erfolgt und dadurch eine fibrillierte fasrige Struktur bewirkt wird.

.Um Proteinstreifen nach diesem Verfahren herzustellen, muss das proteinhaltige Material verschiedene kritische Eigenschaften aufweisen.

Es muss einen minimalen Prozentsatz an nicht-denaturiertem Protein haben, d. h., dass das Protein weder wärmegehärtet ist noch in anderer Weise behandelt wurde, bis zu einem Punkt, an dem es nicht mehr koaguliert.

Die für die Faserbildung notwendige Konzentration des Proteins variiert je nach der Qualität und der Quelle des Proteins. Hohes !Fleisch, !Fisch und pflanzliches Proteinmaterial kann verwendet werden. Geeignete pflanzliche Proteinquellen sind Sojabohnenmehl, Erdnussmehl, Baumwollsamen oder andere pflanzliche Proteinstoffe, die im allgemeinen als Nebenprodukte bei der Ölextraktion gewonnen werden. Den vollen Fettgehalt enthaltende proteinhaltige Quellen können verwendet werden, aber konzentirerte Quellen des Proteinmaterials werden bevorzugt, um den Proteingehalt des Teiges hoch zu halten. Geeignet sind die Muskeln und das Fleisch von Tieren, Fischfleisch, Sojaisolat, Gluten, Albumin, Molkereiprodukte, wie Trockenmilchpulver, Molke und dgl., Weizenmehl und andere Proteinquellen. Bevorzugte Quellen für Tierprotein sind billige Fleischsorten, Geflügel oder Fisch, die nicht zum direkten Verkauf an den Verbraucher geeignet sind. Proteine, wie Proteinisolate, entfettetes Sojamehl und insbesondere Weizengluten sind bevorzugte von Pflanzen abgeleitete proteinhaltige Quellen.

Proteinhaltige Materialien werden zerkleinert (vorzugsweise werden Mehle dieser Stoffe verwendet) und vermischt unter Ausbildung eines feuchten Teiges mit einem Feuchtigkeitsge-

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halt zwischen 20 bis 65 %· Mehle mit einer Teilchengrösse von 0,177 nmi oder kleiner sind besonders gut für die Bildung eines einheitlichen Ausgangsteiges.· Wird Fleischmaterial verwendet, so ist notwendig, das Fleisch zum Teil zu dehydratisieren mittels bekannter Trocknungsmethoden oder es zu vermischen mit trockenen pflanzlichen Proteinquellen oder anderen Materialien, um die Feuchtigkeit auf den für die Verarbeitung benötigten Gehalt zu vermindern. Selbstverständlich wird durch eine Hitzebehandlung oder Trocknung von Fleisch oder Fisch eine Denaturisierung bewirkt und deshalb verwendet man vorzugsweise Fleisch nur als Zusatz oder Ergänzungsquelle für das Protein bei trockenen pflanzlichen Proteinen, welche die Hauptmenge des Teiges ausmachen.

Andere Stoffe können mit den Proteinen vermischt werden. Beispielsweise können Kohlehydrate, wie Stärke, essbare Füllstoffe, Farbstoffe, Fette und Geschmacksstoffe .den proteinhaltigen Stoffen zugegeben werden. Weizenmehl hat sich als ein besonders geeignetes Zusatzmittel herausgestellt, weil es einen Kleber zur Verfügung stellt, der geeignet ist, für die Faserentwicklung und weil es sich leicht kochen lässt und während des Verfahrens zur Erzeugung eines gewünschten Geschmacks in dem Produkt geliert. Jedoch werden durch entfettetes Sojabohnenmehl auch ausreichend Kohlehydrate und ein besserer Proteinwert in dem fertigen Produkt zur Verfügung gestellt.

Wichtig ist, dass das Material mit einer ausreichenden Menge Wasser vermischt wird, um das Wasser so einheitlich wie möglich in dem proteinhaltigen Material zu verteilen.

Die Fasern entwickeln sich und härten, indem man den feuchten proteinhaltigen Teig der Kompression in einer Kammer aussetzt welche ein sich verringerndes Volumen hat, das durch die geheizte äussere Wand und die sich drehende Schnecke gebildet wird.Die auf diese Weise in der Kammer erfolgte Komprimierung übt auf den Teig einen Druck aus, der zu einer Verdichtung

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des Teiges ausreicht, aber nicht genügt, um eine wesentliche Ausdehnung am Kammerauslass zu bewirken. Die Kompression zwingt den Teig zur Ausbildung eines dichten einheitlichen Körpers, dsr der Kammer entspricht, welche durch die Schnecke und die Wandung gebildet wird. Die Kompression entfernt Hohlräume, verdrängt Luft und bildet eine dichte proteinhaltige Masse. Gleichzeitig wird durch die Kompression gegen die geheizte äussere Wand ein schneller Wärmeübergang auf die Masse bewirkt, wodurch die Masse plastifiziert wird und zum Auslass des Extruders gezwungen wird. Die ständige Drehung der Schnecke, der Widerstand an der erhitzten Wand und die VoIumenverminderung bewirkt ein Ausstrecken der plastischen Masse unter Bildung eines fasrigen Struktur, die im allgemeinen sich entlang der Richtung des Schraubenkanals ausrichtet und gleichzeitig werden die Fasern bis zu einem Punkt erhitzt, bei der sich eine in der Wärme irreversible proteinhaltige Masse bildet. Die Fasern werden so gleichzeitig gestreckt und zu Schichten oder Ebenen entlang der erhitzten Oberfläche orientiert. Die wärmegehärteten Fasern werden dann aus dem Extruder ausgestossen ohne Aufblähung, so dass die dichte fleischartige Struktur, die sich innerhalb des Extruders gebildet hat, bestehen bleibt.

Die Bildung der Fasern erfolgt üblicherweise, indem man einen vorgemischten Teig einem Extruder der üblichen in der Kunststoff-Industrie verwendeten Art zuführt und der eine minimale Weite zwischen der Peripherie der Schraube und der erhitzten Wand hat und vorzugsweise ein minimales Spiel zwischen der Basis des Kanals hat, die aus den Gewindegängen der Schraube und der erhitzten Wand gebildet wird. Durch diese Bauart wird die Oberfläche des Wärmeübergangs zum Volumen der zu behandelnden protexnhaltigen Masse maximiert. Der Extruder sollte so ausgelegt sein, dass er eine Verminderung des Volumens von der Zufuhr bis zum Ausstossen aus dem Schraubenkanal hat, die ein 1/2 bis1/10, vorzugsweise 1/2 bis beträgt. .....

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Die Wandung wird im allgemeinen auf einer Temperatur von wenigstens 121° C und vorzugsweise auf eine Durchschnittstemperatur von 138° C oder mehr erhitzt. Man bevorzugt mehrfache Erhitzungszonen, um eine günstige Temperaturkontrolle innerhalb des Extruderzylinders zu bewirken. Die erhitzte Oberfläche kocht den Kohlehydratanteil des Teiges und erhöht die Temperatur in dem Teig bis zu einem Punkt, bei dem das Protein koaguliert. Gleichzeitig wird durch die Schraube, die sich entlang der erhitzten Wand dreht, ein Ausdehnungseffekt erzielt, so dass sich das Material innerhalb des Schraubenkanals während des Koagulierens des Proteins ausrichtet. Die rotierende Schraube und die erhitzte Wandung sind eng ausgerichtet, um ein Schlüpfen und Rückmischen während des Dehnens und Koagulierens der Fasern zu limitieren.

Die kleinste Geschwindigkeit der SehneckenUmdrehung wird durch die Geschwindigkeit bestimmt, die sich für einen gegebenen Extruder ergibt, um ein Verkohlen oder Braunwerden des behandelten proteinhaltigen Materials zu vermeiden. Die genauen Verarbeitungsbedingungen sind nicht kritisch, vorausgesetzt dass eine ausreichende Volumenverminderung vorliegt, um die richtige Kompression zu einer dichten Masse und das Ausstrecken und das Koagulieren des Proteins zu gewährleisten. Gewünschtenfalls kann die Schnecke des Extruders geheizt werden, um die geheizte Fläche für eine gegebene Masse an proteinhaltigem Material zu erhöhen und die Schnecke kann auch so beschaffen sein, dass zuerst eine Mischstufe vorliegt, in welcher die Temperatur der proteinhaltigen Masse erhöht wird bis zu einem Punkt, bei dem die Koagulierung beginnt, worauf die Schnecke dann so beschaffen ist, dass eine Verminderung des Volumens eintritt, um das Verdichten, Ausstrecken und Orientieren des Proteins während der Koagulation zu bewirken. Die erste Mischstufe kann auch verwendet werden, um die Bestandteile zu vermischen und den fasrigen Teig zu bilden. Das heisst, dass grosse Mengen an Material anfangs an den weiten Gewindegängen der Schraube vermischt werden können und dass sich dann bei der Bildung des Teiges und beim Er-

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reichen der Koagulationstemperatur das Volumen des Schnekkenkanals vermindert und das Verhältnis der erhitzten Oberfläche zur Masse während der Ausdehnung des Koagulierens des Proteins maximiert wird.

Die Verminderung des Volumens innerhalb des Extruders'hat einen beachtlichen Effekt auf die Art der gebildeten Faser. In dem Masse,wie das Volumen in den Kanal abnimmt, bilden sich längere, dünnere Fasern. Extrudieren einer vorgegebenen Formulierung, wie sie in Beispiel I angewendet wird, ergibt eine 1/2fache Verminderung im Volumen (das Endvolumen beträgt 1/2 des Ausgangsvolumens) eines fasrigen fleischigen fleischartigen Streifens mit mehreren. Gewebeschichten, während einer Verminderung des Volumens um 1/5 ein Material ergibt mit weniger Schichten aber längeren Fasern.

Der gesamte Feuchtigkeitsgehalt des in den Extruder eingegebenen Teiges kann im Bereich von etwa 20 % bis etwa 65 % variieren. Höhere Feuchtigkeitsgehalte, im allgemeinen von etwa 45 %, sind geeignet, um fischartige Strukturen mit ver— hältnismässig kurzen, nicht-ausgerichteten Fasern herzustellen. Man nimmt an, dass der hohe Feuchtigkeitsgehalt ein grösseres Vermischen der plastischen Masse während der Koagulation ermöglicht und den Proteingehalt des Teiges ausreichend verdünnt, um das Ausmass des Streckens und des Ausrichtens der Fasern während der Koagulation zu vermindern. Eine gute meerestierähnliche Struktur wird erhalten, wenn man einen Teig, der etwa 20 bis 45 ?&/eizengluten und etwa 38 bis 49 % Wasser bei einer Temperatur von etwa 155° G bis 163° C verarbeitet, wobei der Teig während der Koagulation auf die Hälfte seines ursprünglichen Volumen vermindert wird. Die Faserlänge wird erhöht, wenn man höhere Anteile an Weizengluten und höhere Temperaturen innerhalb des vorgenannten Bereiches ohne Orientierung der Fasern anwendet.

Zur Herstellung eines ausgerichteten fasrigen Proteins wird ein Teig, der aus Weizengluten in einer Menge von 20 bis 75%

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(Trockenbasis) und 25 bis 38 %/asser besteht, bei Temperaturen von 135 G bis 199° C unter Verwendung einer Schneckenvolumenveriainderung von etwa 2/1 bis 5/1 verarbeitet. Eine Verminderung der Volumenverminderung in der Schnecke innerhalb des vorgenannten Bereiches ergibt ein fleischartiges ausgerichtetes fasriges Produkt, während eine Erhöhung der Volumenverminderung ein langes, dünneres, fasriges Produkt ergibt. Me ausgerichteten Strukturen sind bestens geeignet, um den natürlichen, fleischartigen Muskelstrukturen zu ähneln.

Das nach diesem Verfahren hergestellte Produkt ist dicht und im wesentlichen ungebläht (weniger als 10 % und vorzugsweise weniger als 5 % Voluiflenänderung beim Austritt aus dem Extruder), obwohl an der Oberfläche und dem Inneren Blasen vorhanden sein können, die vermutlich durch Verdampfen von Wasser entstanden sind.

Wegen der Schwierigkeit, die Streifen aus diesem Material in der feuchten, extrudierten Eoria zu bewahren, werden die Streifen des Materials vorzugsweise vor der weiteren Verarbeitung entwässert. Bei einem kontinuierlichen Verfahrensweise ist es jedosh möglich, die fasri« gen Streifen direkt aus dem Extruder su verwenden. Werden die Streifen entwässert, so bringt aan sie auf einen !Feuchtigkeitsgehalt von weniger als etwa 6 % und vorzugsweise weniger als etwa 4 %.

Im allgemeinen ist es erforderlich, die entwässerten oder nicht entwässerten Streifen vor der weiteren Verarbeitung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 65 % zu bringen. Dies wird einfach bewirkt, indem man sie in heissem Wasser einweicht. Im allgemeinen sind hierfür wirksam Temperaturen oberhalb etwa S6° G und Zeiten, äie zwischen.stwa 5 bis 25 Miauten liegen, jedoch lässt sich die genaue für die jeweiligen Streifen anzuwendende Seit und Temperatur einfach von jedem Packsaann bestimmen. Es ist wünschenswert, die

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Streifen auf die gewünschte Länge von etwa 15 »2 cm vor dem Entwässern zu zerschneiden. Für den Fachmann ist es selbstverständlich klar, dass die Bewassrungsflussigkeit Geschmacksstoffe, Gewürze, Konservierungsmittel, Fette und öle und dgl. enthalten kann, die je nach Zweck in bekannter Weise zugefügt werden. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es natürlich, dass man durch das Imprägnieren der Streifen nach dem Koagulieren des Proteins in den Streifen vor der Zufuhr des Eieralbuminbindemittels das geschmacksbildende Material in die fleischähnliche Struktur binden kann und dass es nicht leicht von dort weggeht oder auslaugt während der nachfolgenden Kochstufe, selbst in Gegenwart von grossen Mengen Flüssigkeit.

Fach dem Wässern werden die Streifen in ein Bad aus flüssigem, auf Albumin aufgebauten Bindematerial gegeben, welches vorzugsweise andere Additive, wie Stärke, Dextrine und pflanzliche Proteine, insbesondere Sojaprotein enthält. Es sind zahlreiche Bindemittelformulierungen für den Fachmann bekannt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Proteinstreifen fibrilliert nach dem Wässern und vor dem Einweichen in dem Bindemittel. Unter Fibrillierung wird eine mechanische Verarbeitung der Streifen verstanden, durch welches deutliche Unterbrechungen in den Streifen in Richtung der Faserausbildung verursacht werden, um dadurch teilweise die Fasern innerhalb des Streifens zu einer netzartigen Anordnung von Lücken und miteinander verbundenen Fasern und Fäden aufzutrennen. Wenn das Bindemittel dann in die Streifen einquillt, füllt es diese Lücken in den fibrillierten Streifen aus und bildet dabei Strukturen, die noch ähnlicher denen von natürlichem Fleisch sind. Es ist aber zu bemerken, dass die Fibrillierungsstufe nur eine bevorzugte ist, denn obwohl sie Produkte, die am meisten wünschenswert sind, erzeugt, kann sie auch vermieden werden, wenn die Dicke der Streifen entweder während der Extrusion aufrechterhalten wird oder nach der Extrusion auf eine Dicke von weniger als etwa 0,254 narn vermindert wird. Die wichtige

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hier gemachte Peststellung ist die, dass man dem natürliche Fleisch sehr nahe kommt, wenn die Schichten oder Gruppen der so gebildeten Fasern voneinander getrennt werden durch das Bindemittel. Obwohl es das angestrebte Ziel für einen Fachmann sein würde, die Streifen so dicht wie möglich auf die Grosse der beabsichtigten Laibes zu extrudieren, wurde gemäss der Erfindung festgestellt, dass die Struktur gegenüber denen des Standes der Technik noch- verbessert werden kann, wenn man grosse Massen des fasrigen Materials durch ein Bindematerial unterbricht.

Verwendet man natürliches Eiweiss als Bindemittel ohne jegliche Zusätze oder Verdünnung des Eiweisses, so ist es wünschenswert, dass man den Streifen ausreichend Zeit gibt, um ein Gleichgewicht mit dem flüssigen Eiweiss zu bilden. Hier ist im allgemeinen eine Zeitdauer von etwa 1 bis 3 Stunden befriedigend. Wenn die Bindemittellösung wässriger ist oder weniger zusammenhängend als natürliches Eiweiss, dann ist es natürlich möglich, das Einweichen in einer kürzeren Zeitspanne zu bewirken.

Nachdem die Streifen mit dem Bindemittel voll gesättigt sind, werden sie zum Härten des Binders ausgerichtet, vorzugsweise in einer nicht-ausgerichteten Orientierung. Beim Einbringen der Streifen in die Form ist es erforderlich, nur soviel Druck aufzuwenden, wie zum Vermeiden der Bildung von Hohlstellen erforderlich ist. Dabei soll man beim Ausrichten der Streifen in der Form darauf achten, dass man eine geeignete Orientierung in Richtung der Ebene erhält, in welcher das fertige Produkt zerteilt oder in Scheiben geschnitten wird.

Die ausgerichteten, mit dem Bindemittel getränkten Streifen werden dann in der Form für eine Zeitdauer erhitzt, die ausreicht, um das proteinhaltige Bindematerial voll zu koagulieren. Beispielsweise ist es bei einer Form, die etwa 10,2 cm tief gefüllt ist, vorteilhaft, diese zu erhitzen, indem man sie in einem gewöhnlichen Konvektionsofen einer Temperatur

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von etwa 107° C bis 121° C während einer Dauer von 1 bis 2 Stunden erhitzt. Es ist möglich, aber gemäss der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich, auf das Produkt in der Form während des Erhitzens einen begrenzten Druck auszuüben. In den meisten Fällen wirkt die Anwendung von Druck der natürlichen Ausdehnung und der Feuchtigkeitsentwicklung entgegen. Vorzugsweise wird das verformte Material aber durch Mikrowellehenergie erhitzt. Unerwarteterweise verursacht das Erhitzen mit Mikrowellenenergie eine Gesamtschrumpfung und Verdichtung der fleischähnlichen Struktur, die in auffallender Weise die gesamte Struktur des Systemes verbessert. Durch das Erhitzen mit Mikrowellen erhält man somit eine gute einheitliche Durchhärtung ohne wesentlichen Feuchtigkeitsverlust. Typische Mikrowellenvorrichtungen, die man anwenden kann, sind "Amana Radarange" und der 2 1/2 KW Amperex. Das verformte Material wird vorzugsweise auf eine Innentemperatur von etwa 60° C bis etwa 82° C erwärmt, um eine ausreichende Koagulierung des proteinhaltigen Bindematerials zu gewährleisten.

Um die weitere Verarbeitung dieses so hergestellten Materials zu vereinfachen, ist es im allgemeinen wünschenswert, die Produkte abzukühlen durch Verminderung der Produkttemperatur auf unterhalb etwa 4,4-° C. Die gemäss der Torliegenden Erfindung hergestellten Produkte haben beim Zerkleinern ein sehr natürliches Aussehen mit einer fleischähnlichen Fasrigkeit und Struktur. Die Richtung des Schnittes hat einen grossen Einfluss auf die Struktur, Textur und das Aussehen der abgeschnittenen Stücke. Durch diagonales Schneiden, d. h. in einem Winkel zur Richtung der Orientierung, erhält man ausgeprägte Produkte mit einer Struktur und einem Aussehen, las sehr stark einem Rostbraten (London broil) ähnelt.

In den folgenden Beispielen, die die Erfindung weiter erläutern, sind alle Teile und Prozente auf das Gewicht bezogen.

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Beispiel 1

Eine Mischung aus Weizengluten (60 %), zermahlenen Sojakörnern (25 %), Weizenmehl (12,6 %), Ammoniumcarbonat (0,4 %) und Salz (2 %) wird trocken vermischt und dazu wird eine Menge an Wasser gegeben, die 30 % des Endgewichtes der Mischung ausmacht. Die gesamte Mischung wird in einem Sigma-Mischer 20 Minuten gemischt. Die Mischung wird dann einem 3/4-" Laboratoriumsextruder mit einem Schneckenverhältnis von 25:1 L:D zugeführt. Der Formteil und das Torpedo sind entfernt, um einen Druckabfall zu vermeiden, wodurch eine Volumenveränderung oder ein Zerreissen des kontinuierlich ausgerichteten fasrigen Produktes vermieden wird. Der Extruderzylinder besteht aus drei Heizzonen mit Zylindertemperaturen von 118° C, 154° 0 und 166° C vom Einlass zum Auslass. Die 2/1 Schnecke, welche innerhalb des Extruders eine Volumenverminderung von 1/2 verursacht, wird mit 40 U/Min, betrieben. Der in den Extruder mit einer Temperatur von 13° C eintretende Teig verweilt dort annähernd 35 Sekunden und wird mit 124° G ausgestossen (29 g/Min, bei 17 % Feuchtigkeit). Das austretende Produkt ist ein langes, kontinuierliches im wesentlichen nicht-aufgeblähtes Band mit einer fasrigen, ausgerichteten Struktur. Diese Streifen werden in 15,2 cm-Segmente geschnitten, in siedendem Wasser bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 65 % hydratisiert und dann 3 Stunden mit frischem Albumin getränkt. Die mit dem Binder imrägnierten Streifen werden dann parallel zueinander bis zu einer Dicke von 5»1 cm in einer Schale angeordnet und dort 1 1/2 Stunden auf 107° C bis 121° C erhitzt. Anschliessend an das Erhitzen erhält man eine sehr fleischige ausgerichtete fasrige Struktur.

Beispiel 2

Man wiederholt das Verfahren nach Beispiel 1, aber diesesmal werden: (1) die Streifen nach lOminütigem Hydratisieren in Wasser von 93° G fibrilliert und (2) die Streifen nur 2 Stunden mit Eieralbumin getränkt. Das Produkt ist ähnlich dem des

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Produktes von Beispiel 1, aber noch fleischähnlicher auf Grund der strukturellen Vorteile und einem stärkeren marmorisierten Aussehen auf Grund der Fibrillierung der Streifen.

Beispiel 3

Das Verfahren nach Beispiel 2 wird wiederholt, aber in diesem Falle wird die Wärmehärtung durch Mikrowellenenergie bewirkt. Die mit dem Bindemittel aufeinander gelegten Streifen werden 6 Minuten ständig in einer Mikrowellenvorrichtung vom Typ Amana Radarange rotiert. Die Struktur dieses Produktes ist über die Verdichtung des Produktes hinaus verbessert.

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Claims

(CR) ~W 5. August 1976

Pat e η tansprüche

Verbessertes Verfahren zur Herstellung von fleischanalogen Produkten, dadurch gekennzeichnet, dass man

(a) eine Vielzahl von im wesentlichen ungeblähten fasrigen Proteinstreifen durch Komprimieren, Ausdehnen und Erhitzen einer wässrigen proteinhaltigen Teigmischung und Nachlassen der Kompression bildet,

(b) die Streifen in einem auf Eieralbumin aufgebauten Bindemittel einweicht,

(c) die Streifen zur Ausrichtung der Pasern und um im wesentlichen Hohlräume zu vermeiden, aufeinanderlegt und

(d) das Bindemittel in der Wärme härtet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen vor dem Einweichen in dem Bindemittel fibrilliert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtung in der Wärme mittels Mikrowellenenergie erfolgt.
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