DE2641333B2

DE2641333B2 - Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Proteinkonzentrates

Info

Publication number: DE2641333B2
Application number: DE2641333A
Authority: DE
Inventors: Anthony Hing-Kwan Columbus Chen; Richard Emmett Westerville Mcdonald; Michael Haifa Shemer (Israel)
Original assignee: Miles Laboratories Inc
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1975-09-15
Filing date: 1976-09-14
Publication date: 1979-12-20
Also published as: JPS5241261A; AU1619076A; DE2641333A1; FR2323336A1; ZA764363B; FR2323336B1; JPS5427889B2; BE845331A; NL161349B; IL50079A; NL7609503A; DE2641333C3; IL50079A0; IT1066149B; ES451459A1; NL161349C; GB1503420A

Description

fahren, die keinesfalls die gewünschten fleischartig en strukturellen Eigenschaften besitzen.

Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß das nicht der Fall ist, sondern daß ein Proteinkonzentrat mit einer ganz besonders guten fleischartigen Struktur und einem angenehmen neutralen Geschmack erhalten werden kann, wenn man von einem Proteinextrudat mit einer Dichte von etwa 85 bis 150 g/l auf Trockengewichtsbasis ausgeht

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Proteinkonzentrates mit weitgehend fleischähnlichem Gefüge und mildem, neutralem Geschmack und Geruch aus Proteinextrudaten mit einem Gehalt an wasserlöslichen Bestandteile» durch Extnidation der wasserlöslichen Bestandteile bei einem pH-Wert von etwa 5,5 bis 6,0 und Temperaturen über 65° C mit HUfe eines wäßrigen Lösungsmittels bei einem Lösungsmittel-Feststoff-Verhältnis von mindestens 8:1, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eim Proteinextrudat mit einer Dichte von etwa 85 bis ! 50 g/l auf Trockengewichtsbasis verwendet

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Proteinextrudate können in Form von Stücken oder Brocken vorliegen, die, allgemein gesprochen, als übermäßig expandierte Produkte angesehen werden können, deren scheinbare Dichte nach dem Trocknen auf weniger als 8% Feuchtigkeitsgehalt zwischen etwa 85 und 150 g/l, vorzugsweise zwischen etwa 90 und 115 g/l, berechnet auf das Trockengewicht, liegt Bei einer Dichte von wesentlich mehr als 150 g/l sind die hydratisierten, mil jo Wasser extrahierten Proteinextrudate an und für sich zu dicht und die wasserlöslichen Bestandteile können nictu wirksam entfernt werden. Bei Dichten von weniger als 85 g/l weisen die Extrudate, wenn überhaupt, ein ungenügendes fleischähnliches Gefüge auf.

Für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbare Proteinextrudate können hergestellt werden aus proteinhaltigen Rohstoffen, die in der Trockenmasse etwa 35 bis 80 Gew.-% Protein und etwa 15 bis 50 Gew.-% andere, wasserlösliche Bestandteile, wie Kohlehydrate, Salze und Geschmacks- und Geruchskomponenten enthalten. Solche proteinhaltigen Stoffe können sowohl pflanzlicher wie tierischer Herkunft sein und z. B. aus ölsamen, Mikroben- und Hefefermenten, Getreide u. dgl. oder entsprechenden Gemischen stammen. Mit Lösungsmitteln extrahierte Pflanzensamen, wie zerkleinerte und mit Hexan entfettete Sojabohnen sind besonders geeignet

Aus dem eiweißhaltigen Material stellt man durch Zugabe von etwa 9 bis 18, vorzugsweise etwa 11 bis 16% Wasser, ein feuchtes, eiweißhaltiges Gemisch her. Das feuchte Gemisch wird dann mit einer Durchsatzrate von. etwa 90 bis 180, vorzugsweise 113 bis 159 kg/h, einem durch einen 50 PS-Motor angetriebenen Kocher-Extruder zugeführt, worin es erhöhter Temperatur und Druck ausgesetzt wird und aus dem es über eine Düse in eine Umgebung ausgepreßt wird, in welcher im wesentlichen Normaltemperatur und Atmosphärendruck herrscht. Die Temperatur im Extruder schwankt gewöhnlich an: der Düse zwischen etwa 100 und 165° C und liegt dort vorzugsweise bei etwa 115 bis 140° C. Der angewandte Druck liegt im Gebiet von ca. 7 bis 21,1 kg/cm². Beim Austreten des Extrudates aus der Extruderdüse in die Umgebung unter Druckerniedrigung wird das darin enthaltene Wasser hoch flüchtig und verdunstet, so daß das Extrudat sich im Querschnitt um 20 bis 300% ausdehnt und teilweise entwässert wird. Der extrudierte Strang wird dann mit Hilfe eines unmittelbar an der Düse angeordneten rotierenden Messers in Stücke von etwa 2,5 bis 6,4 cm Länge zerschnitten.

Um aus den wie oben erzeugten Stücken von Proteinextrudat den Hauptanteil an wasserlöslichen Bestandteilen zu entfernen, werden sie erfindungsgemäß mit einem wäßrigen Lösungsmittel behandelt dessen pH-Wert zwischen etwa 5,5 und 6,0, vorzugsweise bei etwa 5,7 liegt Bei diesen pH-Werten führt die Behandlung des Proteinextrudates mit einem wäßrigen Lösungsmittel dazu, daß es nach der Extraktion etwa 85 bis 87% Feuchtigkeit und mindestens etwa 70 Gew.-% Protein in der Trockenmasse aufweist, so daß man ein strukturiertes Proteinkonzentrat mit verbessertem fleischähnlichem Gefüge und mildem Geschmack erhält Als Proteinkonzentrat wird allgemein ein Proteinprodukt bezeichnet dessen Proteingehalt mindestens 65 bis 70 Gew.-% auf Trockenbasis beträgt Bei einem pH-Wert von wesentlich mehr als 6,0 weist das Proteinextrudat ein weiches, breiartiges Gefüge und einen zu großen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 88 bis 91% auf. Liegt der pH-Wert wesentlich unter 5,5, so besitzt das Proteinextrudat eine unerwünschte zähe, kaugummiartige Struktur und fühlt sich im Mund trocken und holzig an. In dem wäßrigen Lösungsmittel wird der saure pH-Wert aufrechterhalten durch Zugabe einer geeigneten Säure, wie Zitronensäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure od. dgl. Auch geeignete saure Puffer oder saure Salze können verwendet werden, soweit sie den Geschmack oder das Gefüge des Proteinproduktes nicht ungünstig beeinflussen. Um die besonders störenden wasserlöslichen Bestandteile, wie Kohlehydrate und Geschmacks- und Geruchsstoffe wirksam zu entfernen, muß die Temperatur des zur Behandlung der Proteinextrudatstücke verwendeten wäßrigen Lösungsmittels höher sein als etwa 65° C; vorzugsweise liegt sie sogar über 85° C.

Die Extraktion mit dem sauren wäßrigen Lösungsmittel kann chargenweise oder kontinuierlich durchgeführt werden, wobei die Konzentration und die Kontaktzeit von der gewählten Methode abhängen. So hat sich beispielsweise beim chargenweisen Arbeiten ein Konzentrationsverhältnis von etwa 20 Gew.-Teilen Lösungsmittel je Gew.-Teil Extrudat in der Praxis bewährt. Vorzugsweise wird das Proteinextrudat beim chargenweisen Arbeiten in mindestens zwei Stufen mit frischem wäßrigem Lösungsmittel behandelt wobei in der einen Stufe auf einen Teil Proteinextrudat-Festsioffe mindestens etwa 8 Teile wäßriges Lösungsmittel, in der zweiten Stufe auf ein Teil Extrudat 15 Teile Lösungsmittel treffen. Beim kontinuierlichen Arbeiten, z. B. bei der mehrstufigen Extraktion im kontinuierlichen Gegenstromverfahren, kann man das Verhältnis von wäßrigem Lösungsmittel zu Proteinextrudat verringern und man erhält mit einem Gewichtsverhältnis von zumindestens 8 :1 immer noch einen guten Extraktionswirkungsgrad.

Unter den obigen Temperatur- und Konzentrationsbedingungen haben sich beim chargenweisen Arbeiten so niedrige Kontaktzeiten, wie 20 min, als erfolgreich erwiesen. Längere Kontaktzeiten können wünschenswert sein, um die Extraktion von besonders störenden wasserlöslichen Bestandteilen zu verbessern. Sowohl beim chargenweisen wie beim kontinuierlichen Arbeiten können die Kontaktzeiten in den einzelnen Stufen dadurch verkürzt werden, daß man die Anzahl der Kontaktstufen erhöht.

Bei den bekannten, relativ dichten Proteinextrudaten, wurde stets beobachtet, daß diese mit einem wäßrigen Lösungsmittel von einem pH-Wert von mehr als 6,0

behandelt werden mußten, wenn man Produkte mit einigermaßen annehmbarem Gefüge erhalten wollte. Bei pH-Weiten unterhalb 6,0 entwickeln diese Extrudate ein dichtes, zähes Gefüge und fühlen; ich beim Kauen ausgesprochen trocken an. Aber selbst wenn der pH-Wert des Extraktionsmittels 6,0 übersteigt, kann man den Wassergehalt der Produkte nur mit aufwendigen und zeitraubenden Maßnahmen steuern. Wie aus dem Stand der Technik und aus Erfahrungen mit relativ dichten Proteinextrudaten hervorgeht, ist es tatsächlich überraschend, daß man bei Verwendung der erfindungsgemäßen, überexpandierten und relativ leichten Proteinextrudate Produkte erhält, die eine verbesserte fleischähnliche Struktur aufweisen und im Geschmack außerordentlich mild sind. Bringt man die erfindungsgemäßen Proteinextrudate mit einem wäßrigen Lösungsmittel bei einem pH von mehr als 6,0 in Kontakt, so sind die Produkte zu weich und breiartig, um noch als fleischähnlich bezeichnet werden zu können. Im pH-Bereich von etwa 5,5 bis 6,0 zeigen die erfindungsgemäßen Produkte jedoch eine wesentlich verringerte Wasserzurückhaltung und können auf diese Weise leicht auf einem Feuchtigkeitsgehalt von 85 bis 87% gehalten werden, ohne daß man umständliche Einrichtungen zur Steuerung des Wassers benötigt Infolgedessen lassen sich diese neuartigen Produkte als solche mit den verschiedensten Geruchs- und Geschmackszusätzen, Bindemitteln, Farbstoffen und anderen Zusätzen kombinieren, so daß man in vielen Fällen einen vollwertigen Fleischersatz erhält Aufgrund der beim normalen Vermischen auf die Produkte ausgeübten Beanspruchungen werden die erfindungsgemäßen strukturierten Proteinkonzentrate schon an sich so weit zerrissen oder zerkleinert, daß man eine Mehrzahl von faserartigen Massen erhält, welche das wünschenswerte, echtem Fleisch entsprechendes Gefüge aufweisen. Solche Produkte eignen sich dann zur Herstellung von Frikadellen oder Hackbraten, Wurst, Pasteten u. dgl.

Die Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

45

Das Beispiel zeigt die Gewinnung eines Proteinextrudates aus Sojabohnen und die erfindungsgemäße Herstellung sines strukturierten Proteinkonzentrates hieraus.

Handelsübliches entfettetes Sojabohnenmehl, aus dem das öl mit Hexan extrahiert worden war und das etwa 50 Gew.-% Protein und etwa 3"i Gew.-% wasserlösliche Bestandteile enthielt, wurc^ nvt etwa 16% Wasser zu einem feuchten proteinL.altigen Gemisch vermischt. Das feuchte Gemisch wurde dann kontinuierlieh bei einem Durchsatz von etwa 132 kg entfettetes Sojabohnenmehl je Stunde, durch einen Wenger X-25-Kocher-Extnider geführt, der mit einem 50 PS-Motor und einer Düse mit Dreifachbohrung ausgerüstet war, bei der jede Bohrung einen Durchmesser von etwa bo 1 cm hatte und das Verhältnis von Länge zu Durchmesser 4,0 war. In der Nähe des Düsenendes wurde das Material auf etwa 115⁰C erwärmt und einem Druck von 12,7 bis 17,6 kg/cm² ausgesetzt, worauf es in die Normalatmosphäre austrat. Das Extrudat war ein kontinuierlich expandierter Strang von proteinhaltigem Material mit sehr porösem, offenzelligem Gefüge. Das austretende Extrudat wurde durch ein unmittelbar am Düsenende angeordnetes Messer Ln Stücke von etwa 3,8 cm zerschnitten, die einen Durchmesser von etwa 1,5 bis 1,8 cm und bei einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 8 Gew.-% eine scheinbare Dichte von etwa 104 bis 123 g/Liter aufwiesen.

6,8 kg der obigen Proteinextrudatstücke wurden in ein großes, oben offenes Gefäß eingebracht und darin mit einem wäßrigen Lösungsmittel behandelt, indem man dem Proteinextrudat 54,41 Wasser (was einem Gewichtsverhältnis von wäßrigem Lösungsmittel zu Feststoffen von etwa 8:1 entsprach) und 550 ml 10 gew.-%ige Phosphorsäure zufügte. Der pH-Wert des Gemisches betrug etwa 5,7. Das Gemisch wurde nun 20 min bei 85° C gerührt, worauf das Wasser vom Extrudat abgezogen wurde. Nach Zugabe von 77,7 1 frischem Wasser zu dem zurückbleibenden Extrudat (was einem Gewichtsverhältnis von wäßrigem Lösungsmittel zu Feststoffen von etwa 15 :1 entspricht) wurde das Gemisch bei einem pH-Wert von 5,7 (gegebenenfalls erreicht durch Zusatz von weiterer Säure) unter leichtem Rühren 45 min auf 85° gehalten, worauf das Wasser wiederum abgezogen wurde. Um die Temperatur des Extrudates zu senken, wurden nochmals 77,7 ! kaltes Wasser von 18° zugegeben, die nach etwa 5 min wieder abgezogen wurden. Man erhielt auf diese Weise ein strukturiertes Proteinprodukt, das etwa 85 bis 86 Gew.-% Feuchtigkeit und etwa 70%, berechnet auf das Trockengewicht Protein enthielt Das Konzentrat entsprach strukturell in Umfang und Form dem Ausgangsproteinextrudat vor dessen Extraktion mit Wasser, hatte jedoch ein elastisches, faltbares, mehr offenzelliges faseriges Gefüge. Beim Kauen hatte das auf diese Weise erhaltene strukturierte Proteinkonzentrat eine sehr gut kaubare, fleischähnliche Beschaffenheit und einen milden Geschmack.

Aus diesem strukturierten Proteinkonzentrat wurde ein z. B. zur Herstellung von Frikadellen geeignetes Pastetengemisch bereitet indem man die folgenden Bestandteile kombinierte:

1000 g strukturiertes Proteinkonzentrat
60 g eiweißhaltiges Bindemittel

(z. B. Hühnereiweiß),
180 g Aroma, Gewürz, Fett und Farbstoffe.

Die Bestandteile wurden gut vermischt in entsprechende Form gebracht und bei etwa 176° C geschmort. Beim Vergleich mit Frikadellen aus echtem Fleisch erwies es sich, daß die erfindungsgemäßen Produkte im Gefüge einem Hackfleisch natürlicher Herkunft weitgehend entsprachen.

Beispiel 2

Das Beispiel zeigt die Herstellung von Proteinextrudaten verschiedener scheinbarer Dichte und die Auswirkung der Dichte auf den Feuchtigkeitsgehalt, auf die Scherfestigkeit und auf die Eßbarkeit des strukturierten Proteinkonzentrates.

Aus entfettetem Sojabohnenöl, das etwa 50 Gew.-% undenaturiertes Protein, etwa 20% wasserlösliche Bestandteile und etwa 7% Feuchtigkeit enthielt wurden gemäß Beispiel 1 Proteinextrudate verschiedener scheinbarer Dichte hergestellt. Die Herstellungsbedingungen gehen aus folgender Aufstellung hervor.

Probe Nr.

Durchsatzgeschw.
in kg/h

Wasserzusatz

in ':„

Preßtemp. in C

Preßdruck
in kg/cm²

Scheinb. Dichte*)
in g/l

113
113
141
141
159
159

15,4
12,4
12,8
12,4
11,8
9,1

119 118 140 116 138 135 11,2
9,14
14,1
13,4
19,0
10,5

114

110

96

92

112

102

*) Scheinbare Dichte (D. i. d. Masse) der Extrudate nach Trocknen auf 8% Wassergehalt.

Dann wurden 0,23 kg von jeder der obigen Proben mit 6,8 Liter Wasser, das 15 ml 10%iger Phosphorsäure enthielt, versetzt und 25 min auf 85⁰C gehalten, worauf das überschüssige Wasser abgegossen wurde. Der pH-Wert des Gemisches betrug etwa 5,8 bis 5,9. Die so behandelten Proben wurden dann mit einem handelsüblichen Proteinextrudat verglichen, das vorher auf

gleiche Weise mit dem wäßrigen Lösungsmittel behandelt worden war. Die Vergleichswerte gehen aus Tabelle I hervor, bei der die Scherfestigkeit auf dem Allo-Kramer-Schertester gemessen wurde und ein Maß ist für den maximalen Schwerwiderstand des Materials bei Einwirkung von Scherkräften.

Tabelle I

Probe Nr. Scheinb. Dichte	Zum	in g/l	Abgezogenes	Scherfestigkeit	Verhalten beim Kauen und
		52.0	Wasser		Essen
	49,9	in Gew.-%	in kg
1	43,5	83,8	144,5	sämtliche Proben 1 bis 6
2	41,7	85,9	137,5	hatten ausgezeichnete Kau
3	51.0	85,6	141	eigenschaften, waren faserig
4	46.0	87,4	109	und gut zu kauen bei gutem
	!!2.9	87,4	155	Biß und entsprechender Elastizität;
6	121.9	84,7	141
Λ	167.0	82,8		sehr grob, trocken
B	Vergleich dienten die	80,6		zäh, flockig, trocken
C	erhältlichen Produkte:	76,2		zäh, flockig, trocken
folgenden im Handel		fühlten sich beim Kauen weitgehend


213
240
240
und Geruch und
fleischähnlich an.

A: Supro 5OA, ein handelsübliches Sojabohnen-Proteinextrudat, Hersteller Purina Co,

B: Vita Pro A-6, ein handelsübliches Sojabohnen-Proteinextrudat, Hersteller Lauhoff Co,

C: ADM U-110, ein handelsübliches Sojabohnen-Proteinextrudat, Hersteller Archer Daniels Midland Co.

Aus der obigen Tabelle ist klar ersichtlich, daß bei Erhöhung der scheinbaren Dichte auf wesentlich mehr als 200 g/Liter ein Produkt erhalten wird, das ein unerwünschtes Gefüge hat und sich im Mund trocken anfühlt, wozu noch eine erhöhte Scherfestigkeit (also Zähigkeit) und ein niedrigerer Feuchtigkeitsgehalt kommt Die rechte Spalte der Tabelle wäre noch dahin zu ergänzen, daß die Handelsprodukte beim Kauen einen unerwünschten Geschmack nach Sojabohnen entwickelten. Dagegen hatten die erfindungsgemäß erhältlichen Produkte insbesondere im Bereich von 90 bis 115 g/Liter scheinbarer Dichte eine ausgezeichnete faserige Beschaffenheit und einen milden Geschmack

Beispiel 3

Das Beispiel zeigt die Auswirkungen des pH-Wertes während des Kontaktes zwischen dem wäßrigen Lösungsmittel und dem Proteinextrudat auf die Kaubarkeit und die Scherfestigkeit der Proteinextrudate.

Fünf getrennte Chargen von je 4,54 kg Proteinextrudat wurden analog Beispiel 1 mit dem Lösungsmittel in Kontakt gebracht Zu jeder Charge aus Proteinextrudat und wäßrigem Lösungsmittel wurde soviel 10%ige Phosphorsäure zugefügt, daß das wäßrige Gemisch einen bestimmten pH-Wert zwischen 4,7 und 6,4 annahm. Nach dem Behandeln mit dem wäßrigen Lösungsmittel wurden die Proteinextrudate lediglich abgequetscht, worauf ihr Verhalten beim Kauen und Essen von einem unparteiischen Gremium beurteilt und die Scherfestigkeit gemessen wurde. Die Resultate gehen aus Tabelle II hervor.

Tabelle II

pH d. wäßrigen	Scherfestigkeit
Gemisches
	in kg*)
4,7	213
5,5	200
5,7-5,8	152
6,0	159
6,4	81,6

10

Verhalten beim Kauen und Essen

zäh, schwer zu kauen, zu trocken;

sämtliche Produkte sind faserig, gut zu kauen
und haben bei gutem Biß und guter Elastizität
einen fruchtartigen Geschmack;

breiig, zu weich, zu feucht

*)Die Scherfestigkeit, gemessen auf dem Allo-Kramer-Scherfestigkeits-Tester, ist ein Maß fur den maximalen Widerstand des Materials gegen Scherbeanspruchung.

Aus den in der Tabelle angegebenen Resultaten ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße hydratisierte Proteinextrudat oberhalb eines pH-Wertes von etwa 6,0 eine wesentlich herabgesetzte Scherfestigkeit entwikkelt, die bei weiterer Änderung des pH-Wertes drastisch in nicht linearer Art zurückgeht. Oberhalb pH 6,0 war das Gefüge des Proteinextrudates zu weich und breiartig, um eine Ähnlichkeit mit Fleisch aufzuweisen. Bei einem pH-Wert von wesentlich unter 5,5 war das Proteinextrudat zu trocken und das Gefüge war zu zäh, so daß auch hier keine Ähnlichkeit mit Fleisch bestand. Innerhalb des pH-Bereiches von etwa 5,5 bis 6 haben dagegen die Produkte die vom Verbraucher beim Kauen und Essen erwarteten guten Eigenschaften und ihr Gefüge kam sehr nahe an echtes Fleisch heran. Das wünschenswerteste Gleichgewicht zwischen Kaueigenschaften und Scherfestigkeit liegt, wie beobachtet wurde, bei einem pH von 5,7 bis 5,8.

Beispiel 4

Das Beispiel zeigt die Auswirkung der Temperatur auf die Extraktion von besonders störenden wasserlöslichen Bestandteilen, wie Geruchs- und Geschmackskomponenten, aus dem Proteinextrudat

Drei getrennt bereitete Chargen Proteinextrudat wurden wie oben mit dem wäßrigen Lösungsmittel in Kontakt gebracht, worauf die einzelnen Chargen bei verschiedenen Temperaturen von 20 bis 85⁰C extrahiert wurden. Die Resultate gehen aus Tabelle III hervor.

Tabelle III

Temperatur Geschmacksentwicklung

strenger Sojabohnengeschmack
milder Sojabohnengeschmack
neutral, kein Beigeschmack

Wie aus der Tabelle hervorgeht, benötigt man eine Temperatur von mehr als 65° C, um ein akzeptables Produkt herzustellen. Eine optimale Extraktion erreicht man bei Temperaturen von mehr als 85° C.

Beispiel 5

Das Beispiel zeigt die Extraktion von wasserlöslichen Bestandteilen aus dem Proteinextrudat im Gegenstromverfahren.

Vier gemäß Beispiel 1 bereitete Sojabohnen-Proteinextrudate wurden einer simulierten Extraktion im Gegenstrom unterworfen, wobei das Verhältnis von wäßrigem Lösungsmittel zu Feststoffen 10:1 betrug.

Die einzelnen Chargen wurden jeweils viermal je 20 min bei 85° C mit einem wäßrigen Lösungsmittel in Kontakt gehalten, dessen pH-Wert 5,6 bis 5,7 betrug. Um eine Gegenstromextraktion zu simulieren, wurde jeweils für den folgenden Extraktionsansatz die Extraktionsflüssigkeit aus dem vorhergehenden Ansatz verwendet, bis jeder Ansatz viermal mit der Flüssigkeit in Kontakt gekommen war. Bei der letzten Kontaktstufe für jede Charge wurde Frischwasser verwendet, das auf einen pH von 5,6 bis 5,7 eingestellt worden war. Eine echte Gegenstromextraktion wurde in der letzten Charge, die mit dem Lösungsmittel in Berührung kam, erreicht Die nach der letzten Extraktion übrig gebliebenen Proteinextrudatstücke waren im Geschmack neutral und enthielten bei 86% Feuchtigkeit

so 70% Protein, berechnet auf das Trockengewicht

Aus dem Beispiel geht klar hervor, daß man mit Hilfe einer Gegenstromextraktion bei einem niedrigen Verhältnis von wäßrigem Lösungsmittel zu Feststoffen dem Proteinextrudat die unerwünschten Geruchs- und Geschmackskomponenten in völlig ausreichendem Umfang entziehen kann.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Proteinkonzentrats mit weitgehend fleischähnlichem Gefüge und mildem, neutralem Geschmack und Geruch aus Proteinextrudaten mit einem Gehalt an wasserlöslichen Bestandteilen durch Extraktion der wasserlöslichen Bestandteile bei einem pH-Wert von etwa 5,5 bis 6,0 und Temperaturen über 65° C mit Hilfe eines wäßrigen Lösungsmineis bei einem Lösungsmittel-Feststoff-Verhältnis von mindestens 8:1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Proteinextrudat mit einer Dichte von etwa 85 bis 150 g/l auf Trockengewichtsbasis verwendet

In den letzten Jahren wurde von der Forschung viel Zeit und Mühe aufgewandt, um Verfahren zu entwikkeln, mit deren Hilfe man aus einer großen Reihe von sekundären pflanzlichen und tierischen Quellen fleischähnliche Produkte herstellen kann. Um akzeptabel zu sein, muß ein Fleischersatzprodukt sowohl im Geschmack mild und reizlos sein, wie auch ein fleischartiges Gefüge aufweisen. Eines der bekannten Verfahren besteht darin, daß man ein feuchtes, eiweißhaltiges Material in Form einer plastischen Masse bei höherer Temperatur und höherem Druck über eine Düse in einem Bereich von niedrigerem Druck extrudiert, so daß sich ein expandiertes, poröses, eiweißhaltiges Produkt bildet Dieses allgemeine Verfahren ist beispielsweise beschrieben in den US-PS 3102 031, 34 80 442, 34 88 770 und 38 12 267. Die so erhältlichen Proteinextrudate sind gekennzeichnet durch eine zähe, elastische, expandierte, offenzellige, bandähnliche Struktur und weisen ineinander übergehende bzw. untereinander verbundene Poren und Kanäle von verschiedener Weite und Dicke auf; ihre scheinbare Dichte (auch als Dichte in der Masse bezeichnet) beträgt etwa 220 bis 1500 g je Liter, bezogen auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 10%. Wenn diese Proteinextrudate auf geeignete Weise, z. B. in siedendem Wasser, hydralisiert werden, nehmen sie ein Mehrfaches ihres Trockengewichtes an Flüssigkeit auf und entwickeln ein kaufähiges Gefüge, das in gewisser Hinsicht gekochtem magerem Fleisch entspricht. Solche hydratisierten Produkte wurden in Nahrungsmitteln, wie Paprika- oder Schmorgerichten, Hackfleisch u. dgl. weitgehend zum teilweisen Ersatz von Fleisch verwendet.

Obgleich diese Extrusionsprodukte einen wesentlichen Fortschritt darstellen, weisen sie noch einige unbefriedigende Eigenschaften auf, wie ein ungleiches Gefüge und ein unerwünschtes organoleptisches Verhalten, die ihre allgemeine Verwendung als völliger Ersatz für echtes Fleischeiweiß eingeschränkt haben. So ist es beispielsweise bekannt, daß ein wünschenswertes fleischartiges Gefüge von dem Grad der Proteinexpansion und von der Wassermenge abhängt, die beim Hydratisieren von dem Extrudat absorbiert wird. Proteinextrudate, die übermäßig expandiert sind, d. h. eine Dichte in der Masse von weniger als etwa 22 g je Liter auf Trockengewichtsbasis haben, im allgemeinen nach der Wasseraufnahme ein schwammiges oder doch stark poröses Gefüge aufweisen, was zu weich ist, um wirklichem Fleisch zu ähneln. Umgekehrt ist ein nicht ausreichend expandiertes Produkt zu hart und zu dicht um als fleischähnlich bezeichnet zu werden. Aufgrund ihres porösen expandierten Gefüges haben die Extrudate die Fähigkeit, große Wassermengen zu absorbieren

ίο und ihr Wassergehalt ist daher schwer zu steuern. Ein Proteinextrudat, das zu viel Wasser enthält, ist normalerweise schwammig und wenn es zu rvenig Wasser enthält, ist es normalerweise zu zäh, um Fleisch zu ähneln. Leider ist es jedoch schwierig, den

is Feuchtigkeitsgehalt der hydratisierten Extrudate zu steuern und die resultierenden Produkte sind hinsichtlich ihres fleischartigen Gefüges nicht recht befriedigend. Außer den erwähnten Gefügefehlern enthalten die aus eiweißhaltigen Rohstoffen erzeugten Extrudate unweigerlich eine größere Menge an wasserlöslichen Bestandteilen, wie Kohlehydraten, Salzen und Geschmacks- und Geruchsstoffen, die bei gekochten Fleischprodukten normalerweise nicht vorhanden sind.

Man kann zwar diese störenden Begleitstoffe dadurch entfernen, daß man die eiweißhaltigen Ausgangsstoffe vor ihrer Verarbeitung zu Proteinextrudaten weitgehend vorreinigt, jedoch erfordert diese Vorbehandlung einen größeren Aufwand an Kosten und Zeit und es gehen wertvolle Proteine verloren.

Einige dieser Geschmacksprobleme können vermieden werden durch die Wasserextraktionsverfahren, die in den US-PS 31 42 571 und 38 70 805 beschrieben sind und darauf beruhen, daß das Protein nach einer Kochstufe, z. B. durch Kochen unter Druck oder durch Extrusion, denaturiert wird und dann verhältnismäßig wasserunlöslich ist Die erwähnten störenden wasserlöslichen Stoffe, die innerhalb der ineinandergreifenden Poren des Extrudates eingeschlossen sind, können auf diese Weise ohne ernsthaften Verlust an Protein durch Wasserextraktion entfern? werden. Durch den Entzug der wasserlöslichen Anteile kann man den relativen Proteingehalt der Extrudate auf mindestens 70%, berechnet auf das Trockengewicht, erhöhen, so daß man es als strukturiertes Proteinkonzentrat einordnen kann. Allerdings war es bisher aufgrund der relativ dichten Beschaffenheit, welche die porösen Proteinextrudate beim Entwickeln eines fleischartigen Gefüges angenommen hatten, nicht möglich, sämtliche unerwünschten

5n wasserlöslichen Bestandteile zu entfernen, so daß man Produkte erhielt die weder im Geschmack noch im Gefüge wirklich befriedigten. Außerdem läßt sich der Wassergehalt dieser hydratisierten, mit Wasser extrahierten Proteinextrudate nur schwierig und unter hohem Kosten- und Zeitaufwand steuern und sie sind daher entweder zu zäh oder zu weich, um echtem Fleisch wirklich zu entsprechen.

Aus der US-PS 38 70 805 in Verbindung mit der dort erwähnten US-PS 34 88 770 geht hervor, daß zur

bo Herstellung fleischartiger Produkte Extrudate mit einer Dichte von 250 bis 1500 g/l, vorzugsweise 500 bis 1300 g/l geeignet sind. In der US-PS 39 04 769 wird gezeigt, daß die Struktur des entstehenden Produktes bei einer Abnahme der Dichte des Extrudats von

h5 1425 g/l auf ungefähr 496 g/l deutlich schlechter wird. Daraus mußte der Fachmann jedoch den Schluß ziehen, daß zu stark expandierte Extrudate mit einer Dichte, die wesentlich unter 250 bis 500 g/l liegt, zu Produkten