DE2654957C3

DE2654957C3 - Verfahren zur Herstellung von Nahrungsmitteln durch Texturierung einer wäßrigen, pastösen Masse auf der Grundlage von Milchproteinen

Info

Publication number: DE2654957C3
Application number: DE2654957A
Authority: DE
Inventors: Michel Rene Charles Vendome Arnaud
Original assignee: Fromageries Bel SA
Current assignee: Fromageries Bel SA
Priority date: 1975-12-05
Filing date: 1976-12-03
Publication date: 1981-07-09
Also published as: FR2333448B1; DE2654957B2; ES453835A1; BE849050A; NL7613368A; GB1521829A; US4239784A; DE2654957A1; FR2333448A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Nahrungsmitteln nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Man bemüht sich seit langem um Verfahren zur Herstellung faseriger Proteine aus proteinhaltigen Stoffen, die texturlos und eßbar sind. Um den Verbrauchervorstellungen bezüglich der menschlichen Ernährung zu genügen, gehen die Bemühungen der Nahrungsmittelindustrie dahin, Proteinen pflanzlichen, tierischen oder mikrowellen Ursprungs, z. B. aus Milch, durch entsprechende Behandlung eine faserige Struktur zu geben.

Es sind bereits zahlreiche Verfahren zur Herstellung texturiertcr Proteine bekannt. Ein Beispiel hierfür ist die Herstellung von Fasern bzw. Fäden durch Extrudieren eines basischen Proteingels durch Spinndüsen in ein saures Koagulationsbad (US-PS 26 82 466 und 30 447).

Ein anderes Verfahren, das unter der Bezeichnung »baking-extrusion« bekannt ist. besteht darin, daß man eine Proteinpaste in Gegenwart von Wasser erhitzt und diese Paste in einer endlosen Schnecke bei hoher Temperatur und unter hohem Druck extrudiert Während der Expansion findet ein Quellen der Paste statt, wodurch die Paste eine zellige Textur erhält

Alle vorgenannten Verfahren sind mit einer Reihe von Nachteilen behaftet wobei insbesondere das Erfordernis nach Verwendung komplexer Maschinen und, als Folge hiervon, erhebliche Investitionen, zu nennen sind. Die angewendeten physiko-chemischen Behandlungen sind sehr wichtig und bewirken im allgemeinen einen Abbau der funktionellen und Ernährungseigenschaften des Endprodukts.

Weitere Patentschriften beschäftigen sich mit der Koagulierbarkeit und der Gelierung bestimmter Proteine durch Wärmeeinwirkung bzw. durch Einverleibung verschiedener Füllstoffe. Beispiele hierfür sind die US-PS 28 30 902 und 28 79 163, in denen ein Verfahren zum Extrudieren von Proteingelfasern mittels einer Presse beschrieben ist Weitere Beispiele sind die FR-PS 21 48 217 und 22 28 438, in denen die Gelierung einer wärmekoagulierbaren Proteinpaste hinter bestimmten Bedingungen, insbesondere unter Anwendung der sogenannten Kalandertechnik, beschrieben ist

Die so erhaltenen Produkte besitzen eine spezielle Textur, die von der Auswahl des Ausgangsmaterials und den Behandlungsbedingungen abhängt sich jedoch von der Textur von Fleischprodukten unterscheidet

Darüber hinaus bestehen zahlreiche andere Verfahren zur Texturierung.

Die am häufigsten verwendeten Proteine sind im allgemeinen pflanzlichen Ursprungs und stammen z. B. von Hülsenfrüchten, insbesondere Sojabohnen, ab. Die Erzeugung dieser Proteine unterliegt oft geographischen Beschränkungen, was zu Versorgungsproblemen führen kann. Darüber hinaus besitzen diese Hülsenfruchtproteine einige Nachteile, z. B. bezüglich

— Farbe

— Geschmack

— der Anwesenheit blähender Zucker

— der Anwesenheit unerwünschter Stoffe, z. B. von Antitrypsinfaktoren in Sojabohnen, Gossypol in Baumwolle, Aflatoxinen in Erdnüssen, usw.

Schließlich sind die Texturierungsmelhoden sehr oft komplex und, infolge dieser Tatsache, nur wenig flexibel. Sie verlangen z. B. nach Proteinen mit genau definierten Eigenschaften, und somit besteht kaum eine gewisse Vielseitigkeit des Materials, die die Erzeugung verschiedener Strukturen, Stücke, Fasern, usw. erlauben würde.

Die Milchproteine sind deshalb besonders interessant, weil sie frei von den vorgenannten Nachteilen sind und in gemäßigten Zonen, noch dazu im Überfluß, zur Verfügung stehen. Sie besitzen bemerkenswerte Ernährungseigenschaften und haben darüber hinaus, mehr als alle anderen Proteine, einen besonderen Wen für den Verbraucher, da Milchproteinc den wesentlichen Bestandteil der Ernährung für den jungen Organismus darstellen.

Milchproteine haben jedoch für die Texturierung von Proleinen bisher, mit Ausnahme der Käserei, sehr wenig Anwendung gefunden, und zwar im wescnilichen aus folgenden Gründen:

— Das Calciumparaphosphokaseinat, in der Milchindusirie als l.abkäsebruch bekannt, isi unschmelzbar bei höherer Temperaiur, jedoch in seiner Textur selbst bei gewöhnlicher Temperatur nicht stabil, da die geronnenen Milchklümpchen aneinander kleben und somit ein gleichmäßiges Gel bilden;

— Das saure Kasein ist stabiler, jedoch in der Wärme schmelzbar. Die vorgenannte US-PS 2b 82 466 beschäftigt sich mit dem Verspinnen von Kasein die so erhaltenen Fasern sind jedoch schmelzbar und widerstehen dem Erwärmen bzw. Erhitzen schlecht;

— Die Serumproteine sind wärmekoagulierbar. Im Gegensatz zum Albumin von Eiklar, das beim Koagulieren ein festes und homogenes Gel bildet, erhält man beim Koagulieren von Serumproteinen ein heterogenes Gel, das nur eine lockere Bindung mit schlecht verknüpften Aggregaien besitzt. Sie sind deshalb kaum als wärmekoagulierbare Proteine zur Einverleibung verschiedener Füllstoffe geeignet.

Es sind bereits verschiedene Untersuchungen zur Verbesserung der Stabilität und des Schmelzverhaltens von Kasein durchgeführt worden. In der FR-PS 21 62 603 ist die Stabilisierung von Fasern aus Calcium-paraphosphokaseinat im rekonstituierten oder natürlichen Zustand durch Eintauchen von Fasern in ein Lactatbad beschrieben. Die so erhaltenen Fasern sind zwar stabilisiert, bleiben jedoch schmelzbar, wie die nachstehenden Vergleichsversuche zeigen.

Weiterhin seien hier durch -Copraz-yitation erhaltene Proteine genannt. Die relativen Mengen an Kasein und Serumproteinen können nach Maögabi der in gewöhnlicher Milch enthaltenen Anteile variiert werden, wie in der FR-PS 21 60 479 beschrieben. Darüber hinaus ist bekannt, daß in durch Copräzipitation erhaltenen Proteinen die Serumproteine, entweder durch direkte Verknüpfung oder durch Verdünnung im Innern eines durch diese Serumproteine gebildeten Gels, einen Schutz des Kaseins gegenüber dem Schmelzen bewirken, wie in der FR-PS 21 33 831 beschrieben.

Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen umrissen ist, liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit einfachen, billigen Vorrichtungen durchführbares Verfahren zur Herstellung von Nahrungsmitteln auf der Basis von Milchproteiner anzugeben, die durch in der Milch' oder Käseindustrie übliche physiko-chemische Behandlungen erhalten worden sind, wobei die so erhaltenen Nahrungsmittel in ihrer Textur gegenüber Wärmeeinwirkung stabil sein und Milchproteine mil beibehaltenem Ernährungswert enthalten sollen.

Hier und im folgenden bezeichnet der Ausdruck »Kasein« rekonstituiertes bzw. regeneriertes oder natürliches Calciumphosphokaseinat.

Der Zweck der Wärmebehandlung besteht insbesondere darin, die Serumproteine mit Kasein (Kasein K) durch Austausch von Disulfidbrücken zur Reaktion zu bringen. Die Konzentration der Proteine ist ausreichend hoch für eine Ausbildung von 5enimprotein*Br(lcken zwischen benachbarten Kaseinmicellcn und um aus diesem Grund ein textiiricrtcs Produkt zu erhalten. Mittels der Intensität der Wärmebehandlung oder durch Veränderung des Seriimproiein/Kasein-Verhältnisses kann die Textur des Endproduktes modifiziert werden.

Auch durch Brückenbildung mittels zweiwertiger Ionen, z. B. von Calcium, oder durch Veränderung des pH-Wertes, kann man a si das Kasein einwirken.

Diese Einwirkung auf das Kasein ist eine Funktion der angewendeten Wärmebehandlung und beeinflußt die endgültige Textur des so erhaltenen Produkts.

Somit kann die endgültige Textur des Produkts durch Einwirkung auf verschiedene Parameter beeinflußt werden, z. B. auf

— Das Protein/Trockensubstanz-Verhältnis: je höher dieses Verhältnis, um so höher die Wahrscheinlichkeit der Ausbildung von Brükken zwischen Proteinen,

— Das Serumproteine/Kasein-Verhältnis: je höher dieses Verhältnis, umso zahlreicher die Brücken durch Austausch von Disulfidbrücken. Oberhalb eines bestimmten Limits tritt eine Sättigung der Kaseinzentren ein, und die Serumproteine nehmen ein anderes (Füllstoffähnliches) Verhalten an.

— Die Konzentration zweiwertiger Ionen, insbesondere Calcium: bis zu einem bestimmten Limit rind die Kasein-Calcium-Kasein-Brükken umso wichtiger, je höher die Calciumkonzentration bei einem gegebenen pH-Wert ist.

— Die Intensität der Wärmebehandlung nach Zeit und Temperatur: je stärker die Wärmebehandlung, desto, wichtiger die Reaktion von Serumprotei.nen auf Kasein. Oberhalb eines bestimmten Limits (z.B. 90°C/10min) haben alle Serumproteine nach Maßgabe der Anzahl aktiver Zentren des Kaseins reagiert

— Den Wassergehalt: wenn der Wassergehalt abnimmt, und dies bis zu einem bestimmten Limit, steigt die Proteinkonzentration an, und deshalb nimmt auch die Wahrscheinlichkeit der Brückenbildung zwischen Proteinen zu. Bei Überschreitung dieses Limits wirkt sich die Viskosität des Mediums zum Nachteil des Reaktionsvermögens aus. Da die Proteine sehr hydrophil sind, verteilt sich das .Gesamtwasser so. daß ein Teil mit den Proteinen verknüpft ist, und ein Teil als freies Wasser vorliegt, das zur Solvatisierung von Ionen dient.

Wenn die Proteinkonzenlration ansteigt, nimmt der Anteil des freien Wassers für die Solvation ab, was sich dahingehend äußert, daß die Anzahl der gelösten Ionen, insbesondere Ca-Ionen, abnimmt.

In den erfindungsgemäß hergestellten Nahrungsmitlein soll der Gehalt an Fettstoffen, bezogen auf die Trockensubstanz, höchstens 50 Prozent betragen.

Beispiele für ergänzende, gegebenenfalls in der Masse anwesende Komponenten sind Kohlenhydrate, vorzugsweise Lactose, in einer Menge von höchstens 70 Prozent der Trockensubstanz, sowie Nicht-Milchproleine in einer Menge von höchstens 30 Prozeni der Milchproteine.

Zweiwertige Ionen, vorzugsweise Calcinmionen, werden in dieser wäßrigen Masse in einer Konzentration von 0,25 bis 6 Prozent, bezogen auf die Milchproteine, verwende! Diese lonenztigabe erfolgt vor und/oder während der Formgebung, wenn die Herstellung z. B. in einer wäßrigen Calciumchloridlösting erfolgt, und/oder nach der Formgebung, wenn die Struktur z. B. in eine wäßrigeCalcitimchloridlösung eingetaucht wird.

Die Wärmebehandlung c'olgt unter den vorgenannten Bedingungen, z. B. in inem Heißluftofen, einem Mikrowellenofen oder durch Kontakt mit einer

beheizten Wand, mit oder ohne Bewegung Diese Behandlung kann auch mittels einer Flüssigkeit, im allgemeinen Wasser, im flüssigen oder gasförmigen Zustand erfolgen. Dieses im flüssigen ZuM.:iid befindliche Wasser kann Calciumchlorid in unterschiedlicher Konzentration, die bis zur Sätiigungskonzentraiion gehen kann, oder andere Salze als Calciumchlorid enthalten, die zur Stabilisierung der durch Verformung erhaltenen Strukturen beitragen. Der pH-Wert des Wassers vird zwischen 4,5 und 7,5 gehalten.

— Unterhalb von 35 Prozent Trockensubstanz ist es erforderlich, die Masse, wie in Beispiel !.vor der Verformung thermisch zu behandeln, wie nachfolgend angegeben.

— Oberhalb von 35 Prozent Trockensubstanz ist es möglich, die Masse, wie in Beispiel 3 beschrieben, einer thermischen Behandlung während oder nach dem Verformen zu unterwerfen, wie nachfolgend beschrieben.

Diese Grenze von 35 Prozent kann nach Maßgabe der folgenden Parameter gesenkt werden:

— wenn das Calciumgehalt/Milchprotein-Verhältnis zunimmt,

— wenn das Serumprotein/Kasein-Verhältnis zunimmt,

— wenn das Milchprotein/Trockensubstanz-Verhältnis zunimmt,

— wenn die Intensität der thermischen Behandlungzunimmt.

Indem man auf den einen oder anderen dieser Parameter einwirkt, erhält man eine unbegrenzte Zahl unterschiedlicher Texturen. Man kann auch die Reihenfolge der Anwendung dieser Parameter verändern, z. B. Zugabe von Calcium vor oder nach der Verformung, usw.

Die Texturierung der wäßrigen Masse wird mit oder ohne Rühren durchgeführt. Eine ausreichende thermische Behandlung ist wichtig um Reaktionen im Kern der Masse zu erreichen. Diese Behandlung erlaubt die Herstellung texturierler Produkte mit unterschiedlicher Konsistenz.

Die wäßrige Masse kann zu verschiedenen Formen texturiert bzw. konfektioniert werden, z. B. zu:

1. Bändern mit unterschiedlicher Dicke und Breite:

2. Fasern, die man durch Anwendung von Überdruck durch eine Spinndüse mit veränderlichem Durchmesser erhält:

3. Granulaten oder stückigem Gut unterschiedlicher Abmessungen, die man durch Anwendung von Schneidmessern an der Auslaßöffnung der Extruderdüsen in unterschiedlichen Formen und Abmessungen erhält, wobei bei diesen Spinndüsen das Profil so ausgewählt werden kann, daß das texturierte Produkt eine besondere Form erhält.

In den vorgenannten Fällen I. bis 3. kann man auf die Geschwindigkeit der Qucllung (oder Suspendierung) der Masse einwirken.

4. Man kann dem strukturierten Produkt auch eine /ellige Struktur durch Schäumen der wäßrigen Masse vorder Texturierung geben

In jedem Fall kann man die Behandlungen mit oder ohne Kühren durchführen.

Alle vorgenannten texturierten Produkte können erneut he.irbeiici werden, iiu'-ni man sie durch Schneiden zerkleinert und oder mittels verschiedener Bindemittel agglomeriert

Die texturierten Produkte können Deiiebigen Knrtser wiTurigsbehandlungen. wie Gelieren. Gefrieren. Sterilisieren and Dehydratisieren, nach beliebigen üblichen Methoden, wie Gefriertrocknung oder die Anwendung von Heißluft. Vakuum oder Mikrowellen, unterworfen werden.

Die dehydratisieren texturierten Produkte können in kaltem oder heißem Wasser auf solche Weise rehydratisiert werden, daß die Rehvdraasieajngszeit. die eine Funktion der Wassertemperatur, der Abmessungen der texturierten Produkte und ihrer Textur ist. etwa einige Minuten beträgt, so daß man eine Wasseraufnahme erreicht, die gleich oder höher ist als der Wassergehalt, den das Produkt vor der Dehydratisierung hatte.

Durch Steuerung der Textur mittels der angegebenen Parameter, sowie durch bestimmte Färbung oder Aromatisierung und eine geeignete Formgebung erhall man texturierte Produkte, die a'- Ersatz für Fleischprodukte, Fischprodukte, und andere bekannte oder neue Anwendungszwecke in der Nahrungsmittelveredelung, oder als Zusatzstoffe dieser genannten Produkie Verwendung finden können.

Die physikochemische Behandlung der Milchproteine stellt einen hohen Ernährungswert sicher.

Erfindungsgemäß werden insbesondere die vorgenannten Eigenschaften der Serumproteine, in konzentrierterem Medium als gewöhnliche Milch, nutzbar gemacht, so daß man den Vorteil der Brückenbindungsmöglichkeiten durch diese Mineralstoffe oder durch Serumproteine zur Erzielung einer ausreichend festen Textur nutzen kann. Mit anderen Worten werden die experimentellen Bedingungen so ausgewählt, daß es möglich ist. Serumproteine und Kasein zusammen als texlurierte Struktur auszufällen. Um den Anteil der Proteine, bezogen auf die Trockensubstanz, im Vergleich zur Milch, zu erhöhen, kann man durch Ultrafiltration erhaltene Proteine verwenden. Nachfolgend werden das bei der Ultrafiltration von Magermilch zurückbleibende Produkt mil UFL. und das bei der Ultrafiltration von Serum zurückbleibende Produkt mit UFS bezeichnet. Die im Anschluß an diese Bezeichnungen (UFL bzw. UFS) angegebenen Zahkn beziehen sich auf das Verhältnis der Proteine /\ir Trockensubstanz: die Bezeichnung UFL 70 bedeutet z. B. ein aus Milch erhaltenes Produkt, das 70 Prozent Proteine in der Trockensubstanz enthält.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel I

Es wird eine wäßrige Masse durch 30minütiges Verkneten bei 2O=C von 2.25 kg UFL 70 und 0.75 kg UFS 70 mit 7 kg Wasser hergestellt. Die Zusammensetzung der Masse ist nachfolgend angegeben, wobei ES die Trockensubstanz bezeichnet.

% Gcsamtprotcinc/FS

% lösliche Seniinproteine'FS

■· "'<> lösliche Scrumproteine^;Gesamtprotcme

"·Ίι C'a lau m/Gesamt proteine

Die Viskosität der Masse hetrat't 2.7 Poise.

Dann wird die Temperatur der Masse unier Rühren auf 80"C gebracht. Der Temperaturanstieg dauert 20 Minuten, und das gesamte Produkt wird I Minute bei 80 C" gerührt. Unter fortwährendem Rühren wird die Masse dann auf 20" C abgekühlt, teilweise entgast und in einer Kolben homogenisier vor richtung homogenisiert. Die Masse besitzt dann eine Viskosität von etwa ^c)0 l'oise.

Die Zusammensetzung der Masse zu diesem Zeit punki. ist wie folgt:

Trockensubstanz (FS)

Gesamtproteine/ES

lösliche Serum proteine/ES

lösliche Seruniproteine/Gesamipioteinc

kann und auf der anderen Seile eine Solubilisierung in dem Bad möglich ist.

Während des Waschen* der Fäden erfolgt eine Entfernung des nicht mit Proteinen verbundenen Calciums, während in der wäßrigen Ausgangsmasse nur ein Teil des anwesenden Calciums in gebundener Form vorliegt.

Die Wirkung des Calciums auf die Textur der so erhaltenen Fäden ist wichtig. Hierbei wurde gefunden, daß bei ungewaschenen Fäden der Calciumgehalt erheblich wichtiger als bei der wäßrigen Ausgangsmasse ist. Parallels ersuche zeigen deutlich, daß bei Veränderung des Endgehaltes des an die l-'iidcn gebundenen Calciums, entweder durch Veränderung der Calciumchloridkonzentration in dem Koagulationsbad oder durch. Veränderung der Verw eilzeit der Fäden in dem Koagulationsbad, unterschiedliche Texturen für Fäden erhalten werden, deren Löslichkeit nach Maßgabe des Calciumgehaltes variiert.

Infolge der erhöhten Temperatur hat ein Teil der Serumproicine mit der Kaseinfraktion reagiert. Die Konzentration der Trockensubstanz der Masse ist in diesem lall so, daß die Wärmebehandlung keine Härtung der Masse zuläßt.

Die Masse wird dann mittels Überdruck von OJ bar durch eine Spinndüse mi ι Löchern \on 1 mm Durchmesser in eine wäßrige lösung (bei 40 C") gepreßt, die Ii Prozent Natriumchlorid und 14 Prozent Calciumchlorid enthält. Hierbei erfolgt nahezu augenblicklich eine Härtung der Fasern bzw. Fäden, ein Bleichen und eine Veränderung in der Geltrübung. Die Fäden bleiben etwa 3 Minuten in dem Bad. um den Ionen eine Durchdringung der Masse zu ermöglichen. Die Zusammensetzung der Fäden zu diesem Zeitpunkt ist in der folgenden Tabelle angegeben.

(iesamtprciieine FS

lösliche Serumproteine FS

lösliche Serumproteine 'Gesamtproteine

Calcium Gesarntprnteine

Das Waschen der Fäden erfolgt 2<> Minuten mit Wasser von 20 c . ?·? daß die Faden von nicht-fixierten Salzen befreit werden. Anschließend wird überschüssiges Wasser entfernt.

⁰O Trockensubstanz (FS)

ⁿ.'r> Gesamtproteine FS

°/o lösliche Serumproteine ES

% lösliche Serumproteine Gesamtproteine

°.v Caicium Gesamtproteine

Die lösliche Serumproteinfr.'ktion nimmt während der Koagiiiationspnase in dem Bau bei rO'C ab. da einerseits die Reaktion mit Kasein verlänsert w erden

Beispiel 2

In gleicher Weise, wie in Beispiel 1 im Zusammenhang mit der Rolle des Calciums beschrieben, kann die Bedeutung des Serumproteine/Kaseinfraktion-Verhältnisses und der Wärmebehandlung nachgewiesen werden. Somit werden gemäß Beispiel 1 drei wäßrige Massen hergestellt. d-:ren Milchproiein-Zusammensetzungen in der nachfolgenden Tabelle angegeben sind.

	I	"(I
IT	■'S	"(I
Il

(I

Serumproieine _{v (} .._(|

25 22.5

3d 3(1.0 30.0

Il K Il <ll Il Mi

Die prozentualen Zusammensetzungen dieser drei Massen vor der Wärmebehandlung sind aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich.

	Trockensubstanz (FSi	28.3	28.0	2^.7
	Ges.milpnileine/I S	"1.0	"0.3	"1.3
	ίο·. 111. he Ncrumnp.'ieinc/FS	14.2	23.4	28.4
29.2 86.4 4.6 5.3	U»liche Serum proteine/ Gesamtproteine CaI ι: ium/G c sann proteine	20.0 2.3	33.3	39.S 2.1
■) ->

Die Behandlungen erfolgen gemäß Beispiel 1. Die prozentuale Zusammensetzung und die Textur der Fäden nach dem Waschen sind aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich.

IO

	2.1	2.2	I
".ι Trockensubstanz (HS)	21.6	25.8	24.2
'Ι. Gesamt prole inc/H S	87.x	80.1	86.4
".. lösliche Serumproteine/HS	2.0	6.7	4.6
'Ό lösliche Serumproteinc/Gesamtproteine	2.3	8.4	5,3
% La'cium/Gesamt proleine	5.5	3.1	2.2
Textur	zarte Textur -	geschmeidige	feste Textur
	gelähnlieh -	Textur -	stabil
	sl.ihil Lind	stabil	unschmel/bar
	unschmelzbar	unschmelzbar
	(I imit)

Es hat sich gezeigt, daß der Trockensubstanzgehalt nach Maßgabe des Serumproteingehalts zunimmt: dies ist normal und bringt eine wichtige Veränderung in der i-'rultrxtiir der gewaschenen Faden mit sich. Weiterhin svird beobachtet, daß der Gehalt an gebundenem Calcium gleichzeitig mit dem Kaseingehalt zunimmt. Wenn das Kasein fixierte bzw. gebundene Serumproteine besitzt, nehmen die Bindungsmöglichkeiten zwischen Kasein und Calcium ab. Calcium und Scrumproteine führen nicht zu ahnlichen Texturen, und deshalb kann die Endtextur der Fäden als Funktion dieser beiden Parameter modifiziert werden.

Weiterhin kann die Intensität der Wärmebehandlung durch Veränderung von Heizdauer und Temperatur modifiziert werden. Man geht z. I). gemäß Beispiel 2.2 vor und unterwirft die Masse des Beispiels 2.2 unterschiedlichen Wärmebehandlungen.

2 4

Dauer des Temperaturanstiegs, min

Dauer der TemperaUiraul'rechterhaltung. min

I: .eichte Temperatur. ⁰C

20

61 20

20 20

7(1

20

80

Die nachfolgenden Behandlungen erfolgen gemalt Beispiel I. Die prozentuale Zusammensetzung und die I exiur der Faden nach dem Waschen sind aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich.

	2.3	2.4	2 5	2 2
"<. Trockensubstanz (HS)	17.h	21.8	25.5	25.8
% Gesamtproteine/F.S	60."	82.7	83.1	80.1
% lösliche Serumproteine/HS	17.5	5.6	6.6	6.7
¹I lösliche Semmproleine/Gesamtproteine	28.8	6.8	7.9	8.4
"-> CaI c i u m/Ge samt proteine	8.6	2.8	3.0	3,1
Textur	weiche.	zarte, stabile	geschmeidige.	geschmeidige.
	instabile und	und un	stabile und un	stabile und un
	schmelzbare	schmelzbare	schmelzbare	schmelzbare
	Textur	Textur	Textur	Textur

Es zeigt sich, daß die Intensität der Wärmebehandlung (Zeit-Temperatur) die Stabilität und die Schmelzbarkeit der so erhaltenen Fäden stark beeinflußt. Wenn z. B, wie in Beispiel 23, eine Wärmebehandlung mit nur schwacher Intensität erfolgt, sind die Reaktionen v zwischen Serumproteinen und Kasein nicht sehr zahlreich, und die so erhaltenen Fäden sind instabil (sie bilden durch Berührung miteinander wieder ein Gel) und schmelzbar (sie schmelzen in siedendem Wasser oder in Fett bzw. Schmierfett). Im Gegensatz hierzu sind -' in den Beispielen 2.2 und 2.5. bei denen die Wärmebehandlung intensiver ist. die erhaltenen Fäden stabil und unschmelzbar.

hi

Beispiel 3

Es wird eine wäßrige Masse durch 30minütiges Verkneten bei 20⁼C von 1.208 kg UFL 70 und 0.514 kg UFS 70. 0.075 kg NaCI und 2.56 kg Wasser hergestellt. Anschließend versetzt man mit einem bei 40⁰C vorgeschmolzenem Gemisch aus 0.109 kg Pflanzenfett (F. = 38 bis 39' C) und 0.010 kg Glycerinmonostearat und knetet dann die ganze Masse 10 Minuten bei der Gleichgewichtstemperatur. Nachdem man die Masse in einer Kolbenhomogenisiervorrichtung homogenisiert hat. beträgt ihre Endviskosität etwa 220 Poise. Die Zusammensetzung der Masse zu dieser Zeit ist aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich.

% Trockensubstanz (ES) 41.9

% Gesamtproteine/ES 64.1

% lösliche Serumproteine/ES 29.8

% lösliche Serumproteir.e/Gesamtproteine 46,5

% Calcium/Gesamtproteine 23

In diesem Fall erfolgt im Gegensatz zu Beispiel I keine Wärmebehandlung vor dem Verspinnen. Die Konzentration der Trockensubstanz und somit die Konzentration der Milchproteine, sind hier so. daß selbst bei mäßiger Wärmebehandlung (Beispiel 2.3) eine Koagulation der wäßrigen Masse erfolgen würde.

Die Masse wird dann durch eine Spinndüse mit

12

Löchern von 2 mm Durchmesser bei einem Überdruck von 0,8 bar und eiii-ir auf i32"C erhitzten Heizplatte extrudiert. Hierbei erfolgt eine Härtung der Fäden, die so wie sie sind verwendet werden können.

In diesem Fall ist die prozentuale Zusammensetzung der Fasern wie folgt:

% Trockensubstanz (ES)	46.8	zerbrechlich
% Gesamtproteine/ES	64.6
% lösliche Serumproteine/ES	23.3
% lösliche Serumproteine/Gesamtpmteinc	36.0
% Calcium/Gesamtproteine	2.3
Textur	/arte Textur —

Die Temperatur der Heizplatte und die Konlakt/cit der Fäden mit dieser Platte beeinflussen direkt die Textur und die Beständigkeit der so erhaltenen Fäden.

Es wurde gefunden, daß die Menge der löslichen Proteine in diesem Fall abgenommen hat. Es besteht eine direkte Abhängigkeit von der Intensität der Wärmebehandlung, die auf verschiedene Weise durchgeführt werden kann: Heißluftofen, Drehzylinder. Metallstreifen. Mikrowellen, warme, bewegte Flüssigkeiten oder Ciase usw.

Die so erhaltenen Fäden können auch mit Wasser bei etwa tO C aufgenommen werden, was. einerseits durch Auflösen der löslichen Stoffe und andererseits durch eine mögliche Ausdehnung der Keakimn /wischen Kasein und Serumproteinen, eine Veränderung der Fadentextur mi¹ sich bringt. Wenn das Bad darüber hinaus Calciumchlorid enthält, können die Calciumionen zur Verstärkung der Fadentextur beitragen. In diesem letzten Fall ist ein zusätzliches Bad für das Waschen in Wasser bei 40" C zur Entfernung des Salzüberschusse:. in den Fäden erforderlich.

Die prozentuale Zusammensetzung der laden in diesem Fall ist aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich.

	I allen geniiiU Beispiel 3.	Fäden eeniiiU Beispiel .<.
	Kewiisclun mit Wasser	eingotiiucht in eine
	hei ⁽)(i^rC	wiißrige !^"..tge ( iiC l·-
		Losung bei ¹Nr-V und
		gewaschen in Wasser
		von 4()°C
".. Trockensubstanz (FS)	18.2	22.0
"r. Gesamlproteine/F.S	76.2	78,3
". löslich; Scr—prot^c/tS	3.3
"■■« lösliche Serumproteine/Gesamtproteine	4.3	6.9
% Calcium/Gesamtproteine	1.9	2.5
Textur	geschmeidige Textur -	sehr feste Textur -
	sehr schwammig -	schwammartig - gute
	annehmbare	Beständigkeit
	Beständigkeit

Beispiel 4

Beispiel 3 wird exakt wiederholt, wobei jedoch der wäßrigen Masse vor dem Verkneten Calcium in Form von CaCb · 2 Η?Ο in einer Menge von 1,08 Prozent, bezogen auf Milchproteine, zugesetzt wird. Die Behandlungen der Masse erfolgen gemäß Beispiel 3.1. Die erhaltenen Fäden werden mit einem Wasserbad von 90⁰C aufgenommen, dessen Funktion derjenigen von Beispiel 3.1 vergleichbar ist. In diesem Fall erlaubt jedoch das Wasser, das in die Fasern eindringt eine intensivere Calciumeinwirkung. Tatsächlich findet man. daß in der anfänglichen wäßrigen Masse das Wasser teilweise an Proteine gebunden ist. Die restliche freie Wassermenge ist zu gering, um eine gute Solvatation und einen guten Transport von Calciumionen zu erlauben.

In diesem Fall ist die prozentuale Zusammensetzung der Fäden wie folgt:

	4
% Trockensubstanz (ES)	23.1
% Gesamtproteine/ES	74.1
% lösliche Serumproteine/ES	8J
% lösliche Serumproteine/Gesamt
proteine	IU
% Calcium/Gesamtproteine	2.7
Textur	sehr feste.
	schwammige
	Textur —
	gute Bestän
	digkeit

Beispiel 4 besitzt eine Reihe von Vorteilen gegenüber Beispiel 3.2. Die Calciumgehalte liegen in beiden Rillen eng beieinander, das Herstellungsverfahren ist jedoch vcreir.i'hcht (ein einziges Bad in Beispiel 4 gegenüber zwei Badern in Beispiel 3.2. wobei in letzteren F'all die Menge des beteiligten Calciumchlorids erheblich größer ist).

Beispiel 5

In den Beispielen I und 2 liegt der Gesamttrockcnsubstanzgehalt der wäßrigen Masse unter 35 Prn/ent. und in diesem Fall ist es möglich, eine Wärmebehandlung vor dem Extrudieren durchzuführen. In den Beispielen 3 und 4 ist der Gesamttrockensubstanzgehalt der wäßrigen Masse größer als 35 Prozent, und in diesem (■'all ist eine Wärmebehandlung vor dem Extrudieren nicht möglich, da dies zu einer Aushärtung der Masse führen würde. Dies läßt sich aus dem Unterschied des

und son*!'., bei Ube^r-

einstimtiiung in allen anderen Punkten, durch den Unterschied in der Milehproteinkonzentration. Diese

Zunahme der Konzentration erlaubt eine Steig rung der Brückenbildungskapazitäten durch Calcium und Serumproteine, so daß man festere Texturen erhalten kann.

Dieses Phänomen läßt sich demonstrieren, wenn man den Ciesiimttrockensubstanzgeh.ilt der wäßrigen Masse zwischen 25 und 45 Prozent rinstcllt und folgende Merkmale konstant hält:

⁰O Calcium/Milchproteine 2.1

Serumproteine/Kasein 0.66

Milchproteine/Gesamttrockensubstan/ 0.7

thermische Behandlung

Temperaturanstieg 20 mm

Temperaturaufrechtorhallung I nun

erreichte Temperatur 80 C

Die Wärmebehandlung der gerührten Masse erfolg! in allen (-'allen unter den gleichen Bedingungen. Dies ermöglich'., die Fto^i-h:iffi-»nhoit ilt'r \l.t\<.t· narh i\cv Wärmebehandlung mit der Trockensubstanz (IS) in Beziehung zu setzen. Man erhält folgende Ergebnisse:

I luckjnsubM.in/ ilji u.iKniv

Beschaffenheit der Masse

lioiiiotieii homnucn

inhonioiien
leine·« Korn

erhebliche
komgroHe
Stücke

Beispiel 6

De Durchführung erfolgt gemäß Beispiel I. Die auf 20"C gekühlte Masse, deren Viskosität etwa 120 Poise betr.igt. wird durch Einpressen von Stickstoff unter Druck aufgequollen bzw. aufgeschäumt. Die geschäumte Masse läßt sich mit einer Spinndüse von 10 mm Durchmesser in ein NaCI- und CaCI.-Bad bei 90 C extrudieren, wie in Beispiel I beschrieben. Uurcri die Ausdehnung der verteilten Gasbläschen erfolgt augenblicklich eine Expansion, worauf die Härtung des gebildeten Schaumes eintritt. Nach dem Waschen zur Entfernung der überschüssigen Salze kann der Schaum geschnitten und danach nach üblichen Methoden getrocknet werden. Der getrocknete Schaum läßt sich infolge seiner zelligen Struktur mit Wasser, selbst bei Raumtemperatur, leicht rehydratisieren.

Beispiel 7

Die Durchfübnjng erfolgt gemäß Beispiel 3. wobei man der wäßrigen Masse ausgewählte Färb- und Aromastoffe zusetzt. Die Fäden werden zusammen mit einem wäßrigen Bindemittel, das Fettstoffe. Glucide. wärmekoagulierbare Proteine. Salze. Aromastofie und Farbstoffe enthält, in eine Form gebracht Nach dem Schießen stellt man die Form 30 Minuten in ein Wasserbad. Nach dem Entformen und Abkühlen kann der erhaltene Block auf Form geschnitten werden. Die so erhaltenen Stücke können in verschiedenen Mengen, nach Maßgabe der ausgewählten Aromastoffc. Schweinefieischprodukten zugesetzt oder deh>dratisiert werden. Die Rehs dratisierun^ erfolgt ra^'h in kai'crn odtT siedendem Wasser.

Beispiel !<

Die Durchführung erfolgt gemäß Bespiel " mit einer Schinken entsprechenden Färbung und -\:v:'i.!'!sierung. Die Zusammensetzung der lade;· und dc^:' Bindemiüel wird so gewählt. oal< sie der durchschnittlichen Schinkenzusammen'-etzung mog!i..l··.! aiiHich ist. Der erhaltene Bl· >ck wird, eingehüllt :t: Naturdarm, den uDlicnen licn.inuiungen der Sc'nwei!'ci"ci/i:erei unterworfen (Trockner. Räucherkammer'. .:sw , Der Block läßi sich in feine Scheiben schneider Je da¹· Aussehen, den Geschmack und die Textur ■..-n gcaucheriem Schinken besitzen.

\ erglei-eh·^ er··;.ei

1. E«· wurde ein Versuch nach Βορ e ; de- FR-PS 21 b2 603 durchgeführt.

1.1. Darstellung der Fasern

4 kg abgesiebtes, handelsübliche*·, saures Kasein wurden in 25 1 deionisierten-; ¹A aW- iiistiergiert. worauf 300g Kalziumh>drox:d hinzugegeber, wurden. Nach heftigem Ruhrer .ind 30 nun !anecm Stehenlassen wurde eine Losung \on !80^g NaH.-PO, xH.O in 2 \ dcionisienem Wasser hinzugegeben. E^ wurcie bei Zimmonemperatur ohne ('berwachung Je- Te:r,peraiür gearbeitet. Nach einstundigem Stehenlassen wurde die Losung auf 80'C erwärm: und homogenisier;. Die Lösung wurde :",: einem Kühlmantel auf 30 C abse'k,;h^!;

Mit einem kleinen Spritzwerk/eug wurde der Kasein-Komplex in ein Bad extrudiert, das 3% Kalziumlaktat und 15% Natriumchlorid in deionisiertem Wasser mit einer Temperatur von 75°C enthielt. Die erhaltenen Fasern waren sehr weiß und stabil. Sie wurden dann bei 40" C in einer Lösung von 0,5% Kalziumlaktat und 2,5% Natriumchlorid in deionisiertem Wasser 3 min lang gewaschen. Die Fasern wurden anschließend auf absorp.tionsfähiges Papier gelegt, um überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen, wonach sie in eine Frischhaltepackung gegeben und beispielsweise 15 Stunden lang bei +6°C aufbewahrt wurden.

\2. Schmelztest

Der Test wurde zweimal durchgeführt:

— Ein Strang aus gut vereinzelten Fasern wurde 2 min lang in auf 85° C erwärmtes Wasser gegeben. In dem Strang lagen so gut wie überhaupt keine einzelnen Fasern mehr vor; sie waren miteinander verschmolzen. Ein Teil des Materials geht durch Schmelzen verloren.

— In eine Fritüre wurde Erdnußöl gegeben, um einen Brattest durchzuführen. Der Strang wurde 30 Sekunden lang in das kochende öl gesteckt. Es fand eine leichte Bräunung sowie Verhärtung statt. Die Fasern waren miteinander verklebt und hatten ihre Individualität verloren.

2. Es wurde ein Versuch nach Beispiel 1 durchgeführt.

2.1. Darstellung der Fasern

Es wurde das Beispiel 1 ohne irgendeine Abänderung nachgearbeitet

2.2. Schmelztest

— Die Fasern wurden 1 min lang in Wasser bei 85° C gegeben. Der Strang veränderte sich durch die Behandlung nicht und die Fasern blieben vereinzelt. Es wurde kein Verlust an Material festgestellt.

Anmerkung

Es machte keinen Unterschied, ob die Fasern in Wasser gegeben wurden oder das Ganze 20 min lang bei 120⁰C in einem Autoklaven aufbewahrt wurde, also die herkömmliche Sterilisation vorgenommen wurde.

— Die Fasern wurden 30 Sekunden lang in das kochende Öl gegeben; es fand eine erhebliche stärkere Bräunung statt als bei dem vorstehenden Versuch, und eine Verhärtung, ohne daß die Struktur verloren ging. Es blieben individuelle Fasern bestehen.

130 228/197

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Nahrungsmitteln durch Texturierung einer wäßrigen, pastösen Masse ί auf der Grundlage von Milchproteinen, wobei der Milchproteingehalt, bezogen auf die Masse, 10 bis 45 Prozent, der Wassergehalt 35 bis 85 Prozent, und der Trockensubstanzgehalt mindestens 15 Prozent betragen, dadurch gekennzeichnet, daß die κι wäßrige Masse Serumproteine enthält und man bei der Herstellung der Masse, der Texturierung und/oder der Nachtexturierung, gegebenenfalls unter Zusatz von zweiwertigen Ionen mit einer Konzentration von 0,25 bis 6 Prozent, bezogen auf ι > die Milchproteine, eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 50 bis 150⁰C für eine Dauer bis zu 3 Stunden durchführt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Masse außerdem Kohle- 2n hydrate. Lipide und/oder Nichtmiichprotcinc enthält

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Verwendung von Kasein als Milchprotein ein Verhältnis von Serumprotein zu Kasein von bis zu 1 :6 einhält

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Milchproteine und Serumproteine verwendet, die durch Ultrafiltration teilweise von Lactose und Asche befreit sind. in

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kohlenhydrat Lactose verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Nichtmilchproteine in einer a Menge von höchstens 30 Prozent, bezogen auf die Milchproteine, einsetzt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wärmebehandlung vor der Verformung durchführt, wenn die Masse weniger als 35 Prozent Trockensubstanzgehalt aufweist, und während oder nach der Verformung durchführt, wenn die Masse über 35 Prozent Trockensubstanzgehalt aufweist.

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