DE2810009C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Nahrungsmittels mit Strukturgefüge, das ein faseriges oder gestreiftes Aussehen besitzt und beispielsweise faserförmigem Fleisch ähnelt.

Bekanntlich kann man Proteinlösungen, -emulsionen und -dispersionen eine lamellare Struktur verleihen, indem man das Gemisch einfriert und anschließend die Struktur mit Hilfe der anwesenden Proteine aushärten läßt. Beispielsweise ist die Koagulation durch Wärmeeinwirkung auf das Protein aus der US-PS 38 70 808 und der BE-PS 8 38 907 bekannt. Jedoch sind die dabei erhaltenen Produkte häufig zu schwach, als daß sie in großtechnischem Maße hergestellt werden könnten, und sie weisen außerdem den Nachteil auf, daß sie ein sog. funktionelles Protein erfordern, d. h. eines, das nach der Koagulation in wäßriger Lösung oder Dispersion einen zusammenhängenden Körper ergibt. Ein weiterer Nachteil bei diesen Verfahren besteht in dem hohen Energiebedarf für das Auftauen und Koagulieren.

Aus der DE-OS 25 17 274 ist die Herstellung von gelierten Nahrungsmittelprodukten bekannt, wobei Pektate mit einem Veresterungsgrad von unter 20% verwendet werden, um durch Umsetzung des Pektats mit 2- oder 3wertigen Metallionen, insbesondere Calciumionen, eine Gelierung hervorzurufen. Außen in den Fällen, in denen das Ausgangsmaterial bereits eine Strukturierung besitzt, ist bei diesem Verfahren die Ausbildung einer erkennbaren Textur in der gelierten Phase nicht erzielbar.

Es wurde nun gefunden, daß ein Nahrungsmittel mit faserartiger, lamellarer oder gestreifter Struktur, das ausreichend widerstandsfähig ist, um fabrikmäßig behandelt werden zu können, durch ein Gefrierverfahren hergestellt werden kann, bei dem ionische Gelierungsmittel dazu verwendet werden, um die Struktur auszubilden. Die Struktur wird durch den Gelierungsmechanismus zwischen dem Gelierungsmittel, das üblicherweise ein saures Polysaccharid ist, und einem reagierenden Kation fixiert, jedoch kann diese Bindung überraschenderweise stattfinden, bevor die faserartige oder lamellare Struktur eingeführt wird, sowie während oder nach der Bildung der Eiskristalle. Ein bedeutender Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß kein weiterer Mechanismus erforderlich ist, um die Struktur auszubilden.

Gegenstand der Erfindung ist das in Patentanspruch 1 angegebene Verfahren.

Von den ionischen Gelierungsmitteln und den ungiftigen Metallionen kann eine große Vielzahl verwendet werden. Es ist jedoch äußerst bevorzugt, daß das Metallion zwei- oder mehrwertig ist, beispielsweise von Erdalkalimetallen oder Aluminium stammt, weil diese Ionen gegenüber einwertigen Ionen, wie denen von Alkalimetallen, große Vorteile aufweisen.

Die Gele, die mit Hilfe von zwei- oder mehrwertigen Metallionen hergestellt werden, sofern diese in hinreichender Konzentration verwendet werden, besitzen eine stark erhöhte Stabilität und sind insbesondere in der Lage, wärmestabile faserige, lamellare oder streifenförmige Strukturen auszubilden, die gegenüber der Hitzeeinwirkung beim Sterilisieren beständig sind, wie beispielsweise beim Einmachen.

Der Hauptanteil der ionischen Gelierungsmittel besteht aus sauren Polysacchariden. Die sauren Gruppen können Carboxylgruppen sein, wie dies bei den Pectaten, Alginaten und Carboxymethylcellulosen der Fall ist, oder es können Sulfatgruppen sein wie im Falle von Carraghenin.

Die faserförmige, streifenförmige oder lamellare Struktur, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielt wird, ist von besonderem Wert, um Produkten mit einem Gehalt an eßbarem proteinartigem Material, gleichgültig ob tierischen oder pflanzlichen Ursprungs, eine fleischartige Struktur zu verleihen, so daß damit ein Fleischersatzmittel oder Fleischanalogon hergestellt wird.

Das Produkt kann gewünschtenfalls durch Einmachen, Sterilisieren oder Gefrieren oder durch Zusetzen oder Infundieren von Zuckern, Glycerin oder anderen Befeuchtungsmitteln wie Fungistatica, wie beispielsweise Kaliumsorbat, konserviert werden. Alternativ kann das Produkt dadurch konserviert werden, daß man seinen pH-Wert auf einen bakteriostatischen Wert erniedrigt und Fungistatica zusetzt.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird vorzugsweise die Gefriergeschwindigkeit so gesteuert, daß die Temperatur innerhalb von 2 h oder mehr auf 0°C sinkt, um die Bildung von großen Eiskristallen zu fördern.

Die proteinartigen Materialien können aus Fleisch, Gemüse oder von Bakterien stammen, wobei typische Beispiele Fischfleisch, Muskelfleisch, Fleischabfälle, Fleischnebenprodukte, Gluten (vital oder devital), entfettete Sojamehle, Sojakonzentrate, Erdnußmehl, Sojaisolat, Bakterienprotein, Hefeprotein, Pilzprotein, Fleischmehle, getrocknetes, Blut, strukturierte tierische oder pflanzliche Proteinfasern, Grieben, Fischmehl, Blut, Knochen und Keratin darstellen.

Ferner ist die Zumischung von Fetten und Ölen bevorzugt, jedoch kann Fett sowohl ein integraler Bestandteil von einem oder mehreren der Bestandteile sein und nicht mehr gesondert zugesetzt worden sein, oder es kann auch noch zusätzlich als getrennter Bestandteil vorhanden sein. Gewünschtenfalls können zur besseren Emulgierung Emulgatoren zugesetzt werden, wenngleich es auch von Vorteil sein kann, sichtbare Klumpen aus Fett in der Matrix eingebettet vorzusehen. Zum Absorbieren von freien Fetten oder Ölen können inerte Füllstoffe, wie mikrokristalline Cellulose oder Siliciumdioxid, zugesetzt werden.

Das erfindungsgemäß verwendete ungiftige Salz ist vorzugsweise ein Calcium-, Magnesium- oder Aluminiumsalz, jedoch kann es ganz allgemein ein beliebiges ungiftiges zwei- oder mehrwertiges Metallsalz sein. Das im einzelnen verwendete Salz hängt von dem Verfahren ab, das zur Herstellung des Proteinnahrungsmittels angewandt wird. Beispielsweise kann ein leicht lösliches Salz, wie Calciumchlorid, verwendet werden, wenn das Herstellungsverfahren auf einer Berührung zwischen dem reaktionsfähigen Proteingemisch und einer Metallsalzlösung beruht. Andererseits kann ein weniger leicht lösliches Salz, wie Calciumsulfat, bevorzugt sein, wenn das Herstellungsverfahren in situ erfolgt, nachdem sämtliche Bestandteile innig miteinander vermischt worden sind.

Die bevorzugten sauren Polysaccharide für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind Pectate, und das bevorzugte Herstellungsverfahren ist die in situ-Umsetzung zwischen dem Metallsalz und dem sauren Polysaccharid. Unter Pectat sind sehr schwach mit Methanol verestertes Pectin, das einen Veresterungsgrad von unter 20% besitzt, und insbesondere rohe Pectinquellen zu verstehen, die Pectin mit einem Veresterungsgrad von unter 20% enthalten. Vorausgesetzt, daß der Veresterungsgrad unter 20% liegt, kann jede Pectinquelle mit einer bevorzugten Konzentration von 0,1 bis 5,0% Pectin, bezogen auf das Gewicht des Produktes, verwendet werden. Citrusfruchtschalen oder -pulpe, die zur Herstellung eines Pectins von sehr niedrigem Veresterungsgrad behandelt worden sind, stellen ein gutes Beispiel für derartiges rohes Pectin dar. Jedoch können auch Natrium- und Kaliumpectate verwendet werden. Analog können lösliche Salze von Alginsäure und Carboxymethylcellulose verwendet werden.

Zur Verringerung der Synerese, die beim Auftauen erfolgen kann, können hydrophile Gummen und Pflanzenschleime zugemischt werden.

Geeignete Färbemittel, wie Blut, natürliche und künstliche Farbstoffe, wie beispielsweise Karamel, können in jeder Stufe des Verfahrens zugesetzt werden. Ebenfalls können Aromastoffe und Aromaverstärker zugesetzt werden.

Ferner können Maskierungsmittel verwendet werden, um entweder Pectin aus den rohen Pectinquellen zu extrahieren oder um die Geschwndigkeit des Gelierungsprozesses zu erniedrigen. Das Maskierungsmittel kann ein beliebiges ungiftiges Salz sein, das in der Lage ist, das Metallion, das die Gelierung verursacht, zu maskieren oder mit ihm einen Chelatkomplex zu bilden oder es für die Gelierung unverfügbar zu machen. Beispiele hierfür sind die Natrium- oder Kaliumsalze von Tripolyphosphorsäure, Zitronensäure, Pyrophosphorsäure, Orthophosphorsäure und Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA).

Es wurde außerdem gefunden, daß die Anwendung des ionischen Gelierungs- und Gefrierprozesses gemäß der Erfindung den faserartigen Charakter von bereits gebildeten Strukturen, die vor dem Gefrieren bereits einen gewissen faserartigen, lamellaren oder streifenförmigen Aufbau besitzen, stark erhöht. Beispielsweise werden äußerst starkfaserige Produkte nach diesem Verfahren erhalten, wenn man kleingehacktes faserförmiges Fleisch verwendet und es unter Verwendung eines Pectats einem in situ Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung unterzieht. Es wurde weiter gefunden, daß zugefügtes Wasser eine günstige Wirkung auf die Struktur ausübt. Ein Produkt mit einem hohen Gehalt an zugesetztem Wasser weist eine stärker faserartige Struktur nach dem Gefrieren auf als ein analoges Produkt mit niedrigerem Wassergehalt.

Es ist erforderlich, daß die Eiskristallbildung langsam erfolgt. Der langsamere Gefrierprozeß erzeugt wahrscheinlich größere Eiskristalle, die eine stärker ausgeprägte Strukturierung bewirken. Eine verbesserte Produktstruktur wird auch erzielt, wenn das Produkt längere Zeit über bei einer Temperatur unter der Gefriertemperatur gehalten wird. Die Zugabe von hydrophilen Kolloiden, um den Tropfverlust während des Auftauens zu verringern, scheint überraschenderweise das Ausmaß der Strukturierung, das während des Einfrierens erreicht worden ist, nicht zu beeinflussen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung bewirkt oder verstärkt das faserartige Aussehen von Nahrungsmittelprodukten, die durch ionische Gelierungsmittel in den Gelzustand überführt worden sind, vermutlich zufolge ihrer Einfrier-Auftau-Instabilität, und die gebildete Struktur ist nicht thermoreversibel. Diese Instabilität gegenüber dem Einfrieren und Auftauen ist von Interesse, da die Natriumsalze der Polysaccharide dazu verwendet werden, in Systemen, wie Eiscreme, eine Einfrier-Auftau-Stabilität zu erzeugen. Gemische, die vor dem Einfrieren nicht geliert worden sind, sondern die hinreichend viel Metallionen enthalten, damit die Gelierung mit der Zeit erfolgen kann, reagieren während des Einfrierens, und weisen nach dem Auftauen das faserförmige Aussehen auf. Proteinartige Nahrungsmittel mit einem Gehalt an ionischen Polysacchariden können in Blöcken gefroren werden, um die Eiskristalle sich entwickeln zu lassen, und in Lösungen, die die reaktionsfähigen Metallionen enthalten, aufgetaut werden. In derartigen Fällen wandern die Metallionen durch die gefrorenen Blöcke, wenn die Eiskristalle schmelzen, wobei die Struktur gebildet wird, bevor sie zusammenfallen kann.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Angaben über Prozente beziehen sich auf das Gewicht, wenn sich aus dem Zusammenhang nichts anderes ergibt. Beispiel 1 beschreibt die Herstellung des gegenwärtig bevorzugten Produktes.

Beispiel 1

%

Fleischabfälle (zerkleinert auf 2 mm) 40,0 Wasser 26,5 Karamel  0,5 Fleischsaft 33,0 100,0

Zusammensetzung des Fleischsaftes

Behandelte Citrusschalen (DE 10%)*)  6,0 Natriumtripolyphosphat  1,2 Wasser (100°C) 92,8 100,0

*) Galacturonsäuregehalt 30%; DE=Veresterungsgrad

Der Fleischsaft wurde hergestellt, indem man die Bestandteile in einem Hochgeschwindigkeitsmischer oder Homogenisator mischte, bis eine homogene viscose Lösung erhalten war.

Die Fleischabfälle wurden durch eine Platte mit Öffnungen von 2 mm Größe haschiert und mit den anderen Bestandteilen außer dem Fleischsaft in einem Schalenmischer der ein spatenartiges Ausrüstungsteil besaß, vermischt.

In dieses Gemisch wurde rasch der Fleischsaft in der oben angegebenen Menge eingemischt und das Ganze zum Verfestigen in Schalen gegossen. Nach 2 h wurden die erstarrten Blöcke, die etwa 38 mm dick waren, acht Wochen in einem auf -15°C gehaltenen Gefrierschrank gelagert. Nach 2 h erreichte die Temperatur im Mittelpunkt des Blockes 0°C; sie lag nach 8 Wochen bei -15°C.

Die Blöcke wurden auf eine Temperatur zwischen 0 und 5°C konditioniert, bevor sie in Würfel geteilt und in Metalldosen zu einem typischen aus Fleisch in Gelee bestehenden Haustierfuttermittel sterilisiert wurden. Nach dem Abkühlen wurden die Büchsen geöffnet und das Produkt überprüft. Das erfindungsgemäße Produkt war sehr fest und besaß ein ausgeprägtes faserförmiges Aussehen, das demjenigen von hochwertigem faserförmigem Muskelfleisch ähnelte.

Ein Vergleichsprodukt, das auf gleiche Weise hergestellt, jedoch nicht dem Gefrierverfahren unterworfen worden war, wies nach der Sterilisierung zu einem Haustierfuttermittel aus Fleisch in Gelee zwar eine gewisse Faserigkeit aufgrund des Fleischanteils auf, jedoch war diese wesentlich geringer. Das fleischähnliche Produkt, das dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen worden war, war außerdem wesentlich fester als das Vergleichsprodukt, fühlte sich im Mund fleischähnlicher an und besaß bessere Kaueigenschaften als jenes.

Beispiel 2

Zusammensetzung des Fleischsaftes%

Behandelte Citrusschalen  2,0 Tetranatriumpyrophosphat  0,4 Wasser (100°C) 31,1  33,5

Zusammensetzung des Produkts

auf 2 mm haschierte Fleischabfälle 66,0 Karamel  0,5 Fleischsaft 33,5 100,0

Der Fleischsaft wurde durch Vermischen sämtlicher Bestandteile vor seiner Zugabe zu dem Gemisch aus Fleisch und Karamel unter Anwendung hoher Scherkräfte hergestellt. Nach dem Vermischen wurde das Gemisch absatzweise in eine 10%ige Calciumchloridlösung extrudiert und 25 min in der Lösung stehengelassen, wonach die Klumpen gründlich mit fließendem Wasser gewaschen wurden. Die erhaltenen Klumpen besaßen eine harte Haut, jedoch ein weiches, nicht umgesetztes Inneres. Nach 5stündigem Stehenlassen bei Raumtemperatur waren die Klumpen zufolge der Durchdringung mit Calciumchlorid durch und durch fest. Die festen Klumpen wurden 24 h in einen Tiefkühlbehälter bei -15°C gehalten, wonach sie auftauen gelassen wurden. Sie wiesen nach dem Zerkleinern eine faserartige Struktur auf, die gegenüber der Sterilisierung stabil war, die beim Eindosen zu einem Fleischprodukt in Fleischsaft durchgeführt wurde.

Das Vergleichsprodukt, das nicht der Gefrierbehandlung unterworfen worden war, besaß ein dichtes, nicht faserförmiges Aussehen ähnlich demjenigen von Lunge oder Niere. Nach der Sterilisierung zu einem Produkt aus Fleisch in Fleischsaft blieb das Vergleichsmaterial in dichtem Zustand und zeigte keinerlei faserförmige Eigenschaften. Das fleischähnliche Produkt, das der Gefrierbehandlung unterworfen und anschließend zu einem ähnlichen Produkt aus Fleisch in Fleischsaft sterilisiert worden war, besaß im Gegensatz dazu das Aussehen eines qualitativ hochwertigen faserförmigen Muskelfleisches, besonders wenn es aufgeschnitten oder verformt wurde.

Beispiel 3

%

Natriumalginat  1,33 Guar-Mehl  0,67 Wasser (20°C) 32,0 Fleischabfälle (2-mm-Hasch´e) 66,00 100,0

Das Natriumalginat, das Guar-Mehl und das Wasser wurden in einem Mischer mit einer Z-Klinge zu einer viscosen Lösung vermischt. Das aus 2-mm-Stücken bestehende Hasch´e aus Fleischabfällen wurde danach unter Erzeugung eines homogenen Gemisches eingemischt, wonach das Gemisch in 10%ige Calciumchloridlösung extrudiert und das Extrudat mit einem rotierenden Messer zerkleinert wurde, wonach man kugelige Klumpen aus Fleischgemisch erhielt, die eine harte äußere Haut und ein weiches Inneres besaßen. Die Klumpen wurden 25 min in 10%iger Calciumchloridlösung belassen, bevor sie gründlich gewaschen wurden. Zu diesem Zeitpunkt besaßen die Klumpen eine harte Haut, jedoch einen sehr weichen, nicht umgesetzten Kern.

Die Klumpen wurden danach 24 h in einem Tiefkühlbehälter bei -15°C gehalten, wonach man sie auf Raumtemperatur auftauen ließ.

Die aufgetauten Klumpen waren durch und durch fest und wiesen nach dem Aufschneiden eine lamellare Struktur auf, die gegenüber der Sterilisierung zu einem Produkt auf Fleischgrundlage stabil war und dem Produkt das Aussehen von faserförmigem Fleisch hoher Qualität verlieh.

Im Gegensatz dazu wies ein Vergleichsprodukt, das ähnlich behandelt, jedoch nicht dem Gefrierverfahren unterworfen worden war, ein dichtes, lungenartiges Aussehen und eine entsprechende Struktur auf.

Beispiel 4

Zusammensetzung des Produkts%

Fleischgemisch 67,0 Fleischsaftgemisch 33,0

Fleischgemisch

Pasteurisierte Fleischabfälle 63,0 Lactobacillus-Kultur  3,0 Calciumsulfat · 2 H₂O  1,0  67,0

Fleischsaftgemisch

Behandelte Citrusschale  6,0 Tetranatriumpyrophosphat  1,2 Zucker  9,0 Kaliumsorbat  1,2 Karamel  4,5 Farbstoff  1,5 Wasser 76,6 100,0

Das Fleischgemisch wurde hergestellt, indem man die Kultur aus Lactobacillus casei den pasteurisierten Fleischabfällen zusetzte, die 15 min auf 100°C erhitzt, durch eine Platte mit 2-mm-Öffnungen haschiert und auf 40°C gekühlt worden waren. Das Calciumsulfat wurde zugesetzt, und die drei Bestandteile wurden in einem Schalenmischer unter Verwendung eines Teighakens vermischt.

Die Starterkultur von Lactobacillus wurde hergestellt, indem man den gewünschten Stamm des Microorganismus während 20 LH (log hours) bei 30°C in MRS (de man rogosa and sharpe medium (oxoid code cn. 359))-Kulturflüssigkeit züchtete.

Das Fleischsaftgemisch wurde mit einer Temperatur von 50°C dem Fleischgemisch, das eine Temperatur von 40°C aufwies, unter Vermischen in dem Schalenmischer während etwa 30 s zugesetzt, und der Inhalt wurde danach in eine Schale von 50,8 mm Tiefe überführt. Nach 5 min, als ein pH-Wert von etwa 6,4 erreicht war, wurde der feste Fleischblock in Stücke geschnitten, die in Polyvinylidenchlorid-Taschen verpackt und 18 h bei 30°C bebrütet wurden. Nach dieser Zeit war der pH-Wert der Stücke auf 4,3 gefallen. Das gebildete Fleisch war fest, besaß ein fasriges Aussehen ähnlich geschmortem Steak und war bakteriologisch stabil.

Das Produkt wurde anschließend 36 h bei -15°C tiefgefroren. Nach dem Auftauen besaßen die Stücke eine stark lamellare Struktur, die derjenigen des nicht eingefrorenen Materials überlegen war.

Beispiel 5

Zusammensetzung des Produkts%

Vitales Gluten 15,4 Karamel  0,5 Wasser (80°C)  9,1 Fleischsaft 75,0 100,0

Zusammensetzung des Fleischsaftes

Behandelte Citrusschalen  4,5 Natriumtripolyphosphat  0,5 Wasser (100°C) 95,0 100,0

Der Fleischsaft wurde hergestellt, wie in Beispiel 1 beschrieben. 75 Teile Fleischsaft wurden mit den übrigen Bestandteilen der Produktzusammensetzung unter Rühren mit hoher Scherkraft versetzt, beispielsweise in einem Gefäßhomogenisator, wonach das Gemisch in Schalen von 38 mm Tiefe gegossen wurde. Nach 2 h wurden die festen Blöcke 24 h lang in einem Tiefkühlbehälter bei -15°C gelagert. Vor dem Einfrieren besaßen die Stücke ein dichtes, lungenartiges Aussehen. Nachdem das Gefrieren durchgeführt und die Stücke aufgetaut worden waren, besaßen sie jedoch eine schwammartige faserförmige Struktur, die gegenüber der Sterilisierung in Metalldosen zu einem Produkt aus Fleisch und Fleischsaft stabil war.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines Nahrungsmittels mit Strukturgefüge, wobei man ein Gemisch aus proteinartigen Bestandteilen, Wasser und einem ionischen Gelierungsmittel herstellt und das Gelierungsmittel mit ungiftigen Metallionen unter Ausbildung eines Gels in dem Gemisch reagieren läßt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gelierungsreaktion durch Inberührungsbringen einzelner Stücke des reaktionsfähigen Protein-Gemisches mit einer Metallsalzlösung oder durch inniges Vermischen sämtlicher Bestandteile des Gemisches durchführt und das Gemisch vor, während oder nach der Gelierungsreaktion unter Ausbildung großer Eiskristalle in ihm sowie einer faserförmigen, lamellaren oder streifenförmigen Struktur langsam gefriert.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch durch Umsetzen des Metallions mit dem Gelierungsmittel in eine feste Matrix überführt und anschließend gefriert, wobei die Gefriergeschwindigkeit derart gesteuert wird, daß die Zeit, die erforderlich ist, um das gesamte Produkt auf eine Temperatur von 0°C zu bringen, 2 h oder mehr beträgt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch durch absatzweise erfolgendes Extrudieren oder durch Extrudieren unter nachfolgender Zerkleinerung in Klumpen in eine Calciumchloridlösung einbringt.

4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß proteinartige Bestandteil faserförmiges Fleisch ist und man diesem durch die Gelierung und das Gefrieren eine weitere faserförmige Struktur verleiht.

5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Produkt nach dem Gefrieren einem Sterilisations- oder Einmachverfahren unterwirft.