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Verfahren zur Herstellung eines Protein
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enthaltenden Produktes
Beschreibung Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Proteine enthaltenden Produktes sowie
ein nach diesem Verfahren hergestelltes Produkt, und insbesondere ein Verfahren
zur Herstellung eines texturierten bzw. mit einer Struktur versehenen, Proteine
enthaltenden, fermentierten Nahrungsmittels, das zur Streckung von Fleisch, als
Ersatz für Fleisch oder als Alternative zu Fleisch eingesetzt werden kann.
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Tierfleisch wird in vielen Teilen der Welt als äußerst wesentlicher
Bestandteil der menschlichen Kost angesehen, und zwar nicht nur wegen seines Nährwertes,
sondern auch wegen seines ansprechenden Aufbaus bzw. seiner ansprechenden Struktur
und seiner Geschmackseigenschaften. Aufgrund der ständig zunehmenden Kosten und
des relativ geringen, naturgegebenen Wirkungsgrades der Fleischproduktion wird in
zunehmendem Maße nach Proteinen enthaltenden Produkten gesucht, die als Ersatz für,
zur Streckung von oder als Alternative zu Fleisch dienen können. Das schwierigste,
hierbei auftretende Problem ist die Simulierung der Textur bzw. der Struktur oder
des Aufbaus von natürlichem Fleisch.
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Zwei Grundverfahren werden eingesetzt, um aus Pflanzen gewonnenen
Protein-Materialien eine fleischähnliche Struktur zu geben. Bei dem üblicherweise
eingesetzten Verfahren wird ein Proteine enthaltendes Mehl oder Konzentrate solcher
Mehle bei erhöhten Temperaturen und Drücken feucht extrudiert. Die angestrebte Texturierung
ergibt sich aus der Änderung der physikalischen Struktur bei niedrigeren Temperaturen
und Drücken, wenn das Material durch das Mundstück bzw. das Formstück des Extruders
geführt wird.
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In Abhängigkeit von der Protein-Quelle und den verwendeten Bedingungen
können texturierte Produke in verschiedenen Ausführungsformen erzeugt werden. Im
allgemeinen haben diese Produkte jedoch in einigen wesentlichen Punkten und nicht
in
allen Punkten eine gewisse Ahnlichkeit mit Fleisch.
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Bei dem zweiten, höher entwickelten Verfahren werden viskose Protein-Materialien
auf ähnliche Weise gesponnen, wie sie für die Herstellung von synthetischen Textilfasern
eingesetzt werden. Dadurch werden die Proteinfasern miteinander zu Bündeln bzw.
Strängen zusammengefaßt, so daß ein Material mit faseriger Textur entsteht. Auf
diese Weise hergestellte Produkte haben zwar eine größere Ähnlichkeit mit Fleisch,
bieten jedoch im Vergleich mit den natürlichen Produkten zur Zeit nur einen äußerst
geringen Kostenvorteil.
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Es sind mehrere Verfahren vorgeschlagen worden, eiweißartige bzw.
eiweißähnliche Nahrungsmittel durch Fermentierung mit Mikroorganismen, insbesondere
Pilzen, herzustellen. Ein typisches Beispiel dieses Verfahrens ist die Herstellung
des fermentierten, indonesischen Nahrungsmittels "Tempeh".
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Tempeh wird traditionell durch die Fermentierung von enthäuteten Sojabohnen
in Form eines feuchten, festen bzw.
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massiven Substrates über eine Zeitspanne von 24 bis 36 Stunden durch
die Gattung bzw. Species "Rhizopus" hergestellt.
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Das tradionelle Te=tneh wird unter Verwendung von ungebrochenen Bohnenhälften
präpariert, obwohl Sojabohnen-Gries bzw.
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Körner mit ähnlichen Ergebnissen verwendet worden sind (Martinelli,
A. and esseltine, C.W., Food Technol, 18, 167, 1964). Nach der Fermentierung werden
die Bohnen oder Körner durch das Pilz-Myzel gebunden, so daß ein Produkt mit fester,
käseartiger Konsistenz entsteht. Dabei sind die Teilchen des Substrates klar zu
erkennen und tragen wesentlich zu dem Aussehen und zur Textur bei. Dieses Material
wird für den Verbrauch üblicherweise in Scheiben bzw. Schnitzel geschnitten und
gebraten. . Manchmal wird es jedoch auch in Suppen gekocht. Das geratene Produkt
ähnelt in Bezug auf Konsistenz und Geschmack Kartoffel-Chips. Das gekochte Produkt
hält seine käseartige Konsistenz bei und ähnelt aufgrund der vorherrschenden Sojabohnen-Partikel
Fleisch weder im Aussehen noch in der Textur.
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Es sind auch ähnliche Produkte beschrieben worden, die auf der Pilz-Fermentierung
von Getreide bzw. Körnerfrüchten (cereals) oder Gemischen von Körnerfrüchten und
Sojabohnen beruhen (Hesseltine, C.W. U.S. Patent 3,243,801,(1967); Dev. Ind. Mierobial.
8, 179) Diese Produkte besitzen jedoch nicht die harte, faserige Textur bzw. Struktur,
die zerkaut werden kann und mit tierischem Fleisch verbunden wird, sondern zeichnen
sich durch einen überwiegenden Anteil an restlichen Substratpartikeln aus.
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Ein Verfahren zur Herstellung von simulierten Fleisch-, Fisch- und
Molkereiprodukten durch Pilzfermentierung von pflanzlichen Rohmaterialien wird durch
Liggett (U.S. Patent 3,885,048) beschrieben, bei dem Sojabohnen und Körner auf die
ähnliche Weise fermentiert werden, wie es von Hesseltine beschrieben wurde. Das
Produkt wird mit anderen Zusätzen auf eine neue Weise kombiniert, so daß ein Produkt
aus künstlichem Fleisch entsteht. Es wird darauf hingewiesen, daß ein solches fermentiertes
Material das Aussehen, die Textur bzw. Struktur und den Geschmack eines kleinen,
runden Kuchens aus gehacktem Rindfleisch, also eines rohen Hamburger hat. Die Wiederholung
dieser Arbeiten durch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung ergab ein Produkt,
das man aufgrund der sichtbaren Existenz von großen Sojabohnen-Teilchen in dem Produkt
klar und eindeutig von solchen Fleisch-Scheiben unterscheiden kann. Außerdem kann
ein solches Produkt nicht in Form von kleinen, zerhackten Stücken verwendet werden,
da die vorhandenen, größeren Teilchen dann herausfallen würden Es sind auch andere,
ähnliche Nahrungsmittel beschrieben worden, die durch Fermentierung von feuchten,
massiven bzw.
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festen, auf Stärke basierenden Substraten mit Rhizopus sp.
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hergestellt worden sind (Stanton W.R. + Wallbridge, A.J., British
Patent 1,277,002; Trevelyan, W.C., Tropical Science (1974) 16,S. 179). Diese Substrate
enthielten eine zugesetzte Quelle für Nicht-Proteinsauerstoff und andere, für die
Ernährung wichtige Bestandteile, um den Proteingehalt des
fermentierten
Produktes durch Umwandlung des Nicht-Protein-Stickstoffs in Pilz-Proteine zu erhöhen.
Der größte Teil dieser Arbeit befaßt sich mit der Fermentierung von Cassave-bzw.
Maniok-Mehl und ähnlichen Stärkequellen,die vor der Fermentierung zu .spa$hettiähnlichen
Stangen mit einem Durchmesser von 3 bis 5 mm extrudiert werden. Die nach der Fermentierung
erhaltenen Produkte hatten eine feste, käseartige Konsistenz und wurden auf ähnliche
Weise wie das oben erwähnte Tempeh gekocht. Die in den Laboratorien der Erfinder
nach den oben beschriebenen Verfahren erzeugten Produkte hatten in Bezug auf Aussehen
oder Textur bzw.
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Struktur keine Ähnlichkeit zu Fleisch. Dies ist im wesentlichen auf
den vorherrschenden Anteil von großen Teilchen an unfermentiertem Substrat zurückzuführen,
der in dem fermentierten Produkt zurückgeblieben ist.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein texturiertes, Proteine
enthaltendes Nahrungsmittel, das durch ein mikrobiologisches Fermentierungsverfahren,
insbesondere durch Pilz-Fermentierung, hergestellt ist und eine solche Textur und
ein solches Aussehen hat, daß es zur Streckung, als Ersatz oder als Alternative
von Fleisch in bestimmten Formen eingesetzt werden kann, wie beispielsweise dann,
wenn es zu sehr kleinen Stücken, insbesondere kleinen Würfeln, zerschnitten worden
ist. Dieses Nahrungsmittel beruht auf der folgenden Fähigkeit von faserförmigen
bzw. fadenförmigen Pilzen, die unter geeigneten Bedingungen auf einem feuchten,
massiven bzw. festen, fermentierbaren, auf Stärke basierenden Substrat gezogen worden
sind; solche Pilze können einen großen Teil der Stärke in Protein enthaltendes Pilz-Myzel
umwandeln, das über das gesamte Material eine dichte, eng miteinander verwobene
Hyphen-Matrix bildet, welche die restlichen Bestandteile des Substrates, dessen
Stärkegehalt gesunken ist, miteinander verwebt und verbindes. durch geeignete Denaturierung
des proteinhaltigen Myzels, beispielsweise durch Kochen des fermentierten Materials,
entwickelt sich letzteres zu einer festen, elastischen Substanz, die nach Zerschneiden
in kleine Stücke, insbesondere Würfel, in Bezug auf Textur und Aussehen eine starke
Ähnlichkeit
zu Fleisch hat.
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Es wird angenommen, daß die elastische Struktur und das fleischähnliche
Aussehen des Produktes auf die eng miteinander verwobene Verteilung des Myzels und
die Tatsache zurückzuführen sind, daß sich in dem Material praktisch keine großen
Partikel befinden, die nicht aus Myzel bestehen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zur
Herstellung eines Proteine enthaltenden Produktes vorgeschlagen, das die folgenden
Schritte aufweist: a) Es wird von einem teilchenförmigen, auf Stärke basierendem
Material ausgegangen, das bei Bedarf eine Stickstoffquelle enthält; b) die Stärke-Komponente
des Materials wird bei Vorhandensein von Wasser teilweise zu einem aus Partikeln
bestehendem Substrat gelatiniert bzw. geliert, das aus Teilchen mit Gesamtabmessungen
von weniger als 3 mm (wie sie im folgenden definiert werden sollen) besteht; c)
vor, während oder nach dem Schritt b) wird eine Stickstoffquelle zugesetzt, wenn
die Stickstoffquelle nach Schritt a) nicht vorhanden ist oder nicht ausreicht, während
der physikalische Zustand des Substrates beibehalten wird; d) das Substrat wird
mit wenigstens einem amylolytischen Pilzstamm versetzt bzw. geimpft; d) das geimpfte
Substrat wird beim Vorhandensein von Sauerstoff und Feuchtigkeit sich selbst überlassen,
bis im wesentlichen alle Teile des Substrates und/ oder seiner Zersetzungsprodukte
durch ein Netzwerk aus Myzel eng miteinander verbunden sind; und f) die Produkte
von Schritt e) werden denaturiert, wobei die Stickstoffquelle durch den Pilzstamm
(bzw.
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die Pilzstämme) assimiliert werden kann und in einer Gesamtmenge
vorhanden ist, die das adäquate Wachstum des Myzels im Schritt e) nicht verhindert,
sondern ermöglicht, und wobei alle Teilchen einer vorhandenen
partikelförmigen
Stickstoffquelle Abmessungen von weniger als 2,5 mm (wie sie im folgenden definiert
werden sollen) haben.
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Nach einer weiteren, breiten Ausführungsform schafft die vorliegende
Erfindung ein Protein enthaltendes, texturiertes Produkt aus denaturiertem Pilz-Myzel,
das um und durch mindestens einen der Bestandteile Stärke, Zersetzungsprodukte von
Stärke, Feuchtigkeit und Gasblasen verwebt ist, wobei im wesentlichen alle maximalen
Abmessungen der wesentlichen Entfernungen zwischen den Hyphen (wie sie im folgenden
definiert werden sollen) nicht 3 mm, insbesondere 2 mm und bevorzugt 1 mm,übersteigen.
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Es wurde festgestellt, daß die Herstellung eines Produktes mit fleischähnlichem
Aussehen und fleischähnlicher Textur die Beobachtung der folgenden, kritischen Parameter
erfordert: 1. Das Substrat muß in einer physikalischen und chemischen Form vorgesehen
werden, welche es den Pilzen ermöglicht, einen großen Anteil der festen, Stärke
enthaltenden Komponente zu zersetzen, wodurch die festen, nicht aus Myzel bestehenden
Teilchen, die dem Endprodukt eine schwamlartige elastische Textur geben, praktisch
nicht mehr vorhanden sind. Dies wird durch sorgfältige Steuerung der Größe der Teilchen
der Stärke enthaltenden Komponente erreicht, so daß keine Gesamtabmessung 3 mm,
insbesondere 2,0 mm, nach einer bevorzugten Ausführungsform 1, 0 mm übersteigt;
außerdem muß zu diesem Zweck das Substrat in der Weise präpariert werden, daß zugesetztes
Wasser gleichmäßig adsorbiert wird und die Stärke enthaltenden Teilchen vollständig
durchdringt; dies kann beispielsweise durch gründliches Kochen erfolgen.
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2. Es muß ein starkes Wachstum der Pilze erreicht werden, so daß sie
über das gesamte Produkt eine dichte Matrix aus Pilz-Myzel bilden, um das restliche
Material miteinander zu verweben und fest miteinander zu verbinden. Einige Schwierigkeiten
treten bei der Definition des Anteils des Pilz-
Myzels in einem
Produkt auf, bei dem das Myzel praktisch einstückig mit den anderen Komponenten
des Substrates verbunden ist. Herkömmliche Verfahren zur Messung der Zellmasse,
wie beispielsweise durch Messung des Protein-Stickstoffs, können nicht eingesetzt
werden, wenn Protein bereits im Substrat vorhanden ist. Es wurde festgestellt, daß
sich eine näherungsweise Anzeige für die Pilzmasse dadurch erreicht läßt, daß die
Nukleinsäure-Pegel in dem Material unter Verwendung von geeigneten Methoden bestimmt
werden; solche Methoden werden beispielsweise in dem Artikel von K. Burton (1956)
Biochem. J. 62, 315-322 beschrieben.
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Es muß darauf geachtet werden, daß sich der Gehalt an Nukleinsäure
zwischen verschiedenen Mikroorganismen und auch in dem gleichen Mikroorganismus
ändert, wenn dieser Mikroorganismus unter verschiedenen Bedingungen aufwächst oder
in verschiedenen Stufen seines Wachstums untersucht wird. Eine vernünftige Näherung
des Myzel-Gehaltes des Produktes kann jedoch erhalten werden, indem der Gehalt an
Nukleinsäuren des Produktes in Beziehung gesetzt wird zu ausgewählten Pilzen, die
so aufgewachsen sind, daß sie frei von daran haftendem Substrat sind; dies kann
beispielsweise in Form einer Oberflächenkultur auf einem festen Medium oder in einem
wässrigen Medium geschehen, indem anschließend dieses Material gewaschen wird; außerdem
sollte das Wachstum unter Bedingungen, wie beispielsweise dem pH-Wert, Tempe -ratur
und Zeit, erfolgen, die so nahe wie in der Praxis möglich denen des Prozesses ähneln;
und schließlich sollte der Pilz unter ähnlichen Bedingungen behandelt werden, wie
sie in dem Verfahren verwendet werden (beispielsweise Denaturationsbedingungen).
Schließlich sollten noch die Nukleinsäuren berücksichtigt werden, die zu Beginn
in dem unfermentierten Substrat vorhanden sind.
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Es hat sich herausgestellt, daß ein geeignetes, texturiertes Produkt
erreicht wurde, wenn der Myzel-Gehalt einen Wert von 40 Gew.%, basierend auf dem
gesamten Trockengewicht
des Produktes, erreichte; dabei wurde
der Myzel-Gehalt aus dem Nukleinsäure-Gehalt des Produktes geschätzt, wobei die
Nukleinsäuren in dem fermentierten Substrat berücksichtigt wurden. Eine bessere
Textur wurde mit einem Myzelgehalt von wenigstens 45 % und insbesondere 50 % erreicht.
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Es können auch andere, herkömmliche Methoden eingesetzt werden, um
den Myzel-Gehalt des Produktes zu bestimmen; es können auch neu entwickelte Verfahren
verwendet werden, wenn sich die herkömmlichen Techniken zur Isolierung und Messung
kleiner Materialmengen, wie beispielsweise Chitin oder anderer Pilz-Komponenten,
verbessern, vorausgesetzt, daß diese Materialmengen von ähnlichen Komponenten in
dem Anfangssubstrat unterschieden werden können.
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Ein starkes Pilzwachstum läßt sich durch die Verwendung einer Stickstoffquelle
in dem Substrat erreichen; dieser Stickstoff kann durch den Pilz in leicht zur Verfügung
stehender Form assimiliert werden; außerdem können bei Bedarf auch andere, das Wachstum
fördernde Nährmittel in Abhängigkeit von der Art des pflanzlichen Ausgangsmaterials
und des verwendeten Pilztypszugesetzt werden; es hat sich als zweckmäßig herausgestellt,
wenn der Bereich der Teilchengröße der festen Substratkomponente sorgfältig gesteuert
wird, so daß es nicht genug kleine Teilchen gibt, um eine gewisse Klebrigkeit oder
einen kompakten Aufbau des feuchten Substrats mit der dadurch bedingten, begrenzten
Luftzugänglichkeit zu verursachen, eine notwendige Bedingung für das Wachstum von
Pilzen; ein weiterer wesentlicher Parameter ist das oben erwähnte gründliche Kochen,
um die ausreichende Gelatinierung bzw.
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Gelierung der Stärke zu erreichen, so daß sie leicht durch den Pilz
angegriffen werden kann.
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3. Das Pilz-Myzel muß denaturiert werden, nachdem sich die schwere
Myzel-Matrix gebildet hat. Außerdem muß die Denaturierung in der Weise erfolgen,
daß die miteinander verwobenen
Hyphen-Fäden so gehalten und verstärkt
werden, daß sie eine feste, harte, jedoch kaufähige, faserige, zusammenhängende
Struktur bilden. Dies wird am besten durch feuchte Wärme von mehr als 70"C, insbesondere
mehr als 800 C und nach einer bevorzugten Ausführungsform von 100" C erreicht; es
läßt sich jedoch durch Behandlung mit organischen Lösungsmitteln sowie anderen,
herkömmlichen Verfahren zur Denaturierung von Proteinen durchführen.
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Die oben erwähnte Struktur wird direkt erreicht, wenn das Produkt
nicht während der Denaturierung austrocknet; in diesem Fall wird das dehydratisierte
Produkt diese Struktur nach der Rehydration erreichen.
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Bei dem Pilz kann es sich um irgendeinen nicht-toxischen, faserförmigen
Pilz handeln, der das Kohlehydrat-Substrat ausnutzen kann. Als bevorzugte Ausführungsform
werden Fungi Imperfecti verwendet. Mucor Pilze (Mucoraceous fungi) wie beispielsweise
Pilze der Gattung Rhizopus und insbesondere Rhizopus oligosporus und Rhizopus oryzae
werden bevorzugt, weil sie bereits seit langer Zeit für fermentierte Nahrungsmittel,
wie beispielsweise Tempeh, eingesetzt werden. Außerdem können noch verwendet werden:
Rhizopus stolonifer und Rhizopus arrhizus; Species der Mucor, Monilia und Neurospora;
bestimmte Stämme der Gattung Aspergillus, insbesondere Gattungen, die für japanische
, fermentierte Nahrungsmittelprodukte eingesetzt werden, wie beispielsweise Aspergillus
oryzae oder Aspergillus niger; und schließlich Agaricus, andere Gattungen von eßbaren
Pilzen, Penicillium und Fusarium.
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Verschiedene, fermentierbare, auf Stärke basierende Materialien können
entweder allein oder in Kombination eingesetzt werden. Die Auswahl hängt von Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
und dem angestrebten Endzweck des Produktes ab. Bevorzugte Quellen für Stärke sind
die Körner von Getreide bzw.
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Zerealien, insbesondere Gerste, Weizen, Sorghum, Hafer, Mais und Reis.
Es können jedoch auch andere Stärkequellen, wie beispielsweise Cassave, süße Kartoffeln
und ähnliche
Pflanzen eingesetzt werden.
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Die physikalische Form der fermentierbaren, Stärke enthaltenden Komponente
des Substrat hat einen wesentlichen Einfluß auf die Textur des Endproduktes. Wenn
das Endprodukt als Nahrungsmittel für Menschen eingesetzt wird, soll es ein angenehmes
Gefühl im Mund geben; zu diesem Zweck sollten die Fasern vor der Fermentierung,
beispielsweise durch Schälen bzw. Abnehmen der äußeren Umhüllung, entfernt werden.
Dieser Punkt ist nicht so wesentlich, wenn das Produkt für den Verzehr durch Tiere
eingesetzt werden soll.
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Einen großen Einfluß hat die Partikelgröße des feuchten Substrates,
welches die größte Oberflächen-Fläche pro Volumeneinheit bieten sollte, um das Wachstum
des Myzels und die Ausnutzung des Substrates zu erleichtern, die einem minimalen
Kompaktheitsgrad entspricht; dadurch wird die geeignete Diffusion von Luft gewährleistet,
die erforderlich ist, damit das Myzel effektiv auf allen Teilchen wachsen kann.
Die Partikelgröße der feuchten, Stärke enthaltenden Komponente, sobald diese zur
Fermentierung bereit ist, sollte so ausgelegt sein, daß die Gesamtabmessungen kleiner
als 3 mm sind. Eine bevorzugte Ausführungsform hat Gesamtabmessungen zwischen 0,5
und 3 und insbesondere zwischen 1 und 2 mm. Ein zu hoher Anteil an kleinen Teilchen
kann eine gewisse Klebrigkeit und/oder eine zur starke Verdichtung bewirken; wenn
also kleine Teilchen, beispielsweise mit Abmessungen, die in allen Richtungen kleiner
als ungefähr 0,5 mm sind, verwendet werden, so sollten sie auf weniger als 25 %
begrenzt sein. In dieser Beschreibung und in den Ansprüchen soll die Feststellung
"alle Gesamtabmessungen sind kleiner als x rom", wobei x irgendeine Zahl ist, nicht
die Verwendung von pflanzlichem Material ausschließen, bei dem einige Teilchen größere
Abmessungen haben, solange diese größeren Teilchen nicht in ausreichenden Mengen
vorhanden sind, um sich in dem fermentierten Produkt zu stark sichtbar bemerkbar
zu machen.
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In dieser Beschreibung und in den Ansprüchen wird der Begriff größerer
Abstand zwischen den Hyphen verwendet; dieser Begriff bezieht sich auf einen Abstand,
der bei dem Produkt nach der Erfindung, 0, 5 mm zwischen den Pilz-Myzelen übersteigt
und durch die Zwischenräume füllende, eingeschlossene Feuchtigkeit, Gasbldscllen,
Substrat oder Zersetzungsprodukte des Substrates verursacht ist.
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Die assimilierbare Stickstoffquelle kann eine proteinartige Substanz
oder eine Substanz sein, die nicht proteinartig ist; diese Substanz sollte in solchen
Mengen vorliegen, daß sie die Synthese von ausreichendem Pilz-Myzel ermöglicht,
um die oben beschriebene, gewünschte Textur zu erreichen. Dies hängt von dem Wirkungsgrad
der Umwandlung der Kohlehydrate in Pilzmasse sowie von der Umwandlung der Stickstoffquelle
in Pilz-Protein ab. Beispielsweise kann in dem fermentierten Produkt eine erhöhte
Pilzkonzentration ohne weitere Synthese des Pilz-Proteins erreicht werden, indem
die Pilze einfach weiter Kohlehydrate im Stoffwechselkreislauf zu Kohlendloxid und
anderen flüchtigen Materialien umsetzen, wodurch sich die Gesamtmasse des Endproduktes
verringert.
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Verschiedene Pilze haben unterschiedliche Fähigkeiten, die verschiedenen,
anorganischen Stickst-offquellen auszunutzen.
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Einige Stickstoffquellen wirken bei bestimmten Konzentrationen als
Sperren, können jedoch bei niedrigeren Konzentrationen eingesetzt werden. . Im allgemeinen
nutzen Asper-Sillus, Fusarium und Rhizopus pii<'ii weiten Bereich von Ammoniak-Salzen
und Fleisch aii. Einige nutzen auch Nitrate aus. In jedem Fall läßt sicll ( St'tckstoff-Ausnutzungsmuster
eines ausgewählten Pilzes leicht bestimmen.
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Alle Pilze nutzen den anderen Proteinstickstoff oder seine Hydrolyse-Produkte,
wie beispielsweise Peptide, Aminosäuren und ähnlichen Substanzen, aus. Geeignete
Quellen für diesen proteinartigen Stickstoff sind beispielsweise Fleisch- oder
Fischteilchen,
Abfälle, insbesondere Ktichenabfälle, als Nebenprodukt anfallende Teilchen, oder
Mehle; Pflanzen-Proteine, wie beispielsweise Sojabohmen, in Form von Teilchen, grobem
Mehl, bzw. Schrotnlelll. osler feinem Mehl, Proteinextrakte, -auszilge oder -konzontrate,
Kasein oder andere Milchprodukte, einschli(.ß1.lclu Molke bzw. Käsewasser; einzellige
Proteinprllparate, wie lni.spielsweise Hefe, insbesondere Back- oder Bierhefe, ilefe-Extrakte,
-konzentrate oder -auszUge; Hydrolysate der oben angegebenen Substanzen; und ähnliche
Materialien.
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Die proteinartigen oder nicht proteinartigen Stickstoffquellen können
einzeln oder in Kombination eingesetzt werden.
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Die Menge, in der ein bestimmtes, Protein enthaltendes Material verwendet
wird, hängt von seiner Art und seinen physikalischen Eigenschaften, einsciiließlich
seiner Teilchengröße und Textur, ab. Wenn dieses Material in kleinen Anteilen als
kleine Teilchen zugesetzt wird, beispielsweise als feuchte Teilchen mit allen Abmessungen
von weniger als ungefähr 0,5 mm, ist die Textur des zugesetzten, Protein enthaltenden
Materials nicht wesentlich. Die Teilchengröße ist jedoch wichtig, um eine zti starke
Verdichtung des feuchten Substrates zu vermeiden. Wenn feste Teilchen, wie beispielsweise
Sojabohnen, verwelldet werden, sollte die maximale Abmessung der feuc!Ueii Teilchen
weniger als ungefähr 2,5 mm und nach einer bevorzugten Ausführungsform weniger als
ungefähr 1,0 mm sein, da sonst die Teilchen in dem Endprodukt klar sichtbar bleiben
und dem Produkt ein kornförmiges Aussehen und eine entsprechende Textur geben, wie
sie uncharakteristisch für Fleisch ist.
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Die maximal verwendete Menge an größeren Teilchen eines Protein enthaltenden
Materials hängt von seinen Eigenschaften, insbesondere seiner Fermentierbarkeit,
ab und sollte für jeden Fall experimentell bestimmt werden. Das bestimmende
Kriterium
ist, daß ausreichendes Myzel gebildet wird, um die restlichen Komponenten des Substrats
zu einer festen Matrix zu verbinden, wie es oben beschrieben wurde, und daß die
restlichen Teilchen in dem Produkt nicht allzu sichtbar zu Tage treten. Jedes Myzel,
das durch Fermentierung des Protein enthaltenden Materials gebildet wird, trägt
zu dem Myzel-Gehalt bei.
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Andere Nahrungsstoffe, die das Wachstum des Myzels verbessern, können
ebenfalls in Anteilen zugesetzt werden, die den Anforderungen des bestimmten, verwendeten
Pilzes entsprechen; diese Anteile lassen sich leicht bestimmen Zu diesen Nährstoffen
gehören Phosphate, Sulfate, Salze von Kalium, Eisen, Magnesium, Kupfer, Zink, Kalzium
usw.
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Der Feuchtigkeitsgehalt des zusammengesetzten Substrats ist von großer
Bedeutung; er sollte ausreichen, um die Wasseranforderungen des Pilzes zu erfüllen
und eine ausreichende Gelierung bzw. Gelatinierung der Stärke zu ermöglichen, so
daß sie leicht durch den Pilz angegriffen werden kann; der Feuchtigkeitsgehalt sollte
jedoch nicht so groß sein, daß eine zu starke Gelierung der Stärke möglich wird,
die eine gewisse Klebrigkeit der Teilchen verursachen könnte. Denn dadurch wird
der gewünschte Zugang von Luft verhindert. Der optimale Wassergehalt schwankt für
die verschiedenen Substrate und muß für jeden Fall experimentell bestimmt werden.
Der Wassergehalt wird üblicherweise im Bereich von 45 bis 70 %, insbesondere 55
bis 67 %, Feuchtigkeit liegen. Für Zerealien-Körner liegt der optimale Feuchtigkeitspegel
üblicherweise zwischen 50 bis 67 %; der bevorzugte Feuchtigkeitsgehalt für Weizen
und Gerste, die in kleinen, abgerundeten Körnern vorliegt (pearled barley) beträgt
ungefähr 60 %.
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Die Präparation des feuchten, gemischten Substrates sollte so erfolgen,
daß eine gleichmäßige Gelatinierung bzw. Gelierung der Stärke und die Bildung von
diskreten, Stärke
enthaltenden Teilchen gewährleistet ist, während
eine zu starke örtliche Gelatinierung der Stärke vermieden wird.
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Dies kann mit gemahlenen, kornförmigen Teilchen erreicht werden, indem
die trockenen Bestandteile gerührt werden, während die gewünschte Menge an heißem
Wasser hinzugefügt wird, welche die löslichen Nährstoffe enthalten kann. Dieses
Material wird weiter gemischt, während das Substrat bei einer Temperatur über der
Gelatinierungstemperatur der ausgewählten Stärkequelle gekocht wird, bis die Feuchtigkeit
durchgedrungen ist und die Gelatinierung in den Stärke enthaltenen Teilchen vollständig
aufgetreten ist.
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Eine ausreichende Gelatinierung kann beispielsweise mit Teilchen aus
kleinen, abgerundeten Gerstenkörnealbei einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 55 -
60 % erreicht werden, indem dieses Material unter häufigem Rühren bei 900C 30 Minuten
lang erwärmt wird.
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Obwohl die Sterilisierung des Substrates und die anschließende aseptische
Verarbeitung für die Herstellung eines Nahrungsmittels zweckmäßig sind, stellen
sie keine wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.
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Bei Bedarf kann die Sterilisierung beispielsweise durch getrennte
Vorsterilisierung der Bestandteile vor dem Mischen und Kochen, beispielsweise durch
die Sterilisierung der festen Bestandteile in trockener Wärme, und durch Autoklavieren
oder sterile Filtration einer wässrigen Lösung der löslichen Komponenten erreicht
werden; als Alternative hierzu kann das feuchte Substrat bei einer geeigneten Temperatur
ausreichend lange erwärmt werden, um das Substrat gleichzeitig zu sterilisieren
und zu kochen, beispielsweise bei einem Dampfdruck mit einem ueberdruck von 1,0546
kg/cm2 (15 psig) für 15 bis 60 Minuten.
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Die Einstellung des pH-Wertes während der Fermentierung der meisten
festen Substrate ist schwierig durch Zusatz von Säuren oder von Alkalien zu erreichen,
scheint jedoch im Bereich zwischen 4 und 8 für die meisten Pilze nicht kritisch
zu sein. Das Substrat selbst gibt eine gewisse
Pufferung, im allgemeinen
läßt sich jedoch der pH-Wert während der Fermentierung nur wenig steuern. Der anfängliche
pH-Wert des Mediums hängt von dem pH-Wert für das optimale Wachstum und der Toleranz
des Verarbeitungs-Organismus ab, liegt jedoch normalerweise zwischen 4 und 5,5.
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Unter einem pH-Wert von 4 tritt eine zunehmende Neigung zur Stärke-Hydrolyse
während des Kochens auf. Zwischen 5,5 und 8 besteht eine erhöhte Infektionsgefahr,
wenn unter nicht einwandfrei aseptischen Bedingungen gearbeitet wird.
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Die Fermentierung kann mit einem der üblichen Verfahren durchgeführt
werden, wie sie in der Literatur für die Fermentation von feuchten Feststoffen beschrieben
sind. beispielsweise in Behältern oder perforierten Kunststoffsäcken.
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Es sollte eine hohe relative Feuchtigkeit, nach einer bevorzugten
Ausführungsform über 90 % und insbesondere über 95 %, aufrechterhalten werden, um
das Austrocknen des Substrates zu verhindern und die Sporenbildung zu verzögern;
diese beiden Faktoren beeinflussen nämlich das Aussehen und die Qualität des Produktes
nachteilig. Die Temperatur der Fermentation sollte so nahe wie möglich bei der optimalen
Wachstumstemperatur des Organismus gehalten werden, die experimentell festgelegt
werden kann. Um ein starkes Wachstum zu erreichen, ist die adäquate Sauerstoffzufuhr
zu dem Pilz wesentlich.
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Nach einer geeigneten Wachstumsperiode, die sich mit dem Organismus
und den verwendeten Bedingungen ändert, ist ein großer Teil des Stärke-Substrates
zu einer dichten Matrix aus Pilz-Myzel umgewandelt worden, die um und durch alle
Räume verwebt ist, die restliches Substratmaterial enthalten. Eine Untersuchung
unter einem Mikroskop mit relativ geringer Leistung zeigt, daß das Myzel in der
Hauptsache in die Zwischenräume eingedrungen ist, die ursprünglich von den auf Stärke
basierenden Substratteilchen besetzt waren. Wenn Rhizopus oligosporus auf Gerste
mit
Ammonium-Laktat (6 % des Gesamtsubstrates (Trockenbasis)) oder
Sojabohnen (25 % des Gesatmsubstrates (Trockenbasis)) als Stickstoffquelle aufwächst,
läßt sich die gewünschte Textur erreichen, wenn der Gesamtgehalt der säurehydrolysierbaren
Stärke und der Zersetzungsprodukte der Stärke unter 45 %, insbesondere unter 40
%, und nach einer bevorzugten Ausführungsform unter 35 % des fermentierten Materials
gefallen ist. Die säurehydrolisierbare Stärke kann durch jedes geeignete Verfahren
gemessen werden; dazu kann das Material beispielsweise mit 221 HCl homogenisiert
und bei 1000C zwei bis drei Stunden lang erwärmt werden, um die Stärke zu hydrolisieren.
Das Hydrolisat wird teilweise neutralisiert, verdünnt und gefiltert, und dann wird
der reduzierende Zucker durch irgendein übliches Verfahren untersucht bzw. festgestellt,
wie es beispielsweise in "Official Methodsof Analysis of the AOAC, Seiten 532 -
533 (11. Ausgabe 1970)" angegeben ist.
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Der Nukleinsäure-Gehalt eines solchen Produktes lag zwischen 2,5 %
und 3 % des fermentierten Materials (Trockenbasis). Bei diesen Werten wurden die
Nukleinsäuren berücksichtigt, die zu Beginn in dem unfermentierten Substrat vorhanden
waren.
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Eine substratfreie Myzel-Kontrollsubstanz, die auf einem wässrigen
Medium präpariert wurde, hatte einen Gehalt von 5 bis 6 % Nukleinsäure. Daraus läßt
sich abschätzen, daß das fermentierte Produkt zwischen 40 % und 60 % Myzel auf Trockenbasis
enthält. Dieses Material ist fest, ziemlich spröde und hat keine Ähnlichkeit mit
Fleisch; nach der Denaturierung des Protein enthaltenden Myzels, beispielsweise
durch Erwärmung in Wasser, entwickelt das Material jedoch eine feste, kaufähige
Konsistenz; wenn es zu kleinen Stücken, insbesondere Würfeln, zerschnitten wird,
ähnelt es in Bezug auf Aussehen und Textur Fleisch; wenn es während der Denaturierung
getrocknet wird, erreicht es diese Eigenschaften nach der Rehydration. Die Denaturierung
kann auf folgende Weise erreicht werden: Das Material wird
beim
Vorhandensein nur des Wassers, das sich bereits in dem Produkt befindet, erwärmt;
als Alternative hierzu kann das Material beim Vorhandensein von zusätzlichem Wasser
oder wässrigen Lösungen oder Suspensionen oder in Ölen oder in Fetten erwärmt werden;
in jedem Fall sollte die Temperatur über ca. 70°C, insbesondere über 100°C liegen;
die Erwärmung sollte so lange durchgeführt werden, bis das Material die oben erwähnten
Eigenschaften entwickelt; als Alternative hierzu kann die Denaturierung auch durch
Behandlung mit organischen, mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmitteln des
Typs erfolgen, wie er normalerweise für die Nahrungsmittelverarbeitung verwendet
wird; und schließlich können auch bestimmte andere, bekannte Verfahren zur Denaturierung
von Proteinen eingesetzt werden. Bei dem bevorzugten Verfahren wird das Material
in Wasser, wässrigen Lösungen oder Suspensionen gekocht. Die benötigte Zeit und
Temperatur hängt von der Größe und Form der fermentierten Materialstücke, von der
Natur und der Konzentration der gelösten oder suspendierten Komponenten sowie von
dem pH-Wert der Lösung oder der Suspension ab. Nach einer bevorzugten Ausführungsform
wird das fermentierte Material in kleine Stücke gehackt, geschnitten oder gemahlen
und in Wasser oder Natriumchlorid-Lösung oder einer anderen, geeignete Geschmacksstoffe
enthaltenden Lösung bei einem Überdruck von 1,0546 kg/cm2 (15 psig) (1210C) 5 bis
10 Minuten lang erwärmt oder 10 bis 20 Minuten lang bei Atmosphärendruck gekocht
Das denaturierte Material kann einen bestimmten Verlust an löslichen Komponenten
während der Denaturierung erleiden, insbesondere dann, wenn die Denaturierung in
wässrigen Lösungen durchgeführt wird. Dies beeinflußt jedoch die Anteile der säurehydrolisierbaren
Stärke und des Myzels in dem Produkt nicht wesentlich. Es hat sich jedoch herausgestellt,
daß der Nukleinsäure-Gehalt des Produktes während der Denaturierung beeinflußt werden
kann; es wird betont,
daß bei der Schätzung des Pilz-Myzels der
substratfreie Myzel-Standard, der für die Messung des Nukleinsäure-Gehaltes verwendet
wird, auf die gleiche Weise wie das Produkt behandelt werden muß.
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Die Nukleinsäuren können vor oder während der Denaturierung reduziert
werden. Das denaturierte Material, das rehydratisiert wird, wenn es während der
Denaturierung getrocknet wird, kann direkt vorbereiteten Nahrungsmitteln wie beispielsweise
Eintopfgerichte bzw. Stews, kleingehackte Nahrungsmittel aus Fleisch, Fett oder
Gemüse, insbesondere Hackfleisch, oder Haustierfutter. zugesetzt und ohne Verlust
an Textur in Konserven gefüllt werden.
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Das fleischähnliche Material kann durch ein geeignetes Verfahren getrocknet
werden, wie beispielsweise durch Hitzetrocknung, Erwärmung unter reduziertem Druck,
Gefriertrocknung oder durch direkte Verdampfung des mit Lösungsmittel behandelten
Materials. Beispielsweise kann ein in kleine Stücke zerlegtes Produkt in einem Ofen
mit erzwungener Strömung bzw. erzwungenem Zug bei 50 bis 8O0C getrocknet werden,
so daß sich ein hartes, braunes, unregelmäßiges Teilchen ergibt, das zu einer Form
rehydratisiert, die eine starke Ähnlichkeit zu gekochtem, in Stücke geschnittenen,
mageren Rindfleisch hat.
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Nach der Rehydration kann dieses Material mit in Stücke geschnittenem
Rindfleisch, Schweinefleisch, Hühnerfleisch oder anderen Fleischarten kombiniert
und in Savoury Mince und anderen, präparierten Fleischgerichten verwendet werden,
wie beispielsweise rohem Hamburger, Hamburger, Würsten, Fleischkuchen usw.; als
Alternative hierzu kann diesem Material ein eigener, würziger Geschmack gegeben
werden, oder es kann auch allein verwendet werden.
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Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung zwar erläutern,
jedoch die am Schluß zusammengestellten Ansprüche nicht begrenzen. Alle Teile und
Prozentzahlen
beziehen sich auf das Gewicht, falls nicht anders
angegeben. Die Temperaturen werden in OC angegeben.
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Beispiel 1 i) Präparation des Substrates Eine Nährmittellösung wurde
hergestellt, die in 1175 ml Wasser die folgenden Bestandteile enthielt: Urea bzw.
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Harnstoff (34 g); KH2P04 (15 g); (NH4)2HP04 (3,7 g); MgS04.7H2 (10
g); CaCl2.2H20 (5,3 g); (NH4)2S04 (3,3 g); Natriumzitrat 2H20 (7,0 g); CuSO45H2O
(0,08 g); FeS04 7H20 (0,44 g). Diese Lösung wurde erwärmt und mit 1100 g gemahlenem
Weizen (Feuchtigkeit 10 %) versetzt, dessen Teilchengröße so ausgelegt war, daß
alle Teilchen durch ein Sieb mit 12 Mesh/Zoll (Tyler Standard Screen Scale) paßten,
jedoch durch ein Sieb mit 14 Mesh/Zoll zurückgehalten wurden. Die Mischung wurde
erwärmt, indem der Behälter in ein Bad mit kochendes Wasser eingetaucht wurde; dadurch
wurde die Mischung unter Rühren 20 Minuten lang gekocht; zu diesem Zeitpunkt war
die gesamte Lösung absorbiert. Fleischmehl (meatmeal) (250 g, 7 % Feuchtigkeit)
wurde zugesetzt und in das feuchte Korngemisch gerührt; anschließend wurden weitere
250 ml Wasser zugesetzt. Der Feuchtigkeitsgehalt der schließlich erhaltenen Mischung
betrug näherungsweise 55 %. Die mittlere Größe der Weizenteilchen nach dem Kochen
war eine maximale Abmessung von 1,0 bis 2,0 mm.
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Das Gemisch wurde in einem Aluminiumbehälter mit einem Durchmesser
von 25 cm und einer Tiefe von 7 cm auf eine Tiefe von ungefähr 2,5 cm verteilt,
mit einer Aluminiumfolie bedeckt und bei einem Dampfdruck mit einem Überdruck von
1,0546 kg/cm2 (15 psig) 30 Minuten lang autoklaviert.
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Nach dem Abkühlen wurde jeder Behälter aseptisch mit 10 ml einer schwersporigen
Suspension aus Rhizopus oligosporus in Wasser geimpft. Die Sporen wurden auf einem
Agar-Medium
erzeugt, das , in Gewichtsprozenten, (NH4)2SO4 (0,72
%); Na2HPO4 (0,16 %); KH2PO4 (0,19 %); Cassavemehl (0,1 %) und Agar-Agar (0,15 t)
enthielt. Nach der Impfung wurde das Substrat aseptisch gut gerührt,mit Folie bedeckt
und in einem Feuchtigkeits-Inkubator bei 320C 60 Stunden lang sich selbst überlassen.
Zu diesem Zeitpunkt war auf dem Substrat ein starkes Wachstum von Pilz-Myzel zu
erkennen.
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ii) Verarbeitung des fermentierten Materials Ein Teil des fermentierten
Materials (400 g feucht-nass) wurde in Würfel von 1 bis 2 cm geschnitten und 10
Minuten lang in 600 g einer Flüssigkeit gekocht, die, in Gewichtsprozent, Maismehl
(10 %), Erdnussöl (6 %), Glyzerol-Monostearat (0,06 %), Natriumchlorid (2 %), Rindfleischgewürz
(Saroline 38-2919, Bush Boakea. Allen, 2 %) und Zucker (1 %) enthielt. Das gekochte
Material wurde konserviert, indem es auf 500 g Behälter aufgeteilt und durch 95
Minuten dauerndes Autoklavieren bei 1,0546 kg/cm2 überdruck (15 psig) sterilisiert
wurde.
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Das Produkt hatte eine mittelbraune Farbe und bestand aus festen,
elastischen, fleischartigen Klumpen in einer dicken Soße. Obwohl diese Klumpen für
den menschlichen Verzehr nur bedingt geeignet waren, da sie im Mund ein faseriges
Gefühl ergaben, wurden sie von Hunden sofort akzeptiert.
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Beispiel 2 i) Präparation des Substrates Eine Nährmittellösung wurde
hergestellt, die in 1 1 Wasser die folgenden Bestandteile enthielt: KH2P04 (15 g);
(NH4)2HP04 (3,7 g); MgS04-7H20 (10 g); (MH4)2S04 (3,3 g); Zitronensäure (5 g); CuSO4
.5H20 (0,08 g); FeS04 7H20 (0,44 g); Ammoniumlactat (120 g einer 50 % w/v Lösung).
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Eine getrennte Lösung von CaCl2 2H20 (5,3 g) in 400 ml Wasser wurde
hergestellt. Die beiden Lösungen wurden getrennt
durch 15 Minuten
dauerndes Autoklavieren bei 1,0546kg/cm2 kg/cm2 (15 psig) Ueberdruck sterilisiert.
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Gemahlene, aus kleinen, runden Körnern bestehende Gerste (pearled
barley), deren Größe wie in Beispiel 1 klassifiziert wurde, (1100 g, 10 % Feuchtigkeit),
Fleischmehl (100 g, 7 % Feuchtigkeit) und Sojamehl (100 g, 7 % Feuchtigkeit) wurden
trockengemischt und in 5 mm tiefen Schichten durch trockene Wärme 1 3/4 Stunden
lang bei 1500C sterilisiert; dann wurde dieses Material zu einem sterilisierten
Kochkessel überführt, der mit einem Deckel versehen war. Die heißen Nährmittellösungen
wurden unter Rühren zugesetzt, und der Kochkessel wurde in einem Bad mit kochendem
Wasser anyeordnet. Die Mischung wurde 25 Minuten lang mit häufigen Intervallen gerührt.
Die gesamte Flüssigkeit wurde innerhalb von 5 Minuten absorbiert; sie mußte jedoch
weiter unter Rühren gekocht werden, um die vollständige Eindringung des Wassers
und der Nährmittel in die Kornteilchen zu gewährleisten und die gewünschte Gelatinierung
der Stärke zu erreichen. Der Feuchtigkeitsgehalt betrug nach dem Kochen näherungsweise
57 %. Die Größe der gekochten Kornteilchen schwankten zwischen 0,5 und 2,5 mm Durchmesser.
Nach dem Kühlen wurde das feuchte Substrat mit 100 ml einer schwersporigen Suspension
von Rhizopus oligosporus geimpft, gut gerührt und auf saubere Kunststoffsäcke (15
cm x 30 cm flach) verteilt, die in Abständen von 0,5 cm perforiert waren. Die Dicke
des Substrates betrug 2,5 bis 3 cm. Die Säcke wurden in einem gut gelüfteten, angefeuchteten
Raum bei 32"C 60 Stunden lang sich selbst überlassen.
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ii) Verarbeitung des fermentierten Materials Die fermentierten Blöcke
wurden in Würfel von 1 bis 2 cm geschnitten und in eine ausreichende Menge kochendes
Wasser gebracht, welches die Würfel gerade bedeckte (näherungsweise 1 1 Wasser pro
kg Feuchtegewicht der
Würfel); dort wurden sie 15 Minuten lang
gekocht. Dieses Wasser wurde dann bei der Präparation einer Soße der folgenden Zusammensetzung,
bezogen auf das Gewicht, verwendet: tropfendes (blutiges) Rindfleisch (beef dripping)
(4,5 %); frische Zwiebeln (3,3 % Naßgewicht); reines Mehl (plain flour)(5,8 %);
gemahlene, frische Ochsenleber (8,7 % Naßgewicht); Salz (1,5 %); Mononatriumglutamat
(0,1 %); Karamel-Färbungsmittel (0,7 %); Fleischmehl (3,5 %); Glyzerol-Monostearat
(0,5 %) und Vitamin A/D3 (Roche 500/100) (0,55 mg %). Die gekochten Würfel wurden
der Soße im Verhältnis 40 : 60 , bezogen auf das Gewicht, zugesetzt; als Ausgangsbasis
wurde das feuchte Gewicht des fermentierten Materials vor dem Kochen verwendet.
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Das Haustierfutter wurde in Konservendosen mit einem Volumen von 300
ml gefüllt und durch Autoklavieren bei einem Überdruck von 1,0546 kg/cm2 (15 psig)
1 Stunde lange sterilisiert.
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Das in den Konservendosen befindliche Material hatte das Aussehen
von diskreten Fleischstücken in einer dicken Soße mit dem merklichen Geruch von
Leber. Es enthielt in einer sehr ausgeglichenen Mischung die wesentlichen Grundbestandteile,
die als Nahrungsmittel für Hunde benötigt wurden, und es wurde von Hunden sofort
akzeptiert.
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Eine typische Analyse des in den Konservendosen befindlichen Produktes
ergab das folgende Resultat: (Feuchte Basis) Rohes Protein (N x 6,25)(7,5 %);Fett,
(3 %), Fasern (0,5 %), Natriumchlorid (1 %).
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Beispiel 3 Nahrungsmittel für Menschen (basierend auf Gerste) i)
Präparation des Substrates Lösungen aus Nährmittel-Salzen wurden wie im Beispiel
2 mit der Ausnahme präpariert und sterilisiert, daß Ammonium-'lactat durch Milchsäure
(75 ml einer 50 % w/v Lösung) und
NH4OH 445 ml einer 28 % w/v Lösung)
ersetzt wurde. Gemahlene Perlgerste (pearlbarley) (1100 g) und Sojamehl (alle Teilchen
paßten durch ein Sieb mit 16 Mesh/Zoll), das aus ganzen Sojabohnen (200 g, 10 %
Feuchtigkeit) präpariert wurde, wurden gemischt, durch trockene Hitze sterilisiert,
mit den Lösungen der Nährsalze gekocht, gekühlt, geimpft und sich selbst überlassen,
wie es in Beispiel 2 angegeben wurde.
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ii) Verarbeitung Das fermentierte Material wurde in einem Haushalts-Fleischwolf
unter Verwendung einer mittleren Platte in kleine Stücke, also in Hackfleisch, zerlegt.
Dieses gestückelte Material wurde zweimal 10 Minuten lang mit 3 Volumina einer 3
%igen Natriumchlorid-Lösung behandelt. Das gekochte, zerstückelte Material wurde
entwässert; weiteres Wasser wurde herausgedrückt, indem es durch ein durchsichtiges
Gewebe bzw. Mull gequetscht wurde, bis der Feuchtigkeitsgehalt des Materials auf
näherungsweise 70 % reduziert war.
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Dieses Material ähnelte in Textur und Farbe gekochtem, gehacktem,
mageren Rindfleisch und hatte einen etwas salzigen Geschmack. Wie sich aus den folgenden
Beispielen ergibt, konnte es in mehreren Gerichten einen Teil des frischen, gehackten
Rindfleisches ersetzen.
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(a) Savoury Mince in Dosen (pikante Vor- oder Nachspeise) Texturiertes,
gehacktes Material, dessen Herstellung, wie oben beschrieben, durchgeführt wurde
(1 kg) wurde mit frischem , gehackten Rindfleisch (500 g) gemischt, kurz gebraten
bzw. gebacken und in einer Soße erwärmt, die gebratene Zwiebeln (frisch 100 g),
tropfendes bzw. blutiges Rindfleisch (100 g), reines Mehl (100 g), Rindfleisch-Gewürz
(Bonox, Kraft Foods, (10 g)), Karamel-Färbungsmittel (5 g) und Salz (1,6 g) in näherungsweise
1,2 1 Wasser enthielt.
Dieses Gemisch wurde konserviert, indem
es in Konservendosen mit einem Volumen von 300 ml gefüllt und durch einstündiges
Autoklavieren bei einem über druck von 1,0546 kg/cm2 (15 psig) sterilisiert wurde.
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Das in den Konservendosen befindliche Produkt hatte ein Aussehen,
eine Textur bzw. Struktur und einen Geschmack, der dem eines Gerichtes sehr ähnelte,
das nur mit reinem Rinder-Hackfleisch hergestellt worden war; alsoergab sich als
zusätzlicher Vorteil, daß dieses Material seine feste Textur nach dem Autoklavieren
beibehielt.
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(b) Soße Bolognaise Das texturierte, im Beispiel (a) präparierte Material
wurde zur Herstellung der Soße Bolognaise verwendet; es stellte sich heraus, daß
diese Soße in Geschmack und Textur nicht von dem äquivalenten, vollständig mit Rindfleisch
hergestellten Gericht unterschieden werden konnte.
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(c) Hamburger Ein Material, das nach Erwärmung des gehackten, fermentierten
Produktes in einer Natriumchlorid-Lösung und Reduzierung des Feuchtigkeitsgehaltes
auf 70 % erhalten wurde, wurde mit dem gleichen Gewicht an frischem Rinder-Hackfleisch
(Feuchtigkeitsgrad 70 %) gemischt, mit Salz und Pfeffer angemacht und wie Hamburger
in flachen, runden Pfannen gebraten. Das Produkt hatte den Geschmack und die Konsistenz
eines Hamburgers mit guter Qualität.
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Beispiel 4 Das texturierte, Protein enthaltende Material wurde wie
in Beispiel 3 mit der Ausnahme hergestellt, daß nach dem Kochen in der Natriumchlorid-Lösung
das ausgedrückte Material dreimal in 2 Volumen Aceton extrahiert wurde.
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Nach der letzten Extraktion wurde das Material entwässert, um so viel
Aceton wie möglich zu entfernen; anschließend wurde es bei Raumtemperatur an der
Luft getrocknet.
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Das so hergestellte Produkt bestand aus weißlichen Flokken und hatte
praktisch keinen Duft oder Geschmack. Der Proteingehalt (Nx 6,25) betrug näherungsweise
43 % (Trokkenbasis). Die Flocken rehydratisierten rasch beim Zusatz von Wasser und
ähnelten bei einem Feuchtigkeitsgehalt von zwischen 70 und 75 % gekochtem Rinder-Hackfleisch
in Farbe, Textur und Gefühl beim Kauen. Wenn dieses Material mit frischem Rinder-Hackfleisch
im Verhältnis von 2 Teilen des Produktes zu 1 Teil des Rindfleisches kombiniert
wurde, konnte es zur Herstellung von Fleischkuchen (meat pies), Hamburger, Soße
Bolognaise und anderen, ähnlichen Gerichten verwendet werden, die nicht von ähnlichen,
nur reines Fleisch enthaltenden Gerichten unterschieden werden konnten.
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Beispiel 5 Das fermentierte Material wurde wie in Beispiel 3 hergestellt.
Das fermentierte Material wurde gehackt, dreimal mit 3 Volumen Isopropylalkohol
pro Volumen des nassen Materials behandelt, entwässert und dreimal in Wasser gewaschen,
um das restliche Lösungsmittel zu entfernen. Das Wasser wurde entfernt und die Feststoffe
ausgedrückt, bis der Feuchtigkeitsgehalt auf 70 % reduziert wurde. Dieses Material
ähnelte gekochtem Rinder-Hackfleisch in Farbe und Textur und hatte einen leichten,
milden Geschmack.
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Beispiel 6 Nahrungsmittel für Menschen, mit Aceton denaturiert, luftgetrocknet.
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Das fermentierte Material wurde wie in Beispiel 3 präpariert, gehackt
und dreimal mit 3 Volumen Aceton pro Volumen des feuchten, gehackten Materials behandelt,
entwässert und bei 250C im erzwungenen Zug, also mit ständiger Luftbewegung, luftgetrocknet,
um das Aceton zu entfernen. Wenn dieses Material in warmem (400C) Wasser suspendiert
wurde, rehydratisierte es rasch, so daß sich ein kaufähiges Produkt ergab, das in
Farbe und Textur gekochtem, magerem Fleisch mit einem milden Geschmack ähnelte.
Es ist wesentlich, daß alle Spuren des Lösungsmittels aus dem Material entfernt
werden, um den Geschmack nicht ungünstig zu beeinflussen.
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Beispiel 7 Das fermentierte Material wurde wie in Beispiel 3 mit
der Ausnahme präpariert, daß das Substrat statt der feinen Sojabohnen-Teilchen 25
% gemahlene Sojabohnen enthielt, deren Größe so ausgelegt war, daß sie durch ein
Sieb mit 14 Mesh/Zoll passen, jedoch ei/n Sieb mit 16 Mesh/Zoll zurückgehalten werden.
Das fermentierte Material (100 g feucht) wurde mit 10 ml Wasser befeuchtet, gehackt
und bei 800C 6 Stunden lang in einem Ofen mit erzwungener Luftumwälzung getrocknet.
Das trockene Produkt war braun und spröde. Bei der Rehydration durch Tränken im
warmen Wasser 1400C) , das 3 % Natriumchlorid enthielt, ähnelte das Material in
Farbe und Textur gekochtem, magerem Rindfleisch und hatte einen Geschmack der dem
von Nährhefe entsprach.
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Beispiel 8 Das fermentierte Material wurde wie in Beispiel 7 hergestellt.
Das fermentierte Material (100 g feucht) wurde mit 10 ml einer 10 %igen Lösung einer
Rindfleischwürze (Bonox; Kraft Foods Ltd.) befeuchtet, gehackt und 6 Stunden lang
bei 8O0C getrocknet. Das Produkt hatte ähnliche Eigenschaften wie das in Beispiel
7 beschriebene Produkt, jedoch einen stärkeren Geschmack.
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Beispiel 9 Das fermentierte Material wurde wie in Beispiel 3 mit
der Ausnahme hergestellt, daß die Gerste durch gemahlenen Mais mit ähnlicher Teilchengröße
ersetzt wurde. Das Material wurde gehackt und in 3 Volumina einer 3 %igen Natriumchlorid-Lösung
pro Volumen des gehackten, feuchten Materials gekocht. Nach der Entwässerung und
dem Ausdrücken der überschüssigen Feuchtigkeit, so daß das Produkt eine Feuchtigkeit
von ungefähr 65 % behielt, hatten diese Materialien eine feste, kaufähige Textur,
einen leichten, etwas an Nüsse erinnernden Geschmack und eine blass-braune Farbe.
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Beispiel 10 Gemahlene Perlengerste, deren Größe wie in Beispiel 1
eingestellt wurde (80 g, 10 % Feuchtigkeit) wurde sterilisiert, indem sie 60 Minuten
lang in einem Heißluftofen bei 15O0C erwärmt wurde. Frisches, gehacktes Rindfleisch
(70 g, 70 % Feuchtigkeit) wurde 124 ml einer Lösung zugesetzt, die folgende Bestandteile
enthielt: KH2P04 (1,5 g); (NH4)2HP04 (0,37 g); MgSO4 7H2O (1,0 g);(NH4)2SO4 (0,33
g); Zitronensäure (0,5 g); CuSO4 5H20 (0,008 g); FeSO4 7H20 (0,04 g),
CaCl2
(0,53 g); Milchsäure (7,5 ml einer 80 % w/v Lösung); NH4OH (4,5 ml einer 28 % w/v
Lösung). Die Lösung aus Fleisch und Nährstoffen wurde sterilisiert, indem sie 15
Minuten lang bei einem Überdruck von 1,0546 kg/m2 (15 psig) autoklaviert wurde;
dann wurde sie unter Rühren dem heißen Korn in einem Kochkessel zugesetzt, der in
einem Bad aus kochendem Wasser angeordnet wurde. Das Gemisch wurde in häufigen Intervallen
gerührt, während es ungefähr 30 Minuten lang kochte. Der Feuchtigkeitsgehalt nach
dem Kochen betrug näherungsweise 65 %. Nach der Abkühlung wurde das feuchte Substrat
mit 10 ml einer schwersporigen Suspension von Rhizopus oligosporus geimpft, gut
gemischt und in perforierten Kunststoffsäcken auf eine Tiefe von ungefähr 2,5 cm
verteilt. Die Säcke wurden in einem gut gelüfteten, befeuchteten Raum bei 320C 63
Stunden lang inkubiert.
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Das fermentierte Material wurde gehackt und 20 Minuten lang in 3 Volumina
einer 3 %igen Natriumchlorid-Lösung pro Volumen des feuchten, gehackten Materials
gekocht.
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Das fertige Produkt ähnelte gekochtem Rind-Hackfleisch in Aussehen
und Textur; die zugesetzten Fleischpartikel konnten visuell nicht-von dem anderen
Material unterschieden werden.
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Würfel aus dem fermentierten Material (Würfel von näherungsweise 1
cm) wurden auf ähnliche Weise behandelt. Das erwärmte und entwässerte Produkt ähnelte
geschnittenem Fleisch in Aussehen und Textur und hatte einen sanften bzw. milden
Geschmack.
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Beispiel 11 Das fermentierte Material wurde wie im Beispiel 3 mit
der Ausnahme präpariert, daß kein Sojamehl verwendet wurde.
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Das geschnittene Material wurde in Würfeln von 1 bis 2 cm geschnitten
oder gehackt und 20 Minuten lang in einer
3 %igen Natriumchlorid-Lösung
gekocht. Das Produkt hatte eine hellere Farbe als vergleichbare Produkte mit Soja-Protein
oder Fleisch, jedoch eine ähnliche Textur und ein ähnliches Aussehen.
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Beispiel 12 Bei diesem Beispiel wurde auf Gerste beruhender Stickstoff
verwendet, dem Sojabohnen zugesetzt wurden.
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Gemahlene Perl-Gerste (75 g), deren Größe zwischen 12 und 16 Mesh
lag, und gemahlene Sojabohnen (25 g), deren Größe zwischen 14 und 16 Mesh lag, wurden
unter häufigem Rühren 30 Minuten lang in näherungsweise 125 ml Wasser gekocht; bei
Bedarf wurde frisches Wasser zugesetzt, um den Feuchtigkeitsgehalt auf ungefähr
58 % zu halten. Nach der Abkühlung wurde das Substrat mit einer Sporensuspension
von Rhizopus oligosporus geimpft, auf einer Tiefe von 25 mm in perforierte Kunststoff-Säcke
verteilt und bei 320C inkubiert. Als nach 24 Stunden eine Probe entnommen wurde,
betrug die säurehydrolisierbare Stärke ungefähr 53 % des Gesamtmaterials, bezogen
auf die Trockenbasis, während sich die Nukleinsäuren von 1,4 auf 3,2 erhöht hatten,
ein Anstieg von 1,8 %. Die Textur des Materials nach dem Kochen war weich, etwas
steif bzw. stärkehaltig und ziemlich körnig.
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Eine weitere Inkubation für insgesamt 48 Stunden ergab ein Produkt,
das ungefähr 33 % säurehydrolisierbare Kohlehydrate enthielt; der Nukleinsäure-Gehalt
war auf 4,1 % gestiegen, ein Anstieg um 2,7 %. Als dieses Material durch 15 minütiges
Kochen in Wasser denaturiert wurde, ergab sich ein Produkt mit kaufähiger, elastischer
Konsistenz, das nach dem Zerkleinern eine große Ähnlichkeit mit Hackfleisch hatte.
Die Betrachtung unter einem Mikroskop mit geringer Leistung (Plattenmikroskop) zeigte
eng gepackte Flächen aus Myzel, welche Zwischenräume mit einem maximalen Durchmesser
von näherungsweise 1 bis 2 mm umgaben. Dabei wuchs oft eine gewisse Menge Myzel
lockerer durch den Zwischenraum. Zwischenräume,
die diskrete Materialteilchen
enthielten, wahrscheinlich Sojabohnen-Teilchen, waren auch zu sehen.
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Beispiel 13 Fermentiertes Material wurde wie in Beispiel 3 präpariert,
wobei jedoch getrocknete Cassave-Chips mit ähnlicher Teilchengröße (400 g), nach
Größen eingeteilte, gemahlene Sojabohnen mit der gleichen Teilchengröße (95 g) und
Sojamehl (25 g) verwendet und auf die Ammoniumlactat-Lösung verzichtet wurde. Das
Material wurde in Würfel von 1 bis 2 cm geschnitten, 15 Minuten lang gekocht, gehackt
und bei 700C über Nacht in einem Ofen mit Luftumwälzung getrocknet.
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Das trockene Produkt war dunkelbraun, wobei das heller gefärbte, faserige
Material zu erkennen war. Bei der Rehydration durch Kochen in 2 %igem NaCl hatte
das Material eine starke Ähnlichkeit in Farbe und Textur mit gekochtem Hackfleisch
und besaß einen milden Geschmack.
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Ein Substrat wurde wie im Beispiel 12 präpariert. Nach der Abkühlung
wurde das Substrat mit einer Sporensuspension von Aspergillus oryzae geimpft, in
einer Tiefe von 25 mm in perforierten Kunststoff säcken verteilt und 3 Tage lang
bei 300C inkubiert. Das Produkt wurde in Wasser gekocht, gehackt und bei 800C in
einem Heißluftofen getrocknet. Eei der Rehydration auf näherungsweise 65 %, bezogen
auf Gewicht der Feuchtigkeit, hatte das Produkt eine feste, kaufähige Struktur mit
einem Aussehen, das dem Aussehen von Hackfleisch ähnelte.