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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft in breitem Sinne die Herstellung
eßbarer
proteinhaltiger Produkte, insbesondere texturierter Proteinprodukte
(TPPs) für
menschlichen und/oder tierischen Verzehr. Insbesondere betrifft
die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
von faserigen Fleischersatzstoffprodukten unter Verwendung von Gar-Extrusions-Technologie
sowie ein Fleischersatzstoffprodukt, das in einem solchen Verfahren
und in einer solchen Vorrichtung erhalten wird.
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2. Hintergrund
und Stand der Technik für
die Erfindung
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Die
industrielle Herstellung von Fleischersatzstoffprodukten aus proteinreichen
Vorläufermaterialien, einschließlich pflanzenbasierten
Vorläufern,
wie etwa Getreidekleber (aus Weizen, Reis oder Mais; vital oder mit
restlicher Stärke),
entfetteten Ölsamen,
Getreide- und Bohnenmehlen, Grobmehlen und Derivaten (z.B. entfettetem
Sojamehl, Sojabohnenkonzentraten, Weizenmehl), oder tierbasierten
Vorläufern,
wie etwa Fleischnebenprodukten, erhalten durch mechanische Trennung,
Fischmehl, getrocknetes Eiklar und andere, allein oder in Kombination,
ist heutzutage gut etablierte Praxis. Gar-Extrusions-Technologie ist bei weitem
die am breitesten verwendete von verschiedenen möglichen Herstellungsmethoden,
um solche Fleischersatzstoffe zu erhalten.
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Die
Textur solcher Produkte (im weiteren einfach als texturierte Proteinprodukte
(oder TPPs) bezeichnet, unabhängig
davon, ob sie ausschließlich
auf Proteinen aus Getreide- oder
Bohnenquellen beruhen oder zusätzliche,
fleischbasierte Vorläufer
aufweisen) ist ein besonders wichtiges Kriterium, wenn ein solches
Produkt als ein Ersatz für
echte Fleischprodukte verwendet werden soll, da die Akzeptanz des
Produktes, insbesondere wenn für
den menschlichen Verzehr gedacht, von seiner Fähigkeit abhängen wird, existierendes Fleisch
zu simulieren, soweit Biß,
Kaubarkeit, Struktur, Aussehen (und Geschmack) betroffen sind. Obgleich das
Aussehen nicht so wichtig zu sein scheint, wenn das Ersatzprodukt
in Haustierfuttermitteln verwendet werden soll, entweder allein
oder vermischt mit echten Fleischstücken oder eingebettet in halbflüssige Trägerstoffe (z.B.
Soße),
sind seine Struktur und Textur immer noch wichtige Faktoren, da
diese die Geeignetheit des Ersatzproduktes für die weitere Verarbeitung
nach seiner Herstellung bestimmen. Die Struktur und Textur kann zum
Beispiel bestimmen, ob das Ersatzprodukt geeignet sein kann, um
bestimmten Schritten unterworfen zu werden, um das Endprodukt zu
erhalten (z.B. in retortenerhitzter oder hydratisierter Form, wie
etwa in eingedosten Haustierfutterprodukten).
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In
ihrer sehr grundlegenden Form umfaßt die Herstellung von Fleischersatzprodukten
mit einer texturierten oder faserigen Struktur das Miteinandervermengen
der ausgewogenen trockenen Vorstufen und das Einführen dieser
zusammen mit Wasser (um einen gewünschten Feuchtigkeitsgehalt
in der Mischung zu erhalten) in einen geeigneten erhitzten Extruder
(z.B. Einzel- oder Doppelschraubenextruder). Während sie durch den Extruder
hindurchgeht, der diskrete Abschnitte aufweist, um spezifische mechanische
Prozesse an der Mischung durchzuführen, wird die Mischung plastifiziert
und erhitzt, um eine heiße,
viskose und zumindest teilweise geschmolzene Masse zu bilden, die
oft als eine Proteinlava bezeichnet wird. Die Eigenschaften der viskosen
Masse am Ende des thermomechanischen Umwandlungsprozesses, den die
Vorläufer
im Extruderzylinder durchlaufen, hängen ab von den Prozeßvariablen
(z.B. Temperatur in den unterschiedlichen Abschnitten des Extruderzylinders,
Schraubengeschwindigkeit/Zylinderabschnittsdruck, Feuchtigkeitsgehalt,
Vorstufenformulierung, etc.). Um die Bildung von faserigen Strukturen
im Extrudat zu erreichen, wird die heiße, viskose Masse aus proteinhaltigem
Material von der Extruderschraube(n) durch eine Stauscheibe mit
einer Vielzahl kleiner Öffnungen
gedrückt
und anschließend
durch eine Abkühl-
oder Temperierungsdüse
geführt,
die an der Extruderzylinderauslaßöffnung angeflanscht ist. Die
Abkühldüse wird
verwendet, um das schnelle Entweichen der Feuchtigkeit, die im Extrudat
enthalten ist, zu verhindern oder zu regulieren, um ein plastisch
verformbares, aber ansonsten kohäsives,
nicht-aufgeblähtes
Extrudat in der Form einer kontinuierlichen Platte oder eines kontinuierlichen
Bandes aus „Fleischersatz"-Produkt zu erhalten
(vgl. „Better
Texture for Vegetable Protein Foods", Food Engineering International Journal,
September 1976).
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Extrudate,
die aus entfettetem Sojaöl
mit mittlerem Wassergehalt (bis zu 35%) unter Verwendung temperaturgesteuerter
Einzelschraubenextruder hergestellt werden, sind ein wenig expandiert
(oder aufgebläht), leicht
zu trocknen und haben (nur in einem bestimmten Umfang) Struktur-
und Texturmerkmale, die Tiermuskelgewebe ähneln. Es ist jedoch unangemessen,
sie Fleischersatzstoffe zu nennen, da sie vor dem Verzehr mit Wasser
und/oder mit mit Geschmacksstoffen versetzten Flüssigkeiten rehydratisiert werden
müssen.
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Extrusionsgarung
und Texturisierung (oder Proteinfaserbildung) bei hoher Feuchtigkeit
ist ein Lebensmitteltechnologieverfahren, das in den letzten Jahren
bei der Faserbildung von proteinbasierten Formulierungen bei hohem
Feuchtigkeitsgehalt und somit Texturierung „feuchter", fleischähnlicher TPPs mit Erfolg eingesetzt
worden ist, entweder unter Verwendung von ausschließlich Pflanzenproteinquellen
(Getreide- und Ölsamen-Proteinquellen, wie
etwa insbesondere Sojamehl, Sojaproteinkonzentrat und vitaler Weizenkleber) und/oder
tierischen Proteinen, wie etwa Fischmehl, Eiklarpulver, frische
Fleischnebenprodukte und dergleichen. HMEC-Prozeßtechnologie, die besonders
vorteilhaft im Kontext der vorliegenden Erfindung ist, ist detaillierter
beschrieben in „Extrusion
cooking of high moisture protein foods", von Akinori Noguchi in: Mercier, C.,
Linko, P., Harper, J.M. (Hrg.), Extrusion Cooking, 343-370, American
Association of Cereal Chemists, St. Paul, Minnesota, dessen Gehalt,
einschließlich
desjenigen der darin zitierten Literaturstellen, hierin im Wege der
Kurzkreuzreferenz miteinbezogen ist. Weitere Details über diese
Technologie sind ebenfalls beschrieben in „High moisture extrusion cooking
and protein fibration",
von D. Durrand, J.M. Bouvier und S. Le Royer, welches ein Paper
ist, das vorgestellt wurde während
des Third Annual Smart Extrusion Seminar 1998, ausgerichtet von
der Food Science Australia, das abgehalten wurde am 31. August und
1. September 1998, und die in diesem Paper zitierten Literaturstellen.
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Es
ist wichtig, daß das
TPP-Platten- oder -Bandextrudat, nach dem Austreten aus dem Extruder,
weiteren Verfahrensschritten unterworfen wird, um das gewünschte Endprodukt
zu erhalten. So ist es bekannt, daß man speziell konstruierte
Ausformwerkzeuge an oder innerhalb dem Abkühlwerkzeug hat und Schneideeinrichtungen,
um dem Extrudat eine spezifische Form zu verleihen, um tatsächliche
tierische oder pflanzliche Produkte nachzuahmen, wie etwa Meeresfrüchte, Hähnchenstreifen,
Rinderstücke
oder -streifen, Würste,
Pilzkappen und dergleichen. Wie oben angegeben, ist es, wenn das
TPP-Extrudat bei der Herstellung von zum Beispiel Haustierfutter
verwendet werden soll, wichtig, daß es in angemessener Form portioniert
werden kann (z.B. zu Stücken,
Streifen etc.) und seine Textur und Strukturintegrität während anschließender Produktionsschritte
beibehalten kann, was Einfrieren, Miteinandervermengen als ein Fleischstreckstoff
mit echtem Fleisch (oder Fleischnebenprodukten), Abfüllen in
Dosen mit wäßrigen Flüssigkeiten,
Wärmebehandlung,
Rehydratisierung und/oder Retortenbehandlung, in dem Fall, daß der Feuchtigkeitsgehalt
des TPPs nach Extrusion unter gewünschten Werten liegt, und dergleichen
einschließen
kann, die die Faserstruktur des TPPs nachteilig beeinflussen könnten.
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Es
ist weiter bekannt, daß die
inhärente
Geeignetheit eines TPP-Extrudats, weiteren Ausformschritten unterworfen
zu werden, nicht nur von den Verfahrensparametern abhängt, die
während
der Extrusion im Schraubenextruder und des Abkühlens im Ausformwerkzeug ausgewählt werden,
sondern auch von der Zusammensetzung der Vorläufermischung und dem Wassergehalt.
Unangemessene Quellzeit oder unangemessenes Abkühlen des Extrudats während der
Expansion durch schnelles Entweichen von Dampf, was das Abkühlen der
Düse hemmt,
können
zum Beispiel zu einer aufgeblähten
Konsistenz und Textur des TPP-Extrudats führen, die Feuchtigkeitsabsorption
während
anschließender
Herstellung negativ erhöhen
wird und dem Endprodukt eine pilzartige Konsistenz und überhaupt
nicht fleischähnlich
geben könnte
(vergleiche z.B. U.S.-Patent 3,968,268 (Sair et al.)).
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In ähnlicher
Weise beeinflußt
die Formulierung des TPPs (d.h. Verwendung von Vorläufern aus
unterschiedlichen Proteinquellen und relative Anteile derselben
in Vorläufermischungen)
sowie das Vorhandensein von Nährstoffadditiven,
Geschmacks- und
Konservierungsstoffen, anfängliche
Feuchtigkeitsgehalte und dergleichen, die innere Struktur und Textur
des Extrudats und daher seine Empfänglichkeit, spezifische Arten
von Fleisch nachzuahmen. Mit anderen Worten werden nicht alle Formulierungen
nützlich
sein, in denen das Endprodukt, das nachgeahmt werden soll, Hähnchenfleisch
oder Thunfischflocken sind, und Mischungen und Formulierungen können nur
bis zu einem bestimmten Ausmaß gegen
dasselbe nachzuahmende Endprodukt ausgetauscht werden.
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Die
vorliegende Erfindung beabsichtigt, in einem ihrer Aspekte, ein
Verfahren zur Herstellung eines texturierten Proteinproduktes (d.h.
Ersatzproduktes) bereitzustellen, das das Aussehen von geflocktem
Fischfleisch (insbesondere Thunfischflocken), zerfasertem Hähnchenfleisch
oder anderen Fleischprodukten nachahmt, sowie eine Vorrichtung zur
Herstellung eines solchen texturierten Proteinproduktes (d.h. Ersatzproduktes).
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Die
Erfindung beabsichtigt auch, eine geeignete Formulierung für ein texturiertes
Proteinprodukt (d.h. Ersatzprodukt) bereitzustellen, das ermöglicht,
daß das
TPP-Extrudat, das
in einem Extrusionsgarverfahren, insbesondere unter Extrusionsgarung
bei hoher Feuchtigkeit, ausgebildet wird, mechanisch zu Flocken
zerkleinert werden kann, die in Textur und Struktur eng einem Fleischprodukt ähneln, wie
etwa geflocktem Fischfleisch (insbesondere grob geflocktem Thunfisch)
oder zerfasertem Hähnchenfleisch
(z.B. Hähnchenbrustfleisch).
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3. Zusammenfassung
der Erfindung
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Demgemäß wird in
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung eines texturierten proteinhaltigen Fleischersatzproduktes
zur Verfügung
gestellt, wobei besagtes Verfahren einschließt, daß:
- • eine Mischung,
welche:
– 40
bis 95 Gew.-% essbare proteinhaltige Materialien, die ausgewählt sind
aus der Gruppe, die aus vorbestimmten Mischungen aus entfettetem
feinen Sojamehl, grobem Sojamehl, Sojakonzentrat, Getreidekleber
in Vitalform oder stärkehaltiger
Form und Eiklar besteht, und
– bis zu 7 Gew.-% essbare mineralische
Binde- und Vernetzungsmittel enthält, in einem Futtermittelextruder mechanischem
Druck und ausreichender zusätzlicher
Hitze, um die Mischung in eine heiße, viskose Proteinlava umzuwandeln,
unterworfen wird;
- • die
Proteinlava durch und aus einem temperaturgesteuerten Abkühlwerkzeug,
das die Proteinlava abkühlt und
die Viskosität
derselben verringert, extrudiert wird, um eine kohäsive, texturierte
Extrudatplatte oder ein entsprechendes Extrudatband zu erhalten,
in der/dem schnelles Entweichen von Dampf beträchtlich gehemmt ist; und
- • die
verfestigte Extrudatplatte oder das entsprechende Extrudatband mechanischem
Zerfasern in einer Hammermühle,
die eine Korbplatte mit einer Mehrzahl von länglichen Austrittsöffnungen
und einer Mehrzahl von Hammerstangen aufweist, die angelenkt sind
an Scheiben, die mit einer Drehwelle verbunden sind, unterworfen
wird, um eine Mehrzahl von Extrudatbruchstücken zu erhalten, die in Konsistenz
und Textur schichtweise abgetrenntem oder zerfasertem Fleisch ähneln.
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Vorzugsweise ähneln die
Extrudatbruchstücke
in Konsistenz und Textur flockenförmigem Fischfleisch, zerfasertem
Hähnchenfleisch
oder zerfasertem roten Fleisch (wie etwa Rind oder Lamm).
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Vorzugsweise
schließt
das obige Verfahren die Zugabe von etwas echtem Fleischprodukt oder Fleischnebenprodukt
ein. Diese Zugabe kann vor, während
oder nach dem Schritt erfolgen, in dem die Mischung mechanischem
Druck und Hitze unterworfen wird. Vorzugsweise erfolgt die Zugabe
des Fleischproduktes oder Fleischnebenproduktes während des
Extrusionsschrittes. Das echte Fleisch oder Fleischnebenprodukt
kann erhalten werden aus Fisch, Geflügel oder Vieh (wie etwa Rinder
oder Schafe).
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Vorteilhafterweise
wird das Extrudat direkt nach dem Verlassen des Abkühlwerkzeugs
der Hammermühle
zum Zerfasern zugeführt,
da optimales Zerreißen,
um Extrudatbruchstücke
oder -flocken zu erhalten, erreicht wird, während die Extrudatplatte noch
warm ist. Daher sollte die Zeit zwischen Extrusion und Schneiden
typischerweise 5 Minuten nicht übersteigen.
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Vorzugsweise
hat die Mischung, auf die oben Bezug genommen ist, einen Gesamtfeuchtigkeitsgehalt von
zwischen etwa 40 und etwa 60%. Während
des Herstellungsverfahrens geht jedoch Feuchtigkeit verloren, insbesondere
nachdem die Extrudatplatte oder das Extrudatband aus dem Abkühlwerkzeug
ausgetreten ist. Daher wird, da der bevorzugte Feuchtigkeitsgehalt
der Extrudatplatte und des Extrudatbandes zwischen etwa 40 bis 60%
liegt, im allgemeinen Wasser an einem einigen Punkt(en) im Verfahren
zugesetzt.
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Vorzugsweise
wird temperiertes Wasser auf die Extrudatplatte gesprüht, nachdem
sie aus dem Abkühlwerkzeug
austritt und während
sie zur Hammermühle
befördert
wird. Dieser Schritt schließt
die Verdichtung des verfestigten Extrudats ein und hat eine positive
Wirkung auf den tatsächlichen
Zerreißvorgang.
Die Temperierung sollte jedoch moderat sein, da Warmschneiden der
Extrudatplatte ein besseres Endprodukt liefert als Zerreißen einer
vollständig
abgekühlten
Platte.
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Man
wird verstehen, daß das
Extrudat als ein kontinuierliches Band direkt in die Hammermühle überführt werden
kann, oder es kann in kürzeren
Längen
oder diskontinuierlichen Portionen überführt werden.
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Eine
bevorzugte Formulierung bei der Herstellung der Extrudatbruchstücke schließt (in Gew.-% der Materialien,
die die Mischung ausmachen, vor Zugabe von Wasser) etwa 40-55% entfettetes
feines Sojamehl, grobes Sojamehl oder Sojakonzentrat, etwa 35-45%
Vitalweizenkleber, Eiklarpulver, eine Mischung aus Vitalweizenkleber
und Maiskleber oder eine Mischung aus Vitalweizenkleber und Weizenmehl,
0,1-7,0% nicht-auslaugende mineralische Verbindung(en), die in der
Proteinmatrix bindet (binden) und Proteinquervernetzung verstärkt (verstärken) (einschließlich zum
Beispiel 0,08 bis 0,3% Schwefel), fakultativ 0-5% Nährfaserzusatzstoffe,
insbesondere Cellulose oder Rübenpulpe,
0,1-0,3% Vitamine, 0-3,0% Geschmacksstoffe und 0,01-3,0% Färbemittel
ein. Der Feuchtigkeitsgehalt einer solchen Mischung aus trockenen
Inhaltsstoffen liegt typischerweise in einem Bereich von 6 bis 15
Gew.-%, und Wasser wird in einer geeigneten Menge zu der trockenen
Mischung selbst oder in den Extruder an einem Punkt stromabwärts des
Zuführeintritts
für die
trockene Materialmischung zugegeben, um einen Gesamtfeuchtigkeitsgehalt
des Extrudats in einem Bereich von 35 bis 60% zu erhalten.
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Eine
besonders bevorzugte Formulierung, die zu Extrudatbruchstücken führt, die
im wesentlichen Thunfischflocken nachahmen und die zusammen mit
echten Fleischstücken
und Soße
zu einem fischbasierten, eingedosten Haustierfutterprodukt verarbeitet
werden können,
besteht aus einer Mischung aus trockenen Inhaltsstoffen aus etwa
51,5% entfettetem feinen Sojamehl, etwa 42% Vitalweizenkleber, 5%
Dicalciumphosphat, 0,1% Schwefel, 0,18% Nährvitaminergänzungsstoffen,
0,2% Nährmineralergänzungsstoffen,
1,0% Geschmacksstoffen und 0,002% Färbemitteln (alles Gew.-%),
wobei Wasser zu der Mischung vor oder nach Zudosierung in den Extruder
in einer Menge zugegeben wird, um einen Extrudat-Gesamtfeuchtigkeitsgehalt von etwa 48
bis 52 Gew.-% zu erhalten.
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Erfindungsgemäß ist unerwarteterweise
festgestellt worden, daß eine
herkömmliche
Hammermühle, die
im allgemeinen eingesetzt wird, um trockene, weiche Materialien,
wie etwa Kohle, Körner,
Samen und ähnliche
trockene Materialien, zu vermahlen, zerkleinern oder pulverisieren,
eingesetzt werden kann, um die proteinhaltige, plasto-elastische
und feuchtigkeitsreiche Extrudatplatte oder das entsprechende Extrudatband in
Brocken oder Stücke
zu zerreißen,
die im Aussehen denjenigen von zerkleinertem Thunfischfleisch oder Hähnchenfleisch ähneln, ohne
die Struktur und Texturierung der TPP-Bruchstücke in anderer Weise nachteilig zu
beeinflussen.
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Die
Hammermühle
erfordert für
diesen Zweck eine Modifikation der Form der im allgemeinen kreisförmigen Korbplattenöffnungen
zu geeigneten Formen, wie etwa länglichen
Schlitzen oder rechteckigen Löchern. Herkömmlicherweise
wären ineinandergreifende
drehbare Messerklingen die erwartete Wahl für das Zerfasern des Extrudats
gewesen. Den resultierenden Stücken
fehlt jedoch die gewünschte
flockige Textur, die bei vielen Fischfleischsorten beobachtet wird.
Obgleich hierzu keine detaillierte Analyse durchgeführt worden
ist, glauben wir, daß die
Hammerstangen mit den schlitzähnlichen Öffnungen
in einer Weise zusammenwirken, um die Extrudatplatte an Grenzflächen zwischen
den Fasern, die im Abkühlwerkzeugextrusionsverfahren
gebildet sind, auseinanderzuziehen oder auseinanderzureißen, wodurch
ein zerrissenes, flockiges Aussehen verliehen wird, verglichen mit
sauberen Schnittflächen,
die mit Drehmessern erhalten werden.
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Die
Korbplattenöffnungen
weisen vorzugsweise gleichförmige
Form und Fläche
auf, um dadurch Extrudatbruchstücke
zu erhalten, bei denen die einzelnen Bruchstücke ein Gewicht innerhalb eines
engen Bereiches möglicher
Gewichte haben, um für
das Auge ein zufällig
gleichförmiges
Aussehen haben.
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Das
Verfahren dieser Erfindung kann zusätzliche Schritte einschließen. Nach
dem Zerfaserungsprozeß können die
Extrudatbruchstücke
zum Beispiel ein weitere Verarbeitung durchlaufen, die Einfrieren,
Dehydratisieren und Eindosen einschließen kann.
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In
Anwendungen, in denen die Fleischersatzextrudatbruchstücke als
Fleischstreckmittel in eingedosten Haustierfutterprodukten dienen
sollen, können
die Extrudatbruchstücke
direkt aus der Hammermühle
in Mischbehälter
zudosiert werden, in denen die Bruchstücke mit geeigneten echten Fleischstücken (z.B.
Fisch-, Hähnchen-,
Lamm- oder Rindstücken),
Soße und
Nährzusatzstoffen
vermischt werden können.
Dies kann wünschenswert
sein, da die Lagerlebensdauer des (nicht-eingedosten) Extrudats
nach dem Zerreißen
relativ kurz ist (z.B. 4 bis 7 Std.) – wobei die Textur und Struktur
der nicht-behandelten, feuchtigkeitsreichen Bruckstücke für thermische
und mechanische Verarbeitung während
dieses Zeitraums stabil ist. Nachdem sie jedoch verarbeitet worden
sind, zum Beispiel in einem eingedosten Produkt, behalten die Extrudatbruchstücke ihre Körperstruktur
und ihr Aussehen bei. In ähnlicher
Weise können
die dehydratisierten Extrudatbruchstücke unter Verwendung bekannter
Verfahren hydratisiert werden, ohne die Struktur und Integrität des rehydratisierten Produktes
negativ zu beeinflussen.
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In
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein zerfasertes
Fleischersatzprodukt zur Verfügung
gestellt, das gemäß dem oben
beschriebenen Verfahren unter Verwendung der Formulierung von Materialien,
auf die oben Bezug genommen worden ist, hergestellt ist.
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In
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Produktionslinie
zur Herstellung von texturierten proteinhaltigen Fleischersatzprodukten
gemäß dem Verfahren
des ersten Aspekts der Erfindung zur Verfügung gestellt, einschließlich:
einem
Futtermittelextruder mit einer Mehrzahl von temperaturgesteuerten
Zylinderabschnitten, wenigstens einer Beschickungsöffnung,
die zur Aufnahme der Mischung des ersten Aspekts dieser Erfindung
ausgelegt ist, und einer Austrittsöffnung, die ausgelegt ist zur
Abgabe einer heißen,
viskosen Proteinlava;
einem temperaturgesteuerten Abkühlwerkzeug,
die an der Austrittsöffnung
angeordnet und zur Aufnahme der heißen Proteinlava und Abkühlen derselben
in solch einem Umfang ausgelegt ist, daß eine wenigstens an der Oberfläche verfestigte,
proteinhaltige Extrudatplatte oder ein entsprechendes Extrudatband
aus dem Abkühlwerkzeug
austritt, wobei im wesentlichen kein schnelles Entweichen von Dampf
im Extrudat auftritt;
einer Hammermühle, die eine Korbplatte mit
einer Mehrzahl von länglichen
Austrittsöffnungen
und einer Mehrzahl von Hammerstangen aufweist, die an Scheiben angelenkt
sind, die mit einer Drehwelle verbunden sind; und
Fördermitteln,
die so angeordnet sind, daß sie
die Extrudatplatte oder das Extrudatband aus dem Abkühlwerkzeug
aufnehmen und zu einer Aufgaberutsche der Hammermühle transportieren.
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Vorteilhafterweise
wird eine volumetrische oder Massenstrom-Zuführeinrichtung für trockenes
Material in Verbindung mit der Zuführöffnung des Extruders angeordnet,
wobei eine separate Einheit zur Zudosierung von Wasser in den Extruder
an einem Punkt stromabwärts
der Trockenmaterial-Zuführöffnung angeordnet
ist. Wasserdampfinjektion in die Extruderzylinder könnte ebenfalls
auf bekannte Weisen verwendet werden.
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Eine
Wassersprüheinheit
wird vorteilhafterweise mit den Fördermitteln verbunden, die
vorzugsweise ein endloses Fördergestell
umfassen, um feinen Sprühnebel
aus temperiertem Wasser auf die Oberfläche der Extrudatplatte und
des Extrudatbandes zu lenken, wenn es auf dem Fördergestell zur Hammermühlenrutsche wandert,
um zusätzliche
Verdichtung der Oberfläche
der Extrudatplatte oder des Extrudatbandes zu bewirken, nachdem
sie/es das Abkühlwerkzeug
verlassen hat.
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Das
Abkühlwerkzeug
kann angepaßt
werden, um die Extrudatplatte oder das Extrudatband mit irgendeinem
geeigneten Querschnitt (z.B. rechteckig oder kreisförmig) auszubilden.
Das Abkühlwerkzeug
ist vorzugsweise ein Mehrkanalabkühlwerkzeug.
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Die
Produktionslinie ist so angeordnet, daß kontinuierliche Herstellung
von zerfasertem TPP-Extrudat von
der Zudosierung der trockenen Inhaltsstoffe und Wasser in den Extruder
bis zur Zudosierung der Extrudatbruchstücke in geeignete Behälter für weitere
Verarbeitung erreicht wird. Alternativ kann ein weiteres Fördermittel
unterhalb der Hammermühlenabgaberutsche
zur Förderung
der Fleischersatzbruchstücke
zu weiteren Verarbeitungseinheiten einer integrierten Futtermittelproduktionslinie
angeordnet sein (z.B. einer Eindosstation oder dergleichen).
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Der
Extruder ist vorzugsweise ein Doppelförderer-/Druckschraubenextruder
mit 4 bis 8 Zylinderabschnitten, die einzeln temperaturgesteuert
sind, wobei jeder Abschnitt ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von ungefähr 4 aufweist,
wie verwendet beim Extrusionsgaren unter hoher Feuchtigkeit. Temperatureinstellungen
der einzelnen Zylinderabschnitte während des Herstellungsverfahrens
werden zwischen 60 und 120°C
variieren und der Innendruck zwischen 3 und 8 MPa bei Schraubengeschwindigkeiten
zwischen 200 bis 350 UPM.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im folgenden in bezug
auf bevorzugte Ausführungsformen
derselben in nur beispielhafter Weise und unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden.
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4. Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt in einem Blockdiagramm eine Herstellungslinie
für Fleischersatzprodukt
(TPP) gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine schematische Seitenansicht
der Extrusionsvorrichtung, die in Blockform in 1 dargestellt
ist;
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3 ist eine isometrische Darstellung des
Abkühlwerkzeugs
und des Anfangsabschnittes eines Förderbandes, in Blockform dargestellt
in 1, wobei das Abkühlwerkzeug
an der Endplatte des Extruders angeflanscht ist und eine TPP-Extrudatplatte
oder ein TPP-Extrudatband
aus dem Abkühlwerkzeug
austritt und auf das Förderband überführt wird;
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4 ist ein schematischer Längsschnitt
des Abgabeendes des Extruders und des Abkühlwerkzeugs, in Blockform dargestellt
in 1 und dargestellt in 3;
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5 ist eine isometrische Darstellung des
Endabschnittes des Förderbandes
und der Hammermühle,
in Blockform dargestellt in 1;
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6 ist eine expandierte, isometrische Darstellung
der Hammermühle,
die in 5 dargestellt ist und verwendet
wird, um TPP-Extrudatbruchstücke
gemäß der Erfindung
herzustellen; und
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7 ist eine isometrische Darstellung der
in der in 6 dargestellten Hammermühle verwendeten Lochplatte.
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5. Detaillierte
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
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1 veranschaulicht in Blockdarstellung
eine Produktions-/Verarbeitungslinie 10 zur Herstellung
von zerfasertem, faserigem Fleischersatzprodukt gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das Herstellungsverfahren und bevorzugte
Formulierungen für
die Herstellung des zerfaserten texturierten Proteinproduktes gemäß der Erfindung
wird unten beschrieben werden. Man sollte jedoch verstehen, daß bestimmte
Merkmale und Abmessungen, die unten erwähnt sind, variiert werden können, um
sich an den Maßstab
des Betriebes, der durchgeführt
wird, anzupassen.
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Die
Linie 10 schließt
Vorratsbehälter 12, 14, 16 zur
Lagerung der trockenen Vorläufermaterialien
des Fleischersatzproduktes ein, die in geeigneten Gewichtsanteilen
zudosiert und unter Verwendung eines herkömmlichen Mischers 18 für teilchenförmige, freifließende und
pulvrige Materialien, wie etwa eines Bandmischers, vermischt werden.
Ein beheizter Doppelschraubenextruder 22, der für Extrusionsgaren
unter hoher Feuchtigkeit (HMEC) und Proteinfaserbildung geeignet
ist, ist ausgestattet mit 4 bis 6 Zylinderabschnitten (fünf sind
in 2 durch die Bezugszeichen 22a bis 22e identifiziert).
Extruder 22 hat ein Verhältnis von Gesamtextruderlänge zu Durchmesser
von zwischen 15 und 25 und ist an seinem Einlaß 24 mit einem volumetrischen oder
Massenstrom-Trichter 20 ausgestattet, der die ausgewogene
Trockenmaterialmischung aufnimmt und diese Mischung in den ersten
Zylinderabschnitt 22a von Extruder 22 zudosiert.
Extruder 22 ist auch in bekannter Weise mit Mitteln zum
kontrollierbaren und individuellen Beheizen und Abkühlen der
Extruderzylinderabschnitte 22a-22e ausgestattet.
Die genaue Extruderkonfiguration ist hier nicht im Detail beschrieben
und es sollte Bezug genommen werden auf „Extrusion cooking of high
moisture protein foods",
Akinori Noguchi, aaO., und WO 96/36242 für eine Beschreibung der Konstruktionselemente,
die üblicherweise
in einem Extruder vorhanden sind, der für HMEC geeignet ist, sowie
die üblichen
Betriebsparameter, die bei HMEC eingesetzt werden.
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Irgendeine
geeignete Vorrichtung 28 zur Zudosierung von Wasser aus
einer Quelle für
reines Wasser 30 zu einer separaten Flüssigmaterialeinspritzöffnung 26 von
Extruder 22 ist ebenfalls vorhanden.
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Eine
Pumpe oder unter Druck stehendes Wasser aus dem Netz kann verwendet
werden, vorausgesetzt, daß der
Durchfluß eingestellt
und konstant gehalten werden kann. Wasser würde normalerweise an einem
Punkt zwischen 1D und 3D stromabwärts des Trockenmaterialzuführpunktes 24 zu
Extruder 22 zudosiert werden, wobei D der Durchmesser des
Extruderzylinders 22a ist. Direkte Dampfeinspritzung in
den Extruderzylinder kann auch an einer anderen Stelle verwendet
werden, wie beispielhaft gezeigt bei 26b in 2. Ein geeigneter Extruder wäre ein Extruder
Typ C58 von Werner & Pfleiderer
mit 5 Zylinderabschnitten.
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Gehalten
in einer Befestigungsendplatte 32, die an das Abgabeende
von Extruder 22 angeflanscht ist, befindet sich eine 8
bis 12 mm dicke Stauplatte 33, siehe 4,
die 20 mm bis 40 mm stromabwärts
des letzten Schraubenelementes des Extruders angeordnet ist und
die die Querschnittsfläche
des hohlen Inneren des letzten Zylinderabschnittes 22e in
bekannter Weise verschließt.
Die Stauplatte 33 weist eine Mehrzahl von Bohrungen 33a mit
demselben Durchmesser auf, vorzugsweise 20 Löcher mit einem Durchmesser
von 3,5 bis 4 mm, symmetrisch angeordnet in bezug auf die Mittelachse
des Extruders und mit gleichem Abstand voneinander.
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Ein
Abkühlwerkzeug 34 ist
mit ihrer Übergangsplatte 35,
die eine sich nach vorne verjüngende Öffnung aufweist,
die in Verbindung mit der stromabwärtigen Seite von Stauplatte 33 steht,
an die Außenseite
von Endplatte 32 angeflanscht. Übergangsstück 35 hält Kühlmäntel 36,
die ein Extrusionsdurchflußkanal 37 umgeben, durch
das die Extrudatmasse aus dem Abkühlwerkzeug 34 austritt.
Kanalteil 37 hat vorteilhafterweise einen rechteckigen
Querschnitt, wobei die Abmessungen typischerweise 50 bis 80 mm Breite
zu 6 bis 10 mm Höhe und
eine Länge
von 300 bis 600 mm sind. Dieses Kanalteil 37 kann irgendeine
andere Form aufweisen (z.B. kreisförmig). Kühlmäntel 36 stellen in
bekannter Weise Kühlwasserkanäle für ein Kühlfluid
bereit, üblicherweise
Wasser, das bei einer Temperatur zwischen 2 und 20°C gehalten
wird, das kontinuierlich aus Reservoir 40 mittels Pumpe 39 durch
Einlaß 38 in
obere und untere Kühlkanäle gepumpt
wird, die so parallel verbunden sind, daß die Kühlfluiddurchflußrichtung
in Gegenstrom zur Extrudatdurchflußrichtung verläuft, bevor
es Abkühlwerkzeug 34 durch
Auslaß 41 verläßt.
-
Wie
am besten in 3 zu sehen ist, wird
ein kontinuierliches Extrudatband oder eine kontinuierliche Extrudatplatte
mit einem hohen Verhältnis
von Oberfläche
zu Volumen durch Durchflußkanalteil 37 extrudiert. Nachdem
die heiße,
viskose Extrudatschmelze (oder Lava) Extruder 22 durch
die Stauplattenöffnungen 33a verlassen
hat und während
sie durch Durchflußkanalteil 37 fließt, wird
Wärmeaustausch
mit dem Kühlfluid
bewirkt, das innerhalb des Abkühlwerkzeugmantels 36 zirkuliert.
-
Ein
Förderband 42 mit
einem endlosen Gitterband ist unmittelbar benachbart und unterhalb
des abschließenden
freien Endes von Abkühlwerkzeug 34 angeordnet,
um darauf das kontinuierliche Extrudatband E aufzunehmen und dasselbe
zu einer Zerfaerungsvorrichtung 48 zu transportieren. Da
optimales Zerfasern des Extrudates, um das gewünschte Endprodukt zu erhalten,
erreicht wird, wenn das verfestigte Extrudat warm ist, sollten die
Förderbandgeschwindigkeiten
und -längen
so ausgewählt
werden, daß die
Zeit zwischen Extrusion und Zerfasern 5 Minuten nicht überschreiten
sollte.
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Wenn
man nunmehr zu 1 zurückkehrt,
ist eine Feuchtigkeitssprüheinrichtung,
die aus einer Wasserzufuhrleitung 44 mit einer Mehrzahl
von diskret steuerbaren Sprühdüsen 45 besteht,
angeordnet entlang der Länge
von Zufuhrleitung 44, oberhalb von Förderband 42 angeordnet.
Wasser wird aus einer temperaturkontrollierten Wasserzufuhr 46 zu
den Sprühdüsen mit
einer Temperatur von 2°C
und 20°C
zugeführt,
von wo es als ein feiner Nebel auf die Extrudatplatte gesprüht wird,
um weiteres Verfestigen seiner äußeren Oberfläche zu hemmen.
Es ist festgestellt worden, daß Besprühen der
Oberfläche
des Extrudats mit temperierendem Wasser den anschließenden Schneid-/Zerreißprozeß verbessert.
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Die
Zerfaserungsvorrichtung 48, siehe auch 5, 6 und 7, ist
eine kommerziell erhältliche
Hammermühle,
konstruiert für
den Zweck der Vermahlung trockener, freifließender Materialien, in der
jedoch die Korbplatte ausgetauscht worden ist gegen ein für den speziellen
Zweck konstruierte Zerreißlochplatte 53,
wie dargestellt in 7. Die Hammermühle 48 hat
ein hohles Gehäuse 60,
in dem eine Reihe von parallelen, kreisförmigen Platten 56 innerhalb
einer Schneid-/Zerfaserungskammer 61 aufgenommen sind.
Platten 56 sind gegen Drehung auf einer gemeinsamen Achse 57 fixiert,
die von einem Elektromotor 62 durch einen Übertragungsriemen
in bekannter Weise angetrieben wird. Jede Platte 56 (nur
einer pro Platte dargestellt) trägt
eine Reihe von streifenähnlichen
Hämmern 59,
die mit gleichem Abstand voneinander um den Umfang der entsprechenden
Platte 56 herum angeordnet und daran mittels Stiften 58 schwenkbar
befestigt sind. Innerhalb Gehäuse 60 ist
eine halbkreisförmige
Zerfaserungslochplatte 53 angeordnet, die aus einer dünnen (6
mm), rechteckigen Stahlplatte 54 besteht, die zahlreiche Öffnungen 55 enthält, die
sich durch die Platte hindurch erstrecken und die in Umfangsrichtung
der Platte 54 länglich
sind, entweder rechteckig oder länglich
in der Form. Die Abmessungen der Öffnungen 55 können entsprechend
den Größenerfordernissen
des Endproduktes ausgewählt
werden. Der Abstand zwischen den Öffnungen 55, sowohl
in Querrichtung als auch in Längsrichtung, sollte
so klein wie möglich
sein, vorzugsweise nicht mehr als 6 mm. Lochplatte 53 ist
unterhalb, aber nahe zu den abschließenden Enden besagter Hämmer 59 angeordnet.
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Wenn
kontinuierliches Extrudatmaterial durch eine Einlaßrutsche 50,
die einstückig
mit einer Gehäusehaube 51 ausgebildet
ist, zu Zerfaserungskammer 51 zugeführt wird, wird es nicht nur
einer Schneid-/Zerfaserungswirkung zwischen den Hämmern selbst
unterworfen, wenn die Scheiben und die daran befestigten Hämmer mit
einer Drehgeschwindigkeit zwischen 1.500 und 2.500 UPM gedreht werden,
sondern auch zwischen den Hämmern
und den Kanten, die an den länglichen
oder schlitzähnlichen Öffnungen 55 in
Lochplatte 54 definiert sind. Während des Zerfaserungsvorgangs
brechen die Hämmer
das Extrudatband oder die Extrudatplatte auf und drücken die
resultierenden kleineren, zerrissenen Stücke durch Lochplatte 53 und
Abgaberutsche 52 in ein Behältergefäß oder auf ein weiteres Förderband 62,
wie schematisch dargestellt in 1.
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Die
Schneid-/Zerfaserungsgeschwindigkeit (d.h. UPM der Scheiben 56)
kann eingestellt werden und Lochplatten 53 mit unterschiedlicher
Anzahl und unterschiedlichen Größen von
länglichen
Abgabe-/Zerfaserungsöffnungen 55 können verwendet
werden, um ein zerfasertes Endprodukt mit unterschiedlichen Bruchstückgrößen zu erhalten.
Vorzugsweise haben alle Öffnungen 55 dieselbe
Größe, um ein
zufälliges
Aussehen des zerfaserten Produktes zu erhalten, in dem einzelne
Bruchstücke
ein mehr oder weniger ähnliches
Gewicht haben.
-
Die
oben beschriebene Linie
10 ist insbesondere angepaßt an die
Herstellung von zerfasertem Fleischersatzprodukt. Das zerfaserte
Endprodukt soll eine dichte, faserige Struktur aufweisen, die nicht
nur im Aussehen, sondern auch in Textur, Biß und Gefühl geflocktem oder zerfasertem
Fleisch ähnelt,
wie etwa Thunfisch oder Hähnchenbrustfleisch.
Ein solches Produkt wird typischerweise die Nährstoffzusammensetzung haben,
die in Tabelle 1 angegeben ist. Tabelle
1
| Bestandteil | Gew.-% |
| Protein | 25-35 |
| Fett | 0-10 |
| Kohlehydrat | 5-20 |
| Feuchtigkeit | 40-60 |
| Asche | 0-5 |
-
Geeignete
Inhaltsstoffe, die verwendet werden können, um solch ein Produkt
herzustellen, enthalten hohe Mengen an Pflanzenprotein, mit möglichem
Zusatz von oder Ersatz eines kleinen Teils des Pflanzenproteins
durch tierisches Protein, wie etwa Fisch- oder Tierfleisch oder
Fleischnebenprodukte oder andere Proteinquellen. Geeignete Materialien,
die im allgemeinen als eine Proteinquelle verwendet werden, schließen Sojabohnen,
Weizen, Mais und Eier ein. Solche Materialien wie Cellulose oder
Zuckerrübenpulpe
werden als zusätzliche
Quellen für
diätetische
Fasern verwendet. Rotes Fleisch und/oder Fleischnebenprodukte können ebenfalls
zugesetzt werden. Kleine Mengen an Vitaminen, Mineralien, Färbemitteln
und Geschmacksstoffen werden auch üblicherweise in das Produkt
einbezogen, um das richtige Nährstoffprofil,
Farbe und Schmackhaftigkeit bereitzustellen.
-
Eine
typische Produktformulierung kann die in Tabelle 2 aufgelisteten
Inhaltsstoffe einschließen,
wobei die Gew.-% ungefähre
Werte der relativen Zusammensetzung der fertigen Mischung liefern. Tabelle
2
| Inhaltsstoff | Gew.-% |
| Entfettetes
feines Sojamehl | 40-55 |
| Vitalweizenkleber | 35-45 |
| Nährcellulose | 0-5 |
| Vitamine | 0,1-0,3 |
| Mineralien | 0,1-7,0 |
| Schwefel | 0,08-0,3 |
| Geschmacksstoffe | 0-3,0 |
| Färbemittel | 0,01-3,0 |
-
Die
Mineralkomponenten schließen
typischerweise Vernetzungsmittel ein, um Texturierung/Faserbildung
der Proteine während
der Extrusion und des anschließenden Abkühlprozesses
zu verstärken,
stabile Mineralverbindungen, die aus dem Extrudat nicht auslaugen
und mit den Protein- und Faserkomponenten während anschließender Prozeßbehandlung
in der Matrix verbleiben (z.B. bei Lebensmittelpasteurisierung und Eindosverfahren),
sowie Nährmineralergänzungsstoffe.
-
Einige
der in Tabelle 2 aufgelisteten Inhaltsstoffe können durch andere Inhaltsstoffe
mit ähnlichen
Eigenschaften ersetzt werden. Tabelle 3 listet zum Beispiel Ersatzstoffe
auf, die erfolgreich bei der Herstellung eines zerfaserten TPPs
getestet worden sind, das die oben erwähnten Kriterien und gewünschten
Eigenschaften in bezug auf die Nachahmung von Thunfischflocken erfüllt. Tabelle
3
| Inhaltsstoff | Ersatz |
| Entfettetes
feines Sojamehl | Grobes
Sojamehl |
| Entfettetes
feines Sojamehl | Sojakonzentrat |
| Vitalweizenkleber | Eiklarpulver |
| Vitalweizenkleber | Vitalweizenkleber/Maiskleber |
| Vitalweizenkleber | Vitalweizenkleber/Weizenmehl |
-
Die
oben aufgelisteten Ersatzstoffe sind im allgemeinen bevorzugt, obgleich
die Aufgabe der Erfindung noch durch Verwendung anderer funktioneller
Quellen mit hohem Proteingehalt erreicht werden kann (z.B. Getreide-
oder Fleischfraktionen).
-
Beispiel 1
-
Ein
Herstellungsverfahren, unter Verwendung von Produktionslinie 10,
für ein
gewünschtes
Fleischersatzprodukt unter Verwendung von in Tabelle 2 aufgelisteten
Inhaltsstoffen wird nunmehr beschrieben werden.
-
Die
Inhaltsstoffe werden in einem Gewichtsbereich, wie angegeben in
Tabelle 2, in Bandmischer 18 vorgemischt und zu Extruder 22 unter
Verwendung eines Trichters 20 für Trockenmaterialmasse zudosiert.
Der Feuchtigkeitsgehalt des Gemisches aus trockenen Inhaltsstoffen
liegt typischerweise im Bereich 9 bis 14 Gew.-%. Wasser wird in
den ersten oder zweiten Abschnitt des Extruderzylinders durch Einspritzöffnung 26 zudosiert.
Dampf kann ebenfalls verwendet werden, zudosiert in den zweiten
oder dritten Zylinderabschnitt des Extruders.
-
Die
Extruderschraube(n) fördert
(fördern)
die angefeuchtete Mischung zum Auslaß am letzten Extruderzylinder 22e,
wobei die Mischung hierdurch steigender Scherung und steigendem
Druck unterworfen wird. Die Temperatur in den Zylinderabschnitten
wird im allgemeinen zwischen 60 bis 140°C eingestellt, wobei die höheren Temperaturen
in den mittleren Zylinderabschnitten vorliegen, in denen Plastifizierung
und „Schmelzen" der trockenen Vorläufermaterialien
am stärksten
bewirkt wird, wohingegen der Druck innerhalb der Extruderzylinder
im allgemeinen Niveaus zwischen 3 bis 8 MPa erreicht, in Abhängigkeit
davon, ob ein Zylinderabschnitt Schaufeln oder Schraubengänge enthält, die
primär
dazu gedacht sind, die Mischung auf den Extruderauslaß hin zu
fördern
oder hauptsächlich
der plastifizierenden Mischung Scherung verleihen und daher Rückdruck
zu erhöhen.
Die Schraubengeschwindigkeit wird normalerweise auf zwischen 200
bis 350 UPM eingestellt.
-
Die
heiße,
viskose proteinhaltige Lava, die aus den trockenen Materialien und
Wasser geschaffen wird, wird durch die Löcher von Stauscheibe 33 (auch
primäre
Düsenplatte genannt)
gedrückt,
die stromabwärts
des letzten fördernden
Schraubenganges oder der letzten fördernden Schaufel der Extruderschrauben angeordnet
ist.
-
Nach
Hindurchströmen
durch die primäre
Düsenplatte 33 strömt die heiße Extrudatmasse
durch Übergangsstück 35 in
Abkühlwerkzeug 34.
Die primäre
Funktion des Abkühlwerkzeugs
ist, zu verhindern, daß das Extrudat
einem schnellen Entweichen von Dampf und unkontrollierter Expansion
(Aufblähung)
unterliegt, durch physisches Beschränken des Extrudats im Werkzeug
und Abkühlen
des Extrudats, um den Wasserdampfdruck auf ungefähr Umgebungsbedingungen zu
senken. Das Abkühlwerkzeug
fördert
die Bildung einer dichten, faserigen Textur, die ein wichtiges Attribut
des Produktes ist. Für
weitere Details über
den genauen Mechanismus der Texturierung von proteinhaltigen Materialien
sollte Bezug genommen werden auf die im Einführungsteil der Beschreibung
erwähnte
Literatur.
-
Bei
Verlassen des Abkühlwerkzeugs 34 ist
das kontinuierliche, platten- oder bandähnliche Extrudatprodukt ausreichend
kühl, daß es nicht
signifikant expandiert und daher eine relativ dichte, faserige Textur
hat. Typischerweise hat das Produkt in diesem Stadium einen Feuchtigkeitsgehalt
von etwa 40 bis 60 Gew.-% und ist relativ zähelastisch. Produktdichte wird
normalerweise zwischen 0,85 und 1,05 kg/l liegen.
-
Das
extrudierte Produkt wird mit Förderband 42 vom
Abkühlwerkzeugauslaß direkt
zu Schneid-/Faserungsvorrichtung 48 gefördert, während es einer Wassernebelbesprühung unterworfen
wird, um die Oberflächenverfestigung
des Produktes vor dem Zerfaserungsprozeß zu verstärken, ohne weitere wesentliche
Abkühlung
des Extrudats.
-
Das
kontinuierliche Band aus Extrudatprodukt tritt in Hammermühle 48 durch
Rutsche 50 am oberen Ende der Einheit ein und wird durch
die sich drehenden Hämmer 49 aufgebrochen
und veranlaßt,
durch die schlitzähnlichen
oder länglichen Öffnungen
von Lochplatte 53, die unter besagten Hämmern angeordnet ist, hindurchzugehen.
Zerfasertes TPP wird durch Rutsche 52 auf Förderband 62 oder
in ein anderes geeignetes Gefäß ausgetragen.
-
Nach
dem Zerfasern ist das Produkt fertig für weitere Verwendung oder Verarbeitung.
Es kann unmittelbar verwendet werden oder für Verwendung in einem späteren Stadium
eingefroren werden. Wenn es als ein Fleischstreckmittel in Haustierfutterprodukten
verwendet wird, würde
das zerfaserte Produkt mit Fisch, Hähnchen oder anderen Fleischsorten
sowie Vitaminen, Mineralien, Geliermitteln und Soße vermischt
werden, bevor es in Dosen, Schalen oder andere Behälter abgefüllt würde, und
anschließend
geeigneten thermischen Behandlungen unterzogen, um ein Endprodukt
zu erhalten, das verzehrfertig ist.
-
Das
zerfaserte Produkt hat, wenn es mit echten Fleischstücken (z.B.
Fischstücken)
und Soße
vermischt ist, ein sehr ähnliches
Aussehen zu zerfaserten Fleischstücken (z.B. Fischstücken).
-
Das
zerfaserte TPP kann Vorläufermaterialien
enthalten, die dem fertigen Produkt eine Farbe und einen Geschmack
verleihen, die/der sehr ähnlich
ist zu derjenigen/demjenigen des gewünschten Fleischproduktes, das
von dem Ersatzprodukt nachgeahmt wird (z.B. Thunfisch, Lachs, Hähnchen,
Rind oder Lamm). Die Formulierung von Vorläufermaterialien kann jedoch,
wie oben angegeben, innerhalb eines engen Bereichs variiert werden
und insbesondere können
Geschmacksstoffe in der Form zusätzlicher
Fleischsorten und Fette eingearbeitet werden. Diese Fleischsorten
und Fette können
Fischfleisch, Fischöl,
Hähnchenfleisch,
Hähnchenfett,
Rind, Lamm oder aus solchen Fleischsorten erhaltenen Fette einschließen. Dadurch
ist es möglich, ein
zerfasertes Produkt zu erhalten, das zerkleinertem Fischfleisch,
zerfasertem Hähnchenfleisch
etc. ähnelt und
so wie dieses schmeckt.
-
Beispiel 2
-
Ein
spezifisches Beispiel eines Fleischersatzproduktes, hergestellt
gemäß der Erfindung,
und die Verfahrensparameter, die während seiner Herstellung verwendet
werden, sind unten angegeben.
-
Fleischersatzstücke mit
einer faserigen beschichteten Strukturmatrix und weißem Thunfischfleisch ähnelnd wurde
unter Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung, die allgemein
oben beschrieben sind, wie folgt hergestellt:
Die in Tabelle
4 aufgelisteten Inhaltsstoffe wurden ausgewogen, wie dort angegeben,
durch eine Hammermühle,
ausgerüstet
mit einem Sieb der Größe 1,2 bis
2 mm, vermahlen und in einem Bandmischer für 4 Minuten gemischt. Tabelle
4
| Inhaltsstoff | Gew.-% |
| Entfettetes
feines Sojamehl | 51,5 |
| Vitalweizenkleber | 42 |
| Dicalciumphosphat | 5 |
| Vitamine | 0,18 |
| Mineralien | 0,2 |
| Schwefel | 0,1 |
| Geschmacksstoffe | 1,0 |
| Färbemittel | 0,02 |
-
Die
durchmischte Mischung wurde anschließend in den Trichter eingebracht
und in den Extruder (Werner & Pfleiderer
C58, ausgestattet mit 5 Zylinderabschnitten) mit einer Geschwindigkeit
von 40 kg/h zudosiert. Wasser wurde in dem Zylinderabschnitt benachbart
zum Zuführabschnitt
mit einer Geschwindigkeit von 32 kg/h zugegeben. Die Extruderschrauben-UPM
wurden auf 250 eingestellt. Temperaturen der Zylinder wurden auf
die in Tabelle 5 aufgelisteten Werte einreguliert. Tabelle
5
| Zylindernummer | Temp. °C |
| 1 | 25 |
| 2 | 95-105 |
| 3 | 105-115 |
| 4 | 105-115 |
| 5 | 95-105 |
-
Die
trockenen Vorläufermaterialien
und Wasser werden zu einem viskosen Extrudat plastifiziert und geschmolzen,
wenn sie durch die Extruderzylinderabschnitte geführt werden.
Die heiße
Schmelze wird durch die Stauscheibe (20 Löcher mit einem Durchmesser
von 3,5 mm und einer Steglänge
von 10 mm) extrudiert. Das Extrudat, das die Stauscheibe verläßt, tritt
in das Abkühlwerkzeugkanalteil
(Querschnittsabmessungen 50 mm auf 7 mm und eine Länge von
400 mm) ein, wobei die Kühlwassereinlaßtemperatur
auf etwa 5°C
eingestellt wird.
-
Extrudatprodukt,
das das Abkühlwerkzeug
als eine kontinuierliche Platte verläßt, wurde analysiert, und es
wurde gezeigt, daß es
einen Feuchtigkeitsgehalt von 48 bis 52 Gew.-% und eine Dichte im
Bereich zwischen 0,95 bis 1,05 kg/l aufwies. Die Platte wurde dann
unter Wasserbesprühen
bei einer Temperatur von etwa 15°C
direkt zur modifizierten Hammermühle
gefördert.
Die Produktplatte wurde zu Stücken
mit einem zerfaserten, nichtgleichförmigen Aussehen geschnitten
und zerfasert, recht ähnlich
zu eingedosten weißen
Thunfischstücken.
Die Drehgeschwindigkeit der Hammerscheiben wurde auf 1.800 bis 2.000
UPM eingestellt, während
eine Lochplatte mit Löchern
mit einer Größe 50 mm
auf 7 mm eingesetzt wurde.
-
Beispiel 3
-
Ein
Fleischersatzstück
mit einer faserigen schichtförmigen
Strukturmatrix und Rindermuskelfleisch ähnelnd wurde unter Verwendung
des Verfahrens und der Vorrichtung, die allgemein oben beschrieben
sind, wie folgt hergestellt:
Die in Tabelle 6 aufgelisteten
Inhaltsstoffe wurden ausgewogen, wie dort angegeben, durch eine
Hammermühle,
ausgestattet mit einem Sieb der Größe 1,2 bis 2 mm, vermahlen
und in einem Bandmischer für
4 Minuten gemischt. Tabelle
6
| Inhaltsstoff | Gew.-% |
| Vitalweizenkleber | 42 |
| Sojakonzentrat | 41,6 |
| Faser | 10,0 |
| Dicalciumphosphat | 5 |
| Färbemittel | 0,6 |
| Salz | 0,5 |
| Vitamine | 0,2 |
| Schwefel | 0,1 |
-
Die
durchmischte Mischung wurde dann in den Trichter eingebracht und
zum Extruder (Werner & Pfleiderer
C58, ausgestattet mit 5 Zylinderabschnitten) mit einer Geschwindigkeit
von 40 kg/h zudosiert. Emulgierte Rinderleber wurde im Zylinderabschnitt
benachbart zum Zuführabschnitt
mit einer Geschwindigkeit von 50 kg/h zugegeben. Die Extruderschrauben-UPM wurden auf 280
eingestellt. Die Temperaturen der Zylinder wurden auf die in Tabelle
7 aufgelisteten Werte einreguliert. Tabelle
7
| Zylindernummer | Temp. °C |
| 1 | 25 |
| 2 | 95-105 |
| 3 | 125-135 |
| 4 | 130-140 |
| 5 | 125-135 |
-
Die
trockenen Vorläufermaterialien
und Fleisch wurden zu einem viskosen Extrudat plastifiziert und geschmolzen,
wenn sie durch die Extruderzylinderabschnitte gefördert werden.
Die heiße
Schmelze wird durch die Stauscheibe (20 Löcher mit einem Durchmesser
von 3,5 mm und einer Steglänge
von 10 mm) extrudiert. Das Extrudat, das die Stauscheibe verläßt, tritt
in das Abkühlwerkzeugkanalteil
(Querschnittsabmessungen 50 mm auf 7 mm und eine Länge von
400 mm) ein, wobei die Kühlwassereinlaßtemperatur
auf etwa 5°C
eingestellt wird.
-
Das
Extrudatprodukt, das das Abkühlwerkzeug
als eine kontinuierliche Platte verläßt, wurde analysiert und es
wurde gezeigt, daß sie
einen Feuchtigkeitsgehalt von 48 bis 52 Gew.-% und eine Dichte in
einem Bereich zwischen 0,90 bis 1,1 kg/l aufweisen. Die Platte wurde
dann unter Wasserbesprühen
bei einer Temperatur von etwa 15°C
direkt zur modifizierten Hammermühle
gefördert.
Die Produktplatte wurde zu Stücken
mit zerfasertem, nicht gleichförmigem
Aussehen geschnitten und zerfasert, recht ähnlich zu eingedosten weißen Thunfischstücken. Die
Drehgeschwindigkeit der Hammerscheiben wurde auf 1.800 bis 2.000
UPM eingestellt, während
eine Lochplatte mit Löchern
mit einer Größe 50 mm
auf 7 mm eingesetzt wurde.