DK146052B - Fremgangsmaade til fremstilling af et dyrefoder med expanderet poroes struktur - Google Patents

Description

(φ j\ \£S*

bJ (19) DANMARK

§(12) FREMLÆGGELSESSKRIFT od 146052 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Patentansøgning nr.: 6262/73 (51) Int.CI.3: A23K 1/00 .„. . .. . . „ A 23 L 1/231 (22) Indleveringsdag: 20 nov 1973 (41) Aim. tilgængelig: 22 maj 1974 (44) Fremlagt: 20 jun 1983 (86) International ansøgning nr.: - (30) Prioritet: 21 nov 1972 CH16909/72 (71) Ansøger: SOCIETE DES ‘PRODUITS NESTLE S.A.; Vevey, CH.

(72) Opfinder: Paul van de *Rovaart; CH, Jean-Jacques 'Wuhrmann; CH.

(74) Fuldmægtig: Internationalt Patent-Bureau_ (54) Fremgangsmåde til fremstilling af et dyrefoder med expanderet porøs struktur

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af et dyrefoder med expanderet porøs struktur, ved hvilken et findelt fodermateriale sammen med svovl eller et svovlholdigt stof og vand opvarmes under tryk, hvorpå man hurtigt reducerer trykket, hvorunder blandingen befinder sig, til fordampning af hovedmængden af vandet i blandingen og opnåelse af den ønskede struktur for produktet.

Næringsmidler eller foderprodukter med en porøs expanderet struktur såsom sprøde "snacks" eller produkter, der efterligner teksturen af kød, fremstilles ^ sædvanligvis ud fra mel af vegetabilsk oprindelse med stort indhold af carbon-

J

£ hydrater eller ud fra stoffer med stort indhold af protein af vegetabilsk, 2 animalsk eller mikrobiel oprindelse. Denne fremstilling omfatter sædvanligvis f mekanisk bearbejdning af det forud fugtede råmateriale ved en temperatur over ^ 100°C og under tryk efterfulgt af en pludselig reduktion af trykket til fremkal- m 2 146052 delse af en hurtig fordampning af vandet i produktet og dannelse af en porøs expanderet struktur i produktets indre. Denne proces udføres sædvanligvis ved at tvinge produktet medens dette er varmt og under tryk gennem en extrusionsdyse, hvilket resulterer i fordampning af vandet ved dyseåbningen og dannelse af den ønskede expanderede porøse struktur.

De på denne måde fremstillede produkter bibringes, for så vidt det ønskes at give dem en kødsmag, derpå en aromatiseringsbehandling. Denne behandling omfatter sædvanligvis inkorporering af egnede aromatiseringsmidler i de porøse expanderede produkter, hvilke aromatiseringsmidler kan være af naturlig oprindelse eller syntetiske. Denne inkorporering foregår hyppigst ved imprægnering af de expanderede porøse produkter med vandige opløsninger af aromatiseringsmidlerne, Imidlertid må imprægneringen almindeligvis efterfølges af en tørring af det aro-matiserede produkt enten for at gengive produktet dets sprøde karakter eller for at reducere fugtighedsindholdet, således at produktet kan lagres i relativt lange tidsrum uden væsentlig ændring af dets struktur og smag.

Fremgangsmåder af den i nærværende beskrivelses første afsnit anførte art kendes fra britisk patentbeskrivelse nr. 1.174.906, hvor der nærmere redegøres for de nødvendige betingelser for opnåelse af en kødlignende fiberstruktur, specielt når udgangsmaterialet er baseret på sojamel.

Fra US patentskrift nr. 2.934.437 kendes fremstilling af et kødaromati-seringsmiddel ved udførelse af den velkendte Maillard-reaktion ved opvarmning af en pentose eller hexose under tilstedeværelse af en svovlholdig aminosyre under tilbagesvaling i adskillige timer. Det fremgår af det pågældende patentskrift, at det resulterende aromatiseringsmiddel er tænkt anvendt til forstærkning af kødsmagen i produkter, der i forvejen indeholder kød eller er udvundet på basis af kød, og der er ikke tale om at anvende midlet i køderstatninger.

Det er ved opfindelsen tilsigtet at tilvejebringe en fremgangsmåde af den i første afsnit omhandlede art, ved hvilken der frembringes et foderprodukt med kødlignende smag, hvilken fremgangsmåde er særlig simpel, idet den ønskede tekstur og smag fås i en enkelt operation.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del anførte.

Ved denne fremgangsmåde tilvejebringes smagen ved at udføre Maillard-reaktionen i selve produktmassen i ekstruderen, således at ekstruderingen og aromatiseringen kan opnås i ét trin og med et særligt godt resultat.

Det kunne ikke forventes, at en Maillard-reaktion, som fører til en fremragende kødaroma i dyrefoderet, kunne udføres i selve ekstruderen under de radikale betingelser med hensyn til tryk, temperatur og tid, som hersker der, i betragtning af, at man ifølge ovennævnte US patentskrift anvender en 3 146052 væsentlig lamgere reaktionstid mellem den svovlholdige aminosyre og pentosen eller hexosen. Endvidere kunne man ikke på forhånd vide, at Maillard-reaktionen kunne udføres i ekstrusionskammeret uden skadelig indvirkning på ekstrusions-processen, hvilket har vist sig at være tilfældet, idet det opnåede produkt får den ønskede tekstur.

Det ovenfor under (a) nævnte findelte proteinholdige materiale eller vegetabilske mel med stort indhold af carbonhydrater kan f.eks. være sojabønnemel eller majsstivelse, rismel eller semulje eller et produkt indeholdende proteiner af animalsk eller mikrobiel oprindelse. Proteinholdige materialer såsom sojabønnemel har fortrinsvis et lavt fedtindhold, f.eks. på højst 0,5 vægt%.

Pentosen eller hexosen, der af bekvemmelighedsgrunde betegnes glycose, kan være D-ribose, D-xylose, L-arabinose eller glucose. Cystein er den foretrukne svovlholdige aminosyre, men som alternativ kan anvendes en aminosyre, der ikke indeholder svovl, såsom alanin, sammen med et stof der indeholder svovl, f.eks. hydrogensulfid eller natriumsulfid. Mængderne af disse stoffer kan ralges inden for vide grænser afhængigt af naturen af det næringsmiddel eller foderprodukt der udgør udgangsmaterialet, og afhængigt af de egenskaber med hensyn til struktur og smag som det ønskes at bibringe det endelige produkt. I almindelighed foretrækkes det at anvende en total mængde af glycose (r) og af aminosyre eller -syrer svarende til 0,5 til 3 vægtprocent af tørstofindholdet i dyrefo-r deret, idet det molære forhold mellem glycose og aminosyre (glycose/aminosyre) fortrinsvis andrager 0,5-2:1, og mest hensigtsmæssigt i det mindste 1:1. Blandinger af to eller flere glycoser og/eller aminosyrer kan også anvendes. Endvidere kan der sættes aromatiseringsmidler og/eller tekstureringsmidler, såsom natrium-glutaminat, inosin- eller guanosinmonophosphat, mælkesyre, calciumchlorid eller natriumchlorid til blandingen.

Blandingen har et vandindhold på mellem 18 og 45 vægtprocent, da det har vist sig at med et vandindhold lavere end 187. er den mængde damp, der dannes ved det pludselige trykfald ikke tilstrækkeligt til at give en expanderet porøs struktur i det indre af produktet, medens der med vandindhold over 45% dannes en for stor dampmængde, således at slutproduktet får en meget uregelmæssig flosset struktur. Vandindholdet vælges sædvanligvis under hensyntagen til vandabsorptionskapaciteten for fødematerialet, således at blandingen efter at vandet er absorberet har en dejlignende konsistens uden flydende fase.

Blandingen fremstilles bekvemt ved at fugte det pulveriserede næringsmiddel med en vandig opløsning indeholdende glycosen og aminosyren. Blandingen opvarmes derpå under tryk, og under opvarmningen reagerer stofferne, der er tilsat i form af opløsningen til dannelse af en kødlignende smag i det indre af bian- 4 146052 dingen. Forsøg har vist, at under de ovenfor angivne betingelser hvad angår temperatur, tryk og fugtighed, er de reaktioner der danner kødsmagen afsluttet på meget kort tid, dvs. inden for 10 til 60 sekunder, hvilket er meget overraskende. Det har endvidere vist sig, at dannelse af en expanderet porøs struktur og dannelse af en kødsmag er to fænomener, der har samme temperaturkrav, og opvarmning til en temperatur under 150°G giver ikke den ønskede smag og tekstur. Endvidere har sammenlignende forsøg udført på expanderede porøse produkter fremstillet efter fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og på expanderede porøse produkter fremstillet ved sædvanlig extrusion og imprægnering med vandige opløsninger indeholdende de samme precursore i samme koncentration og forud opvarmet under de samme betingelser, hvad angår temperatur, tryk og tid, vist at produkterne der opnås ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen har en kødsmag der klart er mere fremtrædende og mere fyldig. Disse forsøg er beskrevet detaljeret i eksemplerne.

Blandingen opvarmes fortrinsvis til en temperatur mellem 160 og 180°C under et tryk af størrelsesordenen 5 til 150 atmosfærer. Under disse omstændigheder er en opvarmningstid på mellem 10 og 30 sekunder tilstrækkeligt til at give en kødlignende smag.i det indre af slutproduktet.

Fremgangsmåden kan med fordel udføres ved mekanisk bearbejdning af den opvarmede blanding under tryk og derpå presning af blandingen gennem en extru-sionsmatrice af passende form ind i en zone, hvor trykket er væsentligt lavere, f.eks. i omgivelsernes atmosfære, hvorved dette trykfald vil bevirke en fordampning af vandet under dannelse af en expanderet porøs struktur i det indre af produktet .

Hvis udgangsmaterialet er et vegetabilsk materiale med stort indhold af car-bonhydrater er slutproduktet sprøde, produkter med en porøs expanderet struktur og en kødlignende smag og med et fugtighedsindhold på ca. 3 til 10%,

Hvis der gås ud fra et stof med stort proteinindhold eller et pulveriseret produkt indeholdende animalsk eller mikrobielt protein får slutproduktet en fibrøs struktur analog med teksturen af kød og får en kødlignende smag. Et sådant produkt med et fugtighedsindhold på ca. 5 til 10% kan rehydratiseres meget let ved simpel neddypning i vand. Betydningen af arten og mængden af additiverne på teksturen af det resulterende fibrøse produkt samt på konsistensen og sammenhængen i det rehydratiserede produkt er blevet påvist eksperimentelt. Således giver f.eks. extrusion af sojabønnemel indeholdende cystein og ribose et produkt der ved rehydratisering er blødere end et produkt, der fås ved extrusion af samme sojamel under de samme betingelser men uden tilsætning af cystein og ribose.

5 146052 . Fremgangsmåden ifølge opfindelsen illustreres nærmere ved hjælp af følgende eksempler, hvori procentangivelserne er udtrykt på vægtbasis.

Eksempel 1 10 kg Affedtet sojabønnemel indeholdende 9,7 % fugtighed og 53,5 % protein (beregnet på tørstof) blandes med 3250 g af en vandig opløsning indeholdende 83,3 g D-ribose, 66,7 g L-cystein, 100 g natriumchlorid og 100 g calciumchlorid. Den resulterende dej, der indeholder 29,2 % vand overføres til tilførselstragten til en extruder. Denne extruder, der er af konventionel type, omfatter en cylindrisk tromle forsynet med tre modstandsopvarmere og en snekke anbragt i tromlen og drevet af en motor. I den ene ende af tromlen findes en tilførselstragt og i den anden ende en konisk extrusionsmatrice med en cirkulær åbning. Tromlen opvarmes og snekken roteres. Dejen tilføres kontinuerligt hen i tromlen fra tragten, hvor den bearbejdes mekanisk og fremføres af snekken mod matricen med en temperatur på 150°C og under et tryk, der varierer mellem 20 og 140 atmosfærer afhængigt af placeringen i tromlen og den sammentrykning, der forårsag es af snekken. I tromlen er indsat termofølere og trykfølsomme følere til måling af temperatur og tryk i dejen. Efter bearbejdning når dejen den tilspidsede forbindelseszone mellem tromlen og matricen, hvor den udsættes for et tryk på 12 atmosfærer og forlader matricen efter en opholdstid på 30 sekunder ved 160°C under tryk.

Ved afgangen fra matricen expanderer dejen under samtidig fordampning af vand, således at der dannes en kontinuerlig cylinder åf fibrøst expanderet materiale indeholdende 6,35 7« vand .

Til sammenligning fremstilles et extruderet produkt i samme apparat og under samme betingelser hvad angår temperatur, tryk og behandlingstid. Der gås ud fra 10 kg af samme sojabønnemel fugtet med 3100 g af en vandig opløsning indeholdende 100 g natriumchlorid og 100 g calciumchlorid. Der fås et fibrøst, expanderet produkt indeholdende 6,2 % fugtighed. En opløsning af 83,3 g D-ribose og 66,7 g L-cystein i 3870 g vand fremstillet således, at der opnås koncentrationer af D-ribose og L-cystein, der er de samme som koncentrationerne af disse stoffer i den vandige opløsning, der blev anvendt til fremstilling af dejen beskrevet i begyndelsen af dette eksempel. Den vandige opløsning opvarmes i 30 sekunder til 160°C under tryk i en varmeveksler med skrabede flader, og benyttes derpå til at rehydratisere det neutrale produkt, der fås ved extrusion,idet der anvendes 402 g opløsning til 982 g extruderet produkt og 1616 g vand ved 4°C i 15 timer.

Konsistensen af de to produkter blev bestemt efter rehydratisering under samme betingelser for at bestemme virkningen af precursortilsætningen.

De prøver, der blev sammenlignet, var følgende: 6 146052

Prøve A: Et produkt opnået ved extrusion af en blanding af sojabønnerne1 + cystein + ribosej umalet, rehydratiseret ved støbning i kogende vand i 20 minutter.

Prøve B: Et produkt fremstillet ved extrusion af det samme fugtede sojabønnemel (samme vandindhold som blandingen nævnt under A) umalet, rehydratiseret under samme betingelser som prøve A.

Rivestyrken af portioner på 30 g af prøverne A og B blev målt med en Kramer-teksturmåler (type TP 2 Shear Press fremstillet af Food Technology Corporation). Resultaterne, der er anført i tabellen nedenfor viser, at prøve A har en mere tilfredsstillende konsistens end prøve B. De anførte værdier er aritmetriske gennemsnit af 10 bestemmelser.

Prøve Rives tyrke kg A 67,5 B 89,5

Endvidere viste sammenlignende forsøg til bestemmelse af vandabsorption-kapaciteten at prøverne A var overlegne i forhold til prøverne B. Vandabsorptionskapaciteten blev bestemt ved støbning af de to prøver i vand ved 100°C og påfølgende vejning af hver prøve efter 10 og 20 minutter. Resultaterne er anført i tabellen nedenfor.

Prøve Vægt af vand ( i g) absorberet _ af 100 g produkt_

Efter 10 min. Efter 20 min.

A 265 305 B 230 232

Eksempe1 2

Der fremstilles en vandig opløsning indeholdende følgende stoffers D-Xylose 8,3 g L-Cystein 5,0 g β-Alanin 0,6 g L-Histidin 1,07 g 0aCl2 10,0 g

NaCl 10,0 g Mælkesyre 10,0 g

Natriumglutaminat 5,0 g

Inosinmonophosphat 3,0 g

Vand 314 g 7 146052

Denne vandige opløsning sættes til 1000 g affedtet sojabønnemel indeholdende 5,4% fugtighed til opnåelse af en dej med et vandindhold på 26,9 %. Dejen ledes derpå til den i eksempel 1 beskrevne extruder, og bearbejdes mekanisk ved 158°C i 25 sekunder og extruderes til atmosfærisk tryk.

Der fås et expanderet fibrøst materiale indeholdende 6,3% vand, og som efter rehydratisering ved neddypning i vand ved 100° C i 20 minutter giver et produkt med en kødlignende tekstur. Konsistensen af dette produkt er fastere end af produktet opnået i eksempel 1 (rivestyrke målt med Kramer-teksturmåler = 99,6 kg).

Eksempel 3

Der fremstilles en opløsning af 7,5 g ribose og 7,5 g cystein i 119 g vand*

Denne opløsning sættes til 1000 g majsstivelse indeholdende 11,6 g vand, til opnåelse af en dej med et vandindhold på 20,7 7«. Dejen føres til den i eksempel 1 beskrevne extruder og bearbejdes mekanisk ved 180°C i 15 sekunder og extruderes ved atmosfærisk tryk.

Der fås et sprødt expanderet porøst produkt indeholdende 7,3% vand.

Til sammenligning befugtes 1000 g af samme majsstivelse med 119 g vand og extruderes som beskrevet ovenfor.

En opløsning af 7,5 g ribose og 7,5 g cystein i 235 g vand fremstilles og opvarmes i 15 sekunder under et tryk på 180°C i en varmeveksler med skrabet overflade. Det porøse expanderede produkt der fås ved extrusion af dejen males og imprægneres med denne vandige opløsning i forholdet 25,8 g opløsning til 98,3 g af det malede produkt og 175,8 g vand. Dette fugtige produkt betegnes B.

100 g Af det extruderede produkt opnået ud fra blandingen af majsstivelse og ribose-cysteinopløsning males også og fugtes med 200 g vand. Dette fugtige produkt betegnes A.

Det bemærkes også, at i de tilfælde, hvor der ønskes et sprødt produkt medfører aromatisering af et produkt extruderet uden precursor, med en vandig opløsning af aromatiseringsmiddel en ufuldstændig imprægnering som følge a£, at materialet ikke er malet, og endvidere kræves i dette tilfælde en påfølgende tørringsoperation. I modsætning hertil giver fremgangsmåden ifølge opfindelsen direkte et sprødt produkt med kødsmag.

Eksempel 4

Der fremstilles en vandig opløsning med den i eksempel 2 anførte sammensætning med den afvigelse, at xylosen erstattes af 9,96 g glucose.

Claims (2)

146052 8 Denne opløsning sættes til 1000 g affedtet sojabønnemel indeholdende 5,4 % vand, hvorved der opnås en dej indeholdende 26,89 % vand. Dejen extruderes derpå som beskrevet i eksempel 2, og efter rehydratise-ring under de samme betingelser fås et produkt med en kødlignende tekstur og smag. Eksempel 5 Der fremstilles en vandig opløsning indeholdende følgende stoffer: D-Xylose 4,52 g β-Alanin 0,704 g L-Histidin 1,166 g NaSH, H20 1,58 g CaC^ 5,0 g NaCl 5,0 g Natriumglutaminat 2,5 g Inosinmonophosphat 1,5 g Vand 143 g Denne opløsning sættes til 500 g affedtet sojabønnemel indeholdende 7,4% vand, hvorved der fås en dej indeholdende 27,1 % vand. Dejen ledes til den i eksempel 1 beskrevne extruder og bearbejdes mekanisk ved 160°C. i 25 sekunder og ekstruderes ved atmosfærisk tryk. Der fås et expanderet fibrøst produkt med brun farve, der ved rehydratisering giver et materiale med en kødlignende tekstur og smag.

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et dyrefoder med expanderet porøs struktur, ved hvilken et findelt fodermateriale sammen med svovl eller et svovlholdigt stof og vand opvarmes under tryk, hvorpå man hurtigt reducerer trykket, hvorunder blandingen befinder sig, til fordampning af hovedmængden af. vandet i blandingen og opnåelse af den ønskede struktur for produktet, kendetegnet ved, at man danner en blanding, der omfatter (a) et findelt protein-holdigt materiale med i det mindste 30 vægt% protein eller et vegetabilsk mel med stort indhold af carbonhydrater, .(b) i det mindste en pentose eller hexose, (c) i det mindste en svovlholdig aminosyre eller en aminosyre og et stof, der indeholder svovl, og (d) 18-45 vægt% vand, og underkaster denne blanding nævnte behandling, idet opvarmningen foretages til en temperatur på i det mindste 150°C under et tryk, der er i det mindste ligeså stort som mættede vanddampes tryk ved den temperatur, hvortil blandingen opvarmes.