Verfahren und Vorrichtung zum industriellen Aufbereiten von Nahrungsmitteln. Nahrungsmittel sowie Nahrungsmittelerzeugnis
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum industriellen Aufbereiten von Nahrungsmitteln, die im wesentlichen in fester Form vorliegen. Gleichfalls betrifft die Erfindung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufbereitete Nahrungsmittel sowie diese enthaltende Nahrungsmittelerzeugnisse.
Unter dem Begriff Nahrungsmittel sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Nahrungsstoffe bzw. Nährstoffe sowie Lebensmittel und/oder deren Inhaltsstoffe, wie z.B. Bindegewebe und/oder bindegewebehaltige Gemenge, sowie deren Mischungen zu verstehen. Im Rahmen der Erfindung sind weiterhin unter dem Begriff Nahrungsmittel ein einziges Nahrungsmittel oder auch mehrere verschiedene Nahrungsmittel zu ver- stehen, die im letzteren Fall zusammen verarbeitet werden. Weiterhin umfaßt der Begriff Nahrungsmittel nicht nur Lebensmittel, sondern auch Futtermittel.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, daß beispielsweise aus Fleisch und Schlachtkörpern aussortierte Bindegewebe-Partikel und/oder Fettgewebe-Partikel nach der Feinzerkleinerung in zugesetztem Wasser in eine im wesentlichen aus Proteinen bestehende Fraktion (mit eventuellen Fettanteilen) und eine im wesentlichen aus Fett bestehende Fraktion (mit eventuellen Proteinanteilen) aufgetrennt werden können. Ein Nachteil dieser bisherigen Fleisch-verarbeitenden Technologien ist, daß die damit aufgeschlossene Bindegewebefraktion sehr leicht und schnell in einen mehr oder weniger festen und schwer löslichen Gel-Zustand übergeht. Vor allem tritt dieser Effekt bei der Abkühlung für die Lagerhaltung oder für die weitere Verarbeitung ein.
Der schwer lösliche Gel-Zustand kann für die weitere Bearbeitung und Nutzung nur durch sehr aufwendiges Aufbereiten in Lösung bzw. Dispersion gebracht werden, um in die jeweiligen Produkte eingearbeitet werden zu können. Das bedeutet, daß ohne derartige aufwendige Verfahren die aufbereiteten bzw. zerkleinerten Bindegewebephasen - vor allem nach dem meist notwendigen Abkühlen bzw. Gefrieren für die Zwischenla- gerung oder eine längere Lagerung - sehr stark aneinander haften und abbinden. Des-
halb ist meist eine sofortige Verwendung in der Produktion angebracht. Ansonsten müßten diese Wasser-Gele bzw. Fett-Protein-Dispersionen bzw. Fett-Protein- Emulsionen nach dem Abbinden wiederum aufwendig zerkleinert und in eine suspendierbare Form gebracht werden. Geschieht dies nicht umfassend, bilden größere Zu- sammenschlüsse dieser Gele bzw. festen Wasser-Fett-Protein-Dispersionen bzw. - Emulsionen nicht akzeptierbare weingummiartige Einschlüsse in den jeweiligen Endprodukten bzw. emulgieren bzw. binden zugesetztes Fett und/oder Wasser in den Endprodukten nicht im erwünschten Maße.
In der WO 99/07674 ist eine Verbesserung dergestalt beschrieben, daß die Bindegewebefraktion in flüchtigen Medien, beispielsweise in flüssigem Kohlendioxid oder Propan, abgetrennt bzw. aufgeschlossen wird. In der DE 42 37 115 A1 wird die Aufbereitung bzw. Trennung von Fleischanteilen in flüssigem Kohlendioxid dargestellt. Eine spezielle Nutzung von aufbereiteten bindegewebehaltigen Fleischfraktionen für die Her- Stellung von Lebensmitteln wird in den Patentanmeldungen DE 197 07 080 A1 und DE 198 29 035 A1 beschrieben. Bei allen diesen bekannten Verfahren wird das Nahrungsmittel in dispersen Systemen gewonnen, wobei Dispersionsmittel in Form von flüchtigen oder öligen bzw. fettigen Medien nach der Feinzerkleinerung zugesetzt werden. Diese bekannten Verfahren liefern jedoch immer noch keine optimalen, insbesondere auf einfache Weise weiterverarbeitbaren Nahrungsmittel.
Ähnliche Verhältnisse beeinträchtigen auch die Aufbereitung bzw. Verarbeitung anderer Lebensmittel, die auf der Basis von Zerealien und Ölfrüchten oder anderer Lebensmittel hergestellt werden. Auch dort bereitet es oftmals besondere Schwierigkeiten, die Grundmassen so aufzubereiten, daß es zu keinen schwer löslichen oder nur schwer zu dispergierenden oder zu zerkleinernden Zusammenballungen bzw. Verklumpungen kommt. Ebenso wie bei der Aufbereitung von Rohstoffen aus tierischem Material ist es meist schwierig, Zutaten verschiedenster Art in die Grundmassen der Endprodukte von Lebensmitteln bzw. deren Vorstufen so gründlich einzumischen, daß diese in der Wei- ter- bzw. Endbearbeitung leichter mischbar sind, beispielsweise beim Rühren, Abfüllen, Garen, Braten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Aufbereitung der Nahrungsmittel zu erreichen bzw. dementsprechende Nahrungsmittel zu erhalten.
Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 24 gelöst. Gleichfalls wird die Aufgabe durch eine Verwendung einer Feinzerkleinerungseinrichtung gemäß Anspruch 23, ein Nahrungsmittel entsprechend dem Anspruch 34 und durch ein Nahrungsmittelerzeugnis entsprechend dem Anspruch 35 gelöst.
Die Nahrungsmittel können erfindungsgemäß in schonender Weise aufbereitet werden. Insbesondere Nahrungsmittel, die leicht dispergierbar sind, eignen sich für das erfindungsgemäße Feinzerkleinerungsverfahren. Unter den Begriff „Feinzerkleinerung" soll auch die Zerkleinerung auf der kleinsten Stufe umfaßt sein, die mit Feinstzerkleinerung oder Endzerkleinerung bezeichnet werden kann. Das Dispersionsmittei dient hierbei insbesondere als fettlösendes Schmiermittel während der Feinzerkleinerung (und wird somit nicht erst nach der Feinzerkleinerung zugegeben) sowie ggf. als kühlendes bzw. erhitzendes Kälte- bzw. Wärmeübertragungsmittel. Des weiteren ist bei der bevorzugten Zugabe des mindestens einen Dispersionsmittels zu den Nahrungsmitteln stromauf- wärts der Zerkleinerungseinrichtung der Transport der Nahrungsmittel in diese Einrichtung erheblich vereinfacht. Die Nahrungsmittel lassen sich bei Anwesenheit des Dispersionsmittels mit wesentlich geringerem Kraftaufwand in die Zerkleinerungseinrichtung fördern. Das bisherige Zusetzen von Wasser, das zur Erleichterung dieses Transports verwendet wurde, ist nicht mehr notwendig. Dementsprechend entfallen auch die mit einer Wassereinbringung verbundenen, oben genannten Probleme. Ein weiterer Vorteil beim erfindungsgemäßen Einsatz des mindestens einen Dispersionsmittels besteht darin, daß es als Trennmittel nach der Fein- bzw. Endzerkleinerung dienen kann. Die herkömmliche Feinzerkleinerung in zugesetztem Wasser kann somit entfallen. Somit kann unmittelbar eine insbesondere leicht in verschiedene Fraktionen zu trennende Dispersion erhalten werden. Im folgenden werden daher an einigen Stellen auch die Begriffe „Trennöl" bzw. „Trennfett" verwendet, um im Falle von Öl bzw. Fett diese Eigenschaft des mindestens einen Dispersionsmittels hervorzuheben. Beispielsweise kann in einem Dekanter ein Öl-/Fett-Gemisch durch Sedimentation in einfacher Weise
in mindestens zwei Phasen getrennt werden. Angemerkt sei, daß diese Schmier- und Trenneigenschaft von Öl beispielsweise aus der Metalldreherei bekannt ist.
Wenn somit erfindungsgemäß den Nahrungsmitteln zum Zwecke der Feinzerkleinerung mindestens ein flüssiges Dispersionsmittel zugesetzt wird, weiches ein öliges, ein fettiges, ein flüchtiges Medium oder ein Gemisch mit mindestens zwei dieser Medien enthält, ist ein vorteilhaftes Nahrungsmittel bzw. eine Vorstufe dessen zu erhalten. Erfindungsgemäß wird das aufzubereitende und im wesentlichen in fester Form vorliegende Nahrungsmittel für bzw. während der Feinzerkleinerung in einem der genannten Medien oder einem Gemisch aus diesen Medien dispergiert bzw. emulgiert. Die öligen, fettigen und flüchtigen Medien können zugesetzte Additive wie beispielsweise Gewürze, Salz, Extrakte usw. enthalten. Wird das Nahrungsmittel beispielsweise in Öl fein- bzw. feinstzerkleinert - beispielsweise in einer Kolloidmühle, einem Durchlaufkutter oder einem Zerkleinerungswolf -, kann es wesentlich schonender aufgeschlossen bzw. zer- kleinert werden. Das Öl dient somit quasi als Schmier- und vorteilhafterweise auch als Transportmittel, so daß ein schonendes Zerkleinern ermöglicht wird. Es wird dann vorzugsweise eine breiige Dispersion erhalten.
Eine Quellung der tierischen oder pflanzlichen Fasern, wie im Falle der Zugabe von Wasser, wird bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise vermieden, ebenso wie eine unerwünschte Hydrolyse. Besonders bei Sehnen mit einem hohen Kollagenanteil, die von sich aus nur einen geringen Wasseranteil aufweisen, andererseits sehr wasserreaktiv sind, kann durch Zugabe mindestens eines im wesentlichen wasserfreien Dispersionsmittels ggf. auf ein späteres Dekantieren oder Zentrifugieren der feinzerkleinerten Sehnen verzichtet werden. Es kann hier ein einfaches und schonendes Filtrieren oder Extrudieren ausreichen.
Als öliges Medium bzw. fettiges Medium kann beispielsweise Rapsöl, Palmöl, Leinsa- menöl, Sojaöl oder ein sonstiges Öl bzw. pflanzliches (Palmfett) oder tierisches Fett verwendet werden.
Bei Verwendung mindestens eines fettigen Dispersionsmittels ist dieses evtl. zu erwärmen, um es in einen flüssigen Dispersionszustand zu überführen. Als fettiges Medium kann beispielsweise Schweine- oder Rinderfett verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Fein- bzw. Feinstzerkleinerung kann gleichfalls auch bei der Verwendung eines flüchtigen, Fett lösenden Mediums vorgenommen werden, beispielsweise bei Verwendung von flüssigem (d.h. unter Druck stehendem) Propan.
Besonders bevorzugt ist es, insbesondere bei der Aufbereitung von Fleisch dieses vor der Feinzerkleinerung in dem mindestens einen Dispersionsmittel zu gröberen Stücken zu zerkleinern. Dies kann beispielsweise in einem Fleischwolf geschehen, an dessen Ausgang beispielsweise Fleischstücke in einer ähnlichen Konsistenz wie Hackfleisch erhalten werden. Wenn diesen breiigen Fleischstückchen dann ein Dispersionsmittel im Sinne der Erfindung zugesetzt wird, können sie in schonender Weise auch mit relativ einfachen Einrichtungen in die Feinzerkleinerungseinrichtung transportiert werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die aufzubereitenden Nahrungsmittel mitsamt dem mindestens einen Dispersionsmittel in mindestens zwei Fraktionen getrennt. Eine solche Auftrennung erfolgt bevorzugt mittels De- kantieren und/oder Zentrifugieren und/oder Extrudieren (vorteilhafterweise mittels eines bekannten Schneckenverdichters) und/oder Filtrieren. Für das Dekantieren kann beispielsweise je nach Zweckmäßigkeit ein zwei- oder dreifacher Dekanter verwendet werden. Bei Kühlung des Dekanters kann die Phasenauftrennung unterstützt werden.
Aus den jeweiligen im Prozess abgesonderten Fraktionen, beispielsweise einer fetten/öligen Phase, können zudem besonders wertvolle Anteile (z.B. konjugierte Linolsäu- re aus Rinderfett) gewonnen und bei den verschiedenen, durch das erfindungsgemäße Verfahren produzierbaren Lebensmitteln und deren Vorstufen bzw. Halbfabrikaten zu deren Anreicherung verwendet werden.
Falls zumindest eine der Fraktionen in eine schüft- bzw. rieselfähige Konsistenz - vorzugsweise in Form von Pulver, Granulat, Pellets o. dgl. - überführt werden soll, wird diese bevorzugt in einen Druck- und/oder Mischraum transportiert und dort expandiert.
Hierdurch wird die Herstellung von Lebensmitteln, Lebensmittel-Vormischungen und deren Kombinationen, deren Lagerung, sowie deren Abreicherung bzw. das Eliminieren von unerwünschten Inhaltsstoffen (wie beispielsweise unerwünschte Fette und/oder Verunreinigungen, insbesondere von fett- und/oder wasserlöslichen) und deren Anrei- cherung mit erwünschten Stoffen erleichtert.
In einer bevorzugten Ausführungsform bezüglich der Expansion wird die genannte Fraktion oder das gesamte genannte Gemisch mit mindestens einem komprimierten fluiden Expansionsmedium vermischt, wobei diese Durchmischung anschließend in den Entspannungsraum expandiert wird. Ein ähnliches Verfahren ist unter der Abkürzung PGSS (Particles from Gas-Saturated Solutions) bekannt, bei dem jedoch bisher lediglich flüssige Ausgangsmaterialien in eine rieselfähige Form überführt wurden.
Werden Verbindungen bei hohem oder überkritischem Druck verwendet, treten wäh- rend der Expansion beim Phasenübergang von flüssig nach gasförmig Dichteänderungen auf, die zu einer Pulverisierung und Abkühlung des zu versprühenden Materials führen, evtl. auch zu deren Kristallisation. Mit anderen Worten wird bei der Entspannung bzw. Expansion durch die Volumenvergrößerung das Produkt in feinste Tröpfchen zerrissen. Durch die Abkühlung während der Expansion unter den Erstarrungspunkt ent- stehen dann Kristalle.
Durch Variation des Druckes in dem Druckraum und der Temperatur des zu versprühenden Gemisches kann die Viskosität bzw. die spezifische Dichte des Gemisches sowie die Größe und die Gestalt der nach der Expansion erhaltenen Partikel verändert und nach Bedarf eingestellt werden.
Als Expansionsmedium können verschiedenste Medien verwendet werden, beispielsweise komprimiertes, flüssiges Kohlendioxid, Stickstoff, Propan, allgemein Verbindungen mit der Strukturformel CπH2n+2 oder auch Druckluft. Propan bietet beispielsweise den Vorteil, daß mit relativ geringen Drücken gearbeitet werden kann. So hat sich herausgestellt, daß bei vielen zu expandierenden Produkten ein Druck von ca. 3 bar für die Expansion ausreicht. Zudem kann bei einem solchen Druck noch dekantiert und/oder zentrifugiert werden. Kohlendioxid bzw. Stickstoff kann ebenfalls bei einem relativ nied-
rigen Druck von ca. 3 bar eingesetzt werden, allerdings auch in wesentlich höheren Druckbereichen (bis z.B. ca. 300 bar). Die Verwendung von Kohlendioxid hat den weiteren Vorteil, daß dieses Gas gleichzeitig als Schutzgas eingesetzt werden können, so daß die Produkte relativ lange frisch bleiben. Bei dem Einsatz von Druckluft ergibt sich der Vorteil, daß hierbei auf einfache Weise beim Expandieren überschüssiges Wasser verdampfen und abgezogen werden kann.
In einer alternativen oder zusätzlichen Variante wird die zu expandierende Fraktion oder das Gemisch, welches zumindest das oder die aufzubereitenden Nahrungsmittel ent- hält, - jeweils ggf. einschließlich Zutaten - derart erhitzt, daß der Eigendruck zur gewünschten Druckerhöhung für die anschließende Expansion ausreicht. Die Erhitzung erfolgt vorzugsweise in dem Druck- und/oder Mischraum, aus dem die Expansion erfolgt. Allerdings kann auch beispielsweise ein Rohr, eine Leitung o.dgl. zu der Expansionsdüse - oder einer oder mehreren speziell ausgebildeten Extruder-Öffnungen, falls aus einem Extruder entspannt werden soll - führen, die in den Entspannungsraum mündet. Falls kein zusätzliches fluides Expansionsmedium verwendet wird, ist dies ein besonders kostengünstiger Verfahrensansatz. Zum Erhitzen kann - wie oben erwähnt - beispielsweise Wärmeabstrahlung, Wärmekontaktfluß, Induktionswärmeerzeugung, Mikrowelle oder Dampferhitzung herangezogen werden. Im Falle eines Extruders kann auch die darin stattfindende Druckerhöhung zu einer Erwärmung bzw. Erhitzung des zu expandierenden Guts führen und ausgenutzt werden, insbesondere wenn beispielsweise das Öl als zuvor für die Feinzerkleinerung eingesetztes Dispersionsmittel abgeführt worden ist.
Falls nach der erfindungsgemäßen Feinzerkleinerung eine Auftrennung in verschiedene Fraktionen vorgenommen und hierbei insbesondere nach dem Zentrifugieren und/oder Dekantieren eine in wäßriger (wobei das Wasser aus den Nahrungsmitteln selbst stammt) oder eine gemischt ölig-wäßriger Phase vorliegende Fraktion erhalten wird, können vorteilhafterweise Proteine aus dieser Phase mittels geeigneter, bekannter Fäl- lungsmittel, wie beispielsweise Citrate, ausgefällt und dekantiert werden. Es wird dann eine überwiegend Wasser und eine überwiegend Proteine enthaltende Phase erhalten. Insbesondere letztere kann - durch vorherige Erhitzung (Eigendruckerhöhung)
und/oder durch Zuführung eines Expansionsmediums - expandiert werden, um ein entsprechendes Schüttgut zu erhalten.
Gemäß einem besonders bevorzugten Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Fleischstücke bzw. Fleischbestandteile aufbereitet. Erfindungsgemäß werden hierbei in einer oder mehreren Verfahrensstufen die Fettgewebe-, Bindegewebe- und/oder Fleischfraktionen zunächst in besonders schonender Weise in einem der genannten Dispersionsmittel bzw. in einem Gemisch aus diesen zerkleinert (bevorzugt nach vorgeschalteter Grobzerkleinerung), um dann bevorzugt insbesondere die aufge- schlossenen Bindegewebeproteine in weitgehend schüttfähiger Form zu gewinnen. Dadurch wird in weitgehendem Maße eine Verklumpung nach Aufschließen des Fleische durch Zerkleinern/Mahlen verhindert. Proteine sind sowohl im Bindegewebe als auch in der Matrix von Muskelzellen und Fettgewebszellen enthalten. Sie können beispielsweise nach vorhergehender mechanischer Aufschließung und/oder Aufschließen in wäßri- gen und/oder öligen und/oder fettigen bzw. in flüchtigen oder gemischten Medien als überwiegend proteinhaltige Phase und überwiegend fetthaltige Phase sowie ggf. als eine dritte wäßrige Phase durch Zentrifugieren und/oder Dekantieren erhalten werden.
Im speziellen können zumindest Teile des erfindungsgemäß aufzubereitenden Nah- rungsmittels aus einer Gruppe von Fleisch bzw. Fleischbestandteilen gewählt werden, die überwiegend wenig fettes Bindegewebe, überwiegend fettes Bindegewebe, eine Mischung aus überwiegend Fettgewebe und Bindegewebe, überwiegend Fettgewebe, überwiegend fette Abschnitte (sog. White Trimmings) oder überwiegend Muskelgewebe enthalten.
Nach dem Wissen der Erfinder wird neben der erfindungsgemäßen Zerkleinerung von Nahrungsmitteln in einem der genannten Dispersionsmittel hiermit erstmalig vorgeschlagen, Fleischbestandteile, beispielsweise nach vorheriger weitgehender Entfettung durch Dispergieren in z.B. Öl und anschließendem Auftrennen, in eine weitestgehend schüttfähige, gleichsam pulverisierte Form bzw. kaum verklumpende Form zu überführen.
Im Bereich pflanzlicher Rohstoffe, insbesondere Ölfrüchte, Getreide, Gemüse und/oder Obst und/oder Bestandteile der vorgenannten Produkte, können in einer oder mehreren Verfahrensstufen die Faser-, Stärke- und/oder Fett-/ÖI-Fraktionen mit dem Ziel aufbereitet werden, diese zunächst in schonend aufbereiteter Form gemäß der Erfindung fein zu zerkleinern und ggf. anschließend eine oder mehrere der aufgeschlossenen Fraktionen in eine weitgehend schüttfähige Form zu überführen. Durch Zerkleinern bzw. Mahlen und/oder anschließendem Expandieren der entsprechenden Dispersionen bzw. Emulsionen bzw. Fraktionen kann bei der Herstellung der Lebensmittel eine Verklum- pung vermieden werden.
Die in eine schüttfähige bzw. streufähige oder granulatartige Form überführten Protein-, Bindegewebe-, Fett- und/oder sonstigen Bestandteile der Nahrungsmittel können schließlich in einfacherer weise gekühlt, gelagert und weiter verarbeitet werden.
Es können zu verschiedenen Zeitpunkten, d.h. vor, bei und/oder nach der erfindungsgemäßen Zerkleinerung, verschiedenste Zutaten, z.B. Emulgatoren, Gewürze o. dgl., zu der Fraktion oder dem zerkleinerten Nahrungsmittel zugeführt werden, also beispielsweise auch in einen Druck- und/oder Mischraum, falls eine Expansion vorgenommen werden soll. Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet somit insbesondere neue Wege, durch Zugabe ernährungsphysiologisch und/oder sensorisch vorteilhafter Zutaten die Wertigkeit der Lebensmittel zu erhöhen. Beispielsweise ist es möglich, Fleisch-Protein- Vormischungen oder Teig-Vormischungen spezielle essentielle Fettsäuren und/oder spezielle Peptide pflanzlichen oder tierischen Ursprungs in flüssiger und/oder pulvriger Form zuzugeben. Auf diese Weise können die derart angereicherten, in gewohnter Form und Geschmack angebotenen Lebensmittel auf einfache Weise zur Minderung des Risikos koronarer Herzkrankheiten bzw. Arteriosklerose bei der gesamten Bevölkerung beitragen. Diese wertvollen und empfindlichen Zutaten sind besonders leicht und sicher beizumischen, ihre Konzentration im Endprodukt ist leichter zu standardisieren und sie werden darüber hinaus auf einfachere Weise besser als in anderen Verfahren vor unerwünschten Reaktionen, beispielsweise Oxidation, geschützt.
Darüber hinaus können durch das erfindungsgemäße Verfahren bei der Aufbereitung von Rohstoffen in einfacher Weise Zutaten verschiedenster Art in die Grundmassen der
Endprodukte von Lebensmitteln bzw. deren Vorstufen gründlicher eingemischt werden, so daß diese bedeutend besser lagerfähig sind. Liegen die Nahrungsmittel und die Zutaten insbesondere in schüttbarer bzw. streufähiger Form vor, sind sie in der Weiterbzw. Endbearbeitung leichter mischbar, z.B. beim Rühren, Abfüllen, Garen, Braten, Brühen, Kochen usw..
Die genannten Vorteile ergeben sich sowohl bei der Aufbereitung von Rohstoffen aus tierischem wie aus pflanzlichem Material. Die Zutaten, beispielsweise Würzstoffe, Bindemittel, Füllstoffe, Emulgatoren, etc., können als pulverförmige, feinkörnige bzw. flüs- sige Zusätze den jeweiligen Phasen vor oder während der Vermischung zugesetzt werden.
Unabhängig davon, ob das gesamte Gemisch - welches zumindest das oder die aufzubereitenden Nahrungsmittel und das mindestens eine Dispersionsmittel enthält - oder eine Fraktion dieses Gemisches nach der beschriebenen Auftrennung expandiert werden soll oder nicht (bzw. ggf. schon in eine schüttfähige Form überführt ist), kann das jeweilige Material je nach Wunsch bzw. Anforderung erhitzt, getrocknet, gekühlt, gefroren, gepreßt und/oder nochmalig zerkleinert werden. Eine Erhitzung kann beispielsweise durch elektrisches oder induktives Heizen, mittels Dampf, Mikrowellen, Infrarot- Strahlung usw. vorgenommen werden. Beispielsweise wird für die Herstellung von schüttfähigem Futtermittel eine durch vorherige Auftrennung erhaltene festere Phase vorzugsweise in einem Rohr bewegt und erhitzt und anschließend expandiert bzw. aus- gedüst.
Es kann je nach Nahrungsmittel vorteilhaft sein, während des Feinzerkleinerns die Temperatur der Nahrungsmittel zu erhöhen oder abzusenken, um ein besseres Zerstückelungsergebnis zu erhalten. Beispielsweise kann zum Zwecke der Kühlung flüssiges Kohlendioxid oder Stickstoff verwendet werden.
Vorteilhafterweise werden Rohstoffe pflanzlichen und tierischen Ursprungs bei Kontamination mit unerwünschten Inhaltsstoffen oder Giftstoffen auf einfache Weise von Schadstoffen gereinigt bzw. diese abgereichert, indem die belasteten wäßrigen und/oder fetten/öligen und/oder flüchtigen Phasen entfernt werden. Dies gilt nicht nur
für Bindegewebe, sondern für alle Nahrungs- bzw. Lebensmittel. So können beispielsweise Talg, Cholesterin oder Triglyzeride auf diese Weise in den Lebensmitteln abge- reichert werden. Hierzu werden die unerwünschten Stoffe bevorzugt zusammen mit dem Expansionsmedium und/oder mit dem Dispersionsmittel abgezogen bzw. dekan- tiert
Zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend verschiedene spezielle Beispiele für Verfahrensanwendungen beschrieben:
Beispiel 1 :
Fleisch wird, beispielsweise in gefrorenem Zustand mit einem Fleischwolf, zerkleinert, in einem weiteren Arbeitsschritt z.B. in einem Kutter oder einer anderen geeigneten Vorrichtung mit Öl als öligem Dispersionsmittel beispielsweise im Gewichtsverhältnis 1:1 vermischt (das Öl kann zur Erleichterung des Transports schon stromaufwärts der Fein- Zerkleinerungseinrichtung zugesetzt werden) und - ggf. unter Zuführung von flüssiger Kohlensäure und/oder Stickstoff zur Kühlung - weiter zu einem Brei zerkleinert. Diese Mischung wird anschließend in einem - ggf. gekühlten - Dekanter vorzugsweise in drei Phasen getrennt, nämlich eine wäßrige, eine fette und eine überwiegend feste Proteine enthaltende Phase. Die flüssige fetthaltige Phase kann z.B. als Fettschmelze für die Fettherstellung verwendet werden. Die überwiegend proteinhaltige Phase kann einem Druckraum zugeführt werden, in dem sie mit flüssigem Propan und/oder Kohlendioxid und/oder Stickstoff, ggf. unter Zugabe von Zutaten, vermischt wird und diese Mischung in einen Entspannungsraum versprüht wird, so daß eine pulverförmige, streufähige Masse entsteht, die zur Verpackung und anschließenden Lagerung abgeführt werden kann. Die wäßrige Phase kann, ggf. unter Zugabe von Zutaten, in ähnlicher Weise pulverisiert werden oder mit anderen Verfahrensweisen, beispielsweise durch Fällung in eine überwiegend Wasser enthaltende und eine überwiegend Proteine enthaltende Phase getrennt werden, die in ähnlicher Weise schüttfähig gemacht und als Zutat in den anderen Beispielen oder anderweitig verwendet werden kann.
Beispiel 2:
Bindegewebe mit nur geringen Fettanteilen wird unter Zugabe von Öl fein- bzw. feinstzerkleinert und diese Dispersion bzw. Emulsion in einer Zentrifuge . oder einem
Dekanter in zwei bzw. drei Phasen aufgetrennt. Bei drei Phasen sind dies eine festere Phase, eine Ölphase sowie eine wäßrige Suspension mit Wasser, Proteinen und Anteilen von Öl und Fett. Die Ölphase kann in einem zusätzlichen Arbeitsschritt raffiniert werden. Die wäßrige Suspension kann bei höheren Umdrehungszahlen noch einmal dekantiert werden und zwar in eine Öl-, eine Fett- und eine Wasserphase. Aus der Wasserphase können durch Fällung oder Salzung Proteine erhalten werden. Eine weitere mögliche Vorgehensweise (Expandieren bzw. Versprühen etc.) entspricht derjenigen des Beispiels 1.
Beispiel 3:
Bindegewebe oder Muskelgewebe oder Fettgewebe oder Gemische dieser Gewebe werden bei erhöhtem Druck unter Zugabe von flüssigem Propan (oder ein anderes geeignetes flüssiges und flüchtiges Dispersionsmittel), ggf. unter Zugabe von Kohlensäure und/oder Stickstoff als Schutzgas bzw. zur Kühlung, zerkleinert. Diese Dispersion bzw. Emulsion wird anschließend - ggf. unter Zugabe von Kohlendioxid und/oder Stickstoff als Schutzgas - noch unter Druck stehend in einer Zentrifuge oder einem Dekanter in zwei bzw. drei Phasen aufgetrennt. Bei gröberer Konsistenz kann eine Presse (z.B. Schneckenpresse; ggf. auch ein Extruder) verwendet werden. Die Phase mit dem Propan kann zusammen mit Fett/Öl unter Druck abgezogen und nach Entspannung das Propan wiederverwendet und das Fett/Öl in Reinform erhalten werden. Die überwiegend Protein-/Bindegewebe enthaltende Phase und ggf. die fette Phase können wie bei den zuvor beschriebenen Beispielen in eine weitgehend schüttfähige Form überführt werden. In einer Alternative wird als Dispersionsmittel ein Gemisch von Öl und flüssigem Propan für den Feinzerkleinerungsschritt verwendet. Nach Dekantieren wird eine Öl/Propan-Phase sowie eine Protein-Phase erhalten, wobei in der ersteren gewebe- bzw. stoffeigene Fette der Nahrungsmittel gelöst sind.
Beispiel 4:
Fisch- bzw. Geflügel-Nebenprodukte oder Fleisch-Nebenprodukte, werden in Öl fein- zerkleinert. Nach Dekantieren der Ölphase wird die pastöse Restmasse beispielsweise in einem Rohr erhitzt und versprüht.
Beispiel 5:
Ölfrüchte werden unter Zugabe von Trennöl bzw. Trennfett (oder Gemischen) als Dispersionsmittel - ggf. bei Wärmezufuhr - zerkleinert. Diese Dispersion wird in einer Zentrifuge oder einem Dekanter in eine ölige Phase und in eine überwiegend Proteine, Kohlenhydrate und Ballaststoffe enthaltende festere und ggf. in eine wäßrige Phase getrennt. Die überwiegend Proteine, Kohlenhydrate und Ballaststoffe enthaltende festere Phase kann, ggf. nach weiterer Zerkleinerung, einem Druckraum zugeführt werden, in dem sie mit flüssigem Propan und/oder Kohlensäure, ggf. mit Zusatz von Stickstoff als Schutzgas und ggf. unter Zugabe weiterer Zutaten, vermischt und diese Mischung in einen Entspannungsraum versprüht wird, so daß eine weitgehend schürt- bzw. streufä- hige Masse entsteht, die zur Verpackung und anschließenden Lagerung abgeführt werden kann.
Beispiel 6:
Raps, Leinsamen, entkernte Oliven oder Sojabohnen werden in flüssigem Propan als Dispersionsmittel zerkleinert und das Mahlgut mittels Dekantieren in eine Öl-/Fettphase und eine Festphase (insbesondere Quell-, Ballaststoffe und Proteine) getrennt.
Beispiel 7:
Raps, Leinsamen, entkernte Oliven oder Sojabohnen werden in Rapsöl, Palmöl, Lein- samenöl bzw. Sojaöl oder anderen geeigneten Ölen bzw. Fetten zerkleinert. Danach wird die Öl- bzw. Öl-Fett-Phase entzogen und eine Raffination, d.h. Trennung der Fette von den Ölen vorgenommen. Die Festphase (Kohlenhydrate, Proteine, Ballaststoffe kann anderweitig verwendet werden.
Beispiel 8:
Faserreiche pflanzliche Nährstoffe werden unter Zugabe von Trennöl bzw. Trennfett zerkleinert, ggf. erwärmt. Diese Dispersion bzw. Emulsion wird durch Dekantieren bzw. in einer Zentrifuge oder einem Dekanter in eine ölige bzw. ölig-fette Phase und in eine überwiegend Ballaststoffe, Proteine und Kohlenhydrate enthaltende festere und ggf. in eine wässrige Phase getrennt. Eine weitere mögliche Vorgehensweise (Dekantieren in zwei oder drei Phasen, Expandieren bzw. Versprühen etc.) entspricht derjenigen des Beispiels 5.
Soweit sinnvoll sind Variationen entsprechend der von den Ansprüchen vorgegebenen Kombinationen in den obigen Beispielen möglich, beispielsweise die Verwendung von Trennöl anstatt Propan in Beispiel 6 usw..
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs;
Figur 2 eine grobschematische Darstellung eines zweiten erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs;
Figur 3 eine schematische Darstellung einer ersten Vorrichtung zur Versprühung von erfindungsgemäß zerkleinerten Nahrungsmitteln, und
Figur 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Vorrichtung.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Flußschema werden ein oder mehrere Nahrungsmittel 10 einer Zerkleinerungseinrichtung 1 zugeführt und dort feinzerkleinert. Mit dem Bezugszeichen 11 ist angedeutet, daß weitere Nahrungsmittel hinzugefügt werden können. Beispielsweise können einerseits Fettgewebestücke (Bezugszeichen 10) und an- dererseits Bindegewebestücke einschließlich Kollagen sowie Magerfleischreste (Bezugszeichen 11) zusammen oder nacheinander, durch eine oder durch zwei Zuführeinrichtungen zur Zerkleinerungseinrichtung 1 transportiert werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Zerkleinerungseinrichtung 1 ein beispielsweise öligfettiges Dispersionsmittel 12 zugeführt, in welchem die Nahrungsmittel 10, 11 nach und nach während der Feinzerkleinerung dispergieren.
Von der Zerkleinerungseinrichtung 1 wird das resultierende Gemisch einem Dekanter 2 und/oder einer nachgeschalteten Zentrifuge 3 (oder umgekehrt; in Figur 1 ist die Hinter-
einanderschaltung von einem Dekanter 2 und einer Zentrifuge 3 dargestellt) zugeführt. Insbesondere bei Verwendung eines hoch drehenden Dekanters 2 kann ggf. auf die Zentrifuge 3 verzichtet werden. Aus der in diesem Ausführungsbeispiel vorhandenen Zentrifuge 3 werden eine fette Phase 14, die beispielsweise Fett, Talg, Triglyzeride, Cholesterin usw. beinhaltet, und eine wäßrige Phase 15 abgeführt (diese können ggf. in einem weiteren Schritt mittels Zentrifuge und/oder Dekanter gereinigt werden). Eine überwiegend bindegewebehaltige Fraktion 16 wird in einem weiterverarbeitenden Schritt einem Mischraum 4 zuleitet, welchem zusätzlich ein komprimiertes Expansionsmedium 17 zugeführt wird, beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxid, Propan oder kom- primierte Luft bzw. Gemische von einzelnen dieser Verbindungen. Nach Durchmischung in dem Mischraum 4 wird das resultierende Gemisch 18 in einen Druckraum 5 transportiert, aus dem es durch eine Expansionsdüse 6 in einen Entspannungsraum 7 expandiert wird, wodurch das Gemisch in weitgehend streufähiger Form 18' erhalten wird.
In die Zerkleinerungseiririchtung 1 , den Dekanter 2, die Zentrifuge 3, den Mischraum 4 und den Druckraum 5 können optional Zutaten 13, wie beispielsweise Gewürze, hinzugegeben werden, wie dies durch die gestrichelten Pfeile angedeutet ist.
In der Figur 2 ist eine sehr einfache Erfindungsausgestaltung wiedergegeben. Größere Fleischstücke 10' werden in einer Vorrichtung zur Grobzerkleinerung 31 in gröbere Stücke 10 zerkleinert, welche eine Konsistenz ähnlich derjenigen von Hackfleisch haben können. Die Vorrichtung 31 kann beispielsweise ein Fleischwolf, ein Kutter oder ein Gefrierfleischschneider sein. Auf dem Weg zur Zerkleinerungseinrichtung 1, in der die Feinzerkleinerung stattfindet, wird mindestens ein flüssiges Dispersionsmittel 12 - nämlich Öl, Fett und/oder ein flüchtiges Dispersionsmittel - den Nahrungsmitteln 10 zugeführt, welches den zusätzlichen Effekt hat, den Transport in die Zerkleinerungseinrichtung 1 zu erleichtern. In der Zerkleinerungseinrichtung 1 dispergieren die Nahrungsmittel 10 während der Zerkleinerung in dem Dispersionsmittel 12. Anschließend wird das Gemisch 10, 12 einer Trenneinrichtung, hier einem Dekanter 2, zugeführt, um eine Trennung des Gemisches 10, 12 in mindestens zwei Fraktionen durchzuführen. Die Beigabe von Zutaten ist vorliegend nicht dargestellt, aber selbstverständlich ohne weite-
res möglich. Auch andere Details entsprechend der Figur 1 sind auf das Verfahren gemäß der Figur 2 übertragbar.
In der Figur 3 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Versprühung von erfindungs- gemäß zerkleinerten Nahrungsmitteln schematisch dargestellt, bei der ein Druckraum 5, der gleichzeitig als Mischraum 4 dient, mit Hilfe einer Förderschnecke 8 mit einem zuvor erfindungsgemäß in einem Dispersionsmittel 12 (Öl, Fett, flüchtiges Medium) feinzerkleinerten und noch darin dispergierten oder von diesem vorher getrennten Nahrungsmittel 10 beschickt wird. Die beiden letztgenannten Alternativen sind durch das in Klammern gesetzte Bezugszeichen 12 symbolisiert. In den Druck- und Mischraum 4, 5 mündet gleichfalls eine Zuleitung von einem mit einem bei erhöhtem Druck stehendem fluiden Expansionsmedium 17 gefüllten Vorratstank 20, beispielsweise flüssigem Kohlendioxid. Ein Flügelrad 9 oder eine sonstige Durchmischungseinrichtung in dem Druck- und Mischraum 4, 5 durchmischt die zugeführten Materialien 10, 17, sowie ggf. 12 und ggf. Zutaten 13, damit anschließend dieses Gemisch 18 durch die Düse 6 in den Entspannungsraum 7 in ein Pulver 18' versprüht werden kann. Aus dem Entspannungsraum 7 kann Gas 19 abgezogen werden, welches das Expansionsmedium 17 und Wasserdampf und ggf. Öl enthalten kann.
In der Figur 4 ist eine weitere Vorrichtungsvariante dargestellt. In diesem Fall wird ein zuvor erfindungsgemäß in mindestens einem Dispersionsmittel feinzerkleinertes (nicht dargestellt) und dann von diesem getrenntes Nahrungsmittel 10 mit Zutaten 13 in den Druck- und Mischraum 4, 5 eingeleitet und dort in einem gleichfalls in den Raum 4, 5 eingeleitetes wäßriges Medium (Dampf) 25 dispergiert und erhitzt (angedeutet durch die Flamme 21). Die Erhitzung kann z.B. induktiv oder mittels Mikrowellen erfolgen. Durch die Erhitzung erhöht sich der Eigendruck der Dispersion in dem Druck- und Mischraum 4, 5 so daß das Gemenge 18 anschließend unter Druck in einen Entspannungsraum 7 versprüht werden kann. In den Sprühstrom 18' wird hierbei ein durch ein Zuleitungsrohr 23 zugeführtes Pulver 22 aus beispielsweise Hefe, Zellulose o.a., eingesprüht, das als Trägersubstanz dient bzw. als Zutat zugemischt wird. Die Nahrungsmittel- und Zutatenpartikel binden sich an die Trägerteilchen.
In der Figur 4 kann aus dem Entspannungsraum 7 Gas 19 abgezogen werden, das Luft, Wasserdampf und/oder andere gasförmige Bestandteile enthält.
Die in den Figuren dargestellten Beispiele können variiert werden. So können bei- spielsweise Zutaten vor, während und/oder nach den verschiedenen Verfahrensschritten zugegeben werden. Es kann des weiteren beispielsweise ein separater Mischraum dem Druckraum vorgeschaltet sein. Weitere Modifikationen und Variationen sind ohne weiteres möglich. Wenn im Rahmen der Erfindungsdarstellung von "Raum" (Mischraum, Druckraum, Entspannungsraum) die Rede ist, so sind hiermit offene oder geschlossene Räume sowie Kammern bzw. Behältnisse ebenso wie Raumteilabschnitte oder Raumbereiche umfaßt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auf neuartige und wirtschaftliche Weise die Herstellung von Vorprodukten und neuartigen Mischprodukten sowohl auf der Basis von Fleisch, Bindegewebe als auch auf der Basis anderer Lebensmittel, in herkömmlicher und sogar in besserer Qualität. Beispielsweise kann Kollagen derart aufbereitet werden, daß es in schüft- bzw. streufähiger Form erhalten wird, um es als Bindemittel für die Döner-, Hamburger-, Formfleisch- (bspw. sog. Geflügel-"Nuggets") und/oder Schinkenverabeitung einzusetzen. Für die Herstellung von Granulaten oder Emulsionen für beispielsweise die Dönerzubereitung wird z.B. Kollagen vom Rind, Kalb, Schaf, Hammel oder von Geflügel in einem Wolf oder Gefrierfleischschneider auf z.B. ca. 3 mm Kantenlänge geschnitten und einem Feinstzerkleinerer, der am besten viskoses Material zerkleinern kann (beispielsweise einem Dürchlaufkutter oder einer Kolloidmühle), zusammen mit Öl zugeführt. An dessen Ausgang wird ein sahniges Produkt erhalten wird, welches in einem Dekanter und/oder einer Zentrifuge in die oben genannten zwei oder drei Phasen aufgetrennt wird, von denen mindestens eine in eine weitgehend schüttfähige Form überführt werden kann. Bei der Schinkenproduktion kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenes hygroskopisches Fleisch- Granulat in einfacher Weise gelöst und der rohen Schinkenmasse zugeführt werden. Für das Einspritzen eignet sich beispielsweise granuliertes, z.B. in einer Salzlake, gelöstes Muskelgewebe und/oder Bindegewebe. Allgemein können Fett- und/oder Ölgra- nulate oder -pulver oder Kombinationen bzw. Mischungen aus diesen eingespritzt wer-
den. Auch kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenes Granulat für Fertigsuppen u.a. verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch für andere Lebensmittel als Fleisch einsetzbar, insbesondere für die Aufbereitung von Zerealien für die Herstellung von Lebensmitteln auf pflanzlicher Basis, beispielsweise Brot. Andere Möglichkeiten sind die Aufbereitung von Fisch, Ölfrüchten, Gemüse, und/oder Obst und/oder Bestandteile von diesen.