DE2349566C2

DE2349566C2 - Verfahren zur Herstellung von fleischartigen Faserprodukten

Info

Publication number: DE2349566C2
Application number: DE2349566A
Authority: DE
Inventors: William Francis Spring Valley N.Y. Cloud; Alonzo New York N.Y. Feldbrugge; John Thomas North Tarrytown N.Y. Haves jun.; Marshall Bronx N.Y. Rankowitz; Robert Dobbs Ferry N.Y. Tewey; Cynthia Laurel Travers, Md.
Original assignee: General Foods Corp
Current assignee: General Foods Corp
Priority date: 1972-11-24
Filing date: 1973-10-03
Publication date: 1983-05-19
Also published as: ES418895A1; FR2207656B1; JPS4981563A; FI55286C; NL7313577A; DE2349566A1; FI55286B; AU5994573A; NO139661B; FR2207656A1; AU475775B2; SE392563B; CH584011A5; JPS5713253B2; GB1448875A; NO139661C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von fleischartigen Faserprodukten, wobei man ein Gemisch von heiß fixierbaren öder koaguücrbarcr, proteinhaltigen Materialien zu einem feinteiligen Teig formt, den Teig thermisch irreversibel in eine faserige Beschaffenheit überfuhrt, so daß sie das Muskelfleisch von Tieren oder das Fleisch von Fisch und nachstehend als »Fleisch« bezeichnet, simulieren.

Die Nahrungsmittelindustrie versucht seit vielen Jahren, ein proteinreiches, billiges faseriges Proteinmaterial als Ersatz für Fleisch herzustellen. Fleisch wird in vereinfachter Form als ein System von Fasern angesehen, die ^M durch ein geeignetes Bindemittel zusammengehalten werden. Daher wurde die Technik zur Herstellung von synthetischen Textilfasern auf die Herstellung von Proleinfasern angewandt, die später unter Verwendung eines geeigneten Bindemittels zu einer einzigen fleischartigen Masse geformt werden können. Als neuere Beispiele für das Abbinden von gesponnenen Fasern sind die Verfahren zu nennen, die in den US-Patentschriften 34 98 793 und 35 59 561 beschrieben werden. Eine Proteinlösung wird durch Spinndüsen In ein Säurebad ausgepreßt, wobei Fasern gebildet werden. Die gesponnenen Fasern werden dann zu einer festen Masse gepreßt und abgebunden, die natürlichen Fleischprodukten aus dem Muskelfleisch von Tieren gleicht.

Die grundlegende Patentschrift. In der das Spinnen von Proteinfasern beschrieben wird, ist die US-Patentschrift 26 82 466 (erteilt 29. 6. 1954). Seitdem wurden zahlreiche Palente auf Verfahren, bei denen Spinndüsen verwendet werden, erteilt.

Die Spinnverfahren führen zwar zu befriedigenden ^Μ Fasern und. wenn diese abgebunden werden, zu annehmbaren Fleischprodukten, jedoch sind hohe Anlagekosten und eine genaue Regelung der Verarbeitungsvariablen erforderlich mit dem sich daraus ergebenden Nachteil, daß die hergestellten Endprodukte verhältnismäßig teuer sind.

Die Herstellung von Faserprotein ohne Anwendung von Spinnverfahren wird In der US-Patentschrift 30 47 395 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird eine Aufschlämmung von tierischem oder pflanzlichem Pro- *° tcln in !einteiliger Form unter ständigem Rühren schnell auf eine Temperatur von 149 bis 204" C erhitzt, wodurch das Protein zu einer Fascrmasse koaguliert. Durch schnelles Abkühlen des Proteins wird ein schnitzelartiges Fasermatertal gebildet, das in ziemlich niedriger Ausbeute gewonnen wird

Kürzlich wurden Verfahren zur Herstellung eines expandierten Pflanzenprotelnmaterlals. das als Flelscher-

65 satz dienen soll, bekennt. Proteine, z. W. Sojaproieln, werden der Einwirkung von erhöhter Temperatur und hohem Druck unterworfen und durch eine Düse gepreßt, wobei eine expandierte Masse oder ein Strang aus Proteinmaterial gebildet wird. Durch die schlagartige Entspannung von hohem Druck auf Normaldruck wird eine Expansion In Fließrichtung bewirkt, wodurch das Produkt das Aussehen von Fasern erhält. Als repräsentativ für diese Arbeitsweise sind die Verfahren zu nennen, die in den US-Patentschriften 34 80 442, 34 88 770 und 34 96 858 beschrieben werden.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von fleischartlgen Produkten wird in der US-Patentschrift 31 02 031 beschrieben. Hler wird ein Glutentelg zur Herstellung eines ungekochten hackbratenartigen Granulats verwendet.

Aus der DE-OS 16 92 754 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines porös laserigen Nahrungsmittels aus einem proieinhaliigen pflanzlichen Stoff bekannt, bei dem das erhitzte, unter Druck stehende Materia! durch verengte öffnungen in eine unter erheblichem Druck stehende Umgebung unter Expansion des Stoffes extrudlert wird. Erst bei dieser Extrusion soll sich die faserige Struktur ausbilden, ratsächlich cnistehcn hierbei jedoch expandierte Extrudate. die noch sehr wenig Ähnlichkeit mit dem Fleisch von Tieren oder Fischen haben. In der DE-OS 22 05 496 ist eine Verbesserung des Verfahrens gemäß DE-OS 16 92 754 beschrieben. Hierbei wird das Material zunächst zu zylindrischen Stangen ausgerollt, dann in ein Rohr mit etwas größerem Durchmesser eingeführt und unter Druck mit Dampf erhitzt. Hierbei erhält man ein expandiertes Produkt, das sich überwiegend in einer Richtung ausgedehnt hai und dadurch eine gewisse Faserstruktur angenommen hat. Auch das dabei erhaltene Produkt ist noch weit davon entfernt, mit Fleisch von Tieren oder Fischen vergleichbar zu sein.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung von fleischartigen Faserprodukten gemäß Oberbegriff des obigen Patentanspruchs zu entwickeln, welches möglichst einfach durchführbar Ist und bei dem das Produkt in hoher Ausbeute pro Zeit und Volumeneinheit der Apparatur anfällt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Volumenverringerung des Teiges ausschließlich durch Vergrößerung des Schnekkenkörpervolumens erfolgt.

Man erhält so billige, heißfixierte, faserige, proteinreiche Malerlalien, die dem Muskelfleisch von Tieren oder Flschflelsch gleichen. Die verschiedensten Fasergestalten, die natürlichem Fleisch oder Fisch gleichen, werden durch Einstellung und Regelung der Verfahrens- und Formulierunrsvariablen hergestellt. Diese Fasern können als kurz und nicht ausgerichtet, lang und nicht ausgerichtet, lang und ausgerichtet sowie als lang, fleischig und ausgerichtet beschrieben werden. Das faserige Proteinmaterial hat ein fleischartigeres Aussehen als die bisherigen von hohem Druck auf niedrigen Druck entspannten Extrudate und ist nach einem einfacheren und billigeren Verfahren herstellbar, als dies unter Verwendung von gesponnenem Protein möglich ist. Außerdem wird das Faserprodukt In viel höheren Ausbeuten als bei Verwendung einer Aufschlämmung gemäß der US-Patentschrift 30 47 395 erhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht aus von dem Stand der Technik, wie er beispielsweise In der US-PS 30 47 395 genannt Ist, jedoch ist die Ausbeute an endgültigem Fasermaterial erheblich höher. Die erflndungsgemäli erhaltenen Produkte sind weiterhin eindeutig ver-

bessen gegenüber den Produkten der US-PS 31 0203!, 34 80 442, 34 88 770 u "J 34 96 858, da das Proteinmateriiil eine äußerst fqserfge Beschaffenheit hat, die derjenigeß gleicht, die bei Anwendung von Spinnverfahren erhalten wird. Es braucht nicht wie das bekannte texturierte Pflanzenprotein verpufft zu werden. Es ist auch besser als das gemäß US-PS 31 02 031 ungekochte Proteingranulat, dem die faserige Beschaffenheit fehlt.

Zur Durchführung des erfindungsgemSßen Verfahrens wird ein Gemisch von heißfixierbaren oder koagulierbaren proteinhaltigen Materialien zu einem feinieiligen Teig mit 20 bis 65't. Wasser geformt und unter Zuhilfenahme einer Schnecke unter 0,5- bis lOfacher Volumenverminderung zusammengepreßt. Der Teig wird durch den durch die Volumenabnahme ausübenden Druck in Richtung zum Austritt der Kammer gepreßt und gleichzeitig verdichtet und gegen eine erhitzte Oberfläche gepreßt. Hierdurch wird das Protein koaguliert und es bilden sich thermisch irreversible Fasern. Am Ende der Schnecke findet eine Druckentspannung unter 35 kg/cm² statt.

Die Extruder arbeiten ohne Düse oder Torpedo, so daß das erhaltene faserige Material nicht beim Durchtritt durch kleine Öffnungen erneut zerrissen wird. Die anschließende Druckentspannung Hein unter 35 kg/cm², um ein starkes Verpuffen und erneutes Zerstören der faserigen Struktur zu vermeiden. Dicker Effekt wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die Volumenverringerung des Teiges ausschließlich durch Vergrößerung des Schneckenkörpervolumcns erfolgt.

Vorzugsweise beträft der Druckabfall weniger als 14 oder sogar weniger als 7 kg/cm². Das erfindungsgemäße Faserprodukt hat im irockcnen eüustano iine Dichte von mehr als 0.65 g/ml und nach dt.n Einweichen für 30 Minuten In Wasser von 50" C einen Feu< itigkeilsgchalt bzw. eine Wasseraufnahme von weniger als 2g H₂CVg Feststoff.

Das Volumen wird 0.5- bis lOfach. für ein nicht expandiertes Produkt vorzugsweise 1.0- bis lOfach. insbesondere I- bis 5fach verringert. Das Volumen wird also auf ²/3 bis Vn reduziert.

Der Abstand zwischen der erhitzten Oberfläche, die normalerweise zylindrisch oder konisch Ist, und der rotierenden Schnecke wird im allgemeinen so eingestellt, daß eine Rückmischung des Proteinmaterials weitgehend ausgeschaltet und die gesamte Masse schnell erhitzt und in einer Richtung parallel zum Schneckenkanal gereckt und orientiert wird.

Die Druckeinwirkung ist notwendig, um das Proteinmaterial bis zu einem Punkt zu verdichten, an dem es im wesentlichen frei von Hohlräumen ist. und um schnelle Wärmeübertragung durch Leitung von der erhitzten Oberfläche auf das Proteinmaterial sicherzustellen. Der Druck wird beim Minimum gehalten, das notwendig ist, um die Verdichtung zu erzielen und das Material durch die Kammer mit verringertem Volumen zu pressen, da durch einen zu hohen Rückdruck die orientierte Proleinmasse auseinandergerissen und der Faserzustand des Proteins zerstört wird. Erfindungsgemäß werden die Düsen, die normalerweise verwendet werden, um einen für eine Expansion des Extrudats auf einen Bereich niedrigeren Drucks genügenden Rückdruck zu erzeugen, nicht verwendet, da bei einer expandierten Form die orientierte Masse auseinandergerissen würde. Die Fasernatur des Proteins wird wenigstens teilweise In einem Extruder ausgebildet und erfordert zur Ausbildung des Aussehens von Fasern nicht den großen Druckabfall an einer Düse, bei dem eine charakteristische Schwammigkeil entsteht, die for die bekannten Produkte, die in den US-Patentschriften 3480 442, 34 88 770 und 34 96 858 beschrieben werden, so typisch ist. Durch die Verengung der Kammer des Extruders wird ferner dem Durchfluß des Proteinmaterials ein Reibungswiderstand entgegengesetzt, der eine Reckung und Dehnung des Materials in StrangpreßrichUing verursacht. Wahrend der Ausbildung der Fasernatur des Proteins wird durch die Hitze, die von der erhitzten Oberfläche übertragen wird, da--Protein

ίο irreversibel zu einer Fasermasse fixiert. Der Druckabfall vom höchsten Druck, der in der durch die rotierende Schnecke und die Wand zusammengepreßten Masse bei dieser Ausführungsform erzeugt wird, auf Normaldruck muß auf ein Minimum herabgesetzt werden, um die Expansion oder Verpuffung auf eine Volumenzunahme von 20'V. oder weniger, vorzugsweise auf 10% oder weniger, insbesondere auf weniger als 5% zu begrenzen. Typisch ist ein Druckabfall von weniger als 7 kg/cm².
Nach dem Austritt aus der Kammer kann- das thermisch irreversible, dichte, faserige Proteinmaterial nach beliebigen üblichen bekannten Verfahren getrocknet, hydraiisiert oder weiter gekocht werden.

Das für die Zwecke der Erfindung verwendete Proteinmaterial muß mehrere entscheidend wichtige Eigenschäften aufweisen. Es muß einen Mindestgehalt an nicht denaturiertem Protein, d. h. an Protein haben, das weder wärmebehandelt noch in anderer Weise bis zu dem Punkt behandelt worden ist, an dem es nicht mehr koagulierbar ist. Das Protein muß ferner einen Teig bilden können, der zu einer Faserstruktur gereckt und ausgezogen oder gedehnt werden kann.

Der Proteinteig kann je nach seiner Konsistenz dem Extruder als zusammenhängende Masse zugeführt oder zur einfacheren Aufgabe in den Extruder zu gesonderten Teilchen zerkleinert werden.

Die für die Faserbildung erforderliche Konzentration ist verschieden in Abhängigkeit von der Qualität und Quelle des Proteins. Rohes Fleisch. Fisch und Pflanzenproteine können verwendet werden. Ais pflanzliche Protelnquellen eignen sich Sojabohnenmehl, ilrdnußmehl. Baumwollsaalmehl und andere pflanzliche Proteinmaterialien, die im allgemeinen als Nebenprodukte der Ölex-{raktion anfallen. Nicht entfettete protcinhahige Materialien können verwendet werden, jedoch werden kon/.entrierte Quellen des Proteinmaterials bevorzugt, um einen maximalen Proteingehall des Teigs zu erhalten. Das Muskelfleisch von Tieren. Fischfleisch, Sojabohnenisolal. Gluten. Albumin. Milchprodukte wie Milchpulver. Molke. Weizenmehl unJ andere Proteinquellcn sind ebenfalls geeignet. Billiges Fleisch. Geflügel oder Fisch, die für den direkten Verkaufen Verbraucher nicht geeignet sind. z. B. Geflügelpaste aus Legehennen, sind eine bevorzugte Quelle für tierisches Protein. Bevorzugt als Proteinquellen, die von Pflanzen gewonnen werden, wcrden Proleine wie Prolelnisolate, entfettetes Sojabohnenmehl und insbesondere Weizengluten.

Die proteinhaltigen Materialien werden zerkleinert (vorzugsweise werden Mehle dieser Materialien verwendet) und zu einem feuchten Teig angemengt, der einen Feuchtigkeitsgehall von 20 bis 65 ·-. Wasser hat. Mehle mit einer Teilchengröße von 177 μ oder weniger eignen sich besonders gut für die Bildung eines gleichmäßigen Ausgangsleigs Insbesondere für das nicht expandierte Produkt. Bei Verwendung von Fleischprodukt muß das Fleisch nach bekannten Trockenmeihoden teilweise dehydratlslert werden, oder es muß mit trockenem Pflanzenprotein oder anderen Materialien gemischt werden, um den Feuchtigkeitsgehalt auf den für die Verarbeitung

erforderlichen Wen zu verringern. Eine Wiirmebehundlung zur Trocknung des Fleisches oder des Fisches verursacht natürlich eine Denaturierung, so daß Fleisch vorzugsweise nur als zusätzliche oder ergänzende Proteinquelle mit trockenem Pflanzenprotein, das einen größeren Teil des Teigs ausmacht, verwendet wird.

Als von Pflanzen gewonnenes Protein wird Gluten bevorzugt. Im allgemeinen wird vorzugsweise Weizengluten in einer Mindestkonzentration in der Trockenmischung von etwa 20% bis zu einer maximalen Konzentration von etwa 75% verwendet. Die obere Grenze ist dadurch· gesetzt, daß Gemische, die eine größere Glutenmenge enthalten, nicht angemengt werden können, wahrend an der unteren Grenze der Konzentration nur eine geringe Faserbildung in Abwesenheit anderer durch Wärme koagulierbarer Proteine stattfindet. Es ist möglich, das Gluten nur in geringer Menge oder kein Gluten zu verwenden, vorausgesetzt, daß das Trockengewicht an faserbildendem, durch Wärme koagulierbarem Protein über 35% (Trockenbasis) des Teigs gehalten wird.

Ölsaatflocken werden beim Verfahren gemäß der Erfindung insbesondere for das dichte, nicht expandierte Produkt im allgemeinen nicht verwendet. Ölsaatflocken oder grobgemahlene Ölsaat können im endgültigen wärmebehandelten Produkt in ihrer ursprünglichen feinteiligen Form auftreten, so daß der Fasercharakter des Produkts beeinträchtigt wird. Bei Verwendung von Sojagrütze tritt diese in einem gewissen Maße wieder in Erscheinung, jedoch wird mit Sojagrütze ein annehmbares Produkt erhalten. Vorzugsweise werden jedoch Proleinmehle mit einer Teilchengröße von weniger als 177 μ verwendet. Ferner kann wasserlösliches Protein oder der Stickstofflöslichkeitsindex (SLI) des Proteins im Bereich von 25 bis 85 liegen, jedoch wird Protein, insbesondere Sojaprotein, mit einem SLI-Wert von 50 oder darüber, vorzugsweise von 60 bis 75 bevorzugt.

Den Proteinen können andere Materialien zugemischt werden. Beispielsweise können Kohlenhydrate wie Stärke. Füllstoffe, Farbstoffe, Fette und andere Geschmacks- und Aromastoffe dem Proteinmaterial zugesetzt werden. Weizenmehl erwies sich als äußerst vorteilhafter Zusatzstoff, da es eine gewisse Glutenmenge einführt, die für die Ausbildung von Fasern vorteilhaft ist. und sich während des Prozesses zur Erzeugung eines erwünschten Geschmacks und Gefüges im Produkt leicht kochen und verHeistern läßt. Durch entfettetes Sojabohnenmehl werden jedoch ebenfalls genügend Kohlenhydrate eingefühlt und ein besserer Proteinwert im Endprodukt erhalten.

Die proieinhaltig?n Materialien. Füllstoffe und sonstigen Zusatzstoffe werden mit Wasser zu einem Teig angemengt. Die Bestandteile sollten in einem schweren Mischer so gemischt werden, daß wenigstens einige Fasern sichtbar sind, wenn der Teig gezogen wird. Der Teig kann c'.ie einzige zusammenhängende Masse, wie sie bei der Herstellung von Backwaren gebildet wird, oder eine felnteilige oder krümelige Masse sein, wie sie bei der Herstellung von Teigwaren oder Nudeln gebildet wird. Der Feuchtigkeitsgehalt des Teigs kann zwischen 20 und 65 Gew.-¹V liegen, wird jedoch vorzugsweise bei Teig, der einen größeren Anteil an Pflanzenprotein enthält, bei etwa 25 bis 49 Gew.-% gehalten.

Es ist wichtig, das Material mit genügend Wasser anzumengen, um das Wasser möglichst gleichmäßig im proteinhaltigen Material zu verteilen.

Bei einer genauen Betrachtung und Prüfung des Gemenges kann irr Teig ein Fasergehalt sichtbar werden, der ein deutliches Anzeichen dafür ist. daß der jeweilige Teig insbesondere beim nicht expandierten Produkt Fasern Im Extruder zu bilden vermag. Die Mischzeit, die nutwendig Ist, um den faserigen Teig zu bilden, ist nicht entscheidend wichtig, vorausgesetzt, daß allgemein Fusern vorhanden sind, wenn der Teig gereckt wird.

Die Fasern werden weiter ausgebildet um! fixiert, indem der feuchte faserige protefnhaltige Teig in einer Kammer, die ein geringer werdendes Volumen aufweist und aus einer erhitzten Außenwand und einer rotierenden Schnecke besteht, so zusammengepreßt wird, daß der durch die Volumenverkleinerung ausgeübte Druck beim Erreichen des Austritts der Kammer den Teig verdichtet hat, aber beim Austritt aus der Kammer keine wesentliche Expansion erzeugt und vorzugsweise am Austritt um nicht mehr als 14 atü entspannt wird. Durch die Druckeinwirkung entsteht aus dem Teig eine dichte, einheitliche, zusammenhängende Masse, die sich der zwischen der Schnecke und der Wand gebildeten Kammer anschmiegt. Das Zusammenpressen beseitigt Hohlräum.:, treibt die Luft aus und bildet eine dichte proseinhaltige Masse. Gleichzeitig err; glicht das Anpressen an die beheizte Außenwand eine schnelle Wärmeübertragung in die Masse, wodurch diese plastifiziert wird, während sie zum Austritt des Extruders gepreßt wird.

Durch die ständige Drehung der Schnecke, den Widerst .nd der beheizten Wand und die Verkleinerung des Volumens wird die plastische Masse gereckt und gedehnt, wodurch ein Fasergefüge ausgebildet wird, das gewöhnlich in Richtung des Kanals der Schnecke ausgerichtet ist. Gleichzeitig werden ciie Fasern bis zu dem Punkt erhitzt, an dem eine thermisch irreversible proteinhaltige Masse gebildet wird. Die Fasern werden auf diese Weise gleichzeitig gereckt und in Schichten oder Ebenen senkrecht zu der beheizten Oberfläche orientiert Die heißfixierten Fasern werden dann vorzugsweise ohne Verpuffung aus dem Extruder ausgepreßt, so daß sie die im Extruder ausgebildete dichte fleischartige Struktur bewahren. Die Bildung der Fasern erfolgt zweckmäßig durch Einführung eines vorgemischien Teigs in eine Extruder des normalerweise in der Kunststoffindustrie verwendeten Typs mit minimalem Abstand zwischen dem Umfang der Schnecke und der beheizten Wand und vorzugsweise mit minimalem Abstand zwischen dem Fuß des Kanals, der durch die Gänge der Schnecke und die beheizte Wand gebildet wird. Durch diese Konstruktion wird ein maximales Verhältnis von Wärmeübertragungsfläche zum Volumen der behandelten Proteinmasse erzielt. Der Extruder sollte so ausgebildet sein, daß sich durch die Vergrößerung des Schneckenkörpervolumens von der Beschickung bis zum Austritt aus dem Schneckcnkanal eine 0.5- bis lOfachc, vorzugsweise eine 0.5- bis 5fache Volumenverminderung ergibt, die bei einem stärker expandierten Produkt wenigstens 1 beträgt.

Die Wand wird normalerweise auf eine Temperatur von wenigstens 121" C. vorzugsweise auf eine Durchschnittstemptratur von 138⁰C oder noher erhnzt. Vorzugsweise wird mit mehreren Heizzonen gearbeitet, um eine geeignete Temperaturregelung innerhalb des gesamten Zylinders des Extruders zu ermöglichen. Beispielsweise kann die erste Zone an der Eintrittsseite des Extruders auf wenigstens 121" C erhitzt werden, wobei eine oder mehrere Zonen, die dichter am Ausbin liegen, auf eine Temperatur von 138⁰C oder höher erhitzt werden können Durch die beheizte Oberfläche werden die im

^fi5 Ti,¹,: enthaltcr^n Kohlenhydrate gekocht, und die Temperatur des Teigs wird bis zu einem Punkt erhöht, an dem das Protein koaguliert. Gleich/eilig wird durch die relativ zur beheizten Wand rotierende Schnecke ein

Ri'ikel'feki hervorgebracht, durch den das Material im Schncckcnkanal wilhrcnd der Ko.'gulierung des Proteins ausgerichtet wird. Zur Herstellung eines dichteren Produkts werden die rotierende Schnecke und die beheizte Wand genauso aufeinander ausgerichtet und abgestimmt, daß der Schlupf oder die Rückmischung während des Reckens und während der Koagulierung der Fasern begrenzt werden.

Die Mindestgeschwindigkeit der Schnecke hangt von der Geschwindigkeit ab, die für einen gegebenen Extruder notwendig Ist. um Verkohlung oder Bräunung des protelnhaltigen Materials während der Behandlung zu verhindern. Die genauen Arbeitsbedingungen sind nicht entscheidend wichtig, vorausgesetzt, daß die Volumenverminderung genügt, um einwandfreies Zusammenpressen zu einer dichten Masse. Recken und Koagulierung des Proteins sicherzustellen. Gegebenenfalls kann die Schnecke des Extruders beheizt werden, um die Obcrflä-

Material dargeboten wird, weiter zu vergrößern. Sie kann lerner so konstruier; werden, daß eine erste Mischsiule vorhanden ist. in der die Temperatur der proteinhalligen Masse bis auf einen Punkt höher wird, an dem die Koagulierung eingeleitet wirci. worauf die Schnecke so ausgebildet ist. daß das Volumen vermindert und das Protein während der Koagulierung zusammengepreßt, gedehnt und orientiert wird. Die erste Mischsiule kann auch dazu dienen, die Bestandteile zu mischen und den faserigen Teig zu bilden. Beispielsweise können große Materialmengen zunächst in tiefen Gängen In einer Schnecke gemischt werden, und nach der Bildung des Teigs und nach dem Erreichen der Koagulierungstcmperatur kann das Volumen des Schneckenkanals so \ ο mindert werden, daß ein maximales Verhältnis von beheizter Oberfläche zur Masse während de." Reckung. Dehnung und Koagulierung des Proteins erhaller, wird.

Ein nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestelltes expandiertes dichtes Produkt ist wesentlich weniger verpufft und weniger schwammig als im Handel erhältliches texturiertes Pflanzenprotein.

Handelsübliche texturierte Pflanzenproteine haben eine absolu'.e Dichte von 0.22 bis 0.64 g/cm¹ und einen Feuchtigkeitsgehalt von mehr als 2.0 g H,O/g des texturierten Pflanzenproteins.

Es hat sich gezeigt, daß die Verminderung des Volumens innerhalb des Extruders einen wesentlichen Einfluß auf die Art der gebildeten Fasern hat. Mit kleiner werdendem Volumen im Kanal werden längere, zähere und festere Fasern gebildet. Beim Strangpressen eines gegebenen Gemenges, wie es bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuch verwendet wurde, wird durch eine Verminderung des Volumens im Verhältnis von 2:1 ein faseriger, fleischiger und fleischartiger Streifen erhalten, der mehr Gewebeschichten aufweist, während durch eine Volumenverminderung von 5 : 1 ein Material mit weniger Schichten, aber mit längeren Fasern erhalten wird.

Der Gesamtfeuchtigkeitsgehalt des in den Extruder eingeführten Teigs kann zwischen etwa 20 und 65% Wasser iiegen. Höhere Feuchtigkeitsgehalte von gewöhnlich etwa 45% sind vorteilhaft für die Ausbildung eines fischartigen Gefüges mit verhältnismäßig kurzen, nicht ausgerichteten Fasern. Es wird angenommen, daß durch den hohen Feuchtigkeitsgehalt eine stärkere Vermischung der plastischen Masse während der Koagulierung möglich ist und der Proteingehalt des Teigs so verringert wird, daß der Grad des Reckens und der Ausrichtung der Fasern während der Koagulierung vermindert wird. Ein gules Gclüge von Meerestieren wird erhalten, wenn ein Teig verwendet wird, der etwa 20 bis 45t. Weizenglulen und etwa .18 bis 40'\, Wasser enthält und bei einer Temperatur von etwa 135 bis 16.1" C bei einer Volumenver-" > minderung von 2 : I während der Koagulierung verarbeitet wird. Die Faserlänge wird durch Verwendung höherer Mengen Weizengluten und Anwendung höherer Temperaturen innerhalb des vorstehend genannten Bereichs ohne Orientierung der Fasern vergrößert.
■ <> Zur Herstellung eines dichteren Produkts aus ausgerichteten Protelnfasern wird ein Teig, der 45 bis 70% Weizengluten (TrocV <Mibasis) und 25 bis .18",, Wasser enthalt, bei Temperaturen von 1.15 bis 199" ('mit ungefähr I- his 5 Iac her .Schneckenvolumcn\crmindcrung verarbei-• tet. Durch Verringerung der Volumenverminderung der Schnecke innerhalb des vorstehend genannten Bereichs wird ein fleischiges, orientiertes Fascrproduki erhallen, während durch Erhöhung der \ olumenverminderung ein Pr.IiInLi :iiK hinupn^ fi*sli*n l-.ist'rn i'^hiidi?! wird. Diese

-" orientierten Strukturen eignen sich am besten für die Simulierung von natürlichem Muskelfleisch. Das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hergestellte dichte Produkt ist im wesentlichen unverpulft (Volumenzunahme beim Austritt aus dem Eviruder weniger als 10·,,.

-' vorzugsweise weniger als 5", I. wobei jedoch .in der Oberfläche und Im Innern Blasen vorhanden sein können, die. so wird .ingenommen, durch Verdampfung vnn Wasser gebildet · :rden. Messungen der ab-,Outen Dichte· durch Wiegen von texturierten! Protein. Einarbeiten theses Pro-

^;: teins in 250 ml gereinigten Sand und Messen der Verdrängung des Sandes haben ergeben, daß im Handel erhältliches lexturierles !'flanzenpr-jtcin eine Dichte von 0.5 g/cm¹ hat. während die erfindungsgemäß auf die in den Beispielen I und 8 beschrieben,: Weise hergestellten

^!p Produkte eine Dichte von 0.8 b;w. 0.6 g/cm¹ haben

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert Bei allen Versuchen, die in den Beispielen 1 bis 11 besehrieben werden, arbeitelen die Extruder ohne Düse oder Torpedo, um Verpuffung und Auseinanderrei-

'" ßen des Produkts zu verhindern.

Beispiel I

f>0 Weizengluten. 25".. Sojagrütze. 12.6-., Weizen-^J' mehl. 0.4·. Ammoniumcarbonat und 2 Kochsalz wurden trocken gemischt. Dem Gemisch wurde eine Wassermenge, die 30'\, des Gewichts des Endgemisches entsprach, zugesetzt. Das Gesamtgemisch wurde in einem Mischer 20 Minuten durchgemengt. Das Gemisch wurde dann zwangsweise in einen 19-mni-Laboratoriumsextruder eingeführt, dessen Schnecke ein Länge/Durch.,lesser-Verhältnis von 25: 1 hatte. Der Düsenabschnitt und der Torpedo wurden entfernt, um einen Druckabfall zu verhindern, durch den eine Volumenänderung eintreten " oder das endgültige Produkt aus ausgerichteten Fasern auseinandergerissen würde. Der Zylinder des Extruders bestand aus drei Heizzonen mit Zylindertemperaturen von 118° C. 154³C bzw. 166⁰C vom Eintritt zum Austritt. Die Drehzahl der 2 : 1-Schnecke, die eine Volumenverminderung von 2:1 (lfach) im Extruder ergibt, betrug 40 UpM. Der bei 13° C in den Extruder eintretende Teig blieb etwa 55 Sekunden darin und trat bei 124° C aus (29 g/Minute bei \1% Feuchtigkeit). Das austretende Produkt bestand aus einem langen, ununterbrochenen, im wesentlichen unverpufften Band mit faserigem ausgerichtetem Gefüge. Nach Hydratisierung in kochendem Wasser glich das Produkt Streifen von Geflügel-, Schweine- oder Kalbfleisch.

Beispiel 2

Der in Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch kein Ammoniumcarbonat Im Gemisch verwendet wurde. Das erhaltene Produkt war nach der erneuten Hydratisierung faserig und fleischartig.

Beispiel 3

Ein Gemisch, das 20% Wcizengluien. 65% Sojagrütze. 12.6",, Weizenmehl und 2,4% Salz (sämtlich auf Trockenbasis) enthielt, wurde mit Wasser zu einem fei;: mit 3Ov Feuchtigkeit angemengt und auf die in Beispiel I beschriebene Weise verarbeitet \^:.\n zusammenhängende* l'roduktstreil'en wurde erhalten, der nach der Hydralisierung sichtbare lleischartige Fasern aufwies.

Beispiel 4

Eine Trockenmischung wurde aus 60% Sojahohncnisnlat. 2>< Soi.igrüize und 15 Weizenmehl hergestellt. Das Gemisch wurde mit Wasser zu einem Teig mit 35"» Feuchtigkeitsgehalt angemengt, der 20 Minuten in einem I'tleidcrer-Mischer durchgemischt wurde. Der Teig wurde mit dem in Beispiel I beschriebenen Extruder ?■> unter Verwendung einer 5: I-Schnecke, die sich mit 70 UpM drehte, stranggepreßl. Der Teig wurde dem Extruder hei 21" C" zugeführt. Die Heizzonen des Extruders wurden auf 14.1" C. 149' C und 154" C vom Eintritt zum Austritt eingestellt. Ein zusammenhängender Mate- i" ria'-.treifen wurde bei einem Druck am Austritt des Extruders von weniger als 10.5 kg/cm· gebildet. Nach erneuter Hydratisierung wurde ein faseriges Produkt erhalten, das der Haut \on Hühnerfleisch glich.

Beispiel 5

In einem Kneter wurde ein Teig aus }3^l\, Hühnerfleisch-Feststoffen von alten Legehennen. 50"., Weizengluten. 11".. Sojagrütze und 6% Weizenmehl hergestellt. Das Hühnerfleisch ist in gefrorener Form im Handel erhältlich und enthält 67"» Feuchtigkeit, die mit den anderen trockenen Bestandteilen genügt, um einen endgültigen Teig mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 40% zu bilden. Das gefrorene Hühnerfleisch wurde zu kleinen Stücken zerkleinert, in einen Mischer gegeben um! mit den trockenen Bestandteilen 25 Minuten durchgemengt. Der erhaltene Teig wurde mit einer 2: 1-Schnecke bei 70 UpM stranggepreßl. Eine gleichmäßige Temperatur von 149" C wurde in den Zonen aufrechterhalten. Ein zusammenhängender, gleichmäßiger Matcrialstreifen wurde erhalten, der gleichmäßig gekocht und stark faserig war und nach erneuter Hydratisierung einem Hühnerfleisch glich.

Beispiel 6

Eine 33% Feststoffe enthaltende Aufschlämmung von gefrorenem Hühnerfleisch wurde in einem Laboratoriumstrockner 6 Stunden auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 39% gefriergetrocknet. Das gefriergetrocknete Hühnerfleisch wurde dann in der Γη Beispiel 1 beschriebenen Strangpresse mit einer 2: 1-Schnecke bei 80 bis 100 UpM stranggepreßt. Das Produkt wurde während des Strangpressens in die Strangpresse zurückgeführt, um die Temperatur zu steigern, bis ein Streifen von stark faseriger Beschaffenheit, aber mit einer durch die Rückführung bedingten geringen Faserorientierung erhalten wurde.

55

Beispiel 7

Fine aus Legehennen hergestellte Aufschlämmung von gemahlenem Hühnerfleisch wurde mit Weizenmehl zu einer Masse geknetet, die. auf Trockenbasis, 54",, Weizenmehl und 46% Hühnerlleischfcststoffe enthielt und einen Feuchtigkeitsgehalt von 45",. hatte. Das Gemisch wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise mit einem 19-mm-Extruder stranggepreßl. Die 2:1-Schnecke drehte sich mil 90 LIpM. Das Temperalurprofil des Zylinders wurde bei 143" C gehalten. Ein flclscharliges Produkt mit teilweise orientierten Fasern wurde erhalten.

Beispiel 8

Zu 67 Teilen entfettetem Sojabohnenmehl in einem Pllcidcrer-Knclcr wurden 33 Teile Wasser gegeben. Die Bestandteile wurden H) Minuten gemischt, wobei ein !einteiliger Teig von laseriger Beschaffenheit erhalten wurde. Der Teig wurde zwangsweise dem in Heispiel I beschriebenen Extruder zugeführt. Fr wurde mit einer 4 : I-Schnecke, die sich mil 60 UpM drehte, durch den Extruder gegeben. Die Temperatur des Zylinders der Strangpresse wurde am Fintritt be! 149" C und am Austritt bei 163" C gehalten. Der austretende Strang war von faseriger Beschaffenheit. Nach Hydratisierung hatte das Fxirudat das Aussehen von Kalbfleisch.

Beispiel 9

Ein ähnliches Gemisch wie in Beispiel 1 wurde hergestellt. Zum trockenen Gemisch wurde Wasser in einer Menge von 45"» des Gewichts des erhaltenen Gemisches gegeben. Das trockene Gemisch und das Wasser wurden 20 Minuten in einem Pfleiderer-Kneter durchgemengt. Der erhaltene faserige Teig wurde auf die in Beispiel I beschriebene Weise unter Verwendung einer 2:1-Schnecke. die sich mit 50 UpM drehte, .stranggepreßl. Der bei 21° C aufgegebene Teig durchlief den auf 149" C erhitzten Extruder und trat als endloser, zusammenhängender Streifen aus. der ein Gefüge aus verfilzten, nicht ausgerichteten Fasern mit dem Aussehen von Krabbenfleisch hatte.

Beispiel 10

Getrocknetes Fleischmehl (Schlachthofabfälle) in einer Menge von 40% wurde mit 45'*, Weizenglutcn. 15% entfettetem Sojabohnenmehl und Wasser in einer solchen Menge gemischt, daß der fertige Teig einen Feuchtigkeitsgehalt von 30% halte. Dieser Teig wurde auf die in Beispiel I beschriebene Weise unter Verwendung einer 2 : 1-Schnecke bei 60 UpM und einem Temperaturprofil des Zylinders des Extruders von 138" C verarbeitet. Das Endprodukt war nach der Hydratisierung orientiert, faserig und dicht und glich einer weit besseren Fleischportion (Schmorbraten). Diese GefOgeverbesserung von billigem Fleischmehl ergibt eine verbesserte Form für die Verwendung in Tierfutter (ζ. B. Hunde- und Katzenfutter).

Beispiel 11

Das Gemisch der in Beispiel 1 genannten Zusammensetzung wurde zu einem Teig verarbeitet, der 35% H₂O als solches enthielt. Der Teig (der faserig wurde, wenn er ausgezogen wurde) wurde eingefroren und zur Vereinfachung der Zuführung zu einem Extruder in einer Fitzpatrick-Mühle zu kleinen Stücken zerkleinert. Eine Schnecke, die einen Durchmesser von 63,5 mm und ein Länge/Durchmesser-Verhältnis von 24 : 1 hatte und sich

mit 22 UpM drehte, wurde verwendet. Die Volurncnverminderung in den mittleren Gitngen der Schnecke betrug 4:1. Die Schnecke wies vier Eintritlsgänge mit konstantem Volumen, IO Gänge Tür eine Volumenvermlndcrung von 4 : I und 10 Austrittsgange mit konstantem Volumen auf. Die Kanaltiefe betrug I 2,2 mm für die Eintrittsgänge und 3,05 mm für die Austritlsgänge. Der Zylinder des Extruders wi -de am Eintritt bei 160" C gehalten. Die übrigen Zonen wurden aui 177" C, 168° C bzw. I 71" C erhitzt. Die gefrorene Masse wurde in einer Menge von etwa 68 kg/Stunde verarbeitet und ergab ein im wesentlichen unvcrpuffles. zusammenhängendes, stark orientiertes l'iisuNgcs Produkt, das den gemäß den Beispielen I und 2 hergestellten Produkten genau glich. Die tatsächliche Dicke des Streifens wurde mit 3.175 mm gemessen, während sie theoretisch auf Basis der Tiefe der Austrittsgange 3,05 mm betrug. Dies stellt eine Volumenzunahme um weniger als 5".. dar

Vcrgleichsbeispiel

Eine Masse der gleichen Zusammensetzung wird in einem üblichen Extruder mit einer mehrteiligen Schnecke mit kurzem Kopf und l.insatzdüse mit zwei Löchern stranggeprelJt. Die mehrteilige Schnecke besteht aus drei Schneckeniibschnitten a) b) und c), die durch zwei üampfsperren getrennt sind und wobei der Schnekkenabschnitt a) kegelig zulaufend ausgebildet ist. Der

to kegelig zulaufende Schncckenabschnitt wurde modifiziert, indem Schlitze in den etwa 10.2 cm zurückliegenden Ciang geschnitten wurden \K Produkt wurde ein typisch aussehendes verpulltes tevturiertes l'llanzenprolein erhalten, das eine Dichte von 0.18 his 0,55 g/ml halte und nach Hydratisierung 2.? bis .Vg ll_;()/g Feststoffe enthielt Diese Produkte waren schwammig und enthielten Abschnitte mit Fasersiriiktur. die zur StungpreUrichtung regellos orientiert war

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von flelscharttgen Faserprodukten, wobei man ein Gemisch von heiß fixiertm- ren oder koagulierbaren proteinhalMgen Materialien zu einem feinteiligen Teig mit 20 bis 65% Wasser formt, den Teig unter Zuhilfenahme einer Schnecke unter 0,5- bis lOfacher Volumenverminderung zusammenpreßt, gegen eine erhitzte Oberfläche preßt und bei anschließender Druckentspannung unter 35 kg/cm² in eine faserige Beschaffenheit überführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenverrtngerung des Teiges ausschließlich durch Vergrößerung des Schneckenkörpervolumens erfolgt.