CH719584A2 - Verfahren zur Herstellung von texturierten Proteinstücken mit hohem Feuchtigkeitsgehalt unter Verwendung von Brotabfällen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von texturierten Proteinstücken, umfassend die Schritte des Bereitstellens einer Mischung, die Brot, wobei das Brot vorzugsweise Brotabfall aus der Bäckereiindustrie ist, eine Proteinquelle, vorzugsweise ein Pflanzenprotein enthaltendes Material, und Wasser umfasst, und des Extrudierens der Mischung, um texturierte Proteinstücke mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 30 Gew.-%, vorzugsweise 30-90 Gew.-%, noch bevorzugter 40-70 Gew.-%, besonders bevorzugt 50-60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Produkts, zu erhalten. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf texturierte Proteinstücke, die durch das Verfahren erhältlich sind, und auf ein Lebensmittelprodukt, das aus den texturierten Proteinstücken erhältlich ist.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von texturierten Proteinstücken mit hohem Feuchtigkeitsgehalt unter Verwendung von Brotabfällen und zur Herstellung von texturierten Proteinstücken und Lebensmitteln, die aus diesen texturierten Proteinstücken erhältlich sind.

[0002] Die Verschwendung von Lebensmitteln ist angesichts der steigenden Bevölkerungszahl ein zunehmendes Problem. Lebensmittel wie Backwaren, die frisch zur Verfügung gestellt werden müssen, können nicht exakt nach dem tatsächlichen Bedarf hergestellt werden, so dass ein gewisser Anteil der produzierten Backwaren nach einer gewissen Zeit als Abfall entsorgt werden muss. Altbrot kann bis zu einem gewissen Grad als Paniermehl verwendet werden, wird aber meist als Abfall entsorgt oder als minderwertiges Tierfutter verwendet. Diese Lösungen sind jedoch ineffizient und verursachen Treibhausgasemissionen.

[0003] Bei der Herstellung von Lebensmitteln hat die Verwendung von proteinhaltigen Materialien, vorzugsweise aus pflanzlichen Quellen, zunehmend an Bedeutung gewonnen. In der Regel werden die Rohstoffe (z. B. Sojabohnen, gelbe Erbsen usw.) behandelt, um die Proteine zu extrahieren und zu reinigen.

[0004] Innovative Lebensmittel wie Produkte, welche die Eigenschaften von Fleisch, Geflügel, Fisch, Meeresfrüchten und daraus hergestellten Produkten imitieren und auf pflanzlichen Proteinen basieren, werden im Rahmen des Nachhaltigkeitstrends immer wichtiger. Eine grosse Herausforderung für die Akzeptanz solcher Produkte besteht darin, ihre Textur, ihre Nährwertqualität, ihre Farbe und ihre organoleptischen Eigenschaften (Biss) so weit wie möglich an die entsprechenden Eigenschaften von beispielsweise echtem Fleisch oder Fischprodukten anzupassen. Auf dem Markt erhältliche Produkte, die mit bekannten Methoden hergestellt werden, unterscheiden sich jedoch in ihrer Textur, ihrer Nährwertqualität, ihrer Farbe und ihrem Biss deutlich von Originalprodukten wie echtem Fleisch. Dies gilt für die Faserigkeit ebenso wie für die Zartheit oder Saftigkeit. Im Allgemeinen steht jedes innovative Lebensmittelprodukt vor den gleichen Herausforderungen in Bezug auf Textur, Nährwert, Farbe und Biss, um die Akzeptanz der Verbraucher zu gewährleisten.

[0005] Es besteht daher ein Bedarf an verbesserten innovativen Lebensmitteln, die insbesondere eine verbesserte Textur aufweisen.

[0006] Dieses Problem wird durch die vorliegende Erfindung gelöst.

[0007] Im Einzelnen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung texturierter Proteinstücke, das die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellung einer Mischung, die Brot, eine Proteinquelle, vorzugsweise ein pflanzliches proteinhaltiges Material, und Wasser enthält, b) Extrudieren dieser Mischung, um texturierte Proteinstücke zu erhalten, wobei die texturierten Proteinstücke einen hohen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 30 Gew.-%, vorzugsweise 30-90 Gew.-%, noch bevorzugter 40-70 Gew.-%, besonders bevorzugt 50-60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der texturierten Proteinstücke, aufweisen.

[0008] Gemäss der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, dass Brotabfälle für die Herstellung innovativer Lebensmittelprodukte verwendet werden können, wie z. B. Produkte, welche die Eigenschaften von Fleisch, Geflügel, Fisch, Meeresfrüchten und davon abgeleiteten Produkten imitieren und auf pflanzlichen Proteinen beruhen. Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass beim Extrudieren von Brotabfällen mit einer Proteinquelle, vorzugsweise einem pflanzlichen proteinhaltigen Material, das so erhaltene texturierte Produkt mit anderen vegetarischen Zutaten gemischt werden kann, um beispielsweise vegetarische Lebensmittel wie veganes Hack oder Burger-Patties herzustellen.

[0009] Durch die Aufwertung von Altbrot zu einer wertschöpfenden Zutat für innovative Lebensmittelprodukte kann gemäss der vorliegenden Erfindung die Menge des zu entsorgenden Altbrots und damit der Kohlenstoff-Fussabdruck reduziert werden, und es kann verhindert werden, dass Protein- und Stärkebestandteile des Altbrots verschwendet oder als minderwertiges Tierfutter verwendet werden.

[0010] Die texturierten Produkte, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten werden können, haben eine angenehme Textur und einen angenehmen Geschmack und eignen sich daher sehr gut für die Herstellung innovativer Lebensmittelprodukte. Insbesondere haben die texturierten Produkte, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten werden können, eine hellbraune Farbe, fleischähnliche Textur und einen angenehmen Geschmack.

[0011] Bei dem gemäss der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Brot handelt es sich vorzugsweise um Abfallbrot, insbesondere um Abfallbrot aus der Bäckereiindustrie. Wie oben beschrieben, ist die Bäckereiindustrie verpflichtet, ständig frische Produkte für die Kunden zu produzieren, und es ist logistisch sehr schwierig, genau die Menge an Backwaren zu produzieren, die tatsächlich benötigt wird. Da Bäckereiprodukte, insbesondere Broterzeugnisse, schnell altern und dann für die Kunden nicht mehr akzeptabel sind, fällt eine Menge Brotabfall an.

[0012] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Upcycling von Altbrot durchgeführt. Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass Altbrot nicht nur als Zutat in innovativen Lebensmitteln verwendet werden kann, sondern dass es solchen Lebensmitteln auch günstige Eigenschaften verleiht. Abgesehen von den positiven Auswirkungen auf die Umwelt, die sich aus dem Upcycling eines Abfallstroms aus der Lebensmittelindustrie ergeben, ist Altbrot reich an Proteinen und verleiht den gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellten Produkten somit einen erheblichen Nährwert.

[0013] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können alle Arten von Brotabfällen verwendet werden, einschliesslich Brotstücke, Brotkrusten und Brotlaibe.

[0014] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Brot, vorzugsweise das Abfallbrot, vor der Einführung in den Extrusionsschritt des Verfahrens der vorliegenden Erfindung vorverarbeitet. Die Vorverarbeitung ist vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus Schneiden, Mahlen, Trocknen und Kombinationen davon ausgewählt.

[0015] Gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Brot, vorzugsweise Abfallbrot, auf eine Grösse zerkleinert, die für die Einführung in einen Extruder und die Verarbeitung in diesem Extruder geeignet ist. Zur Zerkleinerung von Brot kann jedes herkömmliche Verfahren verwendet werden. Zu nennen ist beispielsweise das Zerschneiden von Brot mit einem Messer oder das Zerkleinern von Brot mit einem Mahlwerk. Solche Vorrichtungen sind bekannt. Zu nennen sind beispielsweise Schneidapparate mit Messern, die in einem Gehäuse untergebracht sind.

[0016] Erfindungsgemäss bevorzugt wird das Brot vor Einführung in den Extrusionsschritt auf eine Partikelgrösse d90 von weniger als 450 µm zerkleinert. Dies kann durch herkömmliche Mahlverfahren erreicht werden. Der d90-Wert definiert, dass 90% aller Teilchen des Materials (hier Brot) eine Partikelgrösse unterhalb des angegebenen Werts haben. Vorliegend sollen also 90% aller Brotstücke eine Partikelgrösse von weniger als 450 µm aufweisen.

[0017] Die Analyse der Partikelgrößenverteilung ist ein etabliertes Verfahren. Hierfür können verschieden Verfahren eingesetzt werden, beispielsweise Siebanalyse, Laserbeugung, dynamische Bildanalyse oder dynamische Lichtstreuung. Erfindungsgemäss bevorzugt wird eine Analyse mit Laserbeugung durchgeführt, bei welcher Partikelgrößenverteilungen durch Messung der Winkelabhängigkeit der Intensität von gestreutem Licht eines Laserstrahls, der eine dispergierte Partikelprobe durchdringt, ermittelt werden. Grosse Partikel streuen Licht mit kleinen Winkeln relativ zum Laserstrahl, während kleine Partikel zu großen Streuwinkeln führen. Die Daten der winkelabhängigen Streulichtintensität werden analysier und sind die Basis zur Berechnung der Größe der Partikel, die für das Beugungsmuster verantwortlich sind.

[0018] Besonders bevorzugt erfolgt die Analyse mit einem Retsch Horiba LA 950 V2 Laser Diffraction Particle Size Distribution Analyzer unter Verwendung der Fraunhofer-Näherung (vgl. Partikelwelt 20 (September 2019, 6-8).

[0019] Gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Brot, vorzugsweise das Abfallbrot, getrocknet, bevor es in einen Extruder eingeführt und in diesem verarbeitet wird.

[0020] Altbrot hat typischerweise einen Wassergehalt im Bereich von 30 bis 45 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Brotes. Im Trocknungsschritt wird die Wassermenge im Altbrot vorzugsweise auf 5-20 Gew.-%, vorzugsweise 10-15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Brotes, reduziert. Für die Trocknung von Brot kann jedes herkömmliche Verfahren verwendet werden. Beispielsweise kann die Erhitzung in einem Ofen erwähnt werden.

[0021] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Brot, vorzugsweise das Abfallbrot, zunächst zerkleinert und dann getrocknet, wie oben beschrieben.

[0022] Gemäss der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff „Proteinquelle“ auf jede natürlich vorkommende Proteinquelle, insbesondere auf Organismen oder Teile davon, die mindestens ein Protein umfassen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Protein auf der Basis von Hülsenfrüchten, Protein auf der Basis von Getreide, Mikroalgen, einer fermentierten Biomasse umfassend ein Protein auf der Basis von Algen, ein Mykoprotein oder eine durch Präzisionsfermentation hergestellte Zutat, Protein auf der Basis von Samen und/oder Nüssen oder Kombinationen davon, zum Beispiel Pflanzenproteine ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quinoa-Protein, Buchweizen-Protein, Hirse-Protein, Hafer-Protein, Reis-Protein, Hanf-Protein, Erdnuss-Protein, Mandel-Protein, Cashew-Protein, Kokosnuss-Protein, Linsen-Protein, Wasserlinsen-Protein, Sojaprotein, Ackerbohnenprotein, Erbsenprotein, Kichererbsenprotein, Lupinenprotein, Rapsprotein, Sonnenblumenprotein, Kürbiskernprotein, Chiasamenprotein, Wassermelonensamenprotein, Leinsamenprotein, Kartoffelprotein, Mikroalgenprotein und Kombinationen davon. Bevorzugte Proteinquellen sind Pflanzenproteine, insbesondere Erbsenprotein, Sojaprotein, Weizengluten, Gerstenprotein und Kombinationen davon.

[0023] Diese Proteinquelle wird auf herkömmliche Weise verarbeitet. Typischerweise wird ein Teil des jeweiligen Organismus, z. B. ein ganzer Samen, je nach Bedarf gereinigt, getrocknet, geknackt und/oder geschält.

[0024] Bei der Verarbeitung von Ölsaaten kann das so gewonnene geschälte Saatgut einer Abtrennung von Bestandteilen wie Pflanzenöl, z. B. einer Lipidabtrennung durch Pressen oder einer Lösungsmittelextraktion, und einer Zerkleinerung des so gereinigten Materials, z. B. durch einen Mahlvorgang, unterzogen werden.

[0025] Im Falle der Verarbeitung von Hülsenfrüchten kann lediglich ein Schritt der Zerkleinerung des so gereinigten Materials, beispielsweise durch einen Mahlschritt, erforderlich sein.

[0026] Das so gewonnene Proteinmaterial kann zu einem Proteinkonzentrat oder einem Proteinisolat, vorzugsweise einem Pflanzenproteinisolat oder einem Pflanzenproteinkonzentrat, verarbeitet werden.

[0027] Proteinisolate sind mit Proteinen angereicherte Fraktionen, die einen Proteingehalt von 80 oder mehr Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Isolats, aufweisen. Proteinisolate können aus dem wie oben beschriebenen verarbeiteten Material durch einen Proteinextraktionsschritt wie Säure- oder Alkalifällung, Membranfiltration, Zentrifugation und Konzentration wie Dekantierung gewonnen werden.

[0028] Proteinkonzentrate sind proteinangereicherte Fraktionen, deren Proteingehalt nicht so hoch ist wie der von Isolaten. In einem Pflanzenproteinkonzentrat liegt der Proteingehalt typischerweise im Bereich von 50-70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Konzentrats.

[0029] Gemäss der vorliegenden Erfindung werden das Brot, vorzugsweise Altbrot, und die Proteinquelle, vorzugsweise ein pflanzliches proteinhaltiges Material, mit Wasser vermischt, und die resultierende Mischung wird in einen Extruder gegeben.

[0030] Das Mischen kann mit jeder herkömmlichen Mischvorrichtung erfolgen, z. B. einem Gefäss mit Rührwerk.

[0031] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden alle drei Zutaten in einem Schritt miteinander vermischt. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden in einem ersten Schritt das Brot, vorzugsweise Altbrot, und die Proteinquelle, vorzugsweise ein pflanzliches proteinhaltiges Material, miteinander vermischt, und in einem zweiten Schritt wird Wasser hinzugefügt.

[0032] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die resultierende Mischung Brot, vorzugsweise Altbrot, in einer Trockenmenge von 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt 9 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung.

[0033] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die resultierende Mischung die Proteinquelle, vorzugsweise ein pflanzliches proteinhaltiges Material, in einer Trockenmenge von 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.- %, noch bevorzugter 25 bis 45 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung.

[0034] Andere Nebenbestandteile, z. B. Stärke, Aromen, Farbstoffe, können ebenfalls in diesem Stadium zugegeben werden. Vorzugsweise werden solche Nebenbestandteile in einer Trockenmenge im Bereich von 0,1-10 Gew.-%, vorzugsweise 1-5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung, zugegeben. Vorzugsweise können alle Zutaten zum Marinieren in den Extruder gegeben werden, so dass in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Marinieren bereits im Extruder erfolgt.

[0035] Der Rest der Mischung besteht aus Wasser.

[0036] Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird das Gemisch in einen Extruder gegeben. Gemäss einer alternativen Ausführungsform kann das Gemisch zunächst in einen Vorkonditionierer gegeben werden, um einen bekannten Vorkonditionierungsvorgang durchzuführen. Beispielsweise kann ein einstufiger Vorkonditionierungsprozess oder ein zweistufiger Vorkonditionierungsprozess durchgeführt werden. Vom Vorkonditionierer wird das Gemisch dann in den Extruder überführt.

[0037] Anschliessend wird die Mischung in einem Extruder einem Extrusionsprozess unterzogen.

[0038] Extruder sind in der Technik allgemein bekannt. Es wird beispielsweise auf die WO 2012/158023 A1 oder auf die Extruder, insbesondere Doppelschneckenextruder, von Bühler verwiesen. Solche Extruder haben vorzugsweise ein L/D-Verhältnis (Gesamtlänge zu Schneckendurchmesser) im Bereich von 20 bis 60, vorzugsweise 25 bis 50, besonders bevorzugt 25 bis 40. Erfindungsgemäss werden die Extruder vorzugsweise mit 100 bis 1000 U/min, besonders bevorzugt mit 300 bis 500 U/min und besonders bevorzugt mit 350 bis 400 U/min betrieben.

[0039] Ein geeigneter Extruder umfasst mindestens eine Einheit zum Einführen von Material, wie einer Aufschlämmung, in einen ersten Abschnitt des Extruders. Der Extruder kann auch eine Wasserzufuhrleitung und optional eine Dampfzufuhrleitung haben.

[0040] Der Extruder umfasst mehrere Abschnitte, sogenannte Zylindergehäuse (Barrels), in denen das Material mit Hilfe von mindestens einer rotierenden Schnecke verarbeitet und gefördert wird. Die in den verschiedenen Zylindergehäusen verwendeten Schneckenelemente können gleich sein, sind aber vorzugsweise unterschiedlich, um in den Zylindergehäusen unterschiedliche Verarbeitungsbedingungen zu schaffen.

[0041] Das Gehäuse des Extruders ist vorzugsweise temperaturgesteuert. Die Mischung wird unter Druck (üblicherweise 1 bis 60 bar, vorzugsweise 8 bis 20 bar, besonders bevorzugt 10 bis 15 bar) geknetet, um eine homogene Mischung zu erhalten. Dabei wird in der Regel ein Energieaufwand von 10 bis 120 Wh/kg, vorzugsweise 15 bis 30 Wh/kg, betrieben.

[0042] Vorzugsweise wird das Gemisch im Extruder über die Denaturierungstemperatur des Proteins erhitzt, vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 80 bis 180 °C, mehr bevorzugt 120 bis 160 °C, besonders bevorzugt 130 bis 150 °C, je nach dem verwendeten Protein.

[0043] Am Ausgang des Extruders kann eine Kühldüse vorgesehen sein, um das Extrudat unter den Siedepunkt von Wasser zu bringen, d. h. auf eine Temperatur von unter 100 °C unter normalen Bedingungen. Kühldüsen für Extruder sind hinreichend bekannt. In dieser Ausführungsform tritt das Extrudat durch den Ausgang des Extruders in die Kühlmatrize ein. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Kühlmatrize um eine lange Kühlmatrize, d. h. sie hat eine Länge (definiert als die Länge eines Produktflusskanals durch die Matrize), die ihre Breite (definiert als die längste Abmessung eines ebenen Abschnitts senkrecht zum Produktflusskanal) übersteigt.

[0044] Diese Ausführung mit einer Kühlmatrize ist besonders für die Herstellung von Produkten mit hohem Feuchtigkeitsgehalt geeignet.

[0045] Vorzugsweise ist zwischen dem Extruderauslass und dem Kühlwerkzeug eine Verteilereinheit vorgesehen. Die Verteilereinheit sorgt für eine gleichmässige Verteilung des aus dem Extruderauslass austretenden Extrudats auf den einen oder die mehreren Extrudatstromkanäle in der Kühlmatrize. Besonders bevorzugt ist die Verteilereinheit lösbar angeordnet, so dass sie austauschbar ist.

[0046] Vorzugsweise umfasst die Verteilereinheit ein Verteilerelement, das vorzugsweise als Kegel ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung des Verteilerelements als Kreiskegel. Es ist auch möglich, das Verteilerelement als Kegelstumpf, insbesondere als Kreiskegelstumpf, auszugestalten. Bei einer Kegel- oder Kreiskegelform kann das Verteilerelement auch mit einer kugelabschnittförmigen Spitze realisiert werden, wodurch das Fliessverhalten gezielt beeinflusst und an das Extrudat angepasst werden kann. Der Rückdruck in den Extruder und das Ausmass der Scherung des Produktes kann beeinflusst werden. Das Verteilerelement ist vorzugsweise in eine Ausnehmung der Verteilereinheit eingesetzt und wird durch den Druck des gegen das Verteilerelement strömenden Produktes in dieser Ausnehmung in Position gehalten; die Austauschbarkeit ist auf diese Weise besonders einfach.

[0047] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das Kühlwerkzeug und optional die Verteilereinheit lösbar am Ausgang des Extruders vorgesehen. Dies ermöglicht die Nachrüstung eines konventionellen Extruders zu einem Extruder mit einem Kühlwerkzeug.

[0048] Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist am Ausgang des Extruders ein Schneidapparat lösbar vorgesehen. Dies ermöglicht die Nachrüstung eines konventionellen Extruders zu einem Extruder mit einem Schneidapparat. Solche Schneidapparate sind aus dem Stand der Technik bekannt und können ein Messergehäuse umfassen, in dem ein oder mehrere Schneidmesser beweglich, vorzugsweise drehbar, angeordnet sind.

[0049] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann im Bereich des dem Extruder abgewandten Endes der Verteilereinheit und/oder des dem Extruder zugewandten Endes eine Blende angeordnet sein, mit der der oder die Verteilerkanäle verengt oder eingeengt werden können. Mit solchen Öffnungen lassen sich wiederum die Produkteigenschaften, insbesondere die Faserigkeit, gezielt beeinflussen; es können lange und kurze Fasern, aber auch amorphe oder homogene Strukturen erzeugt werden. Die Dicke der Öffnungen in Hauptströmungsrichtung liegt im Bereich von 0,1 bis 1,0 cm, vorzugsweise von 0,15 bis 0,9 cm, besonders bevorzugt von 0,2 bis 0,8 cm.

[0050] Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Extruder mit einer Einfüllöffnung zum Einleiten von Gas in den Extruder versehen sein. Ein solcher Extruder ist in der WO 2021/032866 A1 beschrieben. Vorzugsweise ist die Einspeiseöffnung mit einem Gasbehälter (z.B. einer Druckflasche) verbunden und ermöglicht eine kontrollierte Einleitung von Gas in den Extruder (z.B. über ein Regelventil). Mit diesem Gas kann eine kontrollierte Porenbildung und eine damit verbundene Anpassung der Produkteigenschaften an die Eigenschaften von echtem Fleisch erreicht werden.

[0051] Unter einem Gas wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Stoff verstanden, der unter Normalbedingungen (1 bar, 20 °C) gasförmig ist. Beispiele für Gase, die gemäss der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind CO2, N2, N2O, NH3oder SO2, vorzugsweise CO2oder N2. Das Gas kann in gasförmigem Zustand oder alternativ als verflüssigtes Gas eingebracht werden.

[0052] Die Einleitung eines Gases sorgt zudem für eine kontrollierte Porenbildung. Bei der Verwendung von SO2kann es zur Bildung von Disulfidbrücken mit den im Rohstoff enthaltenen Proteinen kommen, was einen zusätzlichen Einfluss auf die Textur des Produktes zur Folge hat. Das Gas kann z. B. in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der in den Extruder dosierten obigen Mischung, in den Extruder eingebracht werden. Das Gas kann z. B. auch in einer Menge von 0,5 bis 3,0 g (Gramm), vorzugsweise 1,0 bis 1,5 g, pro kg (Kilogramm) der im Extruder extrudierten obigen Mischung zugeführt werden, nachdem sie den Extruder verlassen haben.

[0053] Erfindungsgemäss wird das Gas vorzugsweise mit einem Druck im Bereich von 10 bis 50 bar, vorzugsweise 15 bis 30 bar, in den Extruder eingeleitet. Erfindungsgemäss weist das Extrudat an der Stelle der Einspeiseöffnung für das Gas im Extruder eine Temperatur im Bereich von 80 bis 180 °C, vorzugsweise 120-170 °C, besonders bevorzugt 130 bis 160 °C auf.

[0054] Erfindungsgemäss befindet sich die Einspeiseöffnung für das Gas vorzugsweise in einem Abschnitt des Extruders, der sich in der Nähe der Kühldüse (also am Extruderausgang) befindet, vorzugsweise im letzten Drittel der Extruderlänge vor der Kühldüse, besonders bevorzugt im letzten Viertel der Extruderlänge vor der Kühldüse. Besonders bevorzugt ist es, dass die Einfüllöffnung stromaufwärts (vor) der Einlassöffnung angeordnet ist, so dass zuerst Gas und dann zelliges Material in den Extruder eingeleitet werden kann.

[0055] Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung kann grundsätzlich mit einem Durchsatz im Bereich von 10 bis 2000 kg/h betrieben werden. Erfindungsgemäss wird das Verfahren vorzugsweise mit einem Durchsatz von 10 bis 60 kg/h, vorzugsweise 20 bis 50 kg/h und besonders bevorzugt 30 bis 40 kg/h, oder alternativ mit einem Durchsatz von 100 bis 600 kg/h, vorzugsweise 300 bis 600 kg/h und besonders bevorzugt 400 bis 550 kg/h durchgeführt.

[0056] Mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann ein Produkt mit hohem Feuchtigkeitsgehalt hergestellt werden.

[0057] Gemäss der vorliegenden Erfindung ist ein Produkt mit hohem Feuchtigkeitsgehalt definiert als ein Produkt mit einem Feuchtigkeitsgehalt, vorzugsweise einem Wassergehalt, von mindestens 30 Gew.-%, vorzugsweise 30-90 Gew.-%, besonders bevorzugt 40-70 Gew.-%, besonders bevorzugt 50-60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Produkts. Dementsprechend beträgt der Gesamtfeststoffgehalt eines hochfeuchten Produkts nicht mehr als 70 Gew.-%, vorzugsweise 70-10 Gew.-%, weiter bevorzugt 60-30 Gew.- %, besonders bevorzugt 50-40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Produkts.

[0058] Nachdem das Produkt, d. h. die texturierten Stücke, den Extruder verlassen haben, vorzugsweise durch den Ausgang der Kühlmatrize, können sie einem oder mehreren Nachbearbeitungsschritten unterzogen werden, z. B. Schneiden oder Kühlen. Zur Durchführung solcher Nachbearbeitungsschritte können eine oder mehrere zusätzliche Einheiten vorgesehen werden.

[0059] Gemäss einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird das Produkt, d. h. die strukturierten Stücke, optional weiteren Nachbearbeitungsschritten unterzogen (Schneiden, Marinieren, Sieben, Kühlen oder Gefrieren oder Kombinationen davon). Dies ist bevorzugt für Produkte mit hohem Feuchtigkeitsgehalt, die durch eine Kühldüse extrudiert wurden.

[0060] Während des Extrusionsprozesses entsteht eine faserige, fleischähnliche Textur.

[0061] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf texturierte Proteinstücke, die durch ein Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung erhältlich sind. Die texturierten Proteinstücke sind durch eine einzigartige Kombination von Brot, vorzugsweise aus Brotabfällen, und eine Proteinquelle, vorzugsweise ein pflanzliches Protein-enthaltendes Material, gekennzeichnet, durch welche das Produkt mit einzigartigen Eigenschaften erhalten wird, wie oben beschrieben.

[0062] Gemäss der vorliegenden Erfindung kann das so erhaltene Produkt, d.h. die texturierten Stücke, zu einem Lebensmittel weiterverarbeitet werden.

[0063] Dementsprechend bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf ein Lebensmittelprodukt, das aus den oben beschriebenen texturierten Proteinstücken hergestellt werden kann.

[0064] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Lebensmittel um einen veganen Fleischersatz, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus veganem Hack und Burger-Patties.

[0065] Das Lebensmittel kann auf herkömmliche Weise aus den oben beschriebenen texturierten Proteinstücken hergestellt werden, indem herkömmliche Zutaten wie Öl, ein Bindemittel wie Methylcellulose und Aromastoffe hinzugefügt und die resultierende Mischung vorzugsweise unter Erhitzung homogenisiert wird. Optional kann vor dem Homogenisierungsschritt ein Marinierungsschritt durchgeführt werden.

[0066] Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf die Verwendung von Brotabfällen für die Herstellung von texturierten Proteinstücken, die für die Herstellung eines Lebensmittels geeignet sind. Wie bereits erwähnt, führt dies zu einer erheblichen Verbesserung des CO2Fussabdrucks und zu einem Produkt mit vorteilhaften Eigenschaften. Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von nicht einschränkenden Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

[0067] Brotabfälle oder Brotschnitte wurden mit einem Schneidwerkzeug zerkleinert oder gemahlen, bevor sie dem Extruder zugeführt wurden.

[0068] 22 Gew.-% dieser Brotstücke (mit einem Wassergehalt von 40 Gew.- %) wurden mit 35 Gew.-% Sojaproteinisolat und 43 Gew.-% Wasser gemischt. Die resultierende Mischung wurde in einem BCTG 62-Extruder (Bühler) extrudiert, in einer Kühldüse (Polycool 50 von Bühler) gekühlt, geschnitten und anschliessend gekühlt (chilled), um texturierte Proteinstücke mit hohem Feuchtigkeitsgehalt zu erhalten.

[0069] Der Proteingehalt der Texturate lag bei 30 Gew.-%, der Wassergehalt bei 53 Gew.-%.

Beispiel 2

[0070] Brotabfälle oder Brotschnitte wurden zu Paniermehl mit einem Wassergehalt von 15 % getrocknet und anschliessend mit einem Schneidwerkzeug zerkleinert oder gemahlen, bevor sie dem Extruder zugeführt wurden.

[0071] 20 Gew.-% des Paniermehls wurden mit 80 Gew.-% Sojaproteinisolat gemischt, und 45 Gew.-% der Vormischung wurden in einen Extruder gegeben, wo 55 Gew.-% Wasser hinzugefügt wurden. Die resultierende Mischung wurde in einem BCTG 62-Extruder (Bühler) extrudiert, in einer Kühldüse (Polycool 50 von Bühler) gekühlt, geschnitten und anschliessend gekühlt (chilled), um texturierte Proteinstücke mit hohem Feuchtigkeitsgehalt zu erhalten. Der Proteingehalt der Texturate betrug 30 Gew.-%, der Wassergehalt 59,5 Gew.-%.

Beispiel 3

[0072] Brotabfälle oder Brotschnitte wurden zu Paniermehl mit einem Wassergehalt von 15 % getrocknet und anschliessend mit einem Schneidwerkzeug zerkleinert oder gemahlen, bevor sie dem Extruder zugeführt wurden.

[0073] 22 Gew.-% des Paniermehls wurden mit 78 Gew.-% Erbsenproteinisolat gemischt, und 45 Gew.-% der Vormischung wurden in einen Extruder gegeben, wo 55 Gew.-% Wasser hinzugefügt wurden. Die resultierende Mischung wurde in einem BCTG 62-Extruder (Bühler) extrudiert, in einer Kühldüse (Polycool 50 von Bühler) gekühlt, geschnitten und anschliessend gekühlt (chilled), um texturierte Proteinstücke mit hohem Feuchtigkeitsgehalt zu erhalten.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung von texturierten Proteinstücken, umfassend die Schritte: a) Bereitstellung einer Mischung, die Brot, eine Proteinquelle, vorzugsweise ein pflanzliches proteinhaltiges Material, und Wasser enthält, b) Extrudieren dieser Mischung, um texturierte Proteinstücke zu erhalten, wobei die texturierten Proteinstücke einen hohen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 30 Gew.-%, vorzugsweise 30-90 Gew.-%, noch bevorzugter 40-70 Gew.-%, besonders bevorzugt 50-60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Produkts, aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Brot um Brotabfall, vorzugsweise um Brotabfall aus der Bäckereiindustrie handelt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Brot vor dem Schritt a) vorverarbeitet wird, wobei die Vorverarbeitung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Schneiden, Mahlen, Trocknen und Kombinationen davon.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das pflanzenproteinhaltige Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Proteinkonzentrat und einem Proteinisolat.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das pflanzenproteinhaltige Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sojaprotein, Erbsenprotein, Weizengluten, Gerstenprotein und Kombinationen davon.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die texturierten Proteinstücke mit hohem Feuchtigkeitsgehalt durch eine am Auslass des Extruders vorgesehene Kühldüse extrudiert und gegebenenfalls einem Nachbearbeitungsschritt unterzogen werden, der aus der Gruppe bestehend aus Schneiden, Kühlen oder Gefrieren und Kombinationen davon ausgewählt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die texturierten Proteinstücke nach der Extrusion mariniert und/oder gesiebt werden.

8. Texturierte Proteinstücke, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

9. Texturierte Proteinstücke nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen hohen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 30 Gew.-%, vorzugsweise 30-90 Gew.-%, noch bevorzugter 40-70 Gew.-%, besonders bevorzugt 50-60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Produkts, aufweisen.

10. Lebensmittelprodukt, erhältlich aus texturierten Proteinstücken nach Anspruch 8 oder 9.

11. Lebensmittelprodukt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Lebensmittelprodukt ein veganer Fleischersatz ist, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus veganem Hack und Burger-Patties.

12. Verwendung von Brotabfällen zur Herstellung von texturierten Proteinstücken gemäss dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die zur Herstellung eines Nahrungsmittels geeignet sind.