DE2134573A1

DE2134573A1 - Verfahren zur Überführung von feinteiligen proteinhaltigen Materialien in Produkte mit Faserstruktur

Info

Publication number: DE2134573A1
Application number: DE19712134573
Authority: DE
Inventors: C I Beck; P K Strommer
Original assignee: General Mills Inc
Current assignee: General Mills Inc
Priority date: 1970-07-27
Filing date: 1971-07-10
Publication date: 1972-02-03
Also published as: BE770491A; IT1048390B; SE377423B; FR2103323A5; GB1339199A; JPS5423971B1; NL172508C; DE2134573C2; US3754926A; NL7110307A

Description

RECHTSAMV^.f.T

DR. JUR. Γ '·..--:M-M. WALTER BEIk

DR. Jl-K. ulPL.-CHC-A. H.-J. WOLFf

DR. JuK. MaNS Ui?.. BEIL 9. Juli 1971

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Unsere Kr. 17 170

General Mills, Inc.
Minneapolis, Minn., V.St.A.

Verfahren zur Überführung von feinteiligen proteinhaltigen Materialien in Produkte mit Paserstruktur

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von nahrungsmitteln und insbesondere ein Verfahren zur Überführung von feinteiligen proteinhaltigen Nahrungsmitteln in Produkte mit Paserstruktur.

In den letzten Jahren hat man erhebliche Anstrengungen darauf verwandt, um pflanzlichem proteinhaltigern Material lasers truktur sowie andere Eigenschaften zu verleihen, die üblicherweise tierische Fleischprodukte besitzen. Die pflanzlichen proteinhaltigen Materialien bestehen hauptsächlich aus Sojabohnenmehl, jedoch werden auch verschiedene andere ölsaatmehle verwendet, z.B. Erdnuß«, Baumwollsaat- und Sesamsaatmehl. Imkllgemeinen bevorzugt man Proteinkonzentrate von solchen Ölsaatmehlen, die typischerweise mindestens etwa 50 Gew.# Protein enthalten.

Um dem pflanzlichen proteinhaltigen Material Paserstruktur zu verleihen, hat man bisher verschiedene Arten von Verfah-

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ren und Vorrichtungen angewandt, z.B. hat man löslich gemachtes Sojaprotein unter Bildung von Pasern in ein saures Bad ausgezogen. Nicht in Paserstruktur übergeführtes proteinhaltiges Material enthält das Protein in getrennten Einzelteilchen. Eine Paserstruktur wird erhalten, wenn, das Protein in eine im wesentlichen kontinuierliche Phase übergeht. Das Material, dem eine Paserstruktur verliehen wurde, ist, wenn es feucht ist, sehr ähnlich wie Pleiseh, etwas zäh und gummiartig. Der Ausdruck "Überführung in Material mit Paserstruktur" bedeutet vorliegend die Überführung der getrennten Einzelteilchen des Proteins in ein aus einer kontinuierlichen Phase bestehendes Protein.

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Überführung von proteinhaltigen Materialien in Produkte mit Paserstruktur und eine unter Wasserdampfdruck und erhöhter Temperatur arbeitende Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Das proteinhaltige Material wird erfindungsgemäß unter verhältnismäßig milden Bedingungen behandelt. Z.B. kann die Verweilzeit des proteinhaltigen Materials in der erfindungs- m gemäßen Vorrichtung weniger als eine Sekunde betragen. Das Material, dem erfindungsgemäß eine Paserstruktur verliehen wird, wird nicht mechanisch bearbeitet. Die Behandlung des proteinhaltigen Materials unter diesen verhältnismäßig milden Bedingungen führt zu einem Produkt mit Paserstruktur, das bestimmte sehr erwünschte Eigenschaften besitzt. Insbesondere ist es ganz zart.

Das erfindungsgemäß zu behandelnde proteinhaltige Material kann von der Art sein, wie es bisher für die Überführung in Material mit Paserstruktur verwendet wurde. Es umfaßt in typischer Weise die verschiedenen entfetteten Ölsaatmehle,

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wie Sojabohnen-, Erdnuß-, Baumwollsaat- und Sesammehlo Verschiedene andere proteinhaltige Materialien ohne Faserstruktur, wie Weizengluten, Hefe, Natriumcaseinat u.dgl. können ebenfalls verwendet v/erden. Vorzugsweise ist das proteinhaltige Material ein Mehl oder ein mehlartiges Material, insbesondere Sojabohnenmehl.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtungen sind in den Zeichnungen dargestellt. Von diesen zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht, wobei einzelne Teile weggelas- i sen sind.

Fig. 2 eine Endansicht der Vorrichtung Fig. 3 einen Teil eines Ventils der Vorrichtung Fig. 4-6 Querschnitte durch das Ventil in verschiedenen

Arbeitsstellungen
Fig. 7 eine andere Vorrichtung für die Durchführung des

erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 8 eine andere Vorrichtungsart für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Vorrichtung 10 (Fig. 1) kann ein Rotationsventil (12), einen Druckbehälter (13) und ein Rohr (14) umfassen. Sie ist mit einer Hochdruckquelle (11), z.B. einem Dampfmaschi- i nenkessel verbunden, der in der Lage sein soll, dem Rotationsventil (12) einen Dampfdruck zu vermitteln, der ausreicht, um dem proteinhaltigen Material ein faseriges Gefüge zu verleihen.

Das .Rotationsventil (12) kann ein Ventilgehäuse (16) mit einer Öffnung oder Kammer (17) für die Aufnahme des Absperrglieds (18) des Rotationsventils umfassen. Das Ventilgehäuse (16) hat eine Basis (15) für die Auflage des Ventils (12) auf den Befestigungsarmen (19). Das Ventilgehäuse

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(16) hat eine obere Öffnung (20), die als Einlaß für das Material dient, dem ein fasriges Gefüge verliehen v/erden soll. Das Gehäuse (16) (Fig. 4) umfaßt ferner die Öffnungen (21, 22 und 23) für die Aufnahme der Rohre (26, 27 und 28). Die Rohre können z.B. in diese Öffnungen eingeschraubt sein. Das Rohr (26) ist mit der Dampfquelle (11) verbunden und führt den unter Druck stehenden Dampf in das Ventil (12). Das Rohr (27) ist ein Ausströmungsrohr, das Jeglichen restlichen Dampfdruck im Ventil (12) abläßt, bevor proteinhaltiges Material durch die Öffnung (20) in das Ventil (12) eingeführt wird. Das Rohr (28) ist der Auslaß, durch den das proteinhaltige Material das Ventil (12) verläßt. Ein Trichter (31) (Fig. 1) kann zur Einführung des proteinhialtigen Materials in die Öffnung (20) des Ventils (12) vorgesehen sein. Das Gehäuse (16) besitzt ein Lager (29), das in der Kammer (17) für die drehbare Auflage des Ventilabsperrglieds (18) angeordnet ist. Das Lager (29) erstreckt sich im wesentlüien um die Kammer (17) mit Ausnahme geeigneter Öffnungen, die mit den Öffnungen (20, 21, 22 und 23) im Gehäuse (16) zusammenwirken. Das Ventilgehäuse (16) ist mit Dichtungen, z.B. einem Bolzen oder einer Schraube (36) versehen, um das Gehäuse (16) und das Lager (29) dicht gegen das Absperrglied (18) zu ziehen, so daß zwischen dem Lager (29) und dem Absperrglied (18) eine Dampfsperre entsteht. Das Lager (29) kann aus einem Messingzylinder konstruiert sein.

$as Absperrglied (18) (Fig. 2-6) kann aus Stahl sein und kann aus einem festen Zylinder konstruiert oder durch Gießen hergestellt sein. Das Absperrglied ist mit einer beliebigen erwünschten Anzahl von Material fördernden Taschen versehen, wie bei (41), (42), (43) und (44) gezeigt ist. Normalerweise weist es eine gerade Anzahl solcher Taschen, typischerweise 4, 6 oder 8 auf. Ein Durchgang (46) ist für

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die nachstehend beschriebenen Zwecke zwischen jedem Taschenpaar vorgesehen, z.B. den Taschen (41) und (45). Has Absperrglied hat eine Welle (47) und ein Zahnrad (48) für den Antriebseingriff mit geeigneten Kraftquellen, z.B. dem Motor (49) (fig. 1). Das Absperrglied (18) kann im Gehäuse (16) durch Arretierplatten, z.B. die Platte (50), die mit Schrauben im Gehäuse (16) befestigt ist, in Position gehalten werden.

Der Druckbehälter (13) und das Rohr (14) in der Ausführungsform der Pig. 1 können konzentrische Rohre sein. Der Druck- i behälter (13) kann mittels des Flansches (53) am Befestigungsarm(19) angebracht sein. Der Druckbehälter (13) kann auf einer oder mehreren Stützen, wie der Stütze (54) weiterjgelagert sein. Der Druckbehälter (13) hat außer durch das Rohr (14) keine Verbindung zur Atmosphäre. Das Rohr (14) ist im Druckbehälter (13) z.B. durch die Klemmen (56 und 57) montiert. Palis gewünscht, kann ein Teil (58) des Rohres, das dem Ventil am nächsten ist, für die leichte Aufnahme des proteinhaltigen Materials aus dem Rohr (28) radial nach außen erweitert sein. Zwischen dem äußersten Rand des erweiterten Teils (58) und der benachbarten Wandung des Druckbehälters (13) ist ein Zwischenraum vorgese- | hen, so daß sich der Druck im gesamten Behälter (13) ausgleichen kann. Das Rohr (14) kann eine verengte Öffnung oder Düse (59) aufweisen, die den Druckabfall in der Vorrichtung (10) begrenzt, wodurch im Behälter (13) ein Druckaufbau erreicht wird. Zur Erzielung des notwendigen Druckaufbaus kann auch der Durchmesser des Rohres (14) ausreichend verengt werden. Die Verengung hält im Behälter (13) einen Druck aufrecht, der ausreicht, um dem proteinhaltigen Material in der Vorrichtung ein faseriges Gefüge zu verleihen.

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Eine andere Art einer Vorrichtung (10A), die dem proteinhaltigen Material faseriges Gefüge zu verleihen vermag und erfindungsgemäß verwendet werden kann, ist in Pig. 7 gezeigt. Die Vorrichtung (10A) kann ein Rotationsventil (12A) umfassen, das im wesentlichen wie das beschriebene Ventil (12) der Vorrichtung (10) konstruiert ist. Das Ventil (12Δ) umfaßt ein Gehäuse (16A), ein Absperrglied (18A) und ein Auslaßrohr (28A). Das Rohr (HA) ist bei dieser Ausführungsform verhältnismäßig kurz und umfaßt einen erweiterten Teil (58A) und eine Düse (59A). Der Druckbehälter (13A) umfaßt bei dieser Ausführungsform eine erste kleine Abteilung (66), die angrenzende Teile des Auslaßrohres (28A) und des Rohres (HA) umgibt. Die erste Abteilung (66) ist durch ein Rohr (68) mit einer zweiten größeren Abteilung oder Druckquelle (67) verbunden. Das Rohr (68) kann jede gewünschte Länge und jeden gewünschten Durchmesser haben,solange der Druck in den Abteilungen (66) und (67) entsprechend bleibt· Diese Ausführungsform erlaubt eine Flexibilität in der Ausnutzung des Raumes für die VorrQ/Dthgung. Z.B. kann das Ventil (12A) und die kleine Abteilung (66) in einem Raum angeordnet sein und die größere Abteilung in einem anderen Raum. Falls gewünscht, kann eine zweite Druekquelle auf die Abteilung (66) oder (67) angewandt werden, um die Aufrechterhaltung entsprechender Druckhöhen zu unterstützen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist im wesentlichen gleich, ob es mit der Vorrichtung (10) oder der Vorrichtung (10A) durchgeführt wird. Das Verfahren wird deshalb anhand der Vorrichtung (10) beschrieben.

Das proteinhaltige Material kann der Vorrichtung (10) z.B. durch den Trichter (31) zugeführt werden. Falls gewünscht, können geeignete Maßnahmen für die Steuerung der durch den Trichter (31) eingeführten Menge Beschickungsmaterial ge-

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troffen werden. Das den Trichter (31) verlassende Beschikkungsmaterial fällt durch die Öffnung (20) in das Gehäuse (16) des Ventils (12) und wird z.B. in der Tasche (41) abgelagert, wie in Pig. 4 gezeigt ist. Das Absperrglied (18) kann im Uhrzeigersinn rotieren, so daß die Tasche (41) mit dem Rohr (28) und die Tasche (43) mit dem Rohr (26) in Fig. ausgerichtet wird. An diesem Punkt wirken der restliche Druck im Behälter (13) und der Druck aus dem Rohr (26) auf das proteinhaltige Material. Der auf das proteinhaltige Material ausgeübte Drc/tök reicht aus, um diesem ein faseriges Gefüge zu verleihen. Ein gutes Fasergefüge wurde bei einem Druck von 2,1 atü erzielt, und augenscheinlich wurde eine gewisse Überführung in faseriges Gefüge sogar bei einem Druck von 1,05 atü erreicht. Der Druck beträgt im allgemeinen mindestens 3»8, vorzugsweise 5»6 bis 7,7 atü. Der von der Druckquelle (11) durch das Rohr (26) ausgeübte Druck sollte ausreichend. höher sein als der vom Behälter (13) ausgeübte Druck, damit das proteinhaltige Material rasch durch das Rohr (28), das Rohr (14) und die Düse (59) gepreßt wird. Das von der Quelle (11) gelieferte fließende Material kann ein Material mit einem hohen Wärmeübertragungskoeffizienten, wie Wasserdampf oder ein Gemisch aus einem solchen Material mit anderen gasförmigen Materialien, z.B. ein Gemisch aus Wasserdampf und Luft sein. Voraussetzung ist, daß die Überführung in faseriges Gefüge unmittelbar auf die Anwendung des Drucks aus dem Dampfrohr (26) und dem Behälter (13) auf das proteinhaltige Material eintritt. Auf jeden Fall erhält das proteinhaltige Material ein faseriges Gefüge, wenn es die Düse (59) verläßt. Einen Augenblick liyQg nach dem Ausstoßen des protexnhaltigen Materials aus dem Rohr (28) passiert unter Druck stehender Dampf weiter das Ventil (12) und das Rohr (28). Dies erhöht den Druck des Behälters (13)· Natürlich geht während der Zeitspanne nach dem Ausstoßen des Proteinstücks aus der Düse (59) et-

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was Druck durch das Rohr (14) und die Düse (59) verloren, jedoch kann, der richtige Druck im Behälter (13) wegen der kontrollierten Größe der Öffnung in der Düse (59) aufrechterhalten werden. Es wurde gefunden,, daß das pro te inhaltige Material nicht merklich in faseriges Gefüge übergeführt wird, wenn der G-egendruck aus dem Behälter (13) unter 1,05 atü verringert wird. Das Absperrglied (18) rotiert weiter, die Tasche (43) richtet sich mit dem Ausströmungsrohr (27) aus und der Restdruck in den laschen (41)» (43) und im Durchgang (46) wird abgelassen. Die Tasche (43) erreicht dann die Beschickungsöffnung und wird mit Material beladen, dem faseriges G-efüge verliehen werden soll. Das Verfahren verläuft dann wie in Verbindung mit der Tasche (41) beschrieben wurde, weiter. Die Überführung in faseriges G-efüge unter Verwendung der Taschen (42) und (44) verläuft im wesentlichen wie sie für die Taschen (41) und (43) beschrieben wurde. Das Absperrglied kann mit jeder gewünschten Geschwindigkeit rotiert werden, die von der Größe und Anzahl der Taschen und der Beschickungsgeschwindigkeit des proteinhaltigen Materials abhängt.

Eine andere Vorrichtung (10B), die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wurde, ist in Fig. 8 gezeigt. Die Vorrichtung (10B) ist ähnlich konstruiert wie die Vorrichtung (10) und umfaßt eine Zuführleitung (26B) für fließendes Material oder Wasserdampf, ein Rotationsventil (12B), einen Trichter (31B) und ein Rohr (HB). Das Rotationsventil (12B) kann in gleicher Weise konstruiert sein wie das Rotationsventil (12) und arbeitet in gleicher Weise. Das Rohr (HB) ist ganz ähnlich wie das Rohr (H) konstruiert und umfaßt eine Düse (59) und ein Wassereinspritzrohr (71). Die Vorrichtung (10B) umfaßt keinen Behälter für die Ausübung von Gegendruck. Das Wasser, das durch das Rohr (71) eingespritzt wird, ersetzt jedoch

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diesen Behälter. Man nimmt an, daß die Vorrichtung (10B) in allen anderen Aspekten weitgehend so arbeitet wie die Vorrichtung (10).

Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter Verwendung verschiedener Ausgangsmaterialien und unter verschiedenen Betriebsbedingungen durchgeführt werden. Das proteinhaltige Material, das kein faseriges Gefüge aufweist, kann ein pflanzliches Protein, z.B. Sojabohnenprotein, ein Protein von niederen einzelligen Organismen, wie Hefe oder von anderen Mikroorganismen oder ein tierisches Protein,wie Kasein sein. Es kann ein typisches entfettetes ölsaatmehl, wie Sojabohnenmehl, ein Konzentrat,wie Sojabohnenkonzentrat oder ein Isolat, wie Sojabohnenisolat sein. Bin Material mit einem Proteingehalt von nur 30 # (Trockengewichtsbasis) bis zu 95 $ wurde erfindungsgemäß in zufriedenstellender Weise in ein Material mit faserigem Gefüge übergeführt. Es wurde gefunden, daß mit zunehmendem Proteingehalt der Anteil an faserigem Gefüge zunimmt. Pur die meisten erfindungsgemäß in Betracht gezogenen Verwendungszwecke für faseriges Protein sollte der Proteingehalt mindestens 50 $, vorzugsweise etwa 55-75 $ betragen. Der vorliegend verwendete Ausdruck "Prozent" bezieht sich, wenn nichts anderes angegeben ist, auf Prozent des Trockengewichts.

Erfindungsgemäß wurde ein proteinhaltiges Material mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nur 4-6 i» bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 40 Gew.# in ein Material mit faserigem Gefüge umgewandelt. Auch Materialien mit einem Feuchtigkeitsgehalt von über 40 i» können erfindungsgemäß in Material mit faserigem Gefüge übergeführt werden, sie neigen jedoch dazu, klebrig zu werden und sind schwer zu handhaben. Es wurde gefunden, daß¹ mit zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt der Grad der Umwandlung in faseriges Gefüge zunimmt. Man nimmt an,

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daß der maximale Feuchtigkeitsgehalt nur durch die besondere verwendete Vorrichtung begrenzt wird. Der Feuchtigkeitsgehalt des Beschickungsmaterials wird vorzugsweise zwischen 16 und 26 $ und im allgemeinen zwischen 18 und 24 °ß> gehalten,

Der bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandte maximale Druck ist nur durch die verwendete besondere Vorrichtung begrenzt. Bei Anwendung der in I^(!ig. 1 abgebildeten Vorrichtung können Drucke von bis 9»8 atü und von nur 1,05 atü angewandt werden. Es wurde gefunden, daß eine Erhöhung des Drucks im allgemeinen zu einer Erhöhung der Umwandlung in faseriges Gefüge und/oder Expansion führt. Die bevorzugten Druckbedingungen im erfindungsgemäßen Verfahren sind mindestens 1,75 atü, im allgemeinen mindestens 3,8 atü und in typischer Weise 5,6-7,7 atü.

Mit der Erfindung wird Protein mit faserigem Gefüge erhalten, das ein annehmbares Wasserzurückhaltevermögen und ein annehmbares faseriges Gefüge hat. Das Wasserzurüakhaltevermögen des fertigen Proteins liegt für die meisten Verwendungszwecke, z.B. für die Verwendung als Fleisch streckmittel, im Bereich von 2-3. Für andere Verwendungszwecke kann das Wasserzurückhaltevermögen des Proteins geringer sein, z.B. 1,5 für künstliche Rindfleischstücke. Der vorliegend verwendete Ausdruck "Wasserzurückhaltevermögen" bezieht sich auf die Gesamtmenge an Wasser, die das Protein festzuhalten vermag und wird dadurch bestimmt, daß man das faserige Protein 20 Minuten mit einem Überschuß von Wasser tränkt und dann 5 Minuten lang das Wasser ablaufen läßt. Das Wae 8 er zurückhalte vermögen errechnet man in der Weise, daß man vom Naßgewicht das Trockengewicht abzieht und. den so erhaltenen Wert durch das [Trockengewicht dividiert. Das Gefüge des Proteinmaterials kann durch den Scherpreßwert festgestellt werden. Der Scherpreßwert des erfindungs-

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gemäß erhaltenen faserigen Proteins liegt im allgemeinen im Bereich von 136-681 kg und wird nach folgendem Verfahren ermittelt. Die Probe wird in überschüssiges kaltes Wasser gelegt und etwa 1 1/2 Stunden bei etwa 4° C mit Wasser getränkt. Dann läßt man das Wasser 5 Minuten lang ablaufen und teilt die Probe in 3 gleiche Gewichtsteile. Die drei Teile werden darauf in eine Kunststoffolie eingewickelt und bei Raumtemperatur 20 Minuten stehen gelassen. Jedes Teil wird dann nach den üblichen Methoden unter Verwendung eines 1135 kg-10-Blatt-Rings in einer Allo-Kramer Shear Presse (Serial No. 1042, Modell No. 5-2H) untersucht, und die drei Werte werden addiert.

Erfindungsgemäß in Protein mit faserigem Gefüge umgewandeltes Material ist sehr verschieden von Protein, das nach den bisher bekannten Verfahren in Material mit faserigem Gefüge umgewandelt wurde. Z.B. hat das erfindungsgemäß erhaltene Protein einen überraschend milden und zarten Geschmack. Das erfindungsgemäß behandelte proteinhaltige Material verläßt die Vorrichtung in einzelnen Stücken und nicht als Strang und eignet sich daher in idealer Weise für die Herstellung von künstlichen Rindfleischstücken. Das Produkt hat eine (puffed-like) Struktur mit kleineren Hohlräumen als Protein, dem in bekannter Weise ein faseriges Gefüge verliehen wurde. Die Hohlräume sind auch beliebig orientiert. Das faserige Proteinmaterial scheint schichtförmig zu sein. Vor seiner Rehydratisierung ist es bei der Lagerung sehr beständig und erfordert keine Trocknung.

Das erfindungsgemäß erhaltene faserige Protein kann im wesentlichen in der gleichen Weise für die gleichen Zwecke verwendet werden wie in bekannter Weise hergestelltes faseriges Protein. Wenn es die Vorrichtung verläßt, kann es mit herkömmlichem analogem Fleischserum, das in typischer

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Weise Bindemittel, Geschmacksstoffe und Wasser enthält, imprägniert werden, so daß ein künstliches Rindfleischstück oder G-eflügelstück erhalten wird . Das Protein enthaltende

Material kann auch, z.B. mit einem Comitrol Cutter^v; gemahlen, hydratisiert und mit gemahlener Rindfleisch- oder Schweinefleischwurstmasse vermischt werden, so daß es als Fleischstreckmittel dient.. Es ist auch möglich, das faserige Material feinzuhacken und mit einem herkömmlichen analogen Fleischserum zu imprägnieren, so daß man künstliches gemahlenes Rindfleisch oder Schweinefleisch erhält. Z.B. kann künstliches gemahlenes Rindfleisch durch Vermischen von etwa 3,5 Gewichtsteilen Rindertalg, 4,3 Gewichtsteilen Getreidemehl, 1,7 Gewichtsteilen Eialbumin, 1,2 Gewichtsteilen braunem Zucker, 1,2 Gewichtsteilen Onionpulver, 1,0 Gewichtsteilen Salz, 50 Gewichtsteilen Wasser, 24 Gewichtsteilen faserigem Proteinmaterial, Rindfleischgeschmacksund -firomastoffen und ausreichend Karamelfarbstoff, um die gewünschte Farbe von gekochtem Hamburger zu erhalten, hergestellt werden. Dieses Gemisch kann, um das Bialbumin zum Absetzen zu bringen, erhitzt werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Proteinhaltiges Material mit Faserstruktur wurde erfindungsgemäß aus einer trockenen Mischung von HO Teilen Sojabohnenkonzentrat (Textrol^· ' = bearbeitetes Sojaprotein mit einem Mindestproteingehalt von 63,5 f«\ Hersteller Central Soya Co. Inc.), 60 Teilen Sojabohnenisolat (PromineR^ = isoliertes Sojaproteinmaterial mit einem Proteingehalt von etwa 95 #| Hersteller Central Soya Co. Inc.), 1 Teil Glycerinmonostearat (Myvaplex 601*· ' = konzentriertes Glycerinmonostearat mit einem Reinheitsgrad für die Verwendung in Nahrungsmitteln; Hersteller DPI Abteilung der Eastman

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Chemical Products Inc.) und 2 Teilen Karamelfarbe hergestellt. Der vorliegend verwendete Ausdruck "Teile" bezieht sich auf Gewichtsteile auf Feuchtigkeitsbasis. Der Feuchtigkeitsgehalt beträgt normalerweise etwa 6 $. Der Gesamtfeuchtigkeitsgehalt der Mischung wurde auf 20 Gew.$ erhöht. Das befeuchtete mehlähnliche Gemisch wurde dann mit einer Geschwindigkeit von etwa 4>5 kg/Min, in die im wesentlichen wie in Fig. 1-6 konstruierte Vorrichtung eingeführt. Der Druckbehälter (13) bestand aus einem Rohr mit einem inneren Durchmesser von 25,4 cm und einer Länge von 3,65 m. Das Rohr (14) bestand aus einem 3,8 cm weiten Rohr, das im Druckbehälter (13) konzentrisch angeordnet war. Die Düse hatte eine Öffnung mit einem Durchmesser von 2,20 cm. Das Rohr (14) hatte eine Länge von 3,95 m. Das Absperrglied (18) rotierte mit einer Geschwindigkeit von 32 U.p.M. Die Temperatur des durch das Ventil (12) eingeführten Viasserdampfes betrug 232° C und der Druck im Dampfrohr (26) 8,45 atü. Der Druck im Behälter (13) wurde auf etwa 4,9 atü ±0,28 atü gehalten. Das aus der Düse austretende Material hatte eine gute Faserstruktur und einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 17,5 Gew.fi. Sein Scherpreßwert betrug 318 kg und sein Wasserzurückhaltevermögen 1,9. Das erhaltene Material wurde als Fleischstreckmittel verwendet, indem man es mit einem Comitrol Cutter fein zerhackte, durch 20 Minuten langes Eintauchen in Wasser hydratisierte und es mit Hamburger im Verhältnis 1:4 (Streckmittel zu Hamburger) mischte. Man stellte fest, daß das erhaltene Material mit Faserstruktur ein sehr gutes Streckmittel für Fleisch ist.

Beispiel 2

Proteinhaltiges Material mit Faseratruktur wurde aus einer trockenen Mischung von 100 Teilen Sojamehl (Nutrisoy^ '= unter Anwendung von geringer Wärme entfettetes Sojamehl

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mit einem Proteingehalt von etwa 50 $} Hersteller Archer Daniels Midland Co.)» 1/2 Teil G-lycerinmonostearat (Myvaplex 601) und 2 Teilen Karamel hergestellt. Der Gesamtfeuchtigkeitsgehalt wurde auf etwa 21 Gew.$ gebracht. Die Vorrichtung entsprach im wesentlich der in Beispiel 1 verwendeten, jedoch hatte der Druckbehälter (15) einen Innendurchmesser von 15,2 cm. Das Absperrglied (18) enthielt 6 Taschen und die Materialzufuhrgeschwindigkeit betrug 2,7 kg/Min. Die Temperatur des in das Ventil (12) eingeführten Wasserdampfee betrug 221° C und sein Druck 12,7 atü. Der Druck im Behälter (13) wurde zwischen 6,3 und 7jO atü gehalten. Das die 2,20 cm Düse verlassende Material hatte eine gute Faserstruktur, einen Scherpreßwert von 159 kg und ein Wasserzurückhai te vermögen von 2,4. Es wurde mit einem Comitrol Cutter zerkleinert, durch 20 Minuten langes Eintauchen in Wasser hydratisiert und mit Schweinefleischwurstmasse im Verhältnis 1:4 vermischt (Streckmittel zu Wurstmasse). Es wurde festgestellt, daß sich das erhaltene Material in zufriedenstellender Weise als Streckmittel für Wurstmassen eignet.

Beispiel 3

Proteinhaltiges Material mit Paserstruktur wurde aus entfettetem Bauawollsaatmehl (hülsenfreies Baumwollsaatmehl mit einem Gehalt von etwa 60 56 Protein; Hersteller: Producers Cooperative Oil Mill) hergestellt. Für die Probe III-A verwendete man 100 Teile Baumwollsaatmehl, für die Probe III-B ein Gemisch aus 90 Gewichtsteilen Baumwollsaatmehl und 10 Gewichtsteilen Sojaproteinisolat (Promine R). Die Probe III-C wurde aus einer Mischung von 80 Teilen Baumwollsaatmehl und 20 Teilen Sojaproteinisolat (Promine R) hergestellt. In jedem Fall wurde der Feuchtigkeitsgehalt auf 17 9^ erhöht. Die Vorrichtung/die Verfahrensbedingungen entsprachen denen in Beispiel 2, jedoch betrug die Zuführungsgeschwindigkeit etwa 0,9-1|35 kg pro Minute. Das protein-

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haltige Material hatte in jedem Fall Faserstruktur. Es wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 5-7 $> getrocknet. Das Wasserzurückhaltevermögen war wie folgt: Probe HI-A 1 ,8; Probe IH-B 1,7| Probe HI-C 1,6; die Scherpreßwerte waren: Probe IH-A 163,5 gf Probe IH-B 229 kgj Probe IH-C 268 kg.

Beispiel 4

Proteinhaltiges Material mit Faserstruktur wurde aus Hefemehl von der liorthwest Brewers Yeast, Inc. hergestellt, das, um die Hefezellen aufzubrechen, in einem Düsenstrahl vermählen worden war. Zum Vermählen wurde ein Jet-O-Mizer^v ' unter Verwendung von trockener Luft mit einem Druck von 5,6 atü verwendet. Das Hefemehl wurde zweimal durch den Jet-ü-Mizer geführt. Der Feuchtigkeitsgehalt des Hefemehls wurde dann auf 20,5 $ erhöht. Die Temperatur des in das Ventil der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingeführten Wasserdampfes betrug 232° C. Der Druck im Druckbehälter wurde auf 5,6 - 0,28 atü gehalten. Das im Düsenstrahl vermahlene Hefemehl wurde der Vorrichtung mit einer Geschwindigkeit von etwa 3,6 kg/Min, zugeführt. Das die Vorrichtung verlassende Material hatte Faserstruktur, ein Wasserzurückhaltevermögen von 1,7 "und einen Scherpreßwert von 102 kg.

Beispiel 5

Proteinhaltiges Material mit Faserstruktur wurde aus Gluten (hergestellt von der General Mills, Inc. unter der Bezeichnung Pro 80) unter den folgenden Bedingungen hergestellt: Druck im Behälter (13) 7 atüf Wasserdampf temperatur 232° Cf Wasserdampfdruck 12,7 atüf Beschickungsgeschwindigkeit 2,7 bis 3,6 kg/Min, und Feuchtigkeitsgehalt des Beschickungsmaterials etwa 5 $·

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Proteinhaltiges Material mit Paserstruktur wurde aus Natriumkaseinat hergestellt, das von der Land-O-Lakes Creameries, Inc. bezogen wurde, Hierfür wurde die in Beispiel 1 beschriebene Vorrichtung verwendet, jedoch hatte die Düse eine öffnung vnn 1,27 cm. Der Feuchtigkeitsgehalt des der Vorrichtung zugeführten proteinhaltigen Materials betrug etwa 5 % · Seine Beschickungsgeschwindigkeit betrug 0,91 - 1,36 kg/Min. Der dem Rotationsventil zugeführte gesättigte Wasserdampf hatte eine Temperatur von 177°C und einen Druck von 10,9 atü. Der Drukck im Behälter betrug 8,¹I¹I atü. Das Natriumkaseinat ergab ein Produkt mit guter Paseräruktur.

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Beispiel 7

Es wurde faseriges Protein hergestellt, wobei man dem Material, bevor man ihm ein faseriges Gefüge verlieh, einen Gesehmacksstoff zusetzte. Aus 70 Teilen So;jabohnenkonzentrat (Textrol), 30 Teilen Sojabohnenisolat (Promine R), 2 Teilen Zucker, 3 Teilen Onionpulver, 3 Teilen Karamel, 6 Teilen hydrdosiertem Proteingeschmacksstoff (Rindfleischgeschmack) und 0,3 Teilen rotem Farbstoff wurde eine trokkene Mischung hergestellt. Der Feuchtigkeitsgehalt wurde auf 19 $> erhöht. Das erhaltene Material wurde der Torrichtung mit einer Geschwindigkeit von etwa 3,2 kg/Min, zugeführt. Der Druck im Behälter (13) wurde auf 6,7 atü gehalten. Der dem Ventil (12) zugeführte Wasserdampf hatte einen Druck von 8,4 atü und eine Temperatur von 220° C. Das die Vorrichtung verlassende Protein hatte Geschmack und Faserstruktur.

Beispiel 8

In diesem Beispiel wurden im Behälter (13) verschiedene Drucke angewandt. Aus 70 Gewichtβteilen Sojabohnenkonzentrat (Textrol), 30 Gewichtsteilen So^abohnenisolat (Promine R) und 1/2 Gewichtsteil Glycerinmonostearat wurde eine trockene Mischung hergestellt. Der Feuchtigkeitsgehalt wurde auf 21 $> erhöht. Die Mischung wurde dann der in Beispiel 1 Id es ehr i ebenen Vorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 3,6-4,5 kg/Min, zugeführt. Die Temperatur des zugeführten Wasserdampfes betrug 230° C. Während der Behandlung der Probe tll-A wurde der Druck im Behälter (13) auf etwa 5,41 atü gehalten. Das Material bekam eine sehr gute Faserstruktur und enthielt nur eine sehr geringe Menge feiner loser Teilchen. Die Probe VIII-B wurde unter einem Druok von etwa 402 atü im Behälter (13) hergestellt. Die Probe VIII-B hatte eine gute Faserstruktur, jedoch nicht so gut

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wie die Probe YIII-A. Die Probe YIII-B enthielt eine größere Menge feiner loser Teilchen als die Probe YIII-A. Die Probe VIII-O wurde unter einem Druck von etwa 5,27 atü, die Probe VIII-D unter einem Druck von 3,87 atü und die Probe VIII-E unter einem Druck von 3,16 atü hergestellt. Mit abnehmendem Druck im Behälter (13) nahm auch die Umwandlung in faseriges Gefüge ab, und die Menge der feinen Teilchen wurde größer. Man stellte fest, daß die feinen Teilchen zur Bildung größerer Stücke mit faserigem Gefüge in die Vorrichtung zurückgeführt werden konnten. Die Proben VIII-A bis VIII-E hatten alle Paserstruktur. Die Probe VIII-A hatte ein Wasser zurückhalte vermögen von 1,8 und einen Scherpreßwert von 363 kg. Die Probe VIII-B hatte ein Wasserzurüekhaltevermögen von 1,8 und einen Scherpreßwert von 345 kg. Die Probe VIII-C hatte ein Wasserzurückhalte vermögen von 1,7 und einen Scherpreßwert von 342 kg. Die Probe VIII-C hatte ein Wasserzurückhaltevermögen von 1,7 und einen Scherpreßwert von 340 kg. Die Probe VIII-E hatte ein Wasser Zurückhaltevermögen von 1,8.

Beispiel 9

Dieses Beispiel erläutert die Anwendung verschiedener niederer Drucke im Behälter (13). Das proteinhaltige Beschikkungsmaterial war Sojabohnenisolat (Promine R) mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 22,5 ?6· Die Vorrichtung war im wesentlichen wie in Beispiel 1 beschrieben konstruiert, jedoch hatte die Düse eine variable Öffnung, so daß der Druck im Behälter gesteuert werden konnte. Die ÜDemperatur des in das Rotationsventil eingeführten Wasserdampfes betrug 218,5° C. Die Drucke im Behälter (13) waren wie folgt: Probe IX-A 2,11 atü| Probe ΙΣ-Β 1,76 atüj Probe IX-C 1,41 atü j Probe IX-D 1,05 atü. Die Proben IX-A und IX-B hatten Faser struktur. Die Proben IX-C und IX-B schienen Paaerstruktur zu haben, aber nicht so gut wie die bei höheren Drucken hergestellten Proben.

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Beispiel 10

In diesem Beispiel wurden in Behälter (13) unterschiedliche Drucke angewandt. In jedem Fall enthielt das proteinhaltige Beschickungsmaterial 70 Teile Sojabohnenkonzentrat (Textrol), 30 Teile So j abohnenisolat (Promine R) und 1/2 Teil Glycerinmonostearat. Der Gesamtfeuchtigkeitsgehalt wurde auf 19»5 erhöht. Das Gemisch wurde der in Beispiel 1 beschriebenen Vorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 3,6-4,5 kg/Min, zugeführt. Die Temperatur des dem Rotationsventil zugeführten Wasserdampfes betrug 220° C. Die angewandten Drucke sind in der Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Probe	Druck im Be hälter 13, atü	Scherpreßwert, kg	Wass erzurückhalt e- vermögen
X-A	3,87-4,57	nicht bestimmt	1.5
X-B	4,57-5,27	388,4	2,0
X-C	6,33-7,03	339,6	2,3
X-D	8,44-9,14	306,8	2,1
Beispiel 11

In diesen Beispiel wurden Materialien mit verschiedenen Proteingehalt verwendet. Das proteinhaltige Beschickungematerial bestand aus einer trockenen Mischung von Sojabohnenmehl (Butrisoy) und Weisenmehl. Der Proteingehalt wurde durch die Meng« des Weizenmehls in der Mischung eingestellt. Als Vorrichtung wurde dl· in Beispiel 1 beschriebene verwendet. Die Düse hatt· eine öffnung von 1,9 cm. Die BeschickungBgeschwindigkeit dee Proteinaaterials betrug etwa 2,72 kg/Min., der Druck im Behälter (13) etwa 5,62 atü. Die übrigen Bedingungen sind In Tabelle 2 angegeben. Alle Proben hatten Faser* truktur.

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	Tabelle	12	II	•
Probe	Proteingehalt	Feuchtigkeits	Temperatur des Be-
	ia Trockenge wicht	gehalt, io	schickungsdampfes,
X-A	50	20	190,5
X-B	45	21	204
X-O	40	19	190,5
X-D	35	18,5	190,5
X-B	30	19	190,5
Beispiel

Proteinhaitigen Materialien mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt wurde erfindungsgemäß Faserstruktur verliehen. Die Probe XII-A bestand aus Sojabohnenmehl (Nutrisoy) und die Probe-XII-B aus Sojabohnenisolat (Promine R). Der Feuchtigkeitsgehalt jeder Probe betrug, wenn sie der Vorrichtung zugeführt wurde, etwa 5 #. Die Vorrichtung war wie in Beispiel 1 beschrieben konstruiert, jedoch hatte die Düse eine Öffnung von 1,27 cm. Das proteinhaltige Material wurde mit einer Geschwindigkeit von 0,91-ίΓ|36 kg/Min, eingeführt. Der Druck im Behälter (13) betrug 8,44 atü. Der Wasserdampf wurde dem Rotationsventil mit einer Temperatur von 204° C und einem Druck von 10,9 atü zugeführt. Beide Proben hatten eine gute Faseretruktur.

Beispiel 13

In diesem Beispiel wurde die Vorrichtung nach Fig. 8 verwendet. Aus 70 Teilen Sojabohnenkonzentrat (Textrol), 30 Teilen Sojabohnenieolat (Promine R) und 1/2 Teil Olycerinmonoetearat wurd· ein· trockene Mischung hergestellt. Das Material mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 6 i» wurde dea Rotatloneventil (12B) mit einer Geschwindigkeit von 2,95 kg/Min, zugeführt. Der dea Ventil (12B) zugeführte

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Wasserdampf hatte eine Temperatur von 216° 0 und einen Druck von 8_rV4 atu. Das Rohr (14B) hatte einen Durchmesser von 3,8 cm und die Düse (59B) eine öffnung von 2,5 cm. Das Wassereinspritzrohr (71) war mit einer Hochdruckdüse versehen. Das Wasser wurde durch das Rohr (71) unter einem Druck von 84,4 atü gepumpt. Das erhaltene Produkt hatte Paserstruktur.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Überführung von in Teilchenform vorliegendem proteinhaltigem Material in Produkte mit Faserstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß man das in Teilchenform vorliegende Material durch Fließdruck in einem begrenzten Weg durch einen Bereich mit einem Dampfdruck von mindestens 1,05 atü und einer Temperatur von mindestens 120° C drückt und es dann in eine Zone mit geringerem Druck entfernt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone mit niedrigerem Druck Atmosphärendruck hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gkennzeichnet, daß das in Teilchenform vorliegende Material auf seinem begrenzten Weg entgegenwirkendem Druck von unter Druck gebrachten fließenden Materialien ausgesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfdruck mindestens 1,7 atü beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das proteinhaltige Material einen Proteingehalt von mindestens 50 $> und einen Feuchtigkeitsgehalt von 16 bis 26 i> hat.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur kontinuierlichen Oberführung von in Teilchenform vorliegendes proteinhaltigem Material mit einem Proteingehalt von mindestens 30 Gew.^ das proteinhaltige Material in eine Behandlungskammer gibt, in diese Kammer aus zwei Quellen erhitztes gasförmiges fließen-

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des Material, einschließlich eines fließenden Materials mit hohem Wärmeübertragungskoeffizienten führt, so daß die Kammer auf einen Druck von mindestens 1,05 atü gebracht wird, wobei der Druck einer der Druckquellen ausreicht, um das Material aus der Kammer in eine Zone mit verringerter Temperatur und verringertem Druck zu drücken.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Teilchen eines proteinhaltigen Materials, das, bezogen auf das Trockengewicht, mindestens 15 f> Protein enthält, in eine Behändlungsζone führt, in diese Zone ein erhitztes gasförmiges unter Druck gebrachtes fließendes Material, einschließlich Wasserdampf führt, wobei die Temperatur des fließenden Materials mindestens 120° 0 beträgt, so daß der Druck in der Zone auf mindestens 1,05 atü erhöht wird,und aus mindestens einer Richtung einen größeren Fließdruck auf diese Zone aueübt, so daß das proteinhaltige Material aus der Behandlungszone entfernt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck mindestens 3,8 atü beträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Proteingehalt zwischen 55 und 75 Gew.?6 beträgt.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das fließend· Material überhitzter Dampf ist·

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Itilchenfora vorliegendes proteInhaltige· Material in ein· begrenzte länger« Behandlungszone einführt, in der «in IlieBdruck von mindestens 1,7 atü herrscht,

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das in Teilchenform vorliegende Material diesem Druck und gleichzeitig einem Dampfstrom solcher Stärke aussetzt, daß es durch die unter Druck stehende Behandlungszone gedrückt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das in Teilchenform vorliegende proteinhaltige Material in den Einlaß einer Behandlungskammer aus einem länglichen Zylinder mit einem Auelaßende am anderen Ende führt, in der ein Druck von mindestens 1,7 atü herrscht, dae in Teilehenform vorliegende Material im Einlaß der Wirkung von unter Druck gebrachtem fließendem Material aus der Richtung der Kammer und einem Dampfstrom aus einer anderen Richtung aussetzt, wobei die Stärke des DampfStroms ausreicht, um das proteinhaltige Material durch den länglichen Zylinder und aus dem Auslaßende zu drücken.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das in Teilchenform vorliegende Material einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 4 Grew.# hat.

14· Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das in Teilchenform vorliegende Material einen Feuchtigkeitsgehalt hat, der zwischen 16 und 26 Gew.56 liegt.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck mindestens 3, B atü beträgt.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Proteingehalt mindestens 50 # beträgt.

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17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das proteinhaltige Material 55-75 $> Protein, bezogen auf das Trockengewicht, und insgesamt 18-24 i> Feuchtigkeit enthält und der Druck im Bereich von 5,6-7,7 atü liegt.

J¹Ur

General Mills, Inc. Minneapolis, Minn., Y.St,A.

Hechtsanwalt

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