DE2154189A1 - Texturierte Proteinmasse und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Texturierte Proteinmasse und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
47 945
Anmelder : A.E.Staley Manufacturing Company, State of Delaware, Decatur, Illinois, USA
Die Erfindung bezieht sich auf fleischähnliche Nahrungsmittel
und ihre Herstellung aus verschiedenen Proteinquellen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Nahrungsmittel, das
hauptsächlich Protein aus pflanzlichen Quellen enthält und eine Textur aufweist und im Mund ein Gefühl hervorruft, die
dem von gekochtem Fleisch entsprechen, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Nahrungsmittels.
In den vergangenen Jahren hatte die Suche nach einem preiswerten
und leicht zugänglichen Ersatzstoff für Fleisch zur Folge, daß Eiweiß aus verschiedenen pflanzlichen Ausgangsmaterialien
verwendet wurde, insbesondere Eiweiß beziehungsweise Protein aus Sojabohnen. Die Verwendung von Pflanzenprotein
in Fleischprodukten für die menschliche Ernährung hat wachsende Verbreitung angenommene Das zu diesem Zweck verwendete
pflanzliche Protein wird gewöhnlich nach einer der zwei folgenden Methoden aufgearbeitet.
Eine dieser allgemeinen Methoden, für die das Verfahren gemäß US-Patentschrift 2 682 466 und Verbesserungen dieses Verfahrens
beispielhaft sind, umfaßt die Herstellung von sehr dünnen Strängen oder Fäden aus Protein. Eine wässrige Lösung
von gereinigtem oder isoliertem Pflanzenprotein wird durch eine Spinndüse in ein Säure enthaltendes Koagulierbad ausgepreßt.
Die erhaltenen Fäden werden aufgenommen und verstreckt,
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miteinander verbunden, gefärbt und aromatisiert, um vollständige Fleischanaloga (beispielsweise Hühnchenteile, Schinkenstreifen
und dergleichen) herzusteilen. Mit diesem Verarbeitungsschema
ist jedoch eine Anzahl von Nachteilen verbunden. Die beschriebene Methode umfaßt eine komplexe Aufarbeitung
zur Eeinigung und Gewinnung· Diese Faktoren tragen neben anderen zu dem hohen Preis des schließlich erhaltenen fleischähnlichen
Produkts bei, wodurch wiederum ein Hauptvorteil beseitigt wird, den das Pflanzenproteinprodukt gegenüber echtem
Fleisch zeigt.
Eine zweite Methode zum Herstellen von texturiertem Pflanzenprotein
zur Verwendung als Fleischersatz umfaßt das Kochen und Extrudieren eines Pflanzenprotein-Wasser-Gemisches. Beispiele
für diese Methode sind die in den US-Patentschriften 3 047 395, 3 142 571 und 3 488 770 angegebenen Verfahren, Wenn
auch diese Verfahren zum Herstellen des texturierten Pflanzenproteins
weniger aufwendig sind, als die Herstellung der Produkte des Fadentyps, so ist doch die Eignung dieser Produkte
als Fleischersatz begrenzt. Diese extrudierten texturierten Pflanzenproteine besitzen mehrere inhärente Eigenschaften,
die ihre Verwendung als Ersatz für die versponnenen, in Fadenform vorliegenden Proteine ernstlich einschränken. Anders
als die versponnenen, fadenförmigen Proteinprodukte besitzen die extrudierten Pflanzenproteine keine faserige
fleischähnliche Struktur, deren Beschaffenheit ausreichend vergleichbar ist mit der fleischartigen Struktur, die gewöhnlich
typischen Fleischabschnitten eigen ist. Infolgedessen wurden die bekannten extrudierten Produkte zum teilweisen
Ersatz von Hackfleisch innerhalb begrenzter Produktbereiche verwendet, wie für Chili, Fleischpastetchen, Hackbraten,
Stews, Eintöpfe und dergleichen, nicht jedoch zum Ersatz von Fleischprodukten, bei denen es erwünscht ist, die Textur
eines natürlichen Fleischabschnittes vorzutäuschen, wie Geflügel, Rindfleisch, Schweinefleisch, Fisch und dergleichen.
Darüberhinaus besitzen extrudierte texturierte Pflanzenproteine, die aus Sojabohnen-Rohmehl abgeleitet rjind, - 3 -
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unvermeidbar störende Geschmacks- und Geruchsbestandteile.
Diese störenden Bestandteile sind atypisch für die Geschmacksund Geruchestoffe, die gewöhnlich gekochten Fleischprodukten
eigen sind· Das Entfernen und/oder Überdecken dieser störenden Geschmacks- und Geruchsstoffe durch Zugabe von Fleischaromastoffen
hat sich als kein wirksames Mittel zum Ausschalten dieses Problems erwiesen. Um'diese Probleme im Hinblick auf
störenden Geruch und Geschmack zu vermeiden, die trockenen expandierten Pflanzenproteinen eigen sind, hat man auf diesem
Fachgebiet notwendigerweise auf eine zusätzliche Aufarbeitung von mit Hexan lösungsmittelextrahierten Sojabohnenmehlen zurückgegriffen,
um ein isoliertes Sojaproteih herzustellen. Ungünstigerweise erhöhen die zusätzlichen Verarbeitungskosten
zur Herstellung des isolierten Sojaproteins die Gesamtproduktionskosten in einem solchen Ausmaß, daß das erhaltene,trokkene
-.expandierte Proteinprodukt seinen offensichtlichen
Preisvorteil gegenüber Produkten des Fadentyps verliert. Aus diesen Gründen werden extrudierte, texturierte Pflanzenproteine
nicht als geeigneter Ersatz für Produkte des Fasertyps zur Herstellung von Fleischprodukten angesehen, besonders dann,
wenn gewünscht wird, eine Textur, einen Geschmack und Geruch vorzutäuschen, die mit den entsprechenden Eigenschaften von
natürlichen gekochten Fleischabschnitten vergleichbar sind. In der US-Patentschrift 3 142 571 wird ein Verfahren zum Herstellen
von milden Proteinkonzentraten aus Sojabohnenmehl
beschrieben. Diese milden Proteinkonzentrate werden im allgemeinen hergestellt, indem zunächst ein Teig aus entfettetem
Sojabohnenmehl und Wasser gebildet wird. Dieser Teig wird dann mit Dampf dem Druckkochen unterworfen, wobei während des
Kochens ständig Wasser zugesetzt wird, um die störenden Geschmacksbestandteile zu verflüchtigen und eine Entwässerung
des Teiges zu vermeiden. Nach dem Kochen während einer Dauer, • die ausreicht, um die Hitzedenaturierung des Proteins zu erzielen
und die störenden Geschmacksbestandteile zu entfernen, wird der Druck entspannt, wobei ein trockenes, expandiertes
Produkt erhalten wird. Das erzielte expandierte Produkt wird dann in kleine Stücke unterteilt (beispielsweise durch Mahlen)
; -. a «.
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und mit einem polaren Lösungsmittel unter Bedingungen behandel
wobei die wasserlöslichen Bestandteile aus dem gekochten Sojabohnenmehl ausgelaugt werden. Nach dem Auslaugen wird das erzielte
Proteinkonzentrat gewaschen, getrocknet und weiter zu der gewünschten Teilchengröße unterteilt.
Zwar besitzen die Proteinkonzentrate gemäß US-Patentschrift 3 142 571 angeblich ein mildes Aroma; ihre Eignung zum Herstellen
von synthetischen Fleischabschnitten, die natürliche Fleischabschnitte simulieren, ist jedoch begrenzt. Ihre begrenzte
Eignung ist hauptsächlich auf die Art und Weise zurückzuführen, in der das Proteinkonzentrat hergestellt wird. Beispielsweise
wird durch Druckkochen und rasches Entspannen des Druckes unvermeidbar ein expandiertes Produkt gebildet, das
einen unbedeutenden Grad an Faserorientierung aufweist. Als Ergebnis davon ist dem denaturierten Protein eine knorpelartige
Textur, nicht jedoch eine faserige, muskelähnliche Textur eigen. Als Bestandteil in vorgetäuschten Hackfleischprodukten,
wie Chili, Hackbraten und dergleichen, wirkt sich der Mangel an faseriger Proteinorientierung nicht völlig
störend aus. Diese mangelnde faserartige Proteinorientierung zerstört jedoch vollständig die grundlegenden strukturellen
und organoleptischen Eigenschaften, die wesentlich sind, um
ein Fleischanalogon herzustellen, welches einen natürlichen
Fleischabschnitt vortäuschte Ein weiterer eigener Mangel, der die Eignung der Proteinkonzentrate zum Herstellen von Fleischanaloga
begrenzt, die natürlichen Fleischabschnitten ähneln, liegt in der Tatsache, daß das wirksame Auslaugen von wasserlöslichen
Bestandteilen daraus ein Zerkleinern der expandierten Stücke in kleine Stücke erfordert. Daher besitzen die
erzielten ausgelaugten kleinen Stücke notwendigerweise Hackfleischcharakter ο Wegen dieser eigenen Nachteile ist das
Proteinkonzentrat gemäß US-Patentschrift 3 142 571 kein geeignetes
Ersatzmaterial für Produkte des Fadentyps.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, texturierte Pflanzenprotein-Produkte
mit verbesserten organoleptischen ^
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Eigenschaften und verbesserter Eignung zum Herstellen von synthetischen, fleischähnlichen Produkten zugänglich zu machen
Die Erfindung bezweckt außerdem, ein wirtschaftliches Verfahren zum Herstellen von texturierten Proteinmassen aus hydratisierten,
expandierten Extrudaten zu schaffen. Weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine texturierte Proteinmasse
mit angereichertem Proteingehalt und verbesserter faseriger, fleischähnlicher Textur zu schaffen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, texturierte Proteinmassen mit vorbestimmter Fasergröße und Texturcharakter und ein Verfahren
zum Herstellen dieser .,Massen zugänglich zu machen·
Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine milde, texturierte Proteinmasse zu bilden, die im wesentlichen frei
von allen unerwünschten Geschmacks- und Geruchsstoffen ist. Weitere Aufgaben der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung
ersichtlich«
In den beigefügten Abbildungen zeigt Figur 1 die Mikrophotographie
eines Querschnittes (in 75~facher Vergrößerung) eines
trockenen, expandierten Extrudats, das in Gegenwart einer ausreichenden Wassermenge hydratisiert wurde, um zu ermöglichen,
daß das Extrudat das 2,5-fache seines Trockengewichts an Wasser absorbierte, ohne daß eine merkliche Menge der
wasserlöslichen Bestandteile daraus entfernt wurde.
Figur 2 zeigt die Mikrophotographie eines Querschnittes (in 75-facher Vergrößerung) eines Extrudats, aus dem im wesentlichen
alle wasserlöslichen Bestandteile entfernt wurden. Figur 3 ist die Mikrophotographie eines Querschnittes in
gleicher Vergrößerung wie Figur 2 und stellt eine texturierte Proteinmasse dar, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt wurde.
Figuren 4, 5i 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12 sind aufeinanderfolgend
aufgenommene Photographien von texturierten Proteinfasern, die durch Entfasern (defiberizing) e.iner Aufschlämmung
von wasserhaltigen Extrudaten in einem konventionellen Papier-Holländer erhalten wurden und die Fasern darstellen, die g
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nach 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- und 10-minütigem Schlagen
erhalten wurden.
Die Figuren 13» 14 und 15 sind Mikrophotographien von typischen Fasern, die durch Entfernen der Fasern aus einer Aufschlämmung
von wasserhaltigen Extrudaten in einem konventionellen Papierholländer erhalten wurden. Diese Figuren stellen
Fasern dar, die nach 6-, 8- und 10-minütigem Schlagen erhalten wurden.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer texturierten Proteinmasse mit verbesserter, fleischähnlicher
Textur. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch folgende Stufen:
a) Vorgeben einer Vielzahl von hydratisierten, biegsamen
Extrudaten, die gekennzeichnet sind durch den Gehalt einer untergeordneten Menge an wasserlöslichen Kohlenhydraten
und an Protein als feste» Grundbestandteil des Extrudats und die das weitere Kennzeichen aufweisen, daß das einzelne
Extrudat eine zellartige Struktur aus zahlreichen, miteinander verbundenen Fasern umfaßt, die durch eine
Matrix aus wasserlöslichen Bestandteilen umhüllt sind, wobei innerhalb dieser Matrix eine Vielzahl von miteinander
in Verbindung stehenden Poren und Kanälen vorliegt und diese Poren und Kanäle vorwiegend längs neben den
Fasern orientiert sind und durch Zellwände voneinander getrennt sind, die aus diesen Fasern und einer Matrix aus
wasserlöslichen Bestandteilen bestehen,
b) Verursachen des Zusammenbruches der Zellstruktur des
hydratisierten Extrudats, indem das hydratisierte Extrudat einer Kraft ausgesetzt wird, die ausreicht, um die Zellwände
dieses Extrudats zu zerbrechen, wobei eine texturierte Proteinmasse erhalten wird.
In einer schärfer begrenzten Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von texturierten Proteinmassen
zugänglich, die im wesentlichen frei sind von unerwünschten Geschmacks- und Geruchsbestandteilen. Diese - 7
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milden texturierten Proteinmassen werden durch ein Verfahren hergestellt, welches als zusätzliche Verfahrensstufen das
löslichmachen und Entfernen mindestens eines überwiegenden Anteils (auf Basis des Trockengewichtes) der wasserlöslichen Bestandteile
aus dem hydratisieren beziehungsweise wasserhaltigen Extrudat umfaßt. Das Überführen der wasserlöslichen Bestandteile
in gelöste Form erfolgt im allgemeinen durch Lösen der wasserlöslichen Bestandteile aus den Zellwänden über die
kommunizierenden Poren und Kanäle des Extrudats mit Hilfe eines wässrigen Mediums, wobei ein an Protein angereichertes Extrudat
und ein wässriger Extrakt von wasserlöslichen Bestandteilen erzielt wird. Der wässrige Extrakt wird dann von den Feststoffen
des Extrudats abgetrennt, um als Produkt ein an Protein angereichertes Extrudat zu erhalten, aus dem mindestens ein
überwiegender Anteil der ursprünglich darin vorliegenden wasserlöslichen Bestandteile entfernt ist. Das Abtrennen der
wasserlöslichen Bestandteile der gelösten, löslichen Stoffe aus den erzielten Extrudatfeststoffen kann zu jedem beliebigen
Zeitpunkt nach dem Hydratisieren der trockenen expandierten Extrudate erfolgen.
Durch die Erfindung werden faserige proteinhaltige Materialien zugänglich, die höhere Eignung als Bestandteile von Fleischanaloga
zeigen, als versponnene fadenförmige Proteine, wie sie in der US-Patentschrift 2 682 466 beschrieben werden und konventionelle
hydratisierte Extrudate. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die teuren Verarbeitungsstufen vermieden,
die erforderlich sind, um die fadenförmigen Proteine herzustellen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Zellstruktur
des hydratisieren Extrudats in einem solchen Ausmaß verändert, daß die resultierende, texturierte Proteinmasse
eine einzigartige faserige beziehungsweise texturierte Be-■ schaffenheit aufweist. Dieses Verfahren ist besonders gut geeignet
zur Verwendung von relativ preiswerten Eohmaterialien (beispielsweise von entfetteten Sojabohnenmehlen). Dies hat zum
Ergebnis, daß das erfindungsgemäße Verfahren den Preisvorteil
von konventionellen, trockenen expandierten Extrudaten - 8 -
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beibehält und gleichseitig die inhärenten Produktnachteile dieeer Verfahren vermeidet· Durch die Erfindung wird außerdem
ein Verfahren zugänglich, bei den die störenden Geschmacks-
und Geruchsbestandteile, die charakteristische Eigenschaften der bekannten Extrudate darstellen, in einfacher Weise daraus
entfernt werden können und ein Produkt erhalten wird, das im wesentlichen milden Geschmack und Geruch besitzt. So sind die
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produkte besonders geeignet zur Verwendung in Fleischanaloga, bei denen
es unmöglich ist, störende Geruchs- und Geschmacksbestandteile zu maskieren. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die
Herstellung von faserartigen Proteinen in vorbestimmter Größe und Gestalt (beispielsweise können der Durchmesser und die
Länge von Fasern vorbestimmt und durch Verfahrensbedingungen
geregelt werden), während gleichzeitig die Textureigenschaften
von hydratisierten Extrudaten verändert, geregelt und verbessert werden. Demnach können durch Verwendung der geeigneten
texturierten Proteinmasse in einfacher Weise Fleischanaloga hergestellt werden, die eine große Vielzahl von natürlichen
Fleischabschnitten vortäuschen, wobei die gewünschten organoleptischen
und strukturellen Eigenschaften der Fleischanaloga erzielt werden.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen texturierten Proteinmassen
hat die Beschaffenheit und die Natur des verwendeten expandierten Extrudats eine ausgeprägte Wirkung auf die Textur-
und organoleptischen Eigenschaften des erhaltenen verarbeiteten Produkts. Für die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten,
trockenen expandierten Extrudate ist es kennzeichnend, daß sie einen relativ hohen Grad der Proteinorientierung oder
an faseriger Struktur aufweisen, im Gegensatz zu einer regellosen und nicht faserigen Struktur, wie sie in der US-Patentschrift
3 142 571 beschrieben ist. Für die erfindungsgemäß verwendeten Extrudate ist es außerdem kennzeichnend, daß sie
aus einer Vielzahl von hitzedenaturierten Proteinfasern, einer Matrix von wasserlöslichen Bestandteilen, welche die Fasern
voneinander trennt und einhüllt, und einer Vielzahl von
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Poiren und Kanälen bestehen, die innerhalb der Matrix von
wasserlöslichen Bestandteilen miteinander in Verbindung stehen, und daß die Poren und Kanäle durch Zellwände voneinander getrennt
sind, die aus der Matrix von wasserlöslichen Bestandteilen und aus denaturierten Proteinfasern (das heißt, aus
wasserunlöslichem Protein) bestehene
Die Menge und die Beschaffenheit (beispielsweise Gesamthohlraumvolumen,
Verteilung und Zahl der Zellen in dem Bxtrudat) der Poren und Kanäle innerhalb des Extrudats ist ein wichtiger
Faktor bei der Ausbildung einer Proteinmasse, die verbesserte fleischähnliche Textur aufweist. In funktioneller Hinsicht
sind die Poren und Kanäle bedeutende Paktoren, die dazu beitragen,
daß folgende Merkmale erreicht werden:
a) Bin Extrudat, das gleichmässig und rasch hydratisiert
wird, ohne daß die als Bedingung erforderliche faserige Struktur herabgesetzt oder zerstört wirdj
b) ein wirksames Mittel zum LÖ3lichmachen tffcd Entfernen
der wasserlöslichen Bestandteile, ohne daß die faserige Proteinstruktur zerstört wirdj
c) ein hydratisiertes beziehungsweise wasserhaltiges Extrudat, dessen Zellstruktur wirksam aufgebrochen und
auf diese Weise texturiert werden kannj und
d) ein Mittel zum Ausbilden der faserigen Beschaffenheit eines hydratisieren Extrudats, die dann in die geeignete
Texturbeschaffenheit übergeführt werden kann.
Die für die Zwecke der Erfindung verwendeten expandierten Extrudate werden unter den Bedingungen einea Strangpreßverfahrens
hergestellt, unter denen die geeigneten Merkmale im Hinblick auf Porosität, Hydratisierung, Extraktionseigenschaften
der wasserlöslichen Bestandteile sowie faserige Orientierung des erzielten proteinhaltigen Extrudate erreicht
werden. Unter den geeigneten Bedingungen des Extrufionsverfahrens
werden die Extrudate allgemein hergestellt» indem ein proteinhaltiges Material mit geeigneter Zusammensetzung
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und geeignetem Wassergehalt in einer Strangpresse bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck, orientiert wird. Vor dem Orientieren
(beispielsweise durch Kneten (working)) besteht die Masse aus proteinhaltigem Material und Wasser kennzeichnenderweise
aus einer Matrix, die eine kontinuierliche äußere Phase aus wasserlöslichen Bestandteilen und eine diskontinuierliche
•innere Phase aus winzigen Büscheln oder Aggregaten von proteinhaltigem Material enthält, die in der äußeren Phase dispergiert
sind· Während der Orientierung dee proteinhaltigen Materials werden die Proteinbüschel oder -aggregate umgeordnet
und gespalten, wobei die gleichzeitige Wiederausrichtung und erneute Zusammenlagerung der Proteinmoleküle in Form einer
Vielzahl von Pibrillen erfolgt, die gemeinsam eine faserige
Masse bilden. Die innere Phase aus winzigen Aggregaten von proteinhaltigem Material wird somit unter den geeigneten Verfahrensbedingungen
in eine Vielzahl aus zusammenhängenden proteinhaltigen Pasern übergeführt (beispielsweise Bündel aus
Pibrillen), die durch eine Matrix aus Wasser und wasserlöslichen Bestandteilen voneinander getrennt und umhüllt sind.
Nach dem Einwirken von geeigneten Verfahrensbedingungen ist die Pluidität des erzielten proteinhaltigen Materials und
Wasser im wesentlichen vermindert, was auf die WÜderzusammenlagerung
und Bildung einer Vielzahl von langgestreckten Pasern in diesem Material zurückzuführen ist· Nach dem Erzielen de?
geeigneten Orientierung wird da« Produkt durch eine Strang«»
pre 13öffnung in eine Trockenzone ausgepreßt, die bei relativ
niederem Druck und niederer Temperatur gehalten wird (beispielsweise
bei Umgebungstemperatur und -druck). Sas überschüssig·
Wasser in dem extrudierten Produkt wird unter diesen Bedingungen stark verflüchtigt (als Dampf), was mit einer
raschen Expansion und Entwässerung des erhaltenen Eitrudats
verbunden ist. Da die Proteinfasern einen relativ hohen Grad der Gasundurehlässigkeit aufweisen, entweicht der Dampf vorwiegend
durch die relativ fluide Masse von wasserlöslichen Bestandteilen innerhalb des Extrudats. Auf diese Weise wir*!
eine Netzstruktur miteinander kommunizierender Poren vnä
Kanäle innerhalb der Matrix von wasserlöslich*.! 3$ a ü;..ate ilen
« 11 -
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erzielt. Durch Variieren der Extrusionabedingungen und der
Zusammensetzung dee Bxtrudate (beispielsweise Knetwirkung,
!Temperatur und Druck, Zueaamensetzung des Bxtrudate und Besehickungsrate)
werden Extrudate mit geeigneter Faserstruktur und Porosität hergestellt·
Die zum Herstellen der expandierten Bxtrudate verwendeten Prote inaaterialien können aus jedem beliebigen tenaturierbaren
Protein oder Eiweiß bestehen, das sowohl von pflanzlichen als auch von tierischen Quellen stammt. Zu Beispielen für denaturierbare
Proteine gehören Albumine (beispielsweise Serumalbumin, Ovalbumin, Lactalbumin und dergleichen), Globuline
(beispielsweise Proteine aus Samen und Nüssen), Prolamine (wie Zein aus Hais), Gluteline, Seieroproteine, wie Albuminoide
Nucleoproteine, Glycoproteine, Phosphoproteine, Chromoproteine, lecitkoproteine, lipoproteine und aus Mikroben-Fermenten und
anderen Fermenten stammende Proteine, Gemische dieser Proteine und dergleichen. Erfindungsgemäß enthalten die Extrudate
(auf Basis des Trockengewichts) als Hauptbestandteile Protein (beispielsweise etwa 30 Gewichtsprozent oder mehr an wasserunlöslichem
Protein) und einen geringen Anteil an wasserlöslichen Kohlehydratbestandteilen (beispielsweise etwa 6 Gewichtsprozent
oder mehr). Beispielhafte proteinhaltige Materialien, die zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignet sind, sind Mehle, die durch Lösungsmittelextraktion von Ölen aus Samen erhalten wurden, wie aus Erdnüssen, Baumwollsamen,
Sojabohnen, Sesam, Safflor, Sonnenblumen und dergleichen. Aus entfetteten Sojabohnenmehlen hergestellte Extrudate
(beispielsweise konventionelle, mit Hexan extrahierte Sojabohnenflocken) sind besonders gut geeignet für die Zwecke
der Erfindung. Diese entfetteten Sojabohnen- und Samenmehle bestehen auf Basis des Trockengewichts im allgemeinen aus etwa
10 bis etwa 20 1> wasserlöslichen Bestandteilen, etwa 40 bis
etwa 60 % hitzedenaturierbarem Sojabohnenprotein, einem Fasergehalt
von etwa 2 bis etwa 5 % und einem Restfettgehalt im
Bereich von etwa 0,5 bis etwa 5 Gewichtsprozent, gewöhnlich
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jedoch unter 1 %· Sie wasserlöslichen Bestandteile von Sojabohnenmehlen
bestehen vorwiegend aus Polysacchariden oder 3)i~» Tri- und Tetrasaocharidzuckern, beispielsweise Stachyose,
Eaffinose und Saccharose. Zusätzlich zu den Polysacchariden enthält der Anteil der wasserlöslichen Bestandteile Glucoside,
wie Steringlucoside, Isoflavonglucoside und Saponine (ein Bestandteil mit bitterem Gesehaack), organische Phosphorverbindungen,
beispielsweise Phytin, organische Säuren, wasserlösliche Pigmente und andere wasserlösliche Bestandteile in
geringen Anteilen.
Es wurde gefunden, daß die Länge der expandierten Extrudate, die ursprünglich aum Herstellen der erfindungsgemäßen texturierten
Proteinmasse eingesetzt wurde»,als wirksames Mittel zum Regeln der Texturbeschaffenheit und der Faserlänge des
resultierenden Produkts angewendet werden kann. Im allgemeinen werden für das Verfahren relativ große Klötze oder Stücke des
Extrudats verwendet, im Gegensatz zu granulierten oder kleinen
Extrudatstückchen. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen
texturierten Proteinmassen hat ein überwiegender Anteil des Extrudats (auf Basis des Gewichts) gewöhnlich eine Extrudatlänge
von etwa 5 mm oder mehr. Die hier verwendete Bezeichnung "Extrudatlänge« bedeutet die Länge des Extrudats, gemessen
in einer Ebene parallel zur Bildungsrichtung des Extrudats (das heißt, längs der Längsachse). Die verwendete Bezeichnung
"Durohmesser des Querschnitts" (das heißt, Durchmesser der
Querachse) bedeutet den Durchmesser des Extrudats in einer Ebene senkrecht zu der Länge des Extrudats. Die maximale
Länge der erfindungsgemäßen hydratisieren trockenen expandierten Extrudate kann stark schwanken, wobei leichtere Verarbeitbarkeit
sowie verbesserte texturierte Proteinmassen erhalten werden, wenn die durchschnittliche maximale Länge
des Extrudats weniger als etwa 300 mm beträgt. Bedeutend verbesserte texturierte Proteinmassen und erhöhte Verfahrenswirksamkeit werden erreicht, wenn mindestens ein überwiegender
Anteil (auf Basis des Gewichts) der trockenen expandierten Extrudate hydratisiert wird, deren Länge im Bereich zwischen
einer Mindestlänge von etwa 10 mm und einer maximalen
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Länge von etwa 100.0 mm liegte
Der Durchmesser des Querschnitts des trockenen expandierten Extrudats, das erfindungsgemäß hydratisiert wird, ist im
allgemeinen kein wesentlicher Faktor zum Erzielen der texturierten Proteinmasse. Der Querschnittsdurchmesser des Extrudats
kann beträchtlich variieren, wobei seine gewünschte Größe wirksam durch anschließende Verarbeitungsbedingungen geregelt
wird, die nachstehend vollständiger beschrieben werden. Um sowohl die Verfahrenswirksarakeit als auch die Ausbeuten zu
erhöhen, werden trockene expandierte Extrudate verwendet, die mindestens zu einem überwiegenden Anteil (auf Basis des
Gewichts) aus Extrudaten bestehen, deren durchschnittliche Abmessung in Sichtung des Querschnitts im Bereich von mindestens
5 mm bis etwa 100 mm liegt, wobei ein Durchmesser von
etwa 10.0 mm bis etwa 50 mm allgemein bevorzugt wird. Die
Abmessung des Querschnitts des erfindungsgemäß verwendeten Extrudats hängt vor allem von der Größe und Form der Strangpreßdüse
ab, während die Länge des Extrudats durch eine konventionelle Schneidevorrichtung geregelt werden kann, die
das expandierte Extrudat auf die geeignete Länge schneidet·
Nachstehend wird die Hydratisierung der Extrudate beschrieben. Zur Herstellung der texturierten Proteinmaterialien werden
die expandierten Extrudate mit Wasser hydratisiert (was beispielsweise durch Äquilibrieren des Extrudats bis zu seiner
Wasserabsorptionskapazität erfolgt, wobei das Extrudat gleichmäasig
hydratisiert wird). Hohe Verfahrenswirksamkeit und Proteinmasaen mit verbesserter Textur werden erzielt, wenn
durch die Verwendete Wassermenge nicht nur das Extrudat hydratisiert
wird, sondern auch ein bedeutender Anteil der wasserlöslichen Bestandteile in dem. Extrudat in Lösung übergeführt
wird und daraus extrahiert wird· Ein Gewiohtsverhältnis
von Extrudatfeststoffen zu Wasser von mindestens 5 t
ist gewöhnlich ausreichend, um die Hydratisierung und das Löslichaachen eines bedeutenden Anteils der wasserlöslichen
Bestandteile au erreichen. Sowohl die Hydratisierung als auoh
-H-
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das Überführen der wasserlöslichen Bestandteile in Lösung wird erleichtert, indem ein wässriges Medium angewendet wird,
das bei erhöhten Temperaturen gehalten wird (beispielsweise 71° G bis 100° C (160° F bis 212° P)). Das bevorzugte Verhältnis
von Feststoffen zu Wasser beim Hydratisieren und Extrahieren der wasserlöslichen Bestandteile aus dem Extrudat liegt im
Bereich von etwa 5 : 1 bis etwa 20 : 1·
Die Extraktion von wasserlöslichen Bestandteilen soll nun näher beschrieben werden. In der hydratisieren, wasserhaltigen
Form stellen die Extrudate eine biegsame, elastische Masse mit einer etwas fleischähnlichen Textur dar. Wenn eine relativ
kleine Wassermenge zum Hydratisieren eines trockenen expandierten Extrudats verwendet wird, so bleibt ein wesentlicher
Anteil der Matrix von wasserlöslichen Bestandteilen in der umhüllenden Matrix intakt. In Gegenwart von überschüssigem
Wasser durchdringt das Wasser die vielen miteinander kommunizierenden Poren neben den Fasern des Extrudats und extrahiert
die wasserlöslichen Bestandteile aus der Matrix· Bei der Extraktion der wasserlöslichen Bestandteile aus dem Extrudat
werden sowohl die Länge, als auoh die Gestalt und Größe der
Zwischenräume zwischen den Fasern vergrößert. Durch Extraktion der wasserlöslichen Bestandteile aus dem Extrudat wird ein
hydratisiertes Produkt mit im wesentlichen offener Zellstruktur
erhalten.
Die XKnge der Zeit, . die zum Löelichmachen und Entfernen
von wasserlöslichen Bestandteilen au* dem hydratisieren Extrudat
erforderlich ist, hängt von den Yerfahrenebedingungen
ab, wie der Temperatur, bei der die Behandlung durchgeführt wird, dem verwendeten Lösungsmittel, den Extraktionsbedingungen
und der Meng· an wasserlöslichen Bestandteilen, die anfänglich in den Extrudatfeatstoffen vorliegen· Wenn gewünscht wird, die
wasserlöslichen Bestandteile zu extrahieren, bevor die Zellstruktur
zum Zusammenbruch gebracht oder ihr Quersohnittsdurohmesser
vermindert wird, so wird die Extraktion von wasser*·
löeliohtn Bestandteilen vorteilhaft naoh einem Mehrstufenverfahren
durchgeführt, bei dem in Aufeinanderfolge L8»iit' ssmittel
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eingesetzt werden, die einen geringeren Anteil an waeeerlösliohen
Beetandteilen enthalten, als das vorher angewendete Medium sur Lösungsmittelextraktion. Ift allgemeinen sind Losungsmittelextraktionevorgängt
sum Entfernen der wasserlöslichen Bestandteile ausreichend, bei denen zwei oder drei Extraktionsmedien
verwendet werden, die jeweils eine geringere Menge an wasserlöslichen Bestandteilen enthalten, als die
vorhergehende Extraktionsstufe. Ein mehrstufiger Gegenstrom-Extraktionsvorgang ist besonders gut geeignet, weil er im
Vergleich mit einer einzigen Extraktionsstufe zu einer wirksameren
Entfernung des löslichen Materials führt und einen konzentrierten wässrigen Extrakt ergibt, aus dem die löslichen
Bestandteile in wirtschaftlicherer Weise gewonnen werden können
In Gegenwart von Wasser im Überschuß über die zum Hydratisieren des Extrudats werden durch das überschüssige Wasser die
wasserlöslichen Bestandteile wirksam in gelöste Form übergeführt und aus dem Extrudat entfernt und ein Produkt erhalten,
das, bezogen auf Peststoffe, eine bedeutend höhere Proteinkonzentration
aufweist, als das unbehandelte trockene Extrudat. Typische gelöste Stoffe, die während der Extraktion in dem
resultierenden wässrigen Extrakt aufgefunden wurden, sind Bi-, !Dri- und Tetrasacoharidzucker (beispielsweise Stachyose,
Raffinose und Saccharose), Glucoside, wie Phytosterine (Steringlucoside),
Saponine und Isoflavonglucoside, organische Phosphorverbindungen (Phytin), organische Säuren, wasserlösliche
Pigmente und andere unter den Extraktionsbedingungen daraus entfernbaren Bestandteile in geringen Anteilen. Polysaccharide
mit zwei oder mehr Sacchariden sind die Hauptbestandteile des Extrakts, der durch den Extraktionsvorgang aus dem Extrudat
entfernt wird. Durch die Entfernung von Bestandteilen mit Hilfe des Extraktionsverfahrens wird eine angereicherte Proteinmasse
erzielt, die weit bessere Verwendbarkeit zeigt, als ■ Extrudate, au» denen diese löslichen Bestandteile nicht entfernt
wurden. Durch die Extraktion von löslichen Bestandteilen werden in wirksamer Weise störende Geschmacks- und
Geruchsbestandteile aus dem Extrudat entfernt, wobei ein im x)erforderliche Menge - 16 -
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wesentlichen mildes Produkt verbleibt. Die erzielten milden Produkte sind besonders gut geeignet zum Herstellen von
Fleischanaloga, bei denen es aus geschmacklichen Gründen unmöglich
ist, die störenden Aromastoffe zu maskieren oder zu entfernen, die konventionellen hydratisierten Extrudaten gewöhnlieh
eigen sind, welche aus Sojabohnenmehlprodukten hergestellt
wurden. Das Entfernen der wasserlöslichen Bestandteile führt außerdem zu Produkten, die verbesserte Eigenschaften
im Hinblick auf Absorption und Bindung von verschiedenen anderen Additives oder Nahrungsmittelzusätzen aufweisen,
die zum Herstellen eines gewünschten fleischähnlichen Produkts erforderlich sind α Beispielsweise wird das Modifizieren
und die Bindung von anderen Proteinmaterialien (beispielsweise Eialbumin, Weizengluten und dergleichen) an das faserige
Protein bei der Herstellung des gewünschten fertiggestellten fleischähnlichen Produkts bedeutend verbessert, weil das
verbleibende Protein porös und relativ frei von wasserlöslichen Bestandteilen ist. Dadurch wird eine fleischähnlichere
Textur und eine bessere Bindung der gewünschten Zusätze an die Proteinfasern verursacht. In entsprechender Weise sind
die erzielten porösen Fasern aufnahmefähiger für Aroma- und Farbstoffe, als Proteinfasern, auf denen die wasserlöslichen
Bestandteile abgelagert sind. Das Entfernen von wasserlöslichen Bestandteilen, einschl. Pigmenten und dergleichen,
führt zu einer texturierten Proteinmasse, welche die gewünschte Farbe von daraus hergestellten fleischähnlichen
Produkten nicht beeinträchtigt. So werden im allgemeinen durch das Entfernen der wasserlöslichen Bestandteile faserige
Proteinmassen erzielt, die verbesserte organoleptische und Struktureigenschaften aufweisen.
Eine Verbesserung im Hinblick auf Extraktionsraten und erforderliches
Wasser wird erzielt, wenn das hydratisierte Extrudat während des Löslichmachens und der Extraktion der
wasserlöslichen Bestandteile daraus in intermittierenden
Abständen der Einwirkung einer äußeren Kraft ausgesetzt wird.
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Diese in intermittierenden Abständen einwirkende Kraft erleichtert
das Entfernen der wasserlöslichen Bestandteile, indem ein konzentrierter wässriger Extrakt aue den Poren und
Kanälen des Extrudats in das umgebende äußere Lösungsmittelmedium ausgepreßt oder ausgestoßen wirdo Fach dem Aufheben
der Krafteinwirkung absorbiert das hydratisierte Extrudat erneut Lösungsmittel au. B dem umgebenden Extraktionsmedium
(beispielsweise unter normalen Extraktionsbedingungen bei einer praktisch verminderten Konzentration des gelösten
Stoffes)ο Dieses wiederabsorbierte Lösungsmittel führt eine zusätzliche Menge der wasserlöslichen Bestandteile in Lösung
über und extrahiert sie. Durch erneutes Auffüllen der Poren und Kanäle mit intermittierendem Ausstoßen und Wiederabsorption
des extrahierten Mediums wird die Extraktionsrate von wasserlöslichen Bestandteilen aus dem Extrudat bedeutend erhöht.
Obwohl es nicht wesentlich ist, kann die zum Extrahieren der wasserlöslichen Bestandteile auf die hydratisierten
Extrudate einwirkende Kraft ausreichen, um die Zellwände
aufzubrechen und die Fasern zu trennen. Texturierte Proteinmassen mit wesentlich verbesserten Eigenschaften werden erzielt,
wenn eine ausreichende Menge an wasserlöslichen Bestandteilen aus dem Extrudat extrahiert wird, so daß das
erzielte Produkt einen angereicherten Proteingehalt von mindestens 60 Gewichtsprozent, bezogen auf sein Trockengewicht,
aufweist. Überlegene texturierte Proteinmassen werden erzielt, wenn praktisch die Gesamtmenge der wasserlöslichen Bestandteile
aus dem Extrudat extrahiert ist und wenn die texturierte Proteinmasse etwa 70 bis etwa 85 Gewichtsprozent
Protein enthält.
Bei der Herstellung der texturierten Proteinmassen wird der pH-Wert gewöhnlich bei etwa 4.0 bis etwa 10 gehalten. Wenn
das Verfahren bei einem pH-Wert von weniger als 4.0 durchgeführt wird, besteht die Neigung, daß das erzielte Produkt
zäh und bitter wird. Oberhalb eines pH-Werts von 10 tritt gewöhnlich der Abbau und das Auflösen der Proteinstruktur ein.
Unter strengen Verfahrensbedingungen (beispielsweise erhöhter
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Temperatur, hohem Verhältnis von Lösungsmittel zu Feststoffen, ausgedehnter Kontaktzeit und dergleichen) wird der pH-Wert
vorteilhaft zwischen 6.0 und 8,5 gehalten.
Zusätze zum Regeln oder Verändern der Textur- und/oder organoleptischen
Eigenschaften der texturierten Proteinmasse können dem Lösungsmittel während der Extraktionsstufe und/oder nach
dem Entfernen der wasserlöslichen Bestandteile aus der Proteinmasse zugesetzt werden,, Diese Zusatzstoffe verleihen ähnliche
funktioneile Eigenschaften, wie bei Verwendung in dem trockenei expandierten Extrudat. Zu Beispielen für solche Zusätze gehören
Puffersubstanzen, Salze, Mittel zur Eiweißdenaturierung (beispieleweise Alkalien und Säuren), Farbstoffe und Geschmacksstoffe,
Gemische solcher Substanzen und dergleichen.
Nachstehend wird das Zerbrechen der Zellstruktur ausführlicher beschrieben· Zu jedem beliebigen Zeitpunkt nach dem Hydratisieren
der trockenen expandierten Extrudate kann die Zellstruktur des hydratisierten Extrudats zum Zusammenbruch gebracht
werden. Der Zusammenbruch der Zellstruktur des hydratisierten Extrudats wird durch Anwendung einer ausreichend
hohen Beanspruchung (beispielsweise einer äußeren Kraft) erreicht, so daß die Zellwände, welche die porösen Zwischenräume
der miteinander in Verbindung stehenden Poren und Kanäle einschließen, zerbrechen und/oder abbrechen (beispielsweise
werden die Zellwände brüchig gemacht, so daß die Struktur durch ausreichende Schwächung der Zellwandstruktur zusammenbricht,
um das Extrudat zum Zusammenbruch zu bringen und/oder der Zusammenbruch erfolgt durchtatsächliches Aufbrechen der
Zellwandstruktur). Die auf das hydratisierte Extrudat einwirkende Beanspruchung sollte ausreichend groß sein, so daß
die verwendete Struktur des hydratisierten Extrudats längs dessen Längsachse aufgebrochen wird. Im Vergleich mit dem
hydratisierten Extrudat führt das Aufbrechen der Zellstruktur zu einem Produkt, das bedeutend verminderte Festigkeit gegenüber
quer au der - - Längsachse einwirkenden Zugkräften
zeigt (das heißt Kräften, die senkrecht zur Extrusionsrichtung
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des Extrudats einwirken). Die auf die hydratisierten Extrudate einwirkende Beanspruchung, die zum Zusammenbruch ihrer Zellstruktur
führt, kann durch äußere Kräfte hervorgerufen werden, wie Zug, Druck, Scherung oder irgendeine Kombination solcher
Kräfte. Bei den meisten Anwendungen als fleischähnliches Produkt sollte die Einwirkung einer Beanspruchung, bei der mehr
als ein überwiegender Anteil (bezogen auf das Trockengewicht) des erzielten Produkts auf eine Länge von etwa 3 mm oder mehr
vermindert wird, vermieden werden. Allgemein geeignet ist eine Kraft, die eine Spannung parallel zu den Fasern erzeugt
und auf diese Weise die Fasern bricht oder voneinander trennt. Die Hauptwirkung der Kraft besteht allgemein darin, die
Struktur des hydratisierten Extrudats längs der Längsachse aufzubrechen und dadurch zu einem texturierten Proteinprodukt
zu führen.
Die Beschaffenheit der texturierten Proteinmasse, die hergestellt wurde, indem die hydratisierten Extrudate einer zum
Aufbrechen der Zellwände ausreichenden Kraft ausgesetzt wurden, wird in den beigefügten Abbildungen durch einen Vergleich
der Mikrophotographien gemäß Figuren 1, 2 und 3 verdeutlicht.
Figur 1 ist die Ansicht eines Querschnitts senkrecht zu der Längsachse eines hydratisierten Extrudats, dessen
Zellwände nicht aufgebrochen wurden. Das in Figur 1 dargestellte Produkt enthält einen wesentlichen Anteil der wasserlöslichen
Matrix, welche die Proteinfasern des Produkts umhüllt. Figur 2 ist die Mikrophotographie einer Querschnittsansicht eines hydratisierten Extrudats, dessen Zellwände in
unversehrter Form vorliegen (beispielsweise nicht aufgebrochen sind), und aue dem praktisch sämtliche wasserlöslichen Bestandteile
entfernt sind. Figur 3 ist die Mikrophotographie einer Querschntttsansicht einer trockenen texturierten Proteinmasse
in einer Ebene senkrecht zu der Längsachse, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde und deren Zellwände
zum Zusammenbruch gebracht wurden. Der Proteingehalt der in den Mikrophotographien der Figuren 2 und 3 dargestellten
Produkte ist im wesentlichen identisch. Gemäß
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figur 1 wurde kein wesentlicher Anteil der wasserlöslichen
Bestandteile aus dem Produkt extrahiert, wie durch die relativ dicken Zellwände und die kleinen dazwischen liegenden Öffnungen
(das heißt Poren und Kanäle) angezeigt wird» welche die Zellwände trennen. Im Gegensatz dazu stellt Figur 2 ein
Extrudät mit einer Zusammensetzung dar, die identisch der Zusammensetzung des in Figur 1 gezeigten Extrudats ist, mit
der Ausnahme, daß praktisch sämtliche wasserlöslichen Bestandteile (das heißt, mehr als 95 % des Trockengewichts)
entfernt wurden. Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß die Zellwände
aufgrund der Extraktion der umhüllenden Matrix aus wasserlöslichen Bestandteilen weit dünner sind. In entsprechender
Weise ist der Zwischenraum zwischen den Zellwänden nach der Abbildung in Figur 2 weit größer als in
Figur 1, was auf das Fehlen der umhüllenden Matrix aus wasserlöslichen
Bestandteilen zurückzuführen ist. In den Figuren 1, 2 und 3 ist zu beobachten, daß die Zellwände eine vernetzte
Struktur bilden, wobei die Zwischenräume zwischen den Zellwänden gemäß Figuren 1 und 2 ähnlich denen des ursprünglichen
Extrudats sind, aus dem sie hergestellt wurden. Die Form und Verteilung des Proteinanteils der Produkte sowie
die Lage und allgemeine Form der darin vorliegenden Poren ist daher gemäß Abbildung in Figuren 1 und 2 im wesentlichen
die gleiche, wie in dem ursprünglichen hydratisierten Extrudat, aus denen diese Produkte hergestellt wurden.
Die texturierte Proteinmasse gemäß Figur 3 hat eine andersartige
Struktur- und Texturbeschaffenheit als die in Figuren 1 und 2 abgebildeten Produkte. Die Zusammensetzung wie auch
die Zellwanddicke des in Figur 3 gezeigten Produkts ist vergleichbar mit denen des Produkts gemäß Figur 2. Die allgemeine
gegenseitige Anordnung und Lage der Zellwände der texturierten Proteinmasse gemäß Figur 3 wurde jedoch durch
Zusammenbruch der Zellwände wesentlich verändert. Wie aus der seitlichen Querschnittsansicht gemäß Figur 3 ersichtlich
ist, ist der Zusammenbruch der Zellstruktur in Ebenen senkrecht zu der Richtung eingetreten, in der das Extrudät _ 21 _
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gebildet wurde. Die zusammengebrochenen Zellwände sind außerdem
über die gesamte Längsachse des hydratisierten Extrudats (nicht gezeigt) zu sehen. Im Vergleich mit dem Produkt gemäß
Figur 2 führt der Zusammenbruch der Zellstruktur des Bxtrudats zu einem Produkt, das geringere Zugfestigkeit gegenüber
senkrecht zu seiner Längsachse (das heißt, seitlich) einwirkenden Kräften aufweist. Das Produkt gemäß Figur 3 wird
daher in Richtung seiner Längsachse leichter auseinandergezogen, als jedes der in Figuren 1 und 2 dargestellten Produkte.
Bei der Verwendung als Bestandteil für ein fleiöchähnliches Produkt ist dem Produkt gemäß Figur 3 eine stärker
fleischähnliche Textur eigen, als irgendeinem der in Figuren 1 und 2 dargestellten Produkte.
Eine texturierte Proteinmasse mit einer S'trukturbeschaffenheit
entsprechend dem Produkt gemäß Figur 3 kann durch eine Vielfalt von Methoden hergestellt werden, bei denen eine
Kraft einwirkt, die ausreicht, um den Zusammenbruch der porösen vernetzten Struktur eines hydratisierten Bxtrudats
zu bewirken. Zu Beispielen für Mittel zum Anwenden einer ausreichend großen Beanspruchung gehören zusammendrückende
Kräfte, wie sie in Zentrifugen (beispielsweise Korbzentrifugen, Uetzzentrifugen und Scheibenzentrifugen) erzielt
werden und physikalische Kompression, wie zwischen Walzen und dergleichen. Das Verarbeiten unter einer Beanspruchung,
bei der das hydratisierte Extrudat in regelloser Richtung abgelöst oder in Querrichtung geschnitten wird, wie durch
konventionelle Fleischzerkleinerungsvorrichtungen, Mühlen und dergleichen, ist nicht allgemein geeignet.
Der Zusammenbruch der Zellwände, wie er durch die texturierte
Proteinmasse gemäß Figur 3 dargestellt ist, ist im allgemeinen dadurch charakterisiert, daß ein überwiegendes
Aufbrechen der Zellwände durch Schwächung und Brechen eintritt, ohne daß eine wesentliche Trennung der zerrissenen
Zellwände durchgeführt wird. Eine bessere Eignung und Wirkung der texturierten Proteinmasse als Bestandteil eines
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fleischähnlichen Produkts wird erzielt, wenn das hydratisierte Bxtrudat einer Kräfteinwirkung ausreichender Größe unterzogen
wird, so daß durch den Zusammenbruch ein Abtrennen und Aufbrechen des hydratisierten Extrudats vorherrschend längs
seiner Längsachse bewirkt wird (beispielsweise das Zerreißen des Extrudats in Streifen). Durch Anwenden strengerer Bedingungen
der einwirkenden Kraft werden die hydratisierten Bxtrudate dadurch in eine Vielzahl einzelner faseriger Massen
(das heißt» in Fasern) gespalten. Einzelne Fasern, die durch Längsspalten (shredding) hergestellt werden, zeigen einen
hohen Grad der Rißbildung längs der Längsachse innerhalb der einzelnen Pasern per se.
Eine geeignete Methode zum Aufspalten der Zellstruktur von
hydratisieren Extrudaten längs ihrer Längsachse zum Ausbilden einer texturierten Proteinmasse mit vorbestimmter
Länge und vorbestimmten Querschnittsdurchmesser stellt das Schlagen oder Raffinieren einer Aufschlämmung von Wasser
und hydratisiertem Extrudat unter Verfahrensbedingungen dar,
wie sie zur Zeit bei der Herstellung von Ausgangsmaterial in der Papierindustrie angewendet werden. Dabei stellen
Schlagen oder Raffinieren (Beating oder refining) grundsätzlich den gleichen Vorgang dar, weil beide eine mechanische
Behandlung von Pulpe umfassen, bei der die Fasern der Pulpe zwischen Metallstäben oder zwischen einem bewegten Teil und
einem anderen Teil erfaßt werden. Unter diesen Bedingungen des Schiagens oder Mahlens werden texturierte proteinhaltige
Fasern einer gewünschten Durchschnittslänge und mit gewünschtem Querschnitts-lurchmesser erhalten» Es wurde gefunden, daß
die vorherrschende Kräfteinwirkung, die mit Hilfe eines konventionellen
Papierholländers oder -refiners erzielt wird, eine in Streifen spaltende Wirkung parallel zu der Länge
des Extrudats ist (das heißt längs der Längsachse), nicht jedoch eine Schneidwirkung in einer Ebene senkrecht zur Länge
des Extrudats. Durch die Papierstoff-Mahlwirkung wird das
hydratisierte Extrudat in Längsrichtung in eine Vielzahl von texturierten Fasern zerrissen, deren Querachse (das heißt2 ^
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deren Querschnittsdurohmesser) eine wesentlich geringere Größe aufweist. Die Fähigkeit, eine texturierte Proteinmasse
zu ergeben, die vorbestimmte länge und Abmessung des Querschnitts aufweist, ist ein hocherwünschter Faktor beim Vortäuschen
der entsprechenden Texturbeschaffenheit und organoleptischen Beschaffenheit eines speziellen fleischanalogen
Produkts· Dies ist deshalb wünschenswert, weil viele der fleischanalogen Produkte eine besondere faserige Beschaffenheit
erfordern, um einen speziellen Fleischabschnitt vorzutäuschen. Wenn daher gewünscht wird, die Textureigenschaften
und organoleptischen Eigenschaften von Roastbeef oder Beefsteak zu simulieren, so werden gewöhnlich relativ grob
texturierte Proteinmassen (beispielsweise mit relativ dicken und langen Fasern) verwendet. Für Fleischanaloga, die
Schinken, Fisch, Genelen und dergleichen vortäuschen, wird
eine Proteinmasse mit relativ feiner Textur verwendet, um dem Fleischanalogon die geeignete Textur- und organoleptische
Beschaffenheit zu verleihen. Erfindungsgemäß werden texturierte Proteinmassen hergestellt, die spezifisch auf ein
spezielles Fleischanalogon abgestellt sind, indem die hydratisierten Extrudate entsprechenden Verfahrensbedingungen des
Schlag- beziehungsweise Mahlverfahrens unterworfen werden.
Die mechanische Behandlung, die durch einen Papierholländer erzielt wird, gewährleistet einen zusätzlichen Vorteil, indem
sie außerdem eine wirksame Methode zum Extrahieren der wasserlöslichen Bestandteile darstellt. Weil das Schlagen der
Pulpe ein Mittel ist, durch das intermittierend eine Krafteinwirkung auf das hydratisierte Extrudat angewendet wird
(beispielsweise wird intermittierende Krafteinwirkung bei federn Durchgang der Aufschlämmung zwischen den Schlagwalzen
und der Grundplatte aufgewendet), wird notwendigerweise die Extraktion von wasserlöslichen Bestandteilen daraus erleichtert.
Während daher das hydratisierte Extrudat mechanisch zwischen Metallstäben oder zwischen einem bewegten Teil und
einem anderen Teil gehalten wird, wird das Lösungsmittel aus den porösen Zwischenräumen ausgetrieben. Nach dem Passieren
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der Zone der mechanischen Behandlung wird das Lösungsmittel aus der Aufschlämmung erneut absorbiert, wobei ein weiteres
Löslichmachen und Extrahieren der wasserlöslichen Bestandteile eintritt ο Kontinuierliches intermittierendes Austreiben
und erneutes Absorbieren von Lösungsmittel tritt bei jeder mechanischen Behandlung des hydratisierten Extrudats in einem
Pulpeholländer (pulp beater) und/oder Refiner auf. Bei diesen Verfahren können die wasserlöslichen Bestandteile in der Aufschlämmung
in konzentrierter Form aufgenommen und von dem Wasser abgetrennt werden, wobei das Wasser in die Pulpeaufsehlämmung
zurückgeführt wird. In entsprechender Weise kann die mechanische Behandlung als Methode angewendet werden, durch
die gleichzeitig die Extraktion von wasserlöslichen Bestandteilen, das Texturieren von hydratisierten Extrudaten und
das Abtrennen der wasserlöslichen Bestandteile aus der erzielten texturierten Proteinmasse vorgenommen wird. Es ist
zwar im allgemeinen wünschenswert, die Extraktion von wasserlöslichen Bestandteilen und das Texturieren des Extrudats
gleichzeitig durchzuführen; hydratisierte Extrudate, aus denen ein Teil oder im wesentlichen alle wasserlöslichen Bestandteile
extrahiert worden sind, können jedoch durch das Schlagen oder Raffinieren texturiert werden. In entsprechender Weise
können hydratisierte und texturierte Proteinmassen, wie sie durch einen mehrstufigen Extraktionsvorgang erhalten werden,
der mechanischen Behandlung unterworfen werden, um eine teturierte Proteinmasse mit vorbestimmter und geeigneter Größe
zu erzielen.
Bei der Herstellung der in Streifen gespaltenen texturierten Proteinmassen sollte die vorherrschende mechanische Behandlung
derart sein, daß das Längsspalten des hydratisierten Extrudats eintritt, nicht aber das Aufspalten von Pasern in seitlicher
Richtung zu kürzeren Faserlängen. Da die porösen Zwischenräume des hydratisierten Extrudats eine perforierte Struktur
ergeben, tritt das Längsspalten und Entfasern (defiberization)
der hydratisierten Extrudatteile vorherrschend zwischen benachbarten Zellhohlräumen oder porösen Zwischenräumen auf.
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Unter einer solchen mechanischen Behandlung tritt das Aufbrechen und die (Trennung der vernetzten Struktur des hydratisierten
Proteinkörpers vorherrschend längs der Längsachse des Proteinkörpers ein, beispielsweise werden die faserigen
Massen von Zellwänden getrennt und/oder aufgebrochen, welche die längsorientierten Massen durch quer verlaufende Brücken
verbinden· Die erzielten Bruchstücke zeigen erhöhte Flexibilität und erhöhte äußere Oberfläche, bezogen auf das Gewichte
Das Schlagen beziehungsweise Mahlen bewirkt außerdem das Auftreten zahlreicher Ansätze (beispielsweise Fibrillieren)vin
dem erzielten Produkt. Darüberhinaus vermindert die mechanische Behandlung im wesentlichen den inneren Hohlraum und erhöht somit
die durchschnittliche Teilchendichte (partial density) des erzielten Produkts. Diese Behandlung erhöht außerdem die Oberflächenporosität
(beispielsweise wird durch das Aufreißen zu Streifen das Extrudat längs seiner porösen Zwischenräume oder
Hohlräume aufgespalten, wobei die Oberfläche der Spaltstücke den Abdruck der geformten Oberfläche des ursprünglich inneren,
gespaltenen Hohlraums darstellt, aus dem das Bruchstück oder die Pasern gebildet sind). Die erzielten Produkte zeigen außerdem
erhöhtes Wasserrückhaltevermögen.
Das Schlagen und/oder Raffinieren (Zerfasern im Refiner) des hydratisierten Extrudats zum Erzeugen von texturierten Proteinfasern
mit geeigneter Faserlänge, Faserbreite und Dicke kann durch Verwendung einer Vielzahl von Schlagmühlen und/oder
Refinern durchgeführt werden, wie sie gegenwärtig in der Papierindustrie verwendet werden. Das Schlagen beziehungsweise
Mahlen und/oder Raffinieren kann unter diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Verfahrensbedingungen vorgenommen werden.
Zu geeigneten Schlagmühlen gehören Mahlholländer und Modifikationen davon, wie kontinuierliche Schlagmühlen, Brechmühlen
und Pulper, mit denen im allgemeinen die Wirksamkeit erhöht und die zum Schlagen beziehungsweise Aufbereiten eines Ansatzes
des Ausgangsmaterials erforderliche Dauer vermindert wird. Da die hydratisierten Extrudate leichter entfasert werden, als
Cellulosematerialien (beispielsweise Holz), sind die zum _ 26 -
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Herstellen der erfindungsgemäßen texturierten Proteinfasern
angewendeten Schlag- oder Mahlbedingungen im allgemeinen weniger streng als zur Herstellung eines Papierausgangsmaterials.
Es ist daher vorteilhaft, in der Schlagmühle Verfahrensbedingungen anzuwenden, die eine reibende oder quetschende Wirkung
begünstigen, im Gegensatz zu einer vorherrschend schneidenden Wirkung. Eine reibende oder quetschende mechanische Behandlung
kann erzielt werden, indem Verfahrenebedingungen angewendet
werden, die in der Papierindustrie zum Begünstigen einer solchen Behandlung bekannt sind. So ist es beispielsweise vorteilhaft,
Holländer zu verwenden, welche stumpfe Stabwalzen aufweisen, die bei relativ niedrigem Schlagwalzdruck betrieben
werden. Iä entsprechender Weise sollten die Temperaturen der Aufschlämmung und das Gewichteverhältnis von Extrudat-Feststoffen
zu Flüssigkeit in der Aufschlämmung so gewählt werden, daß sie eine reibende oder quetschende Behandlung begünstigen.
Texturierte Proteinfasemmit geeigneter Faserlänge, -breite
und -dicke können auch unter Verwendung von konventionellen Papierrefinern, wie Scheibenrefinern und konischen Refinern
(beispielsweise Jordanrefiner und Hochgeschwindigkeitsrefiner), Kollergängen und dergleichen, hergestellt werden. Auch andere
Einrichtungen zur mechanischen Behandlung, wie Pumpen mit hoher Scherung, Turbulizer, Mischer und Mixer, in Serie geschaltete
Hochdruckpumpen, die mit Prallblechen versehene Rohre aufweisen, Schneckenförderer und ähnliche Vorrichtungen,
die unter geeigneten Verhältnissen von Feststoff zu Wasser und mechanischen Behandlungsbedingungen betrieben werden,
können zum Herstellen der in Streifen gespaltenen Fasern verwendet werden. Die gesamte mechanische Behandlung sollte unter
Verfahrensbedingungen durchgeführt werden, die zu einem Zerreißen in Streifen oder einem Aufspalten des Extrudats führt,
im Gegensatz zu einer Schneidwirkung.
Das duroh Aufspalten des hydratisieren, Zellstruktur aufweisenden
Proteinmaterials in Streifen erzielte texturierte Proteinprodukt läßt sich allgemein charakterisieren als
- 2 7 H
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texturiertes Protein, das zahlreiche regellos geformte Pasern
umfaßtι die als Hauptbestandteil ein Protein enthalten, wobei
die einzelnen Pasern durch folgende Eigenschaften charakterisiert sind:
a) Eine durchschnittliche Faserlänge, die wesentlich
größer ist, als der mittlere Querschnittsdurchmesser, gemessen in einer Ebene senkrecht zu der Längsachse der
Paser,
b) eine vernetzte Struktur aus zahlreichen Pibrillen, die vorherrschend parallel zu der länge der Pasern orientiert
sind,
c) ein wesentlicher Teil der Pibrillen in seitlicher Richtung zur iängsaohse der Paser ist aufgebrochen, wodurch
eine wesentlich geringere Zugfestigkeit gegenüber Zugkräften erzielt wird, die senkrecht zur Länge der Paser
einwirken, im Gegensatz zu Zugkräften, die parallel zur Länge der Paser einwirken,
d) eine ungleichmässige Form des Querschnitts senkrecht zur Längsachse der Paser,
e) eine unregelmässige Paseroberfläche mit zahlreichen Furchen und Einbuchtungen, und
f) zahlreiche Ansätze, die von dem zentralen Teil der Faser
abzweigen·
Im Vergleich mit dem als Ausgangsmaterial verwendeten hydratisierten
Extrudat, aus dem die löslichen Bestandteile extrahiert sind oder nicht extrahiert sind, wird durch das Aufspalten
in Streifen die mittlere Teilchendichte der erzielten Fasern erhöht. Durch das Aufspalten in Streifen wird die voluminöse
Struktur von faserartigen Bündeln in dem Extrudat in zahlreiche Fasern mit wesentlich geringerem Querschnittsdurchmesser
aufgebrochen, als dem des hydratisieren Extrudats, aus , dem die texturierten Proteinfasern erzeugt werden. Bei Betrachtung
und/oder Prüfung unter dem Mikroskop zeigt sich, daß die zu Streifen gespaltenen Fasern zahlreiche regellos geformte
Ansätze aufweisen, die mit der Pasermasse verbunden sind und nach außen abzweigen (die Fasern besitzen - 28 -
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fibrillierte Struktur)·
Die Wasserrückhalteeigenschaften der texturierten Proteinmasse und die Verträglichkeit mit anderen Bestandteilen für ein
fleischähnliches Produkt werden durch die aufspaltende Behandlung bedeutend erhöht. Im allgemeinen ist für die texturierten
Proteinfasern, die durch die zur Längsspaltung führenden Verfahren
erhalten werden, kennzeichnend, daß sie eine wesentlich größere Faserlänge als Breite und eine Breite aufweisen, die
wesentlich größer ist als die Tiefe (beispielsweise sind sie relativ flach).
Nachstehend soll auf die Figuren 4 bis 12 Bezug genommen werden. Figur 4 zeigt eine Fotografie von zwei typischen Fasern,
die durch Schlagen einer Aufschlämmung von hydratisiertem
Extrudat erhalten wurde, die 300 g Feststoffe und 10 1 Wasser enthielt. Das Schlagen erfolgte in einem konventionellen
Papierholländer während einer Minute. Die hydratisierten Extrudate vor dem Spalten zu Streifen mit Hilfe dee Papierholländers
waren etwa 25 - 3 mm lang und hatten einen mittleren Querschnittsdurchmesser von etwa 15 £ 3 mm. Wie durch
das im Hintergrund befindliche Netz in Figur 4 gezeigt wird, dessen Einheiten 1 mm betragen, ist die Faserlänge nach einminütigem
Schlagen etwa die gleiche, wie bei dem Ausgangsextrudat (das heißt, etwa 23 bis 25 mm). Durch die Schlagbeziehungsweise
Mahlwirkung ist jedoch das Extrudat im wesentlichen in zahlreiche Fasern aufgespalten worden, die einen
wesentlich geringeren Querdurchmesser aufweisen, als die Extrudate, aus denen sie hergestellt wurden (15 ± 3 mm bei dem
Extrudat, gegenüber einer Faserbreite im Bereich von etwa 2 mm bis etwa 5 mm)·
Wie in Figur 4 gezeigt wird, haben die durch Schlagen einer hydratisieren Aufschlämmung von Extrudat erhaltenen Fasern
eine wesentlich größere Faserlänge (das heißt, Länge in Längsrichtung) als Querschnittsbreite, gemessen längs der Querachse
der Faserlänge (beispielsweise liegt die Faserlänge im Bereich von etwa 23 bis 25 mm und die Breite im Bereich
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von etwa 2 bis 5 mm). Die Fasern gemäß Figur 4 haben regellose Form und zeigen eine unregelmässige Faseroberfläche, die zahlreiche
Furchen und Einbuchtungen aufweist. Wie erwähnt, ergeben die porösen Zwischenräume des hydratisierten Extrudats
eine perforierte Struktur, die das Aufspalten zu Streifen des Materials erleichtert. Die Spaltstücke oder Fasern gemäß
Figur 4 verdeutlichen die mit Hohlräumen versehene Oberfläche, die durch Längsspalten des hydratisierten Extrudats durch die
inneren porösen Zwischenräume des Extrudats erzielt wird., . aus dem sie gebildet wurden. Die Breite in Querrichtung der in
Figur 4 abgebildeten Fasern ist im wesentlichen ungleichmässig über die gesamte Faserlänge und variiert von einer Minimalbreite
von etwa 2 mm bis zu etwa 5 mm.
Die Figuren 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12 sind Fotografien von texturierten Proteinfasern, die durch Schlagen der Aufschlämmung
während 2, 3f 4, 5f 6, 7, 8 beziehungsweise 10 Minuten
erhalten wurden. Das in Jeder dieser Fotografien im Hintergrund angeordnete Netz besitzt ebenfalls Netzabstände in
Millimetereinheiten. Die Länge der durch Figuren 5 und 6 gezeigten Fasern kommt im allgemeinen der Faserlänge gemäß Figur
4 sowie der der ursprünglich hydratisierten Extrudatkörper sehr nahe. Durch das zusätzliche Schlagen wurde jedoch eine
wesentliche Verminderung der Fasermasse erreicht (beispielsweise ist die Abmessung des Querschnitts der Faser längs
ihrer Querachse wesentlich vermindert). Die in Figuren 5 und abgebildeten Fasern haben eine größere Anzahl von Seitenzweigen,
als die Fasern gemäß Figur 4. Dieses ausgeprägtere Verzweigen ist hauptsächlich auf einen höheren Grad dee Reitens
von Fibrilltn zurückzuführen, die vorherrschend längs der Längsachse angeordnet sind. Wie duroh die Fasern gemäß Figur
veranschaulicht wird, zeigen die Fasern einen weit geringeren Grad des Beißen« in Querrichtung zu der Längsachse der Faser.
Figur 7 zeigt eine Fotografie von typischen texturierten Fasern die durch Schlagen der hydratisierten Extrudatstücke in einem
konventionellen Papierholländer während 4 Minuten erhalten wurden. Das Trennen und Aufreißen der Fibrillen längs der
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Längsachse der Pasern ist in Figur 7 wesentlich stärker ausgeprägt
als bei den Pasern der Figuren 4, 5 und 6, Als Ergebnis
dayon zeigen die texturierten Proteinfasern gemäß Figur 7 eine stärker verzweigte Struktur und ein größeres Verhältnis von
Oberfläche au Gewichtf als die texturierten Fasern gemäß Figuren
4i 5 und 6ο Das Auftreten eines ständig anwachsenden,
höheren Grades der Zerfaserung von hydratisierten Proteinetücken
zu kleineren, texturierten Proteinfasern wird durch die Figuren 8, 9t 10, 11 und 12 weiter veranschaulicht.
Wie in Figuren 4 bis 12 gezeigt wird, ist der Querdurchmesser
der Fasern in einer Ebene senkrecht zu ihrer Längsachse (das heißt, quer zur Längsachse der Fasern) im allgemeinen wesentlich
geringer, als die Länge der Fasern (beispielsweise bei einem Vergleich der Breite der Fasern mit ihrer Länge). Fortgesetzte
mechanische Behandlung oder Zerfaserung der hydratisierten Proteinkörper vermindert den Querdurchmesser der Fasern
allmählich immer stärker, wie aus dem Vergleich der Folge der Figuren 4 bis 12 dargestellt wird. Aus Figuren 4 bis 12
ist außerdem ersichtlich, daß längs der Längsachse jeder Faser der Querdurchmesser der Faser in einer Ebene senkrecht zu
ihrer Längsachse (das heißt, längs ihrer Querachse) ungleichmäaaig
ist und sich über die gesamte Länge hinweg beträchtlich verändert (dies zeigt beispielsweise der Vergleich der schwankenden
Breite über die gesamte Faserlänge). Die erhaltenen Fasern, die in der Eeihenfolge von Figur 4 bis Figur 12 am
Anfang stehen, zeigen außerdem allmählich geringer werdende Tiefe beziehungsweise Dicke. Die Tiefe oder Dicke (depth) der
Fasern ist wesentlich geringer als ihre Breite. Wie die Breite der in Figuren 4 bis 12 gezeigten Fasern ist auch die Dicke
oder Tiefe einer speziellen Faser ungleichmässig. Wie die in
den Fotografien gezeigte Faserbreite, schwankt die Fasertiefe stark sowohl länge der Längsachse als auch länge der Querachse
der Fasern (wie in den Fotografien durch die variierende Abschattierung der dunklen Stellen in der Fasermasse zum Ausdruck
kommt).
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Die durch. Zerfasern von hydratisiei-fcen Extrudaten erhaltenen
Pasern sind außerdem dadurch charakterisiert, daß sie zahlreiche Ansätze aufweisen, die vom zentralen Teil der Faser
nach außen abzweigen. Diese Ansätze liegen überwiegend in Form von relativ dünnen Laschen oder nicht entwirrten membranähnlichen
Massen vor. Diese Ansätze sind einander benachbart mit der Hauptfasermasse verbunden. Im allgemeinen haben die Ansätze
eine Dicke, die wesentlich geringer ist, als der Hauptkörper der Faser. Die Zugfestigkeit der Ansätze (beispielsweise
die Beständigkeit gegen Abreißen) ist gewöhnlich wesentlich geringer als die des Hauptkörpers der-Faser, mit dem sie
verbunden sind.
Aufgrund der mechanischen Kräfte, die während des Aufspaltens
des Extrudats in immer kleinere Fragmente auf die Fasern einwirken,
besitzen die Fasern eine geringere Zugfestigkeit gegenüber Kräften, die senkrecht zu der Längsachse der Fasern einwirken
im Vergleich zu Zugkräften, die parallel dazu einwirken. Das Aufreißen der Faserstruktur über die gesamte
Längsachse hinweg während des Aufspaltens zu Streifen ist ein Hauptfaktor, der zu diesem Verlust der Zugfestigkeit beiträgt.
Das vorherrschende Zerreißen der Faser längs ihrer Längsachse in Kombination mit einer in Längsiichtung auftretenden Orientierung
der Fibrillen führt zu einer texturierten Faser, die größere Zugfestigkeit gegenüber Kräften aufweist, die in
Richtung ihrer Längsachse einwirken als gegenüber Kräften, die senkrecht dazu einwirken. Da es erforderlich ist, eine größere
faserartige Masse durch Zugkräfte parallel zu ihrer Länge zu trennen als durch Zugkräfte quer dazu, ist der tatsächliche
Unterschied der Zugfestigkeit, bezogen auf eine gegebene Fasermasse, beträchtlich hoch. Der beträchtliche Grad des
Reißens und der tatsächlichen Fibrillentrennung innerhalb der erzielten Fasern wird durch die Mikrofotografien der
Figuren 13, 14 und 15 noch weiter veranschaulicht. Die jeweiligen Fasern zeigen unter 50-facher Vergrößerung zahlreiche
mikroskopische, verzweigte Ansätze, die makroskopisch nicht
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sichtbar waren. Die Fibrillentrennung innerhalb des Hauptkörpers der Fasern wird durch die Mikrofotografien der Figuren
13, 14 und 15 ebenfalls sichtbar. Aus den Figuren 13, 14 und 15 ist außerdem die vorherrschende Fibrillenorientierung
längs der Längsachse der Faser ersichtlich»
Im Vergleich mit hydratisierten Extrudaten und gesponnenen Produkten des Fadentyps, erhöht die vergrößerte Faseroberfläche
bedeutend die Verträglichkeit und die Funktionalität der texturierten Proteinfasern als Bestandteil eines fleischanalogen
Produkts. Da die Entfaserungsbehandlung des Produkts die Fibrillen innerhalb der Fasern spaltet, besitzen die erzielten
texturierten Proteinfasern außerdem verbesserte Textureigenschaften gegenüber hydratisierten Extrudatkörpern,
wie auch gegenüber versponnenen Proteinfäden. Durch Regeln der Stärke des Schiagens beziehungsweise Mahlens können texturierte
Proteinfasern mit vorbestimmter Fasergröße und Strukturbeschaffenheit in genau angepaßter Weise hergestellt
werden, um ein fleischanaloges Produkt mit jeder beliebigen gewünschten Struktur- und organoleptischen Beschaffenheit zu
bilden.
Die so erzielte, erfindungsgemäß hergestellte texturierte
Proteinmasse kann unmittelbar in hydratisierter Form verwendet werden oder kann getrocknet werden. Da die texturierten
Proteinmassen in der hydratisierten Form nicht beständig gegen mikrobiellen und enzymatischen Ab.bau sind, ist es gewöhnlich
erforderlich, diese texturierten Massen gegen mikrobiellen und enzymatischen Abbau zu stabilisieren. Außerdem
sollten zur Herstellung der texturierten Proteinmassen hygienische Bedingungen angewendet werden. Zu geeigneten Methoden
zum Inhibieren oder Verhindern eines solchen Abbaus gehören die Zugabe von Bakteriziden, Pasteurisierung, Gefrieren
und Kühlen, Trocknen des Produkts (beispielsweise auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 6 %) und andere
konventionelle Methoden zum Stabilisieren von Produkten gegen diesen Abbau. Wenn die texturierte Proteinmasse ,,
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getrocknet ist, so scheint das erzielte getrocknete Produkt kompakter zu sein, als die hydratisierte texturierte Proteinmasse.
Durch das Trocknen wird jedoch nur das Wasser entfernt, ohne daß die Hydratationseigenschaften und die Struktur des
Produkts verändert werden.
Die erfindungsgemäßen texturierten Proteinmassen sind besonders gut geeignet zum Herstellen von vollständigen fleischanalogen
Produkten, die natürliche Fleischabschnitte vortäuschen, wie Roastbeef, Schinken, Beefsteak, Fisch, Geflügel,
gebratenes Schweinefleisch und dergleichen Texturierte Proteinmassen
mit vorbestimmter und geeigneter Größe werden in Abhängigkeit von dem speziellen Fleischabschnitt, der simuliert
werden soll, selektiv verwendet. Weil das Verfahren ein Mittel in die Hand gibt, die störenden Geschmacksbestandteile aus
dem Produkt zu entfernen, sind die mild schmeckenden texturierten Proteinmassen völlig verträglich und aufnahmefähig
für eine große Vielfalt von Fleischaromastoffen. Weil die texturierten Proteinmassen helle Färbung aufweisen, können
sie vorteilhaft gefärbt werden, um die Erfordernisse des gewünschten fleischanalogen Produkts zu erfüllen. In entsprechender
Weise können andere übliche Zusatzstoffe für Fleischanaloga wie Zucker, Fette und Bindemittel (beispielsweise Eialbumin
und Weizengluten) und dergleichen leicht mit der texturierten Proteinmasse kombiniert werden, um überlegene fleischanaloge
Produkte zu erzeugen.
Die länge und der Querdurchmesser der zu Streifen gespaltenen Fasern, die erforderlich sind, um ein zufriedenstellendes
fleischanaloges Produkt zu ergeben, sind von den in dem endgültig hergestellten Fleischanalogon gewünschten speziellen
Textur- und organoleptischen Eigenschaften abhängig. In Abhängigkeit von dem gewünschten vorgetäuschten Fleischprodukt
kann daher die gewünschte Länge der Fasern beträchtlich variieren (beispielsweise etwa 0.5 bis zu 300 mm oder mehr). Die
erfindungsgemäßen Verfahrensbedingungen ermöglichen jedoch die Herstellung und Gewinnung von Fasern, deren mittlere
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Teilchenlänge und Querdurchmesser im wesentlichen gleichmässig sind. Pur die meisten fleischanalogen Produkte ist es vorteilhaft,
Pasern zu gewinnen und vorzulegen, deren überwiegender
Teil (auf Basis dee Gewichts) eine Länge im Bereich von etwa 1 mm bis etwa 100 mm und einen Querschnittsdurchmesser von
etwa 0,1 bis etwa 10 mm aufweist. PIeischanaloge Produkte
mit verbesserten Textureigenschaften und organoleptischen Eigen schäften werden im allgemeinen erzielt, indem als Bestandteil
des fleischanalogen Produkts ein überwiegender Teil an Pasern (auf Basis des Gewichts) verwendet wird, die eine Länge im Bereich
von etwa 3 mm bis etwa 25 mm und einen Querdurchmesser im Bereich von etwa 0.5 bis etwa 5 mm aufweisen.
Bei einer anderen geeigneten Methode zum Herstellen einer texturierten
Proteinmasse des in Figur 3 dargestellten Typs wird ein trockenes expandiertes Extrudat verwendet, für das kennzeichnend
ist, daß es zahlreiche gesonderte schraubenförmige Laminate beziehungsweise Schichtkörper enthält, die durch zahlreiche
vernetzte Poren und Kanäle voneinander getrennt sind, die neben der planeren Oberfläche der schraubenförmigen Schichten
liegen und vorwiegend parallel zu dieser Oberfläche orientiert sind (das heißt, die schraubenförmigen Schichten sind
längs der Längsachse orientiert). Ein solches schraubenförmiges, schichtfömiges Extrudat besteht im wesentlichen aus
Pasern aus denaturiertem Protein, die von einer Matrix aus wasserlöslichen Bestandteilen umhüllt sind und durch die vernetzten
Poren und Kanäle (das heißt, offene Zellen) voneinander getrennt sind. In der hydratisierten Form ist das Extrudat
eine biegsame und elastische Masse. Die Vielzahl von vernetzten Poren und Kanälen, die neben der planaren Schichtoberfläche
liegen und vorwiegend parallel zu dieser planaren Schichtoberfläche orientiert sind, erhöhen bedeutend die Rate, mit der
das Extrudat hydratisiert wird· Die Wasserabsorptions- und
Rückhalteeigenschaften sind größer als bei konventionellen Extrudaten· Außer der Eigenschaft einer relativ raschen Hydratationsrate
und Wasserabsorptionskapazität, zeigen die schraubenförmigen Extrudate eine gleichmässige hydratisierte
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Textur. In der hydratisierten Form können die schraubenförmigen Laminate des hydratisierten Extrudats leicht in gesonderte
Schichten voneinander getrennt werden (beispielsweise durch Abschälen oder . Abrollen). Die schraubenförmigen Extrudate
sind besonders gut geeignet zum Herstellen der erfindungsgemäßen texturierten Proteinmasse, da ihre einzigartige Struktur
das Extrahieren von wasserlöslichen Bestandteilen aus der umhüllenden Matrix und das Texturieren durch mechanische Behandlung
sehr erleichtert.
Trockene , expandierte, schraubenförmige Extrudate, welche die genannten Eigenschaften aufweisen, werden allgemein durch
ein Verfahren hergestellt, das die folgenden Verfahrensstufen umfaßt:
a) Vorsehen eines proteinhaltigen Materials, das einen
Proteinfeststoffgehalt von mindestens 35 Gewichtsprozent eines durch Hitze denaturierbaren Proteins
und ein Verhältnis von Wasser zu Feststoffen im Bereich von etwa 1 : 9 bis etwa 3 s 2 aufweist;
b) Behandeln beziehungsweise Kneten des proteinhaltigen Materials in einer ersten abgeschlossenen Zone bei
einer Temperatur von etwa 93.3° C bis etwa 204.4° G unter Druck und während einer Dauer, die ausreicht,
um eine heiße fluide homogene Masse aus diesem Proteinhaltigen Material zu bilden;
c) Pressen der heißen fluiden homogenen Masse durch eine erste Düsenöffnung in eine zweite abgeschlossene Zone,
die bei einem Druck gehalten wird, der nicht mehr als 20 i» bis etwa 90 % des Druckes in der ersten abgeschlossenen
Zone beträgt;
d) gleichzeitiges Kühlen und Expandieren der heißen fluiden homogenen Masse während einer Dauer, die ausreicht,
um eine halbfeste proteinhaltige Masse zu erzeugen, die einen wesentlich niedrigeren Fluiditätsgrad
zeigt, als die heiße fluide homogene Masse in
der ersten abgeschlossenen Zone; und - 36 -
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β) Extrudieren der halbfesten Masse durch eine »weite
Düsenöffnung in eine Trockenzone, die bei einem wesentlich niedrigeren Druck gehalten wird, als die
«weite abgeschlossene Zone, wobei ein trockenes, expandiertes, schraubenförmiges proteinhaltiges Material
erzielt wird·
Bin geeignetes proteinhaltiges Material zum Herstellen der
schraubenförmigen Extrudate kann ein beliebiges proteinhaltiges Material sein, das mindestens 35 Gewichtsprozent, bezogen
auf das Trockengewicht, eines hitzedenaturierbaren Proteins enthält.
Die erste Stufe bei der Herstellung des trockenen expandierten Bxtrudats, das schraubenförmige Struktur aufweist, besteht
darin, daß ein wässriges Gemisch hergestellt wird, welches das proteinhaltige Material enthält. Der Anteil an Wasser in
dem Gemisch liegt allgemein im Bereich von etwa 15 bis etwa 60 Gewichtsprozent des Gesamtgemisches. Zum Erzielen optimaler
Ergebnisse sollte der Feuchtigkeitsgehalt des Gemisches innerhalb eines Bereiches von 18 bis 40 Gewichtsprozent
liegen. Das proteinhaltige Material sollte einen wesentlichen
Anteil an Protein enthalten, so daß mindestens 35 Gewichtsprozent des Gemisches (auf Basis des Trockengewichts) aus
Protein besteht. Größere Mengen an von Protein verschiedenem Material hemmen und verhindern sogar die Bildung der gewünschten
Textur und Struktur des extrudierten Produkts. Niedere Proteinkonzentrationen vermindern außerdem den Nährwert
der extrudierten Produkte.
Dem Gemisch können auch andere Zusätze zugegeben werden, die üblicherweise verwendet werden, um die Textur- und organoleptische
Beschaffenheit eines Extrudats zu verändern, wie sie in der US-Patentschrift 3 488 770 beschrieben werden. Die
verwendete Menge dieser Zusätze hängt von dem Fleischtyp ab, der simuliert werden soll. Zum Vortäuschen eines weichen oder
milden Fleisches werden eine geringe Menge oder keine Zusätze verwendet. Wenn einefestere Textur gewünscht wird, so - 37 -
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können Zusätze, wie Natriumchlorid und Calciumchlorid, dem Gemisch aus proteinhaltigem Material und Wasser zugesetzt
werden, um die Textureigenschaft des extrudierten Produkts zu variieren. Weil jedoch das verbesserte Extrueionsverfahren
gemäß der Erfindung zu einem Produkt führt, das stärker texturiert ist, sind die erforderlichen Salzzugaben zu dem Gemisch
aus proteinhaltigem Material und Wasser bedeutend geringer als bei bekannten Verfahren (beispielsweise betragen sie selten
mehr als 1.5 Gewichtsprozent des Gemisches). Für die meisten trockenen expandierten Extrudate, welche schraubenförmige
Struktur aufweisen, ist es wünschenswert, diese Salze vollständig aus dem Gemisch aus proteinhaltigem Material und
Wasser wegzulassen. Verschiedene Aromazusätze und Farbzusätze können vor dem Extrudieren in das Gemisch eingearbeitet werden
Wenn jedoch wasserlösliche Bestandteile, wie erwähnt, aus dem hydratisieren Extrudat extrahiert werden sollen, so werden
fleischartige Aromastoffe und Farbstoffe nach der Extraktionsbehandlung zugesetzt. Nach der Bildung und dem Vermischen
des Gemisches wird dieses dem Extruder zugeführt.
Eine geeignete Strangpresse zum Herstellen der schraubenförmigen Extrudate ist in Figur 16 dargestellt, die im Längsschnitt
die Ansicht eines Extruders beziehungsweise einer Strangpresse zeigt. Der Strangpreßzylinder (allgemein bei 10
gezeigt) umschließt eine erste abgegrenzte Zone 11, die mit einer Förderschnecke 12 versehen ist, welche das Gemisch aus
proteinhaltigem Material und Wasser längs der Extrudionsrichtung durch den Zylinder 10 preßt· Das Gemisch wird gewöhnlich
durch die Schwerkraft über die Zuführungeeinrichtung 13 dem Strangpreßzylinder 10 zugeführt. Der Zylinder 10
umfaßt außerdem Mantelabschnitte 14, 16, 18, 20 und 21 (und möglicherweise andere nicht gezeigte Abschnitte), die unabhängig
voneinander mit einem Kühl- oder Heizmedium beschickt werden können, um die Temperatur längs des Zylinders 10 zu
regeln. Die erste Düse, 22, hat eine Reihe von öffnungen 24-· Die zweite Düse 26 weist ebenfalls eine Reihe von Öffnungen
auf· Die Düse 22 ist von der Düse 26 durch einen Zwiechenabschnitt 32 getrennt,
der die zweite abgeschlossene Zone 30
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bildet.
Durch die Bewegung der Fördersohnecke 12 wird das Durchmischen
und Kneten des Gemisches in der ersten abgeschlossenen Zone 11 (der Behandlungskammer) bewirkt, dem Gemisch Wärme zugeführt
(durch Reibung) und außerdem, in Abhängigkeit von dem Kompressionsverhältnis der Schnecke 12,der gewünschte Druck in
der ersten abgeschlossenen Zone 11 erzeugt. Die Temperatur des Produkts in dem Extruder kann wirksam mit Hilfe eines
Kühl- oder Heizmediums in den Mantelabschnitten 14, 16, 18, 20 und 21 geregelt werden. Während das Gemisch sich in Extrusionsrichtung
durch die erste abgeschlossene Zone 11 zu der ersten Düse 22 bewegt, befindet es sich in fluidem Zustand
und nicht in festem Zustand und ist daher für Strukturänderungen empfänglich.
Um das Gemisch in der ersten abgeschlossenen Zone 11 zu verflüssigen, wird das Gemisch bei einer Temperatur im Bereich
von 93.3 bis 204.4° 0 (200° F bis 400° P) gehalten, während es ständig gerührt oder geknetet wird. Der Druck unmittelbar bei
der ersten Düse 22 wird im Bereich von etwa 7 bis 35 kg/cm gehalten. Während des Verflüssigens dea Gemisches in der
ersten abgeschlossenen Zone (confining zone) 11 wird der Proteinanteil des Gemisches "gekocht" oder »denaturiert11. Das
Kneten und Fluidisieren des Gemisches in der ersten abgeschlossenen Zone spaltet die Ädditionsbindungen zwischen den
Proteinmolekülen und erzeugt eine heifle fluide homogene Masse
von Proteinmolekülen, die durch lösliche Bestandteile und Wasser umhüllt eind. Im allgemeinen vermindert sich die Zeit,
die zum Überführen des Gemisches in eine fluide, denaturierte Masse erforderlich ist, gewöhnlich mit einer Erhöhung von
Temperatur und Druck. Wenn von Sojabohnen abgeleitetes Protein in dem Gemisch verwendet wird, so liegt die Zeit zum Fluidisieren
und Denaturieren des Proteins gewöhnlich im Bereich von etwa 1 bis etwa 10 Sekunden. Obwohl das denaturierte Protein
in der ersten abgeschlossenen Zone 11 faserartig ist, sind die Proteinfasern nicht ausreichend miteinander verbunden oder
verfestigt, um die geeignete schraubenförmige Orientierung^ ~n
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- 39 des trockenen expandierten Eitrudate zu ergeben.
Sie heiße fluide Masse aus proteinhaltigem Material wird dann
ron der ersten abgeschlossenen Zone 11 durch eine erste Düse
24- in eine «weite abgeschlossene Zone 30 gepreßt) die bei einem Druck gehalten wird, der nicht mehr als etwa 20 % bis
etwa 90 % des Druckes der ersten abgeschlossenen Zone 11 beträgt.
In der «weiten abgeschlossenen Zone 30 wird die heiße fluide homogene Masse gleichzeitig gekühlt und expandiert·
Durch das Kühlen und Expandieren wird die heiße fluide Masse weniger fluid, was auf die Orientierung und Vernetzung der
Proteinmoleküle in Form eines schraubenförmigen Fasermaterials zurückzuführen ist, das durch lösliche Bestandteile und Wasser
umhüllt ist. Nachdem die heiße fluide Masse in der zweiten abgeschlossenen
Zone 30 entsprechend gekühlt und expandiert worden ist, geht sie in eine halbfeste Masse über. Die resultierende
halbfeste Masse wird dann durch eine zweite Düse 26 in eine Trockenzone extrudiert, die bei einem wesentlich
niedrigeren Druck gehalten wird (gewöhnlich in eine Zone untejc ümgebungsbedingungen), als die zweite abgeschlossene
Zone, worauf das extrudierte Produkt trocknet und sich expandiert.
Der Aufbau des Kopfes des Extruders aus Figur 16 wird im einzelnen in der perspektivischen, Seitlichen Schnittansicht
der Figur 17 dargestellt. Gemäß Figur 17 iat die erste Düse 22 mit Befestigungseinrichtungen 23 versehen, um die erste
Düse 22, den Zwischenabschnitt 32 und die zweite Düse 26 an
der ersten abgeschlossenen Zone 11 zu befestigen. Ein hohles Abstandsstück 32, das so aufgebaut ist, daß es unmittelbar
neben der ersten Düse 22 und der zweiten Düse 26 befestigt werden kann, bildet die zweite abgeschlossene Zone 30. Im
allgemeinen haben die Öffnungen 24 eine gesamte Öffnungsfläche von 20 i» bis etwa 70 % der Öffnungen 28 in der zweiten
Düse 26. Der Nutzeffekt eines größeren Öffnungsbereiches der Düse 26 gegenüber dem Öffnungsbereich der Düse 2g liegt darin,
daß ein bedeutender Druckabfall in der zweiten - 4-0 -
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abgeschlossenen Zone 30 erzeugt wird. Durch diesen Druckabfall wird die heiße homogene Masse gleichzeitig gekühlt und expandiert
und es wird eine schraubenförmige laminare Strömung des Produkts durch die zweite abgeschlossene Zone 30 erzeugt.. Die
Düsenöffnungen 24 und 28 können jede beliebige Größe oder Gestalt aufweisen. Zur wirksamen Herstellung der schraubenförmigen,
extrudierten Laminate sollten die Öffnungen der einander benachbarten Düsen abwechselnd im zentralen Teil einer Düse
und am Rand der unmittelbar vorhergehenden und/oder darauffolgenden Düse liegen. In dem Zweidüsensystem gemäß Figur 17
sind die Öffnungen 24 in der ersten Düse 22 im zentralen Bereich angeordnet, während die Öffnungen 28 am Randumfang der
zweiten Düse 26 angeordnet sind. Diese Anordnung kann umgekehrt werden (das heißt, die erste Düse kann am ümfang angeordnete
Öffnungen und die zweite Düse zentral angeordnete Öffnungen aufweisen), ohne daß eine störende Wirkung eintritt. Der Vorteil
dieser abwechselnden Anordnung von am Rand und zentral liegenden Öffnungen liegt darin, daß durch diese Konfiguration
die Verweilzeit des Gemisches in der zweiten abgeschlossenen Zone 30 zwischen benachbarten Düsen bei einem möglichst großen
Wert gehalten wird und somit die maximale Einwirkung der Behandlung
erzielt wird, die in der ersten und der zweiten abgeschlossenen Zone stattfindet.
Nachdem das fluidisierte Gemisch durch die erste Düse 22 in die zweite abgeschlossene Zone 30 gepreßt worden ist, ist
das Gemisch aus prοteinhaltigern Material und Wasser noch fluid
und einer Strukturänderung zugänglich. In der zweiten abgeschlossenen Zone 30 neigt das fluidisierte Gemisch zur Verfestigung
oder Härtung. Wenn die Verweilzeit in der zweiten abgeschlossenen Zone 30 übermässig lang ist, so expandiert
sich das Produkt nicht ausreichend, wenn es in die Atmosphäre extrudiert wird. Die Größe und Länge der zweiten abgeschlossenen
Zone 30 (sowie die dort aufrechterhaltene Temperatur und der Druck) hat somit eine Wirkung auf den Expansionsgrad,
der auftritt, wenn die halbfeste Masse durch die Öffnungen 28 der Düse 26 in die Trockenzone gepreßt wird. Es
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wurde gefunden, daß geeignete schraubenförmige Extrudate gebildet
werden, wenn die Verweilzeit des Produkts in der zweiten abgeschlossenen Zone 30 zwischen etwa 0.5 und etwa 3 Sekunden
liegt.
Wie bereits erwähnt, wird der Druck der zweiten abgeschlossenen Zone 30 bei einem Wert gehalten, der zwischen dem Druck in
Stromrichtung vor der ersten Düse 22 und in Stromrichtung nach der zweiten Düse 26 liegt» Verbesserte schraubenförmige Extrudate
werden erzielt, wenn der Druck in der zweiten abgeschlossenen Zone 30 innerhalb des Bereiches von etwa 3.5 bis
etwa 6.3 kg/cm gehalten wird. Die Temperatur und der Druck in der zweiten-abgeschlossenen Zone 30 werden am wirksamsten
dadurch geregelt, daß die Anzahl und/oder Größe der Düsenöffnungen der Düsen und 22 und 26 variiert werden. Wenn die
Temperatur und der Druck innerhalb der zweiten abgeschlossenen Zone 30 absinken, vermindert sich auch die Größe der Expansion,
die durch die Extrusion durch die zweite Düse 26 erreicht wird. Die Temperatur in der zweiten abgeschlossenen Zone 30 wird
gewöhnlich bei etwa 93.3 bis 121° C (200° ¥ bis 250° F) gehalten.
Bei der Herstellung der schraubenförmigen Extrudate werden die Temperatur und der Druck in Stromrichtung unmittelbar vor
der ersten Düse 22 oberhalb 121° C beziehungsweise oberhalb etwa 17.6 kg/cm gehalten. Während sich das Gemisch durch die
erste Düse 22 und in die zweite abgeschlossene Zone 30 bewegt, tritt es in eine Umgebung ein, die niedrigere Temperatur und
niedrigeren Druck aufweist. Die Extrusion durch die erste Düse 22 verursacht ein zusätzliches Kneten und Verstrecken der
Proteinfasern, die in dem Gemisch vorliegen, und verstärkt somit die Texturierung des Gemische«. Im Gegensatz zu bisher bekennten
Verfahren ermöglicht jedoch die Umgebung unmittelbar
etromabwärts zu der ersten Düse keine rasche Expansion des einmal extrudierten Gemisches. Diese Expansion tritt bei bekannten
Verfahren durch Entweichen von Dampf auf. In dem 2 Düsen enthaltenden System wird durch die Temperatur- und .„
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Druckbedingringen in der zweiten abgeschlossenen Zone 30 tatsächlich,
der Wasserverlust bei einem möglichst geringen Wert gehalten. Infolgedessen bleibt das durch die Öffnungen 24 in
die zweite abgeschlossene Zone 30 extrudierte Gemisch fluid und die Proteinfasern werden noch mehr geknetet und verstreckt«
Zusätzliches Kochen (Denaturieren) der Proteinfaser und Erhöhung der Festigkeit tritt in der zweiten abgeschlossenen
Zone 30 ein. Wenn die Verweilzeit in der zweiten abgeschlossenen Zone 30 übermässig lang ist, so bilden die Proteinfasern
ein starres Netzwerk, welches nach dem abschließenden Extrudieren der Expansion widersteht. Die Verweilzeit des Gemisches
in der zweiten abgeschlossenen Zone 30 sollte nicht zu lang sein, da sonst eine weitere Extrusion schwierig und sogar unmöglich
wird. Zusätzliches Bearbeiten, Verstrecken und Orientieren der Proteinfasern wird durch das Pressen der halbfesten
Masse durch die zweiten Düsenöffnungen 28 in die Atmosphäre erzielt· Beim Eintritt in die Atmosphäre verdampft die überschüssige
Feuchtigkeit, wobei ein trockenes expandiertes Extrudat mit schraubenförmiger schichtartiger Struktur gebildet
wird. Im allgemeinen sind die schraubenförmigen Extrudate weniger expandiert als Produkte, die nach bekannten Verfahren
erhalten werden. Die Temperatur und der Druck in der zweiten abgeschlossenen Zone 30 können verändert werden, um den Expansionsgrad
zu regeln. Ein übermässig expandiertes Produkt hat eine schwammartige oder sehr.poröse Struktur, während
ein nicht a.uer&iehend expandiertes Produkt hart und sehr dicht
ist. Keines der Produkte., das durch diese beiden Extreme der
Expansion erhalten wird, ist zufriedenstellend. Durch Hegeln des Ausmaßes der Expansion zwischen diesen beiden Extremen ist
es möglieh, einen vollständigen Bereich von fleischähnlichen Texturen - von sehr weich bis sehr bißfest - zu simulieren.
Unter geeigneten Verfahrensbedingungen kann die Querschnittsabmeasung.-d£S
schraubenförmigen Extrudats durch die Größe und Gestalt der abschließend verwendeten Düsenöffnungen 28 geregelt
werden.
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Nach dem Verdampfen der überschüssigen Feuchtigkeit (beispielsweise
duroh 5 Minuten oder langer dauerndes Trocknen im Trockenofen) enthält das extrudierte Produkt etwa 5 Gewichtsprozent
bis etwa 8 Gewichtsprozent Wasser und hat eine poröse Struktur. Die Proteinfasern der erfindungsgemäß hergestellten
schraubenförmigen Extrudate sind aufgrund der Verarbeitungsbedingungen stärker strukturiert und verstreckt, als die Fasern
der bisher bekannten Produkte. Wegen der verbesserten Texturbeschaffenheit ist den schraubenförmigen Extrudaten ein stärker
fleischähnlicher Charakter eigen,insbesondere dann, wenn sie unter Bedingungen verarbeitet wurden, bei denen die oben
beschriebene texturierte Proteinmasse erzielt wird. Die Extrudate nehmen bei der Hydratation rascher Wasser an, als bekannte
Produkte. Eine erhöhte Rate der Wasseraufnahme ist eine wertvolle Eigenschaft, weil sie das weitere Verarbeiten des
Produktes vereinfacht. Die erfindungsgemäßen schraubenförmigen Extrudate absorbieren Wasser in einer Menge, die etwa das
2.5- bis 5-fache ihres Gewichts beträgt. Die Strukturbeständigkeit der schraubenförmigen Extrudate ist so ausgeprägt, daß
sie während ziemlich langer Dauer dem Kochen in Wasser bei erhöhten Temperaturen widerstehen, ohne zu zerfallen. ·
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung.
Dieses Beispiel verdeutlicht die Anwendung eines 2-Düsensystems
zum Herstellen eines trockenen, expandierten, schraubenförmigen Extrudats.
In einen Mischer wurden 90.7 kg (200 Ib) eines entfetteten
Sojabohnenmehle mit einem Proteingehalt von etwa 50 % und
27.2 kg (60 Ib) Wasser gegeben. 290 g Natriumhydroxyd, 830 g
Natriumchlorid und 830 g Calciumchlorid wurden in 3.85 1 (einer Gallone) Wasser gelöst und in den Mischer gegeben. Das
Material wurde auf 49° C erhitzt und 20 Minuten gemischt. Das erzielte gemischte Material wurde dann in eine Zylinderstrang-
- 44 -
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presse (Wenger X-25-Modell) eingeführt. Der Kopfteil des Extruders
wurde in folgender Weise modifiziert. Es wurden 2 Düsen verwendet, zwischen denen eine 3·8 cm große Zwischenkammer
angeordnet wurde. Die erste (stromaufwärts liegende) Düse hatte 8 kreisförmige O047 cm große Löcher, die in einer
Gruppe im zentralen Bereich der Düse angeordnet waren. Die zweite (stromabwärts liegende) Düse hatte 6 kreisförmige,
1,11 cm große Löcher, die rund um den Umfang der Düse angeordnet waren und hatte einen im zentralen Teil der Düse angeordneten
Schlitz einer Größe von 0,95 cm χ 2.54 cm.
Das Materialgemisch wurde in einer Rate von etwa 158»8 kg pro
Stunde in die Strangpresse eingeführt. Zusätzliches Wasser wurde in einer Rate von etwa 27.2 bis 31.7 kg pro Stunde dem
Gemisch in dem Strangpreßzylinder zugeführt. Die Verweilzeit in dem Zylinder des Extruders betrug etwa 10 Sekunden. Die im
Inneren des Strangpreßzylinders angeordnete Förderschnecke wurde mit etwa 350 Upm betrieben. Die unmittelbar oberhalb der
ersten Düse gemessene Temperatur betrug 135° C und der Druck
ο
9«1 kg/cm . Die Temperatur und der Druck, die kurz vor der zweiten Düse (stromaufwärts vor der zweiten Düse) gemessen wurden, betrugen 102° C beziehungsweise 5.6 kg/cm . Nach dem Durchtritt durch die zweite Düse trat das Gemisch in die Atmosphäre ein.
9«1 kg/cm . Die Temperatur und der Druck, die kurz vor der zweiten Düse (stromaufwärts vor der zweiten Düse) gemessen wurden, betrugen 102° C beziehungsweise 5.6 kg/cm . Nach dem Durchtritt durch die zweite Düse trat das Gemisch in die Atmosphäre ein.
Die überschüssige Feuchtigkeit wurde nach der Extrusion aus
dem Produkt schlagartig verdampfen gelassen und durch diese rasche Verdampfung wurde das Expandieren des Produkts verursacht.
Das dabei erhaltene schraubenförmige Extrudat, das etwa 5 Gewichtsprozent Restfeuchtigkeit erzielt, wurde mit
3 Teilen Wasser pro Teil des Produkts hydratisiert, indem das Produkt während 20 Minuten in Wasser von 82° C gekocht wurde.
Das hydratisierte Produkt hatte eine zähe, dichte Textur, die der von weißem Hühnchenfleisch, gekochtem Muschelfleisch,
Garnelenfleiach und dergleichen entsprach. Diese Textur wurde
auch beibehalten, wenn das Produkt während 30 Minuten auf
116° 0 erhitzt wurde. .c
- 45 -
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Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung der schraubenförmigen
Extrudate als Ausgangsmaterialien für vollständige fleischanaloge Produkte·
Das schraubenförmige Extrudat wurde nach dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren hergestellt, mit der Ausnahme, daß kein Natriumchlorid oder Calciumchlorid zugesetzt wurde. 300 g
dieses extrudierten Produkts (25 mm lang und mit einem Durchmesser von 18 mm) wurde in 10 1 Wasser aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung
wurde 5 Minuten bei 82° G gehalten. Dann wurde die Aufschlämmung in eine bei 2000 G betriebene Zentrifuge gegeben,
um überflüssiges Wasser zu entfernen und um die Struktur des hydratisierten schraubenförmigen Extrudats zum Zusammenbruch
zu bringen. Das zentrifugierte Produkt wurde erneut in der vorher beschriebenen Weise mit Wasser aufgeschlämmt und zentrifugiert.
Die erzielte texturierte Proteinmasse, die eine zusammengebrochene Zellstruktur und milden Geschmack aufwies,
wurde mit Hilfe von Heißluft getrocknet. Die Proteinkonzentration betrug 75 Gewichtsprozent auf Basis des Trockengewichtes.
Die texturierte Proteinmasse wurde in der nachfolgend beschriebenen Weise in einen simulierten Hühnchenrumpf eingearbeitet.
Zwei Gemische der folgenden Bestandteile wurden hergestellt (die Mengen sind so gewählt, daß sie einen 227 g schweren
Hühnchenrumpf ergeben).
Gemisch A | 45 | g | Gemisch B | |
Texturierte | Protein- | 180 | g | Hühnchengeschmacks |
masse | stoff | |||
Wasser | Hühnchenaroma | |||
Dextrose | ||||
Eialbumin | ||||
Fett | ||||
Die Gemische A und B wurden miteinander vermischt und die Tempe·
ratur dieses Gemisches wurde oberhalb des Schmelzpunkts des
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Fettes gehalten. Das Gemisch wurde dann in eine beschichtete Metalldose gepreßt, wobei die Stücke aus texturiertem Protein
in Längsrichtung in der Dose angeordnet wurden. Die Dose wurde verschlossen und 30 Minuten in Wasser von 93° C gelegt, um
das Hitzeverfestigen des Gemisches zu ermöglichen. Der dabei erzielte, vorgetäuschte Hühnchenrumpf hatte zufriedenstellenden
Geruch, Geschmack und Textur. Die erhaltenen Fleischanaloga zeigten überlegenes Gefühl im Mund, im Vergleich mit
Fleischanaloga, die aus versponnenen Proteinfäden hergestellt wurden.
Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung eines texturierten Proteinprodukts, das durch Extrueion aus einer einzigen
Düse hergestellt wurde.
Ein rohes extrudiertes Produkt wurde nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt, mit der Ausnahme, daß
nur eine Düse (die abschließend angewendete Düse in Beispiel 1) zur Extrusion verwendet mirde. Das erzielte extrudierte
Produkt wurde gewaschen und texturiert, wie in Beispiel 2 beschrieben ist. Die Mikrofotografie eines Querschnitts dieses
Produkts ist in Figur 3 gezeigt. Die texturierte Proteinmasse wurde nach der Verfahrensweise des Beispiels 2 in einen simulierten
Hühnchenrumpf eingearbeitet. Das erhaltene fleischanaloge Produkt hatte im Vergleich mit Fleischanalpga, die
unter Verwendung von versponnenen Proteinfäden hergestellt worden waren, überlegene Qualität im Hinblick auf Textur und
organoleptische Eigenschaften. Die Textur war weicher als
bei den fleischanalogen Produkten gemäß Beispiel 1.
Die folgenden Beispiele zeigen die Bedeutung der Verwendung von texturierten Proteinmassen in fleischanalogen Produkten»
Ein extrudiertes Produkt wurde unter Verwendung der in Beispiel 3 beschriebenen Methode der Extrusion durch eine Düse
hergestellt. Ein Anteil dieses Produkts wurde, ohne daß er gewaschen oder texturiert wurde, nach dem in Beispiel 2
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angegebenen Verfahren in einen Hühnchenrumpf eingearbeitet. Das hydratisierte Taxtraaat, das praktisch alle wasserlöslichen
Bestandteile enthält, ist in Figur 1 gezeigt. Das erhaltene fleischanaloge Produkt war aus folgenden Gründen unbefriedigend:
1) Das Produkt hatte bohnenartigen und angebranntem Mehl
ähnelnden Charakter.
2) Die Textur oder Struktur des fleischanalogen Produkts war so ausgebildet, daß einzelne Stücke erkennbar waren
und diese einzelnen Stücke zeigten die Neigung, während des Schneidens aus der Masse herausgezogen zu werden.
3) Das Aussehen entsprach nicht dem angestrebten Produkt,
Ein anderer Anteil des Bxtrudats wurde nach dem Verfahren
gemäß Beispiel 2 in Wasser gewaschen, wurde jedoch an der Luft getrocknet und nicht zum Zusammenbruch gebracht oder zusammengepreßt.
Dieses hydratisierte Extrudat wird durch die in Figur 2 gezeigte Mikrofotografie des Querschnitts dargestellt. Das
gewaschene Produkt wurde dann nach der Verfahrensweise gemäß Beispiel 2 in einen Hühnchenrumpf eingearbeitet» Auch das dabei
erzielte fleischanaloge Produkt war aus folgenden Gründen unbefriedigend:
1) Die Textur war so ausgebildet, daß einzelne Stücke
unterscheidbar waren. Diese Stücke zeigten eine Neigung, unversehrt zu bleiben und verursachten schlechtes Verhalten
beim Schneiden, das heißt, ein Krümeln des Produkts.
2) Die Struktur des Fleischtyps des in Beispiel 2 hergestellten fleischanalogen Produkts konnte nicht erhalten
werden.
Ein Vergleich dieser beiden fleischanalogen Produkte mit dem in Beispiel 3 hergestellten fleischanalogen Produkt zeigt
deutlich die günstige Wirkung der erfindungsgemäßen Maßnahme,
daa extrudierte Produkt vor dem Verarbeiten zu einem vollständigen
fleischanalogen Produkt zusammenzupressen.
-
AB
-
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- 48 Beispiel 6
Texturierte Proteinmassen mit vorbestimmter Länge und vorbestimmtem
Querdurchmesser der Faser wurden aus trockenen expandierten Extrudaten gemäß Beispiel 3 hergestellt. In diesem
Beispiel wurden trockene expandierte Extrudate in der Weise geschnitten, daß die daraus erhaltenen hydratisierten Extrudate
etwa 25 mm - 3 mm lang waren und einen Querschnittsdurchmesser
von etwa 13 mm - 3 mm hatten. Die Extrudate wurden dann hydratisiert und ein wesentlicher Anteil der wasserlöslichen Bestandteile
durch Aufschlämmen von einem Gewichtsteil des Extrudats
in 5 Gewichtsteilen Wasser bei 71° 0 entfernt. Nach 20-minütigem Aufschlämmen wurde das überschüssige Wasser von
den Extrudatteilen abtropfen gelassen und ausreichend Druck
wurde auf das Bxtrudat angewendet, ohne die Struktur des Extrudats
zum Zusammenbruch zu bringen, um einen überwiegenden Anteil des freien Wassers aus den porösen Zwischenräumen des
Extrudats auezutreiben. Praktisch alle wasserlöslichen Bestandteile
wurden aus den Extrudaten extrahiert, indem die beschriebenen Stufen des Aufsohlämmens und Ausdrückens zweimal
nacheinander wiederholt wurden. Aufgrund der Extraktion von wasserlöslichen Bestandteilen aus den Extrudaten wurde der
Feststoffgehalt der Extrudate um etwa 25 Gewichtsprozent vermindert.
Nach der Extraktion wurde überschüssiges Wasser aus den hydratisierten
Extrudaten abtropfen gelassen, wobei jeder Ansatz einem konventionellen Mahlvorgang im Papierholländer unterworfen
wurde, um eine texturierte Proteinmasse mit vorbestimmter mittlerer Faserlänge und vorbestimmtem mittleren.
Querschnittsdurchmesser zu erzielen. Der verwendete Papierholländer war ein "one-half pound "Niagara Beater", hergestellt
von Valley Iron Works Company of Appleton, Wisconsin · Der Zwischenraum zwischen der Holländerwalze und dem Grundmesser
(bedknife) wurde aufrechterhalten, indem kein Gewicht auf der Grundplatte angewendet wurde.
In die Holländerwanne wurden 900 g der hydratisierten Extrudatstücke,
die im wesentlichen frei von wasserlöslichen
- 49 -
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Kohlenhydraten und Nichtproteinmaterial waren (das heißt, 300 g Extrudatfeststoffe), und 10 1 Wasser von 25° 0 gegeben.
Dann wurde der Motor des Papierholländers in Betrieb gesetzt, worauf eine ständige Kreisströmung des Extrudats und der Aufschlämmung
in der Wanne des Holländers und zwischen der Holländerwalze und dem Grundmesser begann. Bei jedem Durchgang der
Extrudate zwischen den Walzen und den Messern (knifebed) wurden die hydratisierten Körper vorwiegend streifenförmig in kleinere
Teile zerkleinert, die geringere Querdimensionen hattenK ohne
daß die Länge wesentlich vermindert war. Proben der auf diese Weise hergestellten texturierten Proteinfasern wurden mit
Hilfe eines in die Aufschlämmung eingeführten Drahtnetzes nach einer Mahldauer von 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 10 Minuten aus
dem Holländertrog entnommen. Von den so gewonnenen Proben wurden Fotografien ohne Vergrößerung bis etwa 2-facherVergrößerung
auf einem in 1 mm-Einheiten unterteilten Hintergrund aufgenommen. Die Fotografien von typischen Fasern nach der Behandlung
im Holländer während 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7f 8 und 10
Minuten sind in den Figuren 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12 dargestellt. Aus den Figuren ist ersichtlich, daß das kontinuierliche
Schlagen des Materials zu einem gewiesen Grad der Verminderung der Faserlänge führt, daß jedoch die vorherrschende
Art der Zerkleinerung längs der Längsachse der Faser eintritt. Um die Art der Zerkleinerung der einzelnen Fasern su
veranschaulichen, wurden Mikrofotografien von Fasern 4n Extrudatstücken
unter 50-facher Vergrößerung aufgenommen, die während 6, 8 beziehungsweise 10 Minuten im Holländer behandelt
worden waren. Mikrofotografien von typischen Fasern, die nach 6, 8 beziehungsweise 10 Minuten erhalten wurden, sind in den
Figuren 13, 14 beziehungsweise 15 dargestellt.
Unter Verwendung der in diesem Beispiel erhaltenen Fasern können verschiedene fleiechanalojfe Produkte heffestelltweräen,.
Die !Textur- und organoleptischen Eigenschaften der fleischanalogen Produkte können entscheidend modifiziert werden,
indem Fasern mit unterschiedlichen Größen eingesetzt werden,
209829/0381
ORIGINAL INSPEGTED
if;" ■■■■'
- 50 -
wie sie zu verschiedenen Zeitpunkten der Behandlung im
Holländer erhalten wird· Die gewünschte fleischanaloge Beschaffenheit kann für ein breites Spektrum von Fleischprodukten
von Fisch, Hühnchen, Rindfleisch, Schweinefleisch und dergleichen,
leicht erzielt werden, indem die geeigneten Fasern gewählt werden, die erforderlich sind, das gewünschte fleischanaloge
Produkt zu erreichen. Fleischanaloga, die eine spezifische Fleischbeschaffenheit simulieren, lassen sich mit hoher
Eeproduzierbarkeit erhalten, indem eine spezifische Art der Faser gewählt wird (beispielsweise durch eine genaue Zerkleinerungsbehandlung
in Längsrichtung) und diese Faser in Kombination mit den erforderlichen Zusätzen für das fleischanaloge
Produkt verwendet wird, um das gewünschte Fleisch vorzutäuschen. Das Wasserrüokhaltevermogen und die Verträglichkeit
mit den anderen Bestandteilen des fleischanalogen Produkts ist besser als bei konventionellen, versponnenen
Proteinfäden oder hydratisierten Extrudaten. Überlegene Hackfleischprodukte
können ebenfalls durch Verwendung der streifig zerkleinerten Fasern hergestellt werden. Die Fasern sind mit
Aroma- und Farbstoffen verträglich, ohne daß ihre angestrebte oder gewünschte Funktionalität beeinträchtigt wird. Die Fasern
sind so ausgebildet, daß sie in Verbindung mit anderen Bestandteilen eines fleischanalogen Produkte eine vollständige
fleischähnliohe Struktur ergeben, die verbessertes fleischähnliohes
Aussehen und fleischähnliche Textur aufweist. Aufgrund
der einzigartigen Beschaffenheit der Fasern sind die längsgeepaltenen Fasern nicht ale gesonderte faserige Massen
erkennbar, sondern haben eine Beschaffenheit, die sie zu einem integrierenden Teil des fleischanalogen Produkts werden
läßt. Beim Kneten des fleischanalogen Produkte verbleiben die Fasern ein integrierender Bestandteile des fleischanalogen
Produkts, ohne daß Trennung in eine gesondert erkennbare, nicht Teil des Gänsen bildende Fasereinheit auftritt.
Die Erfindung umfaßt sahlreiche verschiedene Aueführungeformen,
die sahlreiohen Änderungen unterworfen werden können, ohne daß
der Erfindungsgedanke verlassen wird. - 51 -
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ORIGINAL INSPECTED
Claims (26)
- - 51 Patentansprüche1β Verfahren zur Herstellung einer texturierten Proteinmasse mit verbesserter fleischartiger Textur, dadurch gekennzeichnet, daßa) als Ausgangsmaterial eine Anzahl hydratisierter Extrudatkörper verwendet wird, die, bezogen auf das Feststoff gewicht, einen untergeordneten Anteil an wasserlöslichen Kohlenhydraten aufweisen und als Hauptbestandteil Protein enthalten, wobei jeder einzelne Extrudatkörper eine zellartige vernetzte Struktur aui zahlreichen miteinander verbundenen Fasern aufweist, die von einer Matrix aus wasserlöslichen Bestandteilen, welche zahlreiche innerhalb der Matrix miteinander in Verbindung stehende Poren und Kanäle aufweist, umhüllt sind, wobei die Poren und Kanäle vorherrschend neben den Fasern angeordnet und in Faserrichtung orientiert sind und durch Zellwände voneinander getrennt sind, die aus den Fasern und aus einer Matrix aus wasserlöslichen Bestandteilen bestehen, undb) daß durch Anwendung einer Kraft auf das Extrudat, die ausreicht, um die Zellwände des Extrudats aufzubrechen, die keilförmige Struktur des hydratisierten Extrudats zum Zusammenbruch gebracht wird und dadurch eine texturierte Proteinmasse erzeugt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydratisierte Extrudat, bezogen auf das Feststoffgewicht, bis 60 Gewichtsprozent wasserunlösliches Protein und bis 20 % wasserlösliche Bestandteile enthält.
- 3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem hydratisierten Extrudat eine ausreichende Menge an wasserlöslichen Bestandteilen extrahiert wird, so daß eine texturierte Proteinmasse erhalten wird, die, bezogen auf das Feststoffgewicht, einen Proteingehalt von mindesten^ % aufweist.- 52 -209829/0 386
- 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das hydratisierte Extrudat im wesentlichen aus hitzedenaturiertem Sojaprotein besteht und daß eine ausreichende Menge an wasserlöslichen Bestandteilen aus dem Extrudat extrahiert wird, um eine texturierte Proteinmasse zu erzielen, die, bezogen auf das Peststoffgewicht, etwa 70 % bis etwa 85. % Protein enthält·
- 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die texturierte Proteinmasse im wesentlichen frei von wasserlöslichen Bestandteilen ist.
- 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus der umhüllenden Matrix die wasserlöslichen Bestandteile in einer solchen Menge extrahiert wurden, daß die resultierende Proteinmasse, bezogen auf das Feststoffgewicht, einen Proteingehalt von mindestens 70 % aufweist und daß die Extraktion der wasserlöslichen Bestandteile unter Verwendung von mindestens 2 Extraktionsmedien durchgeführt wurde, wobei mindestens eines der nachfolgend angewendeten Extraktionsmedien einen geringeren Anteil an wasserlöslichen Bestandteilen aufweist, als ein vorher angewendetes Extraktionsmedium.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hydratisierten Extrudatkörper zum Erleichtern der Extraktion der wasserlöslichen Bestandteile einer intermittierend einwirkenden Kraft unterworfen werden, die ausreicht, um die in lösung gegangenen wasserlöslichen Bestandteile aus den porösen Zwischenräumen der hydratisierten Extrudatkörper auszutreiben.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktion von wasserlöslichen Bestandteilen mit Hilfe einer Mehrstufenextraktion erfolgt, bei der in darauffolgenden Extraktionsstufen Lösungsmedien angewendet werden, die allmählich geringer werdende Anteile an wasserlöslichen209829/0386- 53 Bestandteilen enthalten«
- 9· Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach jeder Extraktionsstufe die erhaltenen Feststoffe einer intermittierenden Krafteinwirkung unterworfen werden, die ausreicht, um das Austreiben von im wesentlichen allen in Lösung gegangenen wasserlöslichen Bestandteilen aus den porösen Zwischenräumen der Feststoffe zu erleichtern und daß hydratisierte Extrudatkörper eingesetzt werden, deren Feststoffanteil im wesentlichen aus hitzedenaturiertem Sojabohnenmehl besteht.
- 10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die hydratisierten Extrudatkörper durch mechanische Behandlung streifig in zahlreiche kleinere Teilchen gespalten werden, wobei Bedingungen angewendet werden, unter denen die Extrudatkörper vorherrschend in Längsrichtung in zahlreiche Bruchstücke zerlegt werden, die wesentlich geringeren Querdurchmesser haben, als die Extrudatkörper.
- 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daßdie mechanische Behandlung unter Bedingungen vorgenommenim wesentlichen gewicht,/ alleerzielten Bruchstücke in Längsrichtung in Bruchstücke gespalten sind, deren Dimension in Längsrichtung wesentlich größer als ihr Querdurchmesser ist, und das hydratisierte Körper verwendet werden, deren Feststoffanteil im wesentlichen aus hitzedenaturiertem Fflanzensamenmehl mit einemRestfettgehalt von etwa 0.5 bis etwa 5 Gewichtsprozent besteht.
- 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die streifige Zerkleinerung in der Weise durchgeführt wirdi 4aß eehlreiehe regellos geformte Fasern gebildet werden, wobei jede Einzelfaser folgende Kennzeichen aufweist:- 54 -209829/0386a) Eine durchschnittliche Faserlänge, die wesentlich größer ist als der durchschnittliche Querdurchmesser, gemessen in einer Ebene senkrecht zu der Längsachse der Faser,b) eine vernetzte Struktur aus zahlreichen Fibrillen, die vorherrschend parallel zu der Länge der Fasern orientiert sind,c) ein wesentlicher Anteil der Fibrillen quer zu der Längsachse der Faser ist aufgebrochen, so daß die Faser eine wesentlich geringere Zugfestigkeit gegenüber senkrecht zur Faserlänge einwirkenden Zugkräften als gegenüber parallel zu der Faserlänge einwirkenden Zugkräften aufweist,d) eine ungleichmässige Form des Querschnitts quer zu der Längsachse der Faser,e) eine unregelmässige Faseroberfläche mit zahlreichen Furchen und Vertiefungen, undf) zahlreich· Ansätze, die vom zentralen Anteil der Faser abzweigen.
- 13. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Extrudate verwendet werden, die aus durch Lösungsmittelextraktion von ölen aus Pflanzensamen erzeugtem Pflanzenaamenmehl erhalten wurden·
- 14· Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die hydratisieren Extrudatkörper, bezogen auf das Peststoff gewicht, einen Proteingehalt von 40 bis 65 % und einen Gehalt an wasserlöslichen Beatandteilen von 5 bis % aufweisen.
- 15. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 14ι dadurch gekennzeichnet, daß Extrudate verwendet werden, die aus entfetteten Sojabohnenmehleh erhalten wurden.
- 16. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß die hydratisieren Extrudatkörper eine Struktur _ „209829/0386ORIGINAL INSPECTEDaufweisen, die im wesentlichen aus zahlreichen gesonderten schraubenförmigen Schichten besteht, die vorwiegend längs der Längsachse des Extrudats ausgerichtet sind und durch zahlreiche vernetzte Poren und Kanäle voneinander getrennt sind, die neben der planaren Oberfläche der schraubenförmigen Schichten angeordnet und vorwiegend parallel dazu orientiert sinde
- 17. Texturiertes Proteinprodukt, bestehend aus zahlreichen regellos geformten Fasern, die als Hauptbestandteil ein wasserlösliches Protein enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Fasern folgende Merkmale aufweisen:a) Eine durchschnittliche Faserlänge, die wesentlich größer ist als der durchschnittliche Querdurchmesser, gemessen in einer Ebene senkrecht zu der Längsachse der Faser,b) zahlreiche Fibrillen, die vorwiegend parallel zu der Faserlänge orientiert sind,c) ein wesentlicher Anteil der Fibrillen quer zu der Längsachse der Faser ist aufgebrochen, so daß die Faser eine wesentlich geringere Zugfestigkeit gegenüber senkrecht zur Faserlänge einwirkenden Zugkräften als gegenüber parallel zu der Faserlänge einwirkenden Zugkräften aufweist,d) eine ungleichmässige Gestalt des Querschnitts quer zur Längsachse der Faser,e) eine unregelmässige Faseroberfläche mit zahlreichen Furchen und Vertiefungen, undf) zahlreiche Ansätze, die vom zentralen Anteil der Faser abzweigen.
- 18. Texturiertes Proteinprodukt nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Proteingehalt der Fasern mindestens % des Trockengewichts der Gesamtfeststoffe beträgt.- 56 209829/0386% 2T54189- 56 -
- 19. Texturiertes Proteinprodukt nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Proteinbestandteile der Fasern im wesentlichen aus hitzedenaturiertem Pflanzensamenprotein bestehen.
- 20. Texturiertes Proteinprodukt nach Ansprüchen 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus etwa 70 bis etwa 85 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamttrockengewicht, an Proteinfeststoffen bestehen.
- 21. Texturiertes Proteinprodukt nach Ansprüchen 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern im wesentlichen frei von wasserlöslichen Bestandteilen sind.
- 22. Texturiertes Proteinprodukt nach Ansprüchen 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Protein der Fasern im wesentlichen aus Sojaprotein besteht.
- 23. Texturiertes Proteinprodukt nach Ansprüchen 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, da"ß einüberwiegender Anteil der Fasern, bezogen auf das Feststoffgewicht, eine Faserlänge im Bereich von etwa 0.5 mm bis etwa 300 mm aufweist.
- 24. Texturiertes Proteinprodukt nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein überwiegender Anteil der Fasern, bezogen auf das Feststoffgewicht, eine Faserlänge im Bereich von etwa 1 mm bis etwa 100 mm aufweist.
- 25. Texturiertes Proteinprodukt nach Ansprüchen 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Paser , bezogen auf das Feststoffgewicht, etwa 70 bis etwa 85 % hitzedenaturiertes Protein enthält.
- 26. Texturiertes Proteinprodukt nach Anspruch 24, dadur ch gekennzeichnet, daß ein überwiegender Anteil der Fasern, bezogen auf das Feststoffgewicht, eine Faserlänge im Bereich von etwa 3 mm bis etwa 25 mm aufweist.209829/0386
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