DE2211944A1 - - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DipL-Ing.WERNER COHAUSZ . Dipl.-lng.WILHELM FLORACK. DipUng. RUDOLF KNAUF

4 Düsseldorf, Schumannstraße 97 /. Z I I O H h

Ralston Purina Company 10. jyiärz 1972

Checkerboard Square

St. Louis., Missouri 63188 / USA

Strukturiertes Proteinnahrungsmittel und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein strukturiertes Proteinnahrungsmittel und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Seit Jahrzehnten ist es das Ziel intensiver Forschungsbemühungen von Organisationen und Einzelpersonen, hochwertige Nahrungsmittel aus billigen, aber im allgemeinen weniger wertvollen Nahrungsrohstoffen mit hohem Nährwert herzustellen. Besondere Bemühungen wurden auf die Herstellung von fleischartigen Erzeugnisses aus pflanzlichen und/oder tierischen Proteinrohstoffen gerichtet. Zahlreiche Verfahren wurden entwickelt und mit unterschiedlichem Erfolg angewendet, beispielsweise die Herstellung gesponnener Pasern nach dem Verfahren der US-PS 2 682 ^66 und die Extrusion bei erhöhten Temperaturen und Drücken nach dem Verfahren der US-PS 3 W 858.

Bekanntlich ist die Chemie und Physik der Nahrungsmittel so kompliziert, daß trotz intensiver Bemühungen nur in verhältnismäßig

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geringem Umfang Erkenntnisse über die wissenschaftlichen Grundlagen der beobachteten Erscheinungen gewonnen werden konnten. Infolgedessen sind viele bahnbrechende Entdeckungen auf diesem Gebiet zufälliger Art. Trotz dieser verdienstvollen Entdeckungen in der Vergangenheit besteht weiterhin ein Bedarf an einem wirtschaftlichen, rasch anpassungsfähigen Verfahren zur Umwandlung pflanzlicher oder tierischer Proteinrohstoffe oder Mischungen derselben in fleischähnliche Produkte verschiedener Art. Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges fleischähnliches Produkt und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein strukturiertes Proteinnahrungsmittel gelöst, gekennzeichnet durch eine streifige Anordnung von Proteinschichten mit Spaltlinien, die im allgemeinen - zumindest an lokalen Stellen - in gleicher Richtung verlaufen, wobei die Schichten aus kristallgeformten Struktureinheiten aus miteinander zusammenhängenden Proteinteilchen bestehen, Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Proteinnahrungsmittels gelöst, dadurch gekennzeichnet, daß eine wässrige Trübe eines tierischen und/oder pflanzlichen Proteinmaterials abgekühlt und durch gelenktes Gefrieren in Eiskristallschichten übergeführt wird, die durch kristallgeformte Schichten von Proteinteilchen getrennt sind, und daß danach die kristallgeformten Proteinschichten zur Bildung eines strukturierten Nahrungsmittels irreversibel verfestigt werden.

Die Erfindung beruht auf der Peststellung, daß pflanzliches und/ oder tierisches Protein in hochwertige strukturierte Nahrungsmittel übergeführt werden kann. Diese Umwandlung läßt sich mit verhältnismäßig geringem Kostenaufwand mit Hilfe einer Kombination einfacher Kühl- und Heizeinrichtungen erzielten. Das neue Verfahren ergibt Nahrungsmittel, die hochwertigen natürlichen

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Nahrungsmitteln, insbesondere hochwertigem Fleisch, so ähnlich sind, daß Unterschiede in der Regel nicht festgestellt werden können. Außerdem können pflanzliche Proteinrohstoffe, wie Sojabohnen, leicht, schnell und mit geringen Kosten in hochwertige Nahrungsmittel übergeführt werden. Ebenso kann geringwertiges Fleisch in Fleischstücke hoher Qualität umgewandelt werden.

Das neue Verfahren ist, wenn man es einmal verstanden hat, sehr einfach auszuführen. Einfachheit ist tatsächlich eines seiner Hauptmerkmale.

Das Verfahren besteht darin, daß mindestens ein Teil einer wässrigen Trübe aus Proteinmaterial mit einem Kältemittel in Berührung gebracht und die Trübe durch gelenktes Gefrieren in voneinander getrennte Eiskristallschichten umgewandelt wird, zwischen denen sich in kristallinem Zustand geformte Schichten aus suspendierten Proteinteilchen befinden, wobei alle diese Schichten in einer gemeinsamen, in der Regel normalen Richtung zu der gekühlten Oberfläche liegen. Wenn die kumulierenden Eisschichten in situ eine Matrix gebildet haben, die die Proteinschichten voneinander trennt, formt und zusammenpreßt, besteht der nächste wichtige Schritt darin, die Eisschichten zu entfernen und die verbleibenden leicht zerfallenden Proteinschichten zu einem gestreiften Gebilde zu verfestigen, das echtem Muskelgewebe ähnlich ist. Die Proteinschichten haben daher Spaltlinien, die - mindestens in lokalen Bereichen - in der gleichen Richtung angeordnet sind.

Die Anzahl und Anordnung der lokalen Bereiche, von denen jeder eigene Proteinschichten in gemeinsamer Richtung hat, können zur Anpassung an den Standard spezielle Arten von Nahrungsmitteln, wie rohes Fleisch, Geflügel, Fisch und andere Meeresnahrungsmittel, variiert werden.

Anhand der Abbildungen wird die Erfindung näher beschrieben.

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Abb. 1 ist ein Photo eines künstlichen Fleischproduktes, hergestellt aus Sojaprotein gemäß der Erfindung, auf dem eine Reihe von gestreiften Proteinschichten mit im allgemeinen normal verlaufenden Spaltlinien zwischen den Schichten zu erkennen ist.

Abb. 2 ist ein Photo eines künstlichen Fleischproduktes,

das gemäß der Erfindung aus Sojaprotein hergestellt und in einem halbkugelförmigen Behälter geformt worden ist.

Abb. 3 ist ein Photo eines Schweinefleischproduktes, das Schweinebraten ähnlich und gemäß der Erfindung aus Schweinefleisch hergestellt worden ist.

Abb. 4 ist ein Photo eines künstlichen Rindfleischbratens, der gemäß der Erfindung aus einem Gemisch von gleichen Teilen Rindfleisch und Sojaprotein hergestellt worden ist.

Abb. 5 ist ein Photo von künstlichem Hühnerbrustfleisch, das gemäß der Erfindung aus Hühnerfleisch hergestellt worden ist.

Das neuartige Nahrungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt infolge seines Aufbaus aus gestreiften Proteinschichten eine außerordentlich große Ähnlichkeit mit hochwertigen Nahrungsmitteln, insbesondere Fleisch. Diese Schichten haben Spaltlinien, die - zumindest in lokalen Bereichen - in der gleichen Richtung angeordnet sind. Im Endprodukt liegen die Schichten ohne nennenswerte Zwischenräume dicht'übereinander. Sie sind kristallgeformt, d.h. aus Proteinschichten gebildet, die ursprünglich durch Zwischenschichten von kristallinem Eis getrennt waren, das von dem Protein abgeschieden worden ist. Die Eisschichten, die sich bei

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der Kristallbildung von den Proteinteilchen absondern, erzeugen in situ eine Formmatrix für das Protein. Die sich bildenden Eisschichten dehnen sich aus und pressen das Protein zu Schichten zusammen. Diese Eisschichten müssen auch entfernt werden, doch wenn dies geschehen ist, müssen die vorübergehend selbsttragenden Proteinschichten zuverlässig fixiert oder verfestigt werden, ohne daß die Streifen zerrissen werden. Dies wird durch Erwärmen auf etwa 66⁰C erreicht.

Soweit bekannt, ist bisher niemand in der Lage gewesen, ein derartiges Nahrungsmittel überhaupt und schon gar nicht so leicht aus pflanzlichem und/oder tierischen Protein herzustellen. Dies gilt, obwohl mindestens in der US-PS j5 ^90 914 ein Verfahren beschrieben wird, das dem Verfahren der Erfindung nahekommt, aber eine schwammartige Masse ergibt. Außerdem wird in der betreffenden Patentschrift nicht die irreversible Fixierung des Proteinmaterials beschrieben. Daher wird erstmals gemäß der vorliegenden Erfindung ein gestreiftes, geschichtetes Nahrungsmittel erhalten, das gekochtem Muskelgewebe ähnlich ist und durch richtungsgelenkte kristalline Formung von Proteinschichten mit anschließender irreversibler Fixierung derselben hergestellt wird.

Die Erfindung kann entweder mit einem pflanzlichen oder einem tierischen Protein als Ausgangsmaterial oder einer Kombination derselben ausgeführt werden. Das jeweilige Protein-Ausgangsmaterial muß sich "warmhärten" oder irreversibel fixieren lassen, z.B. durch Erwärmen auf eine Temperatur oberhalb .66 C, während die Eisschichten eine Form für das Protein bilden, so daß das Protein in eine feste, irreversible, im wesentlichen unlösliche Form übergeführt wird. Ob ein bestimmter Proteinrohstoff sich nach dem gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Verfahren warmhärten läßt, kann von einem Fachmann leicht dadurch festgestellt werden, daß er versuchsweise den Ausgangsstoff dem Verfahren unterwirft.

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Als Ausgangsmaterial kann beispielsweise ein tierischer Proteinrohstoff verwendet werden, der im allgemeinen aus den verschiedensten Quellen für tierisches Protein stammen kann, z.B. Pferdefleisch, Geflügel, Fisch und Fleisch anderer eßbarer Seetiere. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß für ihre Ausübung eine bestimmte Proteinherkunft nicht erforderlich ist. Vielmehr kann jedes warmverfestigbare Proteinmaterial verwendet werden, z.B. natürliches Fleisch oder biologisch geringwertigere Proteinrohstoffe einschließlich solcher, deren Qualität als gering erachtet wird und die für den menschlichen Genuß als weniger geeignet angesehen werden. Dadurch wird die Verwendung wirtschaftlicher Fleisch-Nebenprodukte zur Herstellung des gestreiften Proteinnahrungsmittels gemäß der Erfindung ermöglicht, dessen Textur verschiedenen hochwertigen Nahrungsmitteln einschließlich bevorzugter Fleischarten außerordentlich ähnlich ist. Falls ein tierischer Proteinrohstoff benutzt wird, kann er in seiner nativen Form ohne zusätzliche Verarbeitung außer der Entfernung von Knochen oder anderen nicht eßbaren Bestandteilen verwendet werden.

Bei der Verarbeitung des Proteinrohstoffs nach dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wird dieser zunächst in einer geeigneten Zerkleinerungsmaschine zerkleinert. Die Einhaltung eines bestimmten Zerkleinerungsgrades ist nicht notwendig, sondern es genügt, daß die Zerkleinerung bis zur Erzielung einer Paste von gleichmäßiger Konsistenz getrieben wird, die leicht zu einer Trübe aufbereitet werden kann. Verschiedene natürliche Fleischoder tierische Proteinrohstoffe, wie Hühner- oder anderes Geflügelfleisch, Geflügelnebenprodukte, Schweinefleisch, Hebenprodukte des Schweinefleischs, Rindfleischprodukte, wie.Rindermuskelfleisch, Rindfleischabfälle, Rinderleber, Rindfleisch-Nebenprodukte, Fischmuskelfleisch oder Fischfleischabfälle, können je nach dem ge-

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wünschten Geschmack des herzustellenden Erzeugnisses kombiniert oder einzeln verwendet werden.

Eine umwälzende Neuerung wird durch die Erfindung insofern herbeigeführt, daß auch verschiedene biologisch geringwertigere Proteinrohstoffe einschließlich der wirtschaftlichen Pflanzenproteine als einzige Proteinquelle bei dem Verfahren der Erfindung zur Herstellung von Nahrungsmitteln, wie Fleischsurrogaten, verwendet oder auch mit tierischen Proteinrohstoffen mit deren natürlichen Geschmackskomponenten kombiniert werden können, um noch preisgünstigere Nahrungsmittel zu erhalten, die dennoch hochwertigen Fleischarten in der Textur ähnlich sind, aber keinen Zusatz von Aromastoffen erfordern, wie dies der Fall ist, wenn ein geschmackloser Proteinrohstoff eingesetzt wird.

Solche biologisch geringwertigere Proteinrohstoffe können in typischer Weise aus einer sehr großen Klasse proteinhaltiger, warmhärtbarer Rohstoffe ausgewählt werden» Dazu gehören Pflanzenprotein, Petroprotein, Protein von Mikroorganismen und verschiedene sekundäre Proteinrohstoffe, die bei der Verarbeitung von natürlichem Fleisch anfallen, z.B. Fleischmehl, Geflügelmehl, Fischmehl und/oder verschiedene Konzentrate daraus. Die Pflanzenproteine, insbesondere solche aus Ölsaaten, wie Sojabohnen, gehören zu den brauchbarsten für das Verfahren gemäß der Erfindung, da sie sowohl wirtschaftlich als auch leicht erhältlich sind. Was die Verarbeitung dieser biologisch geringwertigeren Proteinrohstoffe anbetrifft, so ist es zweckmäßig, sie zunächst in eine gereinigte und hydratisierte Form überzuführen. Dies kann am besten durch Ausfällen des Proteins aus einer Trübe des biologisch geringwertigeren Proteinrohstoffs erfolgen. Dabei erhält man das Protein in Form einer käsigen oder feuchten viskosen Masse, die als- Ausgangsmaterial verwendet werden kann. Obgleich im folgenden allgemein die Verarbeitung von Sojabohnen zur Gewinnung der hydra-

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tisierten käsigen Masse beschrieben wird, ist es selbstverständlich, daß die Methode mit geringen Abänderungen im Hinblick auf den unterschiedlichen isoelektrischen Punkt der Proteine auch auf andere Ausgangsstoffe für biologisch geringwertigeres Protein angewendet werden kann. Ferner sei darauf hingewiesen, daß die käsige Masse oder hydratisierte Form des Proteins getrocknet und dann rehydratisiert werden kann, ohne daß ihre Brauchbarkeit als Proteinausgangsmaterial wesentlich beeinträchtigt wird.

Zur Gewinnung eines Proteinkonzentrates oder -isolates aus einem proteinhaltigen Ausgangsmaterial, ist es erforderlich, das Protein von den Nichtproteinstoffen in dem Ausgangsmaterial zu trennen. Bei der Gewinnung eines Proteinisolats aus einer ölsaat, wie Sojabohnen, wird in der Regel eine chemische Fällung und Abtrennung angewandt. Bei einer typischen Arbeitsweise werden die Sojabohnen geschrotet oder gemahlen und dann in einer herkömmlichen Presse entölt. Vorzugsweise wird das Öl jedoch durch Lösungsmittelextraktion unter Verwendung verschiedener Lösungsmittel auf Kohlewasserstoffbasis, wie sie normalerweise zu diesem Zweck benutzt werden, ausgezogen.

Der erhaltene Feststoff, der gewöhnlich als Sojabohnenmehl bezeichnet wird und in Form von Flocken vorliegt, enthält zahlreiche Bestandteile, darunter komplexe Proteine, Zucker, Fasern u.a. Die Proteine und Zucker werden dann vorzugsweise aus dem Feststoff herausgelöst. Dies kann durch Eintragen der Flocken in ein Wasserbad und Zusatz eines alkalischen Stoffes von Nahrungsmittelqualität zur Erhöhung des pH-Wertes auf oberhalb 7 geschehen. Typische derartige alkalische Stoffe sind Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid-oder andere gebräuchliche alkalische Reagenzien von Nahrungsmittelqualität. Das Material wird dann-so lange extrahiert, bis die Proteine und Zucker in Lösung gegangen sind, was in der Regel nach etwa J>0 Minuten der Fall ist. Die er-

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haltene Lösung wird von dem Feststoff abgetrennt, indem sie beispielsweise durch ein Sieb gegeben und/oder zentrifugiert wird. Vorzugsweise wird die Lösung dann noch zur Entfernung feinster Teilchen durch einen Klärapparat geleitet. Die Sojaproteine werden nun durch Erniedrigung des pH-Wertes auf den sauren Wert des isoelektrischen Punktes des Proteins, in der Regel 4,6 bis 4,9 durch Zusatz einer Säure, wie Essigsäure, Phosphorsäure, Citronensäure, Weinsäure o.a., ausgefällt. Der Niederschlag wird durch Zentrifugieren abgetrennt und zur Entfernung der anhaftenden Zucker bis auf geringe Spuren, die sich nicht entfernen lassen, mit Wasser gewaschen. Die ausgefällte käsige Masse bildet einen viskosen, wässrigen Brei mit einem Peststoffgehalt von 10 bis 40 Gew.-^, vorzugsweise etwa 20 Gew.-^, und einem Wassergehalt von 60 bis 90 Gew.-%. Der Peststoff besteht zu etwa 90 bis 98 Gew.-^, bezogen auf die Trockensubstanz, aus Protein.

Das gewählte Protein-Ausgangsmaterial wird zunächst durch Auf- schlämmen mit Wasser und Homogenisieren oder Mischen in eine wässrige Trübe übergeführt. Die Zusammensetzung der Trübe wird so berechnet, daß ein weiterer Zusatz von Protein, Wasser oder anderen Bestandteilen möglich ist, um den Peststoffgehalt der. Trübe auf eine Konzentration von mindestens 5 Gew.-^, vorzugsweise aber zwischen 15 und 30 Gew.-^, einzustellen. Der Zusatz von Protein-Ausgangsmaterial zur Erzielung der vorgeschriebenen Feststoffkonzentration kann auch so vorgenommen werden, daß der Proteingehalt sogleich mindestens oberhalb 5 Gew.-^, vorzugsweise aber zwischen 15 und 30 Gew.-%,liegt.

Vor der Bereitung der Trübe werden verschiedene andere Zutaten für den Zusatz zu dem Gemisch angesetzt, die zu dem Aroma und Geschmack des herzustellenden Nahrungsmittels beitragen sollen. Beispielsweise können verschiedene Raucher- oder Holzkohlenaromen, Kräuter oder Gewürze dem Gemisch in dieser Stufe zur Verbesserung des Geschmacks des Endproduktes zugesetzt werden.

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Ferner können der Trübe in diesem Stadium 'auch noch andere Zusätze beigemischt werden, die außer einer Verstärkung und Verbesserung des Aromas und Geschmacks des Nahrungsmittels zusätzlich die Textureigenschaften des gestreiften Nahrungsmittels gemäß vorliegender Erfindung günstig beeinflussen. Salz ist beispielsweise ein derartiger Zusatz und notwendig, um natürliches Fleischmaterial zu würzen und im Geschmack zu verbessern. So verbessert der Zusatz verschiedener Salze, wie Natriumchlorid, Calciumchlorid oder Trinatriumphosphat, die Aroma- und Geschmackseigenschaften des Produktes, führt aber zu einem sehr salzigen Geschmack, wenn dem Gemisch eine Menge von mehr als J Gew.-% Salz zugesetzt wird. Außerdem würde festgestellt, daß bei einem Zusatz von mehr als J5 Gew.-^ Salz zu der Trübe nicht nur der Geschmack des Produktes zu salzig wird, sondern in einigen Fällen auch eine gel- oder gummiartige Textur erhalten wird, wenn das Protein-Ausgangsmaterial zur Bildung ausgeschiedener Eiskristallschichten mit Zwischenschichten aus Proteinteilchen in Berührung gebracht und diese Proteinschichten nachfolgend irreversibel fixiert werden. Dieses Ergebnis steht im Gegensatz zu dem Produkt mit Schichten aus Proteinmaterial, bei dem in lokalen Zonen Spaltlinien in im allgemeinen gleicher Richtung verlaufen, das erhalten wird, wenn geringere Salzmengen verwendet werden.

Zur Erzielung optimaler Ergebnisse ist es im allgemeinen vorzuziehen, daß der pH-Wert der Proteintrübe innerhalb eines Bereiches von 4 bis 6 liegt. Das Verfahren ergibt jedoch annehmbare Produkte in einem großen und nicht kritischen pH-Bereich. Die Feststellung des pH-Bereichs, der einen optimalen Effekt ergibt, ist das Ergebnis der Arbeiten anderer Erfinder und wird hier nicht als Teil der vorliegenden Erfindung beansprucht.

Der fertige Ansatz der wässrigen Trübe aus dem Proteinmaterial wird dann vor der Behandlung mit einem Kältemittel weiter aufbe-

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reitet. Eine derartige Aufbereitung umfaßt im allgemeinen das Mahlen, Mischen, Zerkleinern oder Homogenisieren der wässrigen Proteintrübe, um das Protein-Ausgangsmaterial in kleine Teilchen überzuführen. Dadurch wird auch die gleichmäßige Vermischung der in dieser Stufe zugesetzten anderen Bestandteile mit der Trübe gefördert. Da das Ausmaß der Mahl-, Zerkleinerungs- oder Homogenisierungsbehandlung für die Ausübung der Erfindung oder die Herstellung des neuartigen gestreiften Nahrungsmittels nicht kritisch ist, kann die Mahlung oder Homogenisierung in verschiedenen Apparaten, wie einem Versator, einer Kolloidmühle oder in hochtourigen Mischern ausgeführt werden, die eine einheitliche und gleichmäßige Trübe aus dem Protein-Ausgangsmaterial erzeugen. Im allgemeinen erhält man eine gleichmäßige Trübe mit ausreichend fein zerkleinerten Proteinteilchen, die einer gleichmäßigen Emulsion ähnlich ist, wenn beispielsweise ein hoher Anteil wasserunlöslicher Stoffe, wie Fette und öle, verwendet wird. Die Herstellung einer einheitlichen und gleichmäßigen Trübe begünstigt die Bildung eines sehr einheitlichen und gleichmäßigen Nahrungsmittels im Verlauf des Verfahrens.

Nach Aufbereitung der wässrigen Trübe durch Homogenisierung oder andere Aufbereitungsmaßnahmen wird die Trübe zweckmäßigerweise entlüftet, wozu man ein Vakuum oder einen Apparat, wie den Versator, benutzt, der diese Aufgabe während der Homogenisierung ausführt. Obwohl die Entlüftung für die Ausführung des neuen Verfahrens nicht kritisch ist, so ist sie doch vorzuziehen, weil sie die Herstellung eines einheitlichen und gleichmäßigen gestreiften Nahrungsmittels gemäß der Erfindung fördert. Die Gegenwart von Luft in der Trübe erzeugt bei dem Zusammenbringen mit dem Kältemittel und der darauf folgenden Warmverfestigung Hohlräume, die sich auf die Ausbildung gestreifter Proteinschichten mit Spaltlinien in lokalen Zonen durch Unterbrechung dieser Spaltlinien ungünstig auswirken. Die Entlüftung führt dagegen zur Erzeugung

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gestreifter Proteinschichten mit ununterbrochenen und kontinuierlichen Spaltlinien und ist daher bei der Ausübung der Erfindung vorzuziehen.

Die Trübe des Protein-Ausgangsmaterials wird dann gelenkt gefroren. Wie festgestellt, hat das Gefrieren einen bemerkenswerten strukturbildenden Einfluß auf das Protein, da sich in der Suspension oder Trübe des Protein-Ausgangsmaterials dünne Eiskristallschichten bilden, die ihrerseits wie kristalline Formen wirken, die die Proteinteilchen in der Trübe zu nahe beieinanderliegenden, im allgemeinen zusammenhängenden Schichten zusammenpressen. Die Schichten liegen daher im allgemeinen parallel, zumindest in lokalen Zonen. Dieser Gefriereffekt führt zu Eisschichten, die sich beim Gefrieren von den Proteinteilchen in der Trübe absondern und in situ eine kristalline Formmatrix für das Proteinmaterial bilden. Bei ihrer Bildung dehnen sich die Eisschichten aus und pressen das Protein zu benachbarten Schichten zusammen, zwischen denen die Eiskristallschichten angeordnet sind. Es kann daher festgestellt werden, daß die Ejaschichten die Proteinteilchen kristallformen und so Proteinschichten bilden, die den Muskelfibrillenbündeln der Muskelfasern im Muskelgewebe ausgewählter Fleischstücke sehr ähnlich sind.

Bei diesen Gefrieren wird die Proteintrübe mit einem Kältemittel in Berührung gebracht, in gelenkter Weise einem Wärmeaustausch unterworfen und so gefroren, daß Eiskristallschichten in einer Richtung entstehen, die normal zur gekühlten Oberfläche oder zur Oberfläche des Teils der Trübe verläuft, die mit dem Kältemittel in Berührung steht. Dies bewirkt, daß die Eiskristallschichten im allgemeinen in einer Richtung verlaufen, mindestens in be-" stimmten Zonen des Produktes. Natürlich ist es die Ausrichtung dieser Eiskristallschichten in einer im allgemeinen normal zur Kühloberfläche verlaufenden Richtung, die die Formung der im all-

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gemeinen parallel verlaufenden -und zusammenhängenden Proteinschichten durch die Eiskristallmatrix verursacht.

Das gelenkte Gefrieren wird durch gesteuerten und gerichteten Wärmeaustausch - und bei einer bevorzugten Ausführungsform durch eine Kombination von gerichtetem Wärmeaustausch und gesteuerter Gefriergeschwindigkeit zur Bildung der Eiskristallschichten ausgeführt, die ihrerseits das Protein zu Schichten formen. Falls beispielsweise die Trübe in eine vorbestimmte Form von beliebiger Gestalt, z.B. einen Würfel, ein rechteckiges Prisma oder einen halbkugelförmigen Behälter, gefüllt und dann mindestens an einer Seite mit einer Kühlfläche oder einem Kältemittel in Berührung gebracht wird, so werden Eiskristallschichten gebildet, deren Richtung im allgemeinen normal zur Richtung der Kühlfläche oder des Oberflächenteils der Trübe, die mit dem Kältemittel in Berührung steht, verläuft. Die übrigen Seiten des Behälters können, falls gewünscht, isoliert werden, um den Wärmeaustausch an diesen Flächen herabzusetzen und eine Schichtbildung in Richtungen zu verhindern, die normal zu diesen Flächen verlaufen. Sie können aber auch je nach der spezifischen Natur des gewünschten Nahrungsmittels unisoliert bleiben.

Für eine bevorzugte Ausführungsform wurde gefunden, daß eine bestimmte Gefriergeschwindigkeit eine gute Ausbildung von Eiskristallschichten ergibt, die ihrerseits eine gute Kristallformung und Zusammenpressung des Proteins in im allgemeinen zusammenhängende Schichten bewirken. Es wurde jedoch weiter gefunden, daß im allgemeinen jede Gefriergeschwindigkeit zur Strukturierung des Proteins angewendet werden kann. Hierzu gehören Schnell- oder Momentangefrieren, wie es beispielsweise durch Ein- oder Untertauchen des Materials in flüssigen Stickstoff erreicht wird. Für die Herstellung von Nahrungsmitteln, die einem gröberen Muskelgewebe ähnlich sind, ist jedoch eine etwas niedrigere Gefrier-

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geschwindigkeit vorzuziehen, da diese die Bildung von Schichten aus größeren Kristallen begünstigt und daher längere Streifen erzeugt. Eine hohe Gefriergeschwindigkeit führt zu der Entstehung von Schichten aus kleineren und feineren Eiskristallen im Vergleich zu den Schichten aus großen Eiskristallen, die das Protein zu einer Struktur mit langen Streifen kristallformen. Falls natürlich eine andere Struktur mit sehr viel feineren, kleineren und gleichmäßigeren Streifen gewünscht wird, kann eine hohe Gefriergeschwindigkeit angewendet werden. Zwischen einer sehr hohen oder niedrigen Gefriergeschwindigkeit kann je nach der Struktur des herzustellenden Nahrungsmittels eine Auswahl getroffen werden. Außerdem hat das Schnellgefrieren gegenüber dem langsamen Gefrieren den offensichtlichen wirtschaftlichen Vorteil einer höheren Produktionsleistung.

Eine spezifische Gefriergeschwindigkeit, die zur Erzeugung einer Kristallformwirkung auf die Proteinteilchen geeignet ist und daher nach dem Kochen das gestreifte Nahrungsmittel der Erfindung ergibt, besteht in dem Absenken der Temperatur der Trübe und Durchlaufen ihres Gefrierbereiches in mindestens etwa 5 Minuten. Der Gefrierbereich der Trübe liegt normalerweise in einem Temperaturbereich von 0 bis -5 ⁰C an jeder Stelle in der Trübe. Diese Gefriergeschwindigkeit ergibt eine gute Bildung von Eiskristallschichten, die die Proteinteilchen zu gestreiften, im allgemeinen zusammenhängenden Schichten kristallformen.

Es ist zu beachten, daß der angegebene Temperaturbereich sich auf die Trübetemperatur und nicht auf die Temperatur des Kältemittels bezieht, da das Kältemittel jede Temperatur haben kann, bei der die Absenkung der Temperatur der Proteintrübe mit der gewünschten Abkühlungsgeschwindigkeit erfolgt. Obwohl nicht beabsichtigt ist, diese bestimmte Gefriergeschwindigkeit als die einzige hinzustellen, die bei der Herstellung des neuartigen Nahrungsmittels

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gemäß der Erfindung geeignet ist, ergibt diese bestimmte Gefriergeschwindigkeit die Bildung guter Eiskristallschichten in einer Richtung, die im allgemeinen normal zur Kühlfläche oder dem Teil der Oberfläche der Trübe verläuft, die mit dem Kältemittel in Berührung steht. Die Bildung dieser Schichten formt mit den Kristallen das Protein in diskrete, im allgemeinen zusammenhängende Schichten, die im allgemeinen ebenfalls normal zur Kühlfläche ausgerichtet sind. Wenn dann das Eis entfernt ist und die Proteinschichten irreversibel verfestigt sind, wird ein gestreiftes Nahrungsmittel erhalten, das hochwertigem Fleisch so ähnlich ist, daß Unterschiede in der Regel nicht festgestellt werden können.

Nach dem gelenkten Gefrieren der Proteintrübe zur Bildung abgesonderter Eiskristallschichten in im allgemeinen normaler Richtung, die durch zwischenliegende kristallgeformte Proteinschichten getrennt sind, bilden die Eisschichten an dieser Stelle in kumulativer Weise eine Matrix oder Form, die die Proteinschichten trennt und zusammenpreßt. Daher müssen die Proteinschichten nach ihrer Kristallformung irreversibel verfestigt werden, um eine streifenweise Anordnung der Proteinschichten zu erhalten. Diese irreversible Verfestigung kann durch Erhöhung der Temperatur der gefro^renen Proteintrübe auf eine Temperatur oberhalb etwa 66°, vorzugsweise aber oberhalb 82°, ausgeführt werden. Wenn die Proteintrübe auf diese Temperatur erwärmt wird, schmelzen die Eiskristallschichten, und bei Erhöhung der Temperatur auf oberhalb 66°, vorzugsweise oberhalb 82°C, tritt eine irreversible Fixierung der Proteinschichten ein. Dies führt zu einer streifenförmigen Anordnung dieser Schichten^ und ergibt ein Produkt, das in bemerkenswerter Weise dem gekochten Muskelgewebe von hochwertigem Fleisch ähnlicj^._sist.

Das Erwärmen des Produktes zur irreversiblen Fixierung der Proteinschichten kann in nahezu jeder Erwärmungseinrichtung und bei nahe-

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zu jeder Temperatur ausgeführt werden, solange die Temperatur in dem Proteinkörper die vorgeschriebene Höhe erreicht. Die Temperatur in dem verwendeten Umgebungsmilieu oder in der Heizkammer darf jedoch nicht so hoch sein, daß die Proteinmasse sich bräunt oder anbrennt. Ein zweckmäßiges Mittel und eine spezielle Ausbildungsform der Erfindung zur Ausführung der Erwärmung besteht daher in der Verwendung einer mit Frischdampf gespeisten Dampfkammer, deren Temperatur auf mindestens 100 ⁰C gehalten wird.

Die Erwärmung zur irreversiblen Fixierung der Proteinschichten muß mit einer so hohen Geschwindigkeit ausgeführt werden, daß eine Temperatur von mindestens etwa 66 ⁰C, aber vorzugsweise von über 82 C, in der Masse innerhalb einer Zeitspanne erreicht wird, die zwischen etwa 5 Minuten und mehreren Stunden liegt, wobei die jeweilige Erwärmungsgeschwindigkeit von der Größe der Materialmasse abhängt. Eine Erwärmung mit dieser Aufheizgeschwindigkeit gewährleistet eine Fixierung der vorübergehend selbsttragenden Proteinschichten ohne deren Zerreißung. Bei der Erwärmung ist bis zum Eintritt der irreversiblen Fixierung der Proteinschichten eine Unterstützung der Proteinschichten in nennenswertem Ausmaß zur Vermeidung einer Zerreißung nicht notwendig, wenn die Erwärmung mit der vorerwähnten Geschwindigkeit ausgeführt wird. Mit anderen Worten, die gefrorene Proteinmasse kann aus der Form oder dem Behälter herausgenommen und für sich allein erwärmt oder auch vorzugsweise in der Form oder dem Behälter belassen werden, der bei der irreversiblen Fixierung der Proteinschichten eine gewisse Abstützung gewährt. Im letztgenannten Falle ist die Erwärmungsgeschwindigkeit nicht so wichtig, so lange eine irreversible Fixierung der Proteinschichten stattfindet.

Das Ausmaß der Abstützung der Proteinschichten bei der Erwärmung ist also für die Bildung des gestreiften Nahrungsmittels gemäß der Erfindung im allgemeinen nicht kritisch. Es ist jedoch vorzu-

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ziehen, bei der Erwärmung ein gewisses Maß an Abstützung der Proteinmasse vorzusehen, statt sie aus der Form oder dem Behälter, in dem sie gefroren worden ist, herauszunehmen, um ein Einsacken oder eine Zerreißung der Schichten zu vermeiden. Dies gilt besonders, falls es sich um eine große Masse handelt oder die Temperatur der Masse nur langsam erhöht wird. Das bevorzugte Maß an Abstützung kann von einfachem Einschlagen des gefrorenen Proteinkörpers in eine Folie bis zum Belassen des Proteinkörpers in der Form oder dem Behälter reichen, der für den Gefriervorgang benutzt worden ist.

Nach der irreversiblen Fixierung der Proteinsohichten wird ein Nahrungsmittel erhalten, das gekochtem Muskelgewebe so ähnlich ist, daß ein Unterschied zwischen ihm und gekochtem Muskelgewebe von hochwertigem Fleisch in der Regel nicht festgestellt werden kann. Bei dem Nahrungsmittel kann man beobachten, daß es im allgemeinen zwischen den fixierten Proteinschichten Spaltlinien hat, die im allgemeinen, zumindest in lokalen Zonen, in gleicher Richtung angeordnet sind. Es kann ferner beobachtet werden, daß die Struktureinheiten des Proteins mit den dazwischenliegenden Spaltlinien in bemerkenswerter Weise der Anordnung der Struktureinheiten von Protein ähnlich sind, wie sie in gekochtem Muskelgewebe gefunden werden. Wenn das gestreifte Nahrungsmittel mit einem Messer geschnitten oder geschabt wird, hat es die gleiche Zartheit und die gleichen Kaueigenschaften wie ein hochwertiges Fleischstück. Wenn beispielsweise das Proteinausgangsmaterial aus Rindfleisch oder Pferdefleisch geringer Qualität oder aus einem Stück Rippenfleisch besteht, so ist das daraus hergestellte gestreifte Nahrungsmittel sowohl hinsichtlich Zartheit als auch Geschmack und Aroma einem Lendenstück oder hochwertigen Rindfleischstück ähnlich. Wenn in ähnlicher Weise alle eßbaren Teile von Geflügelfleisch, wie"Puter oder Huhn, als Proteinrohstoff bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet und sogar weiße und dunkle Teile des

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Fleisches miteinander vermischt werden, ist das erhaltene gestreifte Nahrungsmittel Geflügelbrustfleisctjähnlich und von bemerkenswerter Zartheit, hell in der Farbe und hat einen Geschmack, der dem von Puter oder Huhn ähnlich ist.

Folgende Beispiele sollen die Erfindung veranschaulichen.

Beispiel 1

Gereinigte und geschälte Sojabohnen wurden gemahlen, und das öl wurde zur Gewinnung entfetteter Flocken extrahiert. Die Flocken wurden dann in ein Wasserbad gegeben, und es wurde ein alkalisches Reagenz von Nahrungsmittelqualität, Calciumhydroxid, zugesetzt, bis ein pH-Wert von etwa 10 erreicht war. Das Material wurde J50 Minuten extrahiert und dann zur Klärung des Extraktes zentrifugiert. Das Protein wurde aus der geklärten Flüssigkeit ausgefällt, indem Phosphorsäure zugesetzt wurde, bis der isoelektrische Punkt bei einem pH von etwa 4,7 erreicht war. Der Niederschlag wurde gewaschen und zur Konzentrierung zentrifugiert. Dieses Proteinisolat in Form einer käsigen Masse hatte einen Feststoffgehalt von etwa yyfo und einen Proteingehalt von etwa 96%, bezogen auf die Trockensubstanz. Die Proteinmasse wurde noch feucht durch Rühren mit Wasser aufgeschlämmt, und es wurde Fett in einer Menge von 2,5 Gew.-^ der Masse sowie Natriumchlorid in einer Menge von 1 Gew.-^ der Masse zugesetzt. Die Proteintrübe wurde dann homogenisiert und dadurch entlüftet, daß sie in eine flache Schale oder einen Teller eingegossen und in einen Exsikkator gebracht wurde, der dann evakuiert wurde. Die Trübe wurde so lange dem Vakuum ausgesetzt, bis das Entweichen von Luftblasen aus der Trübe im wesentlichen aufhörte. Nach dem Homogenisieren und Entlüften der Proteintrübe wurden Portionen von jeweils etwa 425 g in zwei verschiedene Metallbehälter gegossen. Behälter 1 war ein rechteckiges Gefäß mit den Abmessungen von etwa 150 mm χ 150 mm. Behälter 2 war ein halbkugelförmiges Gefäß mit einem Radius von etwa 35 mm·

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Der rechteckige Behälter 1 wurde an drei Seiten isoliert, indem ' an diesen drei Seiten eine etwa 25 mm dicke Schicht aus Polystyrolschaum angebracht wurde. Eine Langseite des rechteckigen Behälters blieb unisoliert. Bei dem halbkugelförmigen Behälter wurde der ebene Teil der Halbkugel mit einer etwa 25 mm dicken Schicht von Polystyrolschaum isoliert, während die gekrümmten Seitenflächen der Halbkugel unisoliert blieben. Beide Behälter wurden mit der darin befindlichen Proteintrübe "I7 Stunden bei -23 °C gekühlt. Nach dem Gefrieren wurden die Isolierschichten entfernt, und das gefrorene Proteinmaterial wurde in einen Backofen gebracht und 95 Minuten bei 100 ⁰C gekocht. Nach dem Ende der Kochzeit wurden die Proteinmassen aus allen Behältern herausgenommen und untersucht.

Abb. 1 ist ein Photo des aus dem rechteckigen Behälter 1 erhaltenen Produktes, und Abb. 2 ist ein Photo des aus dem halbkugelförmigen Behälter 2 erhaltenen Produktes. Wie ersichtlich, hat das in Abb. 1 veranschaulichte Proteinprodukt eine erstaunliche Ähnlichkeit mit gekochtem Muskelgewebe. Man sieht, daß das Produkt aus einer Reihe von Proteinschichten besteht, sswischen denen sich Spaltlinien befinden, die im allgemeinen in der gleichen Richtung angeordnet sind, und zwar im Falle von Fig. 1 in einer Richtung, die im allgemeinen normal zu der nicht isolierten Fläche oder Unterseite der Masse verläuft, die beim Zusammenbringen der eingeschlossenen Trübe mit einem Kältemittel die Wärmeaustauschfläche war. Diese Spaltlinien waren natürlich zuvor beim Gefrieren von Eiskristallschichten ausgefüllt, die die Proteinschichten in einer Reihe gestreifter Proteinschichten formten und ausrichteten. Bei genauer Prüfung erscheint das Produkt gekochtem Muskelfleisch nicht nur sehr ähnlich, sondern bietet auch beim Schneiden mit einem Messer das Gefühl und die Textur von wirklichem Muskelgewebe einschließlich des Schnittwiderstandes beim Eindringen des Messers in die Proteinmasse.

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Das aus dem halbkugeligen Behälter herausgenommene Proteinprodukt wurde auch untersucht und erschien gleichfalls einem Stück gekochtem Muskelgewebe verblüffend ähnlich. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß das Produkt aus einer Reihe von Proteinschichten mit dazwischenliegenden Spaltschichten besteht, die, zumindest in lokalen Zonen, im allgemeinen in der gleichen Richtung angeordnet sind. In Abb. 2 erstrecken sich die Spaltlinien in Richtungen, die im allgemeinen normal zu dem nicht isolierten oder gekrümmten Teil des halbkugelförmigen Behälters verlaufen, der bei der Berührung der Trübe mit dem Kältemittel die Wärmeaustauschfläche bildete. Die Spaltlinien zwischen den gestreiften Proteinschichten waren zuvor durch Eiskristallschichten ausgefüllt, die die Proteinschichten zu einer Reihe gestreifter Proteinschichten formten und ausrichteten. Beim Anfühlen und Schneiden des Produktes mit einem Messer war es in bemerkenswerter Weise einem Stück gekochten Muskelgewebes ähnlich.

Beispiel 2

l800 g der nach dem Verfahren von Beispiel 1 isolierten käsigen Proteinmasse wurde durch den Zusatz von Wasser auf einen Feststoffgehalt von etwa 25$ gebracht und nach dem Zusatz von etwa 1 Gew.-% Natriumchlorid und etwa 4 Gew.-^ Fett durch Homogenisieren zu einer Trübe verarbeitet. Die Proteintrübe wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, ebenfalls entlüftet, dann aufgeteilt und in fünf zylindrische Behälter mit den Abmessungen von etwa 100 mm Durchmesser und 100 mm Höhe gegossen. Die Behälter wurden an einem Ende verschlossen und durch eine etwa 25 mm dicke Schicht von Polystyrolschaum an dem verschlossenen Ende und der gekrümmten Mantelfläche isoliert. Das andere Ende blieb unisoliert. Diese Behälter mit der darin befindlichen Proteintrübe wurden dann · 17 Stunden bei -23 ⁰C gekühlt. Nach dem Gefrieren der Trüben wurden die Isolierschichten entfernt, und ungefähr in der Mitte

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eines jeden gefrorenen Trübeblockes wurde zur Bestimmung der Temperatur des Proteinkörpers ein Thermoelement eingebettet. Danach wurde jeder der gefrorenen Trübekörper in ein Bad von konstanter Temperatur gebracht, um mit Hilfe des in dem Proteinkörper eingebetteten Thermoelements die Temperatur zu bestimmen, die zur irreversiblen Verfestigung der kristallgeformten Proteinschichten notwendig war. Behälter 1 wurde in ein Bad von konstanter Temperatur gebracht, die auf 100 ⁰C gehalten wurde, und die Trübe erreichte nach etwa 1 1/2 Stunden eine Temperatur von etwa 82 ⁰C. Der Proteinkörper wurde nach dem Herausnehmen aus dem Behälter untersucht, und es wurde beobachtet, daß das Produkt eine definierte, gestreifte Anordnung von Proteinschichten aufwies, eine sehr feste Konsistenz hatte, irreversibel fixiert war und Spaltlinien hatte,die im allgemeinen in gleicher Richtung angeordnet waren. Es hatte eine große Ähnlichkeit mit gekochtem Muskelgewebe.

Behälter 2 wurde in ein Bad von konstanter Temperatur gebracht, die auf 93 °C gehalten wurde, und die Trübe erreichte nach etwa 3 3/4 Stunden eine Temperatur von etwa 74 ⁰C. Der Protein.körper wurde nach dem Herausnehmen aus dem Behälter untersucht, und es wurde beobachtet, daß das Produkt eine definierte, gestreifte Anordnung von Proteinschichten aufwies und eine feste Konsistenz hatte, obwohl diese nicht so fest war, wie die des Produktes aus dem Behälter 1. Das Produkt war jedoch irreversibel fixiert und hatte Spaltlinien, die im allgemeinen in gleicher Richtung angeordnet waren. Das Produkt hatte ebenfalls eine große Ähnlichkeit mit gekochtem Muskelgewebe.

Behälter 3 wurde in ein Bad mit konstanter Temperatur gebracht, die auf 88 ⁰C gehalten wurde, und die Trübe erreichte nach etwa 3 Stunden eine Temperatur von 66 ⁰C. Der Proteinkörper wurde nach dem Herausnehmen aus dem Behälter untersucht, und es wurde be-

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obachtet, daß das Produkt eine definierte, gestreifte Anordnung von Proteinschichten aufwies und eine feste Konsistenz hatte, obwohl diese weniger fest als diejenige der Produkte aus den Behältern 1 und 2 war. Das Produkt war jedoch irreversibel fixiert und hatte Spaltlinien, die im allgemeinen in gleicher Richtung angeordnet waren. Es hatte ebenfalls eine große Ähnlichkeit mit gekochtem Muskelgewebe.

Behälter 4 wurde .in ein Bad mit konstanter Temperatur gebracht, die auf 82 C gehalten wurde, und die Trübe erreichte nach etwa

4 1/4 Stunden eine Temperatur von etwa 62 ⁰C. Der Proteinkörper wurde nach dem Herausnehmen aus dem Behälter untersucht und zeigte zwar eine gewisse definierte Streifung der Proteinschichten, war aber sehr schwammig und von einer weichen Konsistenz, die derjenigen eines nicht verfestigten Gels ähnlich war. Es wurde festgestellt, daß das Produkt bei dieser Temperatur nicht weitgehend zu einer definierten gestreiften Anordnung von Proteinschichten verfestigt war, obwohl eine gewisse Verfestigung des Proteinkörpers stattgefunden hatte.

Behälter 5 wurde in ein Bad von konstanter Temperatur gebracht, die auf 71 ⁰C gehalten wurde, und die Trübe erreichte nach etwa

5 3/4 Stunden eine Temperatur von etwa oO ⁰C. Der Proteinkörper wurde nach dem Herausnehmen aus dem Behälter untersucht, und es wurde festgestellt, daß das Produkt ein zwar teilweise strukturiertes Aussehen hatte, aber außerordentlich weich und schwammig und nicht irreversibel fixiert, ja ein Teil des Proteinkörpers sogar noch nicht einmal verfestigt war. Bei dieser Temperatur, so wurde beobachtet, war also der Proteinkörper nicht wesentlich irreversibel zu einer definierten gestreiften Anordnung von Proteinschichten verfestigt, die in bezug auf Aussehen und Textur gekochtem Muskelgewebe ähnlich waren.

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Beispiel 3

Ein Stück Rindfleisch von etwa 1125 g wurde durch Abtrennen des rohen Fleisches von dem Knochen, Entfernen der Hauptmenge des Fettes und Zerkleinern in einem Hobart-Fleischwolf zerkleinert. Das zerkleinerte Fleisch wurde dann in einem Waring-Mischer mit soviel Wasser zu einer Trübe verarbeitet, daß deren Feststoffgehalt etwa 2.0% betrug. Das Mischen der Trübe wurde fortgesetzt, bis eine Mischung von gleichmäßiger Konsistent erhalten wurde. Die Rindfleischtrübe wurde entlüftet, indem sie in eine flache Schale gegossen und diese in einen Exsikkator gebracht wurde, der dann evakuiert wurde. Nachdem das Entweichen von Luftblasen aus der Trübe aufgehört hatte, wurde die Trübe in einen zylindrischen Behälter von 100 mm Durchmesser und 100 mm Länge gegossen. Der Behälter wurde an einem Ende und an der gekrümmten Mantelfläche mit einer 25 mm dicken Schicht von Polystyrolschaum isoliert. Ein Ende des zylindrischen Behälters blieb unisoliert, und der Behälter wurde dann VJ Stunden auf eine Temperatur von -29 ⁰C abgekühlt. Nach Ablauf dieser Zeit wurde die Isolierung entfernt und die gefrorene Proteintrübe in dem Behälter in eine Dampfkammer von 100 ⁰C gebracht und etwa 2 3/4 Stunden gekocht. Danach wurde das Proteinprodukt aus dem Behälter herausgenommen, und bei der Untersuchung und dem Schneiden mit einem Messer wurde beobachtet, daß es gestreifte Proteinschichten mit Spaltlinien in im allgemeinen gleicher Richtung aufwies. Das aus verhältnismäßig geringwertigem Rindfleisch hergestellte Produkt war infolge seiner sehr zarten gleichmäßigen Qualität einem Stück hochwertigen Rindfleischs, wie einem Lendenstück oder dergleichen, sehr ähnlich. Das Produkt hatte einen ausgeprägten Rindfleischgeschmack und war beim Kauen sehr zart. Das gestreifte Rindfleischnahrungsmittel hatte folgende Zusammensetzung:

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Feuchtigkeit

Protein 21,8$

Fett

Fasern

Asche 0,66%

Salz

Beispiel 4

Etwa 900 g.Schweinefleisch wurden durch Entfernen des Fleisches von den Knochen und durch Zerkleinern in einem Hobart-Fleischwolf aufbereitet. Das zerkleinerte Fleisch wurde dann in einem Waring-Mischer durch Zusatz von soviel Wassör zu einer Trübe aufgeschlämmt, daß deren Feststoffgehalt etwa 20$ betrug. Danach wurde die Trübe weiter gemischt, bis eine verhältnismäßig einheitliche und gleichmäßige Mischung erhalten wurde. Die Schweinefleischtrübe wurde dann entlüftet, indem sie in eine flache Schale gegossen und diese in einen Exsikkator eingebracht wurde, der dann evakuiert wurde. Nachdem das Entweichen von Luftblasen aus der Trübe aufgehört hatte, wurde die Trübe in einen zylindrischen Behälter von 100 mm Durchmesser und 100 mm Länge gegossen. Der Behälter wurde an einem Ende und an der gekrümmten Mantelfläche mit einer etwa 25 mm dicken Schicht von Polystyrolschaum isoliert. Ein Ende des zylindrischen Behälters wurde unisoliert gelassen, und der Behälter wurde dann 17 Stunden auf -29 °C abgekühlt. Nach Ablauf dieser Zeit wurde die Isolierung entfernt und die gefrorene Proteintrübe in dem Behälter in eine Dampfkammer von 100 ⁰C gebracht und etwa 2 J>/k Stunden gekocht. Danach wurde das Proteinprodukt aus dem Behälter herausgenommen, und bei der Untersuchung und dem Schneiden mit einem Messer wurde beobachtet, daß es eine gestreifte Anordnung von Proteinschichten mit Spaltlinien in im allgemeinen gleicher Richtung aufwies. Das Aussehen des Proteinproduktes nach dem Schneiden ist in Abb. 3 wiedergegeben.

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Das Produkt war Schweinebraterjahnlich und hatte eine zarte, gleichmäßige Qualität mit schweinefleischartigem Geschmack. Das Produkt hatte das Aussehen eines hochwertigen Stückes Schweinefleisch und war beim Kauen sehr zart.

Beispiel 5

Schenkel und Bruststücke von Brathähnchen wurden von Knochen befreit und enthäutet. Die Fleischteile wurden in einem Hobart-Fleischwolf zerkleinert. Etwa 2000 g dieses Fleisches wurden dann mit etwa I500 ml Wasser gemischt, bis die Trübe einen Feststoffgehalt von etwa 15$ hatte; danach wurde das Gemisch durch Vermählen in einer Kolloidmühle zu einer gleichmäßigen Trübe aufbereitet. Diese Proteintrübe wurde dann in sechs Portionen von je 200 g aufgeteilt und zu jeder Portion wurden die folgenden Mengen Fett oder Natriumchlorid zugesetzt und eingemischt.

	Proteintrübe	Fett	Salz
	(R)	(K)	(g)
Portion A	200	0	0
Portion B	190	10	0
Portion C	200	0	1
Portion D	200	0	2
Portion E	200	0	4
Portion F	l80	20	2

Jede Portion wurde dann entlüftet, indem sie in eine flache Schale gegossen und diese in einen Exsikkator eingebracht wurde, der dann evakuiert wurde. Die Entlüftung wurde fortgesetzt, bis keine Blasen aus der Trübe mehr entwichen. Die Trübe wurde dann in zylindrisch ausgebildete Formen von 100 mm Durchmesser und 100 mm Länge gegossen. Ein Ende und die gekrümmte Mantelfläche

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der Formen wurden mit einer 25 mm dicken Schicht von Polystyrolschaum isoliert. Jede dieser Formen wurde 17 Stunden auf -^2 ⁰C abgekühlt und dann nach dem Entfernen der Isolierung mit der darin befindlichen gefrorenen Trübe in eine Dampfkammer von 100 ⁰C gebracht und darin etwa 2 1/2 Stunden erwärmt. Nach dem Kochen wurde jede Portion aus dem Behälter herausgenommen, mit einem Messer durchgeschnitten und auf Zerreißverhalten, Kauverhalten und Geschmack geprüft. Es wurde beobachtet, daß alle Portionen eine definierte Anordnung gestreifter Proteinschichten mit Spaltlinien in im allgemeinen gleicher Richtung aufwiesen. Das Aussehen des Proteinproduktes nach dem Schneiden ist in Abb. 5 wiedergegeben und ähnelt im Aussehen, in der Textur und dem Geschmack weißem Hühnerbrustfleisch. Alle dunklen Fleischanteile, die von den Hähnchen mit abgelöst worden waren, traten bei dem Produkt nicht in Erscheinung. Die Produkte aus den Portionen B und F erwiesen sich als besonders zart in der Qualität, obwohl alle Portionen eine definierte Anordnung gestreifter Proteinschichten mit Spaltlinien in im allgemeinen gleicher Richtung und normal zu der nicht isolierten Oberfläche des Behälters aufwiesen.

Beispiel 6

Zu 1650 g rohem Hühnerfleisch ohne Knochen wurden etwa 1000 g Wasser hinzugefügt, und die Mischung wurde in einer Kolloidmühle zu einer gleichmäßigen und im allgemeinen homogenen Trübe vermählen. Zu etwa 250 g dieser homogenen Proteintrübe wurden 250 g des Proteinisolats aus einem pflanzlichen Proteinrohstoff nach Beispiel 1 hinzugefügt, so daß die Proteintrübe nach diesem Zusatz des Pflanzenproteins einen Feststoffgehalt von etwa 20$ hatte. Nach dem Zusatz des käsigen Pflanzenproteins wurde die Mischung gründlich durchgearbeitet und dann in eine flache Schale gegossen, die zur Entlüftung in einen evakuierbaren Exsikkator gebracht

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wurde. Nach dem Entlüften wurde die Trübe in eine zylindrische Form von 100 mm Durchmesser und 100 mm Länge eingefüllt, die ah einem Ende und an der gekrümmten Mantelfläche mit einer 25 mm dicken Schicht von Polystyrolschaum isoliert war. Ein Ende des Behälters wurde unisoliert gelassen, und der Behälter wurde 17 Stunden auf -32 ⁰C abgekühlt. Nach Ablauf dieser Zeit wurde die Isolierung entfernt und die gefrorene Proteintrübe in dem Behälter in eine Dampfkammer von 100 ⁰C gebracht und etwa 2 Stunden gekocht. Danach wurde das Proteinprodukt aus dem Behälter herausgenommen und mit einem Messer in Scheiben geschnitten. Es ς wurde beobachtet, daß das Produkt zumindest in lokalen Zonen eine definierte Anordnung von gestreiften Proteinsohichten mit Spalt-, linien in im allgemeinen gleicher Richtung und normal zur nicht isolierten Oberfläche hatte. Das Produkt war hinsichtlich des Schneidverhaltens sowie der Zartheit und Textur Hühnerbrustfleisch sehr ähnlich. Es wurde ferner beobachtet, daß das Produkt etwas dunkler als das nach Beispiel 5 hergestellte gestreifte Nahrungsmittel war, bei dem nur Hühnerfleisch als Proteinrohstoff verwendet worden war.

Beispiel 7

Etwa 18 kg Truthahnfleisch wurde von Knochen befreit, und es wurde neben dem Fleisch von der Brust, den Schenkeln und dem Rücken auch die Haut verwendet. Dem Truthahnfleisch wurde Wasser in einer Menge von etwa 50 Gew.-% zugesetzt, und das Gemisch wurde zu einer gleichmäßig aussehenden, homogenen Trübe vermählen. Eine Portion von 325 g der Truthahnfleischtrübe wurde durch Zusatz von weiteren 100 g Wasser auf einen Feststoffgehalt von etwa 20$ gebracht. Dem Gemisch wurden auch noch 5 g Natriumchlorid zugesetzt. Die Trübe wurde dann entlüftet, indem sie in eine flache Schale gegossen und diese in einen Exsikkator gebracht wurde, der dann evakuiert wurde. Nachdem das Entweichen von Luftblasen aus der

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Trübe aufgehört hatte, wurde die entlüftete Trübe in einen zylindrisch ausgebildeten Behälter von 100 ram Durchmesser und 100 mm Länge gegossen. Der Behälter wurde an einem Ende und an der gekrümmten Mantelfläche mit einer 25 mm dicken Schicht aus Polystyrolschaum isoliert und unter Freilassung des einen Endes von der Isolierung IJ Stunden auf -52⁰C abgekühlt. Nach Ablauf dieser Zeit wurde die Isolierung entfernt und die gefrorene Isoliertrübe in dem Behälter in eine Dampfkammer von 100 ⁰C gebracht und etwa 2 Stunden gekocht. Danach wurde das Proteinprodukt herausgenommen und untersucht. Beim Schneiden in Scheiben mit einem Messer wurde beobachtet, daß es eine Anordnung von gestreiften Proteinschichten mit zumindest in lokalen Zonen in im allgemeinen einer Richtung und normal zu dem nicht isolierten Ende des Behälters verlaufende Spaltlinien aufwies. Das Produkt sah aus, fühlte sich an und schmeckte wie ein zartes Stück Truthahnbrustfleisch und war sehr hell gefärbt.

Beispiel 8

Eine Portion von 250 g der homogenisierten Proteintrübe aus Truthahnfleisch von Beispiel 6 wurde mit einer Portion von 250 g des käsigen Pflanzenproteins von Beispiel 1 vermischt. Nach weiterem Zusatz von 1,25 g Natriumchlorid wurde das Gemisch gründlich durchgearbeitet. Die Trübe mit einem Feststoffgehalt von etwa 27$ wurde dann durch Gießen in eine flache Schale und Einbringen derselben in einen evakuierten Exsikkator bis zum Aufhören der Blasenbildung entlüftet. Die entlüftete Trübe wurde dann in einen zylindrisch ausgebildeten Behälter von 100 mm Durchmesser und 100 mm Länge gegossen. Der Behälter wurde an einem Ende und an der gekrümmten Mantelfläche mit einer 25 mm dicken Schicht aus Polystyrolschaum isoliert. Ein Ende des zylindrischen Behälters wurde unisoliert gelassen, und der Behälter wurde dann 17 Stunden auf -52 ⁰C abgekühlt. Nach Ablauf dieser Zeit wurde die Isolie-

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rung entfernt und die gefrorene Proteintrübe in dem Behälter in eine Dampfkammer von 100 ⁰C gebracht und etwa 2 3/4 Stunden gekocht. Danach wurde das Proteinprodukt aus dem Behälter herausgenommen, in Scheiben geschnitten und untersucht. Es wurde beobachtet, daß es ebenfalls eine Anordnung gestreifter Proteinschichten mit Spaltschichten in im allgemeinen gleicher Richtung und normal zur unisolierten Oberfläche, zumindest an lokalen Stellen, hatte. Das Produkt hatte das Aussehen oder die Textur von Hühner-.oder Truthahnfleisch und war beim Schneiden mit einem Messer sehr zart.

Beispiel 9

30 g isoliertes Proteinmaterial aus Baumwollsamen mit einem Proteingehalt von 91$» bezogen auf die Trockensubstanz, wurden mit 150 g Wasser aufgeschlämmt. Diesem Gemisch wurde 0,75 Gew.-^ Calciumchlorid zugesetzt. Die Trübe hatte einen pH-Wert von 6,0 und einen Feststoffgehalt von etwa 20$. Sie wurde dann homogenisiert und dadurch entlüftet, daß sie in eine flache Schale oder einen Teller gegossen und dann in einen Exsikkator eingebracht wurde, der anschließend evakuiert wurde. Die Trübe wurde so lange dem Vakuum ausgesetzt, bis das Entweichen von Luftblasen aus der Trübe im wesentlichen aufgehört hatte. Nach dem Homogenisieren und Entlüften wurde die Trübe aus dem Proteinmaterial in eine rechteckige Aluminiumschale mit den Abmessungen von etwa 150 mm χ 150 mm gegossen. Dieser Behälter mit der darin befindlichen Trübe wurde dann 17 Stunden auf -32 ⁰C abgekühlt. Nach dem Gefrieren der Trübe wurde die Schale mit dem darin befindlichen gefrorenen Proteinmaterial in eine Dampfkammer von 100 ⁰C gebracht und etwa 2 Stunden gekocht. Dann wurde der Proteinkörper aus dem Behälter herausgenommen und nach dem Schneiden in Scheiben geprüft. Es wurde beobachtet, daß das Produkt eine definierte gestreifte Anordnung von Proteinschichten aufwies, sehr fest in der Konsistenz war und Spaltlinien hatte, die zumindest in lokalen

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Zonen im allgemeinen in Richtung normal zu der Oberfläche der Schale angeordnet waren.

Beispiel 10

1*77 kg mit Hexan extrahiertem Sonnenblumenkernmehl wurden mit 17,7 kg Wasser aufgeschlämmt. Der pH-Wert der Trübe wurde mit Hilfe von Calciumhydroxid auf etwa 10,5 eingestellt. Das Material wurde J>0 Minuten extrahiert und dann zur Klärung des Extraktes zentrifugiert. Aus der geklärten Flüssigkeit wurde das Proteinmaterial durch Zusatz von Salzsäure bis zur Absenkung des pH-Wertes auf etwa 5*0 ausgefällt. Das ausgefällte Protein wurde mit Wasser gewaschen und zur Konzentrierung zentrifugiert. Dieses Proteinisolat hatte eine Proteinreinheit von etwa 75^, bezogen auf die Trockensubstanz. 132 g des konzentrierten Sonnenblumenproteins wurden mit V/asser zu einer Trübe mit einem Feststoffgehalt von etwa 19$ aufgeschlämmt, der dann 1 g Natriumchlorid zugesetzt und deren pH-Wert mit Salzsäure auf 5,5 eingestellt wurde. Diese Trübe wurde homogenisiert und anschließend entlüftet, indem sie in eine flache Schale gegossen und diese in einen Exsikkator gebracht wurde, der dann evakuiert wurde. Die Trübe wurde so lange dem Vakuum ausgesetzt, bis das Entweichen von Luftblasen aus der Trübe im wesentlichen aufgehört hatte. Nach dem Homogenisieren und Entlüften wurde die Trübe in einen zylindrisch ausgebildeten Glasbehälter von etwa 100 mm Durchmesser und 100 mm Höhe gegossen. Der Behälter war an einem Ende verschlossen und mit einer 25 mm dicken Schicht von Polystyrolschaum an dem geschlossenen Ende und der gekrümmten Mantelfläche isoliert. Das andere Ende blieb unisoliert. Der Behälter mit der darin befindlichen Trübe wurde 17 Stunden auf -32 ^QC abgekühlt. Danach wurde die Isolierschicht entfernt, und das gefrorene Material wurde 2 Stunden in eine Dampfkammer gebracht, die auf einer Temperatur von 100 ⁰C gehalten wurde. Danach wurde der

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Proteinkörper aus dem Behälter herausgenommen, in Scheiben geschnitten und untersucht. Das Produkt hatte eine definierte gestreifte Anordnung von Proteinschichten und war gekochtem Muskelgewebe sehr ähnlich.

Beispiel 11

Drei Portionen von je 600 g der nach dem Verfahren von Beispiel 1 isolierten käsigen Proteinmasse wurden auf einen Peststoffgehalt von etwa 27 Gew.-^ eingestellt und mit 1 Gew.-% Natriumchlorid sowie etwa 2,5 Gew.-^ Fett versetzt. Jede Portion der käsigen Masse wurde dann durch Homogenisierung zu einer separaten Trübe aufbereitet. Jede Proteintrübe wurde entlüftet, indem sie in eine flache Schale gebracht und einem Vakuum ausgesetzt wurde, bis das Entweichen von Luftblasen aus der Trübe aufhörte. Danach wurde jede Proteintrübe in drei separate zylindrische Behälter von etwa 100 mm Durchmesser und 100 mm Höhe gegossen. Die Behälter waren an einem Ende verschlossen und mit einer 25 mm dicken Schicht aus Polystyrolschaum an dem geschlossenen Ende und der gekrümmten Mantelfläche isoliert. Das andere Ende blieb unisoliert. Danach· wurden die Behälter mit den Buchstaben A, B und C gekennzeichnet und einzeln wie folgt behandelt:

Behälter A wurde in einer Tiefkühlanlage auf eine Temperatur von -l40 ⁰G abgekühlt, wobei in verschiedenen Höhen in der Trübe Thermoelemente angeordnet waren, um die Temperaturänderungen zu registrieren. Bei der angegebenen Temperatur der Tiefkühlanlage zeigten die eingebetteten Thermoelemente an, daß die Temperatur an jeder Stelle in der Trübe innerhalb einer Zeitspanne von etwa k bis etwa 9 Minutenden Gefrierbereich von 0 bis -j5 ⁰C durchlief. Nach völligem Gefrieren der Proteinmasse wurde die Isolierung entfernt und die gefrorene Trübe in eine Dampfkammer von 100 C gebracht und etwa 2 Stunden gekocht. Nach Ablauf dieser Zeit

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wurde die Probe herausgenommen und in Scheiben geschnitten. Es wurde beobachtet, daß sie eine gestreifte Anordnung von Proteinschichten hatte, wobei die Streifen von sehr gleichmäßiger Natur waren und das Produkt gekochtem Muskelgewebe im Aussehen sehr ähnlich war.

Behälter B wurde durch Eintauchen in ein flüssiges Fluorocarbon-Kältemittelbad auf eine Temperatur von etwa -J50 ⁰C abgekühlt, wobei in verschiedenen Tiefen der Trübe Thermoelemente eingebettet waren, um Temperaturänderungen zu registrieren. Bei dieser Temperatur und dem Eintauchen des Behälters mit der Trübe bis zu einer Tiefe von etwa 50 mm zeigten die Thermoelemente an, daß die Temperatur an jedem Punkt in der Trübe innerhalb einer Zeitspanne von etwa 4 Minuten bis etwa 12 Minuten durch den Gefrieroder Temperaturbereich von 0 bis -3 ⁰C ging. Nach dem Gefrieren der Proteinmasse wurde die Isolierung entfernt, und die gefrorene Trübe wurde in eine Dampfkammer von 100 ⁰C gebracht und etwa 2 Stunden gekocht. Nach Ablauf dieser Zeit wurde die Probe entfernt und in Scheiben geschnitten. Es wurde beobachtet, daß sie eine gestreifte Anordnung von Proteinschichten aufwies, wobei die Streifen in ihrer Natur sehr gleichmäßig und im allgemeinen in der gleichen Richtung angeordnet waren. Im Aussehen war das Produkt gekochtem Muskelgewebe ähnlich.

Behälter C wurde durch Eintauchen in ein Bad aus flüssigem Stickstoff abgekühlt, dessen Temperatur etwa -I96 ⁰C betrug. In verschiedenen Tiefen der Trübe waren Thermoelemente eingebettet, um Temperaturänderungen zu registrieren. Bei Eintauchen des Behälters mit der Trübe in das Bad aus flüssigem Stickstoff bis zu einer Tiefe von etwa 25 mm zeigten die eingebetteten Thermoelemente an, daß die Temperatur an jeder Stelle in der Trübe innerhalb' einer Zeitspanne von etwa 1 Minute durch den Gefrier- oder Temperaturbereich von 0 bis -3 ⁰C ging. Nach vollständigem Gefrieren

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der Proteinmasse wurde die Isolierung entfernt, und die gefrorene Trübe wurde in eine Dampfkammer von 100 ⁰C gebracht und etwa 2 Stunden gekocht. Nach Ablauf dieser Zeit.wurde die Probe herausgenommen und in Scheiben geschnitten. Es wurde beobachtet, daß sie eine gestreifte Anordnung von Proteinschichten aufwies, wobei die Streifen gleichmäßig von oben nach unten der Proteinmasse verliefen. Das Produkt war im Aussehen gekochtem Muskelgewebe sehr ähnlich.

Es sei noch bemerkt, daß im Vorstehenden unter den Begriffen "biologisch geringwertiges Protein" oder "sekundäres Protein" solche Proteinrohstoffe verstanden werden sollen, die wegen ihrer Beschaffenheit oder ihres Geschmacks unmittelbar nicht für den menschlichen Genuß geeignet sind, z.B. Ölsaatenmehle, minderwertiges Fleisch, Fleisch- und Fischmehle u.a.

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Claims (13)

Patentansprüche

1. Strukturiertes Proteinnahrungsmittel, gekennzeichnet durch eine streifige Anordnung von Proteinschichten mit Spaltlinien, die im allgemeinen - zumindest an lokalen Stellen - in gleicher Richtung verlaufen, wobei die Schichten aus kristallgeformten Struktureinheiten aus miteinander zusammenhängenden Proteinteilchen bestehen.

2. Strukturiertes Proteinnahrungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gestreiften Proteinschichten Muskelgewebe ähnlich sind.

3. Strukturiertes Proteinnahrungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Protein aus einer Gruppe von Rohstoffen stammt, die Quellen von biologisch vollwertigem Protein, biologisch geringwertigerem Protein und Mischungen derselben umfaßt.

4. Strukturiertes Proteinnahrungsmittel nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Protein ein Pflanzenprotein ist.

5· Strukturiertes Proteinnahrungsmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Protein ein ölsaatenprotein ist.

β. Strukturiertes Proteinnahrungsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ölsaatenprotein Sojaprotein ist.

7. Strukturiertes Proteinnahrungsmittel nach einem der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Proteinnahrungsmittel einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens etwa 60 Gew.-^ hat.

8. Strukturiertes Proteinnahrungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Nahrungsmittel einen Salzgehalt von weniger als 3 Gew.-^ hat.

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U/Be

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9· Strukturiertes Proteinnahrungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Nahrungsmittel einen Proteingehalt von mindestens etwa 15 Gew.-% hat.

10. Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Proteinnahrungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß eine wässrige Trübe eines tierischen und/oder pflanzlichen Proteinmaterials abgekühlt und durch gelenktes Gefrieren in Eiskristallschichten übergeführt wird, die durch kristallgeformte Schichten von Proteinteilchen getrennt sind, und daß danach die kristallgeformten Proteinschichten zur Bildung eines strukturierten Nahrungsmittels irreversibel verfestigt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das gelenkte Gefrieren in der Weise ausgeführt wird, daß die Proteinsuspension im wesentlichen von nur einer Flächenzone her abgekühlt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Proteintrübe in nicht weniger als 5 Minuten durch den Gefrierbereich von 0 bis -J5 ⁰C abge·» senkt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigung der kristallgeformten, gestreiften Proteinschichten durch Erwärmen der gefrorenen Proteintrübe auf mindestens 66 ⁰C ausgeführt wird.

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3b Le e rs e i t e