EP4676236A1 - Verfahren zum erzeugen eines texturats und proteinhaltiges texturat - Google Patents

Verfahren zum erzeugen eines texturats und proteinhaltiges texturat

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EP4676236A1
EP4676236A1 EP24712173.4A EP24712173A EP4676236A1 EP 4676236 A1 EP4676236 A1 EP 4676236A1 EP 24712173 A EP24712173 A EP 24712173A EP 4676236 A1 EP4676236 A1 EP 4676236A1
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EP
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weight
protein
texturate
mixture
protein mixture
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Application number
EP24712173.4A
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Azad EMIN
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Nexnoa GmbH
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Nexnoa GmbH
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Publication date
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    • B29C2948/92704—Temperature

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a texturate and to such a texturate.
  • Plant proteins in the form of isolates or concentrates are now used for a variety of meat substitute products. This is due on the one hand to an increased demand for a vegetarian or vegan diet and on the other hand to consumer desire for sustainable and resource-saving agriculture.
  • legume protein The proteins mentioned can in turn be divided into legume proteins and non-legume proteins. Depending on the desired texture, legume protein mixtures can be combined with non-legume protein mixtures and processed using the process presented. Definition of legume protein
  • a legume protein is a protein mixture that is obtained from legumes. These include in particular broad beans, but also peas, lentils, mung beans, chick peas, white beans, peanuts and soy. Here too, a protein mixture can be obtained either directly from the respective legume or as a sidestream product.
  • a non-legume protein is a protein mixture that includes plant proteins that do not come from a legume. They are therefore obtained from other crops that are not listed as legumes in the above definition and do not constitute such.
  • this includes all other cereals and grains, for example oats, as well as hemp, potatoes, rice, hemp, pumpkin seeds, corn, but also rapeseed and sunflower. Proteins from algae, yeast, fungal mycelium and/or fungal fruiting bodies also fall under the category of non-legume proteins.
  • protein mixtures from these plants are also referred to as other protein mixtures, and are thus distinguished from protein mixtures from or with legumes.
  • Other protein mixtures also include the plant proteins mentioned above.
  • plant protein isolate and plant protein concentrate describe plant protein mixtures that differ in the concentration of the protein content.
  • the other components of an isolate or concentrate are, for example, fats, sugars including starch and cellulose, which remain in the mixture when the concentrate or isolate is processed. The individual other components are reduced compared to the original concentration, but residues are still present in the isolate or concentrate in varying concentrations due to the different processing options. There is also a small amount of residual moisture in the isolate or concentrate.
  • a plant protein isolate for example, is a mixture of a plant protein in which the concentration of the protein in the mixture is in the range of over 85 percent by weight, for example in the range of 87 to 97% by weight.
  • the weight proportion of the plant protein is usually in the range of below 80% by weight or even below 70% by weight, for example in the range of 35% by weight to 75% by weight or even up to approx. 80% by weight.
  • a plant protein concentrate or plant protein isolate can be obtained from a plant species.
  • the production process therefore not only significantly influences the concentration of the plant protein mixture, but also the composition of the other components and the residual moisture.
  • additional functionality in protein composition, taste, textural composition, visual or haptic properties can be created by at least one further ingredient.
  • protein mixtures from the different carrier plants are mixed, both in terms of the different crops and also in terms of concentration.
  • An example would be mixtures of pea protein and field bean protein, but possibly also Additions of wheat or rice protein to a protein mixture of soy or pea.
  • the water content is adjusted to the desired level for extrusion as required. This is due to the fact that the protein mixture that is also added has a different water content depending on the processing state. In the case of very moist mixtures, e.g. paste or okara, it may be necessary to only little or no water may be added. In some cases, it is even possible that dry ingredients may need to be added to reduce the overall water content in the dough.
  • the dough is then further processed in the extruder.
  • the individual components can also be fed into the extruder during extrusion.
  • the proportions in the base mixture are generally given in % by weight, excluding water, based on the respective proportion of dry matter.
  • a base mixture with 40% by weight protein based on dry matter and a moisture content of 50 can be obtained from various concentrates or isolates with corresponding amounts of water. There may also be sidestream products which have such a distribution.
  • the anisotropy index can be determined in a variety of ways, including using a texture analyser, e.g. TA. XTPLUSC CONNECT TEXTURE ANALYSER from Winopal, using a fixed cutting blade (e.g. LIGHT KNIFE BLADE A/LKB from Winopal). The product is cooked until the value indicated above is reached.
  • the anisotropy index of chicken or turkey is in the range of 1.2 to 2, while that of beef or pork is more variable and depends on the type of meat. In general, these two types of meat have a somewhat higher anisotropy index.
  • Fibers within the meaning of this application are elastic, cohesive layers that are aligned along a main direction, referred to as the fiber direction. Fibers within the meaning of this application have a strong anisotropy, which means that they can be detached or separated from the rest of the product if the fibers are pulled in a direction other than their fiber direction (e.g. from the transverse direction when aligned longitudinally, or vice versa). The fibres are therefore relatively loose or detachable when pulled in a direction orthogonal to the fibre direction, and elastic and cohesive when pulled along the fibre direction. Individual fibres can be detached from the product simply by pulling with the hand.
  • the fiber length is the maximum length of the layer that separates from the product without tearing and retains its strong anisotropy and elasticity in the fiber direction.
  • the average fiber length is usually lower and follows a normal distribution. Unless otherwise stated, the fiber length mainly refers to the average fiber length.
  • Cohesive parts of the textured vegetable product with a thickness exceeding 2 mm and dimensions ( length and width ) exceeding 10 mm .
  • Mechanical processing may include kneading, rolling, rolling, crushing, and other forms in which a force or torque is applied to the dough.
  • the material is thereby stretched along the respective axis. If the stretching takes place after the exit of the extruder, the extrudate is stretched accordingly.
  • the inventor proposes a method for producing an anisotropic plant-based texturate, wherein the texturate has a water content of less than 50% by weight and more than 50% by weight based on the dry mass of non-soya-based ingredients.
  • a protein content is more than 30% by weight based on the dry mass.
  • the method comprises the steps of providing at least one protein mixture with at least 50% by weight based on the dry mass of ingredients other than soya.
  • the term "different from soya" means that the ingredients do not originate from the soya plant, in particular that no soya protein is contained in this amount of ingredients.
  • a base mixture is then produced from the protein mixture provided and water, so that the water content of the base mixture is in the range of 25% to 55% by weight.
  • a dough is then formed from this, which is subsequently extruded by means of thermomechanical treatment, whereby this reaches a material temperature in the range of 110 to 160 ° C during extrusion. Due to the lower amount of water, this is a dry extrusion or Semi-moist extrusion in contrast to conventional moisture extrusions ("high moisture extrusions").
  • the extrudate is then subjected to a first axial and/or transverse stretching, in particular in a channel with a changing cross-section to produce a textured product.
  • the textured product is then cut to produce pieces with thicknesses greater than 2 mm and lengths and widths greater than 10 mm.
  • the process thus creates a texturate that in some aspects has a protein content of between 35% and 60% based on the dry matter.
  • the stretching exerted gives it an anisotropy that can be further enhanced and/or stabilized by further measures.
  • fibers whose length can be adjusted over a larger range, so that a variety of different meat products can be imitated. These include turkey, chicken, pork, duck and others.
  • the anisotropy of the textured material is to be increased after or before cutting. To do this, a second axial and/or transverse stretch is exerted on the already stretched textured material, in particular by rolling, pressing or rolling the textured material.
  • an anisotropy in the textured material can be increased and frozen by rolling, pressing, shearing or rolling or other mechanical treatment of the textured material. “Frozen” means that the textured material hardly relaxes at all after this process, so that the anisotropy is no longer significantly reduced. A small relaxation shortly after the process is harmless, but the additional step should make the increased anisotropy irreversible.
  • the rolling step reduces the firmness of the texturate compared to the firmness of the texturate before rolling, in some aspects by 30% to 60%. This further adapts the product to existing meat products in terms of mouthfeel.
  • the rolling step can rolling or the other mechanical measures mentioned above, the average fibre length of the texturate may be increased by more than 10 mm and in particular more than 20 mm and in particular more than 30 mm. In particular, the average fibre length may also increase to more than 100 mm.
  • Some aspects deal with a surface of an expansion nozzle during the first expansion process. It is expedient to design a surface of the expansion nozzle in such a way that it has, at least in sections, a lower sliding friction than a surface of the extruder. This reduces the sliding friction and there is less slippage, which can lead to undesirable gel breakage. This can be, among other things, a different surface coating, in particular one made of Teflon and ceramic.
  • the texturate is dried, for example by air drying. Drying is carried out until the texturate has a moisture content of less than 20% by weight and in particular less than 10% by weight. Slicing can take place before or after, preferably beforehand. Drying significantly increases the shelf life of the finished product.
  • the texturate can also be hydrated to a moisture content between 40% and 80% by weight and in particular between 50% and 70% by weight and in particular between 55% and 75% by weight. This also adapts the texturate to different types of meat.
  • Another option is to further treat the pure texturate or the hydrated texturate in order to increase the similarity to existing meat products or to create new product groups.
  • the texturate can be fried or deep-fried, for example. It can also be marinated or coated with an emulsion. This increases the shelf life and the texturate can be sold directly to an end consumer. Smoking, for example, to produce jerky-like products products is possible. Combinations of the above measures are also conceivable.
  • a further aspect relates to the provision of at least one protein mixture.
  • the mixture can be provided with different protein proportions as an isolate, concentrate or as a side stream.
  • the protein proportion is between 20% and 95% by weight and in particular between 25% and 80% by weight and in particular between 30% and 70% by weight and in particular less than 60% by weight, each based on the dry mass of the protein mixture.
  • Other values are also possible. It should be noted, however, that mixtures with a low protein proportion, lower than in some concentrates, can also be used and that the texturates with the properties mentioned can therefore be produced in the proposed manner.
  • the protein mixtures can be combined with each other, e.g. different mixtures of the types listed in the definitions.
  • other ingredients such as starch, polysaccharides, dietary fiber, fibers, fats, oils and flavors can be added.
  • starch polysaccharides
  • dietary fiber e.g., advant, advant, advant, advant, advant, advant, a, stea, stevia, g., g., g., g. different mixtures of the types listed in the definitions.
  • other ingredients such as starch, polysaccharides, dietary fiber, fibers, fats, oils and flavors can be added.
  • these ingredients are already part of the mixtures or part of added side-stream products.
  • the proposed process significantly reduces the costs of producing texturates by selecting the right ingredients.
  • a base mixture is produced by adjusting the moisture content of the base mixture so that the protein content in the base mixture is more than 35% by weight and less than 60% by weight based on the dry mass. Accordingly, the process can be used to produce various texturates with different protein concentrations, which nevertheless exhibit anisotropy and pronounced fiber formation. Of course, depending on the components added, protein concentrations of up to 85% by weight based on the dry mass are also possible.
  • the protein mixture provided comprises a combination of a wheat protein mixture and at least one of a legume protein mixture, in particular a pea protein mixture, a field bean protein mixture and an oat milk side stream.
  • a proportion of the dry matter of wheat protein in the protein mixture provided is in some aspects between 10% by weight and 90% by weight and in particular between 20% by weight and 70% by weight and in particular between 40% by weight and 70% by weight and in particular between 30% by weight and 60% by weight and in particular between 10% by weight and 50% by weight. Other weight specifications and ranges are also possible.
  • a proportion of the other protein in the dry matter of the protein mixture provided is between 35% and 60% by weight and in particular between 20% and 80% by weight and in particular between 40% and 70% by weight and in particular between 10% and 50% by weight.
  • the protein mixture provided further comprises a side stream product, a beer driver or the like.
  • the side stream product can in particular originate from plant-based milk production, but can also be part of the exemplary side stream products mentioned at the beginning.
  • Such a side stream product can already have a considerable water content, so that the addition to produce the dough can possibly be dispensed with.
  • dry mass from other protein mixtures or ingredients is added to reduce the water content so that the dough can be extruded dry or semi-moist.
  • the moisture content is below 55% by weight of the base mixture and in particular also below 50% by weight.
  • the proportion of dry matter of the side stream product in the base mixture is between 10% and 90% by weight, and in particular between 40% and 70% by weight, and in particular between 5% and 40% by weight or between 10% and 20% by weight.
  • a salt content in the dry matter of the protein mixture is usually less than 5% by weight and/or a proportion in the dry matter of carbohydrates including starch and sugar is less than 20% by weight.
  • Another aspect deals with the anisotropy index, i.e. the ratio of the force for cutting across the grain to the force for cutting along the grain of the texturate. This is usually measured at a moisture content of between 65% and 75%, so in some aspects the texturate is rehydrated to determine the index.
  • the anisotropy ratio depends on the moisture content. In some aspects this is greater than 1.25 and in particular more than 1.4 and is in particular between 1.3 and 1.8.
  • the indices of different types of meat, such as pork or beef or veal, are also usually in this range, so the method is particularly suitable for imitating the fiber length and anisotropy of such types of meat.
  • an average fiber length is greater than 15 mm, and in particular is in the range between 15 mm and 25 mm, and in particular between 20 mm and 30 mm.
  • a special nozzle is used to produce the texturate, in particular without active cooling to generate a continuous extensional deformation, which leads to the fiber formation according to the invention and thus to the anisotropy.
  • a longitudinal or transverse velocity component of the hot extrudate in the nozzle is generated due to a changing shape and/or a decreasing cross-section.
  • the use of different materials as wall material makes it possible to adjust the contribution of the shear stresses, which in some cases can be reduced to almost zero by using a PTFE or ceramic wall. This reduces the risk of flow instabilities in the nozzle and enables a very well-defined deformation by longitudinal and/or transverse extension of the extrudate.
  • both longitudinal and transverse extensional stresses can be generated by the nozzle geometry alone.
  • the temperature in this process is above 100 ° C and the pressure inside the nozzle is also more than 5 bar.
  • the resulting structure has a meat-like characteristic due to a fibrous structure whose length is greater than 8 cm and in particular greater than 10 cm.
  • the water content of this intermediate product is in the range of less than 50% by weight, in particular less than 30% by weight.
  • a directly expanded texturate is formed, which is followed by rehydration or rolling - as already mentioned above - in order to loosen/open the fiber structures so that they are not too tight visually and sensorially.
  • This also includes, among other things, a further pressing or rolling process that creates an expansion stress in a different direction to the direction of the expansion stress that acted on the texturate when the extrudate was pressed through the expansion nozzle.
  • the type of tensile stress i.e. longitudinal or transverse stress
  • the sliding behavior is also influenced by the choice or variation of the wall material (PTFE, ceramic or stainless steel) as well as by variation of the design parameters listed in this application. In this way, the type and strength of the tensile stress can be adjusted and protein mixtures that are otherwise difficult to produce can also be textured.
  • the special expansion nozzle is characterized in that its inlet cross-sectional area is larger than an outlet cross-sectional area and a length is at least a factor of 1 and thus significantly larger than the inlet cross-section, or also that a width and/or height of the inlet differs from a width and/or height of the outlet.
  • the above-mentioned strain deformation occurs either in the longitudinal direction, i.e. along the propulsion or in a transverse direction, i.e. perpendicular to the propulsion.
  • This is also referred to as longitudinal stretching or transverse stretching, whereby transverse stretching can occur in two directions.
  • a combination of such stretches is possible and can be adjusted using the parameters mentioned above, including wall material and nozzle geometry.
  • the stretching stresses occur, among other things, by sliding along the wall, so that little or no shear flow occurs. It is particularly important to emphasize here that the viscosity of the extrudate should not be too low, otherwise the required stretches cannot be generated.
  • the flow velocity is increased.
  • the flow velocity changes along the direction of advance, while in the case of transverse strain, it changes perpendicularly to this, i.e. the viscous mass is stretched in a direction transverse to the direction of advance. Since there are two mutually orthogonal transverse directions, it can be provided that during the application of strain stress, a flow velocity is increased in a first direction transverse to the direction of advance, while it remains the same or decreases in a second direction. In this way, the mass flow can be kept constant.
  • the extrudate is stretched along a first direction perpendicular to the The tunnel is stretched more in the direction of advance than along the direction of advance and in a second direction perpendicular to the direction of advance and the first direction.
  • This stretching can be carried out, for example, by carrying out a transverse stretching deformation at temperatures of greater than 100 °C by driving the extrudate forward, so that a flow velocity is increased in a direction perpendicular to the direction of advance.
  • a longitudinal stretching deformation can also be carried out at temperatures of greater than 100 °C by driving the extrudate forward, so that a flow velocity is increased in a direction along the direction of advance.
  • a propulsion speed is at least partially lower than a flow speed in a direction perpendicular to the propulsion direction. This means that, for example, in some sections the mass is widened more quickly than it is propelled.
  • the expansion can be influenced by coating the wall, reducing the diameter of the expansion nozzle or reducing the length to width.
  • the mass flow remains essentially constant and, due to the high viscosity, also laminar. In order to avoid tearing due to the expansion stresses, it is advisable to keep the friction between the mass and the wall low so that the mass slides along it.
  • the mass is expansion-deformed at temperatures of more than 100 °C and in particular between 105 °C and 115 °C.
  • the temperature of the intermediate product is in some aspects still above 100 °C and, for example, in the range between 110 °C and 135 °C. In special aspects it can also be above 130 °C.
  • the longitudinal or transverse strain deformation can be continuous or in sections. In the first case, this is achieved, for example, by a continuous decrease in the cross-sectional area. In some aspects, instead of the cross-sectional area, a ratio of width to height of the entrance and The flow is then related to the flow in the flow direction and the output, whereby the ratio also changes. In particular, one of the two quantities decreases between the input and the output. In this way, transverse flows and expansions can also be deliberately generated.
  • the increase in flow velocity can occur along or perpendicular to the direction of advance of the mass.
  • the flow velocity can also be increased continuously, so that expansion deformation occurs over a longer section, possibly even up to the exit of the expansion nozzle.
  • a transverse flow velocity i.e. perpendicular to the flow direction
  • the nozzle can also be short, provided that primarily transverse expansion stresses are generated.
  • the transverse extension stress is generated by the extension nozzle by having an entrance thereof having an entrance area that is larger than an exit area of an exit of the extension nozzle.
  • Extension stress may be generated by an extension nozzle having a maximum entrance width and a maximum exit width, each in a first direction, and having a maximum entrance height and a maximum exit height in a second direction perpendicular thereto, wherein a maximum exit width in the first direction is greater than the maximum entrance width in the first direction and/or the maximum entrance width in the second direction is smaller than the maximum exit width in the second direction.
  • the texturate has a protein content of between 35% and 60% by weight of the dry matter and has a fibrous structure with a preferred direction and a fiber length of more than 10 mm and in particular more than 15 mm. Due to the fibrous structure, the texturate shows anisotropy.
  • the texturate is formed with a side stream product, with a dry matter content of between 25% and 80% and in particular between 30% and 75% % by weight and in particular between 40 % and 70 % by weight.
  • the side stream product can be a side stream product from plant-based milk production or beer production.
  • the texturate comprises a third protein mixture, which is formed in particular by a sidestream product.
  • the texturate can thus comprise a wheat protein mixture, a pulse protein mixture (including soya, provided the proportion is small) and a sidestream product. Examples are given above.
  • the proportion is between 5% and 70% by weight and in particular between 5% and 40% by weight and in particular between 40% and 70% by weight and in particular between 10% and 20% by weight.
  • the moisture content is reduced and is in the range of less than 25% by weight and in particular less than 15% by weight.
  • the texturate can also be further processed, e.g. marinated, deep-fried, boiled, smoked or roasted. It is also possible to coat the texturate with an emulsion or breading or to roll pieces of texturate in it in order to bring the haptic or optical properties, or the sensory properties such as taste, closer to existing meat products.
  • the emulsion or breading may contain, in addition to flavors, salt, sugar, natural flavorings, spices including cayenne pepper, coriander seed powder, cumin powder, ginger powder, paprika powder, turmeric powder, cardamom powder, yeast extract, onion powder, tomato powder, honey powder, mustard, smoke flavoring, acid (citric acid), garlic powder, paprika extract, chili powder, acidity regulator (sodium acetate), parsley and oregano. These may be mixed with syrup, fats or oils to form an emulsion with which the texturate and pieces thereof are coated.
  • Figures 6A to 6C are three embodiments of methods for producing a texture according to the proposed principle.
  • the inlet section 25d of the expansion nozzle 20 in Figure 3B is followed by a conically tapering and narrowing first expansion section 25b.
  • the outlet diameter R3 is approximately one third as large as the inlet diameter Ri.
  • the first expansion section 25b is designed with a continuous taper in the direction of the outlet region 24 and has a length LI that is greater than the first rest section 25d in the inlet region of the expansion nozzle as well as a second rest region 25c that adjoins the outlet of the first expansion section. This is short, with only a fifth to a quarter of the length of the expansion section 25b and then into a second shorter expansion section 25b.
  • this expansion is in turn connected to a further rest section 25e, which at the same time also forms the output region 24.
  • FIG. 6 shows a further combination of a roller and roll arrangement in which different belt rollers 31, 32 and 32' are used.
  • the lower planar belt roller 31 comprises a roller belt 300' which is provided with a surface structure which is impressed onto the surface of the textured material as the textured material is advanced over the roller arrangement.
  • the two upper belt rollers 32, 32' comprise several rollers 313 with a smaller diameter than the rollers 310 of the belt roller 31.
  • one of the two belt rollers 32, 32' is arranged parallel to the belt roller 31 so that the distance between them does not change or only changes insignificantly during advancement. This does indeed cause advancement, but without any further significant deformation, so that this section can also be referred to as a rest section. It serves to stabilize an imposed anisotropy and freezes the length of the fibers by largely preventing relaxation.
  • Figure 4D shows a variation.
  • the textured material is driven forward by a roller belt.
  • the deformation is carried out by pairs of rollers 310 that are arranged opposite one another and have a defined distance from one another.
  • Another belt is arranged between two pairs.
  • the rotation speeds of the rollers are adapted to those of the belts.
  • FIG. 6A shows a first embodiment of the proposed method.
  • a protein mixture is provided. This comprises a protein isolate from wheat and a protein isolate from pea protein. The proportion of proteins in the respective isolates is approximately 85% by weight based on the dry mass, with a residual moisture content in the range of approximately 5% by weight and other components. In this embodiment, vegetable fibers are hardly present in the isolates.
  • step S5 the still warm and moist texturate is rolled using a roller that generates tensile stress in the direction of advance, thereby reinforcing the existing anisotropy and increasing the fiber length even further.
  • the strength of the texturate is reduced by the pressing and rolling process because, in addition to the tensile stress, a shear stress is also generated orthogonal to the direction of advance or transport of the texturate.
  • the temperature here is approximately 55 °C to 70 °C.
  • the rolled product is then cut into smaller pieces in step S6, resulting in texturate pieces 5 cm to 10 cm long with a fibrous structure that extends over the entire length of the piece.
  • the pieces produced in this way are placed in a herb-salt-spice mixture in step S7 in order to be covered with a thin emulsion layer that resembles marinated pork or beef.
  • This mixture can contain corresponding flavors. It also increases the shelf life and taste. The remaining moisture can be used to make this mixture adhere.
  • a wheat protein isolate is used, with a proportion of approx. 25% of the basic mixture (without water), whereby the protein proportion is approx. 92% by weight of the dry mass.
  • the rest are other substances and a small residual moisture content of 3%.
  • an oat milk by-product is used in this embodiment, the pure moisture content of which is approx. 50%.
  • the remaining 50% by weight corresponds to the dry mass, whereby the protein proportion in the dry mass is approx. 45% by weight.
  • the remaining components of the dry matter are sugar, oils and fats, but also fiber.
  • the sugar component is around 18% by weight for this by-product.
  • these two components are mixed in a ratio of 75% oat milk by-product with 25% wheat protein mixture.
  • step S1 The mixture provided in step S1 is now mixed into a dough in step S2 and fed into an extruder.
  • the further steps S3 and S4, in particular kneading into a dough and extruding through a nozzle, are carried out at different pressures and temperatures in order to obtain a longitudinally fibrous structure.
  • a nozzle according to the embodiment of Figure 3B is used, the length of which is approximately five times greater than the initial cross-section.
  • the textured material is first cooled and then, in step S5', cut into elongated pieces with a length of more than 60 mm and a width of approximately 25 mm. The thickness of these pieces is approximately 1.5 cm.
  • step S6' the pieces are placed in a roller arrangement as shown in Figure 5D and there their thickness is reduced to approximately 1 cm in several pressing and rolling steps. At the same time, the pieces are slightly stretched in length so that their length is now more than 70 mm.
  • the rolling and pressing process makes the textured material less solid and a greater anisotropy is formed in the longitudinal direction, with the fiber length roughly corresponding to the length of the pieces.
  • step S7' the pieces are hydrated so that their water content is approximately 60% and then seasoned. Their consistency and mouthfeel are roughly equivalent to pork with an anisotropy index value of approximately 1.35 to 1.5.
  • a protein mixture based on wheat protein is combined with a pulse protein mixture.
  • Peas or broad beans were used as the pulses, with the proportion of pure pulse protein being lower than that of pure wheat protein.
  • the respective mixtures are either concentrates or isolates, so they each contain a certain proportion of carbohydrates, starch and various sugars.
  • salts and oils or fats are also components of the mixtures.
  • a protein mixture based on wheat protein is combined with a pea protein mixture.
  • the proportion of pure pea protein is in the range of pure wheat protein or even exceeds it.
  • the respective mixtures comprise concentrates or isolates, with proportions of carbohydrates, starch and various sugars in the range of 10% to 20% by weight, as well as salt in the range of 3% by weight and oils and fats between 3% and 10% by weight. No other flavors were added. Because of the slightly modified protein mixtures, the total amount of water added also changes. However, the total moisture content of the dough is in the range of 25% to 45% by weight.
  • the dough formed is kneaded and forced forward in an extruder with increasing temperature up to a material temperature of between 120 ° C and 150 ° C.
  • a material temperature of between 120 ° C and 150 ° C.
  • an expansion nozzle whose inlet cross section tapers over the length to a slot lying transversely to the forward direction.
  • the temperature at the exit of the expansion nozzle is over 100 ° C.
  • the dry content of the oat milk side stream is between 10% and 90% by weight, in this example between approximately 40% and 70% by weight, with the pure protein content in turn making up between 40% and 80%.
  • the dough is extruded in an extruder at material temperatures between 110 ° C and 160 ° C and in particular between 130 ° C and 150 ° C.
  • the extrudate is then pressed through a nozzle, whereby only a slightly pronounced anisotropy occurs due to a slightly changed nozzle geometry and the boundary conditions. Therefore, a belt roller with several The vertical distance between the roller belt and the individual rollers decreases slightly over the lateral transport path so that the extrudate is slightly pressed during each pass and stretched due to the continuous transport.
  • a further variation of example group 3 is that several different protein mixtures are combined with additional side stream products.
  • a wheat protein mixture can be mixed with a field bean or pea protein mixture, with another side stream product also being added.
  • the side stream product can have the largest proportion of the total dry matter, for example in the range between 40% and 70% by weight. In this case, the proportion of the wheat protein mixture and the other legume protein mixture is lower and is, for example, between 10% and 50% by weight of the dry matter.
  • the mixture which also contains salt components, is extruded in an extruder at a material temperature of approx. 130 °C to approx. 150 °C. A larger temperature range of 110 °C to 160 °C is possible.
  • the extrudate is then pressed through an expansion nozzle, the cross-section of which tapers rapidly over a shorter length (i.e. approximately 3 to 4 times the cross-section).
  • the nozzle is coated on the inside with Teflon.
  • the emerging strand of the slightly anisotropic textured material is rolled several times and thus formed into a transverse and longitudinal strip approximately 5 mm thick and several cm wide.
  • the resulting pieces are around 5 to 7.5 mm thick and have a width of around 5 cm to 7.5 cm and a length of up to 10 cm. They have a chip-like structure in terms of their fibre orientation and fibre length.
  • a beer leavener is used as an additional source of proteins and other ingredients instead of an oat milk side stream.
  • the proportion of the beer leavener is lower than the proportion of at least one of the other proteins and is, for example, between 5% and 40% by weight based on the dry matter of the base mixture, in particular between 10% and 20% by weight.
  • both a legume protein mixture and a wheat protein mixture are provided as additional protein sources.
  • the beer leavener has a reduced moisture content of less than 20%, so that additional water is added to the base mixture until the total moisture content is between 25% and 55% by weight, in particular also below 50% by weight, e.g. between 35% and 47% by weight. Processing takes place at the temperature ranges mentioned above.
  • a method for producing a texturate comprising the steps of: providing a protein mixture which comprises at least one non-legume protein mixture, in particular a wheat protein mixture, with a weight proportion of between 8% and 72% by weight based on a base mixture;
  • the step of extruding comprises a step of kneading the supplied protein mixture and water at an increasing temperature up to the maximum temperature, wherein optionally the maximum temperature is in the range of 110 ° C to 150 ° C and in particular between 115 ° C and 135 ° C and in particular between 120 ° C and 145 ° C.
  • a temperature of the texturate at the outlet of the nozzle is greater than 100 ° C.
  • Method wherein in the step of stretching the flow velocity is increased; and / or in the step of stretching a transverse stretch is produced in which a width of an inlet of the nozzle increases towards the outlet of the nozzle and at the same time a height of an inlet of the nozzle decreases towards the outlet of the nozzle, wherein optionally the reduction in height is greater than the increase in width; and/or in the step of stretching, a transverse stretch is generated, in which a width of an inlet of the nozzle increases towards the outlet of the nozzle, wherein optionally a maximum width of the nozzle corresponds to 0.25 times to 4 times a length of the nozzle.
  • the step of stretching comprises: stretching in sections at temperatures of greater than 100 °C, in particular by advancing the extrudate, so that a flow velocity is increased;
  • Propelling the extrudate at a substantially constant flow rate wherein a time at a substantially constant flow rate is greater than a time during which the flow rate is increased.
  • Compressing the deformed textured material in particular by rolling or rolling, whereby stretching and/or shearing forces are exerted on the textured material;
  • Method according to one of the preceding items in which the step of stretch-deforming takes place along a direction of advance of the extrudate, and a subsequent further deformation is caused by shear forces which run along a different stretch-deformation direction.
  • Method according to one of the preceding items further comprising: deep-frying the texturate; or cooking the texturate; or baking the texturate; or roasting the texturate; or microwave heating the texturate; or air-drying the texturate; or smoking the texturate; or a combination with several of the above.
  • Method according to one of the preceding items further comprising a sequence of the above-mentioned steps, namely a
  • Rehydrate optionally with an emulsion
  • Protein-containing texturate comprising: a base mixture with o at least one legume protein mixture, in particular a field bean protein mixture with a proportion of between 0% by weight and 64% by weight based on the base mixture; o a second vegetable protein mixture different from the legume protein mixture, in particular a wheat protein mixture with a proportion of between 8% by weight and 72% by weight based on the base mixture; o sugar or starch with a proportion of between 2% by weight and 25% by weight based on the base mixture; o salt with a proportion of between 0.25% by weight and 3% by weight based on the base mixture; a water content of less than 30% by weight, in particular less than 20% by weight based on the texturate; wherein the texturate has a fiber length along a longitudinal direction of the texturate greater than 10 cm or a fiber length of the texturate is longer than a length of a
  • Protein-containing texturate according to one of the preceding items 13 to 14, wherein fibers of the texturate are pressed, beaten, hammered, rolled or rolled; and/or wherein the texturate is fried.

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Abstract

Es wird ein proteinhaltiges Texturat vorgeschlagen, dass sich durch eine besondere und mit Fleisch vergleichbare Anisotropie auszeichnet. Das Texturat umfasst ein erstes Proteingemisch mit einem Nicht-Hülsenfruchtprotein, insbesondere Weizenprotein, mit einem Anteil zwischen 10 Gewichts-% und 90 Gewichts-% an der Trockenmasse, sowie ein zweites Proteingemisch, insbesondere mit einem Hülsenfruchtprotein oder einem Nebenstromprodukt, mit einem Anteil zwischen 10 Gewichts-% und 90 Gewichts-% an der Trockenmasse. Der Feuchtigkeitsgehalt beträgt weniger als 40 Gewichts-% und insbesondere weniger als 35 Gewichts-%; ein Proteinanteil an dem Texturat liegt zwischen 35 Gewichts-% und 60 Gewichts-% an der Trockenmasse. Erfindungsgemäß weist das Texturat Fasern mit einer Vorzugsrichtung und einer Länge von mehr als 10 mm und insbesondere mehr als 15 mm auf, und hat einen Anisotropieindex von größer als 1 und insbesondere größer als 1,4.

Description

VERFAHREN ZUM ERZEUGEN EINES TEXTURATS UND PROTEINHALTIGES TEXTURAT
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2023 106 028 . 7 vom 10 . März 2023 in Anspruch, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug vollständig aufgenommen wird . Die vorliegende Anmeldung nimmt weiterhin die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2023 127 053 . 2 vom 04 . Oktober 2023 in Anspruch, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug vollständig auf genommen wird .
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Texturats sowie ein derartiges Texturat .
HINTERGRUND
Pflanzliche Proteine in Form von Isolaten oder Konzentraten werden heutzutage für eine Vielzahl von Fleischersatzprodukten verwendet . Dies ist zum einen durch eine erhöhte Nachfrage nach einer vegetarischen oder veganen Ernährung bedingt und ist zum anderen dem Verbraucherwunsch nach einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Landwirtschaft geschuldet .
Dabei besitzen vegane Lebensmittelprodukte aus pflanzlichen Proteinen unter anderem den Vorteil , dass sie aus heimisch bzw . lokal hergestellten Grundstoffen erzeugt werden können . Ebenso besitzen gerade endemische Pflanzensorten den Vorteil , dass sie oftmals an die j eweiligen klimatischen Bedingungen angepasst sind, sodass diese eventuell gegenüber importierten Pflanzensorten ressourcenschonender angebaut werden können . Demgegenüber steht eine wachsende Nachfrage nach unterschiedlichen Lebensmittelprodukten auf pflanzlicher Basis .
Herkömmlicherweise werden Produkte auf Basis von pflanzlichen Proteinen durch Trocken- oder Feuchtextrusion hergestellt . Die Trockenextrusion wird bei hohen Temperaturen T > 130 ° C und einem Feuchtigkeitsgehalt < 30 % durchgeführt . Für die Extrusion wird eine kurze , schmale Düse ohne Kühlung verwendet . Dies ermöglicht die Herstellung von di- rekt-expandierten Produkten, so genannten TVP ( texturierte pflanzliche Proteine ) . In trockener Form sind sie eher unregelmäßig , porös und glasig und werden, nachdem sie rehydriert wurden, zu den Endprodukten weiterverarbeitet . Obwohl sie als texturierte Produkte bezeichnet werden, hat das Endprodukt hat eine schwammartige Struktur ohne nennenswerte Anisotropie , mit entweder keinen oder nur sehr kurzen Fasern . Sie ähneln den sensorischen Eigenschaften von Fleischanaloga nur wenig und werden häufig in gemischten Produkten ( z . B . Burger-Patties usw . ) und nicht für ganze Produkte verwendet .
Die Feuchtextrusion ( HME ) ist die derzeitige Technologie , die von der Industrie zur Herstellung faseriger Produkte auf pflanzlicher Proteinbasis eingesetzt wird . Die daraus resultierenden Produkte bieten manchmal eine zufriedenstellende Grundlage , da sie eine anisotrope , fleischähnliche Struktur, Textur und Optik aufweisen . Solche Produkte werden mit verschiedenen Technologien hergestellt , besitzen j edoch gegenüber den oben erwähnten Trockenextrusionsprodukten einen höheren Wassergehalt von mehr als 50 Gewichts-% .
Bei einer Feuchtextrusion wird der Teig nach einem Kneten unter anderem durch eine längliche Kühlschlitzdüse oder auch eine verlängerte Kühl- couettedüse gepresst . Dabei wird in beiden Fällen wird die auf Proteinen basierende Matrix bei relativ hohen Temperaturen ( T > 130 ° C ) und hohen Wassergehalten ( >50 % ) im Schneckenteil des Extruders extrudiert und dann gezwungen, durch eine nachfolgende Kühldüse zu fließen, in der das Material kontinuierlich abgekühlt wird ( typischerweise auf unter <100 ° C am Düsenaustritt ) , um eine Expansion zu vermeiden, welche die erzeugten faserigen Strukturen im Düsenteil zerstören könnte .
Obwohl diese Methode bei unterschiedlichen Rohstoffen auf Pflanzenbasis angewandt werden kann, um faserige Produkte auf Proteinbasis zu erzeugen, die Fleischprodukten in akzeptabler Weise äußerlich und zum Teil auch geschmacklich ähneln, fehlen ihnen entweder lange Faserstrukturen oder die gewünschte Zartheit , die beide notwendig sind, um die Eigenschaften von Fleisch erfolgreich nachzubilden . Dennoch gibt es Produkte , die mit dieser Technologie hergestellt werden und die Hühnchen- oder Döner/Gyros-ähnliche Produkte ausreichend replizieren können . Denn diese Produkte erfordern keine langen faserigen Strukturen und sind in Bezug auf Biss und Festigkeit recht elastisch . Wenn es j edoch um die Anpassung von Saftigkeit , Festigkeit und Faserlänge geht , bietet die konventionellen Technologien nicht die Flexibilität , dies auf gezielte Weise zu erreichen, um verschiedene Fleischprodukte wie Rind- oder Schweinefleisch authentisch nachzuahmen, die eine zartere Festigkeit und längere Faserstrukturen erfordern .
Es hat sich aber herausgestellt , die Feuchtextrusion nur für Grundmischungen mit einem Proteingehalt von mehr als 55 % verwendet werden kann, da die Erstellung einer sehr starken Gelstruktur für diesen Prozess eine Voraussetzung ist . Dies nimmt j edoch drastisch ab , mit sinkendem Proteingehalt und steigendem Gehalt an Polysacchariden, Fasern, Stärke oder Öl . Derartig hohe Proteinkonzentrationen werden üblicherweise durch Nass-Extraktion gefolgt von Sprühtrocknung produziert , was ein sehr energieintensiver Prozess mit starkem CO2-Fußab- druck ist . Dies führt auch zu einem Anstieg der Preise für Rohmaterialien, wodurch das Endprodukt , im Vergleich zu Fleischprodukten, weniger wettbewerbsfähig wird .
Entsprechend besteht das Bedürfnis , dieser Nachfrage gerecht zu werden, ohne dabei auf eine nachhaltige und ressourcenschonende Landwirtschaft zu verzichten .
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diesem Bedürfnis wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche Rechnung getragen . Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen des vorgeschlagenen Prinzips sind in den Unteransprüchen angegeben .
Bisherige Forschungen gingen davon aus , dass die Faserbildung im Formteil und der Ausgangsdüse aus der mehrphasigen Gelbildung bei hohen Temperaturen und der anschließenden Verformung dieses mehrphasigen Systems durch Scherspannungen im Formteil resultiert , wobei die Masse auf weniger als 100 ° C abgekühlt ist , um die Fasern nicht zu zerstöre .
Obwohl sich diese Methode zur Herstellung faseriger Produkte auf Proteinbasis , die typischerweise Fleischprodukten ähneln, als erfolgreich erwiesen hat , bleibt die Kontrolle der resultierenden Faserbildung eine Herausforderung . Diese erfordern eine präzise Kontrolle der Gelbildung , der Abkühlung sowie der Scherkräfte im Formteil , die wiederum in hohem Maße variieren, da solche hochelastischen Materialien ein Wandschlupf und Schmelzbruchphänomen aufweisen, das die Verformungsgeschichte erheblich beeinflusst . Wandschlupf oder Schmelzbruch führen zu einem plötzlichen Druckabfall in der Düse und damit zu einer Expansion der Masse , und neben einem Zerreißen der Fasern auch zu einem instabilen Verhalten .
Definition texturiertes Pflanzenprodukt
Ein Lebensmittel , das hauptsächlich aus pflanzlichen Zutaten entwickelt wurde und eine texturale Anisotropie aufweist .
Definition Proteingemisch
Zum Zwecke dieser Anmeldung bedeutet der Begriff „Proteingemisch" ein Pflanzenproteingemisch . Ein derartiges Pflanzenproteingemisch wird im Herstellungsprozess im Regelfall aus einer einzelnen Pflanzenart gewonnen, wobei Verunreinigungen anderer Pflanzen in geringem Maße vorkommen können .
Sofern nicht anders genannt , umfasst ein „Pflanzenprotein" ein Pflanzenproteingemisch aus der j eweiligen Pflanze , andernfalls wird von einem „einzelnen Pflanzenprotein" gesprochen . Das Gemisch kann neben den eigentlichen pflanzlichen Proteinen auch noch weitere Bestandteile wie Stärke , Zucker , Faserstoffe , Mineralien, Fette sowie Öle enthalten . Ebenso können einzelne Aminosäuren Teile des Proteingemischs sein . Die j eweiligen Mengen werden weiter unten noch näher in den Begriffen Konzentrat und Isolat definiert . Allerdings wird der Begriff Pflanzenproteingemisch immer dann verwendet , wenn die Zusammensetzung des Gemisches sich gegenüber der ursprünglichen Verteilung der j eweiligen Pflanzenart unterscheidet .
In entsprechender Weise ist ein „Erbsenprotein" oder ein Pflanzenprotein auf Erbsenbasis ein Proteingemisch, welches im Wesentlichen aus Erbse , Erbsenbestandteile oder Proteine der Erbsenpflanze gewonnen wurde und entsprechend aufbereitet worden ist . Ein Proteingemisch kann aus der Pflanzenart als solcher gewonnen werden, aber auch das Resultat eines Nebenstroms sein . Es gibt auch verschiedene Nebenströme , Press kuchen und Rückstände , die als Proteinquelle genutzt werden können und somit im Sinne dieser Definition Proteingemische darstellen . Dazu gehören unter anderem, -ohne abschließende Aufzählung- , Rückstände aus der Zuckergewinnung, der Erzeugung alkoholischer Getränke wie Bier und Wein, Rückstände und Nebenströme aus der Ölerzeugung wie Soj aöl , Kokosöl und Rapsöl , oder der pflanzlichen Milcherzeugung wie Hafermilch, Erbsenmilch oder Ackerbohnenmilch . Weitere Beispiele für verschiedene Nebenströme , aus denen sich Proteingemische erzeugen lassen oder diese enthalten sind unter anderem Okara ( Soj apulpe ) , Mandelpulpe , Haferpulpe , Ko- kospulpe/Fleisch, Sonnenblumenkuchen, Raps kuchen, Leinsamenmehl , Hanf kuchen, Cashew-Rückstände und Erdnusskuchen und Maisglutenmehl , Molkenprotein, Casein-Mizellen, Kartoffelfruchtwasser, Kichererbsenpulpe , Linsen-Rückstände , verbrauchte Brauhefe und verbrauchtes Malz ( Biertreiber ) .
Weitere pflanzliche Proteine , die sowohl als Konzentrat , als Isolat ( siehe die dortige Definitionen) aber auch in anderer Form als Proteingemische verarbeitet werden können umfassen unter andere ( ohne abschließende Nennung texturiertes Soj aprotein, Tempeh, Hydrolysiertes Weizenprotein, Mykoprotein ( Pilzmyzel , beispielsweise aus Fusarium venenatum) , Reisprotein, Kartoffelprotein, Maisprotein ( Zein- Protein) , Hanfprotein, Algenprotein, z . B . aus Spirulina der Chlorella, Rapsprotein, Sonnenblumenprotein, Baumwollsamenprotein, Kürbiskernprotein, Quinoaprotein, Amaranthprotein, Hirseprotein, Dinkelprotein, Haferprotein, Gerstenprotein, Lemnaprotein, Maniokprotein, Kokosprotein, Macadamia-Protein, Cashewprotein, Chiaprotein, Leinsamenprotein, Sacha-Inchi-Protein, Wassermelonensamenprotein, Pistazienprotein und Hefeprotein .
Die genannten Proteine können wiederum in Hülsenfruchtproteine und Nicht-Hülsenfruchtproteine auf geteilt werden . Je nach gewünschtem Texturat lasse sich Hülsenfruchtproteingemische mit Nicht-Hülsen- f ruchtproteingemischen kombinieren und mit dem vorgestellten Verfahren verarbeiten Definition Hülsenfruchtprotein
Ein Hülsenfruchtprotein ist ein Proteingemisch, welches aus Hülsenfrüchten gewonnen wird . Dazu gehören insbesondere Ackerbohne , aber auch Erbse , Linse , Mungbohne , Kichererbse , weiße Bohne , Erdnuss sowie Soj a . Auch hier kann ein Proteingemisch entweder aus der j eweiligen Hülsenfrucht direkt oder als Nebenstromprodukt gewonnen werden .
Definition Nicht -Hülsenfruchtprotein
Ein Nicht-Hülsenfruchtprotein ist ein Proteingemisch, welches pflanzlichen Proteine umfasst , die aber nicht aus einer Hülsenfrucht stammen . Sie werden somit aus anderen Feldfrüchten gewonnen, die nicht n der obigen Definition als Hülsenfrüchte aufgeführt sind und auch keine solche darstellen . Dazu gehören neben Weizen auch alle anderen Cerealien und Getreidesorten, beispielsweise Hafer , sowie Hanf , Kartoffel , Reis , Hanf , Kürbis kern, Mais aber auch Raps und Sonnenblume . Proteine aus Algen, Hefe , Pilzmycelium und/oder Pilz-Fruchtkörper fallen ebenfalls unter die Nicht-Hülsenfruchtproteine .
In diesem Zusammenhang werden Proteingemischen aus diesen Pflanzen auch als andere Proteingemische bezeichnet , und so von Proteingemischen aus oder mit Hülsenfrüchten unterschieden . Zu anderen Proteingemischen gehören unter anderem auch die oben genannten pflanzlichen Proteine .
Definition Konzentrat sowie Isolat
Die Begriffe Pflanzenproteinisolat und Pflanzenproteinkonzentrat beschreiben j eweils Pflanzenproteingemische , die sich in der Konzentration des Proteinanteils unterscheiden . Die anderen Bestandteile eines Isolats bzw . Konzentrat sind beispielsweise Fette , Zucker einschließlich Stärke und Cellulose , die bei der Verarbeitung des Konzentrats oder Isolats im Gemisch Zurückbleiben . Die einzelnen anderen Bestandteile sind gegenüber der ursprünglichen Konzentration reduziert , Reste befinden sich aber wegen der verschiedenen Aufbereitungsmöglichkeiten in unterschiedlicher Konzentration weiterhin im Isolat bzw . Konzentrat . Daneben befindet sich auch ein geringer Anteil an Restfeuchte in dem Isolat bzw . Konzentrat . Ein Pflanzenproteinisolat ist beispielsweise ein Gemisch aus einem Pflanzenprotein, bei dem die Konzentration des Proteins in dem Gemisch im Bereich über 85 von hundert Gewichtsanteilen liegt , beispielsweise im Bereich von 87 bis 97 Gewichts-% . Bei einem Pflanzenproteinkonzentrat liegt der Gewichtsanteil des Pflanzenproteins üblicherweise im Bereich unterhalb von 80 Gewichts-% oder auch unterhalb von 70 Gewichts-% , beispielsweise im Bereich von 35 Gewichts-% , bis 75 Gewichts-% oder auch bis ca . 80 Gewichts-% . Es gibt zudem einen Übergangsbereich, der j e nach Proteingemisch von 75 Gewichts-% und 85 Gewichts-% reicht und in dem, j e nach Hersteller , Proteinvariante oder anderen Parametern mal von Konzentrat oder auch von Isolat gesprochen wird .
Je nach Aufbereitungs- und Herstellungsprozess kann aus einer Pflanzenart somit ein Pflanzenproteinkonzentrat oder Pflanzenproteinisolat gewonnen werden . Damit beeinflusst der Herstellungsprozess nicht nur wesentlich die Konzentration des Pflanzenproteingemisches , sondern gegebenenfalls auch die Zusammensetzung der übrigen Bestandteile sowie der Restfeuchte .
Daneben gibt es auch niedrig-konzentrierte Proteinpaste aus den oben genannten verschiedenen Früchten, die als Nebenstromprodukte von bereits bestehenden Produktabläufen anfallen, oder Zwischenprodukte sind und auf diese Weise ressourcensparender direkt weiterverarbeitet werden können .
Definition weitere Zutaten
In einigen Aspekten kann eine zusätzliche Funktionalität in Proteinzusammensetzung, Geschmack, textureller Zusammensetzung, visuellen oder haptischen Eigenschaften durch mindestens eine weitere Zutat erzeugt werden . Hier wäre zum einen anzumerken, dass die oben genannten Proteingemische aus den verschiedenen Trägerpflanzen, zum einen sowohl hinsichtlich der verschiedenen Feldfrüchte , aber auch hinsichtlich der Konzentration gemischt werden . Ein Beispiel wären Mischungen aus Erbsenprotein und Ackerbohnenprotein, aber gegebenenfalls auch Zusätze von Weizen oder Reisprotein zu einem Proteingemisch aus Soja oder auch Erbse.
Daneben können auch weitere Zutaten, wie Salz, Gewürze, zusätzliche Stärke, Zucker, Sirup, zuckerhaltige Fruchtsäfte, Fette oder Öle vorhanden sein. Diese lassen sich sowohl als Teil der Rohmasse am Anfang zugeben, alternativ oder zusätzlich auch während des Verarbeitungsprozesses. Es hat sich hier überraschend herausgestellt, dass gerade Zucker, Öle und Salze, bzw. salz-, öl-haltige Zutaten z.B. Traubensaftkonzentrat oder Sojasauce nicht nur zu einer geschmacklichen Anpassung, sondern auch zu einer texturellen Änderung führen können. Diese zusätzlichen Bestandteile können in freier Form vorliegen, aber auch in entsprechenden Rohstoffen in stark konzentrierter Form gebunden sein, also z.B. Zucker in Sirup.
Eine weitere Möglichkeit besteht in der Zuführung funktioneller Bestandteile, wie Aromen, und/oder auch zusätzlicher Protein- bzw. Aminosäurequellen zur Einstellung bestimmter Eigenschaften oder Verbesserung der menschlichen Bioverfügbarkeit. Im Allgemeinen werden die zusätzlichen Gemische sowie ein oder mehrere der oben genannten Stoffe als weitere Zutaten oder weitere Komponenten bezeichnet.
Definition Grundmischung
Eine Grundmischung ist eine Kombination aus einem Proteingemisch, sei es aus einer Pflanzenart, oder Gemische aus mehreren Pflanzenarten, als Pflanzenproteinisolat, Pflanzenproteinkonzentrat, Paste, Nebenstromprodukt oder eine Kombination hiervon, sowie Wasser. Optional können zum Erzeugen der Grundmischung weitere Proteingemische, und/oder auch mindestens eine andere Zutat und/oder mindestens eine andere Komponente hinzugefügt werden.
In der Grundmischung wird für die Extrusion der Wassergehalt je nach Bedarf auf das gewünschte Niveau angepasst. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass das ebenfalls zugeführte Proteingemisch je nach Verarbeitungszustand einen unterschiedlichen Wassergehalt aufweist. Bei sehr feuchten Mischungen z.B. bei Paste oder auch Okara muss evtl, nur wenig oder auch kein Wasser hinzugegeben werden . In einigen Fällen ist es sogar denkbar , dass trockene Bestandteile hinzugefügt werden müssen, um den gesamten Anteil an Wasser in dem Teig zu reduzieren .
Anschließend wird der Teig im Extruder weiterverarbeitet . Alternativ können die einzelnen Bestandteile auch dem Extruder während der Extrusion zugeführt werden .
Die Anteile in der Grundmischung werden im Allgemeinen in Gewichts-% angegeben, und zwar abgesehen von Wasser bezogen auf den j eweiligen Anteil an der Trockenmasse . Eine Grundmischung aus 40 Gewichts-% Proteinanteil bezogen auf die Trockenmasse und einem Feuchtigkeitsanteil von 50 kann durch verschiedene Konzentrate oder Isolate mit entsprechenden Wassermengen gewonnen werden . Es mag darüber hinaus auch Nebenstromprodukte geben, die eine derartige Verteilung aufweisen .
Entsprechend variiert üblicherweise der Anteil der einzelnen Zutaten in die Grundmischung durch die unterschiedliche Verteilung der Komponenten in den Zutaten . Insbesondere muss üblicherweise weniger Wasser hinzugegeben werden, da auch das Proteingemisch oder andere Zutaten noch Wasser enthalten .
Grundsätzlich gilt die auch für zugegebene weitere Komponenten wie Salze , Zucker oder Fette , da diese ebenfalls im Proteingemisch in unterschiedlicher Menge vorhanden sind .
Definition Extrudat
Im Folgenden wird die in einem Extruder durch Kneten oder andere mechanische Bearbeitung verarbeitete Teigmasse am Ausgang des Extruders , insb . am Ende des Schneckenteils desselben als Extrudat oder auch als viskoelastische Masse bezeichnet . Der zugehörige Prozess wird als Extrudierung bezeichnet . Das Texturat entspricht dann dem fertigen dehnungsverformten und anderweitig bearbeiteten Extrudat .
Definition Texturierung
Ein Prozess , durch den das ein Extrudat eine Anisotropie in seiner Textur erreicht . Ein Extrudat mit einer Anisotropie wird demnach auch als Texturat bezeichnet . Dabei kann die Texturierung j e nach Implementierung im Extruder , aber meist erst nach diesem durch angeschlossene Mittel und Maßnahmen erfolgen .
Definition Anisotropie
Ein Zustand, in dem das Produkt j e nach Messrichtung unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweist . Dies wird durch einen Anisotropie- Index quantifiziert , der gemessen wird, indem das Produkt auf einen Wassergehalt zwischen 65% bis 75% hydratisiert und anschließend in zwei orthogonale Richtungen geschnitten wird .
Dabei sollte eine Richtung entlang einer Faser , die andere Richtung quer dazu verlaufen, um so den maximalen Anisotropiewert in der Probe bestimmen zu können . Der Anisotropie-Index ist in dieser Anmeldung das Verhältnis der zum Schneiden der Proben in der orthogonalen Richtung zu den Fasern erforderlichen Kraft zu der in paralleler Richtung . Ein anisotropes Produkt hat einen Anisotropie-Index, der nicht gleich eins , sondern größer als eins ist .
Der Anisotropieindex kann auf verschiedene Weisen bestimmt werden, unter anderem mit einem Texturanalyser , z . B . TA. XTPLUSC CONNECT TEXTURE ANALYSER von Winopal unter Verwendung einer festen Schneidklinge ( z . B . LIGHT KNI FE BLADE A/LKB von Winopal ) . Hierbei wird das Produkt gekocht , bis der oben angegebene Wert erreicht ist . Der Anisotropieindex von Hühnchenfleisch oder Putenfleisch liegt im Bereich von 1 , 2 bis 2 , der von Rindfleisch oder Schweinefleisch ist variabler und abhängig von dem j eweiligen Fleischtyp . Generell liegt diese beiden Fleischsorten mit ihrem Anisotropieindex auch etwas höher .
Definition Faser
Fasern im Sinne dieser Anmeldung sind elastischen, kohäsiven Schichten, die entlang einer Hauptrichtung ausgerichtet sind, die als Faserrichtung bezeichnet ist . Fasern im Sinne dieser Anmeldung weisen eine starke Anisotropie auf , was bedeutet , dass sie sich vom restlichen Produkt ablösen oder trennen lassen, wenn die Fasern in eine andere Richtung als ihre Faserrichtung gezogen werden ( z . B . aus der Querrichtung , wenn sie in Längsrichtung ausgerichtet sind, oder umgekehrt ) . Die Fasern sind damit relativ locker oder ablösbar , wenn sie in eine Richtung orthogonal zur Faserrichtung gezogen werden, und elastisch und kohäsiv, wenn sie entlang der Faserrichtung gezogen werden . Durch simples Ziehen mit der Hand können einzelne Fasern von dem Produkt abgelöst werden .
Als Faserlänge wird maximale Länge der Schicht bezeichnet , die sich vom Produkt ablöst , ohne zu reißen und dabei ihre starke Anisotropie und Elastizität in der Faserrichtung zu behalten . Die durchschnittliche Faserlänge ist meist geringer und folgt einer Normal-Verteilung . Wenn nicht anders angegeben, ist mit der Faserlänge überwiegend die durchschnittliche Faserlänge gemeint .
Definition Stücke
Kohäsive Teile des texturierten pflanzlichen Produkts mit einer Dicke von mehr als 2 mm und Abmessungen ( Länge und Breite ) von mehr als 10 mm .
Definition thermomechanische Behandlung
Ein Prozess während der Extrusion, bei der der Teig einer bestimmten Temperaturspanne ausgesetzt ist , während es mechanisch verarbeitet wird . Eine mechanische Verarbeitung kann Kneten, Rollen, Walzen, Stauchen und andere Formen umfassen, bei dem auf den Teig eine Kraft oder ein Drehmoment ausgeübt wird .
Definition axiale und transversale Dehnung
Die Verformung des Materials entlang der Längsachse ( axial , bzw . longitudinal ) und/oder seitlichen Achse ( transversal ) , die in einem Kanal einer Düse auftritt , der nach dem Schraubenabschnitt des Extruders montiert ist . Das Material wird dabei entlang der j eweiligen Achse auseinandergezogen . Erfolgt die Dehnung nach dem Ausgang des Extruders , wird das Extrudat entsprechend gedehnt .
Definition Materialtemperatur
Die Temperatur , die das Proteingemisch während der thermomechanischen Behandlung in der Extrusion erreicht . Die angegebenen Temperaturen beziehen sich, wenn nicht anders angegeben auf die Materialtemperatur . Definition Online- und Offline-Schneiden
Schneidmethoden, die entweder unmittelbar angewendet werden, sobald das Produkt aus dem Extruder austritt ( online ) , oder nach einer Verzögerung nach der Extrusion ( offline ) .
Der Erfinder hat erkannt , dass sich auch Trockentexturate oder Halb- f euchttexturate mit unterschiedlichen Proteinanteilen herstellen lassen, und sich dabei durch geeignete Dehnkräfte nach dem Extrudieren sowohl im warmen als auch im kalten Extrudat erzeugen lassen . Mit der Kombination dieser Maßnahmen lässt sich eine Anisotropie dem Texturat aufprägen, welches sich über einen Bereich von 1 bis ca . 1 , 8 und höher einstellen lässt , sodass die Anisotropie von Schweinefleisch oder auch Rindfleisch im Bereich von 1 , 2 bis größer als 1 , 7 , z . B . bis zu 2 nachgeahmt werden kann . Gleichzeitig lassen sich nicht nur gerichtete Fasern erzeugen, sondern deren Länge auch im Bereich bis zu 20 cm und mehr einstellen .
Entsprechend schlägt der Erfinder in einigen Aspekten ein Verfahren zur Herstellung eines anisotropen pflanzlichen Texturats , wobei das Texturat einen Wasseranteil von weniger als 50 Gewichts-% und mehr als 50 Gewichts-% basierend auf der Trockenmasse an nicht-so j abasierten Inhaltsstoffen aufweist . Bei dem Texturat beträgt ein Proteinanteil mehr als 30 Gewichts-% basierend auf der Trockenmasse . Das Verfahren umfasst die Schritte eines Bereitstellens wenigstens eines Proteingemisches mit wenigstens 50 Gewichts-% basierend auf der Trockenmasse aus Inhaltsstoffen unterschiedlich von Soj a . Mit dem Begriff „unterschiedlich von Soj a" ist gemeint , dass die Inhaltsstoffe nicht aus der Soj apflanze stammen, insbesondere dass kein Soj aprotein in dieser Menge an Inhaltsstoffen enthalten ist .
Es wird dann eine Grundmischung aus dem bereitgestellten Proteingemisch und Wasser erzeugt , so dass ein Wasseranteil an der Grundmischung im Bereich von 25 Gewichts-% bis 55 Gewichts-% beträgt . Daraus wird dann auch ein Teig geformt , der im Folgenden mittels thermomechanischer Behandlung extrudiert wird, wobei dieser während der Extrusion eine Materialtemperatur im Bereich von 110 bis 160 ° C erreicht . Aufgrund der geringeren Wassermenge handelt es sich um eine Trockenextrusion oder Halbfeuchtextrusion im Gegensatz zu konventionellen Feuchtextrusionen ( „high moisture extrusions" ) . Auf das Extrudat wird im Folgenden eine ersten axialen und/oder transversalen Dehnung ausgeübt , insbesondere in einem Kanal mit einem sich ändernden Querschnitt zum Erzeugen eines Texturats . Danach wird das Texturat geschnitten, sodass Stücke mit Dicken größer als 2 mm sowie Länge und Breite größer als 10 mm entstehen .
In dem Verfahren wird somit ein Texturat geschaffen, dass in einigen Aspekten einen Proteinanteil zwischen 35 % und 60 % Proteinanteil basierend auf der Trockenmasse aufweist . Durch die ausgeübte Dehnung hat es eine Anisotropie , die durch weitere Maßnahmen noch verstärkt und/oder stabilisiert werden kann . Ebenso sind Fasern vorhanden, deren Länge sich über einen größeren Bereich einstellen lässt , sodass sich eine Vielzahl von verschiedenen Fleischprodukten nachgeahmt werden können . Dazu gehören unter anderem Putenfleisch, Hähnchenfleisch aber auch Schwein, Ente und andere .
In einigen Aspekten ist vorgesehen, die Anisotropie des Texturats nach oder auch vor dem Schneiden zu verstärken . Dazu wird auf das bereits gedehnte Texturat eine zweite axiale und/oder transversale Dehnung ausgeübt , und zwar insbesondere durch Walzen, Pressen oder Rollen des Texturats . Ebenso kann in einigen Aspekten eine einer Anisotropie in dem Texturat durch Walzen, Pressen, Scheren oder Rollen oder andere mechanische Behandlung des Texturats verstärkt und auch eingefroren werden . Unter „eingefroren" wird verstanden, dass Texturat nach diesem Vorgang nicht oder kaum noch relaxiert , sodass sich die Anisotropie nicht mehr maßgeblich verringert . Eine kleine Relaxation kurz nach dem Vorgang ist unschädlich, aber an sich sollte durch den zusätzlichen Schritt die verstärkte Anisotropie irreversibel sein .
In einigen Aspekten wird durch den Schritt des Walzens eine Festigkeit des Texturats im Vergleich zur Festigkeit des Texturats vor dem Walzen reduziert , in einigen Aspekten um 30 % bis 60 % . Dadurch wird das Produkt hinsichtlich des Mundgefühls noch weiter an bestehenden Fleischprodukte angepasst . Ebenso kann durch den Schritt des Walzens , Rollens oder der anderen oben genannten mechanischen Maßnahmen eine durchschnittliche Faserlänge des Texturats um mehr als 10 mm und insbesondere mehr als 20 mm und insbesondere mehr als 30 mm erhöht werden . Insbesondere kann die durchschnittliche Faserlänge auch auf mehr als 100 mm anwachsen .
Einige Aspekte beschäftigen sich einer Oberfläche einer Dehnungsdüse während des ersten Dehnungsprozesses . Es ist zweckmäßig, eine Oberfläche der Dehnungsdüse so aus zugestalten, dass sie zumindest abschnittsweise eine geringere Gleitreibung aufweist als eine Oberfläche des Extruders . Dadurch wird die Gleitreibung reduziert und es kommt weniger zu einem Schlupf , der zu einem nicht gewünschten Gelbruch führen kann . Dabei kann es sich unter anderem um eine andere Oberflächenbeschichtung, insbesondere aus einem aus Teflon und Keramik handeln .
In einigen Aspekten wird das Texturat getrocknet , beispielsweise durch Lufttrocknen . Die Trocknung erfolgt bis das Texturat einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 20 Gewichts-% und insbesondere weniger als 10 Gewichts-% aufweist . Ein Schneiden kann dabei vorher oder nachher erfolgen, bevorzugt vorher . Durch die Trocknung wird die Haltbarkeit des fertigen Produktes deutlich erhöht . Alternativ kann das Texturat auch hydratisiert werden bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 40 Gewichts-% und 80 Gewichts-% und insbesondere zwischen 50 Gewichts-% und 70 Gewichts-% und insbesondere zwischen 55 Gewichts-% und 75 Gewichts-% . Dadurch wird das Texturat auch verschiedenen Fleischsorten angepasst .
Als einen weiteren Gesichtspunkt kommt in Frage das reine Texturat oder auch das hydratisierte Texturat weiter zu behandeln, um so die Ähnlichkeit zu existierenden Fleischprodukten zu erhöhen oder neue Produktgruppen zu schaffen Dazu kann das Texturat beispielsweise gebraten oder frittiert werden . Ebenso kann es mariniert oder mit einer Emulsion überzogen werden . Dadurch lässt sich die Haltbarkeit steigern und das Texturat kann direkt an einen Endverbraucher verkauft werden . Eine Räucherung z . B . zur Herstellung von Jerky ähnlichen Produkten ist möglich . Auch sind Kombinationen der obengenannten Maßnahmen denkbar .
Ein weiterer Aspekt betrifft die Bereitstellung des wenigstens einen Proteingemisches . Dabei kann das Gemisch mit verschiedenen Proteinanteilen als Isolat , Konzentrat oder auch als Nebenstrom bereitgestellt werden . So liegt der Proteinanteil beispielsweise zwischen 20 Ge- wicht-% und 95 Gewichts-% und insbesondere zwischen 25 Gewichts-% und 80 Gewichts-% und insbesondere zwischen 30 Gewichts-% und 70 Ge- wichts-% und insbesondere weniger als 60 Gewichts-% j eweils basierend auf der Trockenmasse des Proteingemisches . Auch andere Werte sind möglich . Es ist j edoch anzumerken, dass auch Gemische mit niedrigem Proteinanteil , niedriger als in manchen Konzentraten verwendbar sind und sich damit die Texturate mit den genannten Eigenschaften auf die vorgeschlagene weise herstellen lassen .
Die Proteingemische können miteinander kombiniert werden, z . B . verschiedene Gemische der in den Definitionen aufgeführten Arten . Daneben können weitere Bestandteile wie Stärke , Polysacharide , Ballaststoffe , Fasern, Fette , Öle und Aromen zugegeben werden . Allerdings ist es auch möglich, dass diese Zutaten bereits Teil der Gemische sind oder auch Teil von zugeführten Nebenstromprodukten . Insgesamt werden mit dem vorgeschlagenen Verfahren durch geeignete Auswahl der Zutaten die Kosten zur Herstellung von Texturaten deutlich reduziert .
Bei dem Verfahren wird in einigen Aspekten eine Grundmischung durch eine Anpassung des Feuchtigkeitsgehalts der Grundmischung erzeugt , sodass ein Proteinanteil in der Grundmischung mehr als 35 Gewichts-% und weniger als 60 Gewichts-% bezogen auf die Trockenmasse beträgt . Entsprechend lassen sich mit dem Verfahren verschiedene Texturate mit unterschiedlichen Proteinkonzentrationen realisieren, wobei diese dennoch eine Anisotropie und ausgeprägte Faserbildung aufweisen . Natürlich sind j e nach zugegebenen Komponenten auch Proteinkonzentrationen bis zu 85 Gewichts-% bezogen auf die Trockenmasse möglich .
In einigen Aspekten umfasst das bereitgestellte Proteingemisch eine Kombination aus einem Weizenproteingemisch und mindestens einem aus einem Hülsenfruchtproteingemisch, insbesondere einem Erbsenproteingemisch, einem Ackerbohnenproteingemisch und einem Hafermilchnebenstrom umfasst . Ein Anteil der Trockenmasse an Weizenprotein an dem bereitgestellten Proteingemisch liegt dabei in einigen Aspekten zwischen 10 Gewichts-% und 90 Gewichts-% und insbesondere zwischen 20 Gewichts-% und 70 Gewichts-% und insbesondere zwischen 40 Gewichts-% und 70 Ge- wichts-% und insbesondere zwischen 30 Gewichts-% und 60 Gewichts-% und insbesondere zwischen 10 Gewichts-% und 50 Gewichts-% . Andere Gewichtsangaben und -Bereiche sind ebenfalls möglich . Ein Anteil in der Trockenmasse des anderen Proteins an dem bereitgestellten Proteingemisch liegt zwischen 35 Gewichts-% und 60 Gewichts-% und insbesondere zwischen 20 Gewichts-% und 80 Gewichts-% und insbesondere zwischen 40 Gewichts-% und 70 Gewichts-% und insbesondere zwischen 10 Gewichts-% und 50 Gewichts-% .
In einem weiteren Aspekt weist das bereitgestellte Proteingemisch weiterhin ein Nebenstromprodukt , einen Biertreiber oder ähnliches aus . Das Nebenstromprodukt kann dabei insbesondere aus der pflanzlichen Milchproduktion stammen, aber auch Teil der eingangs erwähnten beispielhaften Nebenstromprodukte sein . Ein derartiges Nebenstromprodukt kann bereits einen beträchtlichen Wasseranteil aufweisen, sodass auf die Zugabe zur Erzeugung des Teigs eventuell verzichtet werden kann . In einigen Aspekten wird Trockenmasse anderer Proteingemische oder Zutaten hinzugefügt , um den Wasseranteil zu senken, sodass er Teig trocken- oder halbfeucht extrudierbar wird . Üblicherweise liegt bei derartigen Extrusionen der Feuchtigkeitsgehalt unter 55 Gewichts- % an der Grundmischung und insbesondere auch unter 50 Gewichts-5 .
In einigen Beispielen liegt der Anteil der Trockenmasse des Nebenstromprodukts in der Grundmischung zwischen 10 Gewichts-% und 90 Ge- wichts-% und insbesondere zwischen 40 Gewichts-% und 70 Gewichts-% und insbesondere zwischen 5 Gewichts-% und 40 Gewichts-% oder zwischen 10 Gewichts-% und 20 Gewichts-% liegt . Ein Salzgehalt in der Trockenmasse an dem Proteingemisch ist üblicherweise weniger als 5 Gewichts-% beträgt und/oder ein Anteil in der Trockenmasse an Kohlenhydrate einschließlich Stärke und Zucker beträgt weniger als 20 Ge- wichts-% . Ein weiterer Aspekt beschäftigt sich mit dem Anisotropieindex, also dem Verhältnis der Kraft zum Schneiden quer zur Faserrichtung zu der Kraft zum Schneiden entlang der Faserrichtung des Texturats . Dies wird üblicherweise bei einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 65 % und 75 % gemessen, sodass in einigen Aspekten das Texturat wieder hydratisiert wird, um den Index zu bestimmen . Messungen bei anderen Feuchtigkeitsgehalten sind möglich, allerdings ist das Verhältnis der Anisotropie von dem Feuchtigkeitsgehalt abhängig . In einigen Aspekten beträgt dieser als 1 , 25 und insbesondere mehr als 1 , 4 und liegt insbesondere zwischen 1 , 3 und 1 , 8 . In diesem Bereich befinden sich üblicherweise auch die Indices von verschiedenen Fleischsorten wie vom Schwein oder auch vom Rind, bzw . Kalb, so dass das Verfahren besonders geeignet ist , eine Faserlänge und Anisotropie derartiger Fleischsorten nachzuahmen .
In einigen weiteren Aspekten ist eine durchschnittliche Faserlänge größer als 15 mm und liegt insbesondere im Bereich zwischen 15 mm und 25 mm und insbesondere zwischen 20 mm und 30 mm.
In einigen Aspekten wird zur Herstellung des Texturats wird eine spezielle Düse , insbesondere ohne aktive Kühlung zur Erzeugung einer kontinuierlichen Dehnungsverformung verwendet , die zu der erfindungsgemäßen Faserbildung und damit der Anisotropie führt . Durch die Anwendung des dehnungsdominierten Strömens bzw . genauer eines Gleitens innerhalb der Düse wird dabei eine longitudinale oder transversale Geschwindigkeitskomponente des heißen Extrudats in der Düse aufgrund einer sich ändernden Form und/oder eines sich verringernden Querschnitts erzeugt . Die Verwendung verschiedener Materialien als Wandmaterial ermöglicht es , den Beitrag der Scherspannungen einzustellen, der in einigen Fällen durch die Verwendung einer PTFE- oder Keramikwand fast auf null reduziert werden kann . Dies verringert das Risiko von Fließinstabilitäten in der Düse und ermöglicht eine sehr gut definierte Deformation durch longitudinale und/oder transversale Dehnung des Extrudats . Dadurch lassen sich allein durch die Düsengeometrie sowohl longitudinale als auch transversale Dehnungsspannungen erzeugen . Je nach Ausgestaltung liegt bei diesem Prozess die Temperatur über 100 ° C und der Druck innerhalb der Düse ebenfalls bei mehr als 5 bar . Die sich ergebende Struktur besitzt eine fleischähnliche Charakteristik durch eine fasrige Struktur , deren Länge größer als 8 cm und insbesondere größer als 10 cm ist . Der Wasseranteil dieses Zwischenprodukts liegt im Bereich von weniger als 50 Gewicht-% , insbesondere weniger als 30 Gewichts-% .
Am Ausgang der Dehnungsdüse wird ein direkt-expandierten Texturat gebildet , bei dem eine Rehydrierung oder nach ein Walzen -wie bereits oben erwähnt- nachgeordnet ist , um die Faserstrukturen zu lockern/öff- nen damit sie visuell und sensorisch nicht zu fest sind . Dazu gehört unter anderem auch ein weiterer Press- oder Rollvorgang, der eine Dehnspannung in eine andere Richtung erzeugt als die Richtung der Dehnspannung , die auf das Texturat gewirkt hat , als da Extrudat durch die Dehnungsdüse gepresst wurde .
Die Art der Dehnungsspannungen, d . h . longitudinale oder auch transversale Spannungen lassen sich durch die Düsengeometrie bestimmen . Dazu gehört unter anderem auch die Form des Eingangsquerschnitts , die Form des Ausgangsquerschnitts und der Übergang hierzu . Ebenfalls wird das Gleitverhalten durch die Wahl oder eine Variation des Wandmaterials ( PTFE , Keramik oder Edelstahl ) sowie durch Variation der in dieser Anmeldung aufgeführten Auslegungsparametern beeinflusst . Auf diese Weise lässt sich die Art und Stärke der Dehnungsspannung einstellen und so auch Proteinmischungen texturieren, die anderweitig schwierig zu erzeugen sind .
Die spezielle Dehnungsdüse ist dadurch gekennzeichnet , dass deren Eingangsquerschnittsfläche größer ist als ein Ausgangsquerschnittsfläche und eine Länge um mindestens den Faktor 1 und damit deutlich größer ist als der Eingangsquerschnitt , oder auch dass eine Breite und/oder Höhe des Eingangs zu einer Breite und/oder Höhe des Ausgangs unterscheidet .
Nach dem vorgeschlagenen Prinzip erfolgt die oben angesprochene Dehnungsverformung entweder in longitudinale Richtung , d . h . entlang des Vortriebs oder auch in eine transversale Richtung, d . h . quer zum Vortrieb . Somit spricht man auch von einer longitudinalen Dehnung oder einer transversalen Dehnung , wobei eine transversale Dehnung in zwei Richtungen erfolgen kann . Eine Kombination derartiger Dehnungen ist möglich und lässt sich durch die oben genannten Parameter unter anderem aus Wandmaterial und Düsengeometrie einstellen . Die Dehnungsspannungen erfolgt unter anderem durch ein Gleiten entlang der Wand, so dass kaum oder keine Scherströmungen entstehen . Hier ist insbesondere auch zu betonen, dass die Viskosität des Extrudats nicht zu gering werden sollte , da ansonsten die erforderlichen Dehnungen nicht erzeugt werden können .
Auf diese Weise werden in dem Extrudat durch die weiterhin erhöhte Temperatur , insbesondere oberhalb der Verdampfungstemperatur von Wasser und dem vorhandenen Druck durch kontinuierliche Dehnungsverformung und die auftretende Dehnungsspannungen lange zusammenhängende Fasern erzeugt , die einer Fleischstruktur ähneln . Das dehnverformte Extrudat verlässt die Düse , so dass in einigen Aspekten ein plötzlicher Temperatur- und Druckabfall erfolgt . Durch eine nicht unbedingt homogene Verteilung führt die Expansion zu einer lokalisierten wasserreicheren Phase ( auch als weiche Phase bezeichnet ) , wodurch die erfindungsgemäße Anisotropie geschaffen wird . Durch eine Verdampfung werden diese wasserreicheren weiche Phasen noch „lockerer" .
Während des Dehnungsverformens wird die Strömungsgeschwindigkeit vergrößert . Bei einer longitudinalen Dehnung erfolgt die Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit entlang der Vortriebsrichtung , bei einer transversalen Dehnung senkrecht dazu, d . h . die vis kose Masse wird entlang einer Richtung quer zur Vortriebsrichtung gedehnt . Da es zwei zueinander orthogonale transversale Richtungen gibt , kann vorgesehen sein, dass während des Ausübens einer Dehnspannung eine Strömungsgeschwindigkeit in eine erste Richtung quer zur Vortriebsrichtung erhöht wird, während sie in eine andere zweite Richtung gleich bleibt oder geringer wird . Dadurch kann der Massestrom konstant gehalten werden .
Entsprechend wird in einigen Aspekten während des Ausübens einer Dehnspannung das Extrudat entlang einer ersten Richtung senkrecht zur Vortriebsrichtung stärker gedehnt als entlang der Vortriebrichtung sowie einer zweiten Richtung senkrecht zur Vortriebs- und ersten Richtung .
Diese Dehnung kann beispielsweise erfolgen, indem abschnittsweise ein transversales Dehnungsverformen bei Temperaturen von größer 100 ° C durch Vortreiben des Extrudats erfolgt , so dass eine Strömungsgeschwindigkeit in eine Richtung senkrecht zur Vortriebsrichtung vergrößert wird . Alternativ oder zusätzlich kann auch ein abschnittsweises longitudinales Dehnungsverformen bei Temperaturen von größer 100 ° C durch Vortreiben des Extrudats durchgeführt werden, so dass eine Strömungsgeschwindigkeit in eine Richtung entlang der Vortriebsrichtung vergrößert wird .
Ebenso ist es möglich, dass eine Vortriebsgeschwindigkeit zumindest teilweise geringer ist als eine Strömungsgeschwindigkeit in eine Richtung senkrecht zur Vortriebsrichtung . Damit wird die Masse beispielsweise in einigen Abschnitten schneller verbreitert als vorgetrieben .
Dabei lässt sich in einigen Aspekten die Dehnung durch Beschichtung der Wand, der Abnahme des Durchmessers der Dehnungsdüse bzw . der Reduktion der Länge zur Breite beeinflussen . Der Massestrom bleibt im Wesentlichen konstant und aufgrund der hohen Vis kosität auch laminar . Um ein Reißen der Dehnungsspannungen zu vermeiden, ist es zweckmäßig , die Reibung zwischen Masse und Wand gering zu halten, so dass die Masse daran gleitet . Durch Vortreiben des Extrudats wird bei Temperaturen von mehr als 100 ° und insbesondere zwischen 105 ° C und 115 ° C die Masse dehnungsverformt . Am Ende dieser Dehnungsverformung liegt die Temperatur des Zwischenprodukts in einigen Aspekten immer noch über 100 ° C , und beispielsweise im Bereich zwischen 110 ° C und 135 ° C . Es kann in speziellen Aspekten auch über 130 ° C liegen .
Die longitudinale oder auch transversale Dehnungsverformung kann kontinuierlich aber auch abschnittsweise erfolgen . Beim ersten Fall wird dies beispielsweise durch eine kontinuierliche Abnahme der Querschnittsfläche erreicht . In einigen Aspekten wird anstatt der Querschnittsfläche ein Verhältnis von Breite zur Höhe des Eingangs und Ausgangs in Beziehung gesetzt , wobei das Verhältnis sich ebenso ändert . Insbesondere verringert sich einer der beiden Größen zwischen Eingang und Ausgang . Somit können auf diese Weise auch bewusst transversale Strömungen und Dehnungen erzeugt werden .
In den genannten Fällen bedeutet dies , dass abschnittsweise die Strömungsgeschwindigkeit der Masse vergrößert wird, gefolgt von einem oder mehreren Abschnitten, in denen die Strömungsgeschwindigkeit im Wesentlichen konstant ist . Die Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit kann dabei entlang aber auch senkrecht zur Vortriebsrichtung der Masse erfolgen . Alternativ kann die Strömungsgeschwindigkeit auch kontinuierlich erhöht werden, so dass eine Dehnungsverformung über einen längeren Abschnitt gegebenenfalls auch bis zum Ausgang der Dehnungsdüse erfolgt . In einigen Aspekten wird eine transversale Strömungsgeschwindigkeit ( d . h . senkrecht zur Strömungsrichtung ) durch das Verhältnis der Breite des Eingangs zur Breite des Ausgangs bestimmt . In einigen Aspekten kann die Düse auch kurz ausgestaltet sein, sofern vor allem transversale Dehnungsspannungen erzeugt werden .
In einigen Aspekten wird die transversale Dehnungsspannung durch die Dehnungsdüse erzeugt , indem deren Eingang eine Eingangsfläche aufweist , die größer ist als eine Ausgangsfläche eines Ausgangs der Dehnungsdüse . Eine Dehnspannung kann durch eine Dehnungsdüse erzeugt werden, die eine maximale Eingangsbreite sowie eine maximale Ausgangsbreite j eweils in eine erste Richtung aufweist und eine maximale Eingangshöhe sowie eine maximale Ausgangshöhe in eine dazu senkrechte zweite Richtung aufweist , wobei eine maximale Ausgangsbreite in die erste Richtung größer ist als die maximale Eingangsbreite in die erste Richtung und/oder die maximale Eingangsbreite in die zweite Richtung kleiner ist als die maximale Ausgangsbreite in die zweite Richtung .
Es ist in einigen Aspekten möglich, dass eine Strecke des Vortriebs des Extrudats , in der einer Dehnspannung auf das Extrudat im Wesentlichen senkrecht zu einer Vortriebrichtung ausgeübt wird, kleiner oder gleich einer maximalen Strecke ist , entlang der das Extrudat dehnungsverformt wird . In einigen Aspekten ist die Zeit , mit der das Extrudat in Abschnitten konstanter Strömungsgeschwindigkeit vorgetrieben wird, größer als die Zeit , in der die Masse mit wachsender Strömungsgeschwindigkeit vorangetrieben wird .
Der Erfinder schlägt darüber hinaus ein proteinhaltiges anisotropes Texturat vor . Dies umfasst ein erstes Proteingemisch mit einem Nicht- Hülsenfruchtprotein, insbesondere einem Weizenprotein, mit einem Anteil zwischen 10 Gewichts-% und 90 Gewichts-% und insbesondere zwischen 20 Gewichts-% und 50 Gewichts-% basierend auf der Trockenmasse , ein zweites Proteingemisch insbesondere mit einem Hülsenfruchtprotein oder einem Nebenstromprodukt mit einem Anteil zwischen 10 Gewichts-% und 90 Gewichts-% und insbesondere zwischen 20 Gewichts-% bis 70 Ge- wichts-% und insbesondere zwischen 20 Gewichts-% bis 50 Gewichts-% basierend auf der Trockenmasse , wobei dieses nicht auf Soj a basiert . Das Texturat hat zudem einen Feuchtigkeitsanteil im Bereich weniger als 50 Gewichts-% und insbesondere weniger als 40 Gewichts-% .
Nach dem vorgeschlagenen Prinzip weist das Texturat einen Proteinanteil zwischen 35 Gewichts-% und 60 Gewichts-% an der Trockenmasse auf und besitzt eine fasrige Struktur mit einer Vorzugsrichtung und einer Faserlänge von mehr als 10 mm und insbesondere mehr als 15 mm . Durch die fasrige Struktur zeigt das Texturat eine Anisotropie .
In einigen Aspekten liegt ein Anisotropieindex des Texturats gemessen bei einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 65 % und 75 % mehr als 1 , 25 und insbesondere mehr als 1 , 4 beträgt und insbesondere zwischen 1 , 5 und 2 liegt . Der Anisotropieindex des Texturats liegt damit ein einem Bereich, der dem von Fleisch ähnelt . In einigen Aspekten ist eine maximale Abweichung von 10% zu einem Anisotropieindex aus einem von Schweinefleisch, insbesondere Schweineschnitzel und Rindfleisch wie bestimmte Rindersteaks gegeben, sodass diese Fleischsorten somit sehr gut nachgeahmt werden .
In einigen Aspekten ist das Texturat mit einem Nebenstromprodukt gebildet , mit einem Anteil an der Trockenmasse zwischen 25 Gewichts-% und 80 Gewichts-% und insbesondere zwischen 30 Gewichts-% und 75 Gewichts-% und insbesondere zwischen 40 Gewichts-% und 70 Gewichts-% . Das Nebenstromprodukt kann ein Nebenstromprodukt aus der pflanzlichen Milchherstellung oder der Bierherstellung sein .
In einigen weiteren Aspekten umfasst das Texturat ein drittes Proteingemisch, welches insbesondere durch ein Nebenstromprodukt gebildet ist . Insofern kann das Texturat somit ein Weizenproteingemisch, ein Hülsenfruchtproteingemisch ( einschließlich Soj a, sofern der Anteil gering ist ) und ein Nebenstromprodukt aufweisen . Beispiele sind weiter oben auf geführt . Der Anteil liegt j e nach Rezeptur zwischen 5 Gewichts-% und 70 Gewichts-% und insbesondere zwischen 5 Gewichts-% und 40 Gewichts-% und insbesondere zwischen 40 Gewichts-% und 70 Ge- wichts-% und insbesondere zwischen 10 Gewichts-% und 20 Gewichts-% .
In einem weiteren Aspekt ist der Feuchtigkeitsanteil reduziert und liegt im Bereich von weniger als 25 Gewichts-% und insbesondere weniger als 15 Gewichts-% . Das Texturat kann zudem weiter verarbeitet sein, z . B . mariniert , frittiert , gekocht , geräuchert oder gebraten sein . Ebenso ist es möglich, das Texturat mit einer Emulsion oder Panade zu überziehen oder Texturatstücke darin zu rollen, um die haptischen bzw . optischen Eigenschaften, oder auch die sensorischen Eigenschaften wie Geschmack an bestehende Fleischprodukte weiter anzunähern .
In der Emulsion oder einer Panade können neben Aromen auch Salz , Zucker , natürliche Aromastoffe , Gewürze unter anderem Cayennepfeffer , Koreandersamenpulver , Kreuz kümmelpulver, Ingwerpulver , Paprikapulver, Kurkumapulver, Kardamompulver, Hefeextrakt , Zwiebelpulver, Tomatenpulver, Honig-Pulver, Senf , Rauch-Aroma, Säure ( Zitronensäure ) , Knoblauchpulver, Paprika-Extrakt , Chilipulver , Säureregulator (Natriumacetate ) , Petersilie und Oregano vorkommen . Diese können mit Sirup , Fetten oder Ölen vermischt sein, um eine Emulsion zu bilden, mit der das Texturat und Stücke davon überzogen sind .
Ein weiterer Aspekt betrifft ein verarbeitetes Texturat mit einem proteinhaltigen Texturat nach dem vorgeschlagenen Prinzip, wobei das verarbeitete Texturat einen Feuchtigkeitsgehalt durch Hydratisierung zwischen 40 Gewichts-% und 110 Gewichts-% und insbesondere zwischen 45 Gewichts-% und 70 Gewichts-% und insbesondere mehr als 55 Gewichts-! aufweist .
In einigen weiteren Aspekten wird während des Knetens , d . h . im Schneckenteil des Extruders ein Gas hinzugegeben, um auf diese Weise den Teig und auch das spätere Extrudat auf zulockern . Das Gas kann im Schneckenteil des Extruders an einer Stelle , beispielsweise im Anfangsbereich des Extruders aber auch an verschiedenen Stellen hinzugefügt werden . In einigen Aspekten wird das Gas bei einem Druck hinzugefügt , der später während der Extrusion, insbesondere im Schneckenteil noch erhöht wird . Dadurch wird das Gas im Material des Extrudats „gelöst" und bleibt im Material gebunden . Erst bei der späteren Dehnungsverformung und insbesondere am Ende bi Austritt des Texturats wird der Druck wieder geringer, so dass das Gas zu der Auflockerung des Extrudats beiträgt . Als Gas kann hierzu Kohlendioxid, Stickstoff und in einigen Fällen auch Luft verwendet werden .
In einigen Fällen kann auch dem Teig ein Gaserzeugendes Material hinzugefügt werden, welches sich bei der weiteren Verarbeitung, also insbesondere während des Knetvorgangs im Extruder zersetzt und so zur Gasbildung beiträgt . Ein typisches derartiges Material ist Natron (Natriumhydrogencarbonat ) , welches mit Citraten oder anderen leichten Säuren sich unter Bildung von Kohlendioxid zersetzt . Beide Stoffe können der Grundmischung anfangs als trockene Materialien beigefügt werden, und beginnen erst bei Zugabe von Wasser zu reagieren . Wenn die Zugabe von Wasser im Schneckenteil des Extruders erfolgt , wird ein vorzeitiges Entweichen des Gases auch verhindert . In einigen Aspekten wird auch nur Natron hinzugefügt , und während des Knetens aufgrund der hohen Temperatur wieder zu Kohlendioxid und Natriumcarbonat zersetzt .
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden . Figur 1 zeigt einen Mischextruder, wie er für das vorgeschlagene Verfahren zur Erzeugung von anisotropen Texturaten nach dem vorgeschlagenen Prinzip einsetzbar ist ;
Figuren 2A bis 2D zeigen j eweils ein Bild eines Texturats in Stücken, wie dies mit verschiedenen Aspekten des vorgeschlagenen Verfahrens hergestellt wurde ;
Figuren 3A und 3B stellen zwei weitere Ausgestaltungen von Dehnungsdüsen nach dem vorgeschlagenen Prinzip dar ;
Figuren 4A bis 4C stellen drei weitere Ausgestaltungen von Dehnungsdüsen nach dem vorgeschlagenen Prinzip dar ;
Figuren 5A bis 5E sind Ausgestaltungen von Walzen, wie sie bei dem erf indungsgmäßen Verfahren zum Einsatz kommen;
Figuren 6A bis 6C sind drei Ausführungen von Verfahren zum Erzeugen eines Texturats nach dem vorgeschlagenen Prinzip .
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschiedene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip . Die Ausführungsformen und Beispiele sind nicht immer maßstabsgetreu . Ebenso können verschiedene Elemente vergrößert oder verkleinert dargestellt werden, um einzelne Aspekte hervorzuheben . Es versteht sich von selbst , dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird .
Außerdem sind die einzelnen Figuren, Merkmale und Aspekte nicht unbedingt in der richtigen Größe dargestellt , und auch die Proportionen zwischen den einzelnen Elementen müssen nicht grundsätzlich richtig sein . Einige Aspekte und Merkmale werden hervorgehoben, indem sie vergrößert dargestellt werden . Begriffe wie "oben" , "oberhalb" , "unten" , "unterhalb" , "größer" , " kleiner" und dergleichen werden j edoch in Bezug auf die Elemente in den Figuren korrekt dargestellt . So ist es möglich, solche Beziehungen zwischen den Elementen anhand der Abbildungen abzuleiten .
Figur 1 zeigt einen Teil einer Extruderanordnung, wie zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens und zur Erzeugung von Texturaten mit größerer Anisotropie und Faserlänge einsetzbar ist . Die Extruderanordnung ist mit einem Mischextruder 1 mit einem Zwillingsschneckengetriebe ausgestaltet , bei dem die zugeführte Masse mittels zweier Schneckengetriebe geknetet und vorwärts in Richtung eines Ausgangs des Mischextruders getrieben wird . Zu diesem Zweck umfasst der Mischextruder 1 einen Motor mit einem Getriebe 10 , an dem die beiden Schneckengetriebe verankert sind . Daran angeschlossen befinden sich mehrere Abschnitte 11a , 11b, 11c , lld und Ile des Mischextruders .
Die j eweiligen Abschnitte sind über Flansche oder auf andere Weise mechanisch dicht miteinander verbunden . Auf diese Weise kann der dargestellte Mischextruder durch Hinzufügen von einzelnen Abschnitten entweder verlängert oder durch Wegnehmen auch verkürzt werden . In entsprechender Weise sind auch die Schneckenabschnitte 12a, 12b und 12 c ausgestaltet , sodass auch diese durch Hinzufügen oder Entfernen von einzelnen Schneckenelementen verlängert bzw . verkürzt werden können .
Im Besonderen umfasst der Mischextruder 1 nach dem vorgeschlagenen Prinzip zwei Eingangsabschnitte 11a mit dazugehörigen Schneckenelementen 12b . Die Eingangsabschnitte 11a besitzen j eweils eine Öffnung zu Zuführung der Proteinmischungen und der im Wesentlichen trockenen Substanzen sowie von Wasser . Im Einzelnen wird in der dargestellten Ausführungsform die Proteinmischungen sowie weitere feste Zutaten über einen Trichter 14 in einem ersten Abschnitt 11a des Mischextruders 1 zugeführt . Nachfolgend wird über einen Zulauf 15 auch das Wasser hinzugegeben, sodass die beiden ersten Extruderabschnitte 11a vor allem einem ersten Mischen zur Formung eines Teigs aus dem Wasser und der zugeführten Grundmischung dienen .
An die ersten Abschnitte 11a angeschlossen sind eine Vielzahl weiterer
Abschnitte 11b , 11c und lld, in denen teilweise unterschiedliche Schneckenelemente 12a untergebracht sind . Wie in der Darstellung der Figur 1 zu erkennen, dienen die Schneckenelemente einerseits dem Vortrieb des Teigs , aber auch dem Kneten des Teigs unter Erhöhung von
Druck und Temperatur .
Zu diesem Zweck sind die einzelnen Abschnitte mit mehreren Heizelementen (hier nicht dargestellt ) ausgerüstet , die separat und voneinander unabhängig steuerbar sind . Damit lassen sich in den einzelnen Abschnitten 11a bis I le unterschiedliche Temperaturprofile und damit unterschiedliche Temperaturen des vorgetriebenen Teigs einstellen . In einem thermodynamischen Gleichgewicht , d . h . bei einem langsamen Vortrieb oder einem langsamen Temperaturanstieg über eine größere Länge hinweg ist die Materialtemperatur des Teigs gleich der Temperatur der einzelnen Abschnitte . Zudem wird auch durch Kneten des Materials durch die thermomechanische Behandlung Wärmeenergie dem Teig zugeführt , was zu einer Temperaturerhöhung führt . Dennoch ist dieser Energiebeitrag meist zu gering, um die gewünschte Materialtemperatur von mehr als 100 ° C zu erreichen, sodass zusätzlich die Heizelemente vorgesehen sind .
Des Weiteren sind auch die einzelnen Schneckenelemente in den j eweiligen Abschnitten unterschiedlich ausgebildet . Einige Schneckenelemente dienen dazu, die Grundmischung aus der oder den Proteinmischungen, dem zugeführten Wasser und ggf . weiteren Zutaten zu kneten, um so einen Teig mit einer kontinuierlichen Phase herzustellen . Gleichzeitig wird durch das Kneten und den weiteren Vortrieb der zugeführten Grundmischung in diesen Bereichen der Druck bis auf zwischen 8 und 70 bar erhöht . In weiteren Schneckenelementen können zudem auch Zuführungen für Gase vorgesehen sein, die dazu dienen, dem Teig während des Knetens ein Gas zur Auflockerung zuzuführen . Dabei wird das zugeführte Gas aufgrund des Drucks im Schneckenteil des Extruders gebunden . Die Zuführung erfolgt geregelt und an einer oder auch mehreren Stellen während des Knetens , um eine gleichmäßige Verteilung des Gases in dem Volumen des Teigs zu erreichen .
Bei gleichzeitiger Erhöhung der Temperatur bzw . einer hohen Temperatur beispielsweise im Bereich von 110 ° C bis 160 ° C und einem Druck von mehreren bar tritt eine Polymerisation der Proteinmischung mit dem Wasser und den weiteren Bestandteilen ein, sodass sich eine gelartige hochviskose Masse ergibt . Diese wird von den einzelnen Schneckenelementen 12a auf unterschiedliche Weise geknetet und j eweils in kleinen Stücken bis zu einem Ausgangsabschnitt Ile des Mischextruders 1 vorangetrieben .
Der Ausgangsabschnitt Ile des Mischextruders 1 besitzt ausgangsseitig einen leicht konisch zulaufenden Verlauf mit einer Ausstoß zone 13 , an die entweder direkt oder über ein Zwischenstück eine Dehnungsdüse 20 nach dem vorgeschlagenen Prinzip angeschlossen ist . Diese ist j edoch aus Übersichtsgründen lediglich angedeutet , aber in den weiteren Figuren 3A bis 5C in einigen beispielhaften Ausführungsformen zusätzlich erläutert . Die in diesem Ausgangsabschnitt befindliche Teigmasse wird somit unter hohem Druck im Bereich von mehreren bar, beispielsweise bis zu 25 bar durch die Ausstoßzone als Extrudat in die Dehnungsdüse gedrückt und dort einer Dehnungsverformung durch einen gleichmäßigen Vortrieb unterworfen, sodass eine Anisotropie im Extrudat erzeugt wird .
Die Dehnungsdüse 20 umfasst einen Dehnungskörper 21 mit einem Eingangsbereich 23 sowie einem Ausgangsbereich 24 . Der Eingangsbereich 23 besitzt dabei einen Querschnitt , der deutlich größer ist als der Querschnitt des Ausgangsbereichs 24 . Unter Querschnitt wird die Schnittfläche bei einem Schnitt durch die Düse im Eingangsbereich bzw . Ausgangsbereich verstanden .
Die Form des Eingangsbereichs 23 und auch des Ausgangsbereich 24 können dabei verschieden geformt sein, beispielsweise wie in den Figur 3A bis 5C dargestellt , kreisförmig , rechtecksförmig , schlitzförmig , oval , aber auch rundstirnig bzw . eiförmig länglich .
Der Eingangsbereich 23 ist entweder direkt an die Ausstoßzone des Mischextruders 1 oder über ein rohrförmiges Zwischenstück 30 an die Ausstoßzone 13 angeschlossen . Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Dehnungsdüse einen Innenbereich, der als Dehnungsabschnitt 22 bezeichnet wird und sich durch einen kontinuierlich mit gleicher Steigung verj üngenden Querschnitt über die Länge L hinweg der Dehnungsdüse hinweg auszeichnet . Mit anderen Worten wird der Durchmesser ( oder Radius ) Ri und die j eweilige Fläche im Eingangsbereich 23 kontinuierlich über die Länge der Dehnungsdüse hinweg verkleinert bis zum Querschnitt R2 und der j eweiligen Fläche des Ausgangsabschnitts 24 . In der hier dargestellten Querschnittsdarstellung der Düse 20 bildet der sich verj üngende Teil somit ein Parallelogramm mit den beiden parallelen Seiten korrespondierend zum Eingangsabschnitt 23 und dem Ausgangsabschnitt 24 . Dreidimensional betrachtet handelt es sich um einen Kegelstumpf , wobei die j eweiligen Grund- bzw . Endflächen wie dargestellt vorlegend kreisförmig mit konischem Zulauf sind .
Die Länge L der Dehnungsdüse ist dabei mindestens 6-mal bis 12 -mal so lang wie der Durchmesser Ri im Eingangsbereich . Durch den hier sich verj üngenden Querschnitt wird bei einem konstanten Massestrom die Strömungsgeschwindigkeit des Extrudats während des Vortriebs durch die Dehnungsdüse 20 kontinuierlich vergrößert . Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Vergrößerung der Strömungsgeschwindigkeit aufgrund des gleichmäßig abnehmenden Querschnitts ebenfalls gleichmäßig .
Um einen konstanten Massestrom zu erreichen, bedeutet dies , dass die Strömungsgeschwindigkeit somit vom Radius des Eingangsbereichs und des Ausgangsbereichs bzw . von deren Flächen abhängig ist . Wenn beispielsweise der Eingangsbereich eine Fläche aufweist , die dreimal so groß ist wie die Fläche des Ausgangsbereichs , muss auch die Strömungsgeschwindigkeit im Ausgangsbereich um den Faktor drei entsprechend vergrößert sein, um den gleichen Massestrom zu gewährleisten .
Aufgrund der anwachsenden Strömungsgeschwindigkeit wird das vorgetriebene Extrudat axial , d . h . parallel zur Vortriebsrichtungsdehnung gedehnt . Dadurch bilden sich bei dem weiterhin hohen Druck über 7 bar und der hohen Temperatur in der Dehnungsdüse im Bereich von über 100 ° C längliche Faserstrukturen aus und es kommt zur Ausbildung einer Anisotropie . Durch die gleichmäßige Verj üngung , die insbesondere über eine Einstellung der Länge der Dehnungsdüse sowie den Eingangsquerschnitt und den Ausgangsquerschnitt gesteuert werden kann, wird ein Wandschlupf und auch eine Scherspannung vermieden, die zu einem Aufreißen der vorgetriebenen Extrudats führen könnte . In einem weiteren Gesichtspunkt kann darüber hinaus auch die Beschichtung der Innenseite der Dehnungsdüse mit einem Material versehen sein, das eine niedrige Haft- oder Gleitreibung aufweist , evtl , niedriger als normalerweise verwendeter Edelstahl . Neben diesem, der unter anderem in der Nahrungsmittelproduktion eingesetzt wird, kommt auch ein Kunststoff wie beispielsweise Teflon in Betracht . Dieser ist besonders reibungsarm, sodass das vorgetriebene Extrudat am Rand eine stark reduzierte oder kaum vorhandene Scherspannung verspürt . Dadurch werden lange Fasern entlang der Vortriebsrichtung in dem Extrudat erzeugt .
Abhängig von den verwendeten Proteinen und der Grundmischung für das Extrudat sind unterschiedliche Dehnungsspannungen notwendig , um einen Bruch des Materials zu vermeiden . Ebenso kann es erforderlich sein, das vorgetriebene Extrudat nach einer Dehnung etwas „ruhen" zu lassen, damit sich die Fasern ausrichten können . Entsprechend können die Dehnungsdüsen auch unterschiedlich mit mehreren Abschnitten ausgeführt sein . Die Figuren 3A und 3B zeigen zwei derartige Ausführungsbeispiele , bei denen die Dehnungsdüse aus verschiedenen Ruheabschnitten und Abschnitten mit Dehnungsverformung gebildet ist .
Am Ausgang 24 der Dehnungsdüse 20 verlässt das Extrudat die Düse als Texturat . Das Texturat tritt ins Freie , wodurch eine Temperaturreduzierung, ggf . auch mit einem weiteren Druckverlust eintritt . Dabei kann zum einen ein vorhandener Dampf wieder im Texturat kondensieren, aber j e nach Temperatur auch ein Wasseranteil zudem verdampfen, sodass die Verdampfungswärme das Texturat abkühlen schneller lässt .
Der Wasseranteil im Texturat beträgt nach dem Austritt und einer ersten Kühlung auf Temperaturen weniger als 100 ° C z . B . weniger als 70 ° C weniger als 40 Gewichts-% und insbesondere weniger als 30 Gewichts-% , sodass von einem trockenen oder halbfeuchten Texturat gesprochen wird .
Der mögliche Druckverlust und die fallende Temperatur ( die Dehnungsdüse wäre geheizt oder zumindest auf einer Temperatur nahe bei oder über 100 ° C ) kann j e nach zugeführter Mischung, d . h . j e nach verwendetem Hülsenfruchtproteingemisch zu einer geringfügigen Porenbildung durch eine sogenannte „Flash Expansion" des wieder kondensierenden Wasserdampfs im Texturat führen . Aus diesem Grund ist der Dehnungsdüse 20 eine Walze oder einen Roller 3 nachgeschaltet , der das Texturat wieder zusammenpresst , um die entstandenen Poren zu kollabieren und die vorhandene Anisotropie weiter zu verstärken .
Dadurch wird die Faserlänge erhöht , bzw . die bereits durch die Dehnungsdüse ausgebildeten Fasern in ihrer Ausrichtung und Länge stabilisiert . Je nach verwendetem Protein und Ausgestaltung der Extrudatspa- rameter und der Dehnungsdüse kann einerseits die Stärke der Anisotropie , der Anisotropieindex als auch die Faserlänge eingestellt werden . So sind kompaktes faserige Texturate mit einer Faserlänge von mehr als 10 cm erzeugbar .
Die Walzen und Rollenanordnung 3 umfasst in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zusätzlich noch nicht gezeigte Heizelemente , um so eine Temperatur des Texturats auch während des Rollvorgangs steuern zu können . Die Rolle kann als Einzel- oder Doppelrolle in Form einer einfachen Glattwalze , aber auch als Riffelwalze , Nadelwalze , Formwalze ausgeführt werden . Ggf . kann ein mehrstufiges Rollverfahren mit stufenweiser Spaltverkleinerung zu einem gewünschten Ergebnis führen .
Der Roll- oder Pressvorgang wird dabei so gestaltet , dass auf das Texturat weitere Dehnungs kräfte ausgeübt werden . Dabei können Dehnungskräfte durch die Walzen oder Rollen zusätzlich auch in eine andere , insbesondere orthogonale Richtung zeigen im Vergleich zu den Dehnungsspannungen in der Dehnungsdüse . Vereinfacht gesagt , wird das Texturat in dem Roller 3 leicht transversal und axial gedehnt . Dies kann beispielsweise durch eine Vergrößerung der Scherkräfte orthogonal zur Transportrichtung erfolgen .
Neben dem hier dargestellten Rollen kann das Texturat auch gewalzt , geklopft oder gepresst werden . All diese mechanischen Maßnahmen erzeugen auf das Texturat zusätzliche Scherkräfte , die bei einer geeigneten Ausgestaltung in eine andere Richtung , d . h . insbesondere orthogonale Richtung im Vergleich zu den vorher ausgeübten in Vortriebsrichtung ausgeübten Dehnungsspannungen zeigen . Im Gegensatz zu konventionellen Lösungen werden aber bei der vorgestellten Lösung die j eweiligen Kräfte zu unterschiedlichen Zeiten, Temperaturen und Drücken auf das Texturat ausgeübt , sodass dadurch eine bessere Kontrolle und eine Steigerung der Stabilisierung einer bereits aufgeprägten Anisotropie erreicht wird .
Nach einem Schneiden in einer entsprechenden Maschine 5 umfasst das sich ergebende Produkt 4 im Wesentlichen streifenförmige Stücke gleicher Länge . Die geschnittenen Streifen besitzen in einigen Aspekten eine Länge , die im Wesentlichen der Länge der Fasern des Texturats entsprechen und zudem eine ausgeprägte Anisotropie von größer 1 aufweisen . Die Anisotropie ist dabei mit einem Texturanalyser , z . B . mit einem TA . XTPLUSC CONNECT TEXTURE ANALYSER von Winopal ) unter Verwendung einer festen Schneidklinge ( z . B . LIGHT KNIFE BLADE A/LKB von Winopal ) gemessen .
Die Anisotropie ist umso größer, j e ausgerichteter die fasrige Struktur in eine Vorzugsrichtung ist . Insbesondere lässt sich die Anisotropie an eine Anisotropie vorhandener Fleischprodukte anpassen, sodass sich ein gleiches oder stark ähnliches Mund- und Bissgefühl beim Verbraucher einstellt .
In einem weiteren Aspekt erfolgt eine weitere Lufttrocknung durch einen entsprechenden Lufttrockner 6 , sodass der Gesamtanteil des Wassers im Texturat 4 weiter reduziert wird . Am Ende des Prozesses beträgt der Gesamtanteil von Wasser in dem Texturat weniger als 25 Gewichts-% , insbesondere aber auch weniger als 15 Gewichts-% . Das nun Luft getrocknete Texturat kann j etzt verpackt und weiterverarbeitet werden .
In einer alternativen Ausgestaltung umfasst die Extruderanordnung auch noch eine Fritteuse bzw . einen Zerstäuber , bei dem das luftgetrocknete Texturat frittiert bzw . bestäubt werden kann . Diese Bestäubung mit einem Puder, oder auch die Beschichtung mit einer Emulsionsschicht in dem Gerät Nummer 7 kann sowohl während der Lufttrocknung als auch danach erfolgen . Ebenso ist es möglich, die Texturatstücke in einem Puder oder Emulsion in einer Walzentrommel zu rollen und auf diese Weise zu beschichten . Bei der Extruderanordnung die Figur 1 können die einzelnen Bauelemente 3 , 5 , 6 und 7 auch miteinander kombiniert bzw . vertauscht werden, um für das gewünschte Endprodukt 8 eine gewisse Konsistenz , ein Aussehen und Form zu erzeugen . So ist es möglich, zusätzliche Farbstoffe während des Trocknungsschrittes zuzugeben, um eine Farbänderung des Texturats zu bewirken . Darüber hinaus können hierbei auch Raucharomen o . ä . zugegeben werden .
Das Texturat 4 umfasst nach dem Ausgang 24 der Dehnungsdüse 20 bzw . nach dem Rollen in der Walzenanordnung 3 eine durchschnittliche Faserlänge , die im Bereich zwischen 15 cm und 25 cm liegt . Die maximale Faserlänge ist aber deutlich länger und beträgt bis zu 30 cm . Zusätzlich kann durch geeignete Maßnahmen eine Verteilung der einzelnen Längen verändert und an die gewünschten Endprodukte angepasst werden . Insbesondere ist es möglich, die Standardabweichung hinsichtlich der Faserlänge auf 1 , 5 cm bis 2 , 5 cm zu reduzieren, sodass die Fasern im Wesentlichen gleich lang sind bzw . eine enge Verteilung aufweisen .
Die Figuren 2A bis 2D zeigen die Ergebnisse eines derartigen Prozesses nach dem vorgeschlagenen Verfahren . Figuren 2A und 2B sind Texturate mit einem Weizenprotein von ca . 55% , einem Fabaprotein mit 35 Gewichts- % und Zucker mit 10 Gewichts-% j eweils bezogen auf die Trockenmasse . Figur 2A zeigt das Texturat nach einem Walzen, Schneiden und Frittieren . Es zeigt eine hohe visuelle Ähnlichkeit zu Rindfleisch . Auch Mundgefühl und Festigkeit ist Rindfleischprodukten ähnlich . In Figur 2B ist das Texturat nach dem Walzen aber noch vor dem Schneiden und Frittieren gezeigt .
In beiden Ausgestaltungen ist die fleischähnliche anisotrope Struktur und Konsistenz deutlich zu erkennen . Darüber hinaus ist das Textu- ratstück in Figur 2B leicht auseinander gezogen, sodass die fasrige längsgerichtete Struktur sichtbar wird, deren durchschnittliche Länge über 6 cm liegt . Die Fasern sind entlang des Texturats ausgebildet , ein Aspekt , der durch das Dehnungsverformen des Extrudats bei der hohen Temperatur in der Dehnungsdüse hervorgerufen wird . Die auf diese Weise gewonnene fleischähnliche Struktur im Texturat wird durch die Rollen 3 gewalzt , sodass die Anisotropie verstärkt und stabilisiert wird . Anschließend lässt sich das Produkt auch noch durch weitere Maßnahmen wie luf t-trocknen, frittieren o . ä . ins Endprodukt überführen .
In den Figuren 2D und 2E sind ein Texturat aus einem Hafermilchnebenstrom mit mehr als 50 Gewichts-% , einem Weizenprotein mit 30 Gewichts- % und einem Erbsenprotein mit 20 Gewichts-% j eweils auf die Trockenmasse bezogen dargestellt . Das Texturat ist hydratisiert und anschließend frittiert ( Figur 2D) , die Figur 2E zeigt das Produkt nach dem Walzen aber noch vor dem Hydratisieren und Frittieren .
Durch das Hydratisieren wird die Textur aufgelockert und die fasrige Struktur kommt deutlich zur Geltung . Die Fasen sind längsgerichtet und entsprechen im Wesentlichen der Größe der Stücke . Die Schnittkante verläuft senkrecht zur Ausrichtung der Fasern . Die Stücke werden zudem gewalzt , um die Öffnung der Fasern wie dargestellt zu erreichen . Die Walzrichtung ist dabei parallel zur Vortriebrichtung ( z . B . von rechts nach links in der Figur 2C ) , d . h . ebenfalls entlang der Schnittkanten .
Die Figur 3A zeigt eine Ausgestaltung einer Dehnungsdüse 20 mit einem Düsenkörper 21 , der eingangsseitig über einen runden Eingangsbereich 23 und ausgangsseitig über einen entsprechend runden Ausgangsquerschnitt 24 verfügt . In diesem Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser Ri des Eingangsquerschnitts in etwa viermal so groß wie der Durchmesser R2 des Ausgangsquerschnitts 23 . Daraus ergibt sich, dass die Fläche des Eingangsabschnitts gegeben mit Ri 2 n = ( 8R2 ) 2 n also in etwa 16 mal so groß ist wie die Fläche des Ausgangsabschnitts . Daraus folgt , dass die Strömungsgeschwindigkeit am Ausgang auch in etwa 16 mal so groß sein muss wie am Eingang der Dehnungsdüse , um den gleichen Massestrom zu gewährleisten .
Die Dehnungsdüse der Figur 3A umfasst mehrere Teilabschnitte in ihrem Innenbereich . Eingangsseitig ist ein erster Teilabschnitt 25d vorgesehen, der im Wesentlichen zylinderförmig verläuft , und in dem der Eingangsquerschnitt über die Länge des Abschnittes 25d konstant bleibt . Daran angeschlossen ist ein erster Dehnungsabschnitt 25a, bei dem sich der Eingangsquerschnitt Ri auf einen Ausgangsquerschnitt R3 reduziert . In diesem ersten Dehnungsabschnitt erfolgt somit eine Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit bei gleichbleibendem Massestrom, und das vorgetriebene Extrudat mit einer ersten Dehnungsspannung unterworfen . Die Fläche im Eingangsbereich des ersten Dehnungsabschnitts ist in etwa M der Fläche des Eingangsbereichs 23 , die Strömungsgeschwindigkeit wird sich daher auf das Vierfache beschleunigen .
Anschließend wird das auf diese Art und Weise dehnungsverformte Extru- dat über einen weiteren zweiten zylinderförmigen Abschnitt 25 c vorgetrieben . In diesem Abschnitt ist der Durchmesser und damit auch die Querschnittsfläche und somit die Strömungsgeschwindigkeit wiederum konstant , sodass das Extrudat in diesem Abschnitt eine gewisse Ruhephase während des Vortriebs durchläuft .
Daran angeschlossen ist ein zweiter Dehnungsabschnitt 25a, bei dem sich die eingangsseitige Fläche des Querschnitts R3 nochmal auf die ausgangsseitige Fläche des Querschnitts R4 reduziert . Diese Reduktion ist etwas geringer , sodass sich die Strömungsgeschwindigkeit im Gegensatz zu dem ersten Dehnungsabschnitt nicht so stark erhöht , sondern beispielsweise nur um das doppelte . Auch hieran angeschlossen ist ein weiterer Ruheabschnitt 25 c, an den sich wiederum ein letzter Dehnungsabschnitt 25a anschließt . Bei diesem wird die eingangsseitige Fläche des Querschnitts R4 nun auf die ausgangsseitige Fläche des Querschnitts R2 verengt , die Strömungsgeschwindigkeit steigt bei gleichbleibender Massefluss nochmals etwas an .
Ausgangsseitig ist nun ein weiterer Ruheabschnitt 25e der Dehnungsdüse 20 angeordnet , indem das vorgetriebene dehnungsverformte Material nochmals vorgetrieben wird . Der Abschnitt 25e bildet den Endabschnitt , an dessen Ausgang 24 das nun hergestellte Texturat aus der Düse tritt .
Die hier vorhandenen Dehnungsabschnitte 25a sind j eweils mit unterschiedlicher Steigung ausgeführt , wobei der erste linksseitige Dehnungsabschnitt die stärkste Verringerung der Fläche des Querschnitts (von Ri auf R3 ) besitzt . Entsprechend vergrößert sich hier auch die Strömungsgeschwindigkeit besonders stark, während sie in den folgenden Dehnungsabschnitten j eweils noch etwas geringer zunimmt ( z . B . im ersten Dehnungsabschnitt um den Faktor 4 , danach j eweils um das doppelte ) . Die unterschiedlichen Abschnitte 25d, 25 c und der Ausgangsabschnitt 25e dienen vor allem dazu, dass das vorgetriebene Extrudat zwischen den einzelnen Dehnungsabschnitten ruhen kann und auf diesen keine weitere Dehnungsspannung ausgeübt wird .
In diesem Zusammenhang ist es eventuell zweckmäßig, die Innenseiten der Dehnungsabschnitte mit einem geeigneten Material zu beschichten, sodass die Reibung bzw . auch die Haftung des Extrudats an der Innenseite der Dehnungsabschnitte nochmals reduziert wird . Damit werden gerade im Bereich der Verj üngungsabschnitte mögliche Scherkräfte nochmals reduziert , sodass auf das vorgetriebene Extrudat lediglich die Dehnungsspannung aufgrund des sinkenden Querschnitts einwirkt .
Figur 3B zeigt eine weitere Ausgestaltungsform einer derartigen Anordnung , bei dem die Dehnungsabschnitte im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel der Figur 3A deutlich gegenüber den Ruheabschnitten verlängert sind . Im Ausführungsbeispiel ist der Eingangsbereich 23 und auch der Ausgangsbereich 24 der Dehnungsdüse zudem nicht mehr kreisförmig , sondern rechtecksförmig angeordnet . Allerdings sind in diesem Zusammenhang auch andere Eingangsquerschnittsformen und Ausgangsquerschnittsformen möglich, darüber hinaus kann die Form des Eingangsquerschnitts auch unterschiedlich zur Form des Ausgangsquerschnitts gewählt sein, sodass während der Dehnungsabschnitte oder auch der Ruheabschnitte die Form sich entsprechend verändert . Diese Änderung ist so gestaltet , dass möglichst wenig Scherkräfte auf das Extrudat während des Vortriebs des Extrudats durch die Änderung der Form ausgeübt werden, sondern dieser hauptsächlich einer Dehnungsverf ormung unterworfen wird .
An den Eingangsabschnitt 25d der Dehnungsdüse 20 in der Figur 3B schließt sich ein konisch zulaufender und sich verj üngender erster Dehnungsabschnitt 25b an . Bei diesem ist der Ausgangsdurchmesser R3 in etwa ein Drittel so groß wie der Eingangsdurchmesser Ri . Der erste Dehnungsabschnitt 25b ist mit einer kontinuierlichen Verj üngung in Richtung auf den Ausgangsbereich 24 ausgebildet und weist dabei eine Länge LI auf , die größer ist als der erste Ruheabschnitt 25d im Eingangsbereich der Dehnungsdüse als auch ein sich am Ausgang des ersten Dehnungsabschnittes anschließender zweiter Ruhebereich 25c . Dieser ist kurz , mit lediglich einem Fünftel bis einem Viertel der Länge des Dehnungsabschnitts 25b ausgeführt und anschließend in einen zweiten kürzeren Dehnungsabschnitt 25b über . Ausgangsseitig ist diese Dehnung wiederum mit einem weiteren Ruheabschnitt 25e verbunden, der gleichzeitig auch den Ausgangsbereich 24 bildet .
In den Figuren 4A bis 4C wird ein weiterer Aspekt angesprochen, nämlich dass sich der Eingangsquerschnitt nicht gleichförmig verringert (wenn auch abschnittsweise ) , sondern sich der Eingang in eine Vorzugsrichtung reduziert , während er sich in die andere Richtung bezogen auf den Ausgang sogar vergrößert . Figur 4A zeigt diesbezüglich eine Ausführung , bei der der Eingang 23 mit seiner Fläche Al bezogen auf den Ausgangsbereich 24 mit seiner Fläche A2 im Wesentlichen gleich bleibt , aber seine Form verändert wird . Im Besonderen ist in der Figur 4A ein quadratischer Eingangsbereich vorgesehen . Durch eine stetige Abnahme der Höhe , bei gleichzeitiger Verbreiterung der Breite ergibt sich daraus im Ausgangsbereich 24 ein länglicher schmaler Querschlitz , der in etwa doppelt so breit ist wie der Eingang . Seine Höhe hat indes um mehr als die Hälfte abgenommen .
Die Dehnungsdüse führt hier also zu einem abnehmenden Verhältnis von Höhe/Breite über die Länge der Dehnungsdüse hinweg . Beispielsweise kann die Breite um den Faktor 3 anwachsen, während die Höhe H um den gleichen Faktor abnimmt . Allerdings sind in diesem Zusammenhang auch andere Faktoren möglich, wodurch sich die Querschnittsfläche des Ausgangsbereich 24 sich gegenüber dem Eingangsbereich 23 auch verringert . Im vorliegenden Beispiel der Figur 4A nimmt die Höhe der Düse am Ausgang deutlich stärker ab als sich die Breite vergrößert . Dadurch wird insgesamt auch die Fläche des Ausgangs kleiner als die Querschnittsfläche am Eingang . Entsprechend ergibt sich in diesem Ausführungsbeispiel nicht nur eine transversale Strömungsgeschwindigkeit und damit eine Dehnung der Masse senkrecht zur Vorwärtsrichtung, sondern auch eine longitudinale Dehnung .
Die Figuren 4B und 4C zeigen zwei weitere Ausgestaltungen, diesmal mit runden bzw . ovalen Eingangsquerschnitten . Während in der Figur 4B diese ovale Form im Eingangsbereich 23 auf eine rechteckige Form mit klaren Ecken im Ausgang 24 transformiert wird, werden in der Figur 4C die Kanten abgerundet und behalten damit zumindest grob die gleiche Form wie im Eingangsbereich 23 . In der Ausgestaltung der Figur 4B sind die Flächen des Eingangs und des Ausgangs gleich, sodass hier lediglich eine transversale Strömung auftritt , aber keine oder nur eine sehr geringe longitudinale . Entsprechend wird das Extrudat vor allem quer zur Vortriebsrichtung verformt . In der Figur 4C sind die Flächen wiederum unterschiedlich, sodass auch hier neben einer transversalen Dehnung des Extrudats auch eine longitudinale Dehnung erzeugt wird .
In all diesen Anordnungen erfolgt somit eine Abnahme oder Veränderung entlang einer ersten Richtung ( z . B . Breite der Düse ) senkrecht zur Vortriebsrichtung unterschiedlich entlang einer zur Vortriebsrichtung senkrechten zweiten Richtung ( z . B . Höhe H ) . Entsprechend wird durch die ungleiche Abnahme in die zwei unterschiedlichen Raumrichtungen nicht nur eine longitudinale Dehnung, d . h . entlang der Länge der Dehnungsdüse , sondern auch eine transversale , d . h . entlang der Breite B oder der Höhe H ausgeübt . Die transversalen Dehnungen sind wiederum aufgrund der unterschiedlichen Höhe und Breite unterschiedlich . Mit dieser Ausgestaltung ist es somit möglich, gezielt und in ihrer Stärke gesteuert durch die Geometrie der Dehnungsdüse eine longitudinale als auch transversale Dehnung in dem Extrudat zu bewirken .
Figur 5 zeigt hierzu eine Ausgestaltung einer Walzen- und Rollenanordnung 3 mit j e zwei Bandwalzen 31 , 32 . Jede Bandwalze umfasst j e ein Walzenband 300 und mehrere zum Antrieb des Walzenbandes vorgesehenen Rollen 310 und 311 . Der Durchmesser der Rollen 310 und 311 ist j eweils gleich große ausgestaltet , sodass die darauf laufenden Bänder im Wesentlichen flach gespannt sind .
Allerdings ist die Bandwalze 32 planar , d . h . in etwa parallel zur Ausstoßrichtung des Texturats ausgestaltet und die Bandwalze 31 demgegenüber mit einer Neigung versehen . Insofern kann die planare Bandwalze 32 auch als Transportmittel eingesetzt und entsprechend verlängert sein, sodass das Texturat von der Ausstoßdüse kommend entlang der Bandwalze 32 bis zum Beginn des zweiten oberen Walzenbandes transportiert wird . Dadurch ergibt sich mit der zweiten Bandwalze 31 ein in Vorwärtsrichtung geringer werdender Spalt zwischen den beiden Bandwalzen 31 und 32 . Das bedeutet , dass das Texturat bei einem weiteren Vortrieb immer stärker gepresst wird, wobei der Anstieg graduell erfolgt . Daraus folgt sowohl eine axiale oder longitudinale Dehnung , d . h . eine Dehnung in Vortriebsrichtung als auch eine Dehnung in der dazu senkrechten Richtung, in der das Texturat zumindest teilweise auch ausweichen kann . Hier können auch Scherkräfte auftreten .
Zudem sind einige Walzenrollen 311 mit einer Temperiereinrichtung vorgesehen, sodass die vorgetriebene Masse in j eweils aufeinanderfolgenden Schritten zudem einer zusätzlichen Erwärmung bzw . einem Kühlen unterworfen werden kann . Dies ermöglicht einen weiteren Freiheitsgrad, sodass die Temperatur der vorgetriebenen Masse während des Verstärkens und Stabilisierens der Anisotropie und auch der Deformierung einstellbar ist .
Zudem sind die einzelnen Rollen 310 und 311 mit einem zusätzlichen Zahnkranz ausgestaltet , der in die entsprechenden Walzenbänder 300 eingreift . Dies ermöglicht eine innige Verbindung und verhindert ein Rutschen auf den einzelnen Walzenrollen, wenn Druck auf die Masse 40 ausgeübt wird . Durch die Verwendung mehrerer Rollen 310 , 311 pro Walzenband 300 , d . h . mehr als zwei , kann zudem ein kontinuierlicher Druck auf die vorgetriebene Masse auch entlang der kompletten Vortriebsstrecke ausgeübt werden . Dies ist insbesondere dann zweckmäßig , wenn die Vortriebsstrecke insgesamt etwas länger ist , bzw . das Walzenband an sich elastisch ausgeführt ist . Zudem ist die Neigung der oberen Bandwalze 32 einstellbar . Durch die Ausgestaltung und Anordnung der einzelnen Rollen und der Walzenbänder zueinander lässt sich so ein definierter Druck auf das Texturat ausüben, um damit die gewünschte Anisotropie und Faserlänge zu erreichen .
Im Gegensatz zu der Ausstoßdüse 20 , bei der die Haftreibung und damit ein Aufbau einer möglichen Scherspannung gering sein soll , wird in der Walzenanordnung ganz bewusst eine Haftreibung zwischen den Walzenbändern 300 und dem vorangetriebenen Material herbeigeführt , um das Texturat trotz Verformung und Gegendruck sicher transportieren zu können und die Walzen umfassen meist Teflon oder ein Polymer mit einer sehr geringen Haftung . Damit lässt sich eine bereits vorhandene Anisotropie verstärken und/oder auch in Form von Gelbruch und damit Schichtbildung erzeugen .
Figur 6 zeigt eine weitere Kombination einer Walzen- und Rollenanordnung , bei der verschiedene Bandwalzen 31 , 32 und 32 ' eingesetzt werden . Die untere planare Bandwalze 31 umfasst ein Walzenband 300 ' , welches mit einer Oberflächenstrukturierung versehen ist , welche beim Vortrieb des Texturats über die Walzenanordnung auf die Oberfläche des Texturats aufgeprägt wird . Die beiden oberen Bandwalzen 32 , 32 ' umfassen in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Rollen 313 mit einem geringeren Durchmesser als die Rollen 310 der Bandwalze 31 . Zudem ist eine der beiden Bandwalzen 32 , 32 ' parallel zu der Bandwalze 31 angeordnet , sodass sich der Abstand zwischen dieser während des Vortriebs nicht oder nur unwesentlich ändert . Dies bewirkt zwar einen Vortrieb , j edoch ohne weitere signifikante Verformung, sodass dieser Abschnitt auch als Ruheabschnitt bezeichnet werden kann . Er dient zur Stabilisierung einer aufgeprägten Anisotropie und friert die Länger der Fasern ein, indem er eine Relaxation weitgehend unterbindet .
Die zweite Bandwalze 32 ' ist gegenüber der unteren Bandwalze 31 wiederum geneigt , sodass eine breitere Einlasszone und eine schmalere Auslasszone gebildet werden, deren Abstand so dem Abstand zwischen der Bandwalze 32 und der Bandwalze 31 entspricht . Zudem ist es auch möglich, einzelne Walzenrollen mit unterschiedlichem Durchmesser vorzusehen, um auf diese Weise eine Reduzierung der Dicke , der vorgetriebenen Masse zu erzeugen .
Figuren 5C und 5D zeigen zwei weitere Ausgestaltungen einer Bandwalze . Bei der Ausgestaltung der Figur 5C ist ein Walzenband 300 vorgesehen, auf dem das Texturat liegt und von diesem vorwärts bewegt wird . Mehrere einzelne Rollen oder Walzen 310 (hier drei dargestellt , es können aber auch mehr oder weniger sein) mit gleichen Durchmessern sind über dem Walzenband 300 angeordnet . Der Abstand der einzelnen Rollen 310 zu dem Walzenband ist gleich, er kann sich aber auch ändern und mit weiterem Vortrieb geringer werden . Das Walzenband 300 weist eine relative hohe
Reibung auf , die Walzen sind demgegenüber mit Teflon oder einem anderen Material mit geringer Reibung ausgebildet . Ebenso ist es möglich, den Durchmesser der einzelnen Rollen und Walzen 310 zu verändern, um so den Abstand zu variieren . Die Rotationsgeschwindigkeit ist an die Geschwindigkeit des Bandes angepasst . Dadurch wird eine Dehnung auf das durchgeführte Texturat ausgeübt , sodass die Fasern des Texturats gestreckt und entlang der Vortriebsrichtung ausgerichtet . Dadurch verstärkt sich die Anisotropie . Durch die Verwendung mehrerer Walzen kann die Faserlänge eingestellt und stabilisiert werden .
In Figur 5D ist eine weitere Ausgestaltung gezeigt , bei der mehrere Bänder 300 vorgesehen sind, die das Texturat nach vorne transportieren . Zwischen den Bändern sind zwei parallel angeordnete Walzen 310 vorhanden, deren Abstand nach j edem durchlauf geringer wird . Das Texturat wird zwischen den beiden Walzen gewalzt und so in Längsrichtung gedehnt .
Weitere Ausgestaltungen zeigt die Figur 5E , bei der die Walzen senkrecht angeordnet sind, so dass die Texturatstücke zwischen ihnen und einer stationärem Bereich nach unten bewegt werden . Auch hier verringert sich der Abstand zwischen Walze und stationärer Wand mit j edem Durchlauf . In der anderen Ausführung ist es ähnlich nur wird das Texturat durch zwei paarweise gegenüberstehende Walzen 310 nach unten transportiert .
Figur 4D zeigt eine Abwandlung . Auch hier wird das Texturat von einem Walzenband vorgetrieben . Die Verformung erfolgt aber durch paarweise einander gegenüberliegende Walzenrollen 310 , die einen definierten Abstand voneinander aufweisen . Zwischen zwei Paaren ist ein weiteres Band angeordnet . Auch hier sind die Rotationsgeschwindigkeiten der Walzenrollen an die der Bänder angepasst .
Sofern das Texturat eine geringere Viskosität aufweist , ist es zweckmäßig, eine Verj üngung des Querschnitts über eine längere Strecke vorzunehmen und damit das Exponat nur geringe Dehnungsspannungen zu unterwerfen, damit der vorgetriebene Teig nicht abreißt und beispielsweise zu einem Wandschlupf oder einer Verwerfung führt . Matrizen aus Teig mit größerer Viskosität lassen sich hingegen stärker dehnungsverf ormen, ohne dass es zu einem Wandschlupf kommt . Entsprechend könnten hier kürzere Dehnungsabschnitte oder auch Dehnungsabschnitte mit einer stärkeren Verj üngung vorgesehen werden, sodass die Strömungsgeschwindigkeit bei gleichbleibendem Massestrom vergrößert wird . Ruheabschnitte zwischen einzelnen Dehnungsabschnitten dienen dazu, den vorgetriebenen Teig wieder etwas zu entspannen und so einem Abreißen des Teigs und der Erzeugung kürzerer Fasern vorzubeugen .
In einigen Aspekten sollte das Material als Texturat ausgegeben werden, wobei das Texturat als Einzelstrang nur ein geringes Volumen am j eweiligen Ausgang aufweisen sollte . Dies ist vor allem dann der Fall , wenn das Material bei einem zu großen Volumen und einer entsprechenden Dehnungsspannung reist und so zu einem Wandschlupf oder zu Verwerfungen führt . Dies kann sich ergeben, wenn die Dehnungsverformung am Rand der Dehnungsdüse groß wird, im Inneren der vorgetriebenen Teigmasse aber immer noch zu klein ist . Bei den hier vorliegenden laminaren Strömungen können gerade im Inneren auch Scherkräfte auftreten, die eine lange Faserbildung beeinträchtigen .
In Figur 6A ist ein erstes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Verfahrens dargestellt . In Schritt S1 wird ein Proteingemisch bereitgestellt . Dieses umfasst ein Proteinisolat aus Weizen, sowie ein Proteinisolat aus Erbsenprotein . Die Anteile der Proteine in den j eweiligen Isolaten liegt bei ca . 85 Gewichts-% bezogen auf die Trockenmasse , mit einer Restfeuchte im Bereich von ca . 5 Gewichts-% und sonstigen Bestandteilen . Pflanzliche Fasern sind in dieser Ausführungsform in den Isolaten kaum vorhanden . Die beiden Isolate werden im Verhältnis 80% Weizenprotein zu 20% Erbsenprotein gemischt . Diese Mischung entspricht in etwa 60 % der Grundmischung, sodass sich daraus eine Trockenmasse von 0 , 95 * 0 , 6 = 57 % in der Grundmischung ergibt . Der reine Proteinanteil in der Grundmischung umfasst wiederum 0 , 85 *0 , 6 = 51 % Der Grundmischung wird nun in Schritt S2 Wasser hinzugegeben, und zwar 35 % bezogen auf die gesamte Masse der Grundmischung . Daraus ergibt sich insgesamt ein Feuchtigkeitsanteil von 0 , 6* 0 , 05+0 , 35 = 38 % . Die Grundmischung umfasst somit 38 % Gewichtsanteile an Feuchtigkeit sowie 51 % Gewichtsanteil an reinem Protein . Der restliche Anteil von ca . 11 Gewichts-% teilt sich auf die übrigen Bestandteile des Proteinisolats auf , d . h . Zucker, Salze und Öle . Außerdem werden noch etwas Aromen, Stärke und Öle hinzugegeben, und zwar im Bereich von 5 Gewichts-% Trockenmasse bezogen auf die Masse der Grundmischung .
Der entstandene Teig wird anschließend in Schritt S3 unter Druck und Erhöhung der Temperatur in einem Extruder geknetet . Dabei wird der Teig abschnittsweise geknetet und anschließend etwas vorgetrieben . In den ersten Abschnitten wird die Temperatur von Zimmertemperatur rasch auf über 100 ° C erhöht , und anschließend für die restlichen Knet- und Vortriebsschritte in einem Bereich von 135 ° C gehalten .
Die Masse wird in der Ausstoßzone des Mischextruders direkt in eine Dehnungsdüse übergeführt . Die Dehnungsdüse umfasst einen kurzen Eingangsabschnitt , in dem der Querschnitt im Wesentlichen gleich bleibt , einen länglichen Dehnungsabschnitt sowie einen Ausgangsabschnitt .
In dieser Ausführung wird in Schritt S4 das Extrudat bei einer Temperatur von ca . 125 ° C einer längsgerichteten Dehnung unterworfen, deren Spannung sich aus einer kontinuierlichen Verringerung der Fläche des Eingangsquerschnitts auf die Fläche des Ausgangsquerschnitt ergibt . Dabei ist die Fläche des Eingangsquerschnitts um den Faktor 8 größer als die Fläche des Ausgangsquerschnitt . Die Dehnung erfolgt über eine Strecke , die um den Faktor 5 bis 6 größer ist als der maximale Durchmesser des Eingangsquerschnitts . Daher ändert sich aufgrund des konstanten Massestroms die Strömungsgeschwindigkeit über diese Strecke ebenfalls um den Faktor 8 , wodurch der Teig vor allem in seiner Länge gedehnt wird . In dem Mittelabschnitt der Dehnungsdüse ist durch eine geeignete Beschichtung die Haftreibung reduziert , sodass das entstehende Texturat nicht hängen bleibt , bzw . keine größeren Scherkräfte auftreten, die zu einem Wandschlupf oder Bruch des Teigs führen könnten .
Durch die axiale und längsgerichtete Dehnung wird das Extrudat strukturiert und es bilden sich längsgerichtete Fasern aus , deren Länge im Durchschnitt im Bereich zwischen 10 mm und 20 mm liegen . Dies führt auch zu einer Anisotropie , da die Fasern eine Vorzugsrichtung aufweisen . Die Temperatur wird während der Dehnungsverf ormung nicht wesentlich geändert , d . h . das am Ende der Dehnungsdüse besitzt das Texturat in etwa eine Temperatur von 125 ° C . Am Austritt der Düse erfolgt durch eine Rekondensation des eingeschlossenen Wassers eine schnelle Abkühlung . Gleichzeitig wird dabei die erzeugte fasrige Struktur aber nicht zerstört .
In Schritt S5 wird das noch warme und immer noch feuchte abgebende Texturat gewalzt , und zwar mit einer Walze , die eine Dehnspannung in die Vortriebsrichtung erzeugt , so dass die vorhandene Anisotropie verstärkt wird und sich die Faserlänge noch weiter erhöht . Gleichzeitig wird die Festigkeit des Texturats durch den Press- und Walzvorgang reduziert , da zusätzlich zur Dehnspannung auch eine Scherspannung orthogonal zur Vortriebs- oder Transportrichtung des Texturats erzeugt wird . Die Temperatur beträgt dabei ca . 55 ° C bis 70 ° C . Anschließend wird das gewalzte Produkt in Schritt S 6 in kleinere Stücke geschnitten, sodass sich Texturatstücke mit 5 cm bis 10 cm Länge ergeben, deren fasrige Struktur sich über die gesamte Stücklänge erstreckt .
Die so hergestellten Stücke werden in Schritt S7 in einer Kräuter- Salz-Gewürz Mischung gebracht , um so mit einer dünnen Emulsionsschicht überzogen zu werden, die mariniertem Schweine- oder Rindfleisch ähnelt . Diese Mischung kann entsprechende Aromen enthalten . Zudem wird dadurch die Haltbarkeit und der Geschmack erhöht . Zum Anhaften dieser Mischung kann entweder die noch vorhandene Restfeuchte genutzt werden . Alternativ ist es auch möglich, die Texturstücke vorher zu besprühen, beispielsweise mit einer Öl-Wassermischung, einer zucker- bzw . stärkehaltigen Flüssigkeit , einer Marinade oder ähnlichem, um so die Haftung zu verbessern .
In einem anderen Verfahrensbeispiel , dargestellt in Figur 6B wird ein Weizenproteinisolat verwendet , mit einem Anteil von ca . 25 % an der Grundmischung ( ohne Wasser ) , wobei der Proteinanteil bei ca . 92 Gewichts-! an der Trockenmasse liegt . Der Rest sind weitere Stoffe sowie eine geringe Restfeuchteanteil von 3 % . Zudem wird in diese Ausgestaltung ein Hafermilchnebenstromprodukt benutzt , dessen reiner Feuchtigkeitsgehalt ca 50 % beträgt . Die restlichen 50 Gewichts-% entsprechen der Trockenmasse , wobei der Proteinanteil in der Trockenmasse bei ca 45 Gewichts-% liegt. Die restlichen Bestandteile an der Trockenmasse sind, Zucker, Öle und Fette, aber v.a. auch Ballaststoffe. Der Zuckerbestandteil liegt in etwa bei 18 Gewichts-% für dieses Nebenstromprodukt. Für die Grundmischung werden nun diese beiden Anteile gemischt, und zwar in einem Verhältnis von 75 % Hafermilchnebenstrom mit 25 % Weizenproteingemisch .
Die entstandene Grundmischung hat dann einen insgesamten Wasseranteil von 0,75*0,5+0,25*0,03= 38 %. Die restlichen Inhaltsstoffe in der Grundmischung liegen bei 62 Gewichts-% bezogen auf die Grundmischung (entspricht der Trockenmasse der Grundmischung) , wobei der Proteinanteil an der Trockenmasse sich ergibt zu: 0,45*0,5*0,75+0,92*0,25 = ca 40 %. Es hat sich gezeigt, dass hier eine weitere Zuführung von Wasser unnötig ist und vielmehr das Nebenstromprodukt direkt und unmittelbar verwendet werden kann.
Die in Schritt S1 bereitgestellte Mischung wird jetzt in Schritt S2 zu einem Teig vermengt und in einen Extruder gegeben. Die weiteren Schritte S3, und S4, insbesondere das Kneten zu einem Teig sowie das Extrudieren durch eine Düse wird mit verschiedenen Drücken und Temperaturen durchgeführt, um eine längsgerichtet fasrige Struktur zu erhalten. Hierzu wird eine Düse nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 3B benutzt, deren Länge in etwa fünfmal größer ist als der Ausgangsquerschnitt .
Das Texturat wird nach dem Verlassen der Düse erst abgekühlt und anschließend in Schritt S5 ' in längliche Stücke von mehr als 60 mm Länge und einer Breite von ca . 25 mm geschnitten. Die Dicke dieser Stücke beträgt in etwa 1,5 cm. Die Stücke werden in Schritt S6' in eine Walzenanordnung nach Figur 5D gebracht und dort in mehreren Press- und Walzenschritten in der Dicke auf ca. 1 cm reduziert. Gleichzeitig werden die Stücke etwas in der Länge gedehnt, sodass ihre Länge nun mehr als 70 mm ist. Durch den Walzen- und Pressvorgang wird das Texturat weniger fest und es bildet sich eine größere Anisotropie in Längsrichtung aus, wobei die Faserlänge in etwa der Länge der Stücke entspricht. Anschließend werden in Schritt S7 ' die Stücke hydratisiert , sodass ihr Wassergehalt in etwa 60 % beträgt , und noch gewürzt . Ihre Konsistent und auch ihr Mundgefühl entspricht in etwa Schweinefleisch mit einem Anisotropieindexwert von etwa 1 , 35 bis 1 , 5 .
Im Folgenden werden weitere Rezepturen vorgestellt , die sich durch Kombination der verschiedenen Elemente , insbesondere durch Anpassung der Ausgangsdüse mit einer geeigneten nachgeschalteten Walzenanordnung in Texturate mit einer Anisotropie größer als 1 und länglichen Fasern im weiten Bereich einstellbarer Länge texturieren lassen .
Beispielgruppe 1
In einem ersten Beispiel wird ein Proteingemisch basierend auf Weizenprotein mit einem Hülsenfruchtproteingemisch kombiniert . Als Hülsenfrucht wurde Erbse bzw . Ackerbohne verwendet , wobei der Anteil des reinen Hülsenfruchtproteins geringer war als der des reinen Weizenproteins . Die j eweiligen Gemische sind entweder Konzentrate oder Isolate , sodass diese j eweils einen gewissen Anteil an Kohlehydrate , Stärke und verschiedene Zucker mit beinhalten . Dazu kommen noch Salze und Öle oder Fette , die ebenfalls Bestandteil der Gemische sind .
Um den Geschmack anzupassen, sind zusätzlich Aromen hinzugefügt . Die Gemische werden mit Wasser vermengt , sodass sich ein Teig ergibt , der eine gesamte Feuchtigkeitsmenge im Bereich zwischen 35 Gewichts-% und 50 Gewichts-% aufweist .
Die Materialtemperatur im Extruder liegt während der Extrusion im Bereich zwischen 130 ° C und 145 ° C , es sind aber auch höhere Materialtemperaturen bis zu 160 ° C möglich . Am Ausgang des Extruders wird das Extrudat direkt einer axialen und transversalen Dehnspannung unterworfen . Dies erfolgt durch eine Dehnungsdüse , deren quadratischer Querschnitt sich über die Länge hinweg verj üngt und am Ausgang einen länglichen Schlitz aufweist . Die Ausgangstemperatur liegt in etwa bei 100 ° C am Ausgang der Dehnungsdüse .
Das fertige Texturat besitzt bereits eine ausgeprägte Anisotropie in länglicher Richtung aufgrund der axialen Dehnung . Es wurde festgestellt , dass sich eine durchschnittliche Länge Fasern in dem Texturat durch eine Anpassung oder Änderung der Vortriebsgeschwindigkeit in einem gewissen Bereich einstellen lässt . Insgesamt sind Faserlängen von über 20 mm bis hin zu einer Länge von etwa 200 mm erreichbar .
Beispielgruppe 2
In einer zweiten Beispielgruppe wird ein Proteingemisch basierend auf Weizenprotein mit einem Erbsenproteingemisch kombiniert . In dieser Ausgestaltung ist allerdings der Anteil des reinen Erbsenproteinproteins im Bereich des reinen Weizenproteins oder geht sogar darüber hinaus . Auch hier umfassen die j eweiligen Gemische Konzentrate bzw . Isolate , mit Anteilen an Kohlehydrate , Stärke und verschiedene Zucker im Bereich von 10 Gewichts-% bis 20 Gewichts-% , sowie Salz im Bereich von 3 Gewichts-% und Öle und Fette zwischen 3 Gewichts-% und 10 Gewichts-% . Es wurden keine weiteren Aromen hinzugegeben . Wegen der leicht veränderten Proteinmischungen ändert sich auch die insgesamt zugegebene Menge an Wasser . Jedoch liegt der gesamte Feuchtigkeitsanteil Teig im Bereich zwischen 25 Gewichts-% und 45 Gewichts-% .
Der gebildete Teig wird in einem Extruder mit ansteigender Temperatur bis zu einer Materialtemperatur zwischen 120 ° C und 150 ° C geknetet und vorgetrieben . Am Ausgang des Extruders ist wiederum eine Dehnungsdüse angeordnet , deren Eingangsquerschnitt sich über die Länge auf einen quer zur Vorwärtsrichtung liegenden Schlitz verj üngt . Die Temperatur am Ausgang der Dehnungsdüse liegt bei über 100 ° C .
Das am Ausgang austretende Texturat kühlt aufgrund von Verdampfung und Rekondensation schnell ab . Durch das Verdampfen von Wasser und Feuchtigkeit sinkt auch der Wassergehalt in dem Texturat insgesamt weiter, sodass er im erkalteten Zustand weniger als 40 Gewichts-% beträgt . Das Texturat wird in warmen Zustand in längliche Stücke geschnitten, die in etwa 5 cm breit und in etwa 15 cm bis 20 cm lang sind . Diese Stücke werden dann nochmal im warmen Zustand bei ca . 50 ° C bis 60 ° C gewalzt , sodass sich die längliche Faserstruktur und damit die vorhandene Anisotropie und Festigkeit anpasst . Die durchschnittliche Faserlänge beträgt zwischen 8 cm und 15 cm und ist damit etwas kürzer als die Länge der einzelnen Stücke . Durch das zusätzliche Walzen liegt der Anisotropieindex etwas unter 2 , d . h . die aufgewandte Kraft zum Schneiden der Stücke quer zur Faserrichtung ist deutlich größer als die Kraft längs der Faserrichtung .
Beispielgruppe 3
In einer dritten Beispielgruppe wird ebenfalls ein Proteingemisch basierend auf Weizenprotein verwendet . Diese wird allerdings mit einem Nebenstromprodukt kombiniert , der bei der Erzeugung von Hafermilch anfällt . Der Hafermilchnebenstrom hat neben Proteinen auch noch weitere Bestandteile wie Zucker und Stärke bzw . Kohlenhydrate und Salze .
In dieser Ausgestaltung ist der Nebenstrom ebenso wässrig, d . h . sein Wasseranteil liegt im Bereich von 50 Gewichts-% bis 70 Gewichts-% . Daraus folgt , dass für die Bereitstellung des Teigs und der Grundmischung kein weiteres Wasser mehr zugegeben werden muss . Vielmehr wird „trockenes" Weizenprotein zugemischt , bis der Wasser- bzw . Feuchtigkeitsanteil in dem gewünschten Bereich in er Beispielgruppe zwischen 35 % und 47% liegt .
Die direkte Verwendung von Nebenstromprodukten reduziert die Prozesskosten, denn die Nebenstromprodukte müssen nicht energieaufwendig entwässert werden . Auch Transportkosten können entsprechend reduziert werden . Im vorliegenden Fall sind zudem Zucker und andere Bestandteile bereits enthalten, sodass diese auch nicht mehr hinzugefügt werden müsse .
Der trockene Anteil an dem Hafermilchnebenstrom liegt zwischen 10 Gewichts-% und 90 Gewichts-% , in diesem Beispiel zwischen ca . 40 Gewichts-% und 70 Gewichts-% , wobei der reine Proteinanteil daran wie- derum zwischen 40 % und 80 % ausmacht .
Der Teig wird in einem Extruder bei Materialtemperaturen zwischen 110 ° C und 160 ° C und insbesondere zwischen 130 ° C und 150 ° C extrudiert . Danach wird das Extrudat durch eine Düse gepresst , wobei es allerdings aufgrund einer leicht veränderten Düsengeometrie und der Randbedingungen nur zu einer leicht ausgeprägten Anisotropie kommt . Daher sind dem Ausgang der Düse eine Bandwalze mit mehreren Walzenrollen nachgeschaltet . Ein vertikaler Abstand zwischen Walzenband und den einzelnen Rollen nimmt über die laterale Transportstrecke leicht ab, sodass das Extrudat bei j edem Durchgang leicht gepresst und wegen des kontinuierlichen Transports gedehnt wird .
Es hat sich in dieser Beispielgruppe herausgestellt , dass die Form, die Anzahl und Geschwindigkeit der Walzen eine Textur nicht nur verstärken, sondern in einem Extrudat auch erzeugen können . Dieser Effekt kann in allen Beispielgruppe beobachtet werden, wobei die in dieser Anmeldung gezeigten Walzenvorrichtungen j e nach Extrudatzusammenset- zung eine vorhandene Anisotropie verstärken, Stabilisierung oder auch erzeugen . Zudem hat sich gezeigt , dass durch anschließendes Walzen eine Festigkeit des fasrigen anisotropen Texturats reduziert wird . Damit wird einerseits die Anisotropie leicht verstärkt und zum anderen ergibt sich ein besseres und dem Schweine- oder Rindfleisch ähnlicheres Mundgefühl .
Beispielgruppe 4
Eine weitere Abwandlung der Beispielgruppe 3 liegt vor, indem eine mehrere verschiedene Proteingemische mit zusätzlichen Nebenstromprodukten kombiniert wird . Beispielweise kann wiederum ein Weizenproteingemisch mit einem Ackerbohnen- oder Erbsenproteingemisch vermengt werden, wobei zusätzlich noch ein weiteres Nebenstromprodukt hinzugefügt wird . Das Nebenstromprodukt kann dabei den größten Anteil an der gesamten Trockenmasse aufweisen, beispielsweise im Bereich zwischen 40 Gewichts-% und 70 Gewichts-% . In diesem Fall ist der Anteil an dem Weizenproteingemisch sowie dem weiteren Hülsenfruchtproteingemisch geringer und liegt zum Beispiel j eweils zwischen 10 Gewichts-% und 50 Gewichts-% an der Trockenmasse .
Es wurde in den Versuchen zu diesen Beispielen festgestellt , dass es möglich ist , direkt verschiedene Nebenstromprodukte zu verwenden und diese mit unterschiedlichen Proteingemischen zu kombinieren, die ihres als Isolat oder auch als Konzentrat vorliegen können . Die einzelnen Mengen an reinem Protein können sich zutatenabhängig unterscheiden, sodass unterschiedliche haptische , olfaktorische und auch sensorische Eigenschaften einstellbar sind . Allerdings ist der Proteinanteil insgesamt so gewählt , dass er in der Grundmischung und damit auch im Texturat zwischen 40 Gewichts-% und 70 % an der Trockenmasse liegt .
Die Mischung, die zudem auch noch Bestandteile an Salz umfasst , wird in einem Extruder bei einer Materialtemperatur von ca . 130 ° C bis ca . 150 ° C extrudiert . Ein größerer Temperaturbereich von 110 ° C bis 160 ° C ist möglich . Das Extrudat wird anschließend durch eine Dehnungsdüse gepresst , deren Querschnitt sich über eine kürzere Länge hinweg ( d . h . in etwa 3 bis 4 mal dem Querschnitt ) schnell verj üngt . Für eine Reduzierung einer Gleit- oder auch Haftreibung ist die Düse an der Innenseite mit Teflon beschichtet . Der austretende Texturatstrang des leicht anisotropen Texturats wird mehrmals gewalzt und damit in einen sowohl transversal also auch longitudinalen Streifen von etwa 5 mm Dicke und mehreren cm Breite geformt .
Er wird anschließend geschnitten und getrocknet , bis der Wasseranteil in etwa bei 30 % liegt . Die resultierenden Stücke sind in etwa 5 bis 7 , 5 mm dick und besitzen eine Breite von ca . 5 cm bis 7 , 5 cm und eine Länge bis zu 10 cm. Sie besitzen hinsichtlich ihrer Faserausrichtung und auch Faserlänge eine schnitzelähnliche Struktur .
Beispielgruppe 5
In der letzten Beispielgruppe wird anstatt eines Hafermilchnebenstroms ein Biertreiber als zusätzliche Quelle von Proteinen und anderen Inhaltsstoffen verwendet . Der Anteil des Biertreibers ist geringer als der Anteil als zumindest einer der anderen Proteine und liegt z . B . zwischen 5 Gewichts-% und 40 Gewichts-% bezogen auf die Trockenmasse der Grundmischung, insbesondere zwischen 10 Gewichts-% und 20 Gewichts- % . Als weitere Proteinquellen sind in dieser Beispielgruppe sowohl ein Hülsenfruchtproteingemisch als auch ein Weizenproteingemisch vorgesehen . Der Biertreiber umfasst einen reduzierten Feuchtigkeitsgehalt weniger als 20 % , sodass der Grundmischung zusätzlich noch Wasser zugeführt wird, bis der gesamte Feuchtigkeitsanteil zwischen 25 Gewichts- % und 55 Gewichts-% liegt , insbesondere auch unter 50 Gewichts! , z . B . zwischen 35 Gewichts-% und 47 Gewichts-% . Eine Verarbeitung erfolgt bei den oben genannten Temperaturbereichen . Je nach Menge des Biertreibers bildet sich eine unterschiedlich große Anisotropie am Ausgang einer normalen Dehnungsdüse aus , wie sie hier drin beschreiben ist . Die Anisotropie und auch Faserlänge scheint tendenziell abzunehmen, j e größer die Menge an Biertreiber wird . Durch einen nachgeschalteten Walzenschritt wird die Anisotropie j edoch wieder verstärkt , die Festigkeit reduziert und die Faserlänge auf mindestens das doppelte vergrößert . Hierfür wird das Texturat durch mehrere hintereinander angeordnete Walzenrollen geführt , deren Rotationsgeschwindigkeit nicht zu groß ist , sodass eine longitudinale Dehnung während einer größeren Strecke auf das Texturat ausgeübt wird .
Bei den verschiedenen Gruppenbeispielen sind die vorliegenden Proteinanteile in unterschiedlichen Größen vorhanden . Für j edes Beispiel sind mehrere Versuche durchgeführt , die in der nachfolgenden Tabelle dargestellt sind . Hierzu hat sich überraschend ergeben, dass neben Isolaten und Konzentraten auch Mehle , d . h . Proteingemische mit noch geringeren Proteinanteilen, d . h . weniger als 60 % bezogen auf die Trockenmasse in der gewünschten Form und Faserlänge werden können . Dieser Aspekt erlaubt es , fleischähnliche anisotrope Texturate und Produkte mit langen gerichteten Fasern und einem Wassergehalt von weniger als 40 % an der Gesamtmasse herstellen zu können . Dennoch kann der Proteingehalt über einen weiten Bereich, z . B . bis zu 60 Gewichts-% bezogen auf die Trockenmasse und darüber hinaus eingestellt werden, wobei das Texturat viele seiner sensorischen Eigenschaften beibehält .
Die mögliche Verwendung von Nebenstromprodukten, deren Proteingehalt oftmals schwankt oder geringer als in Konzentraten ist , erlaubt eine kostengünstigere Herstellung . Durch den vorgeschlagenen nachgeschalteten Walzenschritt lässt sich eine vorhandene Anisotropie nicht nur verstärken, sondern die Festigkeit des Texturats wird durch das Walzen reduziert . Das bedeutet , dass sich das Texturat leichter auseinanderziehen lässt und so noch ähnlicher zu der fasrigen Struktur verschiedener Fleischprodukte aus Schwein, Rind oder Kalb wird . Im Folgenden werden Verfahren, proteinhaltige Texturate sowie ein veganes Fleischersatzprodukt vorgestellt , die einige Aspekte des vorgeschlagenen Prinzips realisieren :
1 . Verfahren zum Erzeugen eines Texturats , umfassend die Schritte : Bereitstellen eines Proteingemisches , welches wenigstens ein Nicht-Hülsenfruchtproteingemisch, insbesondere ein Weizenproteingemisch, mit einem Gewichtsanteil zwischen 8 Gewichts-% und 72 Gewichts-% bezogen auf eine Grundmischung aufweist ;
Bereitstellen von Zucker oder Stärke mit einem Gewichtsanteil zwischen 0 , 1 Gewichts-% und 25 Gewichts-% bezogen auf die Grundmischung sowie Salz mit einem Gewichtsanteil zwischen 0 , 05 Gewichts-% und 5 Gewichts-% bezogen auf die Grundmischung ;
Zuführen von Wasser mit einem Gewichtsanteil zwischen 25 Gewichts-% und 50 Gewichts-% bezogen auf die Grundmischung zur Formung eines Breis ;
Extrudieren des Breis bei einer maximalen Temperatur zwischen 110 ° C und 160 ° C zur Bildung eines Extrudats ; longitudinales und/oder transversales Dehnungsverformen des Extrudats bei einer Temperatur von größer 100 ° C mittels Vortriebs des Extrudats durch eine Dehnungsdüse , ein Eingang der Dehnungsdüse eine unterschiedliche Form oder Querschnittsfläche als ein Ausgang der Dehnungsdüse aufweist .
2 . Verfahren nach Gegenstand 1 , bei dem der Schritt des Bereitstellens des Proteingemisches wenigstens eines der folgenden umfasst :
Bereitstellen eines Ackerbohnenproteingemisches mit einem Gewichtsanteil zwischen 20 Gewichts-% und 50 Gewichts-% ; und/oder Bereitstellen eines Ackerbohnenproteingemisches mit einem Gewichtsanteil zwischen 30 Gewichts-% und 40 Gewichts-% ; und/oder Bereitstellen einer Kombination aus einem Ackerbohnenproteingemisch mit einem Gewichtsanteil zwischen 10 Gewichts-% und 35 Gewichts-% und einem weiteren Hülsenfruchtproteingemisch mit einem Gewichtsanteil zwischen 10 Gewichts-% und 45 Gewichts-% ;
Bereitstellen eines Hülsenfruchtproteins mit einem Gewichtsanteil zwischen 10 Gewichts-% und 64 Gewichts-% . Verfahren nach einem der vorangegangenen Gegenstände , bei dem der Schritt des Extrudierens einen Schritt des Knetens des zugeführten Proteingemisch und Wassers bei einer ansteigenden Temperatur bis zu der maximalen Temperatur umfasst , wobei optional die maximale Temperatur im Bereich von 110 ° C bis 150 ° C und insbesondere zwischen 115 ° C und 135 ° C und insbesondere zwischen 120 ° C und 145 ° C liegt . Verfahren nach einem der vorangegangenen Gegenstände , wobei eine Temperatur des Texturats am Ausgang der Düse größer als 100 ° C ist . Verfahren nach einem der vorangegangenen Gegenstände , wobei bei dem Schritt des Dehnungsverformens die Strömungsgeschwindigkeit vergrößert wird; und/oder bei dem Schritt des Dehnungsverformens eine transversale Dehnung erzeugt wird, bei der sich eine Breite eines Eingangs der Düse zum Ausgang der Düse hin vergrößert und gleichzeitig eine Höhe eines Eingangs der Düse zum Ausgang der Düse verringert , wobei optional die Verringerung der Höhe stärker ist als die Zunahme der Breite ; und/ oder bei dem Schritt des Dehnungsverformens eine transversale Dehnung erzeugt wird, bei der sich eine Breite eines Eingangs der Düse zum Ausgang der Düse hin vergrößert , wobei optional eine maximale Breite der Düse dem 0 , 25 -fachen bis 4 -fachen einer Länge der Düse entspricht . Verfahren nach einem der vorangegangenen Gegenstände , bei dem der Schritt des Dehnungsverformens umfasst : abschnittsweise dehnungsverf ormen bei Temperaturen von größer 100 ° C, insbesondere durch Vortreiben des Extrudats , so dass eine Strömungsgeschwindigkeit vergrößert wird;
Vortreiben des Extrudats bei im Wesentlichen konstanter Strömungsgeschwindigkeit , wobei eine Zeit bei im wesentlichen konstanter Strömungsgeschwindigkeit größer ist als eine Zeit , während die Strömungsgeschwindigkeit vergrößert wird . Verfahren nach einem der vorangegangenen Gegenstände , bei dem während des Vortriebs die Dehnspannung zumindest in zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten geändert wird . Verfahren nach einem der vorangegangenen Gegenstände , weiter umfassend :
Kühlen des Extrudats auf eine Temperatur unter 100 ° C zur Bildung des Texturats nach dem Schritt des Dehnungsverformens . Verfahren nach einem der vorangehenden Gegenstände , weiter umfassend nach dem Schritt des Dehnungsverformens :
Zusammenpressen des verformten Texturats , insbesondere durch Rollen oder Walzen, wobei auf das Texturat Dehn- und/oder Scherkräfte ausgeübt werden;
Optionales Scheiden des Texturats . Verfahren nach einem der vorangehenden Gegenstände , bei dem der Schritt des Dehnungsverformens entlang einer Vortriebsrichtung des Extrudats erfolgt , und ein nachgeschaltetes weiteres Verformen durch Scherkräfte bewirkt wird, die entlang einer Dehnungsverformens unterschiedlichen Richtung verlaufen . Verfahren nach einem der vorangehenden Gegenstände , weiter umfassend : ein Frittieren des Texturats ; oder ein Kochen des Texturats ; oder ein Backen des Texturats ; oder ein Braten des Texturats ; oder ein Mikrowellenerhitzen des Texturats ; der ein Luf t-trocknen des Texturats ; oder ein Räuchern des Texturats ; oder eine Kombination mit mehreren der vorstehenden . Verfahren nach einem der vorangehenden Gegenstände , weiter umfassend eine Reihenfolge der oben genannten Schritte , nämlich ein
Extrudieren durch die Düse , gefolgt von Schneiden, gefolgt von
Rehydrieren optional auch mit einer Emulsion; oder
Extrudieren durch die Düse , gefolgt von Schneiden sowie Walzen, gefolgt von Rehydrieren; oder
Extrudieren durch die Düse , gefolgt von Wolfen; oder Extrudieren durch die Düse , gefolgt von Rehydrieren, gefolgt von Wolfen; oder
Extrudieren durch die Düse , gefolgt von Walzen, gefolgt von Wolfen; oder
Extrudieren durch die Düse , gefolgt von Walzen, gefolgt von Rehydrieren optional auch mit einer Emulsion, gefolgt von Wolfen . Proteinhaltiges Texturat , aufweisend : eine Grundmischung mit o wenigstens einem Hülsenfruchtproteingemisch, insbesondere einem Ackerbohnenproteingemisch bezogen mit einem Anteil zwischen 0 Gewichts-% und 64 Gewichts-% bezogen auf die Grundmischung; o einem vom Hülsenfruchtproteingemisch unterschiedliches zweites pflanzliches Proteingemisch, insbesondere einem Weizenproteingemisch mit einem Anteil zwischen 8 Gewichts- % und 72 Gewichts-% bezogen auf die Grundmischung ; o Zucker oder Stärke mit einem Anteil zwischen 2 Gewichts-% und 25 Gewichts-% bezogen auf die Grundmischung ; o Salz mit einem Anteil zwischen 0 , 25 Gewichts-% und 3 Ge- wichts-% bezogen auf die Grundmischung; ein Wassergehalt von weniger als 30 Gewichts-% , insbesondere weniger als 20 Gewichts-% bezogen auf das Texturat ; wobei das Texturat eine Faserlänge entlang einer Längsrichtung des Texturats größer als 10 cm ist oder eine Faserlänge des Texturats länger ist als eine Länge eines Stücks des Texturats ist . Proteinhaltiges Texturat nach Gegenstand 13 , bei dem das zweite pflanzliche Proteingemisch wenigstens eines der folgenden umfasst :
Weizenprotein;
Kürbisprotein;
Reisprotein;
Maisprotein;
Pilzprotein
Soj aprotein;
Rapsprotein Sonnenblumenprotein;
Kartoffelprotein;
Pilzmycel ; und
Pilz -Frucht körpe r .
15 . Proteinhaltiges Texturat nach einem der vorhergehenden Gegenstände 13 bis 14 , wobei Fasern des Texturats gepresst , geklopft , gehämmert , gewalzt oder gerollt sind; und/oder wobei das Texturat frittiert ist .
16 . Veganes Fleischersatzprodukt , insbesondere in Form eines Steaks , oder Gulasch aufweisend ein Texturat der vorhergehenden Gegenstände oder hergestellt mittels eines Verfahrens einem der vorhergehenden Gegenstände , bei dem das veganes Fleischersatzprodukt geschnitten und/oder gewalzt ist ; und wobei das vegane Fleischersatzprodukt durch Rehydrierung einen Feuchtegehalt im Bereich zwischen 20 Gewichts-% und 40 Gewichts-% aufweist .
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Extruderanordnung
3 Roller , Walzer , Pressmaschine
4 Schneider, Zerstückler
5 Bestäuber, Beschichter
6 Trockner , Fritierer
10 Schneckengetriebe
11a, 11b Extruderabschnitt
11c, l ld Extruderabschnitt
12a, 12b Schneckenabschnitt
12 c Schneckenabschnitt
14 Einlassmischer
15 Wasserzulauf
13 Ausstoßzone
20 Dehnungsdüse
21 Düsenkörper
22 Dehnungs ab schnitt
23 Düseneingang
24 Düse naus gang
25a, 25b Dehnungsabschnitt
25 c, 25d Vortriebsabschnitt
25e Vortriebsabschnitt
30 Körper
Ri , R2 Endquerschnitt
R3 r R« Innenquerschnitt
L Länge

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines anisotropen pflanzlichen Textu- rats , das Texturat umfassend einen Wasseranteil von weniger als 50 Gewichts-% und mehr als 50 Gewichts-% basierend auf der Trockenmasse an nicht-so abasierten Inhaltsstoffen, wobei ein Proteinanteil mehr als 30 Gewichts-% basierend auf der Trockenmasse umfasst , umfassend die Schritte :
Bereitstellen wenigstens eines Proteingemisches mit wenigstens 50 Gewichts-% basierend auf der Trockenmasse aus Inhaltsstoffen unterschiedlich von Soj a ;
Erzeugen einer Grundmischung aus dem bereitgestellten Proteingemisch und Wasser , sodass ein Wasseranteil an der Grundmischung im Bereich von 25 Gewichts-% bis 60 Gewichts-% beträgt ; Erzeugen eines Teigs aus der Grundmischung;
Extrudieren des Teigs mittels thermomechanischer Behandlung , wobei dieser während der Extrusion eine Materialtemperatur im Bereich von 110 bis 160 ° C erreicht ;
Ausüben eines ersten axialen und/oder transversalen Dehnung auf das Extrudat , insbesondere in einem Kanal mit einem sich ändernden Querschnitt zum Erzeugen eines Texturats ;
Schneiden des Texturats mit Dicken größer als 2 mm sowie Länge und Breite größer als 10 mm.
2 . Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem das Texturat einen Proteinanteil zwischen 35 und 60 % Proteinanteil basierend auf der Trockenmasse umfasst .
3 . Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , weiter umfassend :
Ausüben einer zweiten axialen und/oder transversalen Dehnung auf das Texturat , insbesondere durch Walzen des Texturats ; und/ oder Verstärken einer Anisotropie in dem Texturat durch Walzen des Texturats ; und/oder Pressen und Dehnen des Texturats ; und/oder Scheren des Texturats .
4 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem das Ausüben einer zweiten axialen und/oder transversalen Dehnung und/oder das Verstärken einer Anisotropie des Texturats umfasst : ein abschnittweises oder kontinuierliches Zusammenpressen des Texturats während des Vortriebs ; und/oder ein Walzen des Texturats durch zumindest zwei gegenüberliegende Walzen; und/oder ein Walzen mit wenigstens einer Walze , die einem Walzenband gegenüberliegend angeordnet ist ; ein Walzen des Texturats durch zwei gegenüberliegende angeordnete Bandwalzen, wobei diese j eweils ein durch mindestens zwei Rollen auf gespanntes und angetriebenes Walzenband umfassen; und/ oder ein Walzen des Texturats durch eine Bandwalze , welches ein durch mindestens zwei Rollen auf gespanntes und angetriebenes Walzenband umfasst sowie eine dem Walzenband gegenüberliegende Reihe von wenigstens einer Walzenrolle ; und/oder ein Walzen des Texturats mit unterschiedlich großen Walzen; und/ oder ein Walzen des Texturats mit Walzen mit unterschiedlicher Rotationsgeschwindigkeit umfasst ; und/oder ein Zusammenpressen, wobei zwei gegenüberliegend angeordneten Reihen von Walzenrollen j eweils eine unterschiedliche Geschwindigkeit aufweisen .
5 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , weiter umfassend einen Schritt eines Walzens , der ausgestaltet ist , eine Festigkeit des Texturats im Vergleich zur Festigkeit des Texturats vor dem Walzen zu reduzieren, insbesondere um 30 % bis 60 % zu reduzieren; und/oder eine durchschnittliche Faserlänge des Texturats um mehr als 10 mm und insbesondere mehr als 20 mm und insbesondere mehr als 30 mm zu erhöhen .
6 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , wobei eine Oberfläche des Kanals zumindest abschnittsweise eine geringere Gleitreibung aufweist als eine Oberfläche des Extruders , insbesondere bedingt durch eine andere Oberflächenbeschichtung, insbesondere aus einem aus Teflon und Keramik .
7 . Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche , wobei ein Ausüben einer ersten axialen und/oder transversalen Dehnung wenigstens eines der folgenden umfasst :
Vergrößern einer Strömungsgeschwindigkeit des Extrudats innerhalb des Kanals ;
Erzeugen einer transversalen Dehnung , bei der sich eine Breite eines Eingangs eines Kanals zum Ausgang des Kanals hin vergrößert und gleichzeitig eine Höhe eines Eingangs des Kanals zum Ausgang des Kanals verringert , wobei optional die Verringerung der Höhe stärker ist als die Zunahme der Breite ;
Dehnen des Extrudats entlang einer ersten Richtung senkrecht zur Vortriebsrichtung stärker als entlang der Vortriebrichtung sowie einer zweiten Richtung senkrecht zur Vortriebs- und ersten Richtung ;
Erhöhen einer Strömungsgeschwindigkeit in eine erste Richtung quer zur Vortriebsrichtung , während sie in eine andere zweite Richtung gleich bleibt oder geringer wird;
Erzeugen einer longitudinalen Dehnspannung auf das Extrudat ; und Erzeugen einer transversalen Dehnung, bei der sich eine Breite eines Eingangs des Kanals zum Ausgang des Kanals hin vergrößert , wobei optional eine maximale Breite der Düse dem 0 , 25-fachen bis 4-fachen einer Länge des Kanals entspricht .
8 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , weiter umfassend :
Trocknen, insbesondere Lufttrocknen, des geschnittenen Textu- rats bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 20 Gewichts-! und insbesondere weniger als 10 Gewichts-% .
9 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 weiter umfassend :
Hydratisieren des Texturats bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 40 Gewichts-% und 80 Gewichts-% und insbesondere zwischen 50 Gewichts-% und 70 Gewichts-% und insbesondere zwischen 55 Gewichts-% und 75 Gewichts-% .
10 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , weiter umfassend, insbesondere nach einem Trocknen oder Hydratisieren eines aus :
Braten des Texturats ;
Frittieren des Texturats ; Marinieren des Texturats ; Räucherns des Texturats ; Beschichten mit einer Emulsion; oder eine Kombination mit mehreren der vorstehenden .
11 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem der Schritt eines Bereitstellens wenigstens eines Proteingemisches umfasst :
Bereitstellen des Proteingemisches mit einem Proteinanteil zwischen 20 Gewichts-% und 95 Gewichts-% und insbesondere zwischen 25 Gewichts-% und 80 Gewichts-% und insbesondere zwischen 30 Gewichts-% und 70 Gewichts-% und insbesondere weniger als 60 Gewichts-% j eweils basierend auf der Trockenmasse des Proteingemisches ; und/oder Bereitstellen einer Kombination eines Proteingemisches aus wenigstens einem Hülsenfruchtproteingemisch und einem Nicht-Hül- senf ruchtproteingemisch; und/ oder Bereitstellen von nicht proteinhaltigen weiteren Zutaten, insbesondere einem oder mehreren aus Stärke , Polysacharide , Fette , Öle und Aromen .
12 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem der Schritt eines Erzeugens einer Grundmischung eine Anpassung des Feuchtigkeitsgehalts der Grundmischung derart umfasst , dass ein Proteinanteil in der Grundmischung mehr als 35 Gewichts-% und weniger als 60 Gewichts-% beträgt .
13 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem das bereitgestellte Proteingemisch eine Kombination aus einem Weizenproteingemisch und mindestens einem aus einem Hülsenfruchtproteingemisch, insbesondere einem Erbsenproteingemisch, einem Ackerbohnenproteingemisch und einem Hafermilchnebenstrom umfasst , wobei ein Anteil in der Trockenmasse an Weizenprotein an dem bereitgestellten Proteingemisch zwischen 10 Gewichts-% und 90 Ge- wichts-% und insbesondere zwischen 20 Gewichts-% und 70 Ge- wichts-% und insbesondere zwischen 40 Gewichts-% und 70 Ge- wichts-% und insbesondere zwischen 30 Gewichts-% und 60 Ge- wichts-% und insbesondere zwischen 10 Gewichts-% und 50 Ge- wichts-% liegt ; ein Anteil in der Trockenmasse des anderen Proteins an dem bereitgestellten Proteingemisch zwischen 35 Gewichts-% und 60 Ge- wichts-% und insbesondere zwischen 20 Gewichts-% und 80 Ge- wichts-% und insbesondere zwischen 40 Gewichts-% und 70 Ge- wichts-% und insbesondere zwischen 10 Gewichts-% und 50 Ge- wichts-% liegt .
14 . Verfahren nach Anspruch 13 , bei dem das bereitgestellte Proteingemisch weiterhin ein Hafermilchnebenstrom oder einen Biertreiber aufweist , wobei der Anteil in der Trockenmasse zwischen 10 Ge- wichts-% und 90 Gewichts-% und insbesondere zwischen 40 Gewichts-% und 70 Gewichts-% und insbesondere zwischen 5 Gewichts-% und 40 Gewichts-% oder zwischen 10 Gewichts-% und 20 Gewichts-% liegt .
15 . Verfahren nach Anspruch 13 oder 14 , bei dem ein Salzgehalt in der Trockenmasse an dem Proteingemisch weniger als 5 Gewichts-% beträgt und/oder bei dem ein Anteil in der Trockenmasse an Kohlenhydrate einschließlich Stärke und Zucker weniger als 20 Gewichts-% beträgt .
16 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem ein Anisotropieindex des Texturats gemessen bei einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 65 % und 75 % mehr als 1 , 25 und insbesondere mehr als 1 , 4 beträgt und insbesondere zwischen 1 , 5 und 2 liegt .
17 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem eine Faserlänge größer ist als 15 mm und insbesondere im Bereich zwischen 15 mm und 25 mm und insbesondere zwischen 20 mm und 30 mm liegt .
18 . Proteinhaltiges Texturat , umfassend ein erstes Proteingemisch mit einem Nicht-Hülsenfruchtprotein, insbesondere einem Weizenprotein, mit einem Anteil zwischen 10 Gewichts-% und 90 Gewichts-% und insbesondere zwischen 20 Ge- wichts-% und 50 Gewichts-% basierend auf der Trockenmasse , ein zweites Proteingemisch insbesondere mit einem Hülsenfruchtprotein oder einem Nebenstromprodukt mit einem Anteil zwischen 10 Gewichts-% und 90 Gewichts-% und insbesondere zwischen 20 Gewichts-% bis 70 Gewichts-% und insbesondere zwischen 20 Ge- wichts-% bis 50 Gewichts-% basierend auf der Trockenmasse ; einen Feuchtigkeitsanteil im Bereich weniger als 50 Gewichts-% und insbesondere weniger als 40 Gewichts-% ; wobei ein Proteinanteil in dem Texturat einen Anteil zwischen 35 Gewichts-% und 60 Gewichts-% an der Trockenmasse aufweist ; wobei das Texturat Fasern mit einer Vorzugsrichtung und einer Länge von mehr als 10 mm und insbesondere mehr als 15 mm aufweist .
19 . Proteinhaltiges Texturat nach Anspruch 18 , wobei ein Anisotropieindex des Texturats zwischen bei einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 65 % und 75 % mehr als 1 , 25 und insbesondere mehr als 1 , 4 beträgt und insbesondere zwischen 1 , 5 und 2 liegt .
20 . Proteinhaltiges Texturat nach Anspruch 18 oder 19 , bei dem das Nebenstromprodukt eines aus einem Hafermilchnebenstrom, einem Erbsenmilchnebenstrom und einem Fabamilchnebenstrom aufweist , mit einem Anteil an der Trockenmasse zwischen 25 Gewichts-% und 80 Ge- wichts-% und insbesondere zwischen 30 Gewichts-% und 75 Gewichts-% und insbesondere zwischen 40 Gewichts-% und 70 Gewichts-% aufweist .
21 . Proteinhaltiges Texturat nach Anspruch 18 , weiter umfassend ein drittes Proteingemisch aus einem Nebenstromprodukt , insbesondere eines aus Hafermilchnebenstrom, Fabamilchnebenstrom, Erbsenmilchnebenstrom und Biertreiber , mit einem Anteil zwischen 5 Gewichts-% und 70 Gewichts-% und insbesondere zwischen 5 Gewichts-% und 40 Gewichts-% und insbesondere zwischen 40 Gewichts-% und 70 Gewichts-% und insbesondere zwischen 10 Ge- wichts-% und 20 Gewichts-% .
22 . Proteinhaltiges Texturat nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , bei dem der Feuchtigkeitsanteil im Bereich weniger als 25 Gewichts-% und insbesondere weniger als 15 Gewichts-% liegt .
23 . Proteinhaltiges Texturat nach einem der Ansprüche 18 bis 22 , bei dem das Texturat mariniert ist ; und/oder gekocht ist , insbesondere in einer Marinade ; und/oder gebraten ist ; oder frittiert ist ; oder mit einer Emulsion überzogen ist ; oder mit einer Panade überzogen ist ; oder geräuchert ist .
24 . Proteinhaltiges Texturat nach einem der Ansprüche 18 bis 23 , bei dem der Anisotropieindex des Texturats eine maximale Abweichung von 10 % zu einem Anisotropieindex aus einem von Schweinefleisch, insbesondere Schweineschnitzel , Minutensteaks , Schweinesteaks und Schweinefilet , Rindfleisch, insbesondere Rindersteak, Rinderfilet , Kalb , insbesondere Kalbschnitzel und Kalbfilet aufweist .
25 . Verarbeitetes Texturat mit einem proteinhaltigen Texturat nach einem der Ansprüche 18 bis 24 , wobei das verarbeitete Texturat einen Feuchtigkeitsgehalt durch Hydratisierung zwischen 40 Gewichts-% und 110 Gewichts-% und insbesondere zwischen 45 Gewichts-% und 70 Gewichts-% und insbesondere mehr als 55 Gewichts-% aufweist .
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