Mit Hilfe des Extrusionsverfahrens lässt sich Weizen- oder Leguminosenprotein, z.B. aus Soja, Erbsen oder Lupine, isoliert in eine faserförmige, fleischähnliche Struktur überführen. Werden im Anschluss Fett, Aromen und/oder Farbstoffe zugegeben, kann das so erzeugte texturierte Pflanzenprotein nach Quellen in Wasser zu eigenständigen Fleischersatzprodukten oder zu verschiedenen, in der Lebensmittelindustrie verwendeten Zutaten verarbeitet werden. Ziel des Extrusionsprozesses ist es, ein Texturat von einheitlicher Farbe und Textur herzustellen. Nach dem Quellen in Wasser soll eine fein laminare oder fibrilläre Struktur sichtbar bzw. erfühlbar sein. Das Texturat darf nicht zu weich sein und soll in Aussehen, Biss und Geschmack „Original-Fleisch“ sehr nahe kommen. Diese Anforderungen werden erreicht, wenn das Protein gut aufgeschlossen wird und die Stärke gleichmäßig und vollständig in die Proteinmatrix eingebettet ist. Der Food-Extruder ZSK von Coperion bietet dafür die optimalen Voraussetzungen.
Der Prozess
Das Texturieren von Pflanzeneiweiß mit dem ZSK Food-Extruder beschreibt einen typischen Kochextrusionsprozess. Dabei wird eine proteinreiche Pulvermischung oder ein Pflanzenproteinkonzentrat mit zumeist ca. 70 % Proteingehalt im ZSK Food-Extruder mit Wasser vermischt und hydratisiert. Anschließend wird die Masse im ZSK-Verfahrensteil geschert, geschmolzen und denaturiert. Die Faser- und Stärkeanteile werden fein dispergiert und eingearbeitet. Sie tragen dazu bei, die Textur des Extrudats zu lockern. Die Temperaturen im Prozessraum sind zumeist sehr hoch, um eine gute texturierte Struktur zu erzielen, jedoch ohne das Produkt zu bräunen.
Der Anlagenaufbau
Pulverförmige Pflanzenproteine oder Vormischungen sowie ggf. Additive werden über gravimetrische Dosierer von Coperion K-Tron in das Einlaufgehäuse des ZSK-Verfahrensteils dosiert. Das benötigte Wasser wird über Einsprühdüsen, die ebenfalls gravimetrisch geregelt sind, in den Prozessraum des Extruders injiziert. Es besteht die Möglichkeit, den thermomechanischen Extrusionsprozess durch direkte Injektion von Dampf in das ZSK-Verfahrensteil zu unterstützen. Auf diesem Weg können besondere Texturen erzielt und der Prozess wirtschaftlicher betrieben werden.
Zunächst werden das Wasser und das Pulver vermischt und angeteigt, bevor die Masse durch mechanische Energieeinleitung erwärmt wird. Dabei werden die Stärken gelatinisiert, die Proteine denaturiert und alles zu einem homogenen Produkt verarbeitet. Zusätzliche Flüssigkeiten wie Aromen oder sonstige Komponenten können dem Verfahrensteil stromab zugegeben und in die Masse eingearbeitet werden. Am Ende des ZSK Food-Extruders wird die heiße Proteinmasse durch eine Formdüse so ausgetragen, dass sich orientierte, feine Fasern ausbilden. Das Produkt expandiert beim Austritt aus der Düse und erhält eine schaumig-lockere, fibrilläre bzw. laminare Struktur. Mit Hilfe der zentrischen Granulierung ZGF von Coperion wird das Texturat geformt und direkt an der Düsenplatte auf die gewünschte Länge geschnitten.
