DE2023810C3

DE2023810C3 - Verfahren zur Herstellung von Proteinfäden aus Proteinmaterial

Info

Publication number: DE2023810C3
Application number: DE2023810A
Authority: DE
Inventors: Christopher Wilson St. Louis Frederiksen; Wilhelmus Kirkwood Heusdens; Ralph Anthony Ballwin Hoer
Original assignee: Ralston Purina Co
Current assignee: Nestle Purina PetCare Co
Priority date: 1969-05-19
Filing date: 1970-05-15
Publication date: 1979-03-22
Also published as: DE2023810A1; SE376537B; FR2048462A5; DE2023810B2; NL163575B; IL34296A0; GB1269769A; NL163575C; ES378568A1; NL7006272A; BE750521A; JPS5025535B1; IL34296A

Description

Ciie Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Proteinfäden aus Proteinmaterial, bei dem das Proteinmaterial mit Wasser gemischt, das Gemisch durch eine Wärmeaustauschzone geführt, dabei erhitzt und dann durch eine einen Gegendruck von 3,43 bar bis 343 bar erzeugende Düse in eine Sammelzone ausgepreßt wird.

Ernährungswissenschaftler sind seit einiger Zeit bestrebt, Proteinfaserprodukte herzustellen, die sich aus faserlosen eßbaren Proteinausgangssubstanzen herstellen lassen. Der Mangel an Protein für den menschlichen Bedarf ist das drängendste Ernährungsproblem der heutigen Zeit. Das Problem steht mit der Schwierigkeit in Verbindung, schmackhafte Proteinnahrungsmittel aus den vorhandenen Proteinquellen zu schaffen. Viele Proteinquellen, beispielsweise tierische Proteinkonzentrate und Nebenprodukte, Getrei-

deproteine, Ölfruchtprotein und Protein von Mikroorganismen sind bisher für die menschliche Nahrung nicht voll ausgeschöpft worden, weil sie nicht in einer Form vorliegen, die für den menschlichen Gebrauch annehmbar ist. Vom Menschen wird das

ίο Mundgefühl von Fleisch bevorzugt, das ein definitives Gefüge und eine faserige Qualität hat. Die meisten tierischen Proteinkonzentrate und Nebenprodukte, Getreideproteine, Ölfruchtproteinkonzentrate und Proteinkonzentrate, die von Mikroorganismen stam men, sind in Pastenform oder in amorpher Pulverform vorgesehen. Um tierisches Protein, Ölfruchtprotein und Protein von Mikroorganismen auszunutzen, ist es wünschenswert, sie so zu behandeln, daß t'nien eine Gefüge- oder Faserqualität verliehen wird, die dem menschlichen Geschmack entspricht.

Ernährungswissenschaftler haben ihre Zuflucht zu einer Vielzahl von Methoden genommen, um Gelfügeprotein herzustellen. Die gängigste und erfolgreichste Methode ist das Naßspinnverfahren das aus der US- Patentschrift 2730447 bekanntgeworden ist. Das Naßspinnverfahren erzeugt Fasern durch Strangpressen einer Vielzahl feiner Ströme einer wäßrigen Proteinlösung in ein chemisches Gerinnungsbad. Das Protein gerinnt in feine Fasern, die zusammengefaßt

jo und behandelt werden, um eßbares Protein mit einem festen Gefüge zu bilden. Andere Verfahren zur Behandlung von Gefügeprotein bestehen darin, daß proteinartige Substanzen stranggepreßt werden, wie das aus der US-Patentschrift 3 142371 bekanntgeworden ist.

Aus der US-PS 3 047 395 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Proteinaufschlämmung in einem Autoklaven unter Rühren rasch erhitzt und abgekühlt wird. Hierbei wird ein stückiges Proteinprodukt, z. B. in

•to Form von Stücken, Schnitzeln oder Lappen erzeugt. Ein Produkt aus Proteinfäden oder Proteinfasern wird bei diesem Verfahren nicht erhalten.

Das gattungsgemäße Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Proteinfäden gehört durch die NL-OS 6617642 zum Stand der Technik. Beim bekannten Verfahren wird ein angefeuchtetes, proteinhaltiges Pflanzenmaterial, das einen Feststoffgehalt von 80 bis 60% und einen Feuchtigkeitsgehalt von 20 bis 40% aufweist, vorzugsweise auf einen pH-Wert

Ή) von 7,5 bis 8,7 alkalisiert, dann kontinuierlich in einem Extruder erhitzt, dabei von der Schnecke mechanisch durchgearbeitet und anschließend zur Bildung der Proteinfaser durch die den Gegendruck erzeugende Düse in eine Zone niedrigen Druckes gepreßt.

Bei der Extrusion der Masse in den Raum niedrigen Drucks tritt eine Druckentspannung und eine Verdampfung des Wassers ein. Hierdurch wird das Extrusionsprodukt expandiert und aufgebläht. Beim vorbekannten Verfahren werden keine diskreten Proteinfä- den hergestellt, sondern ein poröser Faden.

Der vorliegenden Erfindung Hegt die Aufgäbe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung diskreter Proteinfäden anzugeben, die zart und mild sind. Es wird angestrebt, daß die Fäden direkt in Fleischersatz oder anderen Produkten aufgenommen werden können, für einen angenehmen Geschmack und ein angenehmes KaugefUhl sorgen und so ein Nahrungsmittel bilden, das auch für den menschlichen Konsum annehm-

bar ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Stand der Technik erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Ein erfindungiiwesentliches Merkmal des beanspruchten Verfahrens besteht darin, daß die Aufschlämmung nur einen Feststoffgehalt von 0,3 bis 35 Gew.% aufweist und in dieser Aufschlämmung das Protein durch zusätzliche Maßnahmen in eine besonders reaktionsfähige Form gebracht wird. Das Protein wird erfindungsgemäß in einer reaktionsfähigen Form in einer Aufschlämmung in die Wärmeaustauschzone gebracht. Unter diesen Voraussetzungen bilden sich die diskreten Proteinfäden aus.

Für bestimmte ölfruchtfleische kann ein Feststoffgehait von über 20% erforderlich sein. Nachdem die proteinhaltige Aufschlämmung die Wärmeaustauschzone durchlaufen hat, wird sie abgekühlt und in eine Sammelzone gepumpt. Aus dieser Sammelzone können die Proteinfäden entnommen werden.

Es können eine Vielzahl proteinhaltiger Materialien verwendet werden, um Proteinfäden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellen:

tierische Proteine, wie Eiweiß und Kasein; Protein von Mikroorganismen, beispielsweise Bierhefe, Pilzhefe oder Petroprotein; pflanzliche Proteine wie Sesammehl, Baumwollmehl oder Erdnußmehl.

Insbesondere wird Soja und deren isolierte Proteinkonzentrate bevorzugt. Extrahierte und isolierte Proteinkonzentrate sind gut geeignet zur Herstellung von Proteinfäden naih dem erfindungsgemäßen Verfahren. Im Normalfall haben dj·; Kon: -ntrate und Isolationsprodukte einen Proteinpehalt von 70 bis 95 Gew.%. Die Verwendung dieser Materialien führt zu einem besonders milden Proteinverfahren.

Die genaue Reaktion, die zur Herstellung der Faser führt, ist unbekannt. Es dürfte jedoch so sein, daß das Protein unter den Temperatur- und Druckbedingungen des Verfahrens reagiert, um langgestreckte multimolekulare Proteinpolymere herzustellen. Damit das Verfahren das zur Reaktion gebrachte Protein in langgestreckten Fäden herstellt, die am erstrebenswertesten sind, wird das Proteinausgangsmaterial in die ausreichend reaktionsstarke Form gebracht.

Das ist besonders wichtig, wenn das Ausgangsmaterials ein ölsaatmehl ist, beispielsweise in der Form von Sojamehl oder Sojaflocken. Das proteinhaltige Material soll von dem faserigen Zellenmaterial befreit sein, das es umgibt, und es soll an den Oberflächen des Zellenmaterials vorhanden sein. Das proteinhaltige Material soll in einem hydratisierten oder löslichen Zustand sein, um eine Reaktion einzugehen. Wenn das Ausgangsprotein nicht in einer reaktionsfähigen Form vorhanden ist, wird es auf verschiedene Weise hydratisiert oder löslicher gemacht: durch Feinmahlen eines wäßrigen Breis des Proteins; durch Änderung des pH-Wertes einer wäßrigen Lösung des Proteins, entweder durch Erhöhung des Ph-Wertes auf einen Punkt, der erheblich über dem isoelektrischen Punkt liegt, oder durch Senken des pH-Wertes auf einen Punkt, der unter dem isoelektrischen Punkt liegt; und durch eine Kombination der beiden Behandlungen, nämlich des Feinmahlens und der Änderung des pH-Wertes. Dabei ist sorgfältig vorzugehen, wenn der pH-Wert des Proteins verändert wird, damit das Material nicht auf einen Punkt hydrolysiert wird, bei dem es keine Reaktion eingeht, wenn es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitet wird. Ein hoher pH-Wert zwischen etwa 8 und 12 hat sich als gut geeignet erwiesen. Nachdem das proteinhaltige Material behandelt worden ist, um es ausreichend re aktionsfähig zu machen, wird der pH-Wert des Breis erneut auf den Bereich des isoelektrischen Punktes eingestellt, beispielsweise zwischen 4 und 6 bei Sojaprotein. Danach kann die Aufschlämmung zur Reaktion gebracht werden.

ίο Wenn die richtigen Reagenzmittel verwendet werden, kann es möglich sein, die Proteinfäden über einen viel breiteren pH-Wert hinweg herzustellen. Die Salze und Hydroxide bestimmter mehrwertiger Metalle wirken als Vernetzungsmittel, die eine Reaktion zur Herstellung von Proteinfäden aus einer Aufschlämmung ermöglichen, die einen pH-Wertbereich von etwa 4 bis 10 hat. Geeignete Vernetzungsmittel können Calciumhydroxid, Calciumchlorid, Aluminiumsulfat und andere Salze und Hydroxide zweiwertiger und dreiwertiger Metalle sein, beispielsweise Magnesium und Kupfer. Die mehrwertigen Metallionen dürften die Reaktion begünstigen oder an der Reaktion teilnehmen, die zur Herstellung der Proteinprodukte führt.

Der Zusatz des Phosphations ist vorteilhaft, insbesondere wenn das Ausgangsmaterial Protein mäßiger Reinheit enthält, beispielsweise in der Form von Sojaflocken, die etwa 50% Protein enthalten. Trinatriumphosphat ist ein zweckmäßiges Reagenzmittel, das

jo verwendet werden kann, um Phosphationen zu liefern, da es zur Ausführung zweier Funktionen verwendet werden kann. Das Trinatriumphosphat liefert die benötigten Phosphationen und erhöht auch den pH-Wert auf einen Punkt, der ausreichend weit über dem

)5 isoelektrischen Punkt liegt, um das proteinhaltige Material reaktionsfähiger zu machen.

Die Reaktion geht vonstatten als eine Funktion der Zeit, der Temperatur und des Drucks. Temperaturen bis hinab zu 73° können zufriedenstellend sein, um die Proteinfäden herzustellen, je nach dem verwendeten Protein. Temperaturen zwischen etwa 115 und 158° C sind vorzuziehen, insbesondere für Sojaprotein oder Eiweiß. Das Protein zersetzt sich, wenn es zu lange bei zu hoher Temperatur erhitzt wird. Nach dem Erhitzen des Proteins kann es einer Kühlung unterzogen werden, und die Kühlung wird im allgemeinen auf eine Temperatur von 72-99° C vorgenommen, je nach dem verwendeten Proteinmaterial. Die Düse, die zur Erzeugung des Gegendrucks von 3,43 bar bis 343 bar dient, kontrolliert die Form des Produktes. Im allgemeinen haben sich runde Drosseln als zufriedenstellend erwiesen, die einen Durchmesser von zwischen 0,38 und 0,75 mm haben. Für bestimmte Anwendungsfälle haben sich auch rechteckige Dros selöffnungen als zufriedenstellend erwiesen. Zur Her stellung flacher Fäden ist eine rechteckige Drosselöffnung verwendet worden, die Abmessungen von 9,525 X ca. 1,6 mm hatte.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einem

60. zarten, milden Proteinfaden, der direkt in Fleischersatzoder anderen Produkten aufgenommen werden kann und für einen angenehmen Geschmack und für ein angenehmes Mundgefühl sorgt. Es ist somit ein Produkt gegeben, das aufgrund seiner Struktur für viele Anwendungsfälle geeignet ist, insbesondere auch für den Fleischersatz für menschlichen Genuß. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, das milde Nahrungsmittel direkt aus Proteinquellen her-

zustellen, beispielsweise ölsaatprotein, bei dem ein hoher Anteil unerwünschter Komponenten vorhanden ist, beispielsweise nebengeschmackbildende Stoffe und zu Blähsucht führende Verbindungen, ohne daß die Notwendigkeit besteht, Spülschritte zwischenzuschalten. Der Ausgangsstoff für das Verfahren braucht nicht ein Protein mit hoher Reinheit zu sein. Man kann von Stoffen mit nur mäßigem Proteingehalt ausgehen. Das erzeugte Produkt hat einen hohen Proteingehalt und kann direkt in Fleischersatz, Fleischstreckmittel oder andere Proteinprodukte aufgenommen werden, ohne daß extensive Spülschritte erforderlich sind. Das Verfahren kann mit Hilfe einfacher Apparate durchgeführt werden und erfordert keine großen Mengen ain Reaktionschemikalien. Das Verfahren ist preiswerü und läßt sich leicht durchführen.

Nachfolgend wird das. Verfahren anhand mehrerer Beispiele erläutert:

Beispiel 1

9,072 kg Lösungsmittel extrahierte'- Sojaitocken wurden mit 36,29 kg Wasser aufgeschlämmt. Ca(OH)₂ wurde zugesetzt, um den pH-Wert der Schlämme auf 10,3 zu erhöhen. Die Schlämme wurde in einer Fitz-Mühle gemahlen, 30 Minuten stehengelassen, der pH-Wert wurde auf 4,5 gebracht, indem 50%ige H₂SO₄-Lösung zugesetzt wurde, und die Schlämme wurde erneuit gemahlen. Der Feststoffgehalt der Schlämme betmg etwa 20 Gew.%, und sie hatte eine Proteinreinheit von etwa 57%. Die Schlämme wurde unter einem Druck von etwa 13,73-68,65 bar durch einen Vierfach-Wärmeaustauscher gepumpt, der aus 27 m '/„-Zoll-Edelstahlrohr in einem 6-ZolI-Rohr bestand. Die Temperatur des Wärmeaustauschers wurde auf 143,5° C eingestellt. Die Schlämme wurde dann auf 85 ° C abgekühlt, indem sie durch einen Kühler geleitet wurde. Die gekühlte Schlämme wurde durch eine Düse, die einen Durchmesser von 0,7112 mm hatte, in eine Sammelzone gedrückt. Das Protein wurde in der Form kleiner, spezifisch gefaserter Partikel gewonnen.

Beispiel 2

22,68 kg Sojabohnenflocken, die 50 Gew.% Protein enthielten., wurden auf einr Partikelgröße gemahlen, so daß 99% des Materials durch ein Sieb ging, das eine Maschenzahl von 200 nach dem US-Standard hatte. Das gemahlene Material wurde dann mit 32,66 kg Wasser und 0,91 kg Na₃PO₄ 30 Minuten lang auf geschlämmt, um eine Schlämme zu bilden, die 35 % Feststoffanteile und einen pH-Wert von 8,0 hatte. Der pH-Wert der Schlämme wurde auf 5,0 gebracht, indem 4000 ml einer 25%igen Zitronensäurelösung zugesetzt wurden. Die Schlämme wurde durch den im Beispiel 1 beschriebenen Wärmeaustauscher unter einem Pumpendruck von 137,3-206 bar und einer Wärmeaustauschertemperatiir von 143,5-149° C gepumpt. Die behandelte Schlämme wurde durch eine rechteckige Düse auf ein Sieb gedrückt, die eine Größe von 1,59 x 12,70 mm hatte, Sobald die behandelte Schlämme die Düse verließ, wurde der dem Wärmeaustauscher zugeleitete Schlämmestrom unterbrochen, und ein Strom kalten Wassers wurde durch die Anlage gepumpt. Nachdem die die Düse verlassende Substanz klar wurde, wurde die Schlämme erneut der Anlage zugeleitet. Das abwechselnde Durchleiten der Schlämme und des kalten Wassers wurde ständig wiederholt. Vom Sieb wurden leichte milde Fasern gewonnen. Die gewonnenen Fasern enthielten etwa 50% Protein auf Naßbasis. Auf Trockenbasis reduzierte sich die Stachyose (Blähsuchtfaktor) von 6% auf 1'/,%.

Beispiel 3

22,68 kg gemahlener proteinhaltiger Flocken (50% Protein) wurden mit 35,84 kg Wasser und 0,91 kg Na₃PO₄ aufgeschlämmt, indem eine Vermahlung in einer Fitz-Mühle erfolgte. Der pH-Wert der Schlämme betrug etwa 8,0. Der pH-Wert der Schlämme wurde auf 4,5 gesenkt, indem eine 5()%ige Zitronensäurelösung zugesetzt wurde. Die Schlämme wurde durch den im Beispiel 1 beschriebenen Wärmeaustauscher bei einem Pumpendruck von 68,65-206 bar und einer Wärmeaustauschertemperatur von 138° C gedrückt. Die behandelte Schlämme wurde durch eine Düse mit einem Durchmesser von 1,32 mm in eine Sammelzone gedrückt, indem die in Beispiel 2 beschriebene abwecuselnde Methode der Durchleitung von Schlämme und kaltem Wasser angewendet wurde. Lange milde Fasern wurde gewonnen, die etwa 50% Protein enthielten.

Beispiel 4

Die nach dem Beispiel 3 hergestellte Schlämme wurde durch den im Beispiel 1 beschriebenen Wärmeaustauscher mit einem Pumpendruck von 206 bar und

jo einer Wärmeaustauschertemperatur von 138° C gepumpt. Die behandelte Schlämme wurde durch eine Düse mit einem Durchmesser von 1,32 mm gedrückt, die in einem Bad kalten Wassers untergetaucht war. Kurze abgehackte Fasern wurden aus dem Wasserbad gewonnen. Die Fasern waren hell und mild und enthielten 72% Protein.

Beispiel 5

Die nach Beispiel 3 hergestellte Schlämme wurde durch den im Beispiel 1 beschriebenen Wärmeaustauscher mit einem Pumpendruck von 20,6 bar und einer Wärmeaustauschertemperatur von 149° C gepumpt. Die behandelte Schlämme wurde durch eine Düse mit einem Durchmesser von 1,32 mm in einp Sammelzone gedrückt. Aus der Sammelzone wurde ein durchgehender Faden gewonnen. Der gewonnene Faden war hell und mild und enthielt 53% Protein. Die gewonnene Faser konnte mit anderen Stoffen kombiniert werden, um ein Fleischstreckmittel hoher Qualität herzustellen. Um ein Fleischstreckmittel guter Qualität herzustallen, wurden 58 Gewichtsteile der gewonnenen Fasern mit 48 Gewichtsteilen Wasser und 4Gewichtsteilen aus einem Gemisch gemischt, das aus Snb% Eiweiß, Molke und einem Tracer bestand. Das Fleischstreckmittel konnte bis zu 50 Gew.% Brotpastete bei Vermengen mit magerem Muskelfleisch einnehmen. Die gestreckten Pasteten hatten einen guten fleischartigen Geschmack und ein fleischartiges Gefüge. Das Fleischstreckmittel hatte den zusätzlichen

bo Vorteil, daß die Feuchtigkeit und das Fett beim Braten gehalten wurden, was ein Schrumpfen verhindert und den Nährwert des Fleisches verbessert.

Beispiel 6

100 Teile Sojamehl (50% reines Protein), 35 Teile Pflanzenfett, 5U Teile einer 2()%igcn Lösung Trinatriumphosphat und 125 Teile Wasser wurden zusammen aufgeschlämmt. Der pH-Wert der Schlämme wurde

auf 5.0 gebracht, indem der Schlämme 40 Teile einer gesättigten Zitronensäurclösung zugesetzt wurden. Die Schlämme wurde durch einen Dampfstrahlwärmcaustauschcr gepumpt, in dem Dampf direkt in die Schlämme eingepumpt wurde, um die Temperatur der Schlämme auf 15 1,5 ° C zu erhöhen. Die Aufenthaltszeit im Wärmeaustauscher betrug etwa 4 Sekunden. Die Schlämme wurde durch eine runde Düse gedrückt und gekühlt, indem sie etwa 60 cm durch Umgebungsluft in eine Sammelzone fiel. Ein Gegendruck von 4,12 bar wurde im System aufrechterhalten. Das Produkt wurde in der Form kleiner getrennt gcfascrter Partikel yvonnen.

Beispiel 7

Ein getrocknetes Sojaproteinisolationsprodukt, das unter dem Warenzeichen EDI-PRO-A von der Firma Ralston Purina Company bezogen wurde, wurde mit Wasser auigeschiämmi, wobei der pH-Wert mit NaOH-Lösung auf etwa 10 gebracht wurde. Das Protein wurde niedergeschlagen, indem der pH-Wert der Schlämme mit 85%iger H,PO₄-Lösung auf 4,5 gesenkt wurde. Das hydratisierte Protein wurde ausgeschieden und mit Wasser mit einem Feststoffgchalt von 25 Gcw.% aufgeschlämmt. Die Proteinreinheit der Feststoffe betrug etwa 95%. Der pH-Wert der Schlämme wurde dann durch Zusetzen von 50%iger NaOH-Lösung auf 5.0 erhöht. Die Schlämme winde bei einem Druck von 343 bar durch einen Vierfachwärmeaustauscher gepumpt, der aus 27 m '/„-Zoll-Edelstahlrohr in 6-Zoll-Rohr bestand. Die Temperatur des Wärmeaustauschers wurde auf 149° C eingestellt. Die Aufenthaltszeit im Wärmeaustauscher bei diesem Druck betrug etwa 5 Minuten. Die Schlämme durchlief den Wärmeaustauscher, wurde durch eine runde Düse mit einem Durchmesser von 0.333 mm gedruckt und abgekühlt, indem sie 6.6 m durch Umgebungsluft in einen Sammelkasten fiel. Die Fasern wurden gewonnen, und das überschüssige Wasser wurde durch Schleudern entfernt. Die Fasern waren hell und zart und hatten ein Länge von 40-60 mm. einen Durchmesser von etwa 0,4 mm und einen Feuchtigkeitsgehalt von 55-60 Gew.%. Die gewonnenen Fasern konnten mit anderen Stoffen kombiniert werden, um ein Fleischstreckmittel hoher Qualität zu bilden. Um ein Fleischstreckmittel hoher Qualität herzustellen, wurden 48 Gewichtsteile der gewonnenen Fasern mit 48 Gewichtsteilen Wasser und 4 Gewichtsteilen eines Gemisches gemischt, das aus Salz, Eiweiß. Molke und einem Tracer bestand. Das Fleischstreckmittel kannte bis zu 50 Gew.% Frikadellenpastete in Vermengung mit magerem Muskelfleisch einnehmen. Die gestreckten Pasteten hatten einen guten fleischartigen Geschmack und ein gutes fleischartiges Gefüge. Das Fleischstreckmittel hatte den zusätzlichen Vorteil, beim Braten die Feuchtigkeit und das Fett zu halten, was ein Schrumpfen verhindert und den Nährwert des Fleisches verbessert.

Beispiel 8

Eine nach Beispiel 7 hergestellte Schlämme hatte einen pH-Wert von 4,5. Die Schlämme wurde beim pH-Wert von 4,5 durch das in Beispiel 7 beschriebene Verfahren behandelt, und die hergestellten Fasern wurden ausgeschieden und geschleudert, um überschüssiges Wasser zu entfernen. Die Fasern waren hell und zart und hatten eine Länge von 15—30 mm. Sie hatten einen Feuchtigkeitsgehalt von 55—60 Gew.% und konnten als zartes Fleischstreckmittcl verwendet werden, wie das im Beispiel 1 erläutert worden ist.

Beispiel 9

■"> Eine nach Beispiel 7 hergestellte Schlämme wurde durchzusetzen von 50%iger NaOH-Lösung auf einen pH-Wert von 5,5 gebracht. Die Schlämme wurde durch das im Beispiel 1 genannte Verfahren behandelt, und es wurden Fasern produziert, die denen im in Beispiel 7 ähnlich waren.

Beispiel K)

Eine nach Beispiel 7 hergestellte Schlämme wurde durch Zusetzen von Ca(OH)₂ auf einen pH-WVi ι von ι-') 5,0 gebracht. Die Schlämme wurde nach dem im Beispiel 7 beschriebenen Verfahren behandelt, und es wurden Fasern fjcwonnen, die denen im Beispiel 7 ähnlich waren.

,„ B e i s ρ i e I 1 1

Eine nach Beispiel 7 hergestellte Schlämme wurde durch Zusetzen von Ca(OH)₂ auf einen pH-Wert von 6.0 gebracht. Die Schlämme wurde nach dem im Beispiel 7 beschriebenen Verfahren behandelt, und es >■> wurden Fasern produziert, die denen im Beispiel 7 ähnlich waren.

Beispiel 12

Eine nach Beispiel 7 hergestellte Schlämme wurde in durch Zusetzen von Ca(OH), auf einen pH-Wert von 1 1 gebracht. Der pH-Wert wurde dann durch Zusetzen von 85%iger H,PO₄-Lösungauf 6,0 gesenkt, und die Schlämme wurde nach dem Verfahren des Beispiels 7 behandelt. Es wurden Fasern ähnlich denen r, im Beispiel 7 produziert, außer daß sie in ihrer Farbe heller waren.

Beispiel 13

Eine nach Beispiel 7 hergestellte Schlämme wurde

4(i durch Zusetzen von Ca(OH)₂ auf einen pH-Wert von 7,0 gebracht. Die Schlämme wurde nach dem Verfahren des Beispiels 7 behandelt, und es wurden Fasern ähnlich denen im Beispiel 7 gewonnen. Die Fasern wurden zur Herstellung eines Schinkenschnitzenpro-

4> duktes guter Qualität verwendet. Ein Teig, der aus 47 Gew.% produzierter Fasern, 10% Proteinmehl. 13% Wasser, 6% Fett, 17% Schinkengeschmackstoff und 7% Nahrungsmittelfarbstoff enthielt, wurde in einem Hobart-Mixer gemischt, bis ein glatter Teig ent-

-,(i stand. Der Teig wurde dann in eine Backpfanne gegeben und bei 163^C C zwei Stunden lang gekocht, u..i einen zarten, jedoch festen Kuchen zu bilden. Der Kuchen wurde geteilt, um Scheiben zu bilden, die im Aussehen, im Ges.chmack und im Gefüge knusprigen, körnigen Schinken ähnlich waren. Die Scheiben konnten als schinkenartiger Zusatz in Suppen, Salaten und Cremesoßen verwendet werden.

Beispiel 14

bo Eine nach Beispiel 7 hergestellte Schlämme wurde durch Zusetzen von Ca(OH)₂ auf einen pH-Wert von 8,0 gebracht. Die Schlämme wurde nach dem in Beispiel 7 beschriebenen Verfahren behandelt, und es wurden Fasern ähnlich denen des Beispiels 7 produziert.

Beispiel 15
Eine nach Beispiel 7 hergestellte Schlämme wurde

durch Zusetzen von Ca(OH)₂ auf einen pH-Wert von 10 gebracht. Die Schlämme wurde nach dem Verfahren des Beispiels 7 behandelt, und es entstanden dunkle, zarte Fasern, die eine Länge von 20-30 mm und einen Feuchtigkeitsgehalt von 55-60 Gew.% hatten.

Beispiel 1 ft

Die Schlämme des Beispiels 8 wurde nach dem Verfahren des Beispiels 7 behandeh, wobei die Wärmpaustausehertemperatur auf 115,5° C und der Pumpendruck auf HHi bar gebracht wurden. Es wurden Fasern produziert, die denen des Beispiels 8 ähnlich waren.

Beispiel 17

Die Schlämme des Beispiels 8 wurde mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von 0,5 Gew.% verdünnt und nach dem Verfahren des Beispiels 7 behandelt, wobei die Temperatur des Wärmeaustauschers auf i 54,5 ° C und der Pumpendruck auf 34,3 bar gebracht wurden. Hie Aufenthaltszeit bei dieser Temperatur und bei diesem Druck betrug etwa 5 Minuten. Eswui
den längere Fasern produziert, die ähnlich denen aus dem Beispiel 8 waren.

Beispiel 18

Eine nach dem Beispiel 7 hergestellte Schlämme wurde auf einen Fcststoffgehalt von 10 Gew.% verdünnt. Der pH-Wert wurde durch Zusetzen von CaOH)₂ auf 10 gebracht; das Material wurde nach dem Verfahren des Beispiels 7 behandelt, wobei die Temperatur des Wärmeaustauschers auf 154,5° C und der Pumpendruck auf 343 bar gebracht wurden. Es wurden dunkle Fasern ähnlich denen des Beispiels 15 produziert.

Beispiel 19

Ein Sojabohnenisolationsprodukt, das unter dem Warenzeichen EDI-PRO-A von der Firma Ralston-Purina Company bezogen wurde, wurde nach dem Beispiel 7 aufgeschlämmt, niedergeschlagen und mit einem Feststoffgehalt von 21 Gew.% erneut aufgeschlämmt. Die Proteinreinheit der Feststoffe betrug etwa 95%. Der pH-Wert der Schlämme wurde durch Zusetzen von 50%iger NaOH-Lösung auf 4,8 gebracht. Die Schlämme wurde durch den Vierfachwärmeaustauscher des Beispiels 7 mit einem Pumpendruck von 68,6 bar gepumpt. Die Temperatur des Wärmeaustauschers wurde auf 143,5° C eingestellt. Nach dem Durchlaufen der Schlämme durch den Wärmeaustauscher wurde sie durch einen Kühlapparat geleitet, in dem sie auf 82,5° C abgekühlt wurde. Die gekühlte Schlämme wurde durch eine Schlitzdüse gedrückt, die eine Größe von 9,525 X 1,6 hatte. Aus der Düse trat ein durchgehender Faden bzw. ein durchgehendes Band. Das Band war hell, zart und mild. Nach Hacken in kurze Stücke hatte es Gefügeeigenschaften, die denen gemahlenen Fleisches guter Qualität ähnlich waren, beispielweise Wurst aus Schweinefleisch oder Frikadellen.

Beispiel 20

Eine nach dem Beispiel 19 hergestellte Schlämme wurde nach dem Verfahren des Beispiels 19 behandelt. Die Temperatur am Wärmeaustauscher wurde auf 143,5° C gebracht, und die erhitzte Schlämme wurde im Kühlapparat auf 121° C abgekühlt. Der Stoff wurde weiter abgekühlt, indem er durch die Düse aus dem Beispiel I¹J gedruckt wurde, die in einem Bad kühlen Wassers eingetaucht war. Es entstand ein Band ähnlich dem des Beispiels 19.

Beispiel 21

Ein Sojaisolationsprodukt nach dem Beispiel 19 wurde mit einem Feststoffgehalt von 20 Gew.% erneut aufgeschlämmt. Der pH-Wert der Schlämme wurde durch Zusetzen von Ca(OH), auf 9,0 gebracht. Die Schlämme wurde nach dem Verfahren des Beispiels 7 mit einem Pumpendruck von 34,3 bar und einer Wärmeaustauschertempcratur von 149" C behandelt. Aus der verarbeiteten Schlämme entstanden i' lange, dunkle, zarte Fasern.

Beispiel 22

Eine nach Beispiel 21 hergestellte Schlämme wurde nach dem Verfahren des Beispiels 21 mit einem Pum- -' pendruck von 343 bar behandelt. Aus dem verarbeiteten Schlamm entstanden feine Proteinfasern.

Beispiel 23

Eine nach dem Beispiel 21 hergestellte Schlämme i^r> wurde durch Zusetzen 50%iger NaOH-Lösung auf einen pH-Wert von 5,0 gebracht. Die Schlämme wurde nach dem Verfahren des Beispiels 21 bei einem Pumpendruck von 343 bar und einer Temperatur des Wärmeaustausehers von 138° C behandelt. Aus der in verarbeiteten Schlämme entstanden lange, zarte Fasern.

Beispiel 24

Eine nach dem Beispiel 21 hergestellte Schlämme π wurde durch Zusetzen 50%iger NaOH-Lösung auf einen pH-Wert von 5,0 gebracht. Die Schlämme wurde dadurch behandelt, daß sie durch eine Schlange des mit vier Schlangen bestückten Vierfachwärmeaustauschers des Beispiels 7 mit einer Temperatur des w Wärmeaustauschers von 127° C und einem Pumpendruck von 48 bar geleitet wurde. Die Aufenthaltszc'·, bei dieser Temperatur und bei diesem Druck betrug etwa 1 Minute. Die Fasern wurden durch das im Beispiel 7 beschriebene Verfahren gewonnen. Es entstanden kurze, glatte Fasern.

Beispiel 25

Eine nach dem Beispiel 21 hergestellte Schlämme wurde durch Zusetzen 50%iger NaOH-Lösung auf

->o einen pH-Wert von 5,0 gebracht. Die Schlämme wurde durch einen Dampfstrahlwärmeaustauscher gepumpt, indem Dampf direkt in die Schlämme eingespritzt wurde, um die Temperatur der Schlämme auf 152° C zu erhöhen. Die Aufenthaltszeit im Wärmeaustauscher betrug etwa 4 Sekunden. Die erhitzte Schlämme wurde durch eine runde Düse gedrückt, die einen Durchmesser von 0,73 mm hatte, und sie wurde dadurch abgekühlt, daß sie etwa 60 cm durch Umgebungsluft in eine Sammelzone fiel. Ein Gegendruck

ω von 4,1 bar wurde am System aufrechterhalten. Aus der behandelten Schlämme entstanden sehr feine helle ansprechende Fasern.

Beispiel 26

Aus dem Verfahren des Beispiels 19 wurde ein Schinkenschnitzelprodukt guter Qualität direkt erzielt. Der Schlämme aus Beispiel 19 wurden 4,5% Schinkengeschmacksstoffe und 1% Nahrungsmittel-

ti

farbstoffe zugesetzt. Der pH-Wert wurde durch Zusetzen einer ii()%igen NaOH-Lösung auf 4,8 gebracht, und die Schlamme wurde danach nach dem Beispiel 19 behandelt. Der entstandene Faden bzw. das entstandene Band wurde zerkleinert und getrocknet. Das Trockenprodukt hatte einen Geschmack, ein Aussehen und ein üefüge, das knusprigem, körnigem Speck entsprach, und es konnte als speckartiger Zusatz in Suppen, Salaten und Cremesoßen verwendet werden.

Beispiel 27

Durch Salzsäure niedergeschlagenes Kasein wurde nachverarbeitet, indem es mil: Wasser aufgeschlämmt wurde, wobei mit 5(>%igcr N-iOH-Lösung der pH-Wert auf 8,0 erhöht und das Kasein niedergeschlagen wurde, indem mit 85%iger H,PO₄-Lösung der pH-Werl auf 4,5 gesenkt wurde. Das niedergeschlagene Kasein wurde gesammelt und mit Wasser mit einem Feststottgehait von 18,7 Gcw.% erneut aufgeschlammt. Der Feststoffanteil bestand aus Protein mit einer Reinheit von etwa 95%. Die Schlämme wurde durch den Vierfachwärmeauslauscher des Beispiels 7 mit einem Pumpendruck von 13,7-27,4 bar gepumpt. Die Temperatur des Wärmeaustauschers wurde auf 104,5° C gebracht. Die Schlämme wurde durch eine '/„-Zoll-Düse in ein umgebendes Wasserbad geleitet, um die Fasern zu sammeln und deren Zusammenkleben zu verhindern. Es entstanden helle, zarte Fasern.

Beispiel 28

Durch SalzsJiure niedergeschlagenes Kasein wurde nach dem Beispiel 27 behandelt und mit Wasser mit einem Feststof!gehalt von 5 Gcw.% erneut aufgeschlammt. Die Schlämme wurde durch den Vierfachwärmeaustauscherdes Beispiels 7 mit einem Pumpendruck von 27,4-68,6 bar gepumpt. Die Temperatur des Wärmeaustauschers wurde auf 88" C eingestellt. Die Schlämme wurde dann auf 71 ° C gekühlt, indem sie durch einen Kühlapparat geleitet wurde. Die gekühlte Schlämme wurde durch eine Düse gedrückt, die eine Größe von 9,5 X 1,6 hatte. Aus der Düse trat ein durchgehendes Band bzw. ein durchgehender Faden aus. Das Band war hell, zart und ansprechend.

Beispiel 29

Durch Salzsäure niedergeschlagenes Kasein wurde mit Wasser mit einem Feststoff ge halt von 20 Gew.% aufgeschlammt. Die Schlämmt: wurde mit einer Fitz-Mühle gemahlen, um eine maximale Rehydratation zu erzielen. Die Schlämme hatte einen pH-Wert von 4,4. Die Schlämme wurde durch den Vierfachwärmeaustauscher des Beispiels 7 bei einem Pumpendruck von 137-206 bar gepumpt. Die Temperatur des Wär- > meaustauschers betrug 77° C. Die erwärmte Schlämme wurde durch eine Düse mit einem Durchmesser von 0,7112 mm gedrückt und abgekühlt, indem sie durch Umgebungsluft 6,6 m auf ein Sammelsieb fiel. Dem Sieb wurden helle, zarte Fasern entnommen. Die Fasern neigten dazu, sich zu verschmelzen, um eine fasrige Matte zu bilden.

Beispiel 30

Eiweiß mil einer Proteinreinheit von etwa 92'Ό und i> einer Feststoffkonzentration von 1 I Gew.% wurde durch Zusetzen 85%iger H,PO₄-Lösung auf einen pH-Wert von 4,65 gebracht. Die Schlämme wurde nachdem im Beispiel 29 beschriebenen Verfahren bei einem Pumpendruck von 68,6—103 bar und einer -'" Temperatur des Wärmeaustauschers von 146' C behandelt. Es entstanden helle, zarte Fasern, die eine Lange von etwa 50 mm hatten.

Beispiel 31

y> 11.24 kg Truthahnfleiseh (24% Feststoffanteile. 80% Proteinreinheit), I 1,34 kg isolierter Sojaquark (27,4% Feststoffe. 95% Proteinreinheit) und 9.07 kg Wasser wurden gemischt und in einer Colloid-Mühle gemahlen. Das Gemisch wurde in einer Manton-Gau-

i« lin-Pumpe homogenisiert. Der pH-Wert der Schlämme betrug 5,1. Die Schlämme wurde durch den im Beispiel 7 beschriebenen Wärmeaustauscher mit einem Pumpendruck von 55-62 bar und einer Temperatur des Wärmeaustauschers von 157,5'¹C ge-

i'· pumpt. Die behandelte Schlämme wurde durch einen Kühlapparat geleitet, der auf 85-93,5° C gehalten wurde, und sie wurde durch eine Düse, die eine Größe von 1,5875 x 12.70 mm hatte, in eine Sammelzone gedruckt. Es entstanden kurze, zarte Fasern.

Beispiel 32

Nach dem im Beispiel 7 beschriebenen Ve. fahren wurde Kokosnußschnitzelersatzhergestell. Einernach Beispiel I hergestellten Schlämme wurden 2% Pflan-

4i zenöl (Durkex) und 0,5% Kokosnußgeschmacksstoffe zugesetzt. Die mit Geschmacksstoffen versehene Schlämme wurde nach dem Beispiel 7 bei einem Pumpendruck von 206 bar verarbeitet. Es entstanden kleine Fasern, die geschnitzelter Kokosnuß ähnlich

ίο waren und einen starken Kokosnußgeschmack hatten.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Proteinfäden aus Proteinmaterial, bei dem das Proteinmaterial mit Wasser gemischt, das Gemisch durch eine Wärmeaustauschzone geführt, dabei erhitzt und dann durch eine einen Gegendruck von 3,43 bar bis 343 bar erzeugende Düse in eine Sammelzone ausgepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man als Gemisch für die Zufuhr zur Wärmeaustauschzone aus dem Proteinmaterial und dem Wasser eine Aufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von 0,3 bis 35 Gew.% bildet und das in der Aufschlämmung befindliche Proteinmaterial anschließend durch feines Vermählen oder durch die Erhöhung des pH-Wertes auf einen Wert erheblich oberhalb des isoelektrischen Punktes des Proteins und nachfolgende Erniedrigung des pH-Wertes auf einen Wert im Bereich des isoelektrischen Punktes des Proteins oder durch eine Kombination des Vermahlens und der pH-Wert-Änderung in eine ausreichend reaktionsfähige Form bringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem Wärmeaustauscher die Aufschlämmung auf eine Temperatur im Bereich von 73 bis 158° C erhitzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aufschlämmung nach dem Erhitzen auf eine Temperatur im Bereich von 72 bis 99° C abkühlt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis Λ dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert der Aufschlämmung auf einen Wert im Bereich von 8 bis 12 und danach wieder auf einen Wert im Bereich von etwa 4 bis 6 einstellt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß man der Aufschlämmung vor dem Erhitzen eine Phosphationen bildende Verbindung zusetzt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß man der Aufschlämmung Hydroxide oder Salze von Kalzium, Aluminium oder Magnesium zusetzt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Aufschlämmung als Proteinmaterial ein Ölfruchtmaterial, insbesondere Soja und deren isolierte Proteinkonzentrate einsetzt.