Success Story: Clextral

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Extrusion von Fleischersatzprodukten

Fleischersatzprodukte könnten Teil der Lösung bei der Ernährung der rasant wachsenden Weltbevölkerung sein. Mit Clextral, einem französischen Hersteller von Extrusionsanlagen, verbindet Brabender Technologie seit Jahren eine erfolgreiche Partnerschaft in diesem Markt.

Eine der größten Herausforderungen des 21. Jahr­hunderts wird es sein, die wachsende Weltbevölkerung zu ernähren und dabei den Umwelt- und Tierschutz zu berücksichtigen. Der weltweite Fleischkonsum hat sich in den letzten fünfzig Jahren mehr als verdoppelt. Die Folge: Der extreme Anstieg der industriellen Tierproduktion hat immense ökologische Auswirkungen. Auch die negativen Effekte des übermäßigen Fleischkonsums auf die Gesundheit des Menschen sind belegt. Und nicht zuletzt ergeben sich ethische Fragen, die das Tierwohl betreffen.

Flexitarier und Fleischersatz

Diese besorgniserregenden Entwicklungen haben zu einem neuen Trend in der Ernährung geführt: der bewussten Reduktion des eigenen Fleischkonsums. Die sogenannten Flexitarier essen zwar regelmäßig Fleisch, achten dabei jedoch auf Qualität und Umwelt und versuchen, gesunde, pflanzliche und proteinreiche Alternativen zu den traditionellen Fleischprodukten in ihren Speiseplan zu integrieren: Fleischersatzprodukte. Sie ähneln echtem Fleisch in Geschmack, Aussehen und Textur, bestehen aber aus pflanzlichen Proteinen mit hochwirksamen, essenziellen Aminosäuren, die cholesterinfrei, fettarm, eiweiß-, ballaststoff- sowie nährstoffreich sind. Zu den wichtigsten Quellen für pflanzliche Proteine gehören Weizengluten, Sojabohnen, Erbsen, Linsen, Ackerbohnen, Kichererbsen, Stangenbohnen und Lupinen.

Clextral: Experte für Lebensmittel-Extrusion

Schon seit den späten 1990er-Jahren arbeitet der französische Hersteller von Extrusionsanlagen Clextral zusammen mit Lebensmittelverarbeitern und Lebensmittelforschungszentren an der Entwicklung von Fertigprodukten aus fibrierten Proteinprodukten, die aus extrudierten faserigen Proteinen bestehen. Jérôme Mottaz, Leiter Technik und F & E bei Clextral, erklärt: „In den letzten Jahren haben sich die Absatzzahlen für texturierte pflanzliche Proteine in Europa, Asien, Amerika und Australien stetig nach oben entwickelt. Seit 2001 besitzen wir ein Patent für das High Moisture Extrusion Cooking – eins der beiden Verfahren der Doppelschneckenextrusion für die Herstellung von Fleischersatzprodukten aus Proteinen.“

Die beiden Extrusionsverfahren

Neben dem High-Moisture-Extrusion-Cooking-Verfahren (HMEC) gibt es noch ein „trockenes“ Verfahren namens TVP. Beide Extrusionsverfahren unterscheiden sich durch den Aufbau des Extruders und die verwendete Düse. Im trockenen Extrusionsverfahren dosiert Clextral meist ein Premix aus Sojapulver oder Erbsen-Konzentrat mit einem Proteingehalt zwischen 50 und 60 Prozent in den Extruder. Mit einer einfachen Düse entsteht ein Extrudat mit schwammiger Textur und einem niedrigen Feuchtigkeitsgehalt von 10 bis 23 Prozent am Ausgang der Extruderdüse und mit rund 8 Prozent am Ausgang des Trockners nach der Extrusion. Bei der Weiterverarbeitung zum fertigen Produkt in der Industrie und beim Endkonsumenten muss es deswegen immer noch rehydriert werden.

High Moisture Extrusion Cooking (HMEC)

Beim HMEC werden ebenfalls pflanzliche Rohstoffe wie Erbsen und Soja eingesetzt, allerdings als Isolat oder Konzentrat mit einem höheren Proteingehalt von 70 bis 80 Prozent. Der Unterschied zum trockenen Verfahren liegt in der thermomechanischen Verarbeitung – dem „Kochen“ – des Proteins bei Temperaturen von über 120 Grad Celsius mit einem hohem Feuchtigkeitsgehalt von 50 bis 70 Prozent bei relativ langer Verweilzeit. Dieser Vorgang ermöglicht die Faserbildung und findet in einer komplexen Schnecken-Zylinder-Anordnung des Doppelschneckenextruders statt, in dem die spezifische Schneckenkonfiguration ein hohes Längen-Durchmesser-Verhältnis aufweist.

Emmanuel Lavocat, Verfahrenstechniker für Lebensmittel-Extrusion bei Clextral, vergleicht es so: „In ihrem ursprünglichen Zustand sind Proteine wie Wollfäden, die ineinander verwoben sind. Während des Kochvorgangs im Extruder werden sie entwirrt, aufgefaltet und in kleine Stücke zerschnitten. In der Düse werden sie anschließend wieder als gleichmäßige Fäden für eine gute Qualität vernetzt.“

Kühldüse beeinflusst Textur

Hinter der Schnecken-Zylinder-Anordnung schließt sich eine lange Kühldüse an, die im HMEC-Verfahren eine Schlüsselrolle spielt. Die Einstellung ihrer Kühlkanäle, Querschnittsfläche und Öffnungsmaße hat einen starken Einfluss auf die Textur und Qualität der Faserbildung. Möglich sind zum Beispiel raue Oberflächen mit relativ kurzen und dicken, querschnittsorientierten Fasern, aber auch glattere Oberflächen mit langen und dünnen, flächiger fließenden Fasern. Jedes dieser Produkte wird für bestimmte Lebensmittelanwendungen eingesetzt, zum Beispiel als Analog von Hähnchenstreifen oder Pulled Pork. Durch HMEC entstehen somit Zwischenprodukte, deren Struktur und Textur der von Fleischmuskeln stark ähneln. Diese lassen sich durch weitere Bearbeitungs- und Weiterverarbeitungsprozesse noch mit geschmacklichen, olfaktorischen und optischen Merkmalen ergänzen.

Blick in die Zukunft

„Die Endprodukte des High Moisture Extrusion Cooking haben das Potenzial, auch Konsumenten zu überzeugen, die den Fleischanalogen bislang noch skeptisch gegenüberstanden“, ist Emmanuel Lavocat überzeugt – und sie könnten so dazu beitragen, die wachsende Weltbevölkerung künftig nachhaltig zu ernähren.

(erschienen in FLUX 2/2021)