Ob Sojaschnitzel oder Tofubratwurst – immer mehr Verbraucher greifen im Supermarkt zu Fleischersatzprodukten. Nach Angaben des Bundes für Lebensmittelrecht und Lebensmittelkunde ist der Umsatz bei fleischlosen Waren von 2012 bis 2016 um 88% gestiegen. Auch wenn die fleischlose Kost rein äußerlich dem tierischen Vorbild sehr ähnelt, beim Kauen fällt der Unterschied dann doch auf. „Dieses Mundgefühl beruht vor allem auf der faserähnlichen Textur von Fleisch“, erklärt Azad Emin vom Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT).

Die Struktur von Fleischersatz dem tierischen Produkt anpassen

Gemeinsam mit Forschern der TU Berlin und dem Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik in Quakenbrück sucht der Verfahrenstechniker daher nach einem Weg, die Textur fleischanaloger Produkte so zu verbessern, dass sie der Struktur von Fleisch zum Verwechseln ähneln. „Wir haben einen Ansatz und eine Methode entwickelt, die es ermöglichen, den Prozess mit Fokus auf Strukturveränderungen zu untersuchen und zu kontrollieren“, sagt Emin.

Herstellungsprozess im Extruder durchleuchtet

Das Team konzentrierte sich dabei auf die Herstellung der Fleischersatzprodukte und nahm dafür die Prozesse in der Produktionsanlage, dem Extruder, unter die Lupe. Das hier angewendete Verfahren, die Nassextrusion, wird auch zur Herstellung von Erdnussflips genutzt. Die teigartige Rohstoffmasse wird dabei mit Wasser versetzt und mittels zweier rotierender Schneckenwellen durch ein Gehäuse befördert. Dort wird die Masse erhitzt und am Ende durch eine gekühlte Düse gepresst. Bisher hat sich die Produktentwicklung laut Emin nur zeitaufwendig und kostspielig empirisch, also durch Versuch und Irrtum, vorantreiben lassen.

Mit Lipiden Struktur und Mundgefühl verbessern 

Die neue Methode macht es nun möglich, Strömungssimulationen und -messungen innerhalb des Extruders durchzuführen. Gleichzeitig gibt sie Einblicke in das Zusammenspiel von Fließeigenschaften und thermomechanischen Beanspruchungen und Aufschluss über den Verfahrensprozess sowie die dadurch hervorgerufenen strukturellen Veränderungen der pflanzlichen Proteine. Nachdem die Details des Herstellungsprozesses vorliegen, können sich die Forscher der Verfeinerung der Textur fleischähnlicher Produkte widmen. „In unserer weiteren Forschung wollen wir die Struktur und das Mundgefühl unter anderem durch Hinzufügen von Lipiden und vorstrukturierten Proteinkomponenten fleischähnlicher gestalten“, erklärt Azad Emin.

Die Arbeit der Karlsruher Forscher erfolgt im Rahmen des Forschungsprojekts „Texturierungsmechanismen bei der Nassextrusion von Soja- und Erbsenprotein“ und wird seit 2015 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

bb