ProTEXtrusion

Forschungstitel:
Vorhersage der Extrudierbarkeit von Pflanzenproteinen mittels rheologischer Offline-Charakterisierung

Arbeitsgruppe: Pflanzliche Lebensmittel

Forschungsstelle und wissenschaftliche Betreuung:

  1. Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV Freising, Christina Opaluwa

Finanzierung: IVLV e. V.
Laufzeit: 2024

Aufgrund von ökologischen, ethischen und gesundheitlichen Aspekten kam es in den vergangenen Jahren zu einer wachsenden Nachfrage nach alternativen Produkten auf Basis von pflanzlichen Proteinen, um Produkte tierischen Ursprungs zu ersetzen. Insbesondere Produkte, die Fleisch oder Wurstwaren nachahmen, erfreuen sich großer Beliebtheit. Für die Imitation der typischen Textur von Fleisch bedarf es texturierter pflanzlicher Proteine (texturized vegetable proteins – TVP), welche typischerweise durch Trockenextrusion hergestellt werden.

Eine große Herausforderung bei der Extrusion ist jedoch, dass die komplexen Zusammenhänge zwischen einer Vielzahl voneinander unabhängiger Parameter bisher noch nicht vollständig bekannt sind. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, die finalen Produkteigenschaften, wie Textur, Farbe, Geschmack und Faserigkeit vorherzusagen und gezielt zu beeinflussen. Auch das Ersetzen eines Rohstoffes durch einen anderen ist dadurch ohne enormen Versuchs-, Zeit- und Kostenaufwand nicht möglich.

Um dem entgegenzuwirken und die „Extrudierbarkeit“ und „Texturierbarkeit“ bereits vor Prozessbeginn prüfen zu können, hat sich dieses Projekt zum Ziel gesetzt, eine Methode zur Offline-Charakterisierung von Pflanzenproteinen zu entwickeln. Für die Charakterisierung werden zunächst rheologische Messungen unter extrusions-relevanten Bedingungen (hohe Proteinkonzentration, hohe Temperaturen, hohe Scherraten) durchgeführt, wobei ein Closed-Cavity-Rheometer (CCR) eingesetzt werden soll. Mit Hilfe dieser Methoden können Aussagen über die Viskosität und Elastizität der Pflanzenproteine getroffen werden. Im zweiten Schritt werden die ausgewählten Pflanzenproteine mittels Trockenextrusion texturiert und hinsichtlich relevanter Produktparameter, wie Textur- und Rehydratationseigenschaften, analysiert. Anschließend werden die rheologischen Daten mit den Ergebnissen der Extrusionsparameter in Beziehung gesetzt, um zu identifizieren, welche rheologischen Eigenschaften mit stabilen Extrusionsbedingungen sowie hoher Produktqualität korrelieren. Aus den gewonnenen Daten und Ergebnissen soll anschließend eine standardisierte rheologische Offline-Messmethode entwickelt werden.